13.1 Загальні відомості про котельні установки

Котельною установкою називається комплекс пристроїв, призначених для продукування теплової енергії у виді гарячої води або пари. Головною частиною цього комплексу є котел.

У залежності від того, з якою метою використовується теплова енергія, котельні поділяються на: енергетичні, опалювально-виробничі, опалювальні.

Енергетичні котельні постачають пару в паросилові установки, що виробляють електроенергію, і, як правило, входять до комплексу електричної станції. Опалювально-виробничі котельні споруджуються на промислових підприємствах і забезпечують тепловою енергією системи опалення, вентиляції, гарячого водопостачання будівель і технологічні процеси виробництва. Опалювальні котельні призначаються для опалення, вентиляції та гарячого водопостачання і обслуговують житлові та цивільні будівлі.

Опалювальні котли поділяються: за теплоносієм – на парові і водогрійні, за матеріалом і конструктивним оформленням – сталеві й чавунні, за видом палива – на ті, що використовують тверде, рідке і газоподібне паливо.

Котли з температурою нагрівання води до 115°С або з тиском пари до 70 кПа називаються котлами низького тиску, із більш високими параметрами води й пару – котлами високого тиску. Котли низького тиску можуть встановлюватися в котельнях, розміщених у підвальних приміщеннях цивільних будівель. Усі котли обладнуються захисними пристроями. Котли високого тиску виготовляють зі сталі і застосовують для установки у великих котельнях. Котли низького тиску виготовляють з чавуна.

У цьому розділі розглядаються тільки котли низького тиску. В даний час існує багато конструкцій чавунних котлів, що різняться за формою, розміром, числом і розташуванням секцій. За конструктивним оформленням котли можна поділити на малометражні та шатрового типу. Малометражні котли мають низьку теплову потужність (20÷60 кВт) і використовуються для поквартирного опалення, потужніші (0,5÷1,1 МВт) встановлюються у вбудованих і окремих котельнях.

До малометражних відносять котли ВНИИСТО-Мч, КЧММ-2 і КЧМ-2, до котлів шатрового типу – "Універсал", "Енергія", "Мінськ" та ін.

Найменшими чавунними секційними котлами є котли системи ВНИИСТО-Мч, які встановлюють у невеликих будівлях та окремих квартирах. Ці котли з верхнім відводом газів збирають з окремих 4÷12 секцій з поверхнею нагрівання 0,69÷4,23 м². Котли встановлюють на лист сталі по повсті, змоченій у глині, або на ряд цеглин. Топкові гази через вихідний патрубок направляються в димар.

Описані вище чавунні котли можуть бути використані для нагрівання води або пари. У цьому випадку в них установлюються парозбірники.

Чавунні секційні котли шатрового типу можуть бути пристосовані до спалювання різноманітних видів палива, при цьому змінюють розміри топок. Чавунні котли повинні систематично очищуватися від внутрішніх забруднень (накипу) і забруднень на зовнішній поверхні секцій. До останніх відносяться осідання неспалених часток палива, сажі й золи. Зовнішнє забруднення очищують щітками та йоржами, а також обдуванням поверхонь котла струменями пари або стисненого повітря. Від накипу котли звичайно очищують хімічним шляхом, використовуючи розчин сірчаної кислоти.

Чавунні котли в силу особливостей своєї конструкції мають обмежену одиничну потужність. Тому для централізованого теплопостачання великих об’єктів використовуються водогрійні котли типу КВТС і КВТК – для пошарового спалювання твердого палива, типу КВГМ – для спалювання газу й мазуту.

Теплообмінна частина котлів даної серії складається з екранних труб і конвективного пучка: рух води й газів здійснюється за прямоточною схемою, тобто вода вводиться в труби екранної системи, звідки направляється у конвективний пучок, утворений витками сталевих труб невеликого діаметра. Для поліпшення тепловіддачі швидкість води в трубах прийнята високою – 1÷1,5 м/с, а швидкість газів у міжтрубному просторі – 7÷9 м/с. Котли серії ТС обладнуються топками з ланцюговими штахетами прямого ходу, дуттєвими вентиляторами та димососами (табл. 13.1).

Таблиця 13.1 – Основні показники котлів серії КВ

№	Величина	Од. вим.	КВТС			КВГМ
			4	10	20	4	10	100
1	Потужність	МВт	4,64	11,6	23,3	4,64	11,6	116
2	ККД	%	81	80,5	79	90/86*	90/89*	92/91*
3	Температура газів, що відходять	°С	225	220	230	150/245	185/230	138/180
4	Гідравлічний опір	МПа	0,10	0,15	0,205	0,11	0,15	0,16
5	Аеродинамічний опір	Па	410	880	850	220	570	470
6	Поверхня нагріву труб: радіаційна конвективна	м2 м2	39 89	56 230	83 417	39 89	54 229	― 2385

*У чисельнику – при роботі на газі, у знаменнику – при роботі на мазуті.