Котел является основой, сердцем любой системы теплоснабжения. Для правильного выбора котла до его приобретения следует узнать о нем побольше информации. Эта статья для тех, кто хочет поближе познакомиться с современными котлами.
Современные котлы – это, как правило, экономичные, автоматизированные, удобные в использовании источники тепла. Котлы, прежде всего, подразделяются по виду теплоносителя на водогрейные и паровые, также есть котлы, теплоносителем в которых является диатермическое масло, но это очень специфичное малораспространенное оборудование. Водогрейные котлы, исходя из их названия, нагревают воду (либо водно-гликолевые растворы – незамерзающий теплоноситель), паровые, соответственно, производят пар. Водогрейные котлы наиболее распространенный тип котлов, которые применяются для отопления, нагрева воды для нужд горячего водоснабжения, для технологических нужд и других целей. Паровые котлы – котлы специфичные, хотя и более универсальные. Паровые котлы устанавливают на производственных предприятиях, где по технологии без пара не обойтись. На выходе из парового котла мы имеем пар, с помощью которого также можно нагреть воду для систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения. На предприятиях, имеющих паровые котельные, зачастую так и делают. Но гораздо экономичнее и удобнее использовать для этих целей водогрейные котлы. И даже к паровому котлу, производящему пар для технологических установок, порой целесообразнее дополнительно установить водогрейный котел для отопления и ГВС.
По виду используемого энергоносителя котлы делятся на:
- газовые;
- жидкотопливные;
- твердотопливные;
- электрические;
- комбинированные.
Газовые котлы наиболее распространенный тип котлов, т.к. природный газ наиболее дешевый энергоноситель. Газовых котлов производится в мире больше чем всех остальных вместе взятых.
Газовое топливо может существенно отличаться одно от другого (природный газ, сжиженный, попутный, нефтяной и др.). Все газовые котлы по умолчанию спроектированы для работы на природном газе, большая часть котлов имеет возможность перенастройки на сжиженный газ при помощи дополнительных наборов, либо на предприятии-изготовителе при заказе (подходит для отечественных котлов). Использование на других видах газового топлива необходимо уточнять у производителей или поставщиков котлов, для чего необходимо точно знать состав газа. Природный газ, не только самый дешевый, но и самый экологичный из наиболее часто применяемых видов топлива, удобен в доставке. Газовые котлы также одни из самых недорогих, при высоком удобстве обслуживания. Одно из последних слов в котлостроении - газовые конденсационные котлы. Это наиболее экономичные котлы из всех существующих. Их коэффициент полезного действия превышает 100% и достигает величины 109%. Нет, здесь ничего не противоречит законам физики. Объясняется все просто: в данных котлы продукты сгорания охлаждаются ниже температуры точки росы, при которой происходит конденсация водяных паров из дымовых газов. Водяной пар является одним из продуктов сгорания природного газа, и в дыме его содержится немало. Конденсируясь, пар отдает теплоносителю в котле скрытое тепло парообразования. Эта величина не учитывается при классическом расчете коэффициента полезного действия котла, и поэтому КПД конденсационных котлов может переваливать за 100%. Минус таких котлов - их высокая стоимость по сравнению с обычными котлами.
Газовые котлы со съемными горелками могут быть оснащены также и горелками на жидком топливе. Жидкое топливо применяют, как правило, там, где нет возможности присоединиться к газотранспортной системе. Это и является главным преимуществом жидкого топлива, но взамен строительства газопровода необходимо сооружение топливохранилища, куда необходимо периодически привозить и заливать топливо. Жидкое топливо дороже газового, за редким исключением (отработанное машинное масло). Жидкие топлива также довольно разнообразны - в первую очередь это нефтяные топлива: дизельное топливо, мазут, нефть, печное топливо и др., а также менее распространенные: отработанное машинное масло, другие масла, спирты и др. Жидкое топливо в настоящее время чаще всего используется как резервное при аварии на газопроводе. Для таких случаев котлы должны быть оборудованы комбинированными двухтопливными горелками, которые могут работать как на газовом, так и на жидком топливе. Если же котлы оснащаются горелками, работающими только на жидком топливе, то для частных домов - это, в большинстве случаев, дизельное топливо, для больших промышленных котлов - это, как правило, мазут. Сейчас выпускается большое количество оборудования для хранения и транспортировки жидкого топлива. Современные жидкотопливные горелки имеют в своем составе топливный насос, и потребителю не придется задумываться о том, какой насос для топлива устанавливать и где его приобретать. Пластиковые баки для хранения солярки по размерам пройдут в дверной проем коттеджа.
Твердое топливо - уголь, сланец, торф, древесные топлива: дрова, пеллеты, опилки и др. В настоящее время котлы на твердом топливе мало распространены, в связи с тем, что такие котлы практически невозможно автоматизировать, достаточно неудобно обслуживать 1-2 раза в день необходимо закладывать топливо в котел и вычищать оттуда золу. А стоимость твердого топлива, если его не заготавливать самостоятельно, а покупать, довольно дорога и превышает стоимость и газа, и жидкого топлива. Одним из немногих преимуществ твердого топлива является то, что для их доставки не нужен какой-то специализированный транспорт, и привезти их можно на обычном грузовике, или даже в багажнике. В конце XX века были разработаны пиролизные котлы на твердом топливе, существенно отличающиеся от обычных твердотопливных котлов. Главным их отличием является то, что нагрев теплоносителя в котле осуществляется не за счет непосредственного сжигания дров (или другого твердого топлива), а за счет сжигания пиролизного газа. Данный газ выделяется из топлива с нагреванием при недостатке воздуха. В температурном диапазоне 200-800 градС твердое топливо разлагается на пиролизный газ и древесный уголь (кокс). Температура горения пиролизного газа выше, чем самого твердого топлива, нагрев теплоносителя в котле получается эффективнее. КПД котла составляет 85-92 %. Топливо загружать в котел требуется реже, чем при обычном сжигании, - 1 раз в сутки и даже реже.
Электричество - наиболее дорогой энергоноситель, но вместе с тем очень удобный и наиболее экологически чистый. Электрические котлы делятся на ТЭНовые и электролизные. Последние в связи с высокими требованиями к качеству воды не получили большого распространения. ТЭНовые котлы (ТЭН - трубчатый электронагреватель) тоже достаточно требовательны к жесткости воды, но у данных котлов несоблюдение требований не приводит к аварии (как у электролизных), а снижает срок службы котлов.
Все водогрейные и паровые котлы подразделяются на так называемее поднадзорные и неподнадзорные. Данное разделение основано на принципе, подлежат ли котлы регистрации и надзору со стороны отдела котлонадзора Ростехнадзора. К таким котлам относятся паровые котлы с давлением пара более 0,7 кгс/см2 (0,07 МПа) и водогрейные котлы с температурой нагрева воды более 115 градС (389 К). При этом есть некоторые оговорки, предусмотренные в Правилах устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов (ПБ 10-574-03). Для автономных систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и др., как правило, достаточно температуры нагрева воды до 115 градС. Котлы с более высокой температурой нагрева воды применяются на крупных районных котельных и в специфичных производственных процессах.
Конструктивно котел состоит из топки, где происходит сгорание топлива, теплообменных трубок, где непосредственно происходит нагрев теплоносителя, ограждающих конструкций, предотвращающих потери тепла в окружающую среду, горелки (газовой или жидкотопливной), автоматики управления, системой удаления продуктов сгорания. В зависимости от того, что проходит по теплообменным трубкам, котлы делятся на водотрубные и жаротрубные. Жаротрубные котлы давно известны в нашей стране - ланкаширские и корноваллийские котлы с давних пор работали на промышленных предприятиях. Их КПД оставлял желать лучшего. С тех пор конструкция жаротрубных котлов подверглась значительной переработке, и современные зарубежные котлы в большинстве своем имеют жаротрубную конструкцию (точнее такая переработанная конструкция называется уже жаротрубно-дымогарный котел). При этом коэффициент полезного действия таких котлов 91-95%. Отечественные паровые котлы выпускаются, как правило, водотрубными. Котлы, предназначенные для работы с системами отопления на естественной циркуляции (как правило, газовые котлы с атмосферными горелками и твердотопливные котлы) также по своей конструкции являются водотрубными.
По конструктивным особенностям котлы также подразделяются на стальные и чугунные. Здесь речь идет о материале, из которого изготовлен теплообменник котла. С давних пор чугунный котел принято считать эталоном долговечности и надежности. Срок службы котла зависит от наличия или отсутствия коррозии, разъедающей стенки теплообменника. Коррозия в котлах возникает более всего со стороны дымовых газов при конденсации водяного пара, присутствующего в продуктах сгорания. Собственно к коррозии приводит не сам водяной конденсат, а серная и сернистая кислоты, образующиеся в результате взаимодействия конденсата с оксидами серы, содержащимися в незначительных количествах в дымовых газах (в некоторых жидких топливах, особенно мазут, нефть, сера может содержаться в довольно значительных количествах). Если же обеспечить работу котла в таком режиме, при котором температура стенки теплообменной трубы не будет опускаться ниже температуры точки росы, то не будет происходить конденсация паров и образование кислоты, а, следовательно, и не будет кислотной коррозии. И в таком случае котел прослужит долго, независимо от того, стальной у него теплообменник или чугунный, Также не надо забывать про водоподготовку воды, идущей на заполнение и подпитку системы отопления. Соли жесткости, содержащиеся в так называемой «сырой» (т.е. не обработанной) воде, откладываясь на поверхностях теплообмена, приведут к перегреву и разрушению стенок котла, опять же независимо от материала теплообменника. Т.е. разница между в долговечности работы между стальными и чугунными котлами практически отсутствует. При правильной организации работы котельной, которая закладывается на стадии проектирования, любое оборудование, будь то котел или что-то другое, прослужит долго. И, наоборот, неправильно выполненный проект может за год-два погубить самое качественное и дорогое оборудование.
В настоящее время, когда все большее количество человек задумывается об экологических проблемах нашей планеты, производители котельного оборудования тоже работают в этом направлении. Для водогрейных и паровых котлов выпускаются горелки с пониженным содержанием вредных веществ в продуктах сгорания. Основными вредными веществами при сгорании газа или дизельного топлива являются окислы азота: N 20, NO, NO 2, образующиеся из азота, содержащегося в воздухе, при высоких температурах. Вышеупомянутые горелки организуют процесс горения топлива таким образом, что температура факела снижается, вредные вещества выделяются в значительно меньшем количестве, и на производительности котла это ни коим образом не сказывается.
На этом классификация котлов не заканчивается, здесь были рассмотрены только основные различия и характеристики котлов. Надеемся, что данная информация по котлам окажется вам полезной. Если же вы еще сомневаетесь в выборе котла - звоните нам, наши специалисты помогут вам в выборе оптимального варианта. Если же сомнений больше нет, то тем более звоните нам и заказывайте тот котел, который вам нужен.