принцип работы, инструкция по шагам, схема, чертеж, фото
Из современных горючих материалов в быту самым дешевым считается твердое топливо. К этой категории относится уголь, дрова, торф, брикеты или пеллеты. Традиционные печи обеспечивают дешевый и простой обогрев домов. Однако необходима постоянная загрузка топлива. Такой способ работы представляет сложности в обогреве целого дома. Отличным решением проблемы является котел длительного горения с водяным контуром.
Оглавление:
- Принцип действия
- Виды печей
- Схема устройства котла на дровах
- Технология сборки своими руками
- Рекомендации по монтажу
Для установки и эксплуатации не требуется разрешение надзирающих структур. Поэтому отопительный агрегат несложно сделать и смонтировать своими руками. Для этого понадобятся минимальные финансовые затраты, чертежи котла и подробная инструкция по изготовлению.
Принцип работы
Агрегаты представляют собой усовершенствованный вид твердотопливных печей.
Отработанные газы выводятся через дымоходную трубу. Она проходит через теплообменник и нагревает воду для отопительной системы. Таким образом, загрузка топлива производится с редкой периодичностью, а система функционирует практически в непрерывном режиме.
Разновидности котлов
Отопительные агрегаты на дровах представляют собой отличную альтернативу газовым приборам. Они характеризуются множественными достоинствами:
1. Высокая эффективность – благодаря замедленному сгоранию топлива КПД достигает 90 %.
2. Длительная активность – объемная топка с мощным нагнетающим вентилятором способна обеспечить беспрерывную работу до 7 суток.
3. Экологичность – при сгорании органического топлива в атмосферу выделяется незначительное количество углекислого газа.
4. Экономичность – встроенная электроника помогает настроить оптимальный режим загрузки котла.
Отопительные агрегаты замедленного горения представлены на современном рынке в трех разновидностях.
- Классические.
Работают на угле, дровах или древесных брикетах. Благодаря небольшой топке сокращается период сгорания одной закладки. Чтобы обеспечить непрерывное функционирование в течение суток, топливо приходится засыпать 4-6 раз. Преимуществом классических котлов считается низкая цена.
- Шахтные.
Конструкция с объемным бункером и широким загрузочным проемом. Используются сухие сыпучие материалы. Автоматическое управление оптимизирует процесс сгорания. В зависимости от загрузки мощный котел работает от 6 до 24 часов.
- Пиролизные.
Функционируют по принципу сжигания древесных газов, выделяемых в процессе медленного тления. Конструкция обеспечивает высокую эффективность теплопередачи и быстрый нагрев теплоносителя. На одной загрузке печь работает до полного выгорания топлива, КДП – 85 %.
Схема дровяной печи с водяным контуром
Котлы по чертежам Василия Пустовойченко – это простые и доступные установки, которые можно сделать своими руками. В качестве основы используют цельносварную трубу, стальную бочку или газовый баллон б/у. Толщина металлических стенок должна быть не менее 3-4 мм. Это снижает выгорание металла и обеспечивает длительную бесперебойную работу оборудования. Высота основания варьируется от 800 до 1000 мм. От величины этого параметра зависит объем разовой загрузки топлива.
Схема котла отопления на дровах состоит из трех частей:
- загрузочный бункер – емкость для закладки топлива, высота которой меняется по мере его прогорания;
- топочная камера – участок, где происходит медленное тление дров и генерация газов;
- зона полного сгорания – закрытый поддон, где сжигаются древесные газы, накапливается зола и происходит отвод дыма.
Топочную камеру ограничивает распределитель воздуха. Это металлический круг толщиной 4-6 мм с отверстием в центре. Через него проходит телескопическая (или цельная) труба, подающая кислород в зону горения. Диск распределителя находится в движении, поэтому его диаметр немного меньше корпуса котла. В нагнетательную трубу воздух попадает из атмосферы, проникая через верхнюю заслонку.
Отработанные газы выводятся через дымоход, закрепленный в верхней части. Внизу на стенке располагается дверца, через которую удаляют золу и пепел. В котлах длительного горения твердое топливо сжигается практически полностью, поэтому отходы удаляют нечасто. Кроме того, в конструкции предусматривают точки для подключения подачи и обратного отвода воды. Также определяют место закрепления термометра и регулятора тяги.
Подогреть теплоноситель в водяном контуре можно двумя способами:
1. Сделать выносной накопительный бак, внутри которого пропустить трубу. Отработанные газы продвигаются по дымоходу и одновременно нагревают воду.
2. Пропустить трубу теплообменника через камеру сгорания. Подключить к ней змеевик, который располагается в накопительном баке.
Эффективность второго способа выше. Однако технология исполнения выглядит намного сложнее.
Руководство по изготовлению своими силами
Если для покупки готового отопительного прибора недостаточно денег, можно попробовать смастерить его самому. Сначала придется изучить чертежи, ознакомиться с инструкцией и рассчитать возможные затраты.
Для создания котла понадобятся такие материалы и приспособления:
- Металлическая толстостенная труба диаметром 300-400 мм.
- Листовая сталь толщиной 4 мм.
- Две металлические трубы: Æ 60 мм для подачи воздуха и Æ100 для отвода продуктов горения.
- Арматурные прутки толщиной 20 мм.
- Нагнетающий вентилятор.
- Автоматическая схема.
- Сварочный аппарат, болгарка.
В соответствии с чертежами нужно сделать отдельно корпус, дымоход, воздухораспределитель, дверцу и крышку для верхней части.
Пошаговая инструкция:
1. Обрезать трубу болгаркой так, чтобы ее длина получилась около метра. Как следует выровнять края. С одной стороны заготовки приварить круглое дно, вырезанное из стального листа. Сюда можно сразу же прикрепить арматурные ножки.
2. Сделать воздушный распределитель:
- Из листовой стали вырезать круг, диаметр которого на 20 мм меньше внутреннего диаметра корпуса.
- В центре просверлить отверстие размером 20 мм.
- С одной стороны приварить крыльчатку. Лопасти должны быть из листового металла шириной до 50 мм. Это нижняя часть распределителя.
- В центре верхней стороны приварить трубу для поддува Æ60 мм. Ее длина должна быть такой же, как самого котла.
- Сверху на трубе закрепить заслонку, которой регулируют подачу воздуха.
3. В нижней части корпуса болгаркой вырезают квадратный проем, через который удобно вычищать золу.
4. В верхней части кожуха ближе к краю вырезают круглое отверстие. К нему приваривают муфту с резьбой, на которой закрепляют дымоходную трубу Æ100-150. Участок длиной до 500 мм должен располагаться строго горизонтально. Дальше труба проходит через теплообменник, выполненный в форме накопительного бака.
5. Из листового металла нужно сделать крышку с отверстием посередине. Через него будет проходить труба распределителя. Чтобы крышка плотно прилегала к камере сгорания и не пропускала дым, по диаметру среза прокладывают уплотнение из асбестового шнура.
Рекомендации по монтажу
Поскольку оборудование работает не на газу, а на дровах, его установку можно также проводить самостоятельно.
1. Все котлы длительного горения, сделанные своими руками, обладают большой массой. При загрузке дровами конструкция становится намного тяжелее. Поэтому под нее нужен крепкий и ровный фундамент. В руководстве по установке рекомендуется заливка армированным бетоном с примесью щебенки или бута. В качестве альтернативы можно выложить основание из кирпича.
2. Наружные стенки корпуса в зоне камеры сгорания сильно нагреваются. Даже если вокруг топки располагается водяная рубашка, это не защищает поверхности от перегрева. Как правило, все самодельные котлы длительного горения имеют одинарный кожух. Поэтому минимальное расстояние до ближайшей стены должно составлять 50 см.
3. Если помещение отделано горючими материалами, следует соорудить защитную поверхность из оцинкованных листов с прокладкой из асбеста. Можно также сложить кирпичную кладку.
4. Пространство шириной 25-30 см между перекрытием и дымоходной трубой заполняют каменной ватой и зашивают оцинковкой с асбестовой прослойкой. Все эти действия заметно увеличивают общие затраты на котел длительного горения, зато гарантируют пожарную безопасность.
Дата: 29 апреля 2016
Твердотопливный котел своими руками — руководство по изготовлению
Отсутствие централизованного газоснабжения осложняет жизнь домовладельца: зимой греться придется дровами или углем, которые постоянно нужно подкладывать.
Но есть у этой ситуации и положительная сторона: теплогенератор имеет простейшую конструкцию, поэтому его легко можно сделать самостоятельно.
При этом пользователь не только экономит значительную сумму, но и получает агрегат, максимально соответствующий его потребностям. Как делается твердотопливный котел своими руками, и какие идеи можно позаимствовать у заводских моделей?
Содержание
- 1 Принцип работы
- 2 Котел твердотопливный длительного горения своими руками — чертежи, схема, варианты конструкции
- 2.
1 Классический котел прямого горения
- 2.1.1 Ограничить с помощью заслонки поступление воздуха, так чтобы топливо не горело, а медленно тлело
- 2.1.2 Оборудовать систему отопления тепловым аккумулятором
- 2.1.3 Оборудовать котел системой автоматики с принудительной подачей воздуха
- 2.2 Котел с верхним горением
- 2.3 Газогенераторный (пиролизный) котел
- 2.
- 3 Схема котла
- 4 Процесс изготовления
- 5 Теплообменник для твердотопливного котла своими руками
- 6 Сборка котла
- 7 Видео на тему
Принцип работы
В общих чертах принцип действия котла на твердом топливе выглядит так:
- В специальную камеру, именуемую топкой, помещаются дрова, уголь и тому подобное топливо.
- Загруженное топливо поджигается. Процесс его сжигания в разных котлах может иметь некоторые особенности, но суть всегда остается неизменной: происходит реакция окисления органических молекул с выделением большого количества тепла.
Скорость горения, а соответственно и мощность теплообразования, будет зависеть от количества поступающего в топку воздуха. Его можно регулировать при помощи подвижной заслонки, установленной на воздухозаборнике (поддувале).
- Образующееся при сгорании топлива тепло, как и тепло отходящих дымовых газов, нагревает содержимое специального резервуара – теплообменника. Через входной и выходной патрубки теплообменник подсоединяется к отопительному контуру и становится, таким образом, его частью. Нагретая в теплообменнике среда за счет конвекции или работы насоса поступает в отопительный контур, распределяя по нему тепловую энергию.
Котел длительного горения — принцип работы
Образующийся при сгорании топлива дым за счет конвекции удаляется через вертикальную трубу – дымоход.
Котел твердотопливный длительного горения своими руками — чертежи, схема, варианты конструкции
Существует множество разновидностей таких теплогенераторов. Мы остановимся на нескольких основных видах:
Классический котел прямого горения
[ads-pc-2]Конструкцию этого котла можно назвать бесхитростной. Устроен он так же, как и традиционная русская печь.
Топка – это просто камера, а топливо поджигается и сгорает обычным способом, как, например, в костре.
Классический котел прост в изготовлении, но у него есть существенный недостаток: топливо сгорает слишком быстро – через каждые 4 часа приходится подкладывать новую порцию. Улучшить ситуацию можно несколькими способами:
Ограничить с помощью заслонки поступление воздуха, так чтобы топливо не горело, а медленно тлело
Этот вариант крайне нерационален:
- Окисление топлива становится неполным, вследствие чего дым содержит большое количество сажи, угарного газа (относится к вредным выбросам) и различных ядовитых веществ.
- Из-за низкой температуры выхлопа образуется большое количество конденсата, насыщенного вышеупомянутыми токсинами.
- КПД котла значительно понижается.
Оборудовать систему отопления тепловым аккумулятором
Это объемистый резервуар, в котором хранится запас перегретого теплоносителя. Дрова в котле будут сгорать быстро, но произведенное при этом тепло не вылетит в трубу, а останется в теплоаккумуляторе, так же как оно остается в кирпичных стенках русской печи. Следовательно, топить котел нужно будет реже.[ads-mob-1]
Оборудовать котел системой автоматики с принудительной подачей воздуха
Идея в следующем:
- после выработки достаточного количества тепла (отслеживается по температуре теплоносителя) автоматика полностью перекрывает заслонку;
- пламя гаснет и котел, можно сказать, выключается;
- при охлаждении теплоносителя автоматика открывает заслонку и запускает вентилятор, который раздувает огонь в топке.
Котел с наддувом
Блок автоматики с вентилятором можно приобрести в магазине. Единственный недостаток такого решения – зависимость от электроснабжения.
Котел с верхним горением
В таком отопителе топливо укладывается в виде колонны и поджигается сверху. В направлении сверху вниз пламя движется гораздо менее охотно, чем снизу вверх, поэтому закладка горит дольше. К тому же для предотвращения быстрого распространения огня воздух подается точно в зону горения.
Теплогенератор с верхним горением достаточно сложен в устройстве, но существует его упрощенная разновидность, доступная для самостоятельного изготовления. Это так называемая печь «Бубафоня», конструкция которой была разработана Афанасием Бубякиным.
Проблема в том, что при наличии водяной рубашки характеристики этого агрегата сильно падают (низкий КПД, печь сильно коптит), поэтому использовать его в качестве котла нерационально.
Газогенераторный (пиролизный) котел
Подвергнутые воздействию высокой температуры молекулы органического топлива (биополимеры) частично распадаются на различные газообразные вещества (древесный газ), многие из которых могут гореть. Такой распад называют пиролизом. При обычном горении эта смесь газов большей частью выбрасывается в дымоход. В газогенераторном котле она отводится в отдельную камеру (камера дожигания), где и сгорает.
Такой котел имеет ряд достоинств (высокий КПД, длительная работа на одной закладке и пр.), но он сложен в изготовлении, требует применения специальных катализаторов и нуждается в принудительной подаче воздуха.
Схема газогенераторного котла
Можно изготовить упрощенный вариант по типу печей «Профессор Бутаков», «Breneran» и «Bullerjan», у которых в верхней части топки имеется подобие камеры дожигания.
Но такие агрегаты, во-первых, рассчитаны на эксплуатацию в режиме тления, о недостатках которого мы говорили выше, а во-вторых, как и «Бубафоня», сильно теряют в характеристиках при отборе теплоты водой, то есть при использовании в качестве котла.
