Для предупреждения аварий паровых котлов из-за пре­вышения давления Правилами по котлам предусматри­вается установка предохранительных клапанов.

: Назначение предохранительных клапанов состоит в пре­дупреждении увеличения давления в паровых котлах и тру­бопроводах выше установленных пределов.

Превышение рабочего давления в котле может привести к разрыву кипятильных экранных и экономайзерных труб и стенок барабана.

Причинами повышенного давления в котле являются внезапное уменьшение или прекращение расхода пара (от­ключение потребителей) и чрезмерная форсировка топки,

Особенно при работе на мазуте или газообразном топливе.

Поэтому чтобы давление в котле не могло подняться вы­ше допустимого, эксплуатация котлов с неисправными или неотрегулированными клапанами категорически запреща­ется.

Мерами предупреждения повышения давления в паро­вом котле являются: регулярная проверка исправности предохранительных клапанов и манометров, устройство сиг­нализации от потребителей пара для получения информа­ции о предстоящих расходах пара, обученность персонала и хорошее знание и исполнение ими производственных ин­струкций и противоаварийных циркуляров. -

Для проверки исправности действия предохранительных клапанов котла, пароперегревателя и экономайзера произ­водят их продувку, принудительно открывая вручную:

При рабочем давлении в котле до 2,4 МПа включитель­но- каждый клапан не реже 1 раза в сутки;

При рабочем давлении от 2,4 до 3,9 МПа включительно- поочередно по одному клапану каждого котла, пароперегре­вателя и экономайзера не реже одного раза в сутки, а так­же при каждом пуске котла, а при давлении выше 3,9 МПа- в сроки, установленные инструкцией.

В практике эксплуатации котлов все еще бывают ава­рии, связанные с превышением давления в котле выше до­пустимого. Основной причиной этих аварий является рабо­та котлов с неисправными или неотрегулированными пре­дохранительными клапанами и неисправными манометрами. В отдельных случаях аварии происходят из-за того, что котлы вводят в эксплуатацию с предохранительными кла­панами, отключенными с помощью заглушек или заклинен­ными, либо допускают произвольное изменение регулиров­ки клапанов, накладывая дополнительный груз на рычаги клапанов при неисправности или отсутствии средств авто­матики и безопасности.

В котельной произошла авария парового котла Е-1/9-1Т из-за пре­вышения давления, в результате чего частично разрушено помещение котельной. Котел Е-1/9-IT изготовлен Таганрогским домостроительным заводом для работы на твердом топливе. По согласованию с заводом - изготовителем котел был переоборудован на жидкое топливо, при этом установлено горелочное устройство АР-90 и смонтированы авто­матические устройства для отключения подачи топлива в котел в двух случаях - при понижении уровня воды ниже допустимого и повыше­нии давления выше установленного. Перед вводом в эксплуатацию котла оказавшийся неисправным питательный насос НД-1600/10 с по­дачей 1,6 м3/ч и давлением на нагнетании 0,98 МПа был заменен цен - тробежно-вихревым насосом с подачей 14,4 м3/ч и давлением на нагне­тании 0,82 МПа. Большая мощность двигателя этого насоса не позво­лила включить его в электрическую схему автоматического регулиро­вания питания котла водой, поэтому оно осуществлялось вручную. Автоматика защиты от снижения уровня воды была отключена, а автоматика защиты от превышения давления не работала из-за не­исправности датчика. Оператор, обнаружив упуск воды, включил пи­тательный насос. Сразу же была вырвана крышка люка верхнего ба­рабана и разрушен нижний левый коллектор в месте приварки к нему колосниковой балки. Авария произошла из-за резкого повышения дав­ления в котле из-за глубокого упуска воды и последующей подпитки его. Расчеты показали, что давление в котле в этом случае могло по­выситься до 2,94 МПа.

Толщина крышки люка в ряде мест была менее 8 мм, и крышка была деформирована.

В связи с этой аварией Госгортехнадзор СССР предло­жил владельцам, эксплуатирующим паровые котлы : не до­пускать эксплуатацию котлов при отсутствии или неисправ­ности средств автоматики безопасности и контрольно-изме­рительных приборов; обеспечить обслуживание, наладку и ремонт средств автоматики безопасности квалифициро­ванными специалистами.

В соответствии с письмом Госгортехнадзора СССР № 06-1-40/98 от 14.05.87 «Об обеспечении надежной экс­плуатации паровых котлов Е-1,0-9» владельцы котлов ука­занного типа обязаны снизить разрешенное в эксплуатации давление для котлов, которые имеют толщину крышки лю­ка 8 мм с креплением крышки люка шпильками до 0,6 МПа, так как заводами Минэнергомаша барабаны котлов Е-1,0-9 паропроизводительностью 1 т/ч выпускались с крышка­ми люка толщиной 8 мм и толщина крышки люка была уве­личена до 10 мм.

В котельной произошла авария с котлом Е-1/9Т йз-за превыше­ния давления.

В результате отрыва днища нижнего барабана котел был отброшен с места установки в сторону другого котла и, ударившись, сорвал об­шивку," разрушил обмуровку, деформировал 9 труб бокового экрана. Предохранительные клапаны при ударе были вырваны из своих гнезд. При испытании на стенде на давление 1,1 МПа клапаны не сработа­ли. При разборке клапанов установлено, что его подвижные части кла­пана прикипели.

Расследованием установлено, что днище котла 0 600X8 мм было изготовлено кустарным способом из стали, не имеющей сертификата.

После" приварки днища работниками котельной было проведено гидравлическое испытание давлением 0,6 МПа, при этом днище де­формировалось. Через несколько1 дней работы котла в сварном шве появились трещины, которые были заварены.

Из-за изменения конструкции крышки люка нижнего барабана (без согласования завода-изготовителя), неудовлетворительного проведения ремонта, стала возможной авария с тяжелыми последствиями.

Неисправности предохранительных клапанов

Для предупреждения аварий паровых и водогрейных котлов из-за превышения давления в них Правилами Гос-

Гортехнадзора СССР предусматривается установка не ме­нее двух предохранительных клапанов на каждый котел па­ропроизводительностью более 100 кг/ч.

На паровых котлах с давлением выше 3,9 МПа уста­навливаются только импульсно-предохранительные кла­паны.

Из-за неправильной эксплуатации предохранительных клапанов или дефектов их имели место аварии в котельных промышленных предприятий и на электростанциях. Так, на одной электростанции при резком сбросе нагрузки из-за не­исправности предохранительных клапанов давление пара в котле повысилось с 11,0 до 16,0 МПа. Это нарушило цир­куляцию, и произошел разрыв экранной трубы.

На другой электростанции в тех же условиях эксплуа­тации давление повысилось с 11,0 до 14,0 МПа, в резуль­тате чего произошел разрыв двух экранных труб.

Расследованием установлено, что некоторые предохра­нительные клапаны не работали, так как импульсные ли­нии были перекрыты клапанами, а остальные клапаны не обеспечили необходимого сброса пара из-за применения у импульсных предохранительных клапанов некалиброван - ных пружин и вследствие этого поломка части их.

Разрушение пружин наблюдалось у импульсных клапа­нов после каждого их открытия. Это происходило в резуль­тате больших динамических усилий от струи выходящего пара в момент открытия клапана, имеющего диаметр про­ходного сечения седла 70 мм.

Основные неисправности в работе рычажно-грузовых и пружинных предохранительных клапанов приведены в табл. 2.4.

Предохранительные клапаны должны защищать котлы и пароперегреватели от превышения в них давления более чем на 10% расчетного. Превышение давления при пол­ном открытии предохранительных клапанов выше чем на 10 % расчетного может быть допущено лишь в том случае, если при расчете на прочность котла и пароперегревателя учтено это возможное повышение давления.

Это разновидность агрегата для передачи тепловой энергии, давление пара в котором превышает уровень в 22 атмосферы. Создание и применение подобных устройств связано с эксплуатацией на заводах силовых агрегатов значительной мощности, имеющих повышенные требования, а также с необходимостью оптимизации расхода топлива.

Высокий уровень давления позволяет получать больший полезный объем пара, нежели в стандартных моделях промышленных котлов.

Наращивание удельной мощности пара стало возможным в 20-х годах ХХ столетия. Новые технологии, развитие машиностроения и металлургии позволили реализовать весь потенциал паровых систем в сфере повышения мощности, производительности и рационализации расхода топлива.

Сферы применения:

• металлургические заводы;
• предприятия горнодобывающей промышленности;
• производство разнообразных железобетонных изделий и прочих стройматериалов;
• заводы, занимающиеся переработкой нефтепродуктов (прогрев нефтепродуктов, обеспечение трубопроводной транспортировки и т. д.);
• деревообработка (сушка древесины);
• изготовление комбикормов и кормовых добавок.

Преимущества использования пара высокого давления

Использование водяного пара под значительным давлением связано с некоторыми особенностями:

• чем выше температура жидкости, тем выше давление пара;
• уровень давления пара обратно пропорционален температуре испарения;
• прямая зависимость давления насыщенного сухого пара и его температуры работает вплоть до 40 атмосфер, после чего температура начинает снижаться;
• температура перегретого пара постоянно растет при повышении давления.

Все это в совокупности означает, что при показателях давления до 40 атмосфер и при использовании насыщенного сухого пара можно снизить потребление топлива (в расчете на единицу пара). При работе с перегретым паром непрерывное повышение давления позволяет непрерывно же снижать расход топлива, однако уровень экономии незначителен.

Наибольшую продуктивность пар высокого давления показывает при эксплуатации паровых турбин и машин на различных заводах.

Промежуточный (вторичный) перегрев пара высокого давления

По совокупности параметров именно отработанный (перегретый) пар является наилучшим выбором для задач отопления и нагревания. При давлении в 80 атмосфер коэффициент полезного использования производимого тепла может достигать показателя в 70 %. Именно поэтому отработанный пар находит самое широкое применение в агрегатах повышенного давления.

Вторичный перегрев дает возможность нивелировать значительную влажность пара, проявляющуюся на последних этапах процесса отработки. Таким образом, можно достичь практически полного применения всего затраченного тепла.

Средняя экономия топлива при задействовании промежуточного перегрева составляет 1-3 %. Если осуществить дополнительную настройку регенеративных процессов, ответственных за подогрев подпитывающей воды при помощи пара, можно достичь 8-процентной экономии.

Конструкции и схемы промышленных паровых котлов высокого давления

Паровые котлы, использующие пар под значительным давлением, представлены двумя основными категориями:

1. Сравнительно старые модели промышленных котлов (секционные, вертикально-водотрубные), переконструированные с учетом эксплуатационных требований к системам со значительным давлением; как правило, используются при отсутствии более современной альтернативы, не отличаются большой эффективностью.
2. Варианты котлов высокого давления, изначально сконструированные для функционирования в таких условиях.

Наиболее распространенные системы, относящиеся ко второй категории:

• Атмос - несколько труб (роторов), расположенных горизонтально в топочном пространстве и вращающихся со скоростью около 300 оборотов в минуту; паропроизводительность зависит от числа оборотов роторов. Верхняя граница паропроизводительности систем Атмос - 300--350 кг/м 2 . Основные преимущества - простая схема циркуляции воды, отсутствие дорогостоящих деталей (барабанов); недостатки - высокая сложность устройства вращения роторов, необходимость постоянного ухода за установкой.
• Лефлера - такой котел позволяет получать пар под давлением за счет впуска перегретого пара в испаритель (барабан) одновременно с кипящей водой. Основные преимущества - значительный объем жидкости в испарители, нет необходимости в умягчении воды, отсутствие кипятильных труб. Недостатки - сложность насоса, ответственного за вывод пара, риск пережога труб при внезапной остановке насоса, а также неэкономичность всей установки при давлении меньше 100 атмосфер.
• Бенсона - агрегат использует оригинальную схему, при которой вода переходит в пар без дополнительных затрат тепла. Преимущества такого парового котла высокого давления - малый водяной объем, высокая безопасность и относительная дешевизна конструкции.
• Шмидта-Гартмана - котел, использующий барабан с интегрированной системой змеевиков. Преимущества - безопасность, хороший коэффициент теплоотдачи, горячие газы не оказывают прямое воздействие на барабан. Недостатки - сравнительно высокая цена, некоторые конструктивные особенности (необходимость обеспечивать для змеевиков больший уровень давления, нежели для рабочего пара).

Общие черты любых конструкций, рассчитанных на пар высокого давления, - повышенная прочность узлов, в особенности задвижек и клапанов, а также использование в качестве основных конструкционных материалов легированной стали, мартеновского литья, электростали.

Компания ООО «ЭнергоГаз» - лидер на Российском рынке высокотехнологичных паровых котлов.
Паровые котлы — специализированные котельные установки, предназначенные для производства насыщенного или перегретого пара путём прогрева воды, с помощью выделения теплоты, получаемой при сгорании топлива сжигаемого в паровом котле.

Паровые котлы классифицируются по назначению. Промышленный паровой котёл предназначается для производства пара для технологических нужд. Так же, энергетический паровой котел предназначен для производства пара для паровых турбин. С помощью произведенного пара также возможно осуществлять отопление промышленных и бытовых зданий.

Паровые котлы представляют собой агрегаты, в которых, под действием давления вода нагревается и преобразуется в пар. Область применения, которую имеют паровые котлы, включает в основном производство пара для питания промышленных устройств. Все представленное нашей компанией оборудование из данной категории характеризуется повышенной надежностью, усиленной безопасностью и отличной производительностью. Системы просты для монтажа и эксплуатации, поскольку работают в автоматическом режиме.

Котлы паровые жаротрубные, трехходовые, горизонтальные.

Технические характеристики паровых котлов на жидком топливе:

Технические характеристики паровых котлов на природном газе:

Котлы паровые жаропрубные, трехходовые, вертикальные.

Котлы предназначены для нагрева воды температурой до 115 о С, за счет встроенного пароперегревателя с избыточным давлением в 0,07 МПа (0,7 кг/см 2) с целью теплоснабжения технологических процессов в производствах. сельскохозяйственном (кормопроизводство), строительно-монтажном (асфальто - бетонное), коммунальном (отопление, горячее водоснабжение с использованием бойлера), пищевом (хлебопекарное, молочное, колбасное, кондитерское), деревообрабатывающем. Котлы просты в обслуживании и не требуют значительных денежных затрат в эксплуатации.

Технические характеристики паровых котлов на жидком топливе и природном газе:

Котлы паровые КП (ПАР) низкого давления.

Технические характеристики паровых котлов КП (ПАР) -0,07Ж на жидком топливе:

Технические характеристики паровых котлов КП (ПАР) -0,07Г на газе:

Условные обозначения на примере КП (ПАР) - 0,15 - 0,07 Ж:

0,15 - Максимальная паропроизводительность, тонн пара в час,
0,07 - Давление пара, мПа,
Ж - Тип топлива (Ж - жидкое, Г - газовое, Т - твердое топливо, П - печное топливо, 0 - отработанное масло).

Котлы паровые КП (ПАР) высокого давления.

Технические характеристики паровых котлов КП (ПАР) -1.6Ж на жидком топливе и природном газе:

Паровые котлы КП, КСП.

Технические характеристики котлов КП и КСП на жидком топливе:

Технические характеристики котлов КП и КСП на природном газе:

Устройство и принцип работы котлов КП, КСП.

Котлы паровые жаротрубные КП низкого и среднего давления.

Котлы паровые жаротрубные КП предназначены для получения пара с целью теплоснабжения технологических процессов, железобетонных заводов, линий по производству пенополистирола, пропарки цистерн и ГСМ-хранилищ, животноводческих ферм и хозяйственных комплексов: тепловой обработки кормов, пастеризации молока, отопления помещений и других целей.

В стандартную комплектацию котла входят:
котел, горелка, насос подпиточный, автоматика уровня, блок датчиков уровня, манометр, реле давления, указатель уровня воды прямого действия №6, предохранительные клапана (2 шт.), запорная регулирующая арматура.

Технические характеристики котлов паровых низкого и среднего давления:

Возможна поставка котлов паропроизводительностью до 2000 кг/ч.

Котлы паровые водотрубные КП высокого давления.

Котлы паровые водотрубные КП предназначены для получения пара с целью теплоснабжения технологических процессов, линий по производству пенополистирола, пропарки цистерн и ГСМ-хранилищ, животноводческих ферм и хозяйственных комплексов: тепловой обработки кормов, пастеризации молока, отопления помещений и др.

В стандартную комплектацию котла входит:
котел, горелка, насос подпиточный, питательный бак для сбора конденсата, автоматика подпитки, датчик уровня воды в баке, манометры, реле давления и сухого хода, указатель уровня воды прямого действия, предохранительные клапана (2 шт.), рама, запорная регулирующая арматура.

Технические характеристики котлов паровых высокого давления:

Возможна поставка котлов паропроизводительностью до 2500 кг/ч.

Внимание! Вся информация предоставлена на сайте исключительно в ознакомительных целях. Завод — изготовитель оставляет за собой право изменять конструкцию, присоединительные размеры, технические характеристики, внешний вид товара без предварительного уведомления.

Перед покупкой товара обязательно уточните интересующие Вас параметры.

Котлы паровые мобильные (переносные) КП-м.

Переносные котлы ПКм предназначены для выработки водяного пара температурой до +180ºС. Применяются для производства железобетонных изделий, отогрева траншей, оборудования, техники при низких температурах и полевых условиях, при аварийных ситуациях, а также в случаях, где необходим автономный источник тепла и пара не требующий источника электроэнергии. Вид топлива - бензин, керосин, диз. топливо.

В комплект парогенератора входит:
котел, горелка, насос подпиточный, автоматика уровня, блок датчиков уровня, указатель уровня воды прямого действия №5, предохранительные клапана, запорная регулирующая арматура.

Возможно исполнение в утепленном термобоксе.

Технические характеристики мобильных паровых котлов ПК-м:

Котлы паровые Д-900, Д-721ГФ.

Котлы Д-721ГФ и Д-900 предназначены для получения пара температурой не выше 115 °С с избыточным давлением до 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) с целью снабжения технологических процессов различных видов производств, горячее водоснабжение, отопление и др. целей. Преимущества котлов Д-721ГФ, Д-900: Не требуют регистрации в органах котлонадзора. Малые размеры котлов позволяют устанавливать их в небольших помещениях. Время вхождения в рабочий режим - 15 минут. Котлы просты в обслуживании и эксплуатации. Они незаменимы в условиях мелких производств и фермерских хозяйств.

Технические характеристики котлов Д-721ГФ, Д-900:

Котлы паровые на мазуте и газе Е-1,0-09ГМ, Е-1,6-0,9ГМН, Е-2,5-0,9ГМ.

Паровые водотрубные котлы серии "Е" предназначены для выработки насыщенного пара рабочим давлением 0,8 МПа (8 кгс/см2) и температурой 175°С, используемого для технологических и отопительных нужд. Модельный ряд котлов рассчитан для работы на газе, каменном угле, мазуте (сырой нефти), дизельном топливе. Существенным отличием этих котлов является то, что они комплектуются современным вспомогательным оборудованием: горелочные устройства плавного регулирования нагрузки, центробежные питательные насосы (Германия, Италия), микропроцессорная система управления и защиты, отсечные газовые клапаны и датчики давления (Германия). Применение надежного вспомогательного оборудования позволяет гарантировать экономичную работу котлов на всех режимах нагрузки, а также надежность и безопасность при эксплуатации.

Технические параметры паровых котлов серии "Е":

Паровой котел Е-1,6-0,9ГМН принадлежит к типу вертикально-водотрубных двухбарабанных газо-плотных котлов. Предназначен для выработки насыщенного пара давления 0,8 Мпа, используемого для производственных и отопительных нужд промышленности и сельского хозяйства. Поставляется в собранном виде, со смонтированным вспомогательным оборудованием, системой автоматического управления и безопасности.

Котел выполняется газо-плотным с облегченной теплоизоляцией, снаружи покрытой обшивкой из тонколистовой стали.

Система автоматического управления обеспечивает выполнение следующих функций:

• пуск по заданной программе и все защиты в соответствии с требованиями СниП;
• защиту при повышении давления пара, повышении и понижении давления топлива, повышении и понижении уровня воды в барабане, понижении и повышение разряжения в топке, погасании факела.

Конструкция трубной системы паровых котлов выдерживает кратковременное давление в топке до 3000 Па и разрежение в топке до 400 Па.
По устойчивости и воздействию температуры и влажности окружающего воздуха паровые котлы изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 4 по ГОСТ 15150. Конструкция котлов обеспечивает сейсмостойкость 6 баллов по шкале М5К-64.

Устройство котлов КП и КСП.

Корпус является основной металлоконструкцией котла КСП и состоит из двух основных узлов: барабана и крышки.

• Барабан представляет собой сварную конструкцию, основной деталью которой является труба жаровая, установленная вертикально и ограниченная сверху эллиптическим сводом, снизу днищем, к которому крепится рама барабана.
• Крышка сферической формы через прокладку посредством фланцев соединена с барабаном. На крышке приварены: патрубок подсоединения импульсной линии электроконтактного манометра, кронштейны крепления обшивки, кронштейны подъема крышки, патрубки крепления предохранительных клапанов.

Кроме того, в состав котла входят:

• Топочный люк - для подачи топлива в топку котла и удаления шлака. (В котлах на жидком и газообразном топливе вместо топочного люка установлен съемный теплоизолированный переходник с креплением под горелку. Привод заслонки имеет ручное управление.)
• Блок водоподготовки - для подпитки котла водой с одновременной магнитной обработкой с целью уменьшения образования накипи.
• Водоподогреватель - для предварительного подогрева воды, поступающей в котел.
• Дымосос - для создания необходимой тяги в топке котла.
• Датчик уровней - для подачи команды на включение и отключение подпитки котла водой в процессе работы.

Контрольно - измерительные приборы и предохранительные устройства:

• Электроконтактный манометр ЭКМ-IVх1,6 - для отключения дымососа при достижении паром максимального давления.
• Манометр - контроль давления.
• Термометр технический - для контроля температуры пара, выходящего из пароперегревателя.
• Пробно-спускные краны - для дублирования контроля верхнего и нижнего уровня воды в котле.
• Указатель уровня воды - для визуального контроля уровня воды при работе котла.
• Клапаны предохранительные - для стравливания давления в котле при превышении допустимого значения.
• Взрывной клапан - для котла Лж, Гн; для предотвращения деформации корпуса в момент взрыва топливной смеси: Гн - природный газ низкого давления, Лж - легкое жидкое топливо.
• Четыре секции дымовой трубы и искрогаситель.
• Теплоизоляция и обшивка - для снижения тепловых потерь.
• Паровой вентиль Ду=50 - для регулирования давления пара и отбора потребителем.
• Вентили продувочные - для удаления шлама, грязи и слива воды при установке котла на хранение.
• Ящик управления совместно с электрооборудованием - для управления работой котла и защиты его при возникновении аварийных ситуаций.

Принцип работы КП и КСП

Технологический процесс парообразования в котле на твердом топливе состоит в следующем:

1. Вода через блок водоподготовки и водоподогреватель подается в котел, где, проходя теплообменные поверхности топки и дымогарных труб, нагревается и испаряется.
2. Топливо загружается в топку котла на колосниковую решетку и поджигается факелом.
3. Дымосос создает разрежение в топке, за счет которого в топку из подколосниковой зоны (зольника) поступает воздух, необходимый для горения.
4. Дымовые газы, проходя газовый тракт котла, нагревают его теплообменные поверхности.
5. Пар из парового объема котла поступает в пароперегреватель, нагревается до температуры 110…120 °С и через паровой вентиль поступает к потребителю.
6. Зола и шлак через отверстия колосниковой решетки проваливаются в зольник, откуда удаляются по мере накопления.
7. Образующийся при выпаривании воды шлам удаляется путем периодической продувки котла через продувочные вентили, расположенные в нижней части котла по обе стороны зольника.
8. Проведение технологического процесса парообразования, с автоматическим регулированием питания водой, осуществляется электрооборудованием котла.
9. Технологический процесс парообразования в котлах Лж, Гн происходит аналогичным образом, за исключением п.п.3; 6. При этом воздух для горения подается вместе с топливом.

Устройством для производства водяного пара высокой температуры является паровой котел. При этом давление воды, находящейся внутри котла в газообразном состоянии, значительно превышает атмосферное. Нагревание воды происходит в результате выделения тепловой энергии за счет сжигания какого-либо топлива. Несмотря на то, что в настоящее время паровые котлы имеют различную конструкцию и могут применяться, как в промышленных, так и в бытовых целях, они имеют один и тот же принцип работы.

Принцип работы парового котла

Все паровые котлы работают по одинаковому принципу своего устройства:

• верхняя часть котла содержит резервуар барабанного типа, в который принудительно подается вода за счет применения электронасоса;
• из данного резервуара вода по специальным отводным трубам стекает в коллектор, расположенный в нижней части устройства;
• от коллектора к верхнему резервуару идут еще одни трубы, которые проходят в зоне горения топлива (топке котла).

Таким образом, данное устройство для получения пара можно сравнить с системой сообщающихся сосудов, в которой нагретая смесь воды и пара имеет меньшую плотность, чем холодная вода. В результате этой разницы вода постоянно выталкивает пароводяную смесь в верхнюю часть устройства, где с помощью сепаратора пар отделяется от воды.

После этого вода снова попадает в резервуар, а пар – в паропровод, который также находится в зоне сгорания топлива. В результате вода, находящаяся в газообразном состоянии, разогревается еще больше, что приводит к значительному увеличению давления пара. Теперь характеристики пара достигли нужных параметров. Далее он может использоваться либо для отопления помещений, либо для вращения турбин различных агрегатов, в том числе и для получения электрической энергии.

Типы паровых котлов

Все паровые котлы можно классифицировать по нескольким параметрам. Например, по виду топлива, используемого для их работы, различают котлы:

• жидкотопливные;
• газовые;
• угольные;
• электрические;
• газомазутные.

А в зависимости от того, какое эти устройства имеют предназначение, их подразделяют на:

• энергетические (такие котлы вырабатывают пар для обеспечения работы турбин энергетических установок, вырабатывающих электрическую энергию);
• промышленные (обеспечивают функциональность различных систем на промышленных предприятиях);
• утилизационные (работающие на вторичных ресурсах, например, сжигающие мусор на специальных заводах);
• бытовые (предназначены для работы в системе индивидуального отопления).

По своим конструктивным особенностям наиболее распространены такие типы паровых котлов:

1. Газотрубные.
2. Водотрубные.
3. Прямоточные.
4. Чугунные секционированные.
5. Блочно-транспортируемые.

Рассмотрим их более подробно.

Газотрубные котлы

Хотя котлы такого типа еще эксплуатируются на различных предприятиях, они уже давно считаются морально устаревшими, поскольку рассчитаны для условий эксплуатации, ограничивающихся рабочим давлением в 1 МПа и мощностью не более 360 кВт. А этого уже недостаточно для обеспечения нормальной работы современных предприятий.

Если же попытаться увеличить мощность такого котла, то необходимо на этапе его проектирования заложить такую толщину стенки, которая будет неимоверно большой, что экономически невыгодно.

Если же этого не сделать, то при повышении мощности газотрубного котла он может взорваться, а огромное количество раскаленного пара, высвободившееся в результате нарушения герметичности стенок, приведет к катастрофическим последствиям для людей.

Водотрубные котлы

Данная конструкция паровых котлов является более современной, а значит, более мощной и безопасной. Однако такие паровые котлы имеют более сложную конструкцию, чем их газотрубные аналоги. Но этот недостаток перекрывается целым рядом достоинств такой конструкции:

• котлы такого типа имеют небольшое время разогревания до рабочей температуры;
• они абсолютно взрывобезопасны даже в ситуации с перегрузкой котла;
• такие устройства легко могут быть перенастроены для работы с различной нагрузкой;
• их легко можно транспортировать к месту установки.

Поскольку сложное устройство водотрубных котлов предусматривает специальную систему топочных перегородок и пучков труб, то тепловая энергия, выделяющаяся при сжигании топлива, многократно обтекает одни и те же трубы с водой, что увеличивает теплоотдачу, а значит, КПД котла.

Водотрубные котлы, в свою очередь, подразделяются на:

• Горизонтальные (при этом резервуар барабанного типа имеет либо продольное расположение, либо поперечное).
• Вертикальные (при этом устройство котла может содержать не только 1, но и несколько паровых барабанов).
• Радиационные, имеющие в своем составе, как горизонтально, так и вертикально расположенные паровые барабаны, либо их комбинацию. Иногда для более эффективной работы таких паровых котлов может быть применена и принудительная циркуляция.

Кроме того, для повышения эффективности работы водотрубного котла очень часто применяются специальные топочные экраны, позволяющие значительно увеличить выделение тепловой энергии в зоне горения топлива (таким образом, сильно возрастает КПД парового котла) при одновременном снижении требований к теплоизоляционным характеристикам стенок.

Устройство топочного экрана представляет собой ряд близкорасположенных друг к другу труб, по которым течет вода. После нагревания пар из этих труба подается в общую паровую систему котла.

Прямоточные котлы

Паровой котел данного типа способен работать как в режиме, не превышающем максимально допустимую нагрузку, так и режиме, когда давление пара в котле значительно превышает его максимально допустимое значение. В котлах такого типа применяется принудительная прокачка воды по трубам, которая в результате одного прохода через топку превращается в пар с избыточным давлением, необходимым для работы турбин энергетических установок, вырабатывающих электрическую энергию. Таким образом, прямоточные котлы, работающие на жидком, твердом или газообразном топливе, добываемом из недр Земли, главным образом, эксплуатируются на очень крупных электростанциях.

Основными достоинствами котлов такого типа являются:

• очень широкий диапазон рабочих условий (от недогрузки до перегрузки);
• безопасность эксплуатации;
• небольшое время от запуска котла до достижения им рабочих условий;
• простота перенастраивания котла из одного режима работы в другой.

Чугунные секционированные котлы

Данные котлы получили в настоящее время очень широкое применение для работы в системах отопления. Свое название устройство получило от схожести с радиатором отопления, поскольку собирается так же из отдельных секций, изготовленных из чугуна. Таким образом, данная конструкция позволяет не только быстро собрать котел по месту его установки, но и при необходимости выполнить за короткое время его демонтаж.

Блочная система секционного котла позволяет увеличивать его мощность до необходимого значение путем присоединения новых чугунных секций. Недостатком такой конструкции является то, что при необходимости замены одной из внутренних секций, вышедшей из строя, например, из-за образования в ней трещины, придется полностью разбирать всю конструкцию котла.

Достоинства таких котлов:

• небольшое время разогрева котла от пуска до рабочей температуры пара;
• высокий КПД;
• возможность наращивания мощности котла.

Однако у секционированных котлов ест и недостатки:

• Сложность ремонта.
• Секции не гарантируют безопасную эксплуатацию устройства при высоких значениях давления (максимальные значения рабочих условий: давление – не более 100 кПа, мощность – не более 200 квт, производительность – не более 4,3 тонны пара в час). При таких условиях необходимо будет сжигать в топке порядка 300 кг высококачественного угля за 1 час.

Блочно-транспортируемые котлы

Впервые такие паровые котлы были применены в период Второй мировой войны, когда войска остро нуждались в устройствах, имеющих не только небольшие габариты, но и не требующих сложного технического обслуживания.

В настоящее время котлы такого типа выглядят, как мобильные блоки небольших размеров, которые в своем составе имеют не только рабочий агрегат, но контрольно-измерительную аппаратуру, необходимую для запуска и поддержания рабочих условий в котле.

Данные устройства могут быть очень быстро запущены в работу, как только будут выполнены все необходимые коммуникационные подключения (вода, электроэнергия или подвод топлива, дымоход). Мощность современных модулей достигает несколько тысяч киловатт, а максимальное рабочее давление пара – 9 МПа.

Несмотря на то, что конструкции котлов отличаются друг от друга системами нагрева воды, все они (кроме электрических) используют специальную камеру сгорания топлива – топку.

Топка парового котла

Паровой котел не может функционировать без тепловой энергии, которая выделяется при сжигании топлива в топке.

Конструктивно этот агрегатный узел состоит из:

• Клетки, образованной вертикальными трубами, концы которых присоединены к барабанам коллекторного типа, имеющим небольшой диаметр. Эти барабаны являются частью всей циркуляционной системы парового котла.
• Теплоизолирующей огнеупорной обшивки, закрепленной на наружной стороне клетки.
• Кирпичей специальной формовки, закрывающих задние поверхности труб клетки. Такая конструкция топки не задерживает на себе золу и шлак.

Однако в последнее время все больше потребителей, использующих паровые котлы в индивидуальных системах отопления, отдают предпочтение электрическим котлам.

Электрические котлы

Паровой котел такого типа характеризуется:

• простотой эксплуатации;
• экономичностью;
• экологичностью;
• бесшумной работой.

Кроме того, такое устройство котлов гораздо проще, чем аналогичное у устройств, использующих твердое или жидкое топливо. Электрические котлы не нужно постоянно очищать о золы или шлака, да и само топливо не требует специальной дополнительной заготовки. Таким образом, вы сэкономите деньги, которые были бы затрачены на доставку топлива к вам домой и которые были бы затрачены на оборудование хранилища для топлива.

По своей конструкции электрические котлы подразделяются на:

1. Приборы прямого действия. В них вода используется в качестве проводника электрического тока, которая нагревается согласно закону Джоуля-Ленца.
2. Приборы косвенного действия. В них в качестве нагревательных элементов используются, например, ТЭНы.

Однако, если говорить о цене паровых котлов любого типа, то она достаточно высокая. Именно этот факт вызывает желание некоторых потребителей (особенно в сельской местности), создать такой прибор собственными руками. Давайте рассмотрим, возможно ли это осуществить в принципе?

Изготовление парового котла своими руками

Паровой котел – устройство повышенной опасности в доме. Ведь в нем присутствует избыточное давление пара, которое может привести к взрыву котла, а также высокая температура и открытый огонь, которые могут привести к возникновению пожара.

Именно поэтому для кустарного изготовления котла в домашних условиях понадобятся:

• точные расчеты;
• высокотехнологичные жаропрочные материалы;
• различные инструменты и оборудование.

Не стоит забывать и о различных системах контроля, которыми должен оснащаться котел в целях обеспечения его безопасной эксплуатации.

Предположим, чисто теоретически, что все, что нужно для самостоятельного изготовления парового котла у вас есть. Тогда порядок работ будет следующий:

1. Определитесь с габаритами будущего котла и его функциональной нагрузкой.
2. Найдите готовые чертежи такого устройства, которое полностью соответствует вашим исходным данным.
3. Тщательно изучите всю документацию и разберитесь в нюансах создания котла.
4. Приобретите необходимые расходные материалы: стальной лист толщиной 1 мм; трубы из нержавеющей стали, диаметр которых лежит в пределах от 100 мм до 120 мм; трубки из нержавеющей стали диаметром от 10 мм до 30 мм.
5. Из стальной трубы диаметром 100 мм необходимо нарезать двенадцать штук кусков трубы, которые будут использованы, как дымогарные. Из 120 мм трубы необходимо изготовить жаровую трубу. Длина всех трубок напрямую зависит от габаритов котла. Стальной лист вам пригодится для изготовления стенок и переборок.
6. Дымогарные и жаровые трубы вставляются в специальные отверстия соответствующего диаметра, которые выполняются на стенках котла.
7. После этого концы дымогарных трубок необходимо развальцевать и приварить к основанию котла, воспользовавшись аргоновой сваркой.
8. Сваркой же фиксируете на корпусе котла коллектор для забора пара и предохранительный клапан для автоматического сброса избыточного давления в котле. Ваш котел может работать с максимальным давлением от 4 до 6 кг/см2!
9. Утеплите готовый котел для увеличения его КПД с помощью асбеста листового типа.
10. Готовую установку по производству пара закрепите с помощью разнообразных хомутов.
11. Основанием парового котла может быть небольшой кусок стальной трубы диаметром 120 мм. Однако толщина стенок такой трубы должна быть не менее 2,5 мм.

Исходя из этого, я не думаю, что у вас что-нибудь получится. Поэтому не тратьте зря свое время и средства, а просто посетите специализированный магазин и приобретите готовый отопительный прибор, который вас устроит по цене, виду используемого топлива и функциональному назначению.

В заключительной части хотелось бы уделить немного внимания особенностям эксплуатации котлов.

Особенности эксплуатации

Эксплуатация паровых котлов требует тщательной водоподготовки, регулярной очистки топки и управления работой устройства.

1. Подготовка воды, используемой в работе котлов. В каждой воде в большей или меньшей степени присутствуют минеральные соли, которые в результате нагревания образуют накипь на поверхностях котла. В результате не только ухудшается теплоотдача сгорающего топлива воде (резко снижается КПД котла), но и может произойти разгерметизация труб в результате их прогорания. Поэтому перед подачей воды в котел ее очищают от солей, добавляя специальные реагенты, например, натриевый цеолит. Необходимо удалять и кислород, растворенный в воде, поскольку он способствует коррозии труб.
2. Удаление золы на наружных стенках топки должно выполняться периодически (по мере накопления).
3. В настоящее время управление работой паровых котлов занимаются автоматические системы, построенные на полупроводниковых электронных схемах. В домашних условиях управление работой котла (его пуск, выключение и регулировка расхода топлива) осуществляются вручную.

Таким образом, паровые котлы способны обеспечивать теплом, горячей водой и электричеством (речь идет о ТЭЦ) целые кварталы жилых домов, а могут работать и в индивидуальных хозяйствах. В последнем случае вы сможете самостоятельно, поскольку не зависите от системы централизованного отопления и подачи горячей воды, устанавливать время работы котла и температурный режим.

Это позволит вам существенно снизить затраты на обогрев и горячую воду. При этом данные устройства просты в эксплуатации и требуют минимального вмешательства со стороны человека. А еще котлы являются очень безопасными устройствами, поскольку оснащаются специальными системами, предотвращающими аварийные ситуации!