Котел камин с водяным контуром: Камин с водяным контуром — Статьи — Статьи по печному делу

Содержание

Камин с водяным контуром. Плюсы и минусы

Твердотопливный котёл или камин с водяной рубашкой.

При строительстве нового частного дома или после реконструкции у всех хозяев, так или иначе, возникает вопрос  –  какой источник использовать для работы системы отопления. Одним из решений такого вопроса является котёл на твёрдом топливе. Однако у многих людей твердотопливный котёл ассоциируется с неудобством и постоянными хлопотами по поддержанию процесса горения и регулярной очисткой золы. А мысль о том, что каждую ночь котел будет ждать встречи с Вами, чтоб не погаснуть, едва ли кого-то порадует . Особенно этот скептицизм к использованию твердого топлива распространен среди людей, которые попробовали беззаботное сосуществование с газовым котлом под одной крышей.

Для тех хозяев домов,  кто рассматривает твёрдое топливо исключительно как резервное в дополнение к газовому источнику, хорошо подойдет такой тип твердотопливного котла как камин с водяным контуром, который является теплообменником для интеграции в любую систему отопления .

Давайте рассмотрим, какие же плюсы дает использование камина с водяной рубашкой, а так же, с которыми, возможно, предстоит столкнуться. К безусловным плюсам такой комплектации системы отопления относится фактор безопасности. В случае аварийного отключения газа всегда без особого труда можно поддерживать систему отопления при помощи резервного источника, который не зависит от внешних поставок энергоносителя. Еще одним плюсом такой системы можно считать возможность экономии газа, которая совмещается с приятным видом горящих поленьев в камине.

Принцип работы такой системы прост. После розжига камина теплообменник начинает отбирать тепло из топки и направляет нагретый теплоноситель в систему отопления или бак аккумулятор. Управление таким камином осуществляется с помощью автоматики и трёхходовых клапанов, которые отслеживают температуру в камине и подключают контур камина только в том случае, если теплообменник нагрет до нужной температуры. Если камин монтируется в последовательную схему перед газовым котлом, мы можем добиваться снижения потребления газа или его полного замещение, в зависимости от желания и наличия твердого топлива. После осенней обрезки деревьев, такое топливо всегда в изобилии.

Один из недостатков такой схемы – не всегда есть настроение на то, чтоб растапливать камин. Как показывает практика, камином активно пользуются только первый год. Потом он надоедает и выступает в качестве идеальной подставки для статуэток и прочих деталей интерьера.

Вторым недостатком является эффективность. Использование камина в системе отопления более эстетично, но менее практично с точки зрения тепловых потерь в сравнении с твердотопливным котлом. Твердотопливные котлы комплектуются хорошей изоляцией по всему периметру корпуса, что позволяет им работать с большей эффективностью, процесс горения в них от одной закладки выше, чем у каминов с идентичными размерами.

Третьим недостатком является цена камина с водяной рубашкой. Если рассматривать камин и твердотопливный котёл одинаковой мощности, стоимость оборудования будет однозначно в пользу твердотопливного котла.

Поэтому, если Вы практик, Вам больше подойдет вариант с установкой твердотопливного котла требуемой мощности с ручной загрузкой, который может «переварить» любой вид твердого топлива, такие как дрова, уголь, топливные брикеты и т.д. Если же Вы романтик , то однозначно нужно останавливать свой выбор на каминах с водяной рубашкой.


описание и отзывы, обзор моделей, характеристики, цены

Печь-камин с водяным контуром – это обыкновенный твердотопливный котел, но с серьезной заявкой на эстетичность. Такие приборы не принято прятать в подвале, поскольку они не только отвечают за отопление, но и украшают жилье, привнося нотки уюта. Кроме того, совмещение обычного камина с теплообменником позволяет обогревать и саму комнату, где горит очаг, и целый дом.

Оглавление:

  1. Принцип работы
  2. Обзор моделей и цен
  3. Критерии выбора
  4. Мнения и отзывы людей

Теоретически, камин, оснащенный водяным контуром, может служить основным источником тепла. На практике подобные системы эффективны только в небольших частных домах. Идеально, когда печь работает на 2-3 смежные комнаты – более сложные варианты обвязки будут функционировать нестабильно. По этой причине гибридные отопительные приборы либо дополняются резервными источниками, либо сами выступают на вторых ролях.

Особенности работы

Чтобы определить, по какой схеме будет функционировать камин с водяной рубашкой в каждом случае, стоит разобраться в принципе его действия:

1. В топке печи сжигается закладка дров, и высвобождающаяся энергия нагревает стенки. В моделях под отопление они, как правило, двойные – здесь располагаются змеевики теплообменника, заполненные водой.

2. К выведенным фланцам подключаются трубы, соединенные с радиаторами в других помещениях частного дома напрямую или через промежуточный теплоаккумулятор.

3. Водяная рубашка камина дает горячий теплоноситель (+80-90 °С), который раздается на весь контур отопительной системы, передавая энергию батареям.

4. Уже остывший поток с последнего прибора возвращается в теплообменник, вытесняя следующую порцию воды. Увеличение объема жидкости компенсируется расширительным баком.

Проблемы с такими агрегатами возникают, когда закладка дров прогорает, и интенсивность нагрева постепенно падает. Подобные изменения приводят к уменьшению отдачи радиаторов. И вот здесь необходимо восстановить характеристики теплового потока в контуре, чтобы сохранить комфортную температуру в частном доме. Для этого можно снова подбросить дров или же включить в схему резервный источник.

Отчасти эту проблему решают печи длительного горения с водяным контуром. За счет регулируемой подачи воздуха и большего размера топки они дольше сохраняют работоспособность системы, но это только отсрочка. Нужна альтернатива: котел, работающий на другом виде топлива, и автоматика, которая будет своевременно давать ему команду на включение.

Главное достоинство гибридных каминов – их можно эксплуатировать круглый год. В летнее время, когда система отопления простаивает, они обеспечивают хозяев горячей водой через отдельный контур и возвращаются к своим функциям домашнего очага по вечерам. Кроме того, во многих населенных пунктах дрова остаются самым доступным и дешевым топливом, так что недорогой в эксплуатации обогрев будет еще и экономичным.

Продукция популярных производителей

Каминные печи, в которых есть водяная рубашка, весьма разнообразны. Но следует отличать отдельно стоящие приборы от встраиваемых топок, нуждающихся в дополнительной облицовке. Последние, как правило, имеют грубоватый внешний вид, поскольку прячутся под обкладкой камина. А печи с контуром можно монтировать как есть.

1. Бавария с теплообменником и плитой.

Многофункциональный прибор от Экокамин выполнен из стали, но имеет шамотную обкладку, чугунные колосники и варочную поверхность на две конфорки. Все это компактно умещается в одном корпусе, где нашлось место и для теплообменника. Печь выдает мощность около 9 кВт, водяной контур раздает на радиаторы 4 из них. Производительность небольшая, но для дачи в 2-3 комнаты этого хватит.

Несмотря на низкую стоимость, отзывы у Баварии с водяным контуром очень хорошие. Огнеупорные плиты и наружная керамическая отделка надежно теплоизолируют топку. В случае механического повреждения их можно заменить самостоятельно. Кроме того, чугунный колосник отлично переносит высокие температуры, так что печь прослужит долго.

2. Invicta 800 Chaudiere.

Средняя по размерам топка несколько отличается от классических моделей со встроенным в стенки змеевиком. Водяной бак самоварного типа расположен сверху и дополнительно обогревается проходящей сквозь него печной трубой. Сам Chaudiere по описанию способен выдавать мощность до 16-20 кВт, контур обеспечивает производительность около 15 кВт – достаточно для отопления частного дома средней площади.

Когда-то этот чугунный камин выпускался во Франции и отличался неплохими характеристиками. Но после открытия дешевого производства в Китае качество печей, по отзывам, заметно снизилось. Основные нарекания связаны с хрупким чугуном корпуса и слабыми стенками. Впрочем, компании Invicta это известно, поэтому гарантию на свое оборудование она дает всего 5 лет – недолгий срок для закрытых каминов со встроенным контуром.

Обидно, что при таком наборе сомнительных свойств Chaudiere не является полноценной печью – это лишь встраиваемая топка, один из элементов стационарного очага, который нужно еще доводить до ума. При цене свыше $3000 можно найти модель и получше.

3. Ангара (Мета).

Печь-камин Ангара 12 Аква с водяным контуром на рынке появилась совсем недавно. Мощность ее – 16 кВт, на ветку отопления приходится 7 кВт – хватит для обогрева обычного частного дома на 100-150 квадратов. В конструкции учтены все требования к водогрейным каминам:

  • шамотная обкладка;
  • толстый чугунный патрубок для дымохода;
  • вторичный дожиг.

Стальная Ангара 12 рассчитана на работу в контуре с внутренним объемом не менее 50 л. Теплообменник изготовлен из 5-миллиметрового листа и вмещает около 10 л воды. Он располагается сверху, где в корпусе выполнены конвекционные каналы для обогрева основного помещения.

4. Kratki Koza K9.

Добротный чугунный камин с водяным контуром, один из самых мощных в линейке польской марки – его производительность достигает 13 кВт. Для лучшего обзора и декоративности печь имеет дополнительное боковое остекление, выдерживающее до +800 °С. За его чистоту отвечают конвекционные клапаны, установленные в дверце – циркулирующий через них воздух не позволяет саже оседать на внутренних поверхностях.

Обогрев дома камином с водяным контуром осуществляется не только теплоносителем, отправляющимся в радиаторы, но и методом конвекции. В комнате, где работает прибор, по отзывам, комфортная температура устанавливается уже через 20-50 минут. Koza K9, хоть и является представителем класса эконом, изготавливается из толстого 8-миллиметрового чугуна. Кроме того, эти модели можно топить углем – топка и литые колосники выдерживают и такие нагрузки.

Марка Модель Мощность, кВт Цена, руб
Invicta 800 Chaudiere 20 / 15 240 310
Мета Ангара 12 Аква 16 / 7 44 750
Экокамин Бавария ПКП 9 / 4 24 990
Kratki Koza K9 13 83 920

Правила выбора

Поскольку камин с водяной рубашкой – это отопительный котел, его главным параметром является мощность. Она рассчитывается по площади жилья как соотношение 1:10 (кВт/м2). При использовании печи только для обогрева закладывается запас до 15 %, включение в схему ГВС добавит еще около 10 %. Но для двух контуров лучше купить агрегат с пластинчатым теплообменником. Также следует различать полную мощность и производительность змеевика. Когда в паспорте есть две цифры, меньшая покажет, сколько киловатт отправится на радиаторы. С этой характеристикой и нужно увязать площадь отапливаемых помещений за вычетом комнаты, где работает прибор.

Чтобы термокамин с водяным контуром прослужил долго, обратите внимание на качество его исполнения. Из-за высокой температуры сжигания дров в первую очередь страдают стенки топки, поэтому они должны быть достаточно толстыми. В открытых печах допускается использование стальных листов в 4 мм, при наличии дверцы нужно как минимум 6. Гораздо лучше в таких условиях показывают себя чугунные изделия или та же штамповка, но с термостойкой обкладкой из шамота.

Очень важно, чтобы камин имел мощную футеровку, иначе «подружить» огонь в топке и холод, который дает водяная рубашка, будет сложно. Бюджетные модели с контуром идут без обкладки, в результате температура в печи падает, появляется копоть на стекле и стенках. Тем не менее подобное оборудование стоит не так уж мало, чтобы мириться с серьезными недостатками. Поэтому лучше купить дорогое, но грамотно спроектированное оборудование: с правильной футеровкой и самоочищающимся стеклом.

Отзывы

«Очень нравится линейка котлов от Мета с водяным контуром. У меня в загородном доме работает Байкал на 11 кВт – приезжаем на дачу перед выходными и сразу разжигаем. В гостиной становится тепло меньше чем через час, в остальных комнатах – примерно через два. Конечно, пришлось залить антифриз, но система отопления получилась не слишком объемной, так что серьезных затрат не потребовалось».

Андрей Чкалов, Санкт-Петербург.

«Согласен с предыдущим отзывом – у MetaFire вообще неплохая линейка. Я выбрал себе Баварию с верхним контуром. Но хочу посоветовать покупателям любой отопительной техники не слишком рассчитывать на модели с заявленным длительным горением. В паре с водяными змеевиками это прямой путь к появлению дегтя. Единственно правильный режим обеспечивает только очень большая топка, куда просто нужно закладывать много дров».

Виктор Бойко, Москва.

«Мне в принципе нравится идея использовать небольшой камин для обогрева всего дома, включив в схему водяной контур. Проблема в том, что автоматизировать работу таких аппаратов невозможно – дрова подкидывать все равно придется регулярно. Хотя в качестве дополнительного отопления подобная конструкция помогает сэкономить на основных энергоносителях 30-40 %».

Валерий, Днепропетровск.

«А я считаю, что экономия здесь весьма сомнительна. Даже если приобрести недорогой камин с теплообменником, монтаж и подключение контура влетят в копеечку. Чтобы допоборудование полностью окупилось, понадобится лет 5 – как раз срок гарантийной службы, поле которой может потребоваться серьезный ремонт.»

Игорь, Нижний Новгород.

«Жалею, что поставил себе на отопление китайца Olymberyl: футеровки нет, водяной контур во всю заднюю стенку, копоть собирается и превращается в уродливые наросты, которые не так легко снять. Подозреваю, что патрубку дымохода это тоже серьезно вредит, но кусать локти уже поздно, надо было брать что-то подороже.»

Иван, Харьков.

Дата: 28 июня 2016

Как подключить камин с водяным контуром к системе отопления

Камин с водяным контуром

 Это уникальное устройство, которое позволяет одновременно наслаждаться очагом традиционного камина, отапливать дом благодаря подключению к системе отопления, а также готовить горячую воду для бытовых нужд. Такая топка имеет внутреннюю и внешнюю стенки, пространство между которыми заполнено водой, что и являет собой водяной контур (водяную рубашку). Разжигая в топке огонь, Вы подогреваете воду, которая подается в систему отопления всего дома, или же происходит обмен тепла с помощью теплообменника. Использование наилучших материалов и технологий, при производстве, позволило достичь (КПД) коэффициента полезного действия топки — 75%, что на практике дает возможность отапливать дом от 60 до 380 м2, а также без проблем подогреть воду для бытовых потребностей.

Топку с водяным контуром, можно подсоединить к системе центрального отопления и использовать в качестве единственного, или же дополнительного источника тепла. Благодаря применению соответствующих устройств и буферной емкости, топку с водяным контуром можно соединить в системе с другими источниками тепловой энергии, такими как: газовый котел, электрический котел, твердотопливный котёл, солнечными коллекторами и тепловым насосом.

Водяная каминная топка — это не только функциональный и экономный источник тепла, но и эстетическое дополнение интерьера, который дает ощущение домашнего уюта.

  1. Убедится в соответственном размере дымового канала
  2. Сделать подачу внешнего воздуха к месту установки камина
  3. Залить цементную стяжку 10-15см

 

Существует несколько способов подключения камина с водяным контуром к системе.

4 самых популярных способа подключения камина с водяным контуром:

  1. Сочетание закрытой системы отопления (под давлением) и открытой системы камина
    Камин подключается в систему через пластинчатый теплообменник. Он позволяет соединить открытую систему камина (с расширительным бачком открытого типа) с закрытой системой отопления. Такая схема более безопасна во время отключения электричества. При закипании давление растет, и вода будет уходить в бак и канализацию. Работать камин будет только на отопление, без ГВС.
  2. Камин подключается непосредственно в закрытую систему отопления (без теплообменника и расширительного бачка).
    В таком случае каминная топка должна быть изготовлена из стали толщиной 5-6 мм. Обязательно надо использовать термическую защиту и обеспечить бесперебойное электропитание. Также надо сделать резерв холодной воды.
  3. Камин подключается к буферной емкости косвенного нагрева 
    Таким образом, получаем резерв теплой воды, как для отопления, так и для использования.
  4. Камин для отопления и горячего водоснабжения
    Камин подключается в систему через пластинчатый теплообменник и к емкости косвенного нагрева, в котором будет вода только для бытового пользования. Есть еще множество схем, например, с солнечными коллекторами, тепловыми насосами и т.п.

 

Как совместить водяной камин с обычными обогревательными устройствами?

Камин с водяным контуром  может работать и как единственный источник тепла. Но, также, его можно подключить в обычную систему отопления с газовым или электрическим котлом, с которыми он будет работать «в паре».

Во время работы камина газовый или электрический котел автоматически выключается. И на оборот: когда сгорают дрова в камине и падает температура ниже установленной на автоматике, — основной котел включается и поддерживает комфортную температуру в помещении. Рабочая температура воды в котле камине поддерживается в пределах 60-85*С с помощью автоматического управления дроссельной заслонкой подачи воздуха с улицы.

Камины с водяным контуром отопления: особенности и критерии выбора

Печь-камин с водяным контуром представлен усовершенствованным твердотопливным котлом, который внешне напоминает обычный камин. Каждый год популярность термокаминов возрастает, их чаще можно встретить в квартирах и домах. Печь-камин является безопасной, удобной и стильной новинкой отечественного рынка.

Отличия камина с водяным контуром от обычного

После того, как камин с открытой топкой растоплен, он моментально отдает тепло в помещение, однако, теплоотдача у него невелика в связи с открытостью топочного пространства. Поэтому такие печи устанавливаются не как основное средство отопления, а как эстетическое украшение интерьера. Камины, у которых топка закрыта, более эффективны – коэффициент их полезного действия достигает 85 процентов. Закрывание топочного пространства осуществляется за счет створок, которые изготовлены из огнеупорного стекла или стеклокерамики.

Топку водяного устройства относят к закрытому типу, но она оснащена двойными металлическими стенками, а внутри змеевиковыми теплообменниками, которые подключают к отопительной системе дома. Это дает возможность печи быть не только дополнительным, но и самостоятельным устройством для отопления всего дома, при этом, еще и водонагревательным средством в доме.

В качестве топлива выступают лиственные и хвойные деревья, но наиболее эффективным видом топлива считаются брикеты из опилок, которые после себя оставляют мало золы.

Устройство камина с водяным контуром

В топке печи устанавливается трубный змеевик, который относится к общей системе водяного отопления здания. Вода, нагретая в теплообменнике, попадает в отопительную систему, а затем в радиаторы. Работа печи-камина с водяным контуром может осуществляться самостоятельно или он может дополнять другое устройство обеспечения теплом.

Что такое водяной контур?

На изготовление корпуса термокамина используется 4-5-миллиметровая котельная сталь либо чугун, толщина которого не более 8 мм. С внешней стороны корпус покрывается огнестойкой краской. В пространство между стенками, иначе его еще называют водяной рубашкой, помещается до 40 литров воды. Облицовка внутренней части топки выполнена жаропрочной плиткой. Для поддержания горения используются воздушные каналы, размещенные между стенками топки. Воздух, который нагрелся в каналах, выходит в помещение, а отвод нагретой воды в змеевиках осуществляется в отопительную систему дома и, в случае необходимости, в систему водоснабжения.

Подключение водяного контура

Во время монтажа теплообменник соединяют с батареями отопления, установленными последовательно. Дальний радиатор системы соединяется с магистралью теплообменника, после чего самая ближняя батарея к печи соединяется с гидроаккумулятором.

Параллельно главной магистрали в систему врезается гидробак, который следует отделить краном. Установка циркуляционного насоса осуществляется перед аккумулятором. Если система отопления недлинная, то насос можно не устанавливать. Устанавливать систему следует с учетом того, что помещение, в котором будет находиться сама конструкция, отапливается с помощью камина.

На объем теплоносителя влияют следующие два фактора:

  • Площадь отопления, которая определяется количеством батарей и протяженностью сетей отопления;
  • Контурность системы. Одноконтурная – только для отопления помещения, двухконтурная – для отопления и нагрева воды.

Кирпичные печи-камины с водяным контуром

Производятся такие конструкции из огнеупорного кирпича или камня, рубашка выполняется из металлических листов, через которую проходит водяной змеевик. На производство кирпичных водяных печей требуются большие финансовые расходы, а также это технически сложно, поэтому встретить такую печь непросто.

Металлические водяные камины

Это достойная альтернатива каминам из кирпича. Производятся из металла в специализированных условиях. Просты в установке и подключении к системе отопления помещения.

Все виды печей делятся на два типа:

  1. Открытого типа.
  2. Закрытого типа.

Открытые печи-камины с водяным контуром

В открытой печи, где нагрев теплоносителя непрямой, вода проходит по змеевиковому теплообменнику, который находится в открытой топке. Раньше в топки устанавливались радиаторы из чугуна. Когда горение топлива завершалось, в ночное время, дом отапливался с помощью электричества или тепла печи, аккумулированного за период работы.

В открытой каминной системе монтаж расширительного бака осуществляется в самой верхней точке, зачастую, это чердак. За счет гравитации происходит циркуляция теплоносителя. Такая схема отопления пользовалась большой популярностью в небольших домах в советское время. На сегодняшний день открытые водяные камины встречаются редко и, как правило, они оснащаются вспомогательным теплообменником.

Закрытые печи-камины с водяным контуром

В закрытой каминной системе теплоноситель нагревается напрямую. Такие камины, в отличие от открытых печей, работают под давлением.

С помощью циркуляционного насоса вода, нагретая до 90 градусов по Цельсию, подается в бойлер-накопитель. Охлажденная вода (60-65 градусов по Цельсию) проходит по обратной трубе в топку, где происходит ее нагревание. При этом линия оснащена расширительным баком мембранного типа.

Плюсы и минусы водяных каминов

К достоинствам можно отнести:

  • Совмещение функциональности отопления с эстетической привлекательностью печи;
  • Могут устанавливаться в любом месте дома при соблюдении пожарной безопасности;
  • Дают такое количество тепла, которого достаточно для эффективного обогрева домов разных площадей;
  • Печи с открытой системой не требуют подключения электроэнергии. Благодаря естественной циркуляции обеспечивается полная автономность отопительной системы;
  • Благодаря постоянному отводу тепла, металлическая топка не перегревается, в результате чего водяной камин долговечен;
  • Некоторые модели обладают возможностью приготовления пищи;
  • Безопасность, с точки зрения экологии, топлива и доступность;
  • Полная интеграция камина в уже существующую систему отопления.

К недостаткам относятся:

  • Низкий показатель коэффициента полезного действия. Изготовители чаще всего указывают КПД от 80 процентов, но, учитывая мнение большинства специалистов, данные показатели завышены;
  • Работа системы осуществляется в ручном режиме. Подкидывать топливо и растапливать печь можно только вручную. Единственным параметром контроля может выступать температура теплоносителя, однако, корректировать оперативно ее довольно сложно;
  • Нет возможности использования водяного камина как основной отопительной системы в тех регионах, где очень холодные зимы. При этом его параллельное применение дает до 35 процентов экономии топлива.

Выбор водяного камина

Как показывают экономические расчеты, использование печей с водяным контуром целесообразно только в некоторых случаях. Если сравнивать суммарную стоимость монтажа среднего камина с установкой электрического котла с аналогичной мощностью, то стоимость камина будет выше. Время окупаемости разницы в цене при постоянном проживании – пять лет, при периодическом – гораздо больше.

Дома, где периодическое проживание, обладают небольшими площадями, либо обогревается только первый этаж, и эксплуатируются только в выходные, праздничные дни, должны оснащаться электрическими конвекторами, чтобы в режиме ожидания не допустить разморозки системы отопления. С помощью конвекторов обеспечивается температура +5 градусов по Цельсию.

Выбор камина с водяным контуром оправдывается в том случае, когда необходимо обогревать большой дом, со вторым этажом при ограниченном показателе мощности электроэнергии – не более 3 кВт.

Условия выбора мощности камина

Главная характеристика камина с водяным контуром, определяющая его мощность – это объем топочного пространства. Следовательно, чем больше топлива помещается в топочной камере, тем больше печь выделяет тепла, соответственно, можно обогреть больший объем.

Паспорт любого камина имеет данные по номинальной, минимальной и максимальной мощности. Выбирая камин, следует обращать внимание на показатели номинальной мощности, определяемой экспериментально на протяжении некоторого времени использования печи. Например, для помещения, площадь которого 10 кв.м. и высота 2,5 метров, для обогрева объема 25 куб.м. потребуется мощность в 1 кВт.

Эксплуатация камина на максимальной мощности на протяжении длительного времени не рекомендуется, так как значительно снижается рабочий ресурс. Поэтому при выборе мощность печи должна быть на 15 процентов выше расчетной мощности. В случае, когда печь устанавливается в новый дом, необходимо правильно распределить отопительную систему по комнатам для равномерного обеспечения теплом.

Однако, мощность водяного камина выбирается уже после того, как принято окончательное решение по установке именно этой системы отопления. Решение должно основываться на следующие факторы:

  • Необходимость отопления большого дома;
  • Ограниченная электрическая мощность;
  • Постоянная эксплуатация дома;
  • Постоянное присутствие человека для обслуживания камина.

Модельный ряд

Качество сборки влияет на безопасность и прочность камина. Печи-камины с водяным контуром отопления выпускают следующие ведущие производители: Мета, Экокамин и итальянская торговая марка Edilkamin.

  • Компания Мета. Является образцом бюджетного оборудования с европейским стандартом. Змеевиковые теплообменники и корпус печи выполнены из стали, что облегчает вес устройства. Благодаря топкам с шамотными плитами увеличивается долговечность печи. Также компания занимается импортом чешских печей со змеевиком Romotop с керамической облицовкой и выпуклым стеклом дверки.
  • Компания Edilkamin. Имеет в своем ассортименте как стальные, так и чугунные печи-камины разной мощности и формы. Оборудование этой марки славится качеством и изысканным дизайном.
  • Компания Экокамин. Наибольшую популярность получила модель Призматик, выполненная из чугуна. Отделан камин цветной керамикой и широким стеклом, что придает ему декоративный вид. За счет доступных цен и достойного качества эти камины являются лидерами продаж.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Камин на пеллетах с водяным контуром – Сайт Винского

Камин на пеллетах с водяным контуром

Использование аквакамина на пеллетах для отопления каркасного дома.
Сочетание котла на пеллетах и камина — аквакамин можно поставить в гостиной.
Камин на пеллетах будет элементом интерьера, а еще будет обогревать дом и готовить горячую воду.

Исходные данные каркасного дома

У меня каркасный дом общей площадью 157 м2, два полных этажа, окна в пол на первом и втором этажах.
Толщина утеплителя пола 20 см, внешних стен 20 см, потолка 30 см.
Все окна смотрят на юг.
Стеклопакеты трех-камерные, профиль рехау.
Две входные двери с терморазрывом, утепленные.

 

Выбор камина на пеллетах для отопления каркасного дома

Выбирая котел на пеллетах я ужасался их внешним видом — подобное чудовище надо ставить в отдельное помещение и пускать с экскурсией туда людей, которых надо напугать.
Совершенно не хотелось иметь отдельное тех помещение: дом у нас не большой.
Хотелось иметь камин с живым огнем.
Так чтобы вечером потушить в гостиной свет и сидя на диване пить горячее вино, и смотреть на отблески огня на стенах, краем глаза видя сугробы и заснеженные хвойники за окном.

Выход был найден — камин на пеллетах с водяным контуром — аквакамин.
Модель так же сразу же выбрал — Laminox ESTER IDRO 15 «всё в одном»:

— предохранительный клапан
— расширительный бак
— циркуляционный насос
— автоматический воздухоотводчик

Мощности 15 кВт по моим расчетам хватало на дом.
Но после звонка на фирму, которая эксклюзивно поставляет итальянцев и занимается подключением и обслуживанием аквакаминов, мой выбор окончательно сформировался:
LAMINOX ELISA PHANTOM IDRO 16 — плоский аквакамин бордового цвета с вертикальным выпуском.

Ну и могу сейчас сказать — выбор был правильным.
Аквакамин работает тихо — монотонное шуршание вентилятора.
Шнеков подачи пеллет вообще не слышно.

Дымоход 8 см — я заказал сэндвич 10 см, крашенный в коричневый цвет — вписывается в будущий интерьер.
Труба на крыше не дымит и никак себя не выдает.
Иногда с порывом ветра можно уловить сладковатый аромат — так пахнет хороший итальянский ликер.

 

Ночью вижу о окнах первого этажа отблески пламени — пока дом сушится и доделывается, аквакамин работает круглосуточно.
Расход пеллет (купил для пробы 2 тонны) на сутки один мешок 15 кг.
В дальнейшем будет потреблять меньше.

Управление аквакамином автоматическое.
5 кнопок и меню.
Можно установить мощность горения и температуру в помещении, которую аквакамин будет поддерживать.

 

Единственное неудобство: бункер аквакамина для пеллет на 15 кг.
То есть приходится раз в день подсыпать пеллеты.
Поэтому не смотря на то что к аквакамину можно подключить интернет-модуль для дистанционного управления отоплением (например находясь в Тайланде за несколько дней до приезда установить температуру в доме 23-24 градуса), данную задачу не удастся реализовать ввиду ограниченной вместимости бункера.

 

Можно что-то придумать с установкой внешнего бункера и увеличить объем до 200-300 кг, но это будет не красиво.
Поэтому тут:
— или красота и эстетика
— или практичность

Мы выбрали красоту и эстетику.

 

Зола после пеллет

Еще одна немаловажная деталь — зола.
После сгорания пеллеты превращаются в золу и хотя я покупал пеллеты заявленные в предложении как DIN+ с зольностью 0,3%, золы после их сгорания остается больше.
Я бы сказал, что процентов 5 точно.
И ведь это не определишь при покупке.
К тому же их влажность так же не соответствовала оферте.

При сжигании двух мешков пеллет, камин нужно чистить от золы.
Зола в зольнике и в горелке.
Используется обычный или специальный пылесос.
Но так как золу надо из камина убирать — надо камин останавливать и совершать действия, которые автоматика сделать не сможет.
Поэтому аквакамин не рассчитан на автономную работу в течении времени — более одних суток.

Что бы хотелось изменить в аквакамине

За неделю эксплуатации аквакамина выявилась одна его недоработка:
В бункер аквакамина мешок пеллет в стандартной упаковке 15 кг влезает не полностью, поэтому приходится 1/3 мешка оставлять рядом и в процессе работы аквакамина — досыпать.
Это мелочь, но очень странно что бункер не был реализован под стандартную ёмкость мешка.
Причем эта реализация не существенно повлияла бы на габариты камина: 10 см в высоту и 5 в ширину — не отпугнула бы потенциальных покупателей.
Или в Европе пеллеты фасуют в 10 кг мешки?

Камин на пеллетах мой отзыв

Аквакамин имеет ряд преимуществ, которые покрывают мелкие неудобства:

1) Габариты и внешний вид камина на пеллетах позволяют ставить его внутри помещения. Как элемент интерьера и источник светового тепла — это настоящий камин.
2) Водяной контур позволяет подключить к нему бойлер косвенного нагрева, радиаторы отопления или теплый пол.
3) Обслуживание аквакамина не сложное: 2 раза в сутки засыпать в бункер пеллеты, 1 раз в двое суток выключить и пропылесосить золу.
4) Аквакамин работает в автоматическом режиме, поддерживая заданную температуру. Информация о ней поступает с внешнего датчика.
5) Требования к дымоходу демократичны — выхлоп принудительный и температуры выхлопа менее 100 градусов. Небольшой дымок есть только на этапе розжига пеллет при старте. Дымоход 80 мм можно вывести просто за стену, например сзади дома.
6) Камин на пеллетах пожаробезопасен — горение поддерживается за счет нагнетания воздуха вентилятором. При внештатной ситуации он выключится и горение сразу же прекратится.

Всё что касается расчета системы отопления в доме, выбора радиаторов, обвязки камина и бойлера — написано на Форуме Винского.

Обновление: котел на пеллетах для отопления каркасного дома

Изменил отопление в доме.
Это связано с неудобством маленького бункера, и отсутствие автоматического поддержания температуры в доме камином на пеллетах.

Пристройка котельной к каркасному дому

Котел на пеллетах Китурами (Корея) мой отзыв

котел дома дровяной чугунный, каминопечь и печка на дровах

Дополнительно отопить помещение можно при помощи печи-камина с водяным контуром отопления

Для того чтобы обогреть дом, стандартного камина будет недостаточно. Эту установку принято считать лишь элементом декора и из-за своей небольшой теплоотдачи способен создать тепло только в той комнате, в которой он находится. Однако модифицированный вариант камина способен обеспечить теплом все помещение целиком. На данный момент можно приобрести камин-печь, которые подключается к радиаторам отопления и способен разносить тепло по всему дому. Мощность такого аппарата будет определяться от отопляемой площади. Все тонкости выбора печи-камина следует рассмотреть детальнее.

Содержание материала:

Камин с водяным контуром отопления: 5 отличий от традиционного

Печь-камин совмещает в себе много положительных качеств, при этом практически, исключая недостатки.

Преимущество печи-камина с водяным контуром в том, что она способна долго удерживать тепло, обогревая даже большое помещение

В чем заключаются основные различия между печью данного и стандартного типа:

  1. Печь нагревается длительное время, однако способна очень долго удерживать и излучать тепло, в то время как камин дает тепло практически сразу, но остывает моментально, а соответственно и температура в доме быстро снизится;
  2. Что касается топки, то у печи она выполняется за глухой и плотно закрытой дверцей, это значительно снижает риск задымления помещения. Топка камина напротив открытая и занимает половину площади фасада. Если дымоход был сложен не правильно или снаружи плохие погодные условия может возникнуть обратная тяга и ближайшие предметы обихода могут покрыться копотью, котлом в данной ситуации пользоваться нельзя.
  3. Дымоотвод у печи является сложной конструкцией. Это многочисленные каналы, через которые проходит дым и отдает больший коэффициент тепла, а уже из трубы он выходит почти остывшим. Этими характеристиками не обладает дымоход камина, так как он прямой и задерживает дым только сводом, соответственно температура дыма на выходе выше, а теплоотдача ниже.
  4. Печка КПД показывает результат от 60 до 80%, камины достигают до 50% максимум.
  5. Печь не является декоративной установкой, украсить ее можно только специальной отделкой, в то время как камин обладает изначально эстетичным видом и способен украсить любой интерьер.

Как можно заметить оба варианта обладают как преимуществами таки недостатками, выбирать их нужно исключительно исходя из целей использования.

Печь-камин с водяным контуром: основные требования

Из-за того что промышленные конструкции не обладают большим весом, они не требуют больших усилий в установке, подготовке и отдельного фундамента.

Самое главное правило при установке, это предварительная работа и обработка деревянных поверхностей негорючими веществами.

Это может быть листовое железо, керамическая плитка, огнестойкий тип покрытия, который можно сделать самостоятельно и при этом уменьшить финансовые затраты.

При выборе печи-камина с водяным контуром нужно учитывать ее качество, характеристики и производителя

Печь-камин с водяным контуром можно использовать в системе с традиционной циркуляцией и в системе с насосом. Подключение везде однообразно и не имеет отличий. После того как будет организован выход из теплообменника – делают разгонный коллектор. Это поднимающий носитель тепла в верхней точке системы. В самой верхней точке должен быть установлен расширительный бак.

Что касается расширительного бака его можно установить в любой удобной точке. Чаще всего он устанавливается на обратной трубе ближе к циркуляционному насосу. Схема для подключения радиатора может быть разной. Придерживаться существенного уклона максимальной трубы вовсе не обязательно. Скорость движения носителя тепла можно устанавливать при помощи автоматики. Таким же образом можно выставить и обратную температуру, это позволит избежать возникновения конденсата.

Котел-камин: требования к дымоходу

Для того чтобы эксплуатация печи-камина дома была безопасной, необходимо соблюдать все правила по установке дымохода от этого зависит весь отопительный процесс.

Для данного типа отопительного прибора специалисты рекомендуют устанавливать керамические или нержавеющие дымоходы.

При установке котла-камина в доме нужно соблюдать технику безопасности

Керамические дымоходы – это сборная конструкция из подготовленных блоков разного применения. Дымовой канал представлен глазурованной керамикой, которая исключает завихрения дыма и твердые осадки. Его помещают в пенобетонный блок и изолируют базальтовым матом, который способен выдержать температуру до 1000 градусов. Все эти элементы соединяются клеем или герметиком.

Металлические дымоходы обладают несколькими видами труб разных диаметров. Они вставлены одна в другую и изолированы базальтом. Внутреннюю трубу изготавливают нержавеющей стали. А внешняя труба чаще всего сделана из оцинкованного железа. Блоки, так же как при керамическом дымоходе скрепляются герметиком.

Отопление от камина с водяным контуром: как подобрать топливо

Указанная в паспорте печи-камина эффективность никогда не будет достигнута, если топить ее неподходящим или сырым топливом. Для этого лучше всего подходят дровяные и твердотопливные материалы. Они созданы для длительного горения. Самым оптимальным вариантом считается то, когда чугунная каминопечь работает березовых дровах, которые прошли естественный процесс сушки.

Естественный процесс сушки заключается в нахождении дров в крытом помещении на протяжении 18 месяцев.

Самым лучшим топливом для камина с водяным контуром являются дровяные или твердотопливные материалы

Так же для топки могут подойти промышленные брикеты. Их уровень влажности не должен превышать 20%. Не рекомендуется использовать для топки дрова хвойной породы, так как они выделяют большое количество смол и могут засорить дымоход. Так же не допускается использование угля.

Разжечь камин можно с помощью бумаги, специального раствора и бересты. Во время розжига шибер нужно полностью раскрыть и обеспечить поток свежего воздуха.

Характеристики печи-камина с водяным контуром отопления (видео)

Печь-камин – это необычный вариант для организации отопления в доме. Далеко не каждый способен похвастаться такой установкой, тем более весь процесс не доставит больших проблем и не потребует временных затрат. Обратите внимание на все положительные стороны данного агрегата и сделайте для себя вывод, насколько экономичен и выгоден этот вариант в плане создания обогрева и уюта.

какую систему выбрать для камина?

Современный камин, оборудованный закрытой топкой и стальным вкладышем – достаточно совершенное устройство. Сидя перед ним в уютной гостиной, приятно осознавать, что тепло используется с толком.

На фото:

Согреть весь дом. Существуют две основные отопительные схемы с использованием камина: воздушное отопление и водяное отопление. В первом варианте это еще классический камин. Во втором – камин фактически превращается в котел.

Как эффективно использовать тепло камина

Подключение к системе воздушного отопления. Для подключения к системе РГВ (распределения горячего воздуха) монтируется сеть воздуховодов, по которым нагретый воздух от камина поступает во все комнаты. Это дешевле, монтаж оборудования простой, в доме становится тепло сразу, как затопят. Но есть и недостатки: требуется место для воздуховодов; сложно регулировать температуру в отдельных помещениях; как только топливо прогорает, прекращается и отопление.

Подключение к системе водяного отопления. Технически более сложный, но и более эффективный способ. Над топкой монтируется труба, вода в которой нагревается и используется для отопления дома. Наличие такого оборудования меняет сам принцип устройства: теперь это уже не камин, а твердотопливный котел, только установленный в гостиной. До недавнего времени камины с водяным контуром могли подключаться только к открытой системе, однако последние разработки позволяют использовать и закрытые схемы отопительных систем. Рассмотрим варианты устройства камина с водяным контуром подробнее.