Итак, наиболее подходящим для самостоятельного изготовления является классический котел, который при наличии в доме электроснабжения можно оборудовать автоматикой с наддувным вентилятором.
Схема котла
Самодельный отопитель будет иметь такую конструкцию:
- Топка – «коробка» глубиной 460 мм, шириной 360 мм и высотой 750 мм с общим объемом 112 л.
Объем топливной загрузки для такой камеры сгорания составляет 83 л (весь объем топки заполнять нельзя), Что позволит котлу развивать мощность до 22 – 24 кВт.
- Днище топки – решетка из уголка, на которую будут укладываться дрова (через нее в камеру будет поступать воздух).
- Под решеткой должен быть отсек высотой 150 мм для сбора золы.
- Теплообменник объемом 50 л большей частью расположен над топкой, но нижняя его часть охватывает ее с 3-х сторон в виде водяной рубашки толщиной 20 мм.
- Подсоединенная к верхней части топки вертикальная дымоотводящая труба и горизонтальные жаровые трубы располагаются внутри теплообменника.
- Топка и зольник закрыты герметичными дверцами, а забор воздуха осуществляется через трубу, в которой установлен вентилятор и гравитационная заслонка. Как только вентилятор выключается, заслонка под собственным весом опускается и полностью перекрывает воздухозаборник. Как только термодатчик зафиксирует снижение температуры теплоносителя до заданного пользователем уровня, контроллер включит вентилятор, поток воздуха откроет заслонку и в топке разгорится огонь.
Периодическое «отключение»котла в сочетании с увеличенным объемом топки позволяет продлить работу на одной загрузке топлива до 10 – 12 часов на дровах и до 24-х часов на угле. Хорошо зарекомендовала себя автоматика польской компании KG Elektronik: контроллер с термодатчиком – модель SP-05, вентилятор – модель DP-02.
Чертеж котла на твердом топливе
Топка и теплообменник окутываются базальтовой ватой (теплоизоляция) и помещаются в корпус.
Процесс изготовления
Первым делом надо подготовить все необходимые заготовки:
- Стальные листы толщиной 4 – 5 мм для изготовления топки. Наилучшим образом подходит легированная сталь жаропрочных марок 12Х1МФ или 12ХМ (с добавками хрома и молибдена), но варить ее нужно в среде аргона, поэтому понадобятся услуги профессионального сварщика. Если же вы решите сделать топку из конструкционной стали (без легирующих добавок), то следует применять низкоуглеродистые марки, например, Сталь 20, так как высокоуглеродистые от воздействия высокой температуры могут утратить пластичность (происходит их закалка).
- Тонколистовая сталь толщиной 0,3 – 0,5 мм, окрашенная полимерным составом (декоративная обшивка).
- 4-миллиметровые листы конструкционной стали для корпуса.
- Уголок 50х4 мм, из которого будет набираться колосниковая решетка.
- Труба Ду50 (жаровые трубы внутри теплообменника и патрубки для подключения отопительной системы).
- Труба Ду150 (патрубок для присоединения дымохода).
- Труба прямоугольная 60х40 (воздухозаборник).
- Стальная полоса 20х3 мм.
- Базальтовая вата толщиной 20 мм (плотность – 100 кг/куб. м).
- Асбестовый шнур для герметизации проемов.
- Ручки для дверок заводского изготовления.
Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.
Теплообменник для твердотопливного котла своими руками
Сначала из двух боковых, одной задней и одной верхней стенок собирается топка. Швы между стенками выполняются с полным проваром (они должны быть герметичными). Снизу к топке с 3-х сторон горизонтально приваривается стальная полоса 20х3 мм, которая будет служить днищем водяной рубашки.
Далее к боковым и задней стенкам топки нужно торцами приварить в произвольном порядке короткие отрезки трубы небольшого диаметра – так называемые клипсы, которые обеспечат жесткость конструкции теплообменника.
Теперь к полосе-днищу можно приварить наружные стенки теплообменника с предварительно выполненными отверстиями под клипсы. Длина клипс должна быть такой, чтобы они слегка выступали за наружные стенки, к котором их нужно приварить герметичным швом.
Самодельный котел из листового металла
В передней и задней стенках теплообменника над топкой вырезаются соосные отверстия, в которые ввариваются жаровые трубы.
Остается приварить к теплообменнику патрубки для соединения с контуром отопительной системы.
Сборка котла
Агрегат нужно собирать в следующей последовательности:
- Сначала изготавливают корпус, прихватив короткими швами к его днищу боковые стенки и обрамления проемов. Нижним обрамлением проема зольника служит само днище корпуса.
- Изнутри к корпусу приваривают уголки, на которых будет укладываться решетчатый поддон топки (колосниковая решетка).
- Теперь нужно приварить саму решетку. Уголки, из которых она состоит, нужно приварить наружным углом вниз, так чтобы поступающий снизу воздух равномерно распределялся двумя наклонными поверхностями каждого уголка.
- Далее к уголкам, на которых уложена колосниковая решетка, приваривают топку с теплообменником.
- Дверцы топки и зольника вырезаются из стального листа. Изнутри они обрамляются стальной полосой, уложенной в два ряда, между которыми нужно уложить асбестовый шнур.
Далее приваривают дымоотводящий патрубок и воздуховод с фланцем для установки вентилятора. Воздуховод заводится внутрь котла через отверстие посредине задней стенки чуть ниже колосниковой решетки.
Теперь надо приварить к корпусу котла ответные части петель дверок и несколько кронштейнов шириной 20 мм, к которым будет крепиться обшивка.
Теплообменник нужно обложить с трех сторон и сверху базальтовой ватой, которая стягивается шнуром.
Поскольку утеплитель будет контактировать с горячими поверхностями, он не должен содержать фенол-формальдегидного связующего и других веществ, испускающих при нагреве токсичные летучие вещества. [ads-mob-2]
При помощи шурупов к кронштейнам прикручивается обшивка.
[ads-pc-4]Сверху на теплогенератор устанавливается контроллер автоматики, а к фланцу воздуховода прикручивается вентилятор.
Температурный сенсор нужно поместить под базальтовую вату, так чтобы он контактировал с задней стенкой теплообменника.
При желании котел можно оборудовать вторым контуром, позволяющим эксплуатировать его в качестве водонагревателя.
Контур имеет вид медной трубки диаметром около 12 мм и длиной 10 м, намотанной внутри теплообменника на жаровые трубы и выведенной наружу через заднюю стенку.
Видео на тему
- Предыдущая записьКотел Бакси — инструкция по применению и устройство агрегата
- Следующая записьГазовый котел Лемакс: устройство агрегата и его основные технические характеристики
Adblock
detector
Пиролизный котел своими руками
Содержание
- Что собой представляет пиролизный котёл
- Как работает
- Преимущества и недостатки
- Создаём пиролизный котёл
- Разбор схем и чертежей
- Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками
- Тонкости сборки
- Итоги
В регионах, отдалённых от централизованного отопления, раньше каждый дом оборудовался твердотопливным котлом. Топили его углём и дровами. К сожалению, такая конструкция не была лишена недостатков. Основным являлось неудобство при использовании.
Внимание! Довольно часто люди устанавливают электрические отопительные приборы, но стоит признать, что отапливать с их помощью дом — довольно затратное предприятие.
К счастью, есть достойная альтернатива в виде пиролизного котла, который можно сделать своими руками. Основные схемы и чертежи будут представлены в этой статье. Устройства такого класса могут вырабатывать тепло за счёт сжигания дров или специальных брикетов. Мало того, можно использовать отходы с деревообрабатывающих фабрик.
Что собой представляет пиролизный котёл
Как работает
Со схем и чертежей пиролизной отопительной системы можно понять основные принципы её работы. Но чтобы создать это устройство своими руками, в нём необходимо разобраться более подробно.
Процесс, который происходит внутри пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, представленным в статье, функционирует благодаря сухой перегонке. Когда температура достигает 500-600 градусов по Цельсию — начинается процесс разложения. Его результатом являются два вещества — газ и природный кокс.
Созданный внутри конструкции газ смешивается с атомами кислорода. Благодаря этому начинается горение. Конечно же, чтобы всё прошло по схеме — внутри камеры, сделанной своими руками по чертежам и схемам, должна быть соответствующая температура.
Пиролизный газ, создаваемый в котле, сделанном своими руками, вступает во взаимодействие с углеродом. Это, в свою очередь, запускает реакцию. Но чтобы это стало возможным устройство должно быть сделано чётко по чертежам и схемам.
Результатом пиролизного процесса, который происходит в котле длительного горения, сделанном своими руками по популярным чертежам и схемам, образуется дым, но он не содержит каких-либо вредных соединений. Поэтом вред, наносимый, окружающей среде минимален.
Важным достоинством пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, является то, что он практически не вырабатывает отходов. При этом выделяется немалое количество тепловой энергии, благодаря которой можно отопить немалую площадь.
Пиролизный процесс относится к классу экзотермических. В общем, так называются все процессы, в результате которых происходит высвобождение тепла. Но не всё так просто. Дело в том, что это тепло необходимо для того, чтобы осуществить дополнительный прогрев и сушку топлива.
Преимущества и недостатки
Есть важные нюансы, о которых нужно знать, перед тем как мастерить пиролизный котёл по чертежам и схемам. Начать нужно с достоинств и недостатков, которые имеет конструкция.
К плюсам пиролизных котлов, сделанных своими руками, можно причислить:
- Поддержание заданной температуры теплоносителя на протяжении длительного периода.
- Большой объём загрузочной камеры.
- Высокий КПД.
- Возможность утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности в пиролизном котле, сделанном по чертежам.
Тем не менее, чтобы пиролизный котёл, сделанный своими руками, работал как нужно необходимо, чтобы в топливе было не более 30 процентов дополнительных компонентов.
Любая конструкция имеет свои недостатки, в данном случае к ним можно причислить:
- большие габариты,
- зависимость от наличия сети,
- требовательность к топливу.
Также к недостаткам пиролизной системы можно причислить высокую стоимость покупки. Но её можно значительно снизить, если создать устройство своими руками по чертежам и схемам.
В пиролизный котёл, сделанный своими руками по схемам и чертежам нельзя класть непросушенную древесину. Дело в том, что при высокой влажности пиролизной реакции не происходит. Даже при малом проценте резко падает КПД. Это происходит потому, что тепловая энергия превращается в пар.
Необходимость подключения к сети объясняется тем, что устройство должно иметь вентилятор. Именно он позволяет обеспечить принудительную тягу пиролизному котлу, сделанному своими руками по чертежам и схемам.
Создаём пиролизный котёл
Разбор схем и чертежей
Чтобы создать пиролизный котёл своими руками, важно тщательно изучить схемы и чертежи. Именно по ним вы сможете подобрать конструкцию и максимально точно определить количество нужных для строительства материалов.
На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:
- регуляторы,
- дымовые каналы,
- отверстия для воздуха,
- трубы для подачи воды,
- трубы для отвода воды,
- камера сгорания,
- вентилятор.
Очень важно при изготовлении пиролизного котла своими руками придерживаться чертежей и схем. Дело в том, что это сложное устройство, в котором будут происходить высокотемпературные процессы. Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией.
Для частного дома будет достаточно пиролизного котла, мощность которого составляет 40 кВт. Не стоит стремиться к большой мощности. Дело в том, что в таком случае конструкция становится значительно сложнее. Мало того, конечная стоимость также увеличивается.
Выбор мощности пиролизного котла, который вы собираетесь создать, влияет на размер ключевых деталей на чертеже или схеме. От правильного подбора размеров зависит нормальное функционирование устройства.
Совет! Если вы владелец маленького домика, то можно остановить свой выбор на котле с мощностью в 30 кВт. Этого будет более чем достаточно.
Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками
Чтобы своими руками сделать конструкцию, работающую на основе пиролизной реакции по чертежам и схемам, необходимо запастись некоторым инвентарём. Для воплощения задумки в жизнь, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:
- болгарка,
- сварочный аппарат,
- шлифовальные круги,
- электрическая дрель,
- электроды,
- трубы различного диаметра,
- полосы стали,
- термодатчик,
- вентилятор,
- металлические листы.
Это базовый набор, который необходим, чтобы создать пиролизную систему своими руками по схемам и чертежам. Конечно же, в процессе работы может возникнуть необходимость в дополнительных инструментах и материалах.
Внимание! Толщина стали для корпуса должна быть 3 мм, а лучше 4.
Тонкости сборки
После того как вы выберите подходящую схему, можно будет приступить к сборке. При этом необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
- Отверстие, через которое в топку будут попадать дрова и брикеты должно располагаться немного выше, чем у обычных твердотопливных конструкций.
- Не забудьте про ограничитель. Его главная задача — это контролировать количество воздуха. Для его создания нужна семидесятимиллиметровая труба в сечении. Её длина должна быть больше корпуса.
- К ограничителю приваривается диск. Элемент должен быть выполнен из стали. Место приваривания — низ конструкции. В результате у вас получится зазор в 40 мм. Чтобы установка ограничителя стала возможной необходимо сделать дырки в соответствующих местах крышки.
- Лучшей формой для отверстия, через которое будут загружаться дрова является прямоугольник. При этом важно не забыть о дверце. Она должна иметь специальную накладку для лучшей фиксации.
- Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола.
- Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом. Это позволит повысить отдачу тепла.
Ещё одним важным элементом согласно любой схеме и чертежу является вентиль. С его помощью вы сможете контролировать количество теплоносителя, поступающего внутрь. Поэтому лучше всего расположить его в удобном и легкодоступном месте. Сам алгоритм создания пиролизного котла своими руками по чертежам вы можете увидеть на видео внизу.
После сборки огромное значение имеет первый запуск. Лишь после того, как вы убедитесь, что в продуктах горения нет угарного газа, можно будет утверждать, что всё сделано правильно. Для этого лучше использовать специальное оборудование.
Итоги
Создать котёл, работающий на основе принципа пиролиза можно своими руками. Но перед тем как начать работу необходимо написать проект. Основную роль в нём будет играть рисунок со схемой изделия и размерами.
- Как выбрать чугунную печь для бани
- Проектирование системы отопления частного дома
- Каменная печь для бани и дома
- Чем замазать печь, чтобы не трескалась
принцип работы и установка устройства
Принцип работы пиролизного котла основан на трансформации целлюлозы в горючие олефины — этилен и пропилен. То есть, вы загружаете в топку дерево – источник целлюлозы, а отапливаетесь газом – этиленом или пропиленом. В итоге, такая схема отопления обойдется вам в пять раз дешевле дровяного варианта или в три раза дешевле газового аналога.
Правда сам котел стоит недешево: ведь процесс термической трансформации одних углеводов в другие (тот самый пиролиз) протекает в весьма специфических условиях. Но если построить пиролизный котел своими руками (а это вполне возможно), то отопление дома обойдется вам буквально в копейки. Ведь такой обогреватель можно «питать» даже влажной древесиной, полиэтиленовыми бутылками, сношенной обувью или любым другим сырьем, содержащим углерод или углеводы.
Поэтому в данной статье мы не только рассмотрим, как сделать пиролизный котел своими руками, но дадим практические рекомендации по «строительству» такого отопительного прибора.
Содержание
- 1 В чем суть работы пиролиза?
- 2 Как устроен пиролизный котел?
- 3 Как построить простой пиролизный котел своими руками?
- 3.1 Подготовка инструмента и расходных материалов
- 3.2 Сборка отопительного прибора
- 4 Установка пиролизного котла: правила техники безопасности
В чем суть работы пиролиза?
Повторимся: пиролиз – это термическая трансформация углеводов, содержащихся в топливе, в олефины – низкомолекулярные, горючие газы. Непременным условием такой трансформации является горение топлива в малом объеме кислорода, при температуре не менее 1100 градусов Цельсия.
Причем непосредственно для отопления используются лишь отфильтрованные олефины, пропускаемые сквозь металлические сетки, на которых оседает сажа и частицы золы. Помимо твердых частиц в процессе фильтрации от олефинов отделяют органические кислоты (уксусную и муравьиную), пропуская пары сквозь трубчатый конденсатор.
На выходе из конденсатора температура газообразных олефинов снижается до 100-120 градусов Цельсия. И это очень хорошо, поскольку охлажденные газы горят с большей теплоотдачей, чем разогретая среда, поступающая прямо из камеры термической трансформации.
Как устроен пиролизный котел?
С учетом вышеуказанных нюансов устройство пиролизного котла выглядит следующим образом:
Устройство пиролизного котла- В нижней части корпуса располагается приточный канал – поддувало, работу которого регулирует автоматическая заслонка, дозирующая порцию воздуха, подаваемого в камеру сгорания.
- Над поддувалом, отделенная от этой зоны колосниковой решеткой, находится топка-газогенератор. Дрова, пеллеты или любой другой источник углерода сгружается в топку сквозь дверцу. Причем дверца должна закрываться герметично. Лишняя порция воздуха может нарушить процесс термической трансформации.
- В верхней части топки имеется отвод – штуцер для соединения газогенератора со змеевиком системы охлаждения олефинов. Причем на входе и выходе в змеевик вмонтированы фильтры, очищающие газы от золы и сажи.
- Последний (по ходу движения газов) фильтр врезан в стенку второй топки, где сгорают олефины. Именно эта часть котла используется для разогрева теплоносителя. Поэтому стенки второй топки всегда двойные – в полость между ними заливается вода или закачивается воздух.
- Над верхней стенкой второй топки смонтирован воздухообменник – особый узел, отвечающий за насыщение камеры сгорания олефинов кислородом. Причем воздухообменник соединяется с камерой сгорания посредством обратного клапана, препятствующего выходу горючей смеси за пределы котла.
- В боковой стенке второй топки оборудован особый патрубок, используемый для монтажа трубы отводного канала – дымохода.
Таким образом, любой пиролизный котел состоит из трех зон: газогенератора, охлаждающего контура и топки, где сгорает газ (охлажденные олефины). И сборка пиролизного котла выполняется путем последовательного обустройства этих зон в границах общего корпуса.
Как построить простой пиролизный котел своими руками?
Вначале вам понадобятся чертежи, причем на чертежах должен быть изображен нагревательный прибор с четко обозначенной мощностью. Ведь излишне производительный котел будет требовать больше топлива, а недостаточно мощный – просто не нагреет ваше жилище.
Чертежи пиролизных котлов Viessmann на 25 — 40 кВтПоэтому изготовление пиролизного котла своими руками начинается с расчетов мощности и поиска соответствующих чертежей. Причем, с мощностью все просто – вы можете воспользоваться калькулятором, выложенным на сайтах производителей котлов.
В свою очередь, поиск действительно верных чертежей – это не такое уж и простое дело. Но на тематических форумах можно отыскать и чертеж пиролизного котла и технологическую карту сборки такого агрегата.
Подготовка инструмента и расходных материалов
Следующий шаг – это подготовка инструментов и поиск материала для заготовок.
Ведь твердотопливные котлы пиролизные своими руками не собираются – в этом процессе вам пригодится следующий набор инструментов:
Инструменты- Болгарка – ее используют для раскроя заготовок.
- Дрель – она пригодится для рассверливания приточных отверстий.
- Сварочный аппарат электродугового типа, рассчитанный на работы с постоянным током.
Помимо этого нам понадобятся струбцины, шлифовальные круги, тиски, трубогиб, молоток, напильник и прочий слесарный инструмент.
В качестве расходного материала будут использоваться:
- Трубы профильные с толщиной стенки не менее двух миллиметров.
- Трубы круглые, стальные, с аналогичной толщиной стенки.
- Стальные листы, толщиной от 4 до 8 миллиметров.
Причем погонаж расходных материалов и площадь стальных листов рассчитывается исходя из потребностей, приведенных в спецификации к чертежам. Поэтому «правильный» чертеж – это залог успеха всего процесса.
Сборка отопительного прибора
Собирая пиролизные котлы отопления своими руками лучше всего придерживаться следующего порядка действий:
Пиролизный котел своими руками- Вначале нужно раскроить трубы и листы, вырезая все заготовки для газогенератора, топки и охладителя олефинов. Причем края заготовок нужно обработать шлифовальным кругом, сточив кромку и обозначив разделку для сварочных швов.
- Далее нужно подготовить сварочный стол и аппарат, с помощью которого и будет выполняться сборка.
- Следующий шаг – сборка корпуса. Она осуществляется в следующем порядке: торцевую стенку укладывают на стол, после чего к ней монтируют точечными швами боковые стенки, укрепляемые распорками, дно и крышку.
А вот монтаж лицевой стенки стоит отложить до полной сборки «сердцевины» котла. То есть, на выходе получается ящик без лицевой стенки.
- Следующий шаг – монтаж топки газового генератора. Причем сама топка обозначается в корпусе горизонтальными полками, на которые укладывают колосниковую решетку и монтируют горловину патрубка для отвода олефинов.
- Далее собирают колоны фильтрации и охлаждения газа, пронизывающие корпус котла и частично выходящие за его пределы. Колоны собираются из труб, монтированных в мете заранее высверленных отверстий в корпусе.
- Следующий шаг – обустройство второй топки – камеры горения олефинов. Ее располагают над зоной газогенератора, подводя к этой части корпуса охлаждающую колону. На этом же этапе можно смонтировать «рубашку» системы отопления, установив параллельно корпусу вторую стенку, отделенную от первой (корпусной) перегородкой.
- На следующем этапе обустраивается воздухообменник и патрубок дымохода.
- В финале на лицевой стороне монтируется последняя стенка корпуса, после чего на нее навешивают дверцы и патрубки приточной системы (поддувала).
Сборка ведется односторонними сварочными швами, накладываемыми с учетом герметизации зоны газогенератора и второй топки.
Установка пиролизного котла: правила техники безопасности
Пиролизный котел – это очень мощный нагреватель.
Поэтому такое устройство нужно монтировать только в отдельном помещении, соблюдая следующие рекомендации:
1. Группа безопасности 2. Бак расширительный 3. Насос циркуляционный 4. Гидравлическая стрелка 5. Гребенки 6. Радиатор- Нагревательный прибор должен иметь собственный фундамент из кирпича или бетона, возвышающийся над уровнем пола на 10 сантиметров
- Полуметровое пространство перед топкой нужно защитить стальным фартуком, уложенным поверх напольного покрытия.
- Котельная должна быть оборудована приточно-вытяжной вентиляцией, обустроенной по «газовым» правилам. То есть, минимальный размер вытяжного отверстия должен быть равен 100 см2, а воздухообмен в помещении должен быть минимум тройным (от общего объема котельной).
- Расстояние от котла до стен и предметов меблировки не может быть меньше 20 сантиметров.
Соблюдая эти правила установки котлов можно увеличить уровень общей пожарной безопасности этого отопительного прибора.
Пиролизный котел своими руками: конструкция и изготовление
Содержание
- Принцип работы котла
- Частота загрузки котла
- Материалы и инструменты для изготовления котла своими руками
- Изготовление пиролизного котла
- Сборка и проверка самодельного котла
В связи с подорожанием энергоносителей актуальным стало сжигание топлива в газогенераторных котлах. Они имеют высокий КПД, до 85%, но широкое применение сдерживается высокой стоимостью котлов промышленного изготовления. Для экономии средств, можно изготовить пиролизный котел своими руками.
В интернете можно отыскать чертежи и видео, работы по самостоятельному изготовлению котла. Энтузиасты собирают их из старых газовых баллонов, отрезков труб, листов металла. Топливо применяется тоже разнообразное — уголь, дрова, опилки, древесные отходы.
Принцип работы котла
Пиролизный котел длительного горения принцип работыКонструкция котла этого типа использует принцип пиролиза топлива в среде без доступа кислорода. Далее,пиролизный газ, при смешении с кислородом воздуха, сгорает. Недостатком этой конструкции является сложность изготовления котла и необходимость применения электрического вентилятора для подачи воздуха в топку сжигания газа.
Применение пиролизного котла позволяет снизить затраты на приобретение топлива и организовать надёжную систему отопления. В связи с высокой стоимостью готовых моделей, его можно изготовить своими руками.
Но преимущества перевешивают недостатки. Пиролизный газ сгорает при значительной температуре, более 1000 градусов Цельсия, что значительно увеличивает КПД котла.
При сгорании топлива образуется очень мало золы, что позволяет реже проводить очистку топливной камеры. Такой котел и более экологичный по сравнению с обычными печами, в дымоход выбрасывается в 3 раза меньше углекислого газа.
Частота загрузки котла
При достаточном объёме загрузочной пиролизной камеры, принцип работы пиролизного котла позволяет работать от 1 до 7 суток без дозагрузки. Это избавляет от необходимости постоянно подтапливать печь. А применение вентилятора для подачи воздуха позволяет регулировать горение газа и поддерживать в помещении заданную температуру.
При изготовлении пиролизного котла своими руками для этого применяют автоматические реле, реагирующие на температуру теплоносителя или окружающего воздуха. Принцип его работы следующий — при срабатывании реле вентилятор отключается, и процесс горения переходит в тлеющий режим. Для удаления дыма в этом режиме используется вытяжной вентилятор в дымоходе.
Высота дымохода пиролизного котла должна составлять не менее 4-5 м., это обеспечивает достаточную тягу для удаления дыма. При высоте дымохода 7 — 9 метров образующаяся тяга воздуха позволяет в некоторых моделях избежать установки приточного вентилятора. Для регулировки работы котла в этом случае применяется заслонка с электрическим управлением.
Материалы и инструменты для изготовления котла своими руками
Если внимательно изучить чертежи и принцип работы пиролизного котла, становится понятно, что для изготовления своими руками понадобится обширный перечень материалов и инструментов. Для конструкции самодельного котла потребуются следующее оборудование и материалы:
- лист стали толщиной 4 мм, 4,5 кв. м. для изготовления камер сгорания;
- лист стали толщиной 3 мм, около 8 кв. м. на изготовления корпуса;
- стальной лист толщиной 2 мм для изготовления кожуха теплообменника;
- сварочный аппарат и 20-30 электродов к нему;
- труба диаметром 32 мм для подачи воздуха, 1 м.;
- 1 м трубы диаметром 57 мм для организации дымохода;
- стальной пруток для изготовления колосника;
- отрезные круги диаметром 250 мм, около 20 штук;
- круги шлифовальные диаметром 125 мм, 10 штук;
- шамотный кирпич, 15-20 шт.
;
- электрический вентилятор и датчик температуры.
Столь обширный список материалов потребуется, чтобы изготовить самодельный пиролизный котел с нуля. Зачастую для изготовления используют отрезки труб, или старые конструкции печей. Нередко используются для переделки своими руками котлы шахтного типа. В интернете можно встретить видео работы пиролизного котла на основе старого газового баллона, который прекрасно справляется со своими функциями.
Главным требованием при изготовлении самодельного агрегата является применение огнеупорных материалов для изготовления пиролизной топки и камеры сжигания газа.
Эти процессы происходят при высокой температуре, поэтому важно применять материалы, обеспечивающие прочность конструкции.
Изготовление пиролизного котла
Алгоритм самостоятельного изготовления котла следующий:
- сварка пиролизной камеры с загрузочным и растопочным люками;
- сварка камеры сжигания газа с отверстием для его входа и дверцей люка для улаления золы;
- привариваривание трубы для нагнетания воздуха;
- монтаж трубы дымохода к камере сжигания газа;
- изготовление и установка колосника;
- соединение пиролизной и камеры сжигания газа сваркой или крепежными элементами;
- облицовка внутренней поверхности камер огнеупорным кирпичом;
- установка приточного вентилятора;
- установка температурного реле для управления работой вентилятора.
Чтобы изготовить пиролизный котел своими руками, из толстой листовой стали сваривается камера пиролизного процесса, в неё же производится загрузка топлива. Её размер зависит от того, чертежи какой модели используются для изготовления котла своими руками.
Для загрузки топлива в самодельный пиролизный котел используются горизонтальный или вертикальный способ, но в обоих случаях дверца загрузочного люка должна плотно закрываться, ведь процесс пиролиза происходит без доступа кислорода.
В нижней части камеры пиролиза располагается зона сжигания топлива, здесь делается отверстие для выхода пиролизного газа в нижнюю камеру сгорания. Также в этой части монтируется труба с отверстиями для нагнетания воздуха. Из стального прутка сваривается решётка-колосник, которая будет установлена на дно пиролизного бункера.
Далее из толстой листовой стали сваривается камера для горения газа. Здесь особенно высокая температура горения, поэтому изготавливать её надо особенно тщательно. В нижнюю часть камеры сгорания газов монтируется труба дымохода, в случае недостаточной тяги в неё потребуется установить вытяжной вентилятор для удаления дыма в режиме тления.
Пиролизная и газовая камеры свариваются между собой и облицовываются шамотным кирпичом для снижения нагрева металлических стенок. Для снижения потерь тепла и увеличения эффективности конструкция может быть заключена во внешний корпус из более тонкой стали.
Самодельный котел может применяться как для воздушного, так и для водяного отопления. В случае воздушного отопления он устанавливается в обогреваемом помещении, и принцип нагрева воздуха в этом случае основан на его естественной циркуляции. Но более надёжной и безопасной считается установка в отдельном помещении — котельной.
В этом случае работы в котельной, для передачи тепла в помещения используется теплоноситель, чаще всего вода. Монтаж водяной трубы производится вокруг камеры сгорания газа, в этом месте наибольшая отдача тепла. Смонтированную водяную трубу прикрывают защитным кожухом и в некоторых случаях утепляют для снижения тепловых потерь.
Сборка и проверка самодельного котла
После монтажа навесного оборудования и управляющей автоматики самодельный котёл готов к тестовому запуску. В него загружается топливо, рекомендуется использовать древесину с влажностью не более 20%, она быстро разгорится и выделит максимальное количество тепла.
Для розжига открывают дверцу, ведущую к дровам на колосниках, и поджигают их. Когда дрова разгорятся, дверцу плотно закрывают и включают вентилятор. Дверца загрузочного люка также должна быть плотно закрыта. Под действием высокой температуры без доступа воздуха в дровах начинается процесс пиролиза.
Примерно через 20-30 мин самодельный пиролизный котёл должен выйти на рабочий режим. Увидеть это можно, открыв дверцу камеры сгорания газа. Пиролизный газ под действием нагнетаемого воздуха движется вниз, смешивается с ним и горит. Пламя должно быть ровным, светло- желтого, почти белого цвета.
Ввиду высокой температуры газов, поступающих в дымоход, рекомендуется провести работы по его утеплению. В этом случае пар не будет конденсироваться на стенках дымохода, что продлит срок его эксплуатации.
Коммуникации, соединяющие самодельный котел с радиаторами отопления в помещении, также должны быть утеплены, для сохранения температуры теплоносителя.
Карта сайта / Вентиляция / Водоснобжение / Отопление /
Котел длительного горения своими руками: фото, чертежи
Различные варианты отопления загородного дома имеют своих сторонников и противников. В настоящее время наблюдается постоянный и устойчивый рост стоимости основных видов топлива, что подталкивает потребителей обращаться к наименее дешевым вариантам. Наиболее оптимальным, доступным для рядового жителя нашей страны является использование дров в качестве топлива. При этом, в отличие от газа и электричества, не требующих постоянного внимания, печи и котлы на твердом топливе необходимо периодически загружать новыми порциями, что значительно снижает их удобство в эксплуатации. Одним из способов оптимизации применения дровяных колов является оснащение их печами длительного горения. Раскроем технологию самостоятельного изготовления котла длительного горения на страницах этой статьи.
Следует отметить, что при нормальном горении дров периодичность загрузки новых порций топлива составляет в среднем 2-3 часа. Для увеличения этого времени до 20-30 часов при тех же объемах загрузки необходимо получить не горение топлива в котле, а его активное тление путем ограничения количества поступающего в зону горения воздуха.
Предлагаемый вариант котла длительного горения изготавливается из куска толстостенной стальной трубы диаметром 300 миллиметров и длиной около 850. в верхней части вварен отводок из трубы диаметром 100 миллиметров. Длина его не превышает 40 сантиметров.
Весь секрет показанной конструкции котла в использовании своеобразного ограничителя зоны горения топлива, который уплотняет дрова и не позволяет избыточному количеству кислорода участвовать в реакции.
Приспособление представляет собой отрезок трубы диаметром 60 миллиметров, длина которого чуть больше общей длины печи и равна 900 миллиметров. К нижнему торцу ограничителя приваривается стальной диск диаметром 270 миллиметров с крыльчаткой из шести дугообразных лопастей. Внутренний диаметр трубы ограничен двадцатью миллиметрами с целью ограничения количества воздуха, поступающего в зону горения.
Верхняя часть нашей печи длительного горения закрывается съемной круглой крышкой, в которой выполнено центральное отверстие, диаметр которого чуть больше наружного диаметра штока ограничителя, что позволяет ему свободно перемещаться внутри топливного прибора.
В нижней части корпуса печи необходимо изготовить небольшое прямоугольное отверстие, оснащенное открывающейся дверцей. Оно используется для периодического удаления продуктов сгорания топлива. Необходимо отметить, что в связи с невысокой скоростью горения, дрова сгорают более полно, что ведет к значительному снижению образования золы в камере сгорания котла, а так же копоти в самой печи и дымоходе.
Тепло, образующееся при сгорании топлива может направляться для обогрева жидкого теплоносителя, которым заполнена система отопления дома. Возможны несколько вариантов передачи тепла от тлеющего топлива. Первый, более простой в реализации — создание водяной рубашки вокруг всей зоны горения. Данную конструкцию можно сравнить с термосом, внутри которого находится топливо, а между внутренней и наружной стенками циркулирует теплоноситель.
Второй же вариант подразумевает подвод жидкости непосредственно внутрь поршня, прижимающего дрова в процессе работы печи. Данная конструкция технически достаточно сложна в реализации и эксплуатации. На рисунке ниже изображен теплообменник банной печи, которая не имеет подвижных конструктивных элементов. Поэтому вполне приемлемо располагать его непосредственно в зоне горения дров.
К баку присоединяются трубопроводы, по которым подается и отводится вода.
Принципиально схема работы самодельного котла длительного горения выглядит следующим образом.
Заложенная через загрузочное отверстие большого диаметра, расположенное выше середины корпуса печи партия дров поджигается в верхней своей части. Непосредственно над топливом располагается ограничитель, опирающийся на дрова коническим хвостовиком. Величина этой части играет главную роль в регулировании объема зоны непосредственного горения. Раздвижная телескопическая труба, в описанном нами изделии заменена на единый шток увеличенной длины. По мере горения дров к котле и опускания дров ограничитель подачи воздуха постепенно опускается в нижнюю часть печи. Он же, в зависимости от величины опускания штока, может играть роль сигнализатора дозагрузки очередной партии топлива. В качестве последнего могут быть использованы не только дрова, но и уголь, брикетированный торф, а также приобретающие все большую популярность в последнее время пеллеты.
Для более полной информации по изготовлению своими руками элементов описанного вида твердотопливных котлов предлагаем вниманию домашних мастеров чертеж деталей печи длительного горения.
Для увеличения нажмите на картинку
На нем более подробно указаны основные габаритные и посадочные размеры не только корпуса котла, но и других деталей. Для облегчения представления о форме и расположении некоторых элементов конструкции в чертеж включены несколько разрезов и сечений.
Описанная нами самодельная конструкция твердотоплевного котла длительного горения может найти широкое применение не только у владельцев частных домов, но и у цветоводов и овощеводов. Ее использование может позволить получить практически круглый год высокие урожаи цветов и овощей в отапливаемых теплицах. При этом в отличие от парников, отапливаемых электроэнергией или газом, себестоимость продуктов, выращенных с использованием твердотопливных котлов будет значительно снижена. В случае установки теплиц в непосредственной близости от жилого дома возможно подключение ее к общедомовой системе отопления.
Теперь посмотрим процесс закладки дров и розжига такой печки.
Уважаемые читатели, комментируйте статью, задавайте вопросы, подписывайтесь на новые публикации — нам интересно ваше мнение 🙂
Руководство по схемам трубопроводов и приборовНа схеме трубопроводов и приборов, или P&ID, показаны трубопроводы и связанные с ними компоненты физического потока процесса. Чаще всего используется в инженерной сфере.
Функции и назначение P&ID
P&ID являются основой для обслуживания и модификации процесса, который он представляет графически. На этапе проектирования диаграмма также служит основой для разработки схем управления системой, таких как исследование опасностей и работоспособности (HAZOP).
Для технологических установок это графическое представление
- Основные детали трубопроводов и приборов
- Схемы управления и отключения
- Безопасность и нормативные требования
- Основная информация о запуске и эксплуатации
Когда использовать P&ID и кто их использует
P&ID представляют собой схематическую иллюстрацию функциональных взаимосвязей компонентов трубопроводов, контрольно-измерительных приборов и системного оборудования, используемых в области контрольно-измерительных приборов и систем управления или автоматизации. Обычно они создаются инженерами, которые разрабатывают производственный процесс для физического предприятия.
Для этих объектов обычно требуются сложные химические или механические этапы, которые намечены с помощью P&ID для строительства завода, а также для поддержания безопасности предприятия в качестве справочной информации для информации о безопасности процесса (PSI) в управлении безопасностью процесса (PSM). Если что-то пойдет не так, просмотр P&ID обычно является хорошей отправной точкой. P&ID — это бесценные документы, которые нужно держать под рукой, независимо от того, используются ли они для оптимизации существующего процесса, замены оборудования или руководства по проектированию и внедрению нового объекта. Имея записи, которые они предоставляют, изменения можно планировать безопасно и эффективно с помощью управления изменениями (MOC).
P&ID используются полевыми техниками, инженерами и операторами для лучшего понимания процесса и взаимосвязи приборов. Они также могут быть полезны при обучении рабочих и подрядчиков.
Что такое P&ID?
P&ID играют важную роль в мире технологических процессов, демонстрируя взаимосвязь, но они не обязательно включают спецификации. Спецификации обычно предоставляются в отдельных документах. Но они невероятно полезны во многих отношениях, в том числе:
- Оценка строительных процессов
- Служит основой для программирования управления
- Разработка руководств и стандартов для эксплуатации объекта
- Подготовить документы, объясняющие, как работает процесс
- Обеспечение общего языка для обсуждения операций завода
- Создание и внедрение принципов безопасности и контроля
- Разработка концептуальной схемы химического или производственного предприятия
- Форма рекомендаций по сметам, проектированию оборудования и проектированию трубопроводов
В чем разница между технологической схемой (PFD) и схемой трубопроводов и приборов (P&ID)?
Детали приборов зависят от степени сложности конструкции. Упрощенные или концептуальные проекты называются схемами технологических процессов (PFD). PFD показывает меньше деталей, чем P&ID, и обычно является первым шагом в процессе проектирования — больше с высоты птичьего полета. Более полные схемы трубопроводов и контрольно-измерительных приборов (P&ID) показаны в P&ID.
Каковы ограничения P&ID?
Поскольку P&ID представляют собой графическое представление процессов, они имеют некоторые ограничения. На них нельзя полагаться как на настоящие модели, потому что они не обязательно нарисованы в масштабе или геометрически точны. Для них также не существует общепринятого универсального стандарта, поэтому они могут выглядеть по-разному от компании к компании — или даже внутри одной компании — в зависимости от внутренних стандартов, типа используемой программной системы и предпочтений создателя. Вот почему важно разработать и проверить документацию, которая сводится к реальным гайкам и болтам вспомогательных документов.
Взгляните на вспомогательные документы P&ID
Поскольку P&ID представляют собой схематические обзорные изображения, вам нужны документы для разъяснения деталей и спецификаций. Вот некоторые из них:
- Технологические схемы (PFD) . P&ID происходят от PFD. PFD — это изображение отдельных шагов процесса в последовательном порядке. Элементы, которые могут быть включены: последовательность действий, материалы или услуги, входящие или выходящие из процесса (входы и выходы), решения, которые необходимо принять, люди, которые участвуют, время, затрачиваемое на каждом этапе, и/или измерения процесса.
- Спецификации материалов трубопроводов (PMS) . Здесь вы найдете подробную информацию о материалах конструкции, прокладках, болтах, фитингах.
- Спецификации оборудования и приборов (EIS) . Стандарты и детали, слишком обширные для включения в P&ID, включены в EIS, включая область применения, стандарты, нормы и спецификации, определения и терминологию, материалы конструкции, основу проектирования, механическую часть/изготовление, гарантии, испытания и проверки, документацию и отгрузку.
- Спецификация функциональных требований (FRS).
Как работает завод или система, подробно описано в FRS. Он включает в себя функциональное описание, коммуникацию и определение объема процесса.
Что должен включать P&ID?
Хотя не существует точных стандартов для того, как должны быть построены P&ID, были стандарты, предложенные Практикой перерабатывающей промышленности (PIP), консорциумом владельцев перерабатывающей промышленности и подрядчиков по инженерному строительству, которые обслуживают отрасль. PIC001: Критерий документации схемы трубопроводов и приборов подробно описывает, что должно содержать P&ID:
- Механическое оборудование с названиями и номерами
- Все клапаны и их обозначения
- Технологические трубопроводы, размеры и обозначение
- Разное — вентиляционные отверстия, дренажи, специальные фитинги, линии отбора проб, редукторы, удлинители и обжимные устройства
- Линии постоянного пуска и промывки
- Направления потока
- Справочник по межсоединениям
- Входы и выходы управления, блокировка
- Категория сейсмостойкости
- Интерфейсы для смены класса
- Уровень качества
- Входы оповещения
- Вход системы управления компьютером
- Интерфейсы поставщика и подрядчика
- Идентификация компонентов и подсистем, поставленных другими
- Предполагаемая физическая последовательность оборудования
- Номинальная мощность или мощность оборудования
Что не должно включаться в P&ID?
Мелкие подробности лучше оставить для подтверждающих документов. Вы хотите создать P&ID, которые создают ясность, а не беспорядок. По этой причине вам следует опустить:
- Корневые клапаны инструментов
- Реле управления
- Ручные переключатели
- Первичные инструментальные трубки и клапаны
- Данные давления, температуры и расхода
- Отводы, тройники и аналогичные стандартные фитинги
- Подробные пояснения
Водонагреватели с тепловым насосом | Министерство энергетики
Изображение
Большинство домовладельцев, у которых есть тепловые насосы, используют их для обогрева и охлаждения своих домов. Но тепловой насос также может быть использован для нагрева воды — либо как автономная система нагрева воды, либо как комбинированная система нагрева воды и кондиционирования воздуха.
Как они работают
Изображение
Водонагреватели с тепловым насосом используют электричество для перемещения тепла из одного места в другое вместо непосредственного производства тепла. Следовательно, они могут быть в два-три раза более энергоэффективными, чем обычные электрические водонагреватели сопротивления. Для перемещения тепла тепловые насосы работают как холодильник наоборот.
В то время как холодильник извлекает тепло из коробки и отправляет его в окружающее помещение, автономный воздушный тепловой насос водяной нагреватель забирает тепло из окружающего воздуха и передает его — при более высокой температуре — в нагреть воду в накопительном баке. Вы можете приобрести автономную систему нагрева воды с тепловым насосом в виде интегрированного блока со встроенным баком-аккумулятором воды и резервными нагревательными элементами сопротивления. Вы также можете модернизировать тепловой насос для работы с существующим обычным накопительным водонагревателем.
Водонагреватели с тепловым насосом должны устанавливаться в местах с круглогодичной температурой от 40º до 90ºF (4,4–32,2ºC) и обеспечивать воздушное пространство вокруг водонагревателя не менее 1000 кубических футов (28,3 кубических метра). Воздух, проходящий через испаритель, может выбрасываться в помещение или на улицу.
Водонагреватели с тепловым насосом не будут эффективно работать в холодном помещении, поскольку они, как правило, охлаждают помещение, в котором находятся. Установка их в помещении с избыточным теплом, например в котельной, повысит их эффективность.
Вы также можете установить систему воздушного теплового насоса, которая сочетает в себе отопление, охлаждение и нагрев воды. Эти комбинированные системы забирают тепло в помещение из наружного воздуха зимой и из внутреннего воздуха летом. Поскольку они удаляют тепло из воздуха, любой тип системы теплового насоса с воздушным источником работает более эффективно в теплом климате.
Домовладельцы в первую очередь устанавливают геотермальные тепловые насосы, – которые извлекают тепло из земли зимой и из воздуха в помещении летом, для обогрева и охлаждения своих домов. Для нагрева воды можно добавить пароохладитель к системе геотермального теплового насоса. Пароохладитель — это небольшой вспомогательный теплообменник, который использует перегретые газы из компрессора теплового насоса для нагрева воды. Затем эта горячая вода циркулирует по трубе в бак накопительного водонагревателя в доме.
Пароохладители также доступны для безрезервуарных водонагревателей или водонагревателей по потребности. Летом пароохладитель использует избыточное тепло, которое иначе ушло бы в землю. При частой работе в летнее время геотермальный тепловой насос может обеспечить большую часть ваших потребностей в горячей воде.
Осенью, зимой и весной, когда пароохладитель не производит столько избыточного тепла, вам придется больше полагаться на накопитель или водонагреватель по требованию. Некоторые производители также предлагают трехфункциональные системы геотермальных тепловых насосов, которые обеспечивают отопление, охлаждение и горячее водоснабжение. Они используют отдельный теплообменник для удовлетворения всех потребностей домохозяйства в горячей воде.
Выбор водонагревателя с тепловым насосом
Системы водонагревателей с тепловым насосом обычно имеют более высокие начальные затраты, чем обычные накопительные водонагреватели. Однако они имеют более низкие эксплуатационные расходы, что может компенсировать более высокие затраты на покупку и установку.
Перед покупкой системы водяного отопления с тепловым насосом также необходимо учитывать следующее:
- Размер и мощность первого часа
- Тип топлива и доступность
- Энергоэффективность (коэффициент энергии)
- Общие затраты
Если вы планируете установить в своем доме интегрированную систему водяного отопления, обогрева помещений и охлаждения с тепловым насосом, ознакомьтесь с нашей информацией о воздушных тепловых насосах и геотермальных тепловых насосах.
Установка и обслуживание
Правильная установка и техническое обслуживание вашей системы водяного нагрева с тепловым насосом может оптимизировать ее энергоэффективность.
Правильная установка зависит от многих факторов. Эти факторы включают тип топлива, климат, требования местных строительных норм и правил и вопросы безопасности. Поэтому лучше всего, чтобы ваш тепловой насос устанавливал квалифицированный подрядчик по сантехнике и отоплению (или установщик/проектировщик системы геотермального теплового насоса).
При выборе квалифицированного специалиста выполните следующие действия:
- Запросите смету расходов в письменном виде
- Запросите рекомендации
- Уточните информацию о компании в местном Бюро по улучшению бизнеса
- Узнайте, получит ли компания при необходимости местное разрешение и понимает ли местные строительные нормы и правила.
Периодическое техническое обслуживание водонагревателя может значительно продлить срок службы водонагревателя и свести к минимуму потерю эффективности. Прочтите руководство пользователя для конкретных рекомендаций по техническому обслуживанию.
Повышение энергоэффективности
После правильной установки и обслуживания водонагревателя попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, чтобы снизить счета за нагрев воды. Некоторые энергосберегающие устройства и системы выгоднее устанавливать вместе с водонагревателем.
- Учить больше
- Ссылки
Водонагреватели с тепловым насосом
Сокращение потребления горячей воды для энергосбережения Узнать больше
Выбор нового водонагревателя Узнать больше
Определение размеров нового водонагревателя Узнайте больше
Оценка затрат и эффективности водонагревателей, водонагревателей и тепловых насосов Узнать больше
Сокращение потребления горячей воды для энергосбережения Узнать больше
Товары и услуги для нагрева воды Узнать больше
- Водонагреватели ENERGY STAR
- Найти подрядчика — Ассоциация подрядчиков по сантехнике, отоплению и охлаждению
курсов PDH онлайн.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологические курсы или курсы по энергосбережению
.»
Рассел Бейли, ЧП
Нью-Йорк
«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам,
познакомив меня с новыми источниками
информации». Я многому научился, и они
очень быстро отвечали на вопросы.
Это было на высшем уровне. Буду использовать
снова. Спасибо».0086
«Веб-сайт прост в использовании. Хорошо организован. Я действительно буду пользоваться вашими услугами снова.
Я передам название вашей компании
другим сотрудникам.»
Рой Пфлейдерер, ЧП
Нью-Йорк
«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком
с деталями Канзас
Авария в City Hyatt. »
Майкл Морган, ЧП
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится, что я могу просмотреть текст перед покупкой. Я обнаружил, что класс
информативный и полезный
в моей работе. «
Уильям Сенкевич, P.E.
Флорида
познавательный. Вы
— лучшее, что я нашел ».
Рассел Смит, P.E.
Пеннсильвания
» Я считаю, что этот подход упрощает для рабочего машиностроения.
материала». На самом деле
человек изучает больше
от неудач ».
Джон Скондры, P.E.
Penssylvania
9008,
way of teaching.»
Jack Lundberg, P.E.
Wisconsin
«I am very impressed with the way you present the courses; т. е. позволяя
Студент для рассмотрения курса
Материал перед оплатой и
Получение викторины. » курсы. Я, конечно, многому научился и
получил огромное удовольствие».0002 «Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством содержания материалов и простотой поиска
онлайн-курсов
.»
Уильям Валериоти, ЧП
Техас
«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был прост для понимания. Фотографии в основном давали хорошее представление о
обсуждаемых темах.»
Майкл Райан, ЧП
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»
Джеральд Нотт, П.Е.
Нью-Джерси
«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это было
информативно, выгодно и экономично.
Я настоятельно рекомендую это
всем инженерам ».
Джеймс Шурелл, стр. , и
не основаны на какой-то неясной секции
законов, которые не применяются
к «нормальной практике.»0003 Марк Каноник, ЧП Нью-Йорк «Большой опыт! Я многому научился, чтобы взять его с собой в свою организацию медицинского устройства ». Иван Харлан, ЧП Теннесси «Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологий». Юджин Бойл, ЧП Калифорния «Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представленной, , а онлайн -формат был очень , доступный и легкий до с использованием. Патрисия Адамс, ЧП Канзас «Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению физкультуры в рамках временных ограничений лицензиата». Джозеф Фриссора, ЧП Нью-Джерси «Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает иметь обзор текстового материала. предоставлены фактические случаи». Жаклин Брукс, ЧП Флорида «Общие ошибки ADA в дизайне объектов очень полезен. Тест требовал Исследования в Документ , но Ответы были Благодарность.»
Гарольд Катлер, ЧП
Массачусетс
«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора
in traffic engineering, which I need
to fulfill the requirements of
PTOE certification. »
Joseph Gilroy, P.E.
Illinois
«A very convenient and affordable способ заработать CEU для моих требований PG в штате Делавэр. До сих пор все курсы, которые я посещал, были отличными.
Надеюсь увидеть больше 40%
Курсы дисконтирования. «
КРИСТИНКА НИККОЛАС, P.E.
New York
» Radiolab дополнительные
курсы. Процесс прост и
намного эффективнее, чем
необходимость путешествовать.0086
Айдахо
«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для
инженеров-профессионалов в получении единиц PDH
в любое время. Очень удобно.»
Пол Абелла, ЧП
Аризона
«Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много
времени, чтобы исследовать, где 9″Это было очень познавательно и познавательно. Легко для понимания с иллюстрациями
и графиками; определенно облегчает
усвоение всех
теорий.»
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
»Хороший обзор принципов полупроводника. Мне понравилось пройти курс по телефону
. .»
Клиффорд Гринблатт, ЧП
Мэриленд
«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить
викторина. Я буду EXPLAY рекомендации
You To Every PE, нуждающийся в
CE. тем во многих областях техники».0086
«I have re-learned things I have forgotten. I am also happy to benefit financially
by your promo email which
reduced the price
на 40%. »
Конрадо Касем, ЧП
Теннесси
«Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»
Чарльз Флейшер, ЧП
Нью-Йорк
«Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал кодексы профессиональной этики
и правила Нью-Мексико
».
Брун Гильберт, ЧП
Калифорния
«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»
Дэвид Рейнольдс, ЧП
Канзас
«Очень доволен качеством тестовых документов. Будет использовать CEDengineerng
, когда потребуется дополнительная сертификация
.»
Томас Каппеллин, ЧП
Иллинойс
«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и поставили
ME, за что я заплатил — много
Оценка! » для инженера». 0086
Хорошо расположено. «
Glen Schwartz, P.E.
Нью -Джерси
. Вопросы были подходящими для Mardings, а Marudons IS
.
для дизайна дерева.»
Брайан Адамс, ЧП
Миннесота
«Отличный звонок по телефону помог мне получить 9 советов.»0086
Роберт Велнер, ЧП
New York
«У меня был большой опыт работы с прибрежным строительством — проектирование
.
Денис Солано, ЧП
Флорида
«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси были очень
хорошо подготовлено.»
Юджин Брекбилл, ЧП
Коннектикут 9008.082 Good Experience 9008. Мне нравится возможность загрузить учебный материал на
Обзор везде и
ВСЕГДА. »
Тим Чиддикс, P.E.
Colorado
9002 » ОтличноColorado
9008 «! Сохраняйте широкий выбор тем на выбор».
Уильям Бараттино, ЧП
Вирджиния
«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»
Тайрон Бааш, ЧП
Иллинойс
«Вопросы на экзамене были наводящими и демонстрировали понимание
материала. Тщательный
и всеобъемлющий. «
Майкл Тобин, стр. моя линия
работы. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова.»
Анджела Уотсон, ЧП
Монтана
«Простота в исполнении. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»
Кеннет Пейдж, ЧП
Мэриленд
«Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии.
Луан Мане, ЧП
Conneticut
«Мне нравится подход, позволяющий зарегистрироваться и иметь возможность читать материалы в автономном режиме, а затем
вернуться, чтобы пройти тест.»
Алекс Млсна, ЧП
Индиана
«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю
Это вся информация, которую я могу
Использование в реальных Жизненные ситуации. «
Natalie Deringer, P.E.
South Dakota
9008 9003South Dakota
9008
курс».0086
«веб -сайт легко использовать, вы можете загрузить материал для изучения, затем вернуться
и пройти тест. .»
Майкл Гладд, ЧП
Грузия
«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»
Деннис Фундзак, ЧП
Огайо
«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать сертификат PDH
. Спасибо, что сделали этот процесс простым.»
Фред Шайбе, ЧП
Висконсин
«Положительный опыт. Быстро нашел курс, который соответствует моим потребностям, и прошел
один час PDH за
Один час. «
Стив Торкильдсон, P.E.
South Carolina
» Мне нравилось загружать документы для обзора
9008 9008 «, и мне нравилось загрузить документы для обзора 9008 9, и я любил загружать документы для обзора 9008 9, и в состоянии загрузить документы для рассмотрения 9008″ 9008 «.
наличие для оплаты
материалов.»
Richard Wymelenberg, P.E.0003 «Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками.» Дуглас Стаффорд, ЧП Техас «Всегда есть возможности для улучшения, но я не могу придумать ничего в вашем процессе, который нуждается в улучшении.» Томас Сталкап, ЧП Арканзас «Мне очень нравится удобство прохождения онлайн-викторины и немедленного получения сертификата .» Марлен Делани, ЧП Иллинойс «Обучающие модули CEDengineering — это очень удобный способ получить доступ к информации по многим различным техническим областям 2 за пределами0085 Специализация самого
необходимо путешествовать ».
Гектор Герреро, P.E.
Georgia
Steam Accumulators | Spirax Sarco
. Дом / Узнать о паре /
Паровые аккумуляторы
Содержание
- Введение
- Котлы Shell
- Водотрубные котлы
- Разные типы котлов Экономайзеры и пароперегреватели
- Рейтинг котлов
- КПД котла и сжигание
- Котельная арматура и крепления
- Заголовки Steam и отрывки
- Хранение и продувка воды для паровых котлов
- Вода для котла
- Питательный резервуар и подготовка питательной воды
- Контроль TDS в котловой воде
- Рекуперация тепла от продувки котла Только управление TDS
- Нижняя продувка
- Уровни воды в паровых котлах
- Методы определения уровня воды в паровых котлах
- Автоматические системы контроля уровня
- Сигнализация уровня воды
- Установка регуляторов уровня
- Требования к испытаниям в котельной
- Деаэраторы под давлением
- Паровые аккумуляторы
Назад к информации о Steam
Аккумуляторы пара
Полный обзор потребности в хранении пара для удовлетворения пиковых нагрузок в конкретных отраслях, включая проектирование, строительство и эксплуатацию аккумуляторов пара, с расчетами.
Пароаккумулятор предназначен для выпуска пара, когда потребность превышает возможности котла в данный момент, и для приема пара, когда потребность низка.
Паровые аккумуляторы иногда считают пережитком «эпохи пара», мало применимым в современной промышленности.
Следующие разделы этого модуля:
- Покажут, как паровой аккумулятор может улучшить работу современной установки.
- Обсудите факторы, которые делают аккумуляторы пара сейчас еще более необходимыми, чем в прошлом.
- Предоставление рекомендаций по определению размеров и выбору соответствующего вспомогательного оборудования.
Дизайн котла
Современные котлы значительно меньше, чем их аналоги всего 30 лет назад. Это уменьшение размера котла было вызвано пользователями, которые требуют, чтобы котлы были:
- Более эффективными с точки зрения расхода топлива на выход пара.
- Более чутко реагируют на изменения спроса.
- Меньше, поэтому занимает меньше места.
- Дешевле купить и установить.
Эти цели были частично достигнуты благодаря современным более совершенным системам управления/горелкам, которые быстрее и точнее реагируют на изменения спроса, чем в прошлые годы. Однако реакция котла на изменения спроса также зависит от законов природы, например: сколько воды нужно нагреть и площадь теплопередачи, доступная для передачи этого тепла от пламени горелки воде.
Время отклика было улучшено за счет физического уменьшения внешних размеров котла для любой заданной мощности и заполнения внутренней части трубами для увеличения площади теплопередачи. Это значит, что современный котел вмещает меньше воды, а площадь теплообмена на кг воды больше. Рассмотрим ситуацию сегодня:
- Потребность в паре от установки увеличилась, а давление в котле упало до уставки управления горелкой.
- Автомат горения продувает камеру сгорания, и горелка зажигается.
- Большая площадь теплопередачи и меньшая масса воды в сочетании обеспечивают быстрое испарение воды в котле для удовлетворения потребности в паре.
Как описано в Модуле 3.7 «Оборудование и монтаж котла», энергия, хранящаяся в котле, содержится в воде, температура которой поддерживается при температуре насыщения. Чем больше количество воды в бойлере, тем больше энергии сохраняется, чтобы справиться с изменениями спроса/нагрузки.
В таблице 3.22.1 сравнивается старый ланкаширский котел 19-го века.50-х годов с современным блочным котлом. Обратите внимание, что современный компактный котел содержит только 20% воды, содержащейся в ланкаширском котле аналогичного номинала. Отсюда следует, что запас энергии в современном блочном котле составляет всего 20% от ланкаширского котла. Это говорит о том, что современный компактный котел не может справиться с пиковыми нагрузками так, как это мог сделать старый ланкаширский котел.
Также обратите внимание на Таблицу 3. 22.1, что «скорость выхода пара» с поверхности воды внутри современного блочного котла увеличилась в 2,7 раза. Это означает, что у пара есть только 1/2,7 (40%) времени, доступного в ланкаширском котле, чтобы отделиться от воды. В периоды пиковой нагрузки это может означать, что влажный пар выводится из современного модульного котла и, возможно, при более низком давлении, чем то, для которого он был разработан. Рассмотрено в Модуле 3.12 «Контроль TDS в котловой воде».
Вода, переносимая с паром, будет грязной (примерно 3 000 ppm TDS) и загрязнит регулирующие клапаны и поверхности теплопередачи. Он может даже блокировать некоторые меньшие отверстия в устройствах измерения давления, конденсатоотводчиках и т. д.
Примечание: Информация для создания Таблицы 3.22.1 была предоставлена Thermsave. Имперские единицы также показаны в таблице, чтобы дать представление о факторах, которые применялись при проектировании котлов в прошлом.
Пиковая потребность
Потребность в паре на любой технологической установке редко бывает стабильной, но размер и тип колебаний зависят от области применения и отрасли. Пики могут возникать раз в неделю или даже раз в день во время запуска.
Самые большие проблемы, вызванные пиковым спросом, обычно связаны с предприятиями периодической обработки:
- Пивоварение.
- Текстиль.
- Химчистка.
- Консервирование.
- Производители легких бетонных блоков.
- Специализированные направления металлургической промышленности.
- Резинотехнические производства с большими автоклавами.
Для этих процессов пики могут быть тяжелыми и длительными и измеряться долями часа.
В качестве альтернативы, циклы нагрузки могут состоять из кратковременных частых пиков короткой продолжительности, но с очень высокой мгновенной скоростью потока:
- Отделка чулочно-носочных изделий.
- Резина.
- Молдинг из пластика и полистирола.
- Паровой пилинг.
- Больничная и промышленная стерилизация.
Рисунок 3. 22.1 показывает, что в каждом случае требования почти мгновенные, а пики значительно превышают среднюю нагрузку. Результатом внезапной нагрузки на котельную является падение давления в котле, поскольку котел и связанное с ним оборудование для сжигания не могут генерировать пар со скоростью, с которой он отбирается.
Пиковые нагрузки и последующие перепады давления могут иметь весьма серьезные последствия для заводского производства.
В худшем случае произойдет «блокировка» котла из-за повышения уровня воды, вызванного быстрым кипением, с последующим его разрушением. Это воспринимается регуляторами уровня как сигнал тревоги низкого уровня воды.
В лучшем случае пар получается влажным и загрязненным. Это, в сочетании со снижением давления, может привести к:
- Увеличению времени процесса.
- Снижение качества продукции или даже повреждение или потеря продукции.
- Гидравлический удар в паропроводе, вызывающий повреждение трубопроводов и фитингов и возможную опасность для персонала.
Для котельной за пиковые нагрузки отвечают:
- Более высокий уровень технического обслуживания.
- Сокращение срока службы котла.
- Снижение эффективности использования топлива.
Это связано с тем, что оборудование для сжигания постоянно переключается с малого на большой огонь и даже отключается в периоды очень низкого потребления только для того, чтобы снова включиться через несколько минут со всеми эффектами охлаждения до и после продувки.
Можно использовать несколько котлов или котлов увеличенной мощности, чтобы справиться с пиковым спросом (и последующим спадом спроса), что неизбежно приводит к низкой эффективности.
Чтобы проиллюстрировать этот момент, можно предположить, что:
- Для среднего парового котла менее 1% потерь приходится на тепло, излучаемое корпусом котла (например: 1% максимальной продолжительной мощности ( МКР) котла).
- Если котел тогда производит 50 % своего MCR, потери из-за излучения составляют 2 % относительно его производительности.
- Если котел производит 25% своего MCR, потери составляют 4% его производительности.
И так далее, пока в котле просто не будет поддерживаться давление без подачи пара на завод. На данный момент 1 % его MCR – это 100 %-ная потеря по отношению к его производительности пара .
Если котельная рассчитана на пиковые нагрузки, возникают проблемы из-за превышения мощности по сравнению со средней потребностью. На практике котел может отключиться в период низкого спроса. Если за этим последует внезапный всплеск потребления, а котел не запустится, может возникнуть аварийная ситуация.
Прозвучит сигнал тревоги, котел может заблокироваться, а восстановление пара будет медленным и трудным.
Короче говоря, пики ответственны за:
- Потери производства.
- Снижение качества продукции.
- Увеличено время производства.
- Некачественный пар из котла.
- Низкая топливная экономичность.
- Высокие затраты на обслуживание.
- Сокращение срока службы котла.
Методы выравнивания нагрузки
Современные котлы очень эффективны при правильной загрузке и быстро реагируют на увеличение нагрузки при условии, что котел работает. Тем не менее, обычные котлы с кожухом, как правило, не могут удовлетворительным образом удовлетворить большие пиковые нагрузки и должны быть защищены от больших колебаний нагрузок.
В попытке создать стабильную схему нагрузки для защиты котельной установки от воздействия больших флуктуирующих нагрузок используются различные методы.
Технические методы:
Клапаны поддержания давления (также называемые избыточными клапанами) могут использоваться в качестве устройств сброса нагрузки, изолируя второстепенные части установки и тем самым отдавая приоритет основным установкам, типовое расположение показано на рис. 3.22.2. Успех этого метода снова зависит от серьезности пиков и предположения, что котел работает, когда пики развиваются.
Избыточные клапаны также могут быть установлены непосредственно на котле или на паропроводе на заводе, как показано на рис. 3.22.3.
Установочное давление должно быть:
- Меньше, чем давление управления «высоким пламенем», чтобы предотвратить какое-либо влияние системы контроля избытка на управление горелкой.
- Достаточно высокое, чтобы поддерживать давление в котле на безопасном уровне.
Что касается размеров перепускного клапана, то требуется минимальный перепад давления. В качестве общего указания следует рассмотреть клапан размера линии.
Двухэлементный или трехэлементный контроль уровня воды. Они могут быть успешными до тех пор, пока пики не будут сильными, и котел запустится, когда пики будут развиваться; котел также должен иметь достаточную мощность.
Двухэлементное управление использует входные данные от регуляторов уровня воды в котле и расход пара для позиционирования регулирующего клапана питательной воды.
В трехэлементном управлении используются два вышеуказанных элемента плюс входной сигнал от устройства измерения расхода питательной воды для управления расходом поступающей питательной воды, а не только положением регулирующего клапана питательной воды. (Этот третий элемент подходит только для котлов, использующих плавное регулирование уровня в котельных с кольцевой магистралью питательной воды.)
Пример 3.22.1
Котел рассчитан на производительность 5 000 кг/ч «От и до»
Настройки высокого/низкого давления горения: 11,3/12,0 бари соответственно (12,3/13,0 бар абс.).
Настройка перепускного клапана: 11,0 бар изб. (12,0 бар абс.).
- Исходя из скорости примерно 25 м/с, следует выбрать паропровод диаметром 100 мм.
- Kvs стандартного перепускного клапана DN100 составляет 160 м³/ч
- Используя следующее уравнение массового расхода для насыщенного пара, можно рассчитать давление после перепускного клапана (P2):
В этом примере при слабом пламени давление в котле указано как 12 бар изб. (13 бар абс.).
Из уравнения 3.21.2 можно рассчитать, что давление после полностью открытого перепускного клапана составляет 11,89 бар изб. (12,89 бар абс.).
Следовательно, падение давления невелико (0,11 бар) и не будет значительным при нормальной работе. Однако, если давление упадет до 11,0 бар изб., перепускной клапан начнет закрываться, чтобы поддерживать давление на входе.
Пропорциональный диапазон на контроллере должен быть установлен как можно более узким, чтобы клапан не «рыскал» вокруг уставки.
Оба метода применения клапанов поддержания давления могут обеспечить защиту котельной установки, но они не устранят фундаментальное требование большего количества пара для процесса.
Методы управления
К ним относятся, например, поэтапный запуск процессов для минимизации пиковых нагрузок. Этот метод сглаживания пиков может быть полезен для котельной, но может быть вредным и ограничивать производство, имея почти такой же эффект, как и клапан поддержания давления .
Однако сгладить кратковременные пики, используя только методы управления, невозможно.
На заводе, где есть много отдельных процессов, создающих такие пики, это может оказать выравнивающее воздействие на нагрузку, но в равной степени это также может привести к одновременному пику многих отдельных процессов с катастрофическими последствиями.
Если вышеуказанные методы не обеспечивают требуемой стабильности спроса, возможно, пришло время рассмотреть возможность хранения пара.
Аккумулятор пара
Наиболее подходящим средством мгновенной подачи чистого сухого пара для удовлетворения пикового спроса является использование метода хранения пара, чтобы его можно было «выпустить» при необходимости. Хранение пара в виде газа под давлением нецелесообразно из-за огромного объема хранения, необходимого при нормальном давлении в котле.
Это лучше всего пояснить на примере:
В примере, используемом далее в этом модуле, используется сосуд объемом 52,4 м³.
- Давление нагнетания 10 бари (удельный объем = 0,177 м³/кг).
- Давление нагнетания составляет 5 бар изб. (удельный объем = 0,315 м³/кг).
Исходя из этих параметров, результирующая энергия, запасенная и готовая к мгновенной передаче в установку, содержится в 130 кг пара. Это составляет всего 5,2% энергии, сохраненной и готовой к использованию, по сравнению с наполненным водой аккумулятором.
На практике существует два способа получения пара:
- Добавляя тепло к кипящей воде косвенно через трубу для сжигания и горелку, как в обычном котле.
- За счет снижения давления на воду, хранящуюся при температуре насыщения. Это приводит к избытку энергии в воде, что приводит к тому, что часть воды превращается в пар.
Это явление известно как «вскипание», а оборудование, используемое для хранения воды под давлением, называется паровым аккумулятором. В принципе, существует два типа систем хранения пара; аккумулятор перепада давления и аккумулятор постоянного давления. Этот модуль рассматривает только первый тип.
Аккумулятор пара, по сути, является расширением емкости накопления энергии котла(ей). Когда потребность установки в паре невелика, а котел способен производить больше пара, чем требуется, избыточный пар впрыскивается в массу воды, хранящейся под давлением. Со временем содержание хранящейся воды будет увеличиваться по температуре и давлению, пока, наконец, не достигнет температуры насыщения для давления, при котором работает котел.
Потребность превысит возможности котла, когда:
- Нагрузка подается быстрее, чем котёл успевает среагировать – например, горелка(и) может(и) погаснуть, и перед безопасным розжигом горелки необходимо завершить цикл продувки. Это может занять до 5 минут, и вместо добавления тепла в бойлер, цикл продувки фактически окажет небольшое охлаждающее действие на воду в бойлере. Добавьте к этому тот факт, что вскипание котловой воды вызовет падение уровня воды, а система контроля уровня котла автоматически компенсирует это, подав питательную воду, например, на 90°С.
Это окажет гасящее действие на воду уже при температуре насыщения и усугубит ситуацию.
- Высокий спрос длится дольше обычного.
В обоих случаях происходит падение давления внутри пароаккумулятора, в результате чего часть горячей воды превращается в пар. Скорость, с которой вода превращается в пар, зависит от давления в резервуаре и скорости, с которой пар требуется для подаваемой системы.
Зарядка
Аккумулятор пара с перепадом давления состоит из цилиндрического сосуда высокого давления, частично заполненного водой на 50–90 % в зависимости от применения. Пар подается под поверхность воды через распределительный коллектор, оснащенный рядом паровых инжекторов, до тех пор, пока вся вода не достигнет требуемого давления и температуры .
Вполне естественно, что уровень воды будет подниматься и опускаться во время зарядки и разрядки.
Если паровой аккумулятор заряжается насыщенным (или влажным) паром, может наблюдаться небольшой прирост воды за счет радиационных потерь сосуда. Обычно выбрасывается несколько большая масса пара, чем допускается.
Конденсатоотводчик (шаровой поплавковый) устанавливается на рабочем уровне и действует как ограничитель уровня, сбрасывая небольшое количество избыточной воды в систему возврата конденсата.
Однако, если бы паровой аккумулятор заряжался перегретым паром или если бы потери на излучение были очень малы, происходила бы постепенная потеря воды из-за испарения, и подпиточный клапан или насос, управляемые датчиками уровня, были бы закрыты. требуется для восполнения дефицита.
Разгрузка
Поскольку в пароаккумуляторе происходит падение давления при температуре насыщения хранящейся воды, пар вторичного вскипания будет генерироваться со скоростью, необходимой для любой нагрузки, превышающей мощность котла; следовательно, условие перегрузки будет удовлетворено. Когда за перегрузкой следует потребность ниже мощности котла, паровой аккумулятор заряжается избыточным паром из котла. Этот цикл зарядки и разрядки объясняет название «аккумулятор пара» и позволяет котлу постоянно работать до максимальной непрерывной мощности.
Цикл зарядки/разрядки
Чтобы аккумулятор работал правильно, его необходимо полностью зарядить в начале периода разрядки. Для этого должны быть соблюдены два основных условия:
- От конца одного периода перегрузки до начала следующего должно быть достаточно времени для перезарядки воды, хранящейся в аккумуляторе.
- Средняя потребность в паре без нагрузки должна быть ниже, чем мощность котла (максимальная непрерывная мощность или MCR), чтобы иметь достаточную избыточную мощность котла для подпитки воды, хранящейся в аккумуляторе, в непиковое время.
Другие критерии также важны для обеспечения достаточной емкости аккумулятора, и они должны удовлетворяться конструкцией:
- Необходимо хранить достаточное количество воды для обеспечения необходимого количества вторичного пара в течение периода разрядки.
Этого можно добиться, обеспечив достаточно большой объем аккумулятора.
- При более высокой скорости выпуска пара будет производиться влажный пар. Скорость и расход, при котором пар мгновенного испарения высвобождается с поверхности воды, должны быть ниже заданного значения. Этого можно добиться, обеспечив достаточно большую площадь поверхности воды, которая, в свою очередь, зависит от размера аккумулятора.
- Мощность испарения должна быть достаточной. Это зависит от давления, при котором хранится вода при полной загрузке (давление котла), и минимального давления, при котором аккумулятор будет работать в конце периода разрядки (расчетное давление аккумулятора). Чем больше разница между этими двумя давлениями, тем больше пара вторичного вскипания будет произведено.
- Расчетное давление гидроаккумулятора должно быть выше, чем выходное распределительное давление. Это необходимо для создания перепада давления на редукционном клапане (PRV) ниже по потоку, чтобы обеспечить требуемый поток от аккумулятора к установке.
Чем ближе давление аккумулятора к давлению распределения, тем меньше размер аккумулятора, но это также приводит к меньшему перепаду давления на предохранительном клапане. Это требует большего PRV; достаточно большой, чтобы выдержать максимальную перегрузку, когда аккумулятор находится при расчетном давлении (минимальное давление в аккумуляторе в конце периода разрядки).
Размер парового аккумулятора
Паровой аккумулятор в паровой системе обеспечивает повышенную емкость. Надлежащая конструкция пароаккумулятора позволяет обеспечить любой расход. Теоретических ограничений на размер пароаккумулятора нет, но, конечно, практические соображения накладывают ограничения.
На практике объем пароаккумулятора основан на хранении, необходимом для удовлетворения пикового потребления с допустимым перепадом давления, при этом обеспечивая подачу чистого сухого пара с подходящей скоростью выпуска пара с поверхности воды. Пример 3.22.2 ниже используется для расчета потенциальной паропроизводительности в горизонтальном пароаккумуляторе.
Пример 3.22.2
Котел:
Максимальная продолжительная производительность = 5 000 кг/ч
Нормальное рабочее давление = 10 бар изб. перепад = 1 бар (0,5 бар с каждой стороны от 10 бар изб.)
Требования к установке:
Максимальная мгновенная перегрузка = 12 000 кг/ч
Распределительное давление = 5 бар изб.
Хотя максимальная мгновенная перегрузка составляет 12 000 кг/ч, для определения размера аккумулятора следует использовать среднее значение перегрузки.
Это предотвращает ненужное превышение размера аккумулятора. В равной степени необходимо определить и использовать среднюю «непиковую» нагрузку при расчете размеров. Внепиковая нагрузка – это любая нагрузка ниже MCR котла.
Определение среднего значения перегрузки и внепиковой нагрузки
Существуют три возможных метода определения средних нагрузок для существующей котельной:
- Ориентировочно, на основе опыта.
- Изучить существующие диаграммы паропроизводительности котла, чтобы установить средние нагрузки и периоды времени, в течение которых они возникают.
- Чтобы запрограммировать компьютер счетчика пара для интегрирования паровой нагрузки как в периоды перегрузки, так и в периоды непиковой нагрузки.
Способ 1 может оказаться довольно безрассудным, если дорогой аккумулятор окажется слишком маленьким.
Однако, если котельная все еще находится на стадии проектирования, единственным вариантом будет обоснованное предположение. Исходя из знаний проектировщика об установке, должно быть возможно дать разумную оценку максимальной нагрузки станции, разнообразия нагрузки и времени, в течение которого они возникают.
Метод 2 достаточно прост для ускорения и должен давать достаточно точные результаты.
Метод 3 обеспечивает наиболее точные результаты, а стоимость счетчика пара невелика по сравнению с общей стоимостью проекта накопителя.
В следующей процедуре показано, как определить средние паровые нагрузки по существующей диаграмме, на которой записана схема нагрузки. Процедура построена на рис. 3.22.4, на котором показана схема потока для примера 3.22.2.
Из рисунка 3.22.4 видно, что внепиковые нагрузки были разделены на следующие средние нагрузки и периоды времени. Из этих данных можно определить среднюю избыточную нагрузку для каждого непикового периода.
Средний избыточный поток рассчитывается следующим образом:
1-я внепиковая нагрузка
2-я внепиковая нагрузка
3 Рисунок 3.22.4.
1-я перегрузка
2-я перегрузка
Необходимо выбрать расчетное давление аккумулятора, и обычно выбирают давление на 1 бар выше, чем давление распределения. Это обеспечивает приемлемую производительность пара вторичного вскипания без чрезмерного увеличения размеров нижнего предохранительного клапана.
В этом примере давление распределения составляет 5 бар изб., поэтому расчетное давление гидроаккумулятора можно изначально принять равным 6 бар изб. (Примечание: масса воды взята при рабочем давлении котла).
На основании этой информации можно определить размер аккумулятора.
Аккумулятор пара:
Обратите внимание, что эти 2 797 кг пара вторичного вскипания будут выпущены за время, необходимое для падения давления. Если это был час, то скорость пропаривания составляет 2 797 кг/ч; если бы это было более 30 минут, то скорость пропаривания была бы:
Если паровой аккумулятор подключен к котлу производительностью 5 000 кг/ч и обеспечивает среднюю потребность в пределах своей мощности, комбинированная мощность котла и аккумулятора может соответствовать условиям средней перегрузки 5 594 + 5 000 = 10 594 кг/ч за 30 минут. Альтернативой является дополнительная комбинация котлов, способных производить 10 594 кг/ч в течение 30 минут с ранее отмеченными ограничениями.
Теперь можно проверить размер аккумулятора.
Цифры, использованные в примере 3.22.2, используются ниже для облегчения проверки.
Котел
Максимальная непрерывная мощность = 5 000 кг/ч
Нормальное рабочее давление = 10 бар изб. Давление = 5 бар изб.
Требуемый запас пара = 10 300 кг/ч — 5 000 кг/ч пара, подаваемого котлом
Требуемый запас пара = 5 300 кг/ч
Однако пар требуется только на 30 минут каждые час, поэтому требуемый запас пара должен быть:
Количество воды, необходимое для выпуска 2 650 кг пара, зависит от доли выпарного пара, высвобождаемого из-за падения давления.
Это соответствует критерию наличия достаточного количества воды для производства необходимого количества вторичного пара. Можно видеть, что вместимость хранилища 2 797 кг больше, чем требуется для хранения 2 650 кг пара.
Если пароаккумулятор будет заряжаться котлом при давлении 10 бари, а отводиться на установку при давлении 6 бари, то доля вторичного пара может быть рассчитана следующим образом:
Вместимость сосуда больше 87,9 м³, поэтому сосуд удовлетворяет этому критерию.
Исходя из приведенных выше размеров судна, площадь водной поверхности составляет примерно 20,53 м² при полной загрузке при объеме, равном 90% вместимости судна.
Максимальный расход пара из аккумулятора составляет 5 300 кг/ч, поэтому:
Эмпирические испытания показывают, что скорость, с которой сухой пар может выделяться с поверхности воды, зависит от давления. Рабочее приближение предполагает:
Максимальная скорость выпуска без уноса пара (кг/м² ч) = 220 x давление (бар абс.)
Паровой аккумулятор в примере 3.22.2 работает при давлении 6 бар изб. (7 бар абс.). Максимальная скорость выброса без уноса пара составит:
220 x 7 бар a = 1 540 кг/м² ч
Это показано графически на рис. 3.22.5.
Пример при 258 кг/м² ч значительно ниже максимального значения, и можно ожидать сухого пара. Если бы скорость выпуска пара была слишком высокой, необходимо было бы рассмотреть различные диаметры и длины, дающие одинаковый объем сосуда.
Следует подчеркнуть, что это только указание, и детали конструкции всегда должны быть делегированы специализированным производителям.
Органы управления и фитинги для паровых аккумуляторов
Ниже приводится обзор оборудования, необходимого для установки паровых аккумуляторов, а также некоторые рекомендации по размерам и выбору подходящего оборудования.
Используя цифры из примера 3.22.2:
Котел:
Максимальная непрерывная производительность = 5 000 кг/ч
Нормальное рабочее давление = 10 бар изб.
Аккумулятор:
Масса воды, необходимая для хранения пара = 65 920 кг (полностью заправленная и 90% объема сосуда)
P1 (давление в котле) = 10 бар изб. полностью заряжен)
P2 (давление нагнетания) = 6 бар изб. (полностью разряжен)
Требования к установке:
Давление = 5 бар изб. из них 5 000 кг/ч подается котлом.
Из этих цифр можно сделать вывод, что 65 920 кг воды необходимо нагреть от температуры насыщения при 6 бар изб. до температуры насыщения при 10 бар изб. за 95 минут.
Трубопровод
Размер трубопровода между котлом и пароаккумулятором, как обычно, должен быть рассчитан на скорость пара от 25 до 30 м/с и максимальную мощность котла.
В случае Примера 3.22.2 потребуется трубопровод DN100 от котла к аккумулятору, чтобы обеспечить максимальную непрерывную номинальную мощность (MCR) котла 5 000 кг/ч при 10 бар изб.
Трубопровод от гидроаккумулятора до нижнего ПРС должен быть рассчитан на максимальную мгновенную перегрузку и скорость не более 20 м/с. Для этого примера потребуется труба с номинальным диаметром DN250 и расчетным давлением аккумулятора 6 бар изб.
Запорный клапан
В дополнение к коронному клапану котла требуется линейный запорный клапан. Подойдет запорный клапан подходящего номинала, желательно из литой стали.
Обратный или обратный клапан
Обратный клапан необходим для предотвращения обратного потока пара обратно в котел в случае преднамеренного отключения котла или, возможно, блокировки котла.
Подходящим выбором будет дисковый обратный клапан.
Перепускной клапан
Перепускной клапан необходим для обеспечения того, чтобы скорость, с которой пар течет из котла в аккумулятор, находилась в пределах возможностей котла. Пример 3.22.1 показывает размер клапана.
Самодействующие перепускные клапаны с пилотным управлением могут использоваться в небольших установках при условии, что допустим узкий (и нерегулируемый) диапазон пропорциональности. Пневматический контроллер и регулирующий клапан больше подходят для более крупных установок и предлагают преимущество регулируемой зоны пропорциональности.
Для этого применения будет выбран пневматический регулирующий клапан DN100 с соответствующими рабочими и запорными возможностями.
Оборудование для впрыска пара
Впускная труба для пара надлежащего размера должна поступать значительно ниже уровня поверхности воды и в систему парораспределительного коллектора/коллектора, как показано на Рисунке 3. 22.6.
Пар впрыскивается в воду.
Важно помнить, что производительность инжектора будет уменьшаться по мере увеличения давления в сосуде, поскольку перепад давления между впрыскиваемым паром и давлением в сосуде снижается.
При очень низком расходе пар будет выходить из форсунок, расположенных ближе всего к патрубку(ам) впуска пара.
Конструкция впускного(ых) патрубка(ов) и коллекторной системы вместе с размещением форсунок должны обеспечивать равномерную подачу пара по всей длине аккумулятора независимо от фактического расхода пара.
Выпуск из форсунок будет очень горячей водой и паром, возможно, с некоторым количеством конденсирующихся паровых пузырьков, с очень высокой скоростью, что способствует турбулентности и перемешиванию водной массы. Они не должны разряжаться прямо на стенки сосуда или вблизи них. Поэтому рекомендуется установка под углом. В идеале они также должны быть расположены под разными углами, чтобы способствовать более равномерному распределению.
Номинальное расположение показано на рисунке 3.22.6.
В очень длинных сосудах более равномерное распределение может быть достигнуто при использовании двух или более входных труб. В таких случаях очень важно, чтобы впускные трубы были тщательно собраны вместе с питающей сетью.
Все форсунки должны быть установлены как можно ниже в аккумуляторе, чтобы обеспечить максимально возможный напор жидкости над ними. Также может быть уместно установить инжекторы под небольшим углом, чтобы избежать эрозии сосуда.
Таблицы размеров производителей дадут значение K по сравнению с для паровых форсунок (см. Таблицу 3.22.2) из таблицы размеров насыщенного пара Рисунок 3.22.9:
- Проведите линию горизонтально вправо поперек оси «x» при давлении 11 бар абс. (10 бар изб.) до пересечения с линией критического падения давления, точка (A) .
- Проведите линию вертикально вниз по диаграмме от точки (A) до пересечения со значением Kvs форсунки, точка (B) (например, Kvs 5,8 для форсунки IM25M).
- Проведите горизонтальную линию влево, пока она не пересечет ось «y», точка (C). Отображаемое значение будет емкостью инжектора.
(приблизительно 760 кг/ч для этого примера).
Определение размеров и количественная оценка инжекторов
Приведенное выше упражнение дает производительность 760 кг/ч для одной форсунки; но это относится только к началу периода зарядки, когда давление в сосуде самое низкое, а мощность инжектора самая высокая.
Следует помнить, что по мере того, как в сосуд впрыскивается больше пара, давление в сосуде будет расти, эффективно снижая производительность форсунок, пока давление в сосуде в конечном итоге не сравняется с давлением в котле, и поток не сможет возникнуть.
Из-за этого нецелесообразно использовать в этом примере один (самый высокий) расход, 760 кг/ч.
Вместо этого необходимо найти среднюю скорость впрыска за период зарядки.
Это можно сделать с помощью уравнения 3. 21.2 для расчета расхода при различном давлении в сосуде.
В этом примере давление в сосуде будет варьироваться от 6 бар изб. до 10 бар изб. Чем больше количество измеренных давлений, тем выше точность, но, как правило, приращение в 10 % от разницы между давлением котла и давлением накопления дает надежное среднее значение. В таблице 3.22.3 приведены расчеты для форсунки IN25 (1 дюйм) с K v 5,8. включите также нулевую запись, поэтому необходимо рассмотреть одиннадцать записей.
Видно, что средний расход 553 кг/ч несколько меньше максимальной производительности 759 кг/ч. Если бы для количественной оценки количества инжекторов использовалась максимальная мощность, то было бы выбрано недостаточное количество инжекторов.
Необходимое количество форсунок можно определить, разделив расход пара на количество, которое может подать одна форсунка.
Примечание. Несколько форсунок меньшего размера предпочтительнее одной большой форсунки, чтобы обеспечить надлежащее перемешивание в пароаккумуляторе.
Эта таблица размеров является эмпирической и не должна использоваться для важных приложений
Расчет времени, необходимого для перезарядки сосуда
Из графиков нагрузки, показанных на рис. 3.22.4, видно, что минимальное время между циклами зарядки составляет 95 минут. Теперь необходимо проверить, что сосуд можно перезарядить за меньшее время.
Показано, что количество пара, используемого в период сброса, составляет 2 650 кг.
Средний избыточный поток пара, доступный в течение периода перезарядки, был рассчитан по рисунку 3.22.4 и составил 2 916 кг/ч.
Время, необходимое для подзарядки, пропорционально отношению массы пара, используемого при сбросе, к расходу избыточного пара, идущего в межпиковый период:
самый короткий цикл перегрузки 95 минут, баланс между временем перегрузки и временем перезарядки может быть обеспечен аккумулятором.
Таким образом, размер аккумулятора 7 метров в длину и 4 метра в диаметре обеспечивает достаточную емкость для этого конкретного примера.
Манометр
Манометр соответствующего диапазона необходим для отображения давления внутри парового аккумулятора.
В идеале он должен иметь маркировку, показывающую:
- Минимальное давление (давление пара установки).
- Максимальное давление (давление пара в котле).
- Максимальное рабочее давление сосуда.
Предохранительный клапан
Если максимальное рабочее давление гидроаккумулятора равно или превышает давление котла, предохранительный клапан (клапаны) может не потребоваться.
Однако пользователя могут беспокоить другие менее очевидные сценарии. Например, в случае пожара на заводе, если аккумулятор был полностью заряжен, а все входы и выходы закрыты, давление в аккумуляторе могло возрасти. Перед принятием решения необходимо обсудить это со страховым инспектором.
Как и при всех установках предохранительных клапанов, сброс должен производиться в безопасную зону через вентиляционную трубу соответствующего размера, которая должным образом осушена.
Вентиляционный клапан и вакуумный выключатель
Когда паровой аккумулятор запускается из холодного состояния, паровое пространство заполнено воздухом. Этот воздух не имеет теплотворной способности, фактически он будет отрицательно влиять на производительность паровой установки (как показано в законе Дальтона), а также будет иметь эффект покрытия поверхностей теплообмена. Воздух также вызывает коррозию в системе конденсата.
Воздух можно удалить с помощью простого крана, который обычно остается открытым до тех пор, пока в пароаккумуляторе не будет повышено давление примерно до 0,5 бар. Альтернативой крану является воздухоотводчик с уравновешенным давлением, который не только избавляет оператора котельной от необходимости вручную выпускать воздух (и, следовательно, гарантирует, что это действительно делается), но и более надежен при удалении любых других газов, которые накапливаются. в сосуде во время использования.
И наоборот, при отключении пароаккумулятора пар в паровом пространстве конденсируется и оставляет вакуум. Этот вакуум вызывает давление на сосуд снаружи и может привести к просачиванию воздуха через смотровые люки. Вакуумный выключатель позволит избежать этой ситуации.
Сливной кран
Этот клапан используется для слива воды из резервуара при техническом обслуживании и проверках.
Клапан DN40 подходит для размера аккумулятора в примере 3.22.2.
Перелив
Должен быть установлен шаровой поплавковый конденсатоотводчик со встроенным термостатическим воздухоотводчиком, как показано на рис. 3.22.10. При установке, как показано, уровень воды внутри гидроаккумулятора не поднимется выше этой точки, потому что сифон будет работать как автоматический перепускной клапан. Когда уровень воды падает, то есть когда пар отводится быстрее, чем заменяется, конденсатоотводчик автоматически закрывается, чтобы предотвратить утечку пара.
Использование поплавкового конденсатоотводчика со встроенной термостатической капсулой в качестве устройства ограничения уровня дает дополнительное преимущество в виде вентиляции.
Ловушка должна быть установлена рядом с мерным стеклом. Выброс из ловушки следует направлять обратно в питательный бак котла, стараясь избежать чрезмерного противодавления или подъема.
Размер поплавкового/термостатического конденсатоотводчика зависит от размера накопителя и, как правило, имеет размер DN32 или DN40 для примера 3.22.2.
Уровнемер воды
Колебание уровня в пароаккумуляторе будет небольшим, поскольку только 5% (приблизительно) массы воды испарится в пар, однако необходимы некоторые средства наблюдения за уровнем воды. Очевидно, что манометр должен быть рассчитан на работу при максимальном рабочем давлении парового аккумулятора. Тем не менее, с точки зрения хранения запасов и стандартизации предприятия, есть определенные преимущества в использовании манометра, такого же, как и в котле.
Требуется только одно мерное стекло.
Редукционная станция
Редукционная станция установлена на нагнетании. Когда редукционный клапан открывается для поддержания давления ниже по потоку, в пароаккумуляторе происходит снижение давления, в результате чего часть воды мгновенно превращается в пар.
Редукционный клапан должен рассчитываться по следующим параметрам:
P1 = давление в аккумуляторе (6 бар изб., например)
P2 = заводское давление (5 бар изб., например)
ΔP = 6 — 5 = 1 бар
Расход = Максимальный расход при перегрузке (например, 12 000 кг/ч)
Теперь можно выбрать соответствующий клапан либо из таблиц размеров производителя, либо с помощью таблицы размеров насыщенного пара, показанной на Рисунке 3.22.9.
Для размеров до DN80 подойдет самодействующий клапан с пилотным управлением, а для больших размеров подойдет регулирующий клапан с пневматическим приводом.
Трубопровод
На этом этапе целесообразно проверить, что трубопровод между редукционной станцией пароаккумулятора и установкой имеет достаточные размеры. Размер этой трубы должен соответствовать обычной практике при скорости пара от 25 до 30 м/с, но с использованием пикового расхода из пароаккумулятора при заводском давлении, в данном случае 5 бар изб.
Типовые схемы паровых аккумуляторов:
На рис. 3.22.11 показан весь пар, вырабатываемый котельной установкой, проходящий через паровой аккумулятор. Это более современная общепринятая договоренность.
Расположение, показанное на рис. 3.22.12, чаще использовалось в прошлом и до сих пор полезно, когда пароаккумулятор должен располагаться на некотором расстоянии от паропровода. Однако следует регулярно проверять обратные клапаны, так как сочетание «заедания» и «прохода» клапанов может привести к тому, что пар будет подаваться в пароаккумулятор над поверхностью пара, что не принесет никакой пользы.
На рис. 3.22.13 показана схема, в которой требуется пар при давлении в котле, а также пар при более низком давлении.
В некоторых технологических процессах пар низкого давления невозможен, и пар с давлением в котле может потребоваться постоянно (обычно для процесса сушки). Если пиковая нагрузка вызвана пользователями высокого давления, клапан поддержания давления на рис. 3.22.13 будет ощущать падение давления и модулировать его по направлению к своему седлу, тем самым резервируя пар высокого давления для пользователей высокого давления, тем самым предоставляя пароаккумулятору возможность работать. обеспечить низкое давление в течение этого периода. Таким образом, система снабжает колеблющуюся нагрузку низкого давления через паровой аккумулятор, а максимально возможный расход для нагрузки высокого давления обеспечивается действием клапана поддержания давления.
На рис. 3.22.14 котел работает при нормальном расчетном давлении, например 10 бар, и пар переходит на переменные нагрузки, для которых требуется не более, например, 5 бар. Редукционный клапан А снижает давление между головкой котла и распределительной магистралью установки, реагируя на давление, измеренное в линии 5 бар.
Если потребность в паре превысит мощность этой подачи от котла, а давление в магистрали низкого давления упадет ниже, например 4,8 бар, клапан В откроется и дополнит подачу. Это забирает пар из пароаккумулятора, и в течение длительного времени давление в пароаккумуляторе падает. Клапан B реагирует на давление ниже по потоку в распределительной магистрали, действуя также как редукционный клапан. Его пропускная способность должна соответствовать скорости нагнетания, разрешенной для пароаккумулятора, и она будет меньше, чем у редукционного клапана А.
Клапан C — клапан поддержания давления, реагирующий на давление в котле. Если давление повышается из-за снижения потребности установки, открывается клапан поддержания давления C. Затем пар поступает в аккумулятор пара, который перезаряжается до максимального давления, немного ниже давления в котле. Редукционный клапан B в это время будет закрыт, поскольку установка получает достаточное количество пара через (частично закрытый) редукционный клапан A.
Практические рекомендации по пароаккумуляторам
Байпасы
На любом заводе технический руководитель должен стремиться обеспечить хотя бы минимальное обслуживание в случае, если паровой аккумулятор и связанное с ним оборудование либо требуют обслуживания, либо выходят из строя.
Это будет включать в себя обеспечение надлежащей и безопасной изоляции аккумулятора с помощью клапанов и, возможно, некоторые средства защиты котла от перегрузки, если невозможно избежать больших изменений потребления. Наиболее очевидным решением здесь является резервный клапан поддержания давления.
Влияние на мощность котла
Аккумулятор пара и клапан поддержания давления вместе защищают котел от перегрузок и позволяют котлу работать должным образом до расчетной мощности. Это важно для достижения хорошего КПД и в то же время для подачи чистого, сухого, насыщенного пара. На рисунках 3.22.16 и 3.22.17 показаны соответственно расход без парового аккумулятора и расход с паровым аккумулятором.
Качество пара
При правильной конструкции и эксплуатации пар из пароаккумулятора всегда чистый и имеет степень сухости, близкую к 1. Пароаккумулятор спроектирован с большой поверхностью воды и достаточным паровым пространством для практически мгновенно производить высококачественный пар в периоды пиковой нагрузки. В случае некоторых вертикальных пароаккумуляторов пространство для пара увеличено, чтобы компенсировать меньшую поверхность воды.
Вода
Вода в пароаккумуляторе представляет собой пар, который сконденсировался и, следовательно, является чистым и чистым, с типичным уровнем TDS 20–100 ppm (по сравнению с TDS кожухотрубного котла редко ниже 2000 ppm), что способствует чистая и относительно стабильная водная поверхность. Аккумуляторы пара иногда используются для обеспечения подачи чистого пара там, где пар находится в непосредственном контакте с продуктом; например, в больничных и промышленных стерилизаторах, отделке текстиля и некоторых применениях в пищевой промышленности и производстве напитков.
После заполнения аккумулятора водой и при нормальных рабочих условиях добавление воды и скорость перелива действительно очень малы .
- Если используется перегретый пар, количество добавляемой воды будет связано с количеством перегрева, но поскольку удельная теплоемкость перегретого пара ниже, чем у воды, это окажет меньшее влияние на изменения уровня воды.
- Если используется насыщенный пар, повышение уровня воды является просто функцией потери тепла из сосуