Котельные
Для теплоснабжения отдельных зданий и небольших групп домов могут применяться котельные низкого давления, как правило, с чугунными секционными котлами.
Монтаж этих котельных, в отличие от котельных высокого давления, относится к санитарно-техническим работам и выполняется слесарями-сантехниками.
Котельные низкого давления (в дальнейшем мы их будем называть котельные) могут располагаться в подвалах, первых этажах зданий или в отдельно стоящих зданиях, специально приспособленных для этих целей. Однако известны случаи, когда котельные размещались на чердаках или даже в верхних этажах зданий и успешно эксплуатировались длительное время. Высота котельных залов во всех случаях должна быть не ниже 3 м.
В целях безопасности котельные залы не разрешается располагать непосредственно под помещениями с массовым скоплением людей, а для предотвращения шума насосные и вентиляторные помещения нельзя также размещать под жилыми помещениями.
Чугунные секционные котлы собирают из отдельных секций, благодаря чему возможен монтаж котлов с различной поверхностью нагрева и, как следствие этого, с различной теплопроизводительностью. Но так как современные котлы имеют плиточные колосники, ширина которых больше одной секции котла, уменьшать число секций произвольно нельзя.
Чугунные водогрейные секционные котлы обычно нагревают воду при наружной расчетной отопительной температуре до +95 °С, но они могут нагревать воду и до температуры +115 °С, что соответствует давлению 0,7 кгс/см2.
Водогрейные секционные котлы могут вырабатывать пар низкого давления (т. е. не свыше 0,7 кгс/см2), для этого над ними устанавливают паросборники (рис. 1).
В зависимости от потребной теплопроизводительно-сти в котельной устанавливают не менее двух «отлов, как правило, одного типа и одной поверхности нагрева. Установка одного котла не допускается, так как в случае его аварии теплоснабжение будет полностью прервано. Установка одного котла, обычно парового, допускается при работе его для нужд горячего водоснабжения, да и то только в том случае, если допустим перерыв в подаче горячей воды.
Котлы могут устанавливаться в один или в два ряда, строго по одной линии. При установке в один ряд их фронт должен быть обращен к окнам (рис. 2).
Расстояние между фронтом котлов и стеной, обеспечивающее свободную работу кочергой и шуровкой, должно составлять 3 м. Для мелких чугунных котлов, имеющих длину колосниковой решетки не более 1 м, а также для котлов, работающих на газообразном топливе, это расстояние может быть сокращено до 2 м, при этом расстояние от стены до выступающих частей горелки не должно быть меньше 1 м.
Перед фронтом котлов можно устанавливать дутьевые вентиляторы, насосы и электрощиты, при этом свободный проход допустим не менее 1,5 м.
Ширина прохода между котлами или котлом и стеной должна быть не менее 1 м, а между стеной и выступающими частями котла — 0,8 м.
Котлы одного вида теплоносителя могут устанавливаться в спаренной обмуровке, т. е. с одной общей стенкой обмуровки.
Установленные котлы обвязываются трубопроводами из бесшовных труб, общими для каждого вида теплоносителя, при этом каждый котел оборудуют запорными устройствами (вентили, задвижки), позволяющими полностью отключать его от трубопроводов. Установка этих запорных устройств, так же как и в других случаях, вниз шпинделями не допускается.
Трубопровод горячей воды присоединяют к котлу со стороны фронта обычно через тройник или отвод, подсоединяемый к верхним ниппельным отверстиям секций. Трубопровод охлажденной воды присоединяют через такой же тройник и отвод к нижним ниппельным отверстиям секций со стороны борова.
Общий трубопровод горячей воды обычно прокладывают на подвесках под потолком котельного зала. В системах с естественной циркуляцией он соединяется с главным стояком, на котором устанавливают расширительный бак. В более крупных системах с насосной циркуляцией общий трубопровод подсоединяют к водораспределителю (коллектору) горячей воды в котельном зале, установив перед ним задвижки.
Водораспределители представляют собой отрезок трубы на два-три калибра больше, чем диаметр подводящей трубы, в которой врезаны штуцеры с задвижками или вентилями. Устанавливают водораспределители горизонтально на кронштейнах с таким расчетом, чтобы оси шпинделей находились на расстоянии 1,3 м от пола.
Водораспределители имеют столько штуцеров, сколько имеется ответвлений трубопроводов, плюс один запасной. Обычно диаметры штуцеров бывают разные, и, следовательно, длина задвижек или вентилей также будет неодинаковой. Поэтому для придания водораспределителю хорошего внешнего вида необходимо делать высоту штуцеров различной, с тем чтобы все шпинделя находились на одном уровне. Помимо штуцеров в водораспределители вваривают муфты для установки термометра, манометра и спуска грязи, закрываемые пробками на резьбе.
При заполнении системы трубопроводов котельной водой воздух, вытесняемый ею, собирается в их верхних частях и в случае, если они имеют П-образную форму, создает в них воздушные пробки, препятствующие в дальнейшем циркуляции теплоносителя.
Воздушные пробки образуются и в процессе эксплуатации, так как в подпиточной воде всегда содержится какое-то количество растворенного воздуха, который при нагреве воды выделяется в виде отдельных пузырьков, скапливающихся в верхних точках трубопроводов, имеющих П-образную форму.
Для улавливания этого воздуха в верхней части таких трубопроводов устанавливают воздухосборники, из верхней части которых производится удаление воздуха. Трубопроводы к воздухосборникам прокладывают .с уклоном, одновременно обеспечивающим и сток воды при спуске.
При небрежном отношении эксплуатационников возможна топка котла при закрытых задвижках, отсоединяющих котел от трубопроводов горячей и обратной воды. В этом случае находящаяся в котле вода при нагреве увеличит свой объем и может разорвать котел.
Для предохранения котлов от аварии предусматривают два мероприятия, обеспечивающих стравливание избыточного количества воды.
При присоединении котлов к системе отопления, на которой от задвижки на котле до расширительного бака нет ни одного запорного устройства, монтируют обводную линию у задвижки с установкой обратного клапана. При повышении давления в котле при закрытых задвижках вода открывает обратный клапан и выходит из котла в общий трубопровод, соединенный с расширительным баком. Обратному движению воды из системы в котел препятствует клапан.
В случае, если между задвижкой на котле и расширительным баком имеются запорные устройства (например, задвижки или вентили на водораспределителях в котельной), то на каждом котле устанавливают грузовые предохранительные клапаны, выпускающие в канализацию излишнее количество воды по специальному трубопроводу, присоединенному к ним. Для этого общую трубу от всех предохранительных клапанов выводят к раковине, устанавливаемой в котельном зале или в помещении насосной.
При наличии в котельной нескольких чугунных водогрейных котлов, работающих на общий трубопровод горячей воды и имеющих кроме запорных задвижек задвижки на общем трубопроводе, разрешается вместо предохранительных клапанов устанавливать на каждом котле обводы с обратным клапаном у запорных устройств котлов и на общем трубопроводе два предохранительных клапана между задвижками на котлах и задвижкой на трубопроводе.
Предохранительные клапаны располагают непосредственно на котле или на патрубках, присоединенных к котлу. Один из установленных на котле предохранительных клапанов (контрольный) должен иметь устройство — обычно кожух из кровельной стали, не позволяющее персоналу производить произвольную регулировку клапана. Грузы на рычагах клапанов после регулировки должны надежно закрепляться.
В системах отопления с естественной циркуляцией охлаждения вода по общему обратному трубопроводу поступает к котлам для нагрева, а в насосных системах (системах с принудительной циркуляцией) —в коллекторы обратной воды, выполняемые так же, как и водораспределители, устанавливаемые в машинных отделениях насосных. Оттуда, пройдя через грязевик, вода поступает в насосы (один — рабочий, другой — резервный) и затем в котлы по общему обратному трубопроводу, обычно прокладываемому на подвесках под потолком котельного зала за котлами.
Трубная обвязка насосов предусматривает устройство обводной линии, которая позволяет при временном прекращении электроснабжения, а следовательно, и остановке насоса осуществить частичную естественную циркуляцию воды в системе.
Если обводную линию не устраивать, то какое-то движение воды через остановившиеся насосы будет, но из-за больших гидравлических сопротивлений меньшее, чем при движении воды по обводному трубопроводу. Естественно, что запорная задвижка на обводном трубопроводе в этом случае должна быть открыта.
Для удаления воды и осадка из котлов в канализацию устраивают спускной (дренажный) трубопровод, к которому присоединяют все котлы. Обычно спускной трубопровод подсоединяют с фронта к нижнему ниппельному отверстию каждого пакета секций котла. На этих подсоединениях устанавливают пробочные краны. Применение вентилей для этих целей недопустимо, так как поток воды, проходящий через них, может идти в обоих направлениях (при наполнении и спуске), а движение воды в вентилях допускается только под клапан» Кроме того, повороты в теле вентиля способствуют задержке осадка, выходящего из котла.
В тех случаях, когда не удается обеспечить спуск воды из котлов в канализацию самотеком, предусматривают возможность путем соответствующих переключений запорных устройств переключить подпиточный ручной насос на выкачивание воды из котлов.
В процессе эксплуатации часть воды из системы теряется за счет различного рода незначительных утечек, изменяется и объем воды в системе при изменении ее температуры. Поэтому для восполнения объема воды производят подпитку системы чистой водой, прошедшей в необходимых случаях специальную химводоочистку.
Подпитку водогрейных котлов при работе их на центральное отопление производят через трубопровод охлажденной воды на расстоянии не менее 3 м от котла. При насосных системах подпитку обычно производят через трубы перед насосами. Это делается для того, чтобы холодная вода перемешалась с водой, идущей из системы, так как в случае ьопадания холодной воды на перегретый участок стенки секции возможно образование трещины.
Подпитка должна производиться подпиточными насосами. Однако в случае, если давление в водопроводе превышает статическое1 давление в нижней части системы не менее чем на 1 кгс/см2, допускается подпитка из водопровода без насоса. В этом случае на водопроводе, подсоединяемом к системе для подпитки, обязательна установка вентиля или задвижки и обратного клапана, препятствующего попаданию воды из системы в городской водопровод.
В зависимости от расхода воды, идущей на подпитку, могут устанавливаться как центробежные, так и ручные насосы. На рис. 3 показана схема обвязки ручного насоса, позволяющая как подпитывать систему, так и удалять из нее воду.
Для контроля работы водогрейных котлов используются термометры и манометры. Термометры устанавливают на трубопроводе горячей воды между котлом и задвижкой и на трубопроводе охлажденной воды перед котлом. При наличии нескольких котлов термометры, кроме того, устанавливают на общих трубопроводах горячей и охлажденной воды или на коллекторах (водораспределителях). В этом случае не обязательна установка термометров на обратном трубопроводе перед каждым котлом.
Манометры располагают на горячей линии между котлом и задвижкой так, чтобы их показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу. Циферблат манометров нужно устанавливать вертикально или с наклоном 30° вперед. Кроме того, манометры устанавливают на коллекторах и на линии питательной воды от водопровода к котлу.
При наличии искусственной циркуляции воды в системе манометры устанавливают на всасывающей и нагнетательной линии насоса на одном уровне по высоте. Такая установка приборов позволяет узнать разность давления воды и освобождает от необходимости коррекции на величину высоты водяного столба, равного разности уровней установки манометров.
