Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое котлы в двигатели

Котлы и их типы

Люди начали использовать оборудование, вырабатывающее тепловую энергию, уже несколько веков назад. За это время агрегаты неоднократно меняли и усовершенствовали свою конструкцию, давая возможность улучшать эксплуатационные характеристики. На сегодняшний день рынок подобного оборудования представлен огромным количеством вариантов, отличающихся размерами, рабочими показателями, типу применяемого топлива и пр. Современное поколение котлов снабжается такими дополнениями, как АСУ, панели контроля, функциональные реле и т.д., способствующими значительно повысить надежность и эргономику аппаратов.

Котлы промышленного типа и их особенности

Промышленное оборудование отличается от бытовых образцов в первую очередь тем, что оно предназначено для обслуживания объектов, которые требуют большой тепловой мощности. Компании, производящие такое оборудование, как раз на это и ориентируются. Как правило, подобные котлы являются сложными системами, в которые входят многочисленные механизмы и коммуникации. Оборудование классического типа использует устройства, посредством которых производится выработка горячей воды или пара. Составляющими, входящими в традиционную комплектацию промышленных агрегатов, являются топочные камеры, питательные установки, водоподготовительные установки, дымососы, устройства защиты. Поскольку требования к рабочим показателям могут в каждом конкретном случае изменяться (как правило, в сторону повышения), то инфраструктура может быть дополнена новыми компонентами.

Выполняемые промышленными аппаратами функции

Традиционные агрегаты предназначены для выработки пара, в дальнейшем используемого в качестве среды для привода двигателей (например, силовые агрегаты паровозов или турбин на электростанциях). Сегодняшняя промышленность нуждается в выработке пара в меньшей степени, поскольку первостепенную роль играет снабжение тепловой энергией. В техническом тепле нуждаются различные отрасли, такие как сельское хозяйство, производство текстиля и т.п. Нельзя забывать и о коммунальных службах, где обеспечение населения горячей водой напрямую зависит от наличия промышленных отопительных котлов. Параметры и возможности котлов в каждом конкретном случае подбираются исходя из условий, в котором они будут эксплуатироваться, и предъявляемых к оборудованию требований. Ниже мы поговорим о классификации промышленных котлов, это поможет понять различия, существующие между различными вариациями.

Классификация промышленных котлов

Это оборудование может разделяться по одному из двух параметров – виду теплоносителя и типу используемого топлива. В первом случае рабочей средой в основном является вода, впрочем, пар тоже остается актуальным. Находят применение (хотя и реже) разнообразные антифризы, ртуть и иные смеси, выполняющие главным образом задачи технологического обеспечения. Особенности конструкции промышленных котлов более ярко выражены в классификации оборудования исходя из применяемого топлива. Согласно ей, промышленные котлы бывают:

  • работающими на твердом топливе
  • работающими на газе (или смесях)
  • на электричестве и пр.

Паровые агрегаты


Рисунок 1. Паровой котел

Как следует из названия, оборудование данной категории вырабатывает пар. Если говорить конкретно о промышленных агрегатах, то они генерируют пар, необходимый для технического обеспечения. В качестве наглядного примера можно привести оборудование, применяемое на предприятиях, связанных с деревообработкой. Благодаря паровому воздействию, в камерах для сушки сохраняется оптимальная влажность. Паровые котлы используются и в медицине, их применение позволяет стерилизовать рабочий инвентарь и спецодежду. На предприятиях сельского хозяйства паровые агрегаты помогают в производстве комбикормов и удобрений. Очень важно производить разделение пара на перегретый и насыщенный (именно второй тип характерен для приведенных выше примеров). Что касается перегретого пара, то его используют в турбинах электростанций, именно поэтому применяющие его котлы иначе называют энергетическими. Зачастую наблюдается совместное использование агрегатов с перегретым паром и генераторов насыщенных тепловых сред. Подобный нюанс и дает возможность классифицировать энергетические установки как промышленные котлы.

Водогрейное оборудование

Данная категория промышленных агрегатов является наиболее обширной. Задача водогрейных котлов – подготовка рабочих сред под большим давлением. При этом нельзя допускать, чтобы вода в агрегате кипела. Что касается показателей давления, то они не должны превышать пороговые значения (в каждой из точек). Водогрейное оборудование главным образом предназначено для теплоснабжения, например, при обслуживании районных котельных в коммунальных службах. Промышленная водогрейная аппаратура тоже имеет распространение, в частности, ее используют на тепловых электростанциях. Такие котлы называют пиковыми агрегатами, их задача – обеспечивать дополнительный нагрев. Их модели могут быть водо- и газотрубными. У установок первого типа имеется экранная нагревательная поверхность, состоящая из кипятильных элементов, содержащих жидкий теплоноситель. Трубки нагреваются продуктами сгорания, что приводит к теплообменному процессу. В газотрубных моделях на рабочей поверхности тоже присутствуют небольшие трубы, но теплоносителем являются сами продукты сгорания.


Рисунок 2. Водогрейный котел

Котлы газовые


Рисунок 3. Газовый котел

Оборудование на газе, используемое в инженерно-коммунальной сфере, по традиции считают одним из самых экономных, поскольку затраты на его эксплуатацию значительно ниже. Также немаловажным является и то, что продукты сгорания перерабатываются полностью, что делает выброс вредных веществ в атмосферу минимальным. Среди преимуществ газовых промышленных котлов стоит отметить большую скорость нагревания, позволяющую быстро обслуживать значительные площади. А поскольку у нас в стране стабильность газоснабжения возрастает (хотя пока и не везде), то оборудование такого типа становится все более актуальным. Однако у промышленных котлов, работающих на газе, есть и серьезные минусы. В первую очередь речь идет о безопасности, поскольку использование газового топлива при несоблюдении строгих норм эксплуатации может привести к его утечке и даже взрыву. Производители прекрасно осознают это, поэтому снижение таких рисков становится первоочередной задачей. Совершенствование автоматических систем управления, изготовление корпусов из современных материалов, обладающих повышенной прочностью – это лишь неполный перечень мер, направленных на безопасную эксплуатацию газовых промышленных котлов.

Читать еще:  Что такое двигатель фиг

Оборудование, работающее на твердых видах топлива


Рисунок 4. Твердотопливный котел

Котлы такого типа можно топить дровами, торфом, углем, пеллетами и пр. В конструкции аппаратов непременно присутствуют зольники, в которых скапливаются продукты сгорания. По сути, такое оборудование напоминает обыкновенную печь с ее достоинствами и недостатками, среди которых следует отметить необходимость постоянного обслуживания (чистка зольников, уборка и пр.), а также ручную загрузку топлива. Хотя нужно сказать, что у промышленных твердотопливных агрегатов эти проблемы сведены к минимуму за счет наличия механизмов, автоматически выполняющих задачи по уходу и содержанию. Также немаловажно и то, что промышленные агрегаты представляют собой полностью автономные системы. Если иные типы котлов нуждаются в подключении к инженерным коммуникациям, то работа твердотопливных аппаратов от этого не зависит, все, что нужно – это своевременно доставлять топливо. Сфера использования колов на твердом топливе ограничена, поскольку продолжительность их работы с полноценной отдачей тепла небольшая.

Котлы универсальные

Создание универсальных агрегатов является на сегодняшний день актуальной задачей, с которой разработчики оборудования успешно справляются. В качестве примера можно привести котлы на твердом топливе и биокотлы. Производители прилагают все силы, чтобы популяризировать биотопливо, поэтому модели, способные использовать несколько видов топлива, становятся все более востребованными. Что касается потребителей, то не все из них согласны переходить на гранулированное топливо. Поэтому производители классических промышленных котлов изначально оснащают оборудование отдельными камерами, в которые загружается тот или иной вид биотоплива (напр., пеллеты). Получившиеся в итоге гибридные аппараты становятся многофункциональными и выгодными с финансовой точки зрения.

Что такое паровой котел

Паровой котел – это устройство для производства насыщенного и перегретого водяного пара, находящегося в термодинамическом равновесии с водой. Температура пара, находящегося в первом состоянии – 100 градусов, а давление — 100 кПа. Параметры перегретого пара же достигают 500 градусов по Цельсию и до 25 Мпа. Давление воды в таких котлах, как, собственно, и давление пара, выше атмосферного. Объясняется это теплотой, выделяющейся при сгорании топлива, а также теплотой отходящих газов.

