5.1.1. Типи котлів

Котли (котлоагрегати) класифікуються за: конструкцією, типом теплоносія та видом палива [3] . Основні типи котлів представлені у табл.1.

Таблиця 1.

Типи котлів.

№ п/п	Тип конструкції	Тип теплоносія	Вид палива
1.	Жаротрубні	Водогрійний	Тверде паливо
2.	Водотрубні	Паровий	рідке (мазут та ін.)
3.	Секційні чавунні	Повітропідігрівачі	газ
4.	Конденсаційні	Інші теплоносії	електрика

5 .1.2. Особливості конструкції

На рис. 1 показана схема триходового жаротрубного котла. Його особливість у тому, що топка знаходяться у широкій жаровій трубі, а продукти спалювання поширюються у вужчих жарових трубах, що оточені водою. Використовуються дво- та триходові котли мокрооборотні і чотириходові сухооборотні. У мокрооборотних поворотна камера для газів оточена водою. Характерною особливістю цих котлів є доволі значна інертність через великий об’єм води, що знаходиться у котлі.

Б удова водотрубного котла показана на рис. 2. Вода подається у барабан і опускними трубами стікає в колектор, де підігрівається до температури кипіння і паро - водяна суміш піднімається в барабан, де пара відділяється від води. Після барабана пара подається у пароперегрівач. Опускні і підйомні труби розміщені біля стінок топки, захищаючи їх від перегріву. Порівняно з жаротрубним котлом – водотрубний швидко запускається та виходить на режим оскільки об’єм води в ньому менший. По цій же причині він також безпечніший у експлуатації

Крім перших двох типів котлів, останнім часом поширені конденсаційні котли. Особливістю конденсаційного котла, див. рис. 3, є використання вищої теплотворної здатності палива (включно з теплотою конденсації пари топкових газів), що дозволяє отримувати ККД котла близький до 95%. Через те, що температура води, яка поступає на конденсаційний теплообмінник, повинна бути нижчою від точки роси топкових газів, його матеріал має бути корозійностійким. Конденсаційний котел оснащується конденсатозбірником, розрахованим на паливо з малим вмістом сірки. Топкова камера може бути чавунна або жаротрубна. Використовують конденсаційні котли для опалення приміщень, діапазон їх потужностей знаходиться в межах 20 – 1500 кВт.

5.1.3. Баланс енергії котла та аналіз втрат

Котел є теплообмінником, у якому теплова енергія продуктів спалювання палива передається теплоносію. При цьому зростає ентальпія теплоносія, що є корисним ефектом. Схема теплових потоків котла показана на рис. 4. Баланс енергії котла дається рівнянням:

(5.1)

- масові витрати палива, повітря, води та топкових газів (кг/с); - ентальпії, відповідно, палива, повітря, живильної води, пари, продувки та топкових газів; - масова частина пари, що втрачається при продувці; - радіаційні та конвекційні втрати з поверхні котла; - нижня (без теплоти конденсації водяної пари) теплотворна здатність палива.

К КД будь – якого котла визначається за формулою

, (5.2)

при визначенні ККД слід вказувати, яка теплотворна здатність палива використовується для його визначення. Часто ККД визначають за спрощеною формулою

; (5.3)

- втрати тепла з топковими газами; - втрати з продувкою; - втрати через неповне спалювання; - втрати з поверхні котла.

Отже, ефективність котла визначається мінімізацією його втрат. Усереднені втрати для жаротрубних та водотрубних котлів знаходяться в межах: , залежно від навантаження котла; ; - визначають за спеціальними таблицями, але його середнє значення, ; - може досягти . Максимальні втрати енергії на котлі можуть бути біля .

З меншення втрат енергії котла забезпечується шляхом використання високоефективної теплоізоляції; раціонального регулювання процесу горіння палива; використанням пристроїв для рекуперації тепла топкових газів та ефективною водопідготовкою, яка дозволяє мінімізувати продувки і усунути утворення накипу на трубах котла.

Слід пам’я- тати, що най- ефективнішим засобом зменшення втрат у котлах є їх використання в режимі максимальних або близьких до них навантажень. Зниже- ння наванта- ження до 50% від номінального збільшує втрати у два-три рази. Тому раціональний вибір потужності котла є умовою його ефективного використання і економії палива.