На выходе из котла до запорного устройства на трубопроводе горячей воды устанавливают водопроводный кран, позволяющий судить о степени заполнения котла водой и для выпуска воздуха в период его заполнения.
В паровых котлах отбор пара производят из верхней части паросборника через тройник, к одному концу которого присоединяют паропровод, а к другому — предохранительное устройство. Задвижку, отключающую котел, следует устанавливать на паропроводе возможно ближе к котлу.
Общий паропровод, объединяющий несколько котлов, обычно прокладывают на подвесках перед фронтом котлов под потолком. При наличии нескольких потребителей пара или нескольких ответвлений устанавливают паровой коллектор, по своему устройству аналогичный водораспределителю, к которому и подсоединяют общий паропровод.
Как известно, насыщенный водяной пар при охлаждении отдает скрытую теплоту парообразования и при этом конденсируется в воду, образуя конденсат с той же температурой, что и пар. Такое же явление происходит и при частичной потере тепла паропроводами при прохождении по ним пара, в результате чего образуется так называемый попутный конденсат.
Пар, движущийся по паропроводу с большой скоростью, гонит попутный конденсат и на различных поворотах ударяет водяными пробками в стенки труб, создавая гидравлические удары тем более сильные, чем больше попутного конденсата и чем больше скорость движения пара. Известны случаи, когда гидравлические удары разрушали трубопроводы, особенно при пуске большого количества пара в остывший трубопровод, в результате чего образовывалась сплошная водяная пробка.
Для ликвидации подобных явлений необходимо прокладывать трубопроводы с уклоном в сторону движения пара и устраивать отвод попутного конденсата в конденсатопроводы через конденсатоотводчики — специальные устройства, пропускающие конденсат и не пропускающие пар. Для этой цели в нижней части паровых коллекторов вваривают штуцер для подсоединения кон-денсатоотводчика, отводящего воду, образовавшуюся в общем- паропроводе и непосредственно в коллекторе.
Питание паровых котлов, как правило, должно осуществляться конденсатом, возвращающимся из системы. В этом случае не надо расходовать топливо для нагрева воды до температуры конденсата. Но если потребитель получает острый пар (например, для пропаривания белья в прачечной или для нагрева инертных материалов в бункерах), то, естественно, конденсат не возвращается, и тогда приходится питать котлы полностью или частично водопроводной водой, в необходимых случаях прошедшей химводоочистку.
Умягчение воды, т. е. удаление из нее накипеобра-зующих солей, обычно производят в специальных установках, где происходит -поглощение из воды катионов кальция и магния. Взамен вода получает в эквивалентных количествах катионы веществ, не образующих накипи. Указанный процесс осуществляется при прохождении воды через слой зернистого материала — катионита. Однако в процессе умягчения воды катионит постепенно истощается. Для восстановления умягчающей способности его подвергают регенерации, для чего отключают фильтр и пропускают через него водный раствор регенерирующего вещества. Регенерация восстанавливает реактивную способность катионита, а загруженный таким катионитом фильтр может служить несколько лет.
Конденсат из всех систем, как правило, самотеком стекает в конденсационные баки, устанавливаемые в приямках полов котельных. Но возможны случаи, когда баки устанавливаются на полу котельных при расположении пароприемников, бойлеров, нагревательных приборов, калориферов и т. п. на высоте, обеспечивающей слив конденсата в бак самотеком. В некоторых случаях, когда пароприемники установлены высоко над котлами, возможно поступление конденсата в котел самотеком, минуя конденсационный бак. Подача водопроводной воды для восполнения утечек или невозвращаемого конденсата осуществляется для лучшего перемешивания в конденсационный бак.
Из баков конденсат подают насосами через общий трубопровод в паросборники котлов. Для питания паровых котлов устанавливают не менее двух центробежных питательных насосов, один из которых резервный. При производительности котлов не более 500 кг/ч может применяться ручной насос в качестве резервного, а для котлов производительностью не выше 150, кг/ч только один насос, в том числе ручной.
Питательные насосы всасывают воду из конденсационных баков с довольно высокой температурой, поэтому при большом разрежении, создаваемом во всасывающем патрубке насоса, возможно вскипание в нем воды и, следовательно, нарушение работы насоса.
Во избежание этого явления необходимо питательные насосы устанавливать под залив, т. е. ниже уровня воды в баке, так как в этом„случае разрежения не будет и вода не вскипит.
На питательных трубопроводах у котлов устанавливают вентили или задвижки и обратный клапан, причем запорные устройства размещают между паросборником и обратным клапаном.
Обратный клапан устанавливается непосредственно к запорному устройству, а если это невозможно, то допускается установка промежуточного отвода, но без промежуточных фланцев. При питании котла конденсатом, возвращающимся самотеком, установка обратного клапана не требуется.
Необходимость установки обратного клапана объясняется тем, что питательные насосы перекачивают конденсат периодически, по мере его накопления в конденсационном баке, и в случае отсутствия клапана, когда насос не работает, пар из котла по питательному трубопроводу уйдет в конденсационный бак и через атмосферную трубу в атмосферу.
Для контроля давления на каждом паровом котле устанавливают манометр, сообщающийся с паровым пространством паросборника. Для контроля уровня воды на каждом паровом котле на паросборнике располагают не менее двух водоуказательных приборов. Один из них может быть заменен двумя пробными кранами.
Нижний кран устанавливают на уровне низшего, а верхний — на уровне высшего допустимого уровня воды в котле. Чугунные паровые котлы с поверхностью нагрева до 25 м2 могут иметь только один водоуказа-тельный прибор. К паросборникам такие приборы присоединяют непосредственно. Если приборы присоединяются при помощи труб длиной до 500 мм, то внутренний диаметр их должен быть не менее 25 мм; эти трубы должны быть доступны для прочистки.
Чтобы предотвратить повышение давления в паровых котлах низкого давления, каждый из них снабжают предохранительным выкидным приспособлением или безрычажным самопритирающимся предохранительным клапаном, присоединяемым, как уже отмечалось выше, к тройнику в верхней части паросборника, т. е. к паровому пространству котла. Эти предохранительные устройства не должны допускать давления сверх рабочего более чем на 0,1 кгс/см2. Установка каких-либо запорных устройств между предохранительным устройством и котлом не допускается.
Пар, выбрасываемый при срабатывании предохранительного устройства, должен отводиться по трубопроводу в безопасное место. При установке нескольких предохранительных устройств допускается прокладка общей отводной трубы площадью не менее 1,25 суммарной площади всех присоединяемых устройств.
К каждому выкидному предохранительному устройству должна быть подсоединена труба от водопровода с запорным вентилем и обратным клапаном, препятствующим проходу воды из предохранительного устройства в водопровод.
При сжигании в котлах топлива образуются дымовые газы, которые по газоходам котла выводятся в борова (горизонтальные кирпичные каналы), к которым подсоединяются все котлы, а из боровов в дымовую трубу и далее в атмосферу.
В зависимости от наличия грунтовых вод борова могут быть подземными, надземными и полуподземными. Подземные борова можно выполнять с более тонкими стенками, так как в этом случае будет отсутствовать подсос воздуха через стенки и, кроме того, они не загромождают пространство за котлами. Но такие борова труднее чистить.
На выходе из котла на газоходах для регулировки тяги устанавливают шибера, управление которыми при помощи противовесов и тросов на роликах выводится на фронт котлов. Шибера выполняют в виде литой чугунной пластины типа печной заслонки, двигающейся в литых чугунных направляющих. Применение стальных листов даже толщиной 5—6 мм недопустимо, так как при нагреве дымовыми газами происходит коробление их и возможно застревание в направляющих.
При установке шиберов на котлах, переоборудованных для сжигания газа, в их полотне прорезают отверстия диаметром 100 мм, обеспечивающие проветривание объема котла при закрытом шибере. Это необходимо для того, чтобы в котле не скапливался газ при возможных его утечках.
Борова выкладывают из целого, хорошо обожженного красного кирпича на глиняном растворе. Основанием боровов служит бетон. Дно борова выстилают двумя рядами кирпича, уложенного плашмя. Стены борова обычно выкладывают толщиной в полтора кирпича, при этом толщина швов не должна превышать 5 мм. Верх боровов перекрывают сводом толщиной в один кирпич со стрелой подъема 1 : 5—1 : б пролета. Поверх свода укладывают плашмя два кирпича.
Учитывая, что температурные удлинения боровов и строительных конструкций зданий не совпадают, борова не должны плотно соприкасаться с ними. Для этого между боровом и стеной или фундаментом здания оставляют зазор не менее 70 мм, а в местах прохождения его через стену над боровом устраивают разгрузочную перемычку.
По длине борова в своде у ответвлений к котлам устраивают чистки с двумя крышками, пространство между которыми засыпают сухим песком. С торца борова и в основании дымовой трубы делают лазы для чистки, закладываемые кирпичом на глиняном растворе без перевязки швов.
В газифицированных котельных в своде борсзоп устанавливают взрывные клапаны. Эти клапаны при возможном взрыве газа в борове разрушаются, в то время как сам боров остается целым.
В тех случаях, когда борова проходят по улице, их верх необходимо покрывать кровельным железом со стоком воды на одну или две стороны, а грунт у основания спланировать так, чтобы был обеспечен отвод воды.
Дымовые трубы в котельных с чугунными секционными котлами могут быть кирпичными или стальными, установленными на цоколях. Высота труб и их сечение, назначаемые на основании расчета, должны обеспечивать достаточное разрежение в котле для полного сгорания топлива. Во всех случаях высота трубы не должна быть ниже 20 м.
При такой высоте трубы обеспечивается достаточное рассеивание дымовых газов в атмосфере, в результате чего не загрязняется окружающая территория.
Для очистки дымовых газов от золы устанавливают циклоны, обеспечивающие очистку газов до 90%. В связи с тем что циклоны обладают большим сопротивлением проходу дымовых газов, разрежения, создаваемого дымовыми трубами, недостаточно. Поэтому приходится устанавливать дымососы (обычно два), рассчитанные каждый на 75% их суммарной производительности. При надобности загрузку их можно уменьшить вручную с помощью регулирующих аппаратов. Ввиду того что через дымососы проходят газы с температурой до 400 °С, необходимо производить охлаждение их подшипников проточной водой. Газоходы к циклонам и дымососам выполняют из металла толщиной 4—5 мм.
Для сжигания топлива необходим определенный объем воздуха, который через поддувало котла попадает под колосники. Для интенсификации процесса горения в котлах применяют механическое дутье, т. е. подачу воздуха под колосники при помощи дутьевых вентиляторов. В котельных устанавливают два вентилятора (один рабочий, другой — резервный), работающих на общую для всех котлов сеть воздуховодов или подземных каналов, через которые воздух поступает к каждому котлу.
Забор воздуха на дутье обычно осуществляют через воздуховод, расположенный под потолком котельного зала. Приток наружного воздуха в котельный зал в этом случае происходит через жалюзийную решетку с утепленным клапаном и воздуховод, присоединенный к ней за котлами, т. е. в зоне, где холодное дутье не будет ощущаться обслуживающим их персоналом. Однако в некоторых случаях приходится воздух для дутья частично или полностью брать снаружи, так как забор всего количества из помещения может вызвать опрокидывание тяги в вытяжной вентиляции, которой оборудуется котельный зал, а это особенно недопустимо при работе котлов на газе.
Водяное отопление - Котельные
Остались вопросы по теме - "Котельные", задайте их на