Жаротрубные котлы: конструкция и сфера применения

Жаротрубные паровые котлы

Жаротрубный котел изобрели в 19 веке, для увеличения паропроизводительности обычных цилиндрических котлов, не изменяя их размеров, путем развития внутренних поверхностей нагрева. В наше время жаротрубные котлы не потеряли своей актуальности.

Жаротрубный котел, имеет жаровые трубы, который проходят внутри водного пространства котла. Всем известно, что жаротрубные отопительные котлы изготовить не сложно, соответственно и цена на такие котлы минимальная.

Сфера применения жаротрубных паровых котлов

Жаротрубные паровые котлы нашли широкое применение в современной жизни. И наиболее часто их используют в сфере жилищно-коммунального хозяйства, а также на производстве, где есть потребность в паре. К примеру, такое оборудование можно увидеть в котельных, обслуживающих:

жилые здания и комплексы;
коммерческие и административные помещения;
производственные цеха;
медицинские и образовательные учреждения;
другие объекты, нуждающиеся в эффективном и недорогом источнике тепла.

В целом, же можно отметить, что оборудование данного типа используется в любом месте, где потребность в паре постоянна и равномерна.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Основными конструкционными элементами жаротрубного парового котла являются топка, водяной бак и дымогарные (жаровые) трубы. Принцип действия агрегата основывается на сжигании топлива и передаче выделяющегося тепла воде, в результате чего она переходит в газообразное состояние.

Образующиеся при сгорании топлива дымовые газы попадают в дымогарные трубы, которые находятся внутри бака, и нагревают воду до температуры парообразования. В зависимости от числа проходов дымовых газов жаротрубные паровые котлы делятся на двухходовые и трехходовые. Первые имеют простую конструкцию и, как следствие, стоят дешевле. Вторые отличаются более высоким коэффициентом полезного действия. Разница в КПД между двух- и трехходовыми агрегатами зависит от марки и модели и варьируется от 1 до 3%.

Для повышения КПД, часто жаротрубные котлы переводят на газ. Обычно в них устанавливают газовые горелки низкого давления или инжекционные горелки среднего давления. Также демонтируют колосниковую решетку, которая установлена для сжигания твердого топлива, демонтируют фронтальную плитку, заменяют новой, которая имеет отверстие для монтажа грелок, а также глазки для розжига. Если делается монтаж инжекционной горелки с пластинчатым стабилизатором, то устанавливать фронтальную плиту необязательно.

Жаротрубные паровые котлы, переведенные на газовое топливо, работают надежно и показывают хорошие теплотехнические показатели. Недостатками являются, нагрев насадок у горелок, иногда может наблюдаться пульсирующее горение, которое обычно сопровождается выбросом пламени и хлопками. В большинстве случает эти недостатки возможно устранить. Важно, чтобы конструкции горелок соответствовал диаметр форсунок инжекционных горелок среднего давления, иначе невозможно будет добиться полного сжигания газа.

Как правило, котельные с жаротрубными котлами, обязательно должны иметь узел редуцирования давления, потому что они снабжаются газом от сети среднего или высокого давления. В котельных с секционными котлами устанавливают ротационные счетчики, для учета расхода газа. Если снабжение газом идет от сети низкого давления, то счетчик устанавливается сразу, если подача газа идет от сети среднего или высокого давления, то счетчики устанавливаются, после регулятора давления. Потому что давление не должно превышать 0,1 МПа

Из недостатков жаротрубных паровых котлов можно выделить, большие габариты и значительную металлоемкость, внутренние топки, которые могут сжигать лишь топливо высокого качества.

Самый большой недостаток данных котлов – они взрывоопасны. Если внезапно снизить давление внутри котла, при большом объеме кипящей воды, мгновенно выделиться большое количество пара и произойдет взрыв. Но если соблюдать все правила техники безопасности, то подобного никогда не случится.

Сейчас зарубежные заводы, которые предлагают жаротрубные котлы, требуют выполнить два условия: первое – должна быть соответствующая химводоподготовка и должна использоваться только химоочищенная вода.

Сейчас зарубежные заводы, которые предлагают жаротрубные котлы, требуют выполнить два условия:

должна быть соответствующая химводоподготовка;
должна использоваться только химоочищенная вода.

При правильной эксплуатации котел сэкономит вам приличную сумму денег, а также согреет вас своим теплом.

Итальянская компания ICI Caldaie была основана в 1958 году. С самого начала производитель работал на опережение, предлагая потребителям высокотехнологичные решения, не имеющие аналогов. Такой подход сохранился и сегодня, поэтому нет ничего удивительного в том, что оборудование данной марки занимает лидирующие позиции на мировом рынке по общему объему продаж.

Что же касается жаротрубных агрегатов ICI Caldaie, то в настоящий момент наиболее востребованы две серии оборудования:

И паровые, и водогрейные котлы ICI Caldaie — это современное оборудование, нашедшее широкое применение в различных сферах жизнедеятельности человека. Если вы тоже решили приобрести агрегат этой марки, рекомендуем проконсультироваться со специалистами компании «Альба», которая является официальным представителем завода-производителя в нашей стране.

Жаротрубный и дымогарный котлы – разница конструкции

Жаротрубный котёл вместе с дымогарным котлом являются представителями древних бойлерных конструкций. Такие тепловые сооружения пользовались огромной популярностью в период XVIII века. Тогда основное применение универсальных жаротрубных-дымогарных котлов отмечалось на паровозах. Сегодня популярность несколько снизилась, но в частном секторе этот вид теплового оборудования продолжает пользоваться спросом. Причины очевидны – простая конструкция жаротрубного котла или дымогарного бойлера позволяет экономить на строительстве. А эффективность действия обеих систем вполне устраивает конечного пользователя.

Конструктивное исполнение и разновидности

Основу конструкций двух тепловых систем составляют:

печь для топлива,
бойлерный модуль,
газоотводящий канал.

Бойлерный модуль встраивается в систему газоотводящего канала и представляет собой сочетание водно-парового сосуда, внутри которого расположена многорядная трубная система. Это своего рода трубчатый теплообменный блок, сквозь который проходят продукты сгорания топлива в печи.

Конструкция дымогарного оборудования промышленного назначения: 1 — пульт управления; 2 — жаровая камера; 3 — горелка; 4 — спирально-гофрированные трубы; 5 — поток жара; 6 — экономайзер; 8 — слой изоляции

Именно способом построения трубной системы теплообменного блока различаются в первую очередь жаротрубные и дымогарные котлы. Потому как технически это почти идентичные конструкции, за исключением одной детали.

Жаротрубные котлы оснащаются трубной схемой теплообменника, при помощи которой дополнительно обеспечивается перегрев пара. Дымогарные котлы наделены трубной схемой нагрева воды для естественного парообразования (без перегрева).

Ещё из конструктивных особенностей обеих бойлерных конструкций следует отметить их разновидности, исходя из направления движения продуктов сгорания. Применяются два вида исполнения каналов отвода жара:

Очевидно, что в первом случае поток жара прямиком (напролёт) следует сквозь внутреннюю область трубчатого теплообменника.

Во втором случае путь прохождения горячих газов изменяется с прямого на оборотный ход, за счёт изменения конфигурации газоотводящего канала. При этом схема построения канала может предусматривать несколько ходов.

Как действует система жаротрубного котла?

Принцип действия котлов жаротрубного типа так же прост, как схема сооружения. Когда внутри печи сжигается топливо, продукты горения устремляются через газовый канал на выход.

Схема жаротрубного котла: 1 — колосниковая решётка; 2 — малое пламя; 3 -большое пламя; 4 — предохранительный клапан; 5 — паровой купол; 6 — выход насыщенного пара; 7 — выход угарных газов; 8 — головка перегревателя; 9 — трубки перегревателя; 10 — выход перегретого пара

На пути нагретых газов находятся металлические трубы теплообменника. Жар проходит сквозь внутреннюю область труб и нагревает металл. Нагретые трубы большого диаметра снаружи погружены в воду, соответственно, отдают тепло воде. Вода нагревается до температуры кипения и начинает превращаться в пар.

Образовавшийся пар собирается под крышей сосуда, откуда подаётся во вторичную трубную систему, состоящую из трубок малого диаметра пропущенных сквозь первые жаровые трубы большего диаметра.

Таким образом, проходящий сквозь трубы жар делает двойную работу – нагревает воду и перегревает пар. Перегрев осуществляется проходом через вторичную трубную систему и уже в перегретом состоянии пар выводится на потребительские нужды.

По сути, жаротрубные котлы следует относить к паровым котлам, причём вырабатывающим перегретый (сухой) пар.

Как действует система дымогарного котла?

Принцип действия дымогарного котла фактически повторяет отмеченный выше. Однако трубная система в этом варианте выполнена обычным способом – трубной решёткой без ввода малых внутренних трубок под перегрев пара.

Схема дымогарного котла: 1 — печь; 2 — нагретый дым и газ; 3 — дымогарные трубы; 4 — выход насыщенного пара; 5 — водно-паровой накопительный сосуд; 6 — выход угарных газов

Поэтому используются трубы дымогарного котла, меньшие по диаметру и с меньшей толщиной стенки. Вместе с тем, количество труб, как правило, увеличено по сравнению с жаротрубной конструкцией.

За счёт наращивания объёма трубной решётки достигаются более высокие теплотехнические характеристики дымогарного котла. Однако здесь есть технологические ограничения, которые зачастую не позволяют нарастить решётку до максимума:

увеличиваются габаритные размеры котла;
снижается прочность торцевых панелей трубной решётки;
уменьшается пропускная область для пузырьков пара.

Какой бы тип дымогарного котла не использовался, пар всегда отделяется от воды, скапливается в паровом пространстве. Скопившийся над поверхностью воды пар остаётся в состоянии насыщения жидкостью, так как постоянно контактирует с поверхностью воды.

Конструкция дымогарного котла содержит сосуд, где вода, находящаяся под давлением, нагревается до более высокой температуры, чем та, при которой вода закипает при атмосферном давлении (100ºС).

Схема на три хода с водяной рубашкой: 1 — горелка (печь); 2 — первый ход; 3 — второй ход; 4 — третий ход; 5 — сосуд с водой; 6 — область пара; 7 — выход пара Т=150 градусов; 8 — выход продуктов горения; 9 — водяная рубашка

В процессе нормальной работы вода занимает нижнюю область сосуда котла за счёт собственной силы тяжести. Пузырьки пара, образующиеся при контакте со стенками труб, поднимаются сквозь толщу воды и собираются вверху — под крышкой сосуда.

По мере увеличения количества пара в закрытом сосуде, давление внутри увеличивается, что приводит к увеличению температуры кипения воды. Этот фактор напрямую оказывает влияние на скорость производства пара, которая снижается.

Таким образом, дымогарный котел «сам по себе» контролирует и регулирует давление внутри сосуда. Иными словами, дымогарный котел является тепловым оборудованием, работающим под давлением и управляемый давлением.

Особенности конструктивного исполнения

Вода подается в бойлерную систему дымогарного (жаротрубного) котла традиционным способом — через входной трубопровод от центрального водоснабжения.

Поскольку пар и вода присутствуют в одном и том же сосуде, достаточно сложно получить пар высокого давления. Обычно максимальное давление пара такого типа котлов достижимо на уровне не более 15-17 кг/см 2 . Производительность составляет не выше 10 м 3 /час.

Бойлерная система в процессе работы всегда находится под давлением. Поэтому степень аварийности котельного оборудования такой конструкции достаточно высока. Тепловое оборудование может отличаться по расположению печной системы – наружная печь либо внутренняя. Также различается исполнение по размещению рабочего сосуда.

Существуют модели с горизонтальным либо вертикальным расположением. Исполнение с горизонтальным расположением сосуда находит более широкое применение в хозяйственной сфере.

Схемы экранирования: 1, 7 — водная среда; 2, 8 — тепловой канал; 3, 9 — двухходовые трубы; 4, 10 — вода; 5, 11 — область пара; 6 — «сухая» реверсивная камера; 12 — «мокрая» реверсивная камера

Сооружение котлов заставляет обратить внимание на важную деталь — экранирование. Существуют два варианта теплового экранирования:

Сухое экранирование предусматривается на оборудовании, где стенка реверсивного канала отвода жара непосредственно контактирует с наружной средой. В этом случае выполняется облицовка стены канала огнеупорным материалом.

Однако более эффективным экранированием видится «мокрый» вариант, когда реверсивный канал не выводится наружу. Здесь пространство от стенки канала до наружной стенки котла занимает водяная «рубашка». Образуется эффективный экранный буфер, который позволяет отказаться от создания огнеупорной защиты.

Всё о дымоходах для котельного оборудования

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Z-Сила — публикации материалов интересных полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мульти-тематическая информация — СМИ .

Жаротрубный котел принцип работы

Такие агрегаты применяются в системах отопления на различных производствах и предприятиях, в строительных компаниях, в воинских частях. Компактные решения нашли применение в частном отоплении – в коттеджах, на дачах и в частных домах.

В чем особенности?

Форма и внешность данных агрегатов может быть самой различной. Однако в большинстве случаев в продаже встречаются изделия цилиндрической формы. Одножаровые модели оснащены двумя емкостями-резервуарами. При этом один резервуар находится внутри другого. Эти два сегмента связаны через фланцы и паросборники.

В передней части агрегата распложена топка, а в задней установлена система отвода продуктов сгорания. Чтобы паровой котел мог работать, необходимо обеспечивать ему подачу воздуха, который подается в принудительном порядке при помощи вентилятора, зафиксированого на фронтальной площадке.

Жаротрубные котлы, работающие на газу или дизельном топливе, оснащены горелкой и трубой, через которую отводятся продукты горения.

Котлы оснащаются стальными теплообменниками. Сталь не подвергается коррозийному воздействию и не деформируется по причине постоянных перепадов температуры.

Принцип действия

Эти котлы являются одним из подвидов газотрубных агрегатов, поверхность которых состоит из жаровых труб. Внутри них циркулирует жидкое или газообразное топливо.

Принцип работы жаротрубного котла очень прост.

На передней части жаровых труб имеется горелка с принудительным наддувом.

В ней может сгорать газ или жидкие виды топлива.

Жаровая трубка – это не что иное, как топочная камера.

Внутри нее эффективно сгорает все топливо, которое подается к прибору.

В процессе работы такого отопительного оборудования образуется пар.

Температура пара не выше, чем 115 градусов. Давление внутри составляет не более 0,07 МПа.

Такой пар подходит для отопительной системы частных домов или для использования в производственных процессах.

Жаротрубный и дымогарный котлы – разница конструкции

Конструктивное исполнение и разновидности

Основу конструкции составляют:

печь для топлива,
бойлерный модуль,
газоотводящий канал.

Это своего рода трубчатый теплообменный блок, сквозь который проходят продукты сгорания топлива в печи.

Применяются два вида исполнения каналов отвода жара:

Как действует система жаротрубного котла?

На пути нагретых газов находятся металлические трубы теплообменника. Жар проходит сквозь внутреннюю область труб и нагревает металл.

Нагретые трубы большого диаметра снаружи погружены в воду, соответственно, отдают тепло воде.

Вода нагревается до температуры кипения и начинает превращаться в пар.

Жаротрубные паровые котлы – виды, устройство и области применения

Благодаря тому, что эти котлы имеют простую конструкцию и надежны в эксплуатации, они получили широкое применение во многих сферах производства.

уществует несколько типов конструкций жаротрубного котла, что позволяет подобрать оптимальный вариант непосредственно на месте его использования.

Устройство и принцип его работы

Основной принцип работы данного вида котла, заключается в передаче энергии вырабатываемой при сгорании топлива непосредственно веществу, выступающему в роли теплоносителя, которое циркулирует в теплообменнике. В данном виде котла роль теплоносителя, в основном, выполняет вода.

Для образования пара из воды внутри котла, необходимо достижение температуры до 1150°C. Рабочее давление внутри агрегата не должно быть выше 0,7 кгс/см.

В камере, расположенной в центре агрегата, происходит сгорание применяемого топлива. Со всех сторон камера окружена секциями заполненными водой. Для выхода продуктов сгорания и для создания тяги, установлено несколько труб. Эти котлы универсальны, и в них может быть использовано разнообразное топливо: дрова и уголь, мазут и дизельное топливо, а также газ.

Вода после интенсивного нагрева превращается в пар, накопление которого происходит в специальной камере, подключенной к котлу и к отопительной системе.

Принцип работы жаротрубного котла прост и благодаря этому имеет и простую конструкцию. Чаще всего корпус выполнен в виде цилиндра. С лицевой стороны располагается топочная камера, с обратной стороны котла выведены дымовые трубы. Для поддержания горения топлива используются электрические вентиляторы.

Вокруг топочной камеры, по всему периметры располагаются теплообменники заполненные водой. Изготовлены они из трубки небольшого сечения, что увеличивает скорость нагрева воды.

Наиболее распространены сейчас трехходовые паровые котлы. КПД этого вида котлов намного выше, чем у одноходовых котлов, а сама конструкция не намного сложнее. Свое название они получили за счет наличия выходов дыма – это сама камера и двух отдельных выходов, расположенных друг над другом. Создание тяги в котлах может обеспечиваться естественным путем, или же при помощи вентиляторов.

Для модернизации котлов и увеличения их производительности, в конструкции применяются дополнительные приборы и датчики:

манометры – для контроля давления пара;
термометры – для слежения за температурой нагрева;
блоки, для управления нагревом;
датчики, контролирующие давление воды, внутри системы;
системы, следящие за перегревом, для аварийной остановки работы котла.

Жаротрубные котлы по видам

Все жаротрубные котлы делятся на две группы:

Водяные
В качестве основного теплоносителя применяется вода. Перегрев в этом типе котла не допустим, потому что возможна деформация стенок.
Паровые
Теплоносителем в этом виде служит пар, получаемый при нагреве воды.

Эксплуатационные характеристики

Объем используемой воды в котле значителен, с одной стороны это помогает, при необходимости, регулировать давление, но с другой стороны, котел становиться взрывоопасным. За счет объема, при перегреве, некоторая часть воды переходит в пар, что и помогает сохранять равновесие.

Так как, основной принцип работы котлов заключается в подогреве воды со следующим переходом ее в парообразное состояние, необходимо при эксплуатации контролировать состояние подаваемой воды. Она должна быть без примесей.

Для ее очистки используются натрий-катионитовые фильтры. Кроме этого, вода, перед использованием в котлах, должна пройти процесс деаэрации, при котором из нее будут удалены лишние кислород и углекислота. Также эта процедура регулирует pH уровень воды. Все это нужно для того, чтобы как можно меньше накипи образовывалось на внутренних стенках котлов.

В промышленных условиях состав контролируется 2 раза в неделю лаборантами, или это происходит автоматически, постоянно, при помощи встроенных датчиков.

В воде проверяют – ее жесткость, количество кислорода и углекислоты, уровень pH, электропроводимость.

Во время проверки котлы могут подвергаться очистке, при которой удаляется до 10% воды.

Основные плюсы и минусы котлов

Преимущества жаротрубных котлов:

Необычайно высокий КПД – до 93%. Такой уровень достигается за счет равномерного распределения тепла и полном использовании энергии, выделяемой при сгорании топлива;
Внешняя поверхность котла не нагревается, а значит, отсутствуют теплопотери;
Процесс сгорания топлива можно контролировать, что дает возможность сохранять температуру стабильной;
Данные типы котлов практически безопасны в эксплуатации, потому что риск взрыва минимален;
В конструкцию котла можно вносить изменения, для повышения производительности;
Для периодического обслуживания нет необходимости вызывать специалистов;
Небольшие размеры жаротрубного котла выделяют его среди других типов;
Надежны, ввиду использования жаростойкой стали и малого количества сварочных швов;
Может быть использован для обогрева помещений даже при самых низких температурах;
Продолжительный срок эксплуатации – до 50 лет.
Сравнительно легко обслуживать и ремонтировать;
Возможно использование разного вида топлива.

Читайте также: Двери для животных

Профилактика и ремонтные работы

Несмотря на свою надежность и этот вид котлов, время от времени, нуждается в профилактике и ремонте.

Последовательность работ следующая:

необходимо изучить все документы и прилагающиеся к котлу схемы;
ищем участок, где нарушена герметизация и локализуем его;
очищаем с помощью инструментов поверхность металла по всей длине трещины или вокруг отверстия, захватывая дополнительно до 20 мм;
проводим сварочные работы согласно инструкции;
зачищаем шов, изучаем его на наличие недоработок, устраняем, если есть;
испытываем котел в работе, при полной нагрузке.

При неправильной эксплуатации жаротрубного котла могут быть поражены целые участки поверхности. В этом случае поврежденный участок вырезается при помощи алмазного диска, после чего накладывается латка такого размера и из такого же металла и приваривается, после этого также необходимо провести испытание котла.

Сфера применения этого типа котлов довольно-таки широкая. Их используют в небольших котельных, на промышленных предприятиях, в частных домах и кооперативах. Спрос на них обусловлен их высокою эффективностью, экономичностью, надежностью и простотой в эксплуатации.

Благодаря простой конструкции этого вида котлов, их обслуживание и ремонт не требуют вмешательства специалистов.

Пройдите курс повышения квалификации по теме «Управленческий учет с нуля до внедрения». 120 ак.часов, обучение онлайн 1 месяц, официальное удостоверение.

При записи на курс до 6 февраля подарок 12 тысяч рублей — 3 месяца безлимитных консультаций от лучших экспертов «Клерка».

Водотрубные и газотрубные котлы, виды и принцип работы

Одним из наиболее распространённых видов промышленного теплового оборудования является жаротрубный котёл. Они отличаются несложной конструкцией, высокой надёжностью и возможностью переоснащения.

Имея небольшие габариты они отличаются высокой теплопроизводительностью при этом будучи безопасными. Существует несколько моделей, отличающихся конструкцией, мощностью, потребляемым топливом.

1 Устройство жаротрубного котла
2 Принцип работы
3 Виды жаротрубных котлов
4 Отличие жаротрубного котла от водотрубного
5 Лучшие Российские производители

Устройство жаротрубного котла

Простой принцип работы определяет конструктив. Форма корпуса может быть разнообразной, но наиболее часто встречается форма цилиндра. С одной стороны располагается камера сгорания, а с обратной система дымоудаления. Горение поддерживается принудительным дутьевым устройством.

Над топкой находятся теплообменники, которые контактируют с дымоотводящим каналом. Для повышенной эффективности нагрева теплообменник изготавливают из труб небольшого сечения. Наиболее распространенный трёхходовые жаротрубные котлы. Его главное отличие от обычной конструкции это наличие трёх дымоотводящих каналов.

Первым каналом считается топка, а два других находятся выше один над другим. Вентилятор обеспечивает необходимую тягу, а также существует естественная тяга через колосники и вентиляционные отверстия.

Особенностью трёхходовых котлов является снижение температуры нагретых дымовых газов с 1000˚С до 250˚С, обеспечив максимальную теплоотдачу. Но это чревато тем, что водяной уровень нестабильный и не поддаётся контролю. Это решается применением сепаратора, разделяющий пар и воду, и капли не поступают в коллектор.

Помимо указанных частей установки оснащаются следующими узлами для улучшения их характеристик:

каналы воздухоотвода;
манометр для пара;
термометр для теплоносителя;
управляющий блок;
контроллеры давления;
аварийная защита.

Принцип работы

Принцип работы жаротрубного котла заключается в передаче тепловой энергии от горящего топлива теплоносителю. Процесс парообразования происходит при температуре 115˚С и давлении 0,7 кгс/кв.см. Топливо сжигается в топочной камере, которая охлаждается водой, кроме фронтальной стороны. При нагреве воды происходит парообразование, пар аккумулируется в приспособленном резевруаре, подключённой к системе отопления. Отработанные газы удаляются через пучок труб.

Источник фото: pudeb.com

Топливо для котлов может быть разнообразным: жидкое, твёрдое и газообразное. Оборудование представляет собой газотрубные установки с жаровыми трубами, в которых циркулирует горящее топливо. На жаровых трубах имеется газовая горелка низкого давления и принудительный наддув. Жаровая труба это своеобразная камера сгорания, внутри которой происходит сжигание подаваемого топлива.

Дымовые трубы для котла: типы дымоходов и расчеты

Согласно экологическим нормам и требованиям дымовая труба котла должна рассчитываться по строгому регламенту. Необходимо учесть массу факторов и показателей, чтобы дымовыводящая конструкция полностью справлялась с нужным объемом сжигания топлива, удаляя в атмосферу продукты его сжигания.

Выбор дымовой трубы для котла

Типовых проектов на рынке представлено масса. Каждый из них может быть доработан индивидуально в зависимости от потребностей производства и размеров котла. Дополнительно устанавливаются дымовые насосы, создавая дополнительную искусственную тягу для улучшения вывода продуктов горения.

Дымовые трубы для газовых котлов или твердотопливных имеют виды:

Колонные конструкции. Они самостоятельно и свободно стоят. Материалом обечайки служит высокоуглеродистая сталь. Крепление происходит за анкерные кольца, предварительно залитые в фундамент.
Фермовые крепятся также к анкерной корзине, залитой в фундамент. Здесь фиксация происходит благодаря самонесущей ферме.
Фасадные конструкции крепятся непосредственно к зданию с использованием настенных кронштейнов. Передача нагрузок происходит на фасад за счет специальных виброизолирующих элементов.
Околофасадные трубы располагаются рядом со зданием и имеют свой дополнительный фундамент для передачи весовой нагрузки.
Бескаркасные самонесущие конструкции располагаются непосредственно на крыше котельной с последующим закреплением внутри помещения. Температура дымовой трубы котла может быть до 350⁰C. Оптимальная нагрузка снежной массы для конструкции: 250 кг/см2, ветра — 30 кг/см2 при условии II ветрового района.
Мачтовые конструкции также свободно стоящие с креплением за анкерную корзину. Дымоотвод в данном случае фиксируется хомутами к колонне.

В зависимости от объема продуктов сгорания, которые необходимо вывести, можно устанавливать как одноствольные дымовые трубы для твердотопливного котла либо многоствольные конструкции.

Отличие жаротрубного котла от водотрубного

Теплогенерирующие котлы большой производительности по своей конструкции разделяются на жаротрубные и водотрубные. Особенность жаротрубных в том, что поверхность нагрева состоит из трубок, по которым движется сгораемое топливо. А нагрев теплоносителя, находящегося за пределами трубок, происходит путём теплообмена. Жаротрубные котлы делятся также на пролётные – газы проходят без поворотов и оборотные – газы поворачивают в камере при движении. Чаще всего это оборудование изготавливается в виде горизонтального цилиндра. Водогрейные котлы, такие как КВР или КВА, содержат нагретую воду внутри. Поверхность нагрева располагается в центре котла или ниже.

Трехходовой жаротрубный котел

С одного торца устанавливается горелка для сжигания газа или дизельного топлива. Выше нагревательных элементов располагаются дымогарный трубопровод, по которому продукты горения направляются в дымоход. По количеству контуров установки разделяются на двухходовые и трёхходовые. В первых действует реверсивная камера сгорания, где газы упираются в заднюю поверхность агрегата, затем разворачиваются и идут к фронтальной, после отражения от которой газы меняют направление в сторону удаления из котла. В трёхходовой схеме газы при возвращении в передней поверхности проходят ещё одну жаровую трубу или же через ряд дымогарных труб. После чего, отразившись, газы идут на удаление из агрегата.

Главные преимущества жаротрубных котлов:

простая конструкция;
изготавливаются из недорогого метала;
компактность;
простое обслуживание;
легкий тепловой расчет

Недостатки при эксплуатации жаротрубных котлов:

требования по качеству подпиточной воды. Это связано с небольшими скоростями циркуляции. Поэтому это оборудование запрещается подключать к системам отопления из-за высокого шламообразования в радиаторах;
высокая взрывоопасность. Если в котле имеется большое количество горячей воды и внезапно падает давление из конструктивных поломок, то мгновенно происходит выделение пара, сопровождающееся взрывом;
высокое аэродинамическое сопротивление;
необходимость поддержания температуры большого объёма воды даже в случае отсутствия потребности, иначе при остывании приходится затрачивать много времени на нагрев.

Противоположным принципом работы обладает водотрубный котёл, его элемент нагрева представляет собой ряд труб, по которым движется нагретая вода, а теплообмен происходит путём нагрева труб путём сжигания топлива. Наиболее распространённым и простым видом теплообменника является узел, состоящий из двух труб, сваренных между собой несколькими поперечными трубами.

Преимущества водотрубных котлов следующие:

нет опасности взрыва;
быстрый теплообмен;
небольшой вес оборудования;
надёжная конструкция;
нет особенных требований к качеству воды.

Минусы такого оборудования:

качество швов и соединений должно быть высоким;
более сложное устройство;
сложное техобслуживание.

На российском рынке больше всего представлено жаротрубное оборудование. Это следствие более простой технологии и несложного обслуживания. Однако благодаря своим преимуществам, часть рынка всё же принадлежит водотрубным котлам, несмотря на низкую популярность.

Нужны услуги строителей?

С момента изобретения Д. Папеном этого устройства прошло более трехсот лет. Как и любое изобретение, паровой котел проходил стадии эволюции. В его конструкцию периодически вносились изменения с целью повышения работоспособности. Так появилось два вида паровых котлов: водотрубные и газотрубные. Более подробно об этих видах устройств мы поговорим чуть позже. Сейчас же скажем, что изобретатели придавали большое значение решению проблемы увеличения площади нагрева устройства. Газотрубные котлы в силу своих конструктивных особенностей не позволяли добиваться желаемого результата. В дальнейшем эти устройства стали использоваться на пароходах и паровозах, но в системах отопления предпочтение было отдано водотрубным паровым котлам. Их конструкция позволяла увеличить количество цилиндров и, как следствие, увеличить поверхность нагрева. Естественно, прежний размер устройства не позволял добиться желаемого результата, поэтому его величина стала значительно больше. В свою очередь, увеличение габаритов устройства дало возможность изобретателям двигаться дальше, и в 60-е годы XIX века появились разновидности паровых водотрубных котлов, ставшие прототипами современных котлов.

Работы по модернизации и улучшению функциональности парового котла проводились во многих странах, в том числе и в России. Неоценимый вклад в дело разработки этих паровых устройств внес Владимир Григорьевич Шухов — автор знаменитой башни. Русский инженер создал паровой котел, имеющий трубчатые батареи и продольный барабан, что было настоящим прорывом в деле усовершенствования этого парового устройства.

До 20-х годов прошлого века шли эксперименты с трубами, являющимися неотъемлемой частью котла, и в 20-е годы было найдено решение: стали применять изогнутые трубы. В то же время начали использовать котлы, в которых сжигалась угольная пыль. Огромным шагом стало применение камерной топки, в которую вводилось топливо, согласно БСЭ, «вместе с воздухом, необходимым для горения, через горелочные устройства…» В такой топке «при сжигании пылевидного топлива часть золы уносится дымовыми газами из топки в газоходы котла; остальная часть золы выпадает из факела в виде капель шлака и удаляется из топки либо в твёрдом гранулированном виде, либо в жидком расплавленном виде, стекая с пода топки через летку в шлакоприёмное устройство, заполненное водой». Эти нововведения, как говорится в Энциклопедии, «получили чрезвычайно широкое распространение и, с одной стороны, сильно повлияли на развитие конструкций паровых котлов, значительно повысив их паропроизводительность, а с другой — позволили весьма эффективно использовать любые низкосортные местные угли. Внедрение камерных топок привело к созданию топочных экранов, которые представляют собой испарительные трубы, расположенные на стенах топочной камеры. Первоначально экраны закрывали только часть стен и предназначались для защиты обмуровки от непосредственного воздействия пламени, которое приводило к шлакованию топки и разрушению обмуровки. Постепенно экраны стали закрывать всё большую часть стен топок, а современные паровые котлы имеют полностью экранированные топки. Экраны, воспринимающие тепло, излучаемое пламенем и горячими дымовыми газами (радиационные поверхности нагрева), работают более интенсивно, чем кипятильные трубы, находящиеся в зоне более низких температур (конвективные поверхности нагрева)».

В 30-е годы в СССР появился котел с принудительной циркуляцией. Возник новый термин «котлоагрегат» (с этим слово мы уже знакомились).

В послевоенные годы разработкой новых паровых котлов занимались целые научно-исследовательские институты. Были созданы новые для того времени виды устройств с двумя жаровыми трубами. Такие котлы увеличивали КПД устройства и стали новым шагом в деле разработки парового оборудования. Не стояла на месте и металлургическая промышленность. Появление качественно нового металла нашло свое отражение и в устройстве паровых котлов.

Топливо, используемое в современных паровых котлах, может быть различным: жидким, твердым, газовым и электрическим. С каждым из этих видов топлива мы уже знакомились в беседах, посвященных водяному отоплению. Что касается паровых отопительных устройств, работающих от электросети, то они, в некотором роде, «обижены» на потенциальных покупателей, так как не пользуются особым спросом. Причина в относительно небольшом КПД и материальных затратах на оплату электроэнергии. На этом мы закончим экскурс в историю и перейдем непосредственно к разговору о типах паровых отопительных устройств.

Так как газотрубные паровые котлы разделили участь электрических и практически не используются в индивидуальном строительстве, уделять им особое внимание мы не будем. Скажем лишь, что своим появлением им обязаны паровозы и пароходы. Несмотря на то, что данные устройства считаются устаревшими, их продолжают применять в котельных и на промышленных предприятиях.

О водогрейных паровых котлах мы поговорим более подробно в следующей части статьи.

Алексей Каверау

В статье использованы фотографии сайтов: zaoteplokom, armiks, dangerhunter.narod, rosteplo, razdelgazovoe.biz-market

Устройство и принцип работы жаротрубного котла

Устройство жаротрубного котла

Над топкой находятся теплообменники, которые контактируют с дымоотводящим каналом. Для повышенной эффективности нагрева теплообменник изготавливают из труб небольшого сечения.
Наиболее распространенный трёхходовые жаротрубные котлы. Его главное отличие от обычной конструкции это наличие трёх дымоотводящих каналов.

Особенностью трёхходовых котлов является снижение температуры нагретых дымовых газов с 1000˚С до 250˚С, обеспечив максимальную теплоотдачу. Но это чревато тем, что водяной уровень нестабильный и не поддаётся контролю. Это решается применением сепаратора, разделяющий пар и воду, и капли не поступают в коллектор.

Помимо указанных частей установки оснащаются следующими узлами для улучшения их характеристик:

каналы воздухоотвода;
манометр для пара;
термометр для теплоносителя;
управляющий блок;
контроллеры давления;
аварийная защита.

Принцип работы

Принцип работы жаротрубного котла заключается в передаче тепловой энергии от горящего топлива теплоносителю. Процесс парообразования происходит при температуре 115˚С и давлении 0,7 кгс/кв.см.
Топливо сжигается в топочной камере, которая охлаждается водой, кроме фронтальной стороны. При нагреве воды происходит парообразование, пар аккумулируется в приспособленном резевруаре, подключённой к системе отопления. Отработанные газы удаляются через пучок труб.

Топливо для котлов может быть разнообразным: жидкое, твёрдое и газообразное.
Оборудование представляет собой газотрубные установки с жаровыми трубами, в которых циркулирует горящее топливо.
На жаровых трубах имеется газовая горелка низкого давления и принудительный наддув. Жаровая труба это своеобразная камера сгорания, внутри которой происходит сжигание подаваемого топлива.

Виды жаротрубных котлов

Жаротрубные котлы разделяются на две большие категории:

паровые. Образуют пар в специальной ёмкости, который используется как рабочее тело в системе отопления;
водогрейные. В таких происходит нагрев воды, которая используется как теплоноситель. Использование пара в этих котлах исключается во избежания перегрева и разрушения труб.

Отличие жаротрубного котла от водотрубного

Теплогенерирующие котлы большой производительности по своей конструкции разделяются на жаротрубные и водотрубные.
Особенность жаротрубных в том, что поверхность нагрева состоит из трубок, по которым движется сгораемое топливо. А нагрев теплоносителя, находящегося за пределами трубок, происходит путём теплообмена.
Жаротрубные котлы делятся также на пролётные – газы проходят без поворотов и оборотные – газы поворачивают в камере при движении.
Чаще всего это оборудование изготавливается в виде горизонтального цилиндра. Водогрейные котлы, такие как КВР или КВА, содержат нагретую воду внутри. Поверхность нагрева располагается в центре котла или ниже.

С одного торца устанавливается горелка для сжигания газа или дизельного топлива. Выше нагревательных элементов располагаются дымогарный трубопровод, по которому продукты горения направляются в дымоход.
По количеству контуров установки разделяются на двухходовые и трёхходовые. В первых действует реверсивная камера сгорания, где газы упираются в заднюю поверхность агрегата, затем разворачиваются и идут к фронтальной, после отражения от которой газы меняют направление в сторону удаления из котла.
В трёхходовой схеме газы при возвращении в передней поверхности проходят ещё одну жаровую трубу или же через ряд дымогарных труб. После чего, отразившись, газы идут на удаление из агрегата.

Главные преимущества жаротрубных котлов:

простая конструкция;
изготавливаются из недорогого метала;
компактность;
простое обслуживание;
легкий тепловой расчет

Недостатки при эксплуатации жаротрубных котлов:

требования по качеству подпиточной воды. Это связано с небольшими скоростями циркуляции. Поэтому это оборудование запрещается подключать к системам отопления из-за высокого шламообразования в радиаторах;
высокая взрывоопасность. Если в котле имеется большое количество горячей воды и внезапно падает давление из конструктивных поломок, то мгновенно происходит выделение пара, сопровождающееся взрывом;
высокое аэродинамическое сопротивление;
необходимость поддержания температуры большого объёма воды даже в случае отсутствия потребности, иначе при остывании приходится затрачивать много времени на нагрев.

Противоположным принципом работы обладает водотрубный котёл, его элемент нагрева представляет собой ряд труб, по которым движется нагретая вода, а теплообмен происходит путём нагрева труб путём сжигания топлива.
Наиболее распространённым и простым видом теплообменника является узел, состоящий из двух труб, сваренных между собой несколькими поперечными трубами.

Преимущества водотрубных котлов следующие:

нет опасности взрыва;
быстрый теплообмен;
небольшой вес оборудования;
надёжная конструкция;
нет особенных требований к качеству воды.

Минусы такого оборудования:

качество швов и соединений должно быть высоким;
более сложное устройство;
сложное техобслуживание.

Лучшие Российские производители

Среди российских производителей стоит выделить несколько предприятий:

Борисоглебский котельно-механический завод. Предприятие выпускает жаротрубное оборудование, работающее на твёрдом, жидком топливе и газе. Оборудование комплектуется горелками и системами автоматического управления, безопасности. Приборы собственного производства. Котлы имеют трехступенчатое регулирование мощности, позволяющее обеспечить автономный режим эксплуатации.
Промышленная группа «Генерация» (г. Березовский, Свердловская обл.). Линейка жаротрубных котлов состоит из оборудования производительностью от 1 до 2,5 тонн/ч. Данное оборудование служит для производства пара низкого давления в промышленности. Схема котлов – трёхходовая. В комплектацию входят горелки, которые выполняются в двух вариантах: автоматизированные однотопливные и двухтопливные. Достоинствами агрегатов выступает высокий КПД – до 91%, простая конструкция, высокая ремонтоспособность.
АО «Завод котельного оборудования» (Белгородская область, Алексеевский район, г. Алексеевка). Предприятие выпускает жаротрубные котлы с высоким коэффициентом полезного действия. Паровые оборудование работает по трехходовой схеме. Котлы отличаются производятся в широком ассортименте с производством пара от 2 до 25 т/ч, и давлением до 25 бар.
Российский завод энергетического машиностроения АО «Поликрафт энергомаш». Завод выпускает котлы паропроизводительностью от 0,5 до 5,0 тонн/ч, имеют 11 типоразмеров и работают на газообразном и дизельном топливе. Оборудование оснащено защитной автоматикой.
АО «Шебекинский машиностроительный завод» (г. Шебекино, Белгородская обл.) изготавливает паровые жаротрубные котлы марок КП и КПа производительностью пара от 1 до 4 тонн/ч. Среди достоинств: спиральный турбулизатор, футеровка передней крышки огнеупорным бетоном. Котлы соответствуют требованиям Ростехнадзора.

Здравствуйте. Я автор этого сайта. Продолжительное время я занимаюсь монтажом и пусконаладкой котельного оборудования. Если вы наладчик “старой гвардии” прошу подписаться на обновления. Будем вместе обсуждать интересные моменты монтажа и ПНР котельных.