1) открытый расширительный бак, 2) подающая труба, 3)труба, соединяющая водяной контур с расширительным баком, 4) предохранительная труба, 5) камин с водяным контуром, 6) труба перелива, 7) обезвоздушивающая труба, 8) обратная труба, 9) рабиатор, 10) умывальник

Как устроена открытая схема системы отопления. Вертикальная труба из водяного контура камина выводится наверх так, чтобы выходное отверстие было выше самой высокой точки системы отопления. К нему присоединяется открытый расширительный бак с площадью поверхности как минимум несколько квадратных сантиметров. Объем бака и диаметр труб определяются мощностью топки и требованиями нормативных документов. Все работы должны производиться профессионалами, с учетом норм и правил безопасности.

Камин в открытой системе — просто и безопасно

Почему камин надо подключать именно к открытой системе? В устройстве, работающем на твердом топливе (в том числе и в камине) сложно ограничить повышение температуры нагревающейся воды. Даже когда поступление воздуха прекращается и огонь гаснет, температура воды будет расти еще некоторое время — в раскаленной топке сконцентрировано слишком большое количество тепла. Соответственно, если не предпринять никаких мер, повысится и давление, а это опасно. Расширительный бак «принимает на себя» объем расширяющейся воды и не дает расти давлению.

Один не воин. Камин с водяным контуром нежелательно иметь в качестве единственного источника тепла в доме — если только его не топят круглосуточно в течение всего холодного времени года. Иначе, когда топливо прогорит, водяной контур при минусовой температуре может замерзнуть. Поэтому в доме должен быть еще один котел — к примеру, газовый или электрический, оснащенный автоматикой. Когда топят камин, котел для экономии отключают. А на ночь или когда все уезжают из коттеджа, котел можно настроить либо на обогрев, либо на поддержание в доме заданного минимума температуры (10°С-15°С).

В чем проблема? Практически все современные автоматические котлы рассчитаны на работу в закрытой системе отопления — к ней камин с водяным контуром подключать нельзя. Существующие чугунные котлы с открытой системой и естественной циркуляцией громоздки, считаются устаревшими — к ним подключать камин нет смысла. Но технический прогресс в области отопительных устройств не стоит на месте.

1) пластинчатый теплообменник; 2) открытый расширительный бак, предохраняющий контур камина; 3) труба перелива; 4) дымоход; 5) предохранительная труба; 6) труба, соединяющая водяной контур с расширительным баком; 7) камин с водяным контуром; 8)канализационный слив; 9)циркуляционный насос; 10) отсекающие краны; 11) подающая труба; 12) обратная труба; 13) газовый или электрический котел со встроенным закрытым расширительным баком; 14) циркуляционный насос

Как подключить камин к закрытой системе отопления? Для этого созданы камины специальной конструкции, оборудованные электроникой и устройствами, позволяющими решить вопросы управления и безопасности. Все элементы смонтированы в компактном корпусе. В качестве второго источника тепла может использоваться небольшой навесной котел.

Камин в закрытой системе — сложно, но эффективно

Устройство двухконтурной системы. Водяной контур такого камина небольшой и находится внутри корпуса, в теплообменнике. Здесь же циркулирует вода отопительного контура, которая забирает тепло водяного контура и переносит его в радиаторы. Так как контуры камина и системы ЦО не пересекаются, первый работает в собственной открытой системе, второй — в закрытой системе котла. Этот камин можно подключить и к низкотемпературной системе напольного обогрева.

Производительность камина. Регулируется изменением скорости вращения вентилятора, который направляет воздух в топку. Если температуру воды нужно увеличить, вентилятор работает сильнее, если уменьшить — интенсивность его работы снижают.

Температура воды в отопительном контуре. Зависит от интенсивности циркуляции, регулируется изменением скорости вращения ротора насоса и может быть задана автоматически. Можно добиться, что температура воды, направленной от теплообменника к радиаторам, будет ниже температуры воды в контуре камина.

Дополнительные опции. Камин с водяным контуром может работать и на систему горячего водоснабжения. А для сохранения тепла после того как камин прогорит, к системе отопления можно подключить накопительный бак объемом около 200 литров. Это значительно увеличивает ее эффективность.

Защита от отключения электроэнергии. Если насос остановится, то вода перестанет циркулировать через радиаторы и отводить тепло — система перегреется. Необходим источник бесперебойного питания, который обеспечит работу насоса.


В статье использованы изображения: ofenkoppe.com


Сравнение водотрубных котлов

: жаротрубные и водотрубные котлы

Оценка эффективности и минимальный расход топочного котла

В связи с постоянным ростом стоимости оборудования владельцы зданий и инженеры постоянно ищут способы снизить начальные затраты и затраты на коммунальные услуги для своих проектов HVAC.

Это привело к появлению рыночного стандарта для насосов с частотно-регулируемыми приводами и высокоэффективных конденсационных котлов.

Эти конденсационные котлы могут быть разделены на две подкатегории в зависимости от объема воды, который они могут удерживать, и заставляет монтажников рассматривать Жаротрубные котлы большой массы по сравнению с водотрубными котлами малой массы .

Противопожарные котлы и водотрубные котлы

При выборе типа котельной системы следует учитывать несколько факторов.

Обдумывая потребности своей системы, сравнивайте эти различия, чтобы убедиться, что вы выбираете правильный тип системы:

Котлы жаротрубные

Котлы водотрубные
Горячие дымовые газы текут внутри трубы, а вода — снаружи трубы. Вода течет внутри трубы, а дымовые газы — снаружи трубы.
Эти котлы почти всегда имеют внутренний обогрев. Топка размещается на одном конце дымовой трубы. Эти котлы обычно имеют внешний нагрев
Требуется больший диаметр кожуха, так как пожарная труба расположена внутри котла Требуется меньший диаметр гильзы, так как она предназначена для внешнего обжига
Обычно имеют более низкие перепады давления в диапазоне 2-15 футов.h3O, в зависимости от размера и расхода. Обычно имеют более высокие перепады давления в диапазоне 10–30 футов вод. Ст., В зависимости от размера и расхода.
Содержит относительно большой объем памяти, до нескольких сотен галлонов для более крупных устройств. Содержит относительно небольшой объем памяти, никогда не превышающий 100 галлонов даже на самых больших устройствах.

Существенная разница между жаротрубными котлами и водотрубными котлами

Одно существенное различие между этими двумя котлами, которое повлияло на конструкцию систем, заключается в том, что котлам большей массы не требуется поддерживать постоянный поток.

Жаротрубные котлы могут работать с широким диапазоном мощности.

Используя всего один набор насосов с регулируемой скоростью для обслуживания наших котлов и оконечных устройств, мы создали то, что называется первичной системой с регулируемой скоростью.

Переменные первичные системы предоставили альтернативу традиционной первичной и вторичной конструкции, которая все еще требуется для водотрубных конденсационных котлов и других котлов с малой массой.

Благодаря конструкции с регулируемым первичным потоком мы устраняем необходимость во втором комплекте насосов в контуре котла, что может снизить начальную стоимость нашей системы.

Одна из популярных тем разговоров относительно этих крупногабаритных котлов, когда они спроектированы в системе с регулируемой первичной системой, — это минимальный расход котла и то, как он влияет на систему.

Минимальный расход котла

Одна формула, которую нам нужно понять для этой темы, — это формула теплопередачи, которая довольно часто используется в HVAC:

Q = m ∙ c ∙ ∆T

Учитывая, что проекты HVAC в Соединенных Штатах обычно измеряют расход воды в галлонах в минуту, а не в фунтах в час, и что значение c воды при 60ºF составляет около 1.0 формулу часто упрощают:

Q (БТЕ / ч) = 500 ∙ м (галлонов в минуту) ∙ ∆T (F)

Связав это уравнение с котлом, мы можем перевести его как:

Общее количество тепла, произведенного котлом = 500 x Расход через котел в галлонах в минуту x Повышение температуры в ° F

Итак, как низко мы можем пропускать воду через наш бойлер?

Важной информацией, необходимой для решения этого уравнения, является минимальная мощность нашего котла.

Если это не указано, его можно рассчитать, используя динамический диапазон котла и его максимальную мощность.

Последняя необходимая информация — это повышение температуры .

Обычно он разрабатывается инженером-механиком и обычно устанавливается где-то между 20ºF, и 60ºF.

Чтобы определить минимально возможный расход через котел, нам необходимо обратиться к руководству по эксплуатации котла и найти максимальное превышение температуры, разрешенное производителем.

Обычно это повышение составляет 80ºF или 100ºF. У всех котлов есть максимальный подъем температуры.

Если температура на входе и выходе будет больше, это вызовет тепловую нагрузку на теплообменник, достаточную для его разрушения.

В качестве примера предположим, что есть котел мощностью 3 000 000 БТЕ / час, который может работать в диапазоне 10: 1.

Это означает, что минимальная мощность составляет 300 000 БТЕ / час.

Если производитель котла заявляет, что максимальное повышение температуры нашего котла составляет 100 ° F, мы получаем следующее уравнение.

300000 = 500 ∙ м (галлонов в минуту) ∙ 100 ℉

Минимальный расход при расчете скорости потока равен 6 галлонов в минуту.

Если поток ниже, котел отключится, чтобы защитить его от повреждений.

Все котлы имеют минимальный расход, при котором котел может непрерывно работать, даже если это неявно указано.

Если взглянуть на руководства по эксплуатации некоторых основных производителей жаротрубных котлов, то можно заметить, что все они имеют относительно схожую последовательность операций.

Все они используют датчик температуры подачи системы и следуют (упрощенному) порядку операций, указанному ниже:

  1. При вызове тепла котел включается на слабом пламени
  2. Если уставка не достигнута, котел увеличит мощность горения
  3. Если заданное значение превышено, котел будет уменьшать свою мощность
  4. Если уставка будет превышена при минимальной мощности горения, то котел отключится.

При использовании котла из предыдущего примера и повышения расчетной температуры системы на 40 ° F формула теплопередачи выглядит следующим образом:

300000 = 500 ∙ м (галлонов в минуту) ∙ 40 ℉

Это дает минимальную скорость потока в системе 15 галлонов в минуту.

При меньшем значении котел превысит заданное значение и отключится до тех пор, пока температура подачи снова не упадет.

Важно ограничить количество циклов включения и выключения котла за определенный период времени.

Чем чаще будут циклы котла, тем чаще котел нужно будет обслуживать.

Частое переключение котла также приведет к увеличению потребления энергии из-за потери тепловой энергии, хранящейся в теплообменнике, и потери вентиляции наружу.

Если в здании будут частые периоды очень низкой потребности в тепле по сравнению с расчетной точкой, хорошим решением было бы иметь несколько котлов меньшего размера для увеличения диапазона изменения котельной.

В то время как любой конденсационный котел с дымогарными трубами может обрабатывать потоки через теплообменник от небольшого до нуля, когда агрегат не работает, ни один котел не может устойчиво продолжать гореть, когда поток через котел меньше присущего ему минимального рабочего потока.

Для того, чтобы правильно определить размер котельной, проектировщику необходимо рассмотреть весь диапазон тепловых нагрузок, которые потребуются для здания, и знать об ограничениях оборудования, которое он выбирает.

Все это сказано

В гидронной системе жизнеспособными решениями могут быть как жаротрубные, так и водотрубные котлы.

Водяная труба может быть отличным выбором при модернизации с ограниченным пространством для большого котла.

Первичная вторичная установка очень легко интегрировать с существующей системой.

Жаровая труба также может быть лучшим решением, если вы проектируете систему только с одним набором насосов с регулируемой скоростью.

Они могут обрабатывать переменные потоки через теплообменники без риска повреждения.

По-прежнему важно помнить, что даже у жаротрубных котлов есть свои пределы с точки зрения изменения расхода.

Каждое здание уникально, и лучшее решение для котельной будет зависеть от системы, которую вы ищете.

Написано инженером по приложениям Уиллом Дарганом, находящимся в нашем офисе на перекрестке Аннаполис, штат Мэриленд. Продаем и обслуживаем котлы Лочинвар; Для дополнительной информации свяжитесь с нами!

Общие проблемы с котельными-печами и способы их решения

После нашей статьи о проблемах с дровяными печами мы теперь обращаем внимание на котельные-печи.

Это все проблемы, которые иногда возникают с котельными печами. По возможности мы расскажем, как их решить самостоятельно. Если мы не сможем этого сделать, надеюсь, мы хотя бы укажем вам возможные причины.

Итак, вот некоторые проблемы, которые могут привести к неправильной работе котла.

Котел без радиаторов отопления внизу

Обычно это указывает на проблему с циркуляционным насосом в системе отопления.Радиаторы наверху могут нагреваться самотеком, но радиаторы внизу требуют циркуляционного насоса.

Печка тухнет, осталось несгоревшее топливо

Попробуйте увеличить настройку термостата котла. Если проблема не исчезнет, ​​это может быть неисправный термостат, требующий замены.

Также проверьте, установлен ли радиатор утечки тепла (то есть радиатор, который включен все время, когда работает печь котла), если в инструкции по установке прибора указано, что он необходим.

Если у вас есть радиатор утечки тепла, убедитесь, что он работает правильно. Он должен быть оснащен двумя запорными вентилями, которые нельзя отключить.

Убедитесь, что гравитационная циркуляция в резервуаре для горячей воды работает правильно. Котельные печи полагаются на радиатор утечки тепла и самотечный контур горячей воды, чтобы дать им работу. Если они не работают и для прибора недостаточно работы, он будет отключен термостатом и огонь погаснет.

Печь погасла на ночь с сгоревшим всем топливом

Это может быть из-за слишком высокой установки термостата котла. В результате топливо, заправленное для ночного сжигания, было израсходовано слишком быстро, потому что печь вырабатывала больше тепла, чем необходимо.

Вам просто нужно выключить термостат котла и найти баланс между сгоранием всего топлива и потуханием печки.

Котельные печи сжигают больше топлива, когда для отопления включен циркуляционный насос.В большинстве случаев вы можете выключить насос на ночь и настроить его на автоматическое включение с помощью таймера. Это продлит время горения и предотвратит тушение огня рано утром.

Плита не выключается должным образом

Убедитесь, что все дверные и стеклянные уплотнители плотно закрыты. Также убедитесь, что заслонка на термостате котла закрывается должным образом и не забита мусором, например углем или золой.

Если температура воды в печи очень высокая, а термостат котла свободен от мусора, но не закрывается, возможно, установщик должен отрегулировать его.Также может быть неисправность термостата. В этом случае может потребоваться замена термостата.

Если вода в бойлере не горячая, то термостат будет автоматически оставаться открытым, пока печь бойлера увеличивает температуру воды.

Включение циркуляционного насоса вернет холодную воду из радиаторов. Термостат отреагирует на понижение температуры, открыв заслонку воздухозаборника, и печь загорится. Это нормально.

Печь не нагревает радиаторы до температуры

Попробуйте увеличить температуру на термостате котла.Если это не сработает, проверьте, правильно ли открывается заслонка воздухозаборника при повышении температуры термостата.

Если печь хорошо горит, но температура радиатора не находится на желаемом уровне, это может быть связано с тем, что к печи котла подключено слишком много радиаторов. Вы можете проверить это, выключив половину радиаторов и посмотрев, не повысится ли температура.

Если радиаторы по-прежнему не нагреваются, возможно, у вас проблема с циркуляционным насосом.Проверьте, теплые ли радиаторы вверху и холодные внизу. Это указывает на проблемы с кровообращением.

Если радиаторы действительно нагреваются до температуры после выключения половины из них, включайте по одному радиатору за раз, чтобы посмотреть, сколько вы можете использовать, прежде чем это повлияет на температуру. Вероятно, причиной проблемы может быть котельная печь с недостаточной тепловой мощностью.

В плите появляется вода

Это может произойти, если теплый влажный воздух в приборе попадает на холодную поверхность котла во время розжига.Эта влажность должна исчезнуть вскоре после зажигания, когда котел достигнет температуры.

Если влажность сохраняется, это может быть связано с тем, что термостат трубы либо не работает должным образом, либо установлен слишком низко. Он должен быть настроен на работу насоса при температуре выше 40 ° C.

Другая возможная причина — конденсат из дымохода. Это может произойти, если печь недостаточно усердно работает. Дымовые газы могут охлаждаться на выходе из печи и образовывать конденсат, который возвращается обратно в печь.Увеличьте термостат котла и избегайте нагрева радиаторов, когда печь не работает, чтобы решить эту проблему.

Если проблема не устраняется, убедитесь, что радиатор утечки тепла и гравитационная циркуляция к накопителю горячей воды работают правильно. Если у печи недостаточно работы, она будет отключена термостатом, и это может вызвать образование конденсата в печи и дымоходе.

Проблемы с конденсацией внутри котла могут быть вызваны ошибочно указанным котлом с мощностью выше требуемой для системы отопления.Это приводит к тому, что котел проводит много времени с низкой скоростью горения, и это может вызвать проблемы с конденсацией внутри котла или дымохода.

Если при погашении огня присутствует сырость, которая исходит не из дымохода или дымохода, причиной может быть негерметичный котел в печи. Обратитесь к инженеру для проверки.

Радиатор внизу теплый, но холодный вверху

Обычно это происходит из-за скопления воздуха в радиаторе. Используйте радиаторный ключ, чтобы ослабить квадратное вентиляционное отверстие в верхней части радиатора и выпустить воздух.

Радиатор теплый вверху и холодный внизу

Вероятная причина — проблемы с кровообращением. Убедитесь, что клапан радиатора полностью открыт, и если это не решит проблему, убедитесь, что запорный клапан на противоположном конце также полностью открыт.

Системе может потребоваться балансировка, если все радиаторы нагреваются, но один или два теплые вверху и холодные внизу.

Радиаторы, расположенные ближе к циркуляционному насосу, будут иметь приоритет над более удаленными радиаторами при протяженных участках или меньших трубопроводах.Ваш инженер-теплотехник может сбалансировать систему, частично закрыв запорные клапаны на исправных радиаторах. Это даст больший приоритет тем, кто находится подальше.

Если у вас возникла проблема, на которую нет ответа в этой статье, свяжитесь с нами, и мы постараемся написать статью, чтобы помочь вам.

Как работают котлы?

Котельные установки используются для различных целей. Первоначально они использовались для привода машин и двигателей, таких как железнодорожные локомотивы.Сегодня котлы можно использовать для обогрева вашего дома, а также для подачи горячей воды в смесители.

Как работают котлы

Котел — это устройство, которое нагревает жидкость в резервуаре для хранения или в сети трубопроводов до высокой температуры. Эта жидкость циркулирует по дому с помощью насоса для обеспечения тепла. Часть этой энергии можно перенаправить для использования в водонагревателе. Источником энергии, используемым для нагрева жидкости, может быть электричество, нефть или природный газ. Двумя основными типами котельных систем являются дымовая труба и водяная труба.

Пожарный котел

В системе с дымогарными трубами горячие газы из горелки проходят через сеть труб, содержащихся внутри большого резервуара для хранения. Тепло от газа передается воде или другой жидкости, содержащейся внутри резервуара. Затем горячая жидкость циркулирует по всей системе лучистого отопления дома. Горячие газы выводятся наружу.

Водотрубный котел

В этой системе узкая трубка, заполненная водой, проходит через печь, где жидкость нагревается напрямую.Система водяных трубок производит меньший объем горячей жидкости из-за своей конструкции, но генерирует более высокий уровень тепла. Жидкость нагревает дом так же, как и с помощью системы пожаротушения.

Управление системой

Каждая система будет управляться термостатом. Когда внутренняя температура упадет ниже уставки, бойлер начнет нагревать жидкость. Насос будет циркулировать жидкость по системе. В старых домах горячая вода или пар направляется на настенные радиаторы.В более новых домах может быть лучистое отопление пола, если линии для горячей жидкости проложены в полу. По достижении желаемого уровня комфорта термостат отключает систему.

Устранение неисправностей в котельной системе округа Фэрфакс, штат Вирджиния

Котлы очень надежны, но любая система может выйти из строя, что потребует ремонта. Стук в старой системе может указывать на то, что воздух задерживается внутри труб или что они забиты какими-то отложениями. Другая распространенная проблема заключается в том, что пилотную лампу, возможно, придется повторно зажечь на газовой или масляной горелке.Газовая линия может быть забита или контрольная лампа неисправна, если контрольная лампа не горит. Поскольку для электронных пускателей, насосов и нагнетательных вентиляторов требуется электричество, проверьте, не сработал ли автоматический выключатель, если ваше устройство не сработает. Неисправные автоматические выключатели необходимо заменить как можно скорее. Старые агрегаты могут потерять давление или протечь. Вам также следует откалибровать термостат. Если вам нужна помощь, обратитесь к одному из наших опытных специалистов по котельным в Brennan’s Heating & Air Conditioning.

Water Handbook — Preboiler & Industrial Boiler Corrosion Control

Коррозия — одна из основных причин снижения надежности паропроизводящих систем.Подсчитано, что проблемы, связанные с коррозией котельной системы, обходятся промышленности в миллиарды долларов в год.

Многие проблемы коррозии возникают в самых горячих частях котла — водяной стене, экране и трубках перегревателя. К другим распространенным проблемным областям относятся деаэраторы, нагреватели питательной воды и экономайзеры.

Методы борьбы с коррозией различаются в зависимости от типа встречающейся коррозии. Наиболее частыми причинами коррозии являются растворенные газы (в первую очередь кислород и углекислый газ), атака под отложениями, низкий pH и атака на участки, ослабленные механическими нагрузками, что приводит к растрескиванию под напряжением и усталостному растрескиванию.

Эти условия можно контролировать с помощью следующих процедур:

  • поддержание надлежащего уровня pH и щелочности
  • Контроль загрязнения кислорода и питательной воды котлов
  • снижение механических напряжений
  • работа в пределах проектных спецификаций, особенно для температуры и давления
  • надлежащие меры предосторожности при запуске и отключении
  • эффективный мониторинг и контроль

КОРРОЗИОННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ КОМПОНЕНТОВ КОТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Большинство промышленных котлов и систем питательной воды построены из углеродистой стали.Многие из них оснащены нагревателями и конденсаторами питательной воды из медного сплава и / или нержавеющей стали. Некоторые из них имеют элементы перегревателя из нержавеющей стали.

Правильная очистка питательной воды котла эффективно защищает от коррозии нагреватели питательной воды, экономайзеры и деаэраторы. Консенсус ASME для промышленных котлов (см. Главу 13) определяет максимальные уровни загрязняющих веществ для контроля коррозии и отложений в котельных системах.

По общему мнению, содержание кислорода, железа и меди в питательной воде должно быть очень низким (например,g., менее 7 частей на миллиард кислорода, 20 частей на миллиард железа и 15 частей на миллиард меди для котла на 900 фунтов на кв.

Чтобы свести к минимуму коррозию котельной системы, необходимо понимание эксплуатационных требований для всех критических компонентов системы.

Подогреватели питательной воды

Подогреватели питательной воды котла предназначены для повышения эффективности котла за счет отбора тепла из потоков, таких как продувка котловой воды и отбор турбины или избыточный отработанный пар.Подогреватели питательной воды обычно подразделяются на нагреватели низкого давления (перед деаэратором), высокого давления (после деаэратора) или деаэрационные нагреватели.

Независимо от конструкции нагревателя питательной воды, основные проблемы одинаковы для всех типов. Основными проблемами являются коррозия из-за кислорода и неправильного pH, а также эрозия со стороны трубы или оболочки. Из-за повышения температуры в нагревателе поступающие оксиды металлов откладываются в нагревателе, а затем высвобождаются при изменении паровой нагрузки и химического баланса.Растрескивание сварных деталей под напряжением также может быть проблемой. Эрозия является обычным явлением со стороны кожуха из-за удара пара с высокой скоростью о трубы и перегородки.

Коррозию можно минимизировать за счет надлежащей конструкции (для минимизации эрозии), периодической очистки, контроля кислорода, надлежащего контроля pH и использования высококачественной питательной воды (для содействия пассивации металлических поверхностей).

Деаэраторы

Деаэраторы используются для нагрева питательной воды и снижения содержания кислорода и других растворенных газов до приемлемых уровней.Коррозионная усталость на сварных швах или вблизи них является серьезной проблемой деаэраторов. Сообщается, что в большинстве случаев коррозионно-усталостное растрескивание является результатом механических факторов, таких как производственные процедуры, плохие сварные швы и отсутствие сварных швов со снятым напряжением. Рабочие проблемы, такие как гидравлический / паровой молот, также могут быть фактором.

Для эффективного контроля коррозии необходимы следующие методы:

  • регулярный контроль работы
  • минимизация напряжений при пуске
  • поддержание стабильного уровня температуры и давления
  • Контроль растворенного кислорода и pH в питательной воде
  • регулярный осмотр после выхода из эксплуатации с использованием установленных неразрушающих методов

Другие формы коррозионного воздействия в деаэраторах включают коррозионное растрескивание под напряжением камеры лотка из нержавеющей стали, растрескивание пружины впускного распылительного клапана, коррозию выпускных конденсаторов из-за точечной коррозии кислорода и эрозию перегородок вблизи впускного патрубка для пара.

Экономайзеры

Контроль коррозии экономайзера включает процедуры, аналогичные тем, которые используются для защиты нагревателей питательной воды.

Экономайзеры помогают повысить эффективность котла за счет извлечения тепла из дымовых газов, выходящих из топки котла. Экономайзеры можно разделить на непаровые или запаривающие. В паровом экономайзере 5-20% поступающей питательной воды становится паром. Экономайзеры с пропаркой особенно чувствительны к отложению загрязняющих веществ в питательной воде и, как следствие, к коррозии под отложениями.Эрозия на изгибах труб также является проблемой при пропаривании экономайзеров.

Кислородная коррозия, вызванная присутствием кислорода и повышением температуры, является серьезной проблемой для экономайзеров; поэтому в этих установках необходимо поддерживать практически бескислородную воду. Входное отверстие подвержено сильной точечной коррозии, поскольку часто это первая область после деаэратора, которая подвергается повышенному нагреву. По возможности, трубы в этой области следует тщательно осматривать на предмет коррозии.

Поверхности теплопередачи экономайзера подвержены накоплению продуктов коррозии и отложению поступающих оксидов металлов.Эти отложения могут исчезнуть во время рабочих нагрузок и химических изменений.

Коррозия также может возникать на газовой стороне экономайзера из-за загрязнений в дымовых газах, образующих соединения с низким pH. Обычно экономайзеры предназначены для нисходящего потока газа и восходящего потока воды. Трубки, образующие поверхность нагрева, могут быть гладкими или иметь удлиненные поверхности.

Пароперегреватели

Коррозия перегревателя вызывается рядом механических и химических условий.Одной из основных проблем является окисление металла перегревателя из-за высоких температур газа, обычно происходящее в переходные периоды, такие как запуск и останов. Депозиты из-за переходящего остатка могут усугубить проблему. В результате отказы обычно происходят в нижних контурах — наиболее горячих участках трубок пароперегревателя.

Кислородная коррозия, особенно в области подвесного контура, является еще одной серьезной проблемой коррозии в пароперегревателях. Это происходит, когда вода подвергается воздействию кислорода во время простоя. Тщательный контроль температуры помогает свести к минимуму эту проблему.Кроме того, для поддержания условий отсутствия кислорода во время простоя можно использовать азотную подушку и химический поглотитель кислорода.

Системы парового и водяного отопления низкого давления

Водогрейные котлы нагревают и циркулируют воду при температуре около 200 ° F. Паровые отопительные котлы используются для выработки пара при низком давлении, например 15 фунтов на кв. Дюйм. Обычно эти две основные системы отопления рассматриваются как закрытые системы, поскольку требования к подпитке обычно очень низкие.

Высокотемпературные водогрейные котлы работают при давлении до 500 фунтов на квадратный дюйм, хотя обычно диапазон составляет 35-350 фунтов на квадратный дюйм.Давление в системе должно поддерживаться выше давления насыщения нагретой воды для поддержания жидкого состояния. Наиболее распространенный способ сделать это — накачать систему азотом. Обычно макияж хорошего качества (например, деионизированная вода или вода, умягченная цеолитом натрия). Химическая обработка состоит из сульфита натрия (для удаления кислорода), регулирования pH и синтетического полимерного диспергатора для контроля возможного отложения железа.

Основной проблемой в системах отопления низкого давления является коррозия, вызванная растворенным кислородом и низким pH.Эти системы обычно обрабатываются ингибитором (например, молибдатом или нитритом) или поглотителем кислорода (например, сульфитом натрия) вместе с синтетическим полимером для контроля отложений. Вода должна обрабатываться в достаточном количестве, чтобы компенсировать потери в системе, которые обычно возникают в результате утечки циркуляционного насоса. Обычно в воде поддерживается Р-щелочность 200-400 ppm для эффективного контроля pH. Требования к ингибиторам различаются в зависимости от системы.

Электрокотлы также используются для отопления.Электрокотлы бывают двух основных типов: резистивные и электродные. Бойлеры сопротивления вырабатывают тепло с помощью спирального нагревательного элемента. Необходима качественная подпиточная вода, и обычно добавляют сульфит натрия, чтобы удалить все следы растворенного кислорода. Для контроля отложений использовались синтетические полимеры. Из-за высокой скорости теплопередачи на катушке сопротивления не следует использовать обработку, которая увеличивает твердость.

Электродные котлы работают при высоком или низком напряжении и могут использовать погружные или водоструйные электроды.Требуется подпиточная вода высокой чистоты. В зависимости от типа системы сульфит натрия обычно используется для контроля кислорода и регулирования pH. Некоторые системы разработаны с использованием медных сплавов, поэтому химическая добавка должна быть правильного типа, а контроль pH должен находиться в диапазоне, подходящем для защиты меди.

ВИДЫ КОРРОЗИИ

Методы борьбы с коррозией различаются в зависимости от типа встречающейся коррозии. Основные методы борьбы с коррозией включают поддержание надлежащего pH, контроль кислорода, контроль отложений и снижение напряжений за счет проектирования и эксплуатации.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия возникает, когда металл или сплав электрически соединяется с другим металлом или сплавом.

Самый распространенный тип гальванической коррозии в котельной системе вызывается контактом разнородных металлов, таких как железо и медь. Эти дифференциальные ячейки также могут образовываться при наличии отложений. Гальваническая коррозия может возникать в сварных швах из-за напряжений в зонах термического влияния или использования различных сплавов в сварных швах.Все, что приводит к разнице электрического потенциала в отдельных участках поверхности, может вызвать гальваническую реакцию. Причины включают:

  • царапины на металлической поверхности
  • дифференциальные напряжения в металле
  • разницы температур
  • токопроводящие отложения

Общая иллюстрация ячейки для коррозии железа в присутствии кислорода показана на Рисунке 11-1. Из-за отложений металлической меди встречается точечная коррозия трубных труб котлов.Такие отложения могут образовываться во время процедур кислотной очистки, если процедуры не полностью компенсируют количество оксидов меди в отложениях или если этап удаления меди не включен. Растворенную медь можно наносить на свежеочищенные поверхности, создавая области анодной коррозии и образуя ямки, которые очень похожи на кислородные ямы по форме и внешнему виду. Этот процесс иллюстрируется следующими реакциями с использованием соляной кислоты в качестве очищающего растворителя.

Магнетит растворяется и дает кислотный раствор, содержащий хлориды железа (Fe² +) и железа (Fe³ +) (хлориды трехвалентного железа очень коррозийны по отношению к стали и меди)

Fe 3 O 4 + 8HCl ® FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O
магнетит соляная кислота хлористое железо хлорное железо вода

Металлическая или элементарная медь в котловых отложениях растворяется в растворе соляной кислоты по следующей реакции:

FeCl 3 + Cu ® CuCl + FeCl 2
хлорное железо медь хлорид меди хлорное железо

Как только хлорид меди находится в растворе, он немедленно переотлагается в виде металлической меди на стальной поверхности в соответствии со следующей реакцией:

2CuCl + Fe ® FeCl 2 + 2Cu0
хлорид меди утюг хлорное железо оксид меди

Таким образом, очистка соляной кислотой может вызвать гальваническую коррозию, если не предотвратить осаждение меди на стальной поверхности.Для предотвращения повторного осаждения меди добавляется комплексообразователь. Следующие результаты химической реакции:

FeCl 3 + Cu + Комплексообразующий агент ® FeCl 2 + CuCl
хлорное железо медь хлорное железо Комплекс хлористой меди

Это может происходить как отдельный этап или во время кислотной очистки.И железо, и медь удаляются из котла, после чего поверхности котла могут быть пассивированы.

В большинстве случаев медь локализуется в определенных рядах трубок и вызывает случайную точечную коррозию. Если отложения содержат большое количество оксида меди или металлической меди, необходимы особые меры предосторожности, чтобы предотвратить отслоение меди во время операций по очистке.

Каустическая коррозия

Концентрация каустика (NaOH) может происходить либо в результате паровой подушки (которая позволяет солям концентрироваться на металлических поверхностях котла), либо в результате локального кипения под пористыми отложениями на поверхностях труб.

Едкая коррозия (строжка) происходит, когда щелочь концентрируется и растворяет защитный слой магнетита (Fe3O4). Железо при контакте с котловой водой образует магнетит, и защитный слой постоянно восстанавливается. Однако, пока существует высокая концентрация каустической соды, магнетит постоянно растворяется, вызывая потерю основного металла и возможный выход из строя (см. Рисунок 11-2).

Паровая подушка — это состояние, которое возникает, когда между котловой водой и стенкой трубы образуется слой пара.В этом случае на поверхность трубы попадает недостаточно воды для эффективной теплопередачи. Вода, которая достигает перегретой стенки котла, быстро испаряется, оставляя после себя концентрированный щелочной раствор, который вызывает коррозию.

Отложения пористых оксидов металлов также способствуют образованию высоких концентраций котловой воды. Вода поступает в осадок, и тепло, прикладываемое к трубке, вызывает испарение воды, оставляя очень концентрированный раствор. Опять же, может возникнуть коррозия.

Едкая атака создает неправильные узоры, часто называемые выемками. Отложения могут быть, а могут и не быть в пораженной области.

Системы питательной воды котла, в которых используется деминерализованная или испаренная подпитка или чистый конденсат, могут быть защищены от воздействия щелочи за счет скоординированного контроля фосфат / pH. Фосфат служит буфером для котловой воды, снижая вероятность значительных изменений pH из-за образования высоких концентраций щелочи. Избыток каустика соединяется с динатрийфосфатом и образует тринатрийфосфат.Достаточное количество динатрийфосфата должно быть доступно для соединения со всей свободной щелочью с образованием тринатрийфосфата.

Динатрийфосфат нейтрализует щелочь по следующей реакции:

Na 2 HPO 4 + NaOH ® Na 3 PO 4 + H 2 O
динатрийфосфат натрия гидроксид тринатрийфосфат вода

Это приводит к предотвращению накопления щелочи под отложениями или в щели, где происходит утечка.Едкая коррозия (и щелочное охрупчивание, обсуждаемое позже) не происходит, потому что не возникают высокие концентрации щелочи (см. Рисунок 11-3).

На рис. 11-4 показано соотношение фосфат / pH, рекомендованное для контроля коррозии котла. Различные формы фосфата потребляют или добавляют каустик по мере того, как фосфат принимает правильную форму. Например, добавление мононатрийфосфата приводит к расходу каустика, поскольку он реагирует с каустиком с образованием динатрийфосфата в котловой воде в соответствии со следующей реакцией:

NaH 2 PO 4 + NaOH ® Na 2 HPO 4 + H 2 O
фосфат натрия натрия гидроксид динатрийфосфат вода

И наоборот, добавление тринатрийфосфата приводит к увеличению щелочи, повышая pH котловой воды:

Na 3 PO 4 + H 2 O ® Na 2 HPO 4 + NaOH
тринатрийфосфат вода динатрийфосфат натрия гидроксид

Контроль достигается за счет подачи соответствующего типа фосфата для повышения или понижения pH при поддержании надлежащего уровня фосфата.Увеличение продувки снижает уровень фосфатов и pH. Поэтому для поддержания надлежащих уровней фосфата / pH используются различные комбинации и скорости подачи фосфата, регулировки продувки и добавления щелочи.

Повышенные температуры на стенке трубы котла или отложения могут привести к некоторому осаждению фосфатов. Этот эффект, называемый «фосфатным укрытием», обычно возникает при увеличении нагрузки. При уменьшении нагрузки фосфат снова появляется.

Чистые поверхности котловой воды снижают потенциальные места концентрации щелочи.Программы обработки отложений, такие как программы на основе хелатирующих агентов и синтетических полимеров, могут помочь обеспечить чистоту поверхностей.

В случае образования паровой подушки коррозия может иметь место даже в отсутствие щелочи из-за реакции пар / магнетит и растворения магнетита. В таких случаях могут потребоваться эксплуатационные изменения или модификации конструкции для устранения причины проблемы.

Кислотная коррозия

Низкий уровень pH подпиточной или питательной воды может вызвать серьезное кислотное воздействие на металлические поверхности предварительного котла и системы котла.Даже если исходный pH подпиточной или питательной воды не является низким, питательная вода может стать кислой из-за загрязнения системы. К распространенным причинам относятся следующие:

  • ненадлежащая работа или управление катионными блоками деминерализатора
  • технологическое загрязнение конденсата (например, загрязнение сахаром на предприятиях пищевой промышленности)
  • Загрязнение охлаждающей воды из конденсаторов

Кислотная коррозия также может быть вызвана операциями химической очистки. Перегрев чистящего раствора может вызвать разрушение используемого ингибитора, чрезмерное воздействие чистящего средства на металл и высокую концентрацию чистящего средства.Неспособность полностью нейтрализовать кислотные растворители перед запуском также вызвала проблемы.

В котле и системе питательной воды кислотное воздействие может принимать форму общего разжижения или локализоваться в областях с высоким напряжением, таких как перегородки барабана, U-образные болты, гайки желудь и концы труб.

Водородное охрупчивание

Водородное охрупчивание редко встречается на промышленных предприятиях. Проблема обычно возникает только в устройствах, работающих при давлении 1500 фунтов на квадратный дюйм или выше.

Водородное охрупчивание труб котла из мягкой стали происходит в котлах высокого давления, когда атомарный водород образуется на поверхности трубы котла в результате коррозии. Водород проникает в металл трубки, где он может реагировать с карбидами железа с образованием газообразного метана или с другими атомами водорода с образованием газообразного водорода. Эти газы выделяются преимущественно по границам зерен металла. Возникающее в результате повышение давления приводит к разрушению металла.

Первоначальная коррозия поверхности, приводящая к образованию водорода, обычно происходит под твердой плотной окалиной.Кислотное загрязнение или локальные скачки с низким pH обычно требуются для образования атомарного водорода. В системах высокой чистоты просачивание сырой воды (например, утечка конденсатора) снижает pH котловой воды, когда выпадает гидроксид магния, что приводит к коррозии, образованию атомарного водорода и инициированию атаки водорода.

Скоординированный контроль фосфата / pH может использоваться для минимизации снижения pH котловой воды в результате утечки конденсатора. Уход за чистыми поверхностями и использование соответствующих процедур кислотной очистки также снижает вероятность воздействия водорода.

Кислородная атака

Без надлежащей механической и химической деаэрации кислород из питательной воды попадет в котел. Многое вспыхивает с паром; остаток может повредить котельный металл. Суть атаки зависит от конструкции котла и распределения питательной воды. Точечная коррозия часто видна в распределительных отверстиях питающей воды, на ватерлинии парового барабана и в сливных трубках.

Кислород в горячей воде вызывает сильную коррозию. Даже небольшие концентрации могут вызвать серьезные проблемы.Поскольку ямы могут проникать глубоко в металл, кислородная коррозия может привести к быстрому выходу из строя трубопроводов питательной воды, экономайзеров, труб котла и трубопроводов конденсата. Кроме того, оксид железа, образующийся в результате коррозии, может вызывать отложения железа в котле.

Кислородная коррозия может быть сильно локализованной или может охватывать обширную территорию. Его можно отличить по хорошо выраженным ямкам или по очень рябистой поверхности. Ямки различаются по форме, но имеют острые края на поверхности. Ямки активного кислорода отличаются красновато-коричневым оксидным колпачком (бугорком).Снятие этой крышки обнажает черный оксид железа внутри ямы (см. Рисунок 11-5).

Кислородная атака — это электрохимический процесс, который можно описать следующими реакциями: Анод:

Fe ® Fe 2+ + 2e ¯

Катод:

½O 2 + H 2 O + 2e ¯ ® 2OH ¯

Всего:

Fe + ½O 2 + H 2 O ® Fe (OH) 2

Влияние температуры особенно важно в нагревателях питательной воды и экономайзерах.Повышение температуры дает достаточно дополнительной энергии для ускорения реакций на металлических поверхностях, что приводит к быстрой и серьезной коррозии.

При 60 ° F и атмосферном давлении растворимость кислорода в воде составляет примерно 8 частей на миллион. Эффективная механическая деаэрация снижает содержание растворенного кислорода до 7 частей на миллиард или меньше. Для полной защиты от кислородной коррозии после механической деаэрации требуется химический поглотитель.

Основными источниками кислорода в рабочей системе являются плохая работа деаэратора, утечка воздуха на стороне всасывания насосов, дыхание приемных резервуаров и утечка неаэрированной воды, используемой для уплотнений насосов.

Допустимый уровень растворенного кислорода для любой системы зависит от многих факторов, таких как температура питающей воды, pH, скорость потока, содержание растворенных твердых частиц, а также металлургия и физическое состояние системы. Основываясь на опыте работы с тысячами систем, 3-10 частей на миллиард кислорода в питательной воде не наносят значительного вреда экономайзерам. Это отражено в отраслевых рекомендациях.

консенсус ASME составляет менее 7 частей на миллиард (ASME рекомендует химическую очистку до «практически нулевого» значения части на миллиард)

Инженерные рекомендации TAPPI — менее 7 частей на миллиард Рекомендации по ископаемым растениям EPRI — менее 5 частей на миллиард растворенного кислорода

МЕХАНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КОРРОЗИЮ

Многие проблемы с коррозией являются результатом механических и эксплуатационных проблем.Следующие методы помогают свести к минимуму эти проблемы коррозии:

  • выбор коррозионно-стойких металлов
  • снижение механических напряжений там, где это возможно (например, использование надлежащих процедур сварки и сварных швов, снимающих напряжение)
  • минимизация термических и механических напряжений при эксплуатации
  • , работа в пределах проектных нагрузок, без перегрузки, наряду с надлежащими процедурами запуска и останова
  • обслуживание чистых систем, включая использование питательной воды высокой чистоты, эффективную и строго контролируемую химическую обработку и кислотную очистку при необходимости

Там, где трубы котла выходят из строя в результате каустической хрупкости, могут наблюдаться окружные трещины.В других компонентах трещины проходят по линиям наибольшего напряжения. Исследование под микроскопом должным образом подготовленного участка охрупченного металла показывает характерный узор с прогрессирующим растрескиванием по определенным траекториям или границам зерен в кристаллической структуре металла (см. Рис. 11-6). Трещины не проникают внутрь самих кристаллов, а перемещаются между ними; поэтому используется термин «межкристаллитное растрескивание».

Согласно надлежащей инженерной практике, котловая вода должна быть оценена на предмет охрупчивания.Для этого используется детектор охрупчивания (описанный в главе 14).

Если котловая вода обладает хрупкими характеристиками, необходимо принять меры для предотвращения повреждения металла котла. Нитрат натрия — это стандартная обработка для предотвращения охрупчивания в котельных системах низкого давления. Для подавления охрупчивания требуется определенное соотношение нитрата к щелочности щелочности, присутствующей в котловой воде. В котельных системах высокого давления, где используется деминерализованная подпиточная вода, характеристики охрупчивания котловой воды можно предотвратить за счет использования скоординированного контроля обработки фосфатом / pH, описанного ранее в разделе «Едкая коррозия».«Этот метод предотвращает образование высоких концентраций свободного гидроксида натрия в котле, устраняя тенденцию к охрупчиванию.

Каустическое охрупчивание

Едкое охрупчивание (коррозионное растрескивание под действием едкого натяжения) или межкристаллитное растрескивание давно признано серьезной формой разрушения металла котла. Поскольку химическое воздействие на металл обычно невозможно обнаружить, отказ происходит внезапно — часто с катастрофическими последствиями.

Для возникновения щелочного охрупчивания должны соблюдаться три условия:

  • металл котла должен иметь высокий уровень напряжений
  • должен присутствовать механизм концентрирования котловой воды
  • котловая вода должна иметь характеристики охрупчивания

Там, где трубы котла выходят из строя в результате каустической хрупкости, могут наблюдаться окружные трещины.В других компонентах трещины проходят по линиям наибольшего напряжения. Исследование под микроскопом должным образом подготовленного участка охрупченного металла показывает характерный узор с прогрессирующим растрескиванием по определенным траекториям или границам зерен в кристаллической структуре металла (см. Рис. 11-6). Трещины не проникают внутрь самих кристаллов, а перемещаются между ними; поэтому используется термин «межкристаллитное растрескивание».

Согласно надлежащей инженерной практике, котловая вода должна быть оценена на предмет охрупчивания.Для этого используется детектор охрупчивания (описанный в главе 14).

Если котловая вода обладает хрупкими характеристиками, необходимо принять меры для предотвращения повреждения металла котла. Нитрат натрия — это стандартная обработка для предотвращения охрупчивания в котельных системах низкого давления. Для подавления охрупчивания требуется определенное соотношение нитрата к щелочности щелочности, присутствующей в котловой воде. В котельных системах высокого давления, где используется деминерализованная подпиточная вода, характеристики охрупчивания котловой воды можно предотвратить за счет использования скоординированного контроля обработки фосфатом / pH, описанного ранее в разделе «Едкая коррозия».«Этот метод предотвращает образование высоких концентраций свободного гидроксида натрия в котле, устраняя тенденцию к охрупчиванию.

Усталостное растрескивание

Усталостное растрескивание (из-за повторяющихся циклических нагрузок) может привести к разрушению металла. Разрушение металла происходит в точке наибольшей концентрации циклического напряжения. Примеры отказа этого типа включают трещины в компонентах котла на опорных кронштейнах или скручивание труб, когда котел подвергается термической усталости из-за многократных пусков и остановов.

Термическая усталость возникает в горизонтальных участках трубопровода из-за образования паровой подушки и в трубах с водяными стенками из-за частой и продолжительной продувки нижнего коллектора.

Разрушение вследствие коррозионной усталости возникает в результате циклического воздействия на металл в коррозионной среде. Это состояние вызывает более быстрый отказ, чем вызванный либо циклической нагрузкой, либо только коррозией. В котлах коррозионно-усталостное растрескивание может быть результатом продолжающегося разрушения защитной магнетитовой пленки из-за циклических нагрузок.

Коррозионно-усталостное растрескивание происходит в деаэраторах вблизи сварных швов и зон термического влияния. Правильная эксплуатация, тщательный мониторинг и подробные проверки при отключении (в соответствии с опубликованными рекомендациями) сводят к минимуму проблемы в деаэраторах.

Паровое горение

Горение на стороне пара — это химическая реакция между паром и металлом трубы. Это вызвано чрезмерным подводом тепла или плохой циркуляцией, что приводит к недостаточному потоку для охлаждения трубок.В таких условиях образуется изолирующая пленка перегретого пара. Как только температура металла трубы достигает 750 ° F в трубах котла или 950-1000 ° F в трубах пароперегревателя (при условии конструкции из низколегированной стали), скорость окисления резко возрастает; это окисление происходит многократно и расходует основной металл. Проблема чаще всего встречается в пароперегревателях и в горизонтальных генераторных трубах, нагреваемых сверху.

Эрозия

Эрозия обычно возникает из-за чрезмерных скоростей.Там, где существует двухфазный поток (пар и вода), сбои из-за эрозии вызваны ударами жидкости о поверхность. К оборудованию, подверженному эрозии, относятся лопатки турбин, паропроводы низкого давления и теплообменники, которые подвергаются воздействию влажного пара. Трубопроводы питательной воды и конденсата, подверженные высокоскоростному потоку воды, также подвержены этому типу атак. Повреждение обычно происходит при изменении направления потока.

ОКСИДЫ МЕТАЛЛОВ В КОТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Железные и медные поверхности подвержены коррозии, что приводит к образованию оксидов металлов.Это состояние можно контролировать путем тщательного выбора металлов и поддержания надлежащих условий эксплуатации.

Образование оксида железа

Оксиды железа, присутствующие в работающих котлах, можно разделить на два основных типа. Первым и наиболее важным является магнетит толщиной 0,0002-0,0007 дюймов (0,2-0,7 мил), образованный реакцией железа и воды в бескислородной среде. Этот магнетит образует защитный барьер от дальнейшей коррозии.

Магнетит образуется на металлических поверхностях котельной системы в результате следующей общей реакции:

3Fe + 4H 2 O ® Fe 3 O 4 + 4H 2
утюг вода магнетит водород

Магнетит, который обеспечивает защитный барьер от дальнейшей коррозии, состоит из двух слоев.Внутренний слой относительно толстый, компактный и непрерывный. Внешний слой более тонкий, пористый и рыхлый по структуре. Оба этих слоя продолжают расти за счет диффузии воды (через пористый внешний слой) и решеточной диффузии (через внутренний слой). Пока слои магнетита остаются нетронутыми, скорость их роста быстро уменьшается.

Второй тип оксида железа в котле — это продукты коррозии, которые могут попасть в котельную систему с питательной водой. Их часто называют «мигрирующими» оксидами, потому что они обычно не образуются в котле.Оксиды образуют внешний слой на поверхности металла. Этот слой очень пористый и легко проникает водой и ионами.

Железо может поступать в котел в виде растворимых ионов двухвалентного железа и нерастворимых гидроксидов или оксидов двухвалентного и трехвалентного железа. Бескислородная щелочная котловая вода превращает железо в магнетит, Fe 3 O 4 . Перелетный магнетит откладывается на защитном слое и обычно имеет цвет от серого до черного.

Образование оксида меди

По-настоящему пассивная оксидная пленка не образуется на меди или ее сплавах.В воде преобладающим продуктом коррозии меди является закись меди (Cu 2 O). Ниже приводится типичная реакция коррозии:

8Cu + О 2 + 2H 2 O ® 4Cu 2 O + 2H 2
медь кислород вода закись меди водород

Как показано на рисунке 11-7, оксид, образующийся на медных поверхностях, состоит из двух слоев.Внутренний слой очень тонкий, липкий, непористый и состоит в основном из оксида меди (CuO). Внешний слой толстый, прочный, пористый и состоит в основном из закиси меди (Cu 2 O). Внешний слой образуется путем разрушения внутреннего слоя. При определенной толщине внешнего слоя существует равновесие, при котором оксид непрерывно образуется и выделяется в воду.

Поддержание надлежащего pH, удаление кислорода и применение средств для ухода за металлом может минимизировать коррозию медных сплавов.

Пассивация металла

Создание защитных слоев оксидов металлов с использованием восстановителей (таких как гидразин, гидрохинон и другие поглотители кислорода) известно как пассивация металлов или кондиционирование металлов. Хотя «пассивация металла» относится к прямой реакции соединения с оксидом металла, а «кондиционирование металла» в более широком смысле относится к усилению защитной поверхности, эти два термина часто используются взаимозаменяемо.

Реакция гидразина и гидрохинона, приводящая к пассивации металлов на основе железа, протекает по следующим реакциям:

N 2 H 4 + 6Fe 2 O 3 ® 4Fe 3 O 4 + 2H 2 O + N 2
гидразин гематит магнетит вода азот

C 6 H 4 (OH) 2 + 3Fe 2 O 3 ® 2Fe 3 O 4 + С 6 В 4 О 2 + H 2 O
гидрохинон гематит магнетит бензохинон вода

Подобные реакции происходят с металлами на основе меди:

N 2 H 4 + 4CuO ® 2Cu 2 O + 2H 2 O + N 2
гидразин оксид меди закись меди вода азот

C 6 H 6 O 2 + 2CuO ® Cu 2 O + С 6 В 4 О 2 + H 2 O
гидрохинон оксид меди закись меди бензохинон вода

Магнетит и закись меди образуют защитные пленки на поверхности металла.Поскольку эти оксиды образуются в восстановительных условиях, удаление растворенного кислорода из питательной воды котла и конденсата способствует их образованию. Эффективное применение поглотителей кислорода косвенно приводит к пассивированию металлических поверхностей и меньшему переносу оксидов металлов в котел независимо от того, взаимодействует ли поглотитель непосредственно с поверхностью металла.

Значительное снижение содержания кислорода в питательной воде и оксидов металлов может произойти при правильном применении поглотителей кислорода (см. Рисунок 11-8).

ФАКТОРЫ КОНТРОЛЯ КОРРОЗИИ Сталь и стальные сплавы

Защита стали в котельной системе зависит от температуры, pH и содержания кислорода. Как правило, более высокие температуры, высокие или низкие уровни pH и более высокие концентрации кислорода увеличивают скорость коррозии стали.

Механические и эксплуатационные факторы, такие как скорости, напряжения металла и жесткость эксплуатации, могут сильно повлиять на скорость коррозии. Системы различаются по склонности к коррозии, и их следует оценивать индивидуально.

Медь и медные сплавы На скорость коррозии медных сплавов влияют многие факторы:

  • температура
  • pH
  • концентрация кислорода
  • концентрация амина
  • концентрация аммиака
  • расход

Влияние каждого из этих факторов зависит от характеристик каждой системы. Температурная зависимость является результатом более быстрого времени реакции и большей растворимости оксидов меди при повышенных температурах.Максимальные температуры, указанные для различных сплавов, составляют от 200 до 300 ° F.

Методы минимизации коррозии меди и медных сплавов включают:

    Замена
  • на более прочный металл
  • удаление кислорода
  • поддержание состояния особо чистой воды
  • работа при надлежащем уровне pH
  • снижение скорости воды
  • Применение материалов, пассивирующих металлические поверхности

Контроль pH

Поддержание надлежащего pH во всей системе питательной воды котла, котла и конденсата имеет важное значение для контроля коррозии.Большинство операторов котлов низкого давления контролируют щелочность котловой воды, поскольку она очень тесно коррелирует с pH, в то время как для большинства питательной воды, конденсата и котловой воды высокого давления требуется прямой контроль pH. Контроль pH важен по следующим причинам:

  • Скорость коррозии металлов, используемых в котельных системах, чувствительна к изменениям pH
  • низкий pH или недостаточная щелочность могут привести к коррозионному кислотному воздействию
  • высокий pH или избыточная щелочность могут привести к образованию щелочей / растрескиванию и вспениванию с последующим уносом
  • Скорость реакций поглощения кислорода сильно зависит от уровня pH

Поддерживаемый уровень pH или щелочности в котельной системе зависит от многих факторов, таких как системное давление, металлы в системе, качество питательной воды и тип применяемой химической обработки.

Скорость коррозии углеродистой стали при температурах питательной воды приближается к минимальному значению в диапазоне pH 9,2–9,6 (см. Рисунок 11-9). Важно контролировать систему питательной воды на предмет коррозии с помощью испытаний на железо и медь. Для систем с цеолитом натрия или составом, размягченным горячей известью, корректировка pH может не потребоваться. В системах, в которых используется подпитка деионизированной водой, можно использовать небольшие количества каустической соды или нейтрализующих аминов, таких как морфолин и циклогексиламин.

В котле высокий или низкий pH увеличивает скорость коррозии мягкой стали (см. Рисунок 11-10).Поддерживаемый pH или щелочность зависит от давления, характеристик подпиточной воды, химической обработки и других факторов, специфичных для системы.

Оптимальный уровень pH для защиты медных сплавов несколько ниже оптимального уровня для углеродистой стали. Для систем, содержащих оба металла, pH конденсата и питательной воды часто поддерживается между 8,8 и 9,2 для защиты обоих металлов от коррозии. Оптимальный pH варьируется от системы к системе и зависит от многих факторов, включая используемый сплав (см. Рисунок 11-11).

Для повышения pH следует использовать нейтрализующие амины вместо аммиака, который (особенно в присутствии кислорода) увеличивает скорость коррозии медных сплавов. Кроме того, амины образуют защитные пленки на поверхностях из оксида меди, препятствующие коррозии.

Контроль кислорода

Химические поглотители кислорода. Поглотителями кислорода, наиболее часто используемыми в котельных системах, являются сульфит натрия, бисульфит натрия, гидразин, катализированные версии сульфитов и гидразина, а также органические поглотители кислорода, такие как гидрохинон и аскорбат.

Крайне важно выбрать и правильно использовать лучший химический поглотитель кислорода для данной системы. Основные факторы, определяющие наилучший поглотитель кислорода для конкретного применения, включают скорость реакции, время пребывания в системе, рабочую температуру и давление, а также pH питательной воды. Вмешательство в реакцию поглотитель / кислород, продукты разложения и реакции с металлами в системе также являются важными факторами. Другие способствующие факторы включают использование питательной воды для работы, наличие экономайзеров в системе и конечное использование пара.Следует использовать химические поглотители кислорода, чтобы дать достаточно времени для прохождения реакции поглотитель / кислород. Система хранения деаэратора и резервуар для хранения питательной воды являются обычно используемыми точками подачи.

В котлах, работающих при давлении ниже 1000 фунтов на квадратный дюйм, сульфит натрия и концентрированный жидкий раствор катализированного бисульфита натрия являются наиболее часто используемыми материалами для химической деаэрации из-за низкой стоимости и простоты обращения и испытаний. Свойство сульфита натрия поглощать кислород иллюстрируется следующей реакцией:

2Na 2 SO 3 + O 2 ® 2Na 2 SO 4
сульфит натрия кислород натрия сульфат

Теоретически 7.88 частей на миллион химически чистого сульфита натрия требуется для удаления 1,0 частей на миллион растворенного кислорода. Однако из-за использования сульфита натрия технических сортов в сочетании с потерями при транспортировке и продувке во время нормальной работы установки обычно требуется примерно 10 фунтов сульфита натрия на фунт кислорода. Концентрация избыточного сульфита, поддерживаемая в питательной или котловой воде, также влияет на потребность в сульфите.

Сульфит натрия необходимо подавать непрерывно для максимального удаления кислорода.Обычно наиболее подходящей точкой приложения является опора между деаэратором и отсеком для хранения. Там, где за пластификаторами горячего процесса следует установка горячего цеолита, рекомендуется дополнительная подача на выходе фильтра из узлов горячего процесса (перед установкой пластификатора на основе цеолита) для защиты ионообменной смолы и оболочки пластификатора.

Как и в случае любой реакции поглощения кислорода, на скорость реакции сульфит-кислород влияет множество факторов. Эти факторы включают температуру, pH, начальную концентрацию поглотителя кислорода, начальную концентрацию растворенного кислорода и каталитические или ингибирующие эффекты.Самый важный фактор — это температура. С повышением температуры время реакции уменьшается; как правило, каждые 18 ° F повышения температуры удваивают скорость реакции. При температуре 212 ° F и выше реакция идет быстро. Избыточная подача сульфита натрия также увеличивает скорость реакции. Наиболее быстро реакция протекает при значениях pH в диапазоне 8,5-10,0.

Некоторые материалы катализируют кислородно-сульфитную реакцию. Наиболее эффективными катализаторами являются катионы тяжелых металлов с валентностью две или более.Железо, медь, кобальт, никель и марганец являются одними из наиболее эффективных катализаторов.

На рис. 11-12 сравнивается удаление кислорода с использованием промышленного сульфита натрия и катализированного сульфита натрия. После 25 секунд контакта катализированный сульфит натрия полностью удалил кислород. Некатализированный сульфит натрия удалил менее 50% кислорода за тот же период времени. В системе питательной воды котла это может привести к сильной коррозии.

Следующие рабочие условия требуют использования катализированного сульфита натрия:

  • низкая температура питательной воды
  • Неполная механическая деаэрация
  • Быстрая реакция, необходимая для предотвращения точечной коррозии в системе
  • короткое время пребывания
  • использование экономайзеров

Высокие остаточные содержания сульфитов в питательной воде и значения pH выше 8.5 следует поддерживать в питательной воде, чтобы защитить экономайзер от воздействия кислорода.

Некоторые природные воды содержат вещества, которые могут ингибировать реакцию кислорода / сульфита. Например, следы органических материалов в поверхностном источнике, используемом для подпиточной воды, могут снизить скорость реакции поглотитель / кислород. Та же проблема может возникнуть, если загрязненный конденсат используется как часть питательной воды котла. Органические материалы представляют собой комплекс металлов (природные катализаторы или разработанные катализаторы) и не позволяют им увеличивать скорость реакции.

Сульфит натрия следует подавать туда, где он не загрязняет питательную воду, которая будет использоваться для попыток продувки или охлаждения. Это предотвращает добавление твердых частиц в пар.

При рабочем давлении 1000 фунтов на квадратный дюйм и выше вместо сульфита обычно используются гидразин или органические поглотители кислорода. В этих применениях повышенное содержание растворенных твердых веществ, вносимых сульфатом натрия (продукт реакции сульфита натрия с кислородом), может стать серьезной проблемой. Также сульфит разлагается в котлах высокого давления с образованием диоксида серы (SO 2 ) и сероводорода (H 2 S).Оба эти газа могут вызвать коррозию в системе возвратного конденсата и, как сообщается, способствуют коррозионному растрескиванию под напряжением в турбинах. Гидразин в течение многих лет использовался в качестве поглотителя кислорода в системах высокого давления и других системах, в которых нельзя использовать сульфитные материалы. Гидразин — это восстановитель, который удаляет растворенный кислород по следующей реакции:

N 2 H 4 + О 2 ® 2H 2 O + N 2
гидразин кислород вода азот

Поскольку продуктами этой реакции являются вода и азот, в котловую воду не добавляются твердые вещества.Продуктами разложения гидразина являются аммиак и азот. Разложение начинается примерно при 400 ° F и происходит быстро при 600 ° F. Щелочной аммиак не разрушает сталь. Однако, если вместе присутствует достаточное количество аммиака и кислорода, коррозия медного сплава увеличивается. Тщательный контроль скорости подачи гидразина может ограничить концентрацию аммиака в паре и минимизировать опасность повреждения медьсодержащих сплавов. Аммиак также нейтрализует диоксид углерода и снижает коррозию возвратной линии, вызванную диоксидом углерода.

Гидразин — токсичный материал, с которым необходимо обращаться с особой осторожностью. Поскольку материал предположительно канцероген, необходимо соблюдать опубликованные на федеральном уровне инструкции по обращению и отчетности. Поскольку чистый гидразин имеет низкую температуру вспышки, обычно используется 35% раствор с температурой вспышки более 200 ° F. Теоретически требуется 1,0 ppm гидразина для взаимодействия с 1,0 ppm растворенного кислорода. Однако на практике требуется 1,5–2,0 части гидразина на часть кислорода.

Факторы, влияющие на время реакции сульфита натрия, также применимы к другим поглотителям кислорода.На рис. 11-13 показана зависимость скорости реакции от температуры и концентрации гидразина. Реакция также зависит от pH (оптимальный диапазон pH 9,0-10,0).

Помимо реакции с кислородом, гидразин может также способствовать образованию магнетита и оксида меди (более защитная форма оксида меди), как показано в следующих реакциях:

N 2 H 4 + 6Fe 2 O 3 ® 4Fe 3 O 4 + N 2 + 2H 2 O
гидразин гематит магнетит азот вода

и

N 2 H 4 + 4CuO ® 2Cu 2 O + N 2 + 2H 2 O
гидразин оксид меди закись меди азот вода

Поскольку гидразин и органические поглотители не добавляют твердых частиц в пар, питательная вода, содержащая эти материалы, обычно подходит для использования в качестве воды для охлаждения или охлаждения.

Основными ограничивающими факторами использования гидразина являются его медленное время реакции (особенно при низких температурах), образование аммиака, воздействие на медьсодержащие сплавы и проблемы с обращением.

Органические поглотители кислорода. Некоторые органические соединения используются для удаления растворенного кислорода из питательной воды котла и конденсата. Среди наиболее часто используемых соединений — гидрохинон и аскорбат. Эти материалы менее токсичны, чем гидразин, и с ними можно обращаться более безопасно. Как и в случае с другими поглотителями кислорода, температура, pH, начальная концентрация растворенного кислорода, каталитические эффекты и концентрация поглотителей влияют на скорость реакции с растворенным кислородом.При подаче в питательную воду сверх потребности в кислороде или при подаче непосредственно в конденсат некоторые органические поглотители кислорода уносятся вперед для защиты паровых и конденсатных систем.

Гидрохинон уникален своей способностью быстро реагировать с растворенным кислородом даже при температуре окружающей среды. Благодаря этому свойству, помимо эффективности в операционных системах, гидрохинон особенно эффективен для использования в хранилищах котлов, а также во время пусков и остановов системы. Он также широко используется в конденсатных системах.

Гидрохинон реагирует с растворенным кислородом, как показано в следующих реакциях:

C 6 H 4 (OH) 2 + О 2 ® С 6 В 4 О 2 + H 2 O
гидрохинон кислород бензохинон вода

Бензохинон далее реагирует с кислородом с образованием полихинонов:

C 6 H 4 O 2 + О 2 ® полихиноны
бензохинон кислород

Эти реакции не обратимы в щелочных условиях, характерных для питательной воды котлов и конденсатных систем.Фактически, дальнейшее окисление и термическое разложение (в системах с более высоким давлением) приводит к конечному продукту — диоксиду углерода. Промежуточные продукты представляют собой низкомолекулярные органические соединения, такие как ацетаты.

Контроль уровня кислорода. Мониторинг кислорода является наиболее эффективным средством контроля скорости подачи поглотителя кислорода. Обычно кормят небольшим избытком мусорщика. Остатки питательной и котловой воды указывают на избыточную подачу поглотителя и подтверждают скорость подачи химической обработки.Также необходимо провести тест на оксиды железа и меди, чтобы оценить эффективность лечебной программы. При отборе проб на оксиды металлов необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности, чтобы обеспечить репрезентативность проб.

Из-за летучести и разложения измерение остатков в котле не является надежным средством контроля. Количество подаваемого химиката следует регистрировать и сравнивать с уровнями кислорода в питательной воде, чтобы обеспечить проверку контроля растворенного кислорода в системе. При использовании сульфита натрия уменьшение остаточного количества химикатов в котловой воде или необходимость увеличения количества химикатов может указывать на проблему.Необходимо принять меры для определения причины, чтобы проблему можно было исправить.

Пределы остаточного содержания сульфита зависят от рабочего давления котла. Для большинства систем низкого и среднего давления остаточное содержание сульфита должно превышать 20 ppm. Контроль гидразина обычно основан на избытке питательной воды 0,05-0,1 частей на миллион. Для разных органических поглотителей остатки и тесты различаются.

МОНИТОРИНГ И ТЕСТИРОВАНИЕ

Эффективный мониторинг контроля коррозии необходим для обеспечения надежности котла.Хорошо спланированная программа мониторинга должна включать следующее:

  • надлежащий отбор проб и мониторинг в критических точках системы
  • полностью репрезентативная выборка
  • использование правильных процедур испытаний
  • проверка результатов испытаний на соответствие установленным пределам
  • план действий, который должен выполняться незамедлительно, когда результаты испытаний выходят за установленные пределы
  • план действий в чрезвычайных ситуациях на случай серьезных аварий
  • Система повышения качества и оценки результатов на основе испытаний и проверок

Методы мониторинга

Соответствующие методы мониторинга различаются в зависимости от системы.Тестирование следует проводить не реже одного раза в смену. Частоту испытаний, возможно, придется увеличить для некоторых систем, где управление затруднено, или в периоды более изменчивых рабочих условий. Все данные мониторинга, будь то точечный или непрерывный отбор проб, должны регистрироваться.

Необходимо измерить жесткость питательной воды котла, содержание железа, меди, кислорода и pH. Как железо, так и медь, а также кислород можно измерять ежедневно. По возможности рекомендуется установить кислородный измеритель непрерывного действия в системе питательной воды для обнаружения проникновения кислорода.В частности, следует с осторожностью измерять железо и медь из-за возможных проблем, связанных с загрязнением пробы.

Если кислородный измеритель непрерывного действия не установлен, следует использовать периодические испытания с использованием ампул для точечного отбора проб для оценки характеристик деаэратора и возможности загрязнения кислородом из уплотнительной воды насоса и других источников.

Для котловой воды необходимо провести следующие испытания:

  • фосфат (если используется)
  • P-щелочность или pH
  • сульфит (если используется)
  • проводимость

Отбор проб

Очень важно получить репрезентативные образцы для надлежащего мониторинга условий в системе питательной воды котла.Требуются линии отбора проб, непрерывно протекающие с нужной скоростью и объемом. Обычно скорость 5-6 футов / сек и поток 800-1000 мл / мин являются удовлетворительными. Следует избегать использования длинных линий отбора проб. К отбору проб железа и меди следует подходить с особой осторожностью из-за сложности получения репрезентативных проб и правильной интерпретации результатов. Для оценки результатов следует использовать тенденции, а не отдельные образцы. Отбор проб меди требует особых мер предосторожности, таких как подкисление потока.Композитный отбор проб, а не точечный отбор, также может быть ценным инструментом для определения средних концентраций в системе.

Отбор проб кислорода следует проводить как можно ближе к линии, поскольку длительное время пребывания в линиях отбора проб может позволить поглотителю кислорода продолжить реакцию и снизить показания кислорода. Кроме того, если происходит утечка, могут быть получены ложно высокие данные. Отбор проб кислорода также следует проводить как на выходе из деаэратора, так и на выходе насоса питательной воды котла, чтобы убедиться, что проникновение кислорода не происходит.

Результаты и необходимые действия

Все проверки оборудования должны быть тщательными и документированными.

Отмеченные условия необходимо сравнить с данными предыдущих проверок. Аналитические результаты и процедуры должны оцениваться, чтобы гарантировать соблюдение стандартов качества и принятие мер для постоянного улучшения. Диаграммы причинно-следственных связей (см. Рисунок 11-14) могут использоваться либо для проверки того, что рассмотрены все потенциальные причины проблем, либо для устранения конкретной проблемы, связанной с коррозией.

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ ВО ВРЕМЯ ИНФОРМАЦИИ И ХРАНЕНИЯ

Кислородная коррозия в системах питательной воды котла может произойти во время пуска и останова, а также когда котельная система находится в режиме ожидания или на хранении, если не соблюдаются надлежащие процедуры. Системы должны храниться должным образом, чтобы предотвратить повреждение от коррозии, которое может произойти в течение нескольких часов при отсутствии надлежащих процедур укладки. Как сторона воды / пара, так и сторона возгорания подвержены коррозии во время простоя и должны быть защищены.

Коррозия автономного котла обычно вызывается утечкой кислорода. Низкий pH вызывает дальнейшую коррозию. Низкий pH может быть результатом реакции кислорода с железом с образованием соляной кислоты. Этот продукт коррозии, кислотная форма железа, образуется на границе раздела вода-воздух.

Коррозия также встречается в системах питания котлов и конденсата. Продукты коррозии, образующиеся как в секции предварительного котла, так и в котле, могут откладываться на критических поверхностях теплопередачи котла во время работы и увеличивать вероятность локальной коррозии или перегрева.

Степень и скорость поверхностной коррозии зависят от состояния металла. Если на поверхности котла имеется легкое покрытие из котельного шлама, поверхности менее подвержены атакам, поскольку они не полностью подвергаются воздействию воды, насыщенной кислородом. Опыт показал, что с улучшением чистоты внутренних поверхностей котла необходимо уделять больше внимания защите от воздействия кислорода во время хранения. Котлы, которые простаивают даже на короткое время (например, в выходные), подвержены атакам.

Котлы, использующие неаэрированную воду во время запуска и вывода из эксплуатации, могут быть серьезно повреждены. Повреждение представляет собой точечную коррозию, беспорядочно разбросанную по металлическим поверхностям. Повреждения, вызванные подобными действиями, можно не заметить в течение многих лет после установки устройства.

Выбор метода хранения зависит от продолжительности ожидаемого простоя и сложности котла. Если котел не будет эксплуатироваться на месяц или более, может быть предпочтительнее хранить в сухом виде.Влажное хранение обычно подходит для более коротких периодов простоя или если может потребоваться быстрое переключение агрегата в оперативный режим. Большие котлы со сложной схемой сложно сушить, поэтому их следует хранить одним из способов влажного хранения.

Сухое хранение

Для сухого хранения котел опорожняют, очищают и полностью сушат. Все горизонтальные и не дренируемые трубы котла и пароперегревателя необходимо продуть сжатым газом. Особое внимание следует уделять удалению воды из длинных горизонтальных трубок, особенно если они слегка изогнуты.

Тепло применяется для оптимизации сушки. После высыхания блок закрывают, чтобы свести к минимуму циркуляцию воздуха. Обогреватели следует устанавливать по мере необходимости, чтобы поддерживать температуру всех поверхностей выше точки росы.

Сразу после высыхания поверхностей на водонепроницаемые деревянные или устойчивые к коррозии поддоны наносят один из следующих трех влагопоглотителей:

  • Известь негашеная используется из расчета 6 фунтов / 100 фут³ объема котла
  • силикагель используется из расчета 17 фунтов / 100 фут³ объема котла
  • активированный оксид алюминия используется из расчета 27 фунтов / 100 фут³ объема котла

Поддоны размещаются в каждом барабане водотрубного котла или на верхних дымоходах дымогарного агрегата.Все люки, люки, вентиляционные отверстия и соединения заглушены и плотно закрыты. Котел следует открывать каждый месяц для проверки осушителя. При необходимости замените осушитель.

Мокрое хранилище

При влажном хранении агрегат проверяется, при необходимости очищается и заполняется до нормального уровня деаэрированной питательной водой.

Сульфит натрия, гидразин, гидрохинон или другой поглотитель добавляется для контроля растворенного кислорода в соответствии со следующими требованиями:

  • Натрия сульфит.3 фунта сульфита натрия и 3 фунта каустической соды следует добавить на 1000 галлонов воды, содержащейся в бойлере (минимум 400 ppm щелочности P для CaCO3 и 200 ppm сульфита для SO3).
  • Гидразин. 5 фунтов 35% раствора гидразина и 0,1 фунта аммиака или 2-3 фунта 40% раствора нейтрализующего амина можно добавить на 1000 галлонов (минимум 200 ч / млн гидразина и 10,0 pH). Из-за проблем с гидразином обычно рекомендуются органические поглотители кислорода.
  • Гидрохинон.Материалы на основе гидрохинона добавляются до достижения примерно 200 ppm гидрохинона в ранее пассивированных онлайн-системах. В новых системах или системах с плохо сформированной пленкой магнетита минимальная скорость подачи гидрохинона составляет 400 частей на миллион. pH следует поддерживать на уровне 10,0.

Независимо от того, какая обработка используется, требуется доведение pH или щелочности до минимального уровня.

После добавления химикатов с открытыми вентиляционными отверстиями нагревают воду для кипячения в течение приблизительно 1 часа.Необходимо как можно скорее проверить котел на предмет надлежащей концентрации химикатов и произвести регулировки.

Если котел оборудован недренируемым пароперегревателем, пароперегреватель заполняется высококачественным конденсатом или деминерализованной водой и обрабатывается летучим поглотителем кислорода и агентом для регулирования pH. Обычный метод заполнения недренируемых пароперегревателей — заправка и слив в котел. После заполнения пароперегревателя котел следует полностью заполнить деаэрированной питательной водой.Морфолин, циклогексиламин или аналогичные амины используются для поддержания надлежащего pH.

Если пароперегреватель дренируемый или котел не имеет пароперегревателя, котлу дают немного остыть после розжига. Затем перед созданием вакуума установка полностью заполняется деаэрированной питательной водой.

Расширительный бак (например, барабан емкостью 55 галлонов), содержащий раствор химикатов для обработки, или резервуар с азотом под давлением 5 фунтов на кв. Дюйм, подсоединен к вентиляционному отверстию парового барабана для компенсации изменений объема из-за колебаний температуры.

Слив между обратным клапаном и главным запорным клапаном пара остается открытым. Все остальные стоки и форточки плотно закрываются.

Котловую воду следует проверять еженедельно с добавлением очистки по мере необходимости для поддержания уровня очистки. При добавлении химикатов их следует смешать одним из следующих способов:

  • циркуляция котловой воды с помощью внешнего насоса
  • понизить уровень воды до нормального рабочего уровня и пропарить котел на короткое время

Если используется метод пропаривания, котел следует затем полностью заполнить в соответствии с приведенными выше рекомендациями.

Хотя никакой другой обработки не требуется, могут присутствовать стандартные уровни химической обработки, применяемой при работе котла.

Котлы можно защитить азотом или другим инертным газом. Слегка положительное давление азота (или другого инертного газа) должно поддерживаться после того, как котел будет заполнен до рабочего уровня деаэрированной питательной водой.

Хранение подогревателей и деаэраторов питательной воды

Сторона трубы нагревателя питательной воды обрабатывается так же, как котел при хранении.Кожух может быть покрыт паром или залит обработанным конденсатом.

Во всех стальных системах можно использовать химические вещества в одинаковых концентрациях, рекомендованных для влажного хранения. Системы из медных сплавов можно обрабатывать вдвое меньшим количеством поглотителей кислорода, при этом pH регулируется на уровне 9,5.

Деаэраторы обычно закрыты паром или азотом; однако их можно залить раствором для укладки, как это рекомендуется для мокрой укладки котлов. Если используется влажный метод, в деаэратор необходимо создать давление азота 5 фунтов на квадратный дюйм, чтобы предотвратить проникновение кислорода.

Каскадная продувка

Для эффективного, но простого хранения котла чистая, теплая, непрерывная продувка может быть распределена в удобное нижнее соединение на неработающем котле. Избыточная вода может перетекать в соответствующее место для захоронения через открытые вентиляционные отверстия. Этот метод снижает вероятность проникновения кислорода и обеспечивает поступление в котел правильно очищенной воды. Этот метод нельзя использовать для котлов, оборудованных бездренажными пароперегревателями.

Хранение в холодную погоду

В холодную погоду необходимо принять меры для предотвращения замерзания.Для предотвращения проблем с замерзанием можно использовать дополнительное тепло, легкий розжиг котла, каскадную укладку или сухое хранение. Иногда для защиты от замерзания используется смесь 50/50 воды и этиленгликоля. Однако этот метод требует, чтобы котел был опорожнен, промыт и заполнен свежей питательной водой перед запуском.

Утилизация решений для укладки

Утилизация складских химикатов должна производиться в соответствии с применимыми федеральными, государственными и местными правилами.

Fireside Storage

Когда котлы снимаются с линии на длительное время, зоны возгорания также должны быть защищены от коррозии.

Отложения у камина, особенно в секциях конвекции, экономайзера и воздухонагревателя, гигроскопичны по своей природе. Когда температура поверхности металла опускается ниже точки росы, происходит конденсация, а при наличии кислых гигроскопических отложений может возникнуть коррозия.

Зоны у камина (особенно секции конвекции, экономайзера и воздухонагревателя) перед хранением следует очистить.

Щелочная вода под высоким давлением — эффективное средство очистки очагов пожара. Перед тем, как использовать для этой цели щелочную воду, промойте пресной водой с нейтральным pH, чтобы предотвратить образование гидроксидных гелей в отложениях (эти отложения могут быть очень трудно удалить).

После химической очистки водным раствором поверхность очага должна быть просушена теплым воздухом или небольшим огнем. Если котел необходимо полностью закрыть, можно использовать силикагель или известь для поглощения конденсата.В качестве альтернативы металлические поверхности можно покрыть распылением или протереть легким маслом.

Если камин остается открытым, металлические поверхности должны поддерживаться выше точки росы за счет циркуляции теплого воздуха.

Узнайте больше об очистке котловой воды SUEZ и о том, как с ее помощью можно избежать коррозии котельной системы.

Рисунок 11-1. Упрощенная коррозионная ячейка для железа в воде.

Икс

Рисунок 11-2. Трубка котельной системы показывает строжку с высоким pH.

Икс

Рисунок 11-3.Коррозию щелочных отложений можно контролировать с помощью скоординированной программы фосфат / pH.

Икс

Рисунок 11-4. Скоординированная программа фосфатов / pH предотвращает образование щелочи и возникающую в результате коррозию.

Икс

Рисунок 11-5. Кислородная ямка трубы питательной воды котла.

Икс

Рисунок 11-6. Едкое коррозионное растрескивание (охрупчивание) трубы котла. На микрофотографии видно межкристаллитное растрескивание.

Икс

Рисунок 11-7.Модель оксидных слоев на меди показывает толщину внешнего оксидного слоя.

Икс

Рисунок 11-8. Уровни кислорода, железа и меди в питательной воде резко снижаются при использовании материалов на основе гидрохинона вместо гидразина (данные получены во время пусков и экскурсий).

Икс

Рисунок 11-9. Выделение продуктов коррозии железа из углеродистой стали в питательную воду котлов.

Икс

Рисунок 11-10. Высокий или низкий pH котловой воды вызывает коррозию стали котла.

Икс

Рисунок 11-11. Среднее выделение меди как функция pH показывает оптимальное значение pH в диапазоне от 8,8 до 9,2 для различных сплавов на основе меди. (Предоставлено Исследовательским институтом электроэнергетики.)

Икс

Рисунок 11-12. Сравнение скоростей реакции катализированного сульфита и сульфита натрия с растворенным кислородом.

Икс

Рисунок 11-13. Отношение время / температура для 90% удаления кислорода гидразином при pH 9,5.

Икс

Рисунок 11-14.На причинно-следственной диаграмме коррозии котла показаны основные виды и причины коррозии.

Икс

Консультации — Специалист по спецификациям | Знакомство с котлами для начинающего инженера

Авторы: Джейкоб Хаддадин, EIT, и Стефани Хоури, CCJM Engineers Ltd., Чикаго 23 сентября 2019 г.,

Цели обучения

  • Пособие для молодых инженеров по основам конденсационных гидронных котлов.
  • Знайте разницу между распространенными типами коммерческих водяных котлов.
  • Узнайте о технических характеристиках, используемых при выборе коммерческих водяных котлов.

Начиная карьеру консультанта в области машиностроения, есть чему поучиться. Технические характеристики могут показаться иностранным языком, а детали механического оборудования могут ошеломить молодого инженера. Что касается систем водяного отопления, начало этой навигации начинается с коммерческого водяного котла.

Гидравлический котел — это сердце системы водяного отопления. Система отопления состоит из многих частей, включая сам котел, распределительные трубопроводы, насосы, центральные и оконечные устройства, которые доставляют горячую воду туда, где она необходима, и системы автоматизации здания для контроля количества доставляемого тепла. Котел представляет собой сосуд под давлением, который сжигает горючее топливо для нагрева воды, которая используется для обогрева коммерческого здания.

What d efines a h ydronic b масленка ?

Гидравлический котел может быть конденсационным или неконденсатным.Оба типа котлов могут быть как пожарными, так и водотрубными. При выборе жаротрубного котла его можно разделить на водогрейный или сухой водогрейный котел.

Поскольку мы будем часто использовать термин британские тепловые единицы в час в этой статье, мы сделаем его определение. Британские тепловые единицы — это количество тепла, необходимое для повышения температуры фунта воды на 1 F. Тепловая мощность котлов оценивается в британских тепловых единицах в час; 1000 БТЕ / час обозначается как MBH.

Конденсационный котел обычно составляет от 400 до 3 миллионов БТЕ / час, а котел без конденсации — от 400 до 6 миллионов БТЕ.Конденсационный котел имеет два теплообменника и более низкую температуру продуктов сгорания (около 130 F).

КПД конденсационных котлов достигает 98%. Это достигается за счет конденсации водяного пара и других компонентов в выхлопных газах для рекуперации скрытой теплоты парообразования при предварительном нагреве входящего потока воды. Конденсат кислый, с pH от 3 до 4. Большинство камер сгорания конденсационных котлов изготовлены из нержавеющей стали, чтобы выдерживать кислотный конденсат.

Для сравнения, котел без конденсации имеет единственную камеру сгорания и единственный теплообменник с продуктами сгорания с более высокой температурой (около 350 F). Их камеры сгорания не должны быть устойчивыми к кислотной коррозии, потому что дымовые газы не конденсируются и не подкисляются. Кроме того, тепло дымовых газов теряется, когда продукты сгорания выходят прямо из дымохода.

Короче говоря, конденсационный котел имеет более высокую начальную стоимость из-за коррозионно-стойкой конструкции и нескольких теплообменников, а его эксплуатация более рентабельна.Если бюджет важен, инженеры должны выбирать котлы без конденсации.

Коммерческий водогрейный котел может быть как пожарным, так и водотрубным. Водотрубные котлы состоят из воды, протекающей по трубам, окруженным горячими дымовыми газами. И наоборот, жаротрубные котлы состоят из горячих дымовых газов, проходящих через трубы, окруженные водой. Жаротрубные котлы далее классифицируются по типу реверсивной камеры между проходами (см. Рисунок 1), через которые дымовые газы проходят через топку.Если реверсивная камера окружена водой, она определяется как водогрейный котел, а если реверсивная камера имеет облицованную заднюю стенку, это сухой котел.

Жаротрубные котлы

также имеют гораздо более длительное время розжига и требуют более длительных периодов адаптации к изменяющимся потребностям из-за их большой тепловой массы (большой объем воды в котле). Эти типы котлов также требуют регулярного и сложного технического обслуживания. Водотрубные котлы имеют относительно быстрое время розжига и легко реагируют на часто меняющиеся потребности благодаря своей небольшой тепловой массе (низкий общий объем воды) по сравнению с аналогичными жаротрубными котлами.

Котел d классы и c классификации

После того, как вы определите, какой тип коммерческого водогрейного котла лучше всего соответствует потребностям конкретного проекта, необходимо углубиться в спецификации, которые будут определять и описывать котел для данного проекта.

Спецификация котла может содержать непонятное словоблудие, в котором сложно ориентироваться. Ключевые компоненты включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, элементы управления и выхлопную трубу.Горелка котла обеспечивает пламя, которое нагревает воду в котле, а камера сгорания — это область внутри котла, где сжигается топливо для нагрева воды. Эта камера, в которой находится горелка, обычно изготавливается из чугуна или стали. Теплообменник бойлера позволяет передавать тепло, производимое горелками, воде в бойлере. Для настройки температуры воды, зажигания, смесей подачи воздуха и топлива, а также внутреннего давления, каждый котел будет иметь системное управление.

Эти системы управления также содержат меры безопасности, чтобы внутреннее давление в котле не становилось слишком высоким.Эти меры безопасности гарантируют, что температура воды остается в безопасном диапазоне, а система работает в соответствии с проектом.

Последним элементом котла является выхлопная труба. Выхлопная труба содержит все трубы, по которым выхлопные газы от котла выводятся наружу. Этот компонент имеет решающее значение для безопасности системы из-за токсичности окиси углерода в любом здании.

При выборе водяного котла следует обратить внимание на еще один ключевой термин — это коэффициент динамического диапазона.Коэффициент динамического диапазона котла — это соотношение между полной мощностью котла и мощностью котла при работе в режиме слабого пламени. Типичный диапазон изменения мощности котла составляет 4: 1, что означает, что котел мощностью 400 л.с. с диапазоном изменения 4: 1 будет плавно понижать мощность до 100 лошадиных сил перед выключением.

Когда инженеру необходимо разработать спецификацию котла для конкретного проекта, он обычно просматривает специализированную библиотеку основных спецификаций своей компании или одну из основных спецификаций модели, например, библиотеку MasterSpec Американского института архитекторов, чтобы найти соответствующую основную спецификацию в разделе 23. .В частности, они будут искать секцию 23 52 16 конденсационных котлов, секцию 23 52 33 водотрубных котлов или секцию 23 52 39 жаротрубных котлов, в зависимости от конкретного типа котла, который инженер проекта выбрал на основе дизайн. Одна из этих спецификаций будет выбрана и отредактирована для проекта.

Чтобы продемонстрировать, как редактируется основная спецификация для конкретного проекта, мы воспользуемся разделом 23 52 16 спецификации конденсационных котлов для котла, реализуемого в местном школьном округе.

Часть 1 спецификации конденсационного котла содержит общее описание того, какой тип конденсационного котла описывается в разделе этой статьи, озаглавленном «Что определяет водогрейный котел?»

Часть 1: Общие

1.1 Сопутствующие документы

Сохраните или удалите эту статью во всех разделах Руководства по проекту.

A. К этому разделу применяются чертежи и общие положения контракта, включая общие и дополнительные условия и разделы спецификаций Division01.

1.2 Резюме

A. Секция включает газовые, [ импульсное сгорание ] [дымогарные] [ водяные трубы ] [ с водяной рубашкой ] конденсационные котлы, затвор и аксессуары для производства [горячей воды] [ и ] [steam ].

Чтобы следовать типу котла, показанному на Рисунке 1, мы бы отредактировали следующие разделы исходных спецификаций, как показано ниже, при этом подтвердив характеристики, лежащие в основе конструкции конденсационного котла:

Часть 2: Продукты

2.1 Тяговые, жаротрубные, конденсационные котлы

B. Изготовитель: Примечание о конструкции: Выберите производителей из утвержденного списка владельца s, если применимо или на основе предпочтений инженера и местной инженерной и технической поддержки .

C. Описание: Жаркотрубный конденсационный котел заводского изготовления, сборки и испытаний с герметичным герметичным теплообменником, построенный на стальной основе, включая изолированную рубашку; дымоотводчик; патрубки забора воздуха для горения; патрубки водоснабжения, возврата и слива конденсата; и элементы управления.Только водогрей.

D. Теплообменник: Камера сгорания из цветных металлов, коррозионно-стойкая.

E. Сосуд под давлением: углеродистая сталь со сварными головками и трубными соединениями.

F. Горелка: [Природный] [ Пропан ] газ, принудительная тяга. Примечание о дизайне: Выберите то, что является общим для региона .

G. Воздуходувка: Центробежный вентилятор для работы во время каждой последовательности розжига горелки, а также для предварительной и дополнительной продувки камеры сгорания.

Характеристики двигателя по умолчанию указаны в разделе 230513 «Общие требования к двигателям для оборудования HVAC».

  1. Двигатели: Соответствуют обозначению Национальной ассоциации производителей электрооборудования, номинальным температурам, эксплуатационному коэффициенту и требованиям к эффективности для двигателей, указанным в Разделе 230513 «Общие требования к двигателям для оборудования HVAC».

а. Размеры двигателя: минимальный размер, как указано; если не указано, достаточно большой, чтобы приводимая нагрузка не требовала, чтобы двигатель работал в диапазоне эксплуатационного коэффициента выше 1.0.

H. Газовая рампа: Комбинированный газовый клапан с ручной отсечкой и регулятором давления.

I. Зажигание: Искровое зажигание со 100% перекрытием главного клапана с электронным контролем пламени.

J. Кожух:

    1. Куртка: [Листовой металл] [Пластик], с защелкивающимися или блокирующими замками.
    2. Корпуса отсеков управления: NEMA250, Type1A.

Если вы сохраняете второй вариант в подпункте «Куртка» выше, удалите подпункт «Готово» ниже.

3. Поверхность: [Запеченная эмаль] [Порошковая покраска] защитное покрытие.

4. Изоляция: изоляция [минеральное волокно] [пенополиуретан] вокруг теплообменника толщиной не менее 2 дюймов.

5. Соединения для воздуха для горения: манжеты впускного и вентиляционного каналов.

Если в проекте предусмотрено несколько типов или конфигураций котлов, удалите параграф «Мощность и характеристики» ниже и запланируйте котлы на чертежах.

К. Емкости и характеристики:

    1. Теплоноситель: Горячая вода.
    2. Расчетное давление воды: [160 фунтов / квадратный дюйм] Примечание по проектированию: Это стандартное рабочее давление для Американское общество инженеров-механиков Котлы и сосуды высокого давления Код , Раздел IV Отопление Котлы класса .
    3. Настройка предохранительного клапана: Примечание по проектированию: Диапазон значений от 30 фунтов на кв. инженер-консультант на основе точки максимального давления в системе , в psig .
    4. Температура воды на входе: Примечание к проекту: Значение основано на требованиях к проекту, в градусах rees F .
    5. Температура воды на выходе: Примечание по проекту: Значение основано на требованиях к проекту, в градусах F .
    6. Расчетный расход воды: Примечание по проекту: Значение основано на требованиях к проекту, в галлонах в минуту .
    7. Минимальный расход воды: Примечание по проекту: Это значение основано на , основанном на заявленном минимальном расходе котла , в галлонов в минуту .
    8. Расчетное падение давления: Примечание по проекту: Значение основано на расчетном падении давления котла, указанном в psig .

Сохранить «Минимальный КПД AFUE», «Минимальный тепловой КПД» или «Минимальный КПД сгорания» ниже.Укажите постоянного или прерывистого пилота с минимальным AFUE. Системы устойчивого проектирования требуют соответствия ASHRAE / IES90.1 и могут потребовать эффективности, превышающей минимальную эффективность, требуемую ASHRAE / IES90.1.

9. Минимальный КПД Годовой КПД использования топлива: Примечание по проекту: Значение основано на расчетном КПД котла в процентах .

10. Минимальный тепловой КПД: Примечание по проекту: Значение основано на расчетном тепловом КПД котла в процентах .

11. Минимальная полнота сгорания: Примечание по проекту: Значение основано на расчетной эффективности сгорания котла в процентах .

Сохраните подпункт «Ввод AGA» или «Ввод газа» ниже.

12. Ввод Американской газовой ассоциации: Примечание по проекту: Значение основано на данных, указанных в расчетном котле, в MB H .

Учитывайте фактическое содержание британских тепловых единиц в источнике топлива при сохранении подпункта «Вход газа» ниже. Свяжитесь с поставщиком топлива и производителями котлов для определения удара. Добавьте текст с указанием содержания британских тепловых единиц в топливе, если применимо.

13. Подача газа: Примечание по проекту: Значение основано на расчетных данных котла, в кубических футов в час .

Сохраните подпункт «Выходная мощность AGA», «Выходная мощность DOE» или «Эквивалентное прямое излучение» ниже для методов оценки.

14. Выходная мощность AGA: Примечание по проекту: Значение основано на данных расчетного котла в таблице MB H .

15. Производственная мощность Министерства энергетики: Примечание по проекту: Дополнительное значение основано на данных, указанных в расчетном котле, в MB H .

16. Эквивалентное прямое излучение: Примечание по проекту: Значение основано на проектном котле , , перечисленные данные как EDR .

Учитывайте влияние высоты расположения на вентилятор и двигатель.

17. Воздуходувка:

а. Мощность двигателя: Примечание по проекту: Значение основано на расчетных данных котла.

г. Оборотов в минуту: Примечание по проектированию: Значение основано на расчетных данных котла.

18. Электрические характеристики:

а. Напряжение: [115] [208] [230] [460] Примечание к проекту : Значение основано на данных проектного котла и проектных условиях .

г. Этап: [Одинарный] [Три] Примечание к проекту: Значение основано на данных проектного котла и условиях проекта .

г. Герц: [ 50 ] [60] Примечание по дизайну: 60 герц является стандартом в США

г. Ампер полной нагрузки: Примечание по проекту: Значение основано на расчетных данных котла .

e. Минимальная допустимая нагрузка цепи: Примечание по проектированию: Значение основано на проектных данных котла, для размера провода .

ф. Максимальная защита от перегрузки по току: Примечание по проектированию: Значение основано на проектных данных котла для номинала силового выключателя .

Обратите внимание, что изменения в этой спецификации относятся к проекту стандартного конденсационного котла в США. Для данного проекта молодой инженер должен запросить дополнительные рекомендации у инженера проекта и настроить параметры и конструкцию в соответствии с требованиями владельца, требованиями местных норм и бюджетом проекта.После того, как для коммерческого водогрейного котла определены словесность и классификация, спецификации могут отразить котел, используемый для проекта. Чтобы правильно определить котел, инженер-консультант должен понимать особенности применения выбранного котла.

Коммерческий a приложение c рассмотрение

Коммерческие котлы обычно используются в больницах, офисах, гостиницах и школах.Эти котлы обычно работают с тепловой мощностью от 6000 до 400 MBH. Коммерческие конденсационные котлы доступны в пожарном и водотрубном исполнении. Обычно они используют пропан или природный газ для подачи горячей воды. Эти системы в режиме конденсации могут иметь топливный КПД до 98%, в зависимости от степени конденсации для улавливания скрытой теплоты дымовых газов возвратной водой.

Большинство архитектурных проектов с большим количеством остекления отдают предпочтение водяному котлу, потому что это эффективный и экономичный котел, который можно использовать для отопления школ, офисов и других коммерческих зданий.Верхнее воздушное отопление плохо работает с остеклением высотой более 5 футов, поэтому какой-либо тип местного обогрева по периметру, будь то плинтус или излучающие потолочные панели, является эффективным решением. Для большинства областей применения и регионов США водяное отопление обычно является более экономичным решением, чем электрическое отопление.

Хотя газовые котлы обычно на 10–25% выше по цене, чем их аналоги, работающие на жидком топливе, быстрая окупаемость из-за более низких цен на природный газ за галлон / минуту нагретой воды по сравнению с котлами на жидком топливе оправдывает вложения.Котлы, работающие на природном газе, также имеют AFUE примерно на 10% выше, чем котлы на жидком топливе, что является показателем эффективности сгорания котла.

Мазут также часто не имеет трубопроводной инфраструктуры, что означает необходимость принятия во внимание определенных средств пополнения запасов и хранения. Масло имеет свои преимущества с точки зрения обеспечения максимального тепла; котлы способны подавать количество тепла, необходимое для достижения определенной уставки, в два раза быстрее, чем котлы, работающие на природном газе, из-за более высоких температур, при которых горит масло.Более высокие температуры горения также обеспечивают меньшее количество конденсации, что приводит к увеличению срока службы котла, если конструкция котла не устойчива к коррозии.

Конденсационные котлы — самые популярные коммерческие водогрейные котлы из-за высокого уровня энергоэффективности сгорания, которого они могут достичь. Тем не менее, при принятии решения о том, стоит ли первоначальное повышение цены, обычно в диапазоне 30% надбавки к затратам, окупиться для системы, будь то новый проект или проект модернизации, следует принимать во внимание несколько важных факторов.Помимо первоначальных затрат, эксплуатация системы также играет важную роль в их выборе.

Как правило, конденсационные котлы работают при более низких температурах подаваемой и обратной воды, обычно 160 F на подаче и 130 F на обратной, для достижения оптимального энергосбережения. Системы в северном климате, требующие более высокой температуры подачи в пик отопительного сезона, как правило, работают за пределами температуры конденсационной возвратной воды в течение большей части отопительного сезона. Они действительно обеспечивают высокую энергоэффективность в месяцы, когда достаточно низкокачественного тепла.

Конденсационные котлы

достигают наивысшего КПД около 98% при минимально возможной температуре возвратной воды, обычно около 80 F. Тем не менее, типичная температура возвратной воды для обычных гидравлических систем составляет около 130 F, что дает общий КПД котла около 90%. Более низкая температура возвратной горячей воды способствует конденсации дымовых газов, образующихся при сгорании природного газа, что, в свою очередь, вызывает выделение энергии, которая нагревает возвратную воду перед поступлением в камеру сгорания котла и, таким образом, повышает общий КПД котла. .

Доступны в конфигурациях с пожарной и водяной трубами. Если предполагается, что система будет работать при высоких температурах подачи и возврата большую часть своих рабочих часов, установка конденсационного котла не будет оптимальным выбором системы, поскольку температура обратной линии горячей воды всегда будет слишком высокой для работы в режиме конденсации. Оборудование, которое обслуживают котлы, также должно быть одним из решающих факторов для выбора типа котла.

Некоторое оконечное нагревательное оборудование требует нагревающей жидкости с более высокой температурой для обеспечения надлежащей работы.Излучающие потолочные панели являются хорошим примером такого оборудования, которое наиболее оптимально работает при температуре подачи около 180 F. Для систем с большим количеством этих устройств конденсационный котел может не быть оптимальным выбором. И наоборот, такие применения, как напольное отопление и подогрев ящиков с регулируемым объемом воздуха, а также установка в более мягком зимнем климате (климатические зоны 2, 3 и 4 Министерства энергетики и Международного кодекса) отлично подходят для использования преимуществ конденсационных котлов с меньшим расходом воды. температуры от 150 F до 160 F.

Гибридные системы

Объединение конденсационных и неконденсационных котлов в одной системе, также называемой гибридной системой, может помочь повысить общую эффективность системы. Как обсуждалось выше, температура возвратной воды в котел должна быть достаточно низкой, чтобы дымовые газы могли конденсироваться. Обычно это происходит, когда погодные условия не требуют, чтобы система котла работала на интенсивном сгорании, что обычно происходит в межсезонье осени и весны.Именно здесь оптимальны гибридные системы, выбирая ровно столько конденсационных котлов, чтобы выдерживать нагрузку в течение промежуточных месяцев, вместе с контурами с более низкой температурой воды, такими как повторный нагрев и теплый пол, если они являются частью проекта. Таким образом, система минимизирует капитальные вложения в конденсационные котлы и в то же время использует преимущества более высокого КПД конденсационных котлов, на которые способны в течение значительной части года.

После выбора подходящего конденсационного котла для применения необходимо принять во внимание особые меры предосторожности при проектировании дымохода и отвода конденсата.Выхлопные газы и конденсат конденсационного котла являются умеренно кислыми. Поэтому дымоход для конденсационных котлов обычно изготавливается из нержавеющей стали AL-29-4C для защиты от коррозии.

Набор для нейтрализации, содержащий карбонат кальция (известняковую крошку) на сливной линии котла, необходим для нейтрализации кислоты перед ее сбросом в канализационную систему. Конденсат, стекающий в резервуар нейтрализации, должен быть устойчивым к коррозии и соответствовать местным нормам водоснабжения и материалам.Размеры и прокладка выхлопа и дренажа обычно указываются в соответствии с рекомендациями производителя котла.

Котел-утилизатор

— обзор

5.23.7.2 Централизованное теплоснабжение

ЦТ представляет собой комбинацию геотермальной энергии, электростанции, использующей отходы для получения энергии, отопительного котла, системы рекуперации тепла, комбинированной системы тепла и электроэнергии, тепловых насосов и солнечной энергии. Геотермальные энергетические системы требуют поступления тепла от рассола, который поступает из подземного резервуара, и используют теплообменники в качестве блоков преобразования энергии.Расположение и глубина скважин на месторождении является основным товаром для поставки тепла при базовой нагрузке для удовлетворения спроса. Стоимость эксплуатации незначительна, в то время как стоимость топлива близка к бесплатной. Это экологически чистый с низким уровнем выбросов углекислого газа.

Система отопления из отходов в энергию в основном зависит от горючих отходов в качестве источника топлива, а сжигание отходов в качестве технологии их преобразования. В основном они вызывают сильное загрязнение воздуха, поэтому их нужно размещать вдали от городов.В результате сжигания отходов генерируется электричество для систем отопления в сети ЦО. Эти мусоросжигательные установки эффективны в производстве низкобюджетного тепла для станций ЦО. Оставшиеся отходы можно использовать для других целей, например, для строительства и переработки отходов.

Котел ЦО имеет несколько источников топлива, таких как природный газ, нефть, электричество, древесная щепа, биогаз и уголь. Он может обеспечить пиковую нагрузку для таких видов топлива, как уголь, электричество и газ. Эти котлы также могут давать базовую нагрузку для древесной щепы и пеллет.Пиковая нагрузка в этих котлах помогает снизить общую стоимость системы и обеспечивает выбросы без диоксида углерода для биогаза и свалочного газа в качестве источника топлива.

В системе рекуперации отходящего тепла используются теплообменники для извлечения тепла из промышленных процессов и сточных вод. От котлов требуется, чтобы это тепло использовалось для снабжения технологией ЦО, чтобы преобразовать отходящее тепло с низким уровнем эксергии в полезное снабжение для отопления жилых помещений.

Системы ТЭЦ эффективно работают на газе, биогазе, угле и биомассе в качестве источника топлива.Обычно после второй или третьей стадии тепло улавливается после того, как паровые и газовые турбины выполнили там процессы. Он в основном используется для выработки тепловой энергии или электроэнергии при базовой нагрузке. Лучше всего использовать ТЭЦ с комбинацией котлов и накопительной системы.

Тепловые насосы имеют механизмы, которые могут принимать поступление окружающего воздуха, воды, земли или отходящего тепла промышленных процессов для управления энергетическими процессами. Основное назначение тепловых насосов — генерировать базовую нагрузку или пиковую генерацию для требуемого объема спроса и капиталовложений для таких проектов.Система потребляет подземные воды, сточные воды и сточные воды, при этом очень эффективно рециркулируя воду из систем централизованного охлаждения (DC).

Солнечные системы тепловой энергии собирают энергию солнца на коллекторах. Им требуются огромные земельные участки для установки этих коллекторов и котлы для создания резервной / пиковой нагрузки.

Система централизованного теплоснабжения состоит из четырех основных компонентов, каждый из которых имеет свое значение и важность, а именно: источник тепла, система хранения энергии, система управления и распределения и пользователь, как показано на рис.5 [35–37].

Основы безопасности котлов — Услуги по передаче технологий

В 1905 году котел Гроверской обувной фабрики взорвался, разрушив здание и охватив его пламенем. Пятьдесят восемь человек погибли и еще 150 получили ранения. Это событие привело к разработке законов о безопасности и национального кодекса безопасной эксплуатации паровых котлов.

Система управления котлом CB-Hawk («Рисунок 1») сочетает в себе функции программатора защиты от пламени с функциями управления работой и скоростью горения.Он также контролирует давление и температуру топлива (при необходимости) с помощью твердотельных датчиков и обеспечивает встроенное ограничение безопасности для этих функций. Эта система используется на большинстве типов паровых или водогрейных котлов, включая жаротрубные, промышленные водотрубные и коммерческие водогрейные. Система управления предназначена для работы газовой, масляной или комбинированной горелки с использованием одного модуляционного двигателя и обеспечивает наилучшие результаты при использовании с полностью модулируемой горелкой.

Рисунок 1: Система управления котлом CB-HAWK

Горелка и система управления находятся в состоянии запуска при следующих условиях:

  • Вода в котле до нужного уровня, замыкается выключатель отключения по низкому уровню воды.
  • Индикатор низкого уровня воды (панель) не горит.
  • Контроль рабочего предельного давления (паровой котел) или контроль предельной рабочей температуры (водогрейный котел) и контроль верхнего предела давления или температуры ниже своих уставок отсечки.
  • Все применимые пределы верны для работы горелки.
  • Горит индикатор нагрузки.
  • Все входные выключатели замкнуты, и питание присутствует на линейных выводах:
    • Стартер электродвигателя вентилятора
    • Стартер двигателя воздушного компрессора (если имеется)
    • Реле масляного обогревателя (при наличии)
    • Стартер двигателя масляного насоса (если имеется)

Электрическая часть котла состоит из отдельных цепей с элементами управления, которые подключены таким образом, чтобы обеспечить безопасную работоспособную систему.Программное реле обеспечивает точки подключения для соединения различных цепей.

Используемые средства управления различаются в зависимости от жидкого топлива или газа и конкретных требований соответствующих регулирующих органов. Обратитесь к схеме подключения котла, чтобы определить, какие элементы управления действительно предусмотрены.

Цепи и элементы управления, обычно используемые в цепях, следуют и упоминаются в следующей последовательности операций.

  • Предельная цепь:
    • Выключатель горелки (BS)
    • Контроль рабочего предела (OLC) — давление или температура
    • Контроль верхнего предела (HLC) — давление или температура
    • Отсечка по низкому уровню воды (LWCO)
    • Селекторный переключатель газ-жидкое топливо (GOS) — (только комбинированная горелка)
    • Выключатель масляного ящика (ODS) — Масляная горелка
    • Датчик низкой температуры масла (LOTS) — (No.Только масло 5 и 6)
    • Реле низкого давления газа (LGPS)
    • Реле высокого давления газа (HGPS)
    • LE Блокировка бесконтактного переключателя
  • Цепь блокировки топливного клапана:
    • Вспомогательный переключатель главного газового клапана (MGVAS)
    • Вспомогательный выключатель масляного клапана (OVAS) Цепь стартера электродвигателя вентилятора
    • Стартер электродвигателя вентилятора (BMS)
    • Стартер двигателя воздушного компрессора (ACMS) (при наличии)
    • Клапан продувки воздухом (APV) (только масло № 5 или 6)
  • Рабочая цепь блокировки:
    • Блокировка стартера электродвигателя вентилятора (BMSI)
    • Датчик контроля воздуха в камеру сгорания (CAPS)
    • Реле контроля воздуха распыления (AAPS) (если имеется)
  • Цепь проверки слабого пламени:
  • Контрольная цепь зажигания:
    • Газовый пилотный клапан (GPV)
    • Трансформатор зажигания (IT)
    • Пилотный выпускной клапан газа (GPVV) (при наличии)
  • Цепь детектора пламени:
  • Цепь главного топливного клапана:
    • Главный газовый клапан (MGV
    • Главный выпускной газовый клапан (MGVV) (при наличии)
    • Клапан масляный (ОВ)
    • Лампа основного топливного клапана (FVL)
  • Цепь скорострельности:
    • Трансформатор двигателя заслонки (DMT)
    • Электродвигатель регулируемой заслонки (MDM)
    • Ручно-автоматический выключатель (МАС)
    • Ручной контроль пламени (MFC)
    • Плавное регулирование (MC)
  • Цепь проверки сильного пламени:
  • Рабочая цепь блокировки и ограничения:
    • Реле низкого давления масла (LOPS)
    • Реле высокого давления масла (HOPS)
    • Датчик высокой температуры масла (HOTS)
    • Вспомогательное устройство отключения при низком уровне воды (ALWCO)
Последовательность операций — нефть или газ

На комбинированном топливном блоке переключатель газ / масло должен быть установлен на подходящее топливо.Следующая последовательность выполняется при наличии питания на входных клеммах программного реле (PR) и соблюдении всех других рабочих условий.

Цикл предварительной продувки

Когда выключатель горелки (BS) включен, а органы управления, подключенные к цепям «ограничения» и «блокировки топливного клапана», замкнуты, а сигнал пламени отсутствует, «цепь запуска электродвигателя нагнетателя» запитывается, запитывая пускатель электродвигателя вентилятора (BMS). Загорится индикатор нагрузки (LDL). При сжигании масла также включается стартер двигателя воздушного компрессора (ACMS) (если он предусмотрен).Клапан продувки воздухом (APV) (только для масла № 5 и 6) остается обесточенным.

В то же время программное реле подает сигнал двигателю модулирующей заслонки (MDM) на открытие воздушной заслонки. Заслонка начинает открываться и переходит в полностью открытое положение или в положение максимальной нагрузки. Открытие электродвигателя заслонки позволяет пропускать продувочный воздух через котел до цикла зажигания.

На некоторых котлах в электрическую схему входит выключатель высокого пламени (HFS). Назначение переключателя — доказать, что электродвигатель регулирующей заслонки (MDM) привел заслонку в открытое положение во время цикла предварительной продувки.В этом случае используется «схема проверки высокого пламени».

Органы управления, подключенные к «цепи блокировки работы», должны быть замкнуты в течение 10 секунд после последовательности запуска. Если в это время какой-либо из элементов управления не закрыт или если они впоследствии откроются, программное реле перейдет в режим безопасного отключения.

По окончании периода продувки с большой нагрузкой программное реле подает сигнал на электродвигатель регулирующей заслонки (MDM), чтобы перевести воздушную заслонку в ее положение минимальной нагрузки.

Для обеспечения того, чтобы система находилась в положении минимального пламени перед зажиганием, выключатель слабого пламени (LFS) должен быть замкнут, чтобы замкнуть «цепь проверки слабого пламени». Последовательность остановится и будет продолжаться до тех пор, пока двигатель модулирующей заслонки (MDM) не вернется в положение малого пламени, а контакты переключателя слабого пламени (LFS) не будут замкнуты. После замыкания переключателя режима слабого пламени последовательность может продолжаться.

ПРИМЕЧАНИЕ:
Пробное зажигание не может быть начато, если пламя или условия имитации пламени обнаруживаются во время периода предварительной продувки.Если в это время обнаруживается пламя, произойдет аварийное отключение.
Цикл зажигания

Запальный трансформатор (IT) и газовый пилотный клапан (GPV) получают питание от соответствующей пилотной клеммы зажигания.

ПРИМЕЧАНИЕ:
Горелка, работающая на жидком топливе, может быть оснащена пилотной горелкой на жидком топливе, а не на газе. Последовательность зажигания обоих идентична.

Пилотное пламя должно быть установлено и подтверждено датчиком пламени (FD) в течение 10-секундного периода, чтобы цикл зажигания продолжался.Если по какой-либо причине этого не произойдет, система отключится и произойдет аварийная блокировка.

С проверенным пилотом, главный топливный клапан (ы) (OV или MGV) запитан, и на панели горит индикатор главного топливного клапана (FVL). Основное пламя зажигается, и начинается испытательный период для проверки основного пламени. Он длится 10 секунд для легкой нефти и природного газа и 15 секунд для тяжелой нефти. В конце периода проверки, если датчик пламени все еще обнаруживает основное пламя, запальный трансформатор и пилотный клапан обесточиваются, а пилотное пламя гаснет.

ПРИМЕЧАНИЕ:
Если основное пламя не горит или продолжает гореть, топливный клапан закроется. Защитный выключатель сработает, чтобы заблокировать управление. См. Последовательность действий при потере пламени.
ВНИМАНИЕ!
Причина потери пламени или любого другого необычного состояния должна быть исследована и устранена перед попыткой повторного запуска.Несоблюдение этих инструкций может привести к серьезным травмам или смерти!
Рабочий цикл

При установлении основного пламени программное реле переводит электродвигатель регулирующей заслонки (MDM) из положения малого пламени в режим управления либо ручным контролем пламени (MFC), либо плавным регулированием (MC), в зависимости от положения ручного управления. -автоматический выключатель (МАС). Это позволяет работать в диапазонах выше слабого пламени.

Если ручно-автоматический переключатель (MAS) установлен в автоматический режим, последующее модулированное зажигание будет происходить по команде модулирующего управления (MC), которое регулирует положение двигателя модулирующего демпфера (MDM).Воздушная заслонка и топливные клапаны приводятся в действие двигателем через рычажный механизм и кулачковый узел для обеспечения регулируемой скорости стрельбы.

ПРИМЕЧАНИЕ:
Нормальная работа горелки должна происходить с переключателем в ручном-автоматическом положении и под управлением плавного регулирования. Положение «Ручное» предназначено для первоначальной настройки горелки во всем диапазоне горения. Когда отключение происходит во время работы в ручном режиме при отличном от слабого пламени, заслонка не будет находиться в закрытом положении, что позволит пропускать через котел больше воздуха, чем требуется.Избыточный поток воздуха подвергает металл и огнеупор высокого давления нежелательным условиям. Эффективность продувки форсунок теряется на масляной горелке №6.

Цикл запуска горелки завершен. Индикаторы LDL и FVL на панели продолжают гореть. Сжигание по требованию продолжается в соответствии с условиями нагрузки.

Останов горелки — продувка после окончания

Горелка будет работать до тех пор, пока давление пара или температура воды не превысят требуемую.При модулированном зажигании электродвигатель регулирующей заслонки (MDM) должен вернуться в положение минимальной нагрузки до того, как сработает регулятор рабочего предела (OLC). При размыкании цепи контроля предельного значения происходит следующая последовательность:

Цепь главного топливного клапана обесточивается, в результате чего главный топливный клапан (MGV) или OV закрывается. Пламя погасло. Индикаторы панели управления (LDL) и (FVL) выключены. Электродвигатель нагнетателя продолжает работать, нагнетая воздух через котел на период дополнительной продувки.

На масляной горелке № 6 клапан продувки воздухом (APV) питается от цепи запуска электродвигателя вентилятора через контакты реле продувки воздухом (APR), чтобы обеспечить продувку воздухом форсунки. Электродвигатель заслонки возвращается в положение малой нагрузки, если он еще не находится в этом положении.

ВНИМАНИЕ!
Переключатель блокировки должен быть сброшен вручную после аварийного отключения. Перед повторным запуском следует изучить и устранить причину потери пламени или каких-либо необычных условий.Несоблюдение этих инструкций может привести к серьезным травмам или смерти!

Цепь запуска электродвигателя вентилятора обесточивается в конце цикла дополнительной продувки, и цикл останова завершен.

Теперь программное реле готово к последующей рециркуляции, и когда давление пара или температура воды упадут до замыкания контактов рабочего регулятора, горелка снова пройдет свой обычный цикл запуска и работы.

Для получения дополнительной информации о безопасности котла подпишитесь на онлайн-обучение на сайте www.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *