Котлы и их типы

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

Котлы промышленного типа и их особенности

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

Выполняемые промышленными аппаратами функции

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

Классификация промышленных котлов

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

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

Паровые агрегаты

Рисунок 1. Паровой котел

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

Водогрейное оборудование

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

Рисунок 2. Водогрейный котел

Котлы газовые

Рисунок 3. Газовый котел

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

Оборудование, работающее на твердых видах топлива

Рисунок 4. Твердотопливный котел

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

Котлы универсальные

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