Котлы могут использовать энергию сжигаемого топлива, электроэнергию или принимать теплоту от других установок, утилизируя ее.

  • Котлы с открытой камерой сгорания. Это самый простой и недорогой тип котлов. Они поддерживают горение топлива за счет того, что забирают воздух из помещений, в которых находятся (площадь котельной должна быть не меньше 8 м2, с обязательной гравитационной системой вентиляции). Типичный представитель «семейства» таких котлов — твердотопливные;
  • Котлы с закрытой камерой сгорания. Их главное отличие — они забирают воздух изнутри котла, а не из комнаты, в которой находятся. Процесс горения в этих котлах полностью изолирован от жилого помещения благодаря особой конструкции приточной трубы и дымохода (так называемая «труба в трубе»). Свежий воздух поступает непосредственно в камеру сгорания через внешнюю часть, а выхлопные газы отводятся через центральную трубу, причем дымоход может проходить сквозь стену здания (а не только через крышу). Поэтому котел с закрытой камерой сгорания можно установить в любом помещении дома (например, на кухне, в шкафу и т. д.);
  • Конденсационные котлы. Это газовые котлы с очень высоким КПД. Все потому, что в процессе сгорания топлива в камере таких устройств происходит возобновление (рекуперация) части энергии, содержащейся в выходящих выхлопных газах. Благодаря дополнительному змеевику, расположенному над камерой сгорания, вода, возвращающаяся из системы центрального отопления, предварительно нагревается, при этом температура горячих выхлопных газов снижается до такой степени, что содержащийся в них водяной пар конденсируется (отсюда и название — конденсационные котлы), затем вода, нагретая на несколько градусов, проходит через главный теплообменник котла, где достигает заданной температуры. Это очень эффективные устройства. Так, к примеру, в конденсационных настенных котлах экономится до 15-30% газа, по сравнению с обычными котлами. И чем ниже температура воды в отопительной системе, тем выше их эффективность (вот почему такие котлы часто ставят в домах с системами отопления «теплый пол»);
  • Импульсные котлы. Это самый современный тип котлов. При том, что с большинством отопительных котлов они уже имеют мало общего (внутри них нет традиционной горелки, а принцип их работы сравним с реактивным двигателем). Суть их работы в следующем: в камере сгорания, расположенной внутри теплообменника, происходят микровзрывы с большой частотой (115 в секунду), при этом тепловая энергия передается непосредственно в окружающую нагретую воду, а турбулентный поток вызывает полную конденсацию водяного пара. В результате расход газа в импульсных котлах до 40% ниже, чем в традиционных котлах, и до 20% ниже, чем в конденсационных, а температура дымовых газов очень низкая. Однако такие котлы стоят очень дорого и пока что малопопулярны среди домовладельцев.
Читать еще:  Электрическая схема двигателя ваз 2123

Разумеется, это далеко не полный перечень всех типов котлов и их особенностей. Их разделяют на одноконтурные и двухконтурные, твердотопливные, газовые и электрические, с чугунными, стальными или медными теплообменниками, с электронным и пъезорозжигом, с естественным надувом и турбированные и многие другие модели. Подробнее здесь останавливаться на них не будем, так как уже не раз освещали эту тему на страницах нашего сайта.

Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

Выбираем простой твердотопливный котел

При выборе твердотопливного котла для дома мы сталкиваемся в первую очередь с вопросом: «Как сэкономить, но приобрести достаточно надежную и удобную вещь?»

  • Можно ли экономить максимально, и купить котел для дров и угля буквально за 200 у.е.?
  • Или лучше вложить денег побольше и приобрести за 30000 руб. (400 у.е.).?

Но можно легко купить котел дороже в 2 – 4 раза (600 – 1000 у.е.), и более, — стоит ли переплачивать?

Предельно дешевые котлы – в чем отличие

Дешевый твердотопливный котел закрывает нишу «Установить побыстрее и как можно дешевле, возможно – временно…». Здесь нужно рассчитывать на следующее.

  • Тонкий металл – 2-2,5 мм, (к сравнению, у «нормального котла» — 4 – 5 мм), что обуславливает самый короткий срок службы до прогорания этого устройства, с образованием дыры, что, впрочем, может и устранятся путем наваривания латок.
  • Металл дешевый, не относящийся к жаропрочным, — также ускоренное прогорание.
  • Маленькие размеры, маленькая топка, поэтому малое количество топлива, быстро сгорающего, длительность горения на одной загрузке самая небольшая – не более 3 часов на дровах, и до 6 часов на угле, поэтому у котла нужно дежурить.
  • Дверки плохо уплотнены, разбалтываются на тонких петлях, имеются подсосы воздуха, выброс газов в помещение.
  • КПД маленький, теплообменник не обеспечивает снижение температуры газов достаточно, поэтому 10 – 20% топлива дополнительно будет греть космическое пространство, не смотря на то, что там «заявил производитель».

Такие котлы обычно делаются на почти кустарных производствах, производители известные их не создают.

Маленькие недорогие твердотопливные котлы

Такие котлы за 300 — 400 у.е. встречаются в линейках известных производителей. Их отличие от предыдущей серии, – более качественный металл и его толщина 3 мм или даже 4 мм. Отсюда и долговечность. Плюс, скорее всего, дверки будут уплотнены и установлены надежно.

В остальном же, это все тот же маленький, быстро тухнущий, и с небольшим КПД котел. Но уже по цене, которая не относится к «поставить времянку». Такие котлы неплохо подходят для небольших дач, которые отапливают редко на уикенд…

Котлы с тремя дверками

Более дорогой сегмент твердотопливных котлов, по цене не менее 500 у.е., относящийся к классу «котел эконом, но для отопления дома». Они имеют большую камеру сгорания, металл 4 мм. Дополнительную верхнюю дверку, за которой скрывается большой теплообменник, обеспечивающий уже адекватный КПД и понижение температуры исходящих газов до разумных пределов.

Но у котла нет автоматики регулировки температуры. Точнее, — имеется возможность установки термостата, который цепочкой будет приподнимать заслонку поддувала, и таким образом поддерживать заданную на этом термостате температуру, путем регулировки подачи воздуха снизу.

Такие агрегаты широко распространены и являются «рабочими лошадками домашнего отопления».

  • В этой группе появляется возможность регулируемой подачи вторичного водздуха – для дожига СО поверх топлива. Это обеспечивает нормальное тление большой закладки топлива в котлах большой мощности, значительно повышая комфорт пользования и КПД.

Твердотопливные котлы с автоматикой

Следующая группа котлов похожа на предыдущую, но уже оборудована турбиной, подающей воздух в камеру сгорания.

  • Подача воздуха и работа циркуляционного насоса, управляются процессором, которым можно задать требуемую температуру и котел ее будет поддерживать более строго.

Но здесь наличие шумящего электрооборудования делает невозможным установку в жилом помещении.

Котлы скорее будут с толщиной стали 5 мм (или с чугунным теплообменником), а также с соответствующим приличным качеством всего остального и с максимально большой загрузочной камерой.

Такие аппараты остаются рекомендацией №1 для обустройства стационарного долговременного отопления дома, но только при установке в отдельном помещении. Препятствием распространению остается высокая цена от 800 – 1000 у.е.

Пиролизные длительного горения.

Котлы, в которые можно загрузить сразу слишком много дров, для продолжительного тления, и дожига образовавшихся газов, себя не оправдали. При большой цене пиролизные котлы они имеют и другие значительные недостатки, – засмаливание оборудования, возможность применять только определенную не смолистую древесину (! хвойные, березу), нельзя топить сырыми дровами (!) перерасход энергии, и др.

Читать еще:  Датчик оборотов двигателя 21083

Котлы с бункером

Шнековые бункеры, позволяют топить пеллетами, при этом бункер может засыпаться пеллетами раз в 5 – 7 дней. Дорогое оборудование (2000 у.е.) и недешевое топливо. Применение угля здесь на практике не слишком оправдывается, так как необходимо все равно каждые сутки подходить к котлу и выбирать угольную золу, выносить ее и утилизировать. К тому же и уголь нужен строго размерный, без породы, более дорогой… Такие котлы до сих пор являются редким выбором, — только для дорогого отопления в недешевых домах…

Специализированные котлы под уголь и под дрова

Если известно, чем точно придется топить, то и котел нужно обязательно подбирать под выбранное топливо, максимально оптимизированный.

  • Угольные котлы имеют меньшую камеру сгорания, но с подвижными колосниками для протряхивания золы, с более толстым жаропрочным металлом.
  • Дровяные – с максимально большой глубокой камерой, в которую можно нагрузить поленницу…

Угольные специализированные могут быть и с верхним бункером, с которого самотеком топливо поступает в камеру сгорания. Такие модели удобней…

Сталь или чугун

Потребительские качества и у стальных и у чугунных котлов одинаковые.

  • Но чугун может лопнуть, если в котел попадет холодная вода, что бывает…
  • Но чугун долговечнее.

Специалисты рекомендуют не задумываться над этим выбором, и брать стальной-качественный, если не гарантируется отсутствие заливки холодной воды или недопущение критического перегрева…

Какой же котел выбрать

Если собираетесь жить в доме целый год, не экономьте и выбирайте мощный эффективный котел с автоматикой. Если есть газ – тогда точно ставьте газовый котел. Если газ не подведен, а окна и двери утеплены, тогда можно обойтись электрическим.

Если приезжаете только летом, а зимой появляетесь лишь изредка, тогда отлично подойдет твердотопливный котел. Запасы сухих дров будут не нужны, а сам котел быстро согреет дом при необходимости.

Либо поставьте электрический котел. Мороки не будет совсем, а летом можно использовать котел для подогрева воды. Выйдет экономно.

Еще раз напомним, что самое дешевое топливо – природный газ. Но если газ к дому не подключен, тогда он выйдет дороже остальных. Если не брать в расчет подключение, самым дорогим выйдет электричество. Твердое и жидкое топливо по цене выходят примерно как газ, но нужно заранее продумать, где его хранить. Зато вы не будете зависеть ни от каких коммуникаций.

Для наглядности мы подготовили таблицу:

Вид топливаПримерные затраты на отопление за год
Газ6000 ₽
Электричество35000 ₽
Уголь10000 ₽
Дрова6500 ₽
Центральное отопление20000 ₽

Отличия газо- и водотрубных котлов по схеме работы

Емкость, позволяющая создавать пар, обычно выполняется из одной или нескольких труб. Находящая в них вода прогревается за счет разогретых газов, выделяемых в процессе горения топлива. Такая конструкция подразумевает, что газ сам поднимается к заполненным водой трубам, и устройства, работающие по такому принципу, называются газотрубными котлами.

В другом типе котлов газ перемещается по трубе в самой емкости с водой. Емкость в данном случае называется барабаном, а сам котел относится к категории водотрубных. Заполненные водой барабаны могут располагаться горизонтально, вертикально, радиально или же комбинировано, в зависимости от чего выделяют соответствующие виды водотрубных котлов.

Сравнение особенностей рассматриваемых видов котлов позволяет сделать следующие выводы:

  1. Первое отличие – разные размеры используемых труб. Газотрубные устройства оснащаются достаточно большими трубами по сравнению с изделиями, которые используются в водотрубных котлах.
  2. Следующее отличие заключается в разнице мощностей. Предельное значение мощности газотрубных котлов составляет 360 кВт, а максимальное давление не может превышать 1 МПа. Высокое давление и объем пара требуют увеличения толщины стенок устройства, что негативно сказывается на итоговой стоимости котла. Водотрубные котлы такого недостатка лишены – для них вполне могут использоваться тонкие трубы, позволяющие добиться большей температуры и давления по сравнению с газотрубными аналогами.
  3. Водотрубные котлы отличаются не только мощностью и более высокой температурой. К их преимуществам относится еще и возможность выдерживать серьезные перегрузки, что говорит о большей степени безопасности подобных устройств.

Резюме

Советую вам не экономить на котле, если есть такая возможность!

Хороший отопительный аппарат прослужит вам верой и правдой многие годы, но за ним необходим уход — это поможет продлить срок его эксплуатации.

Некоторых надежных производителей я указал ссылками в самом начале этой статьи.

Следуйте рекомендациям описанным в паспорте, это поможет избежать негарантийных поломок оборудования.

В остальном эксплуатация не должна доставить вам особых хлопот. На этом пост закончен, но тема не закрыта. Так что ждите продолжения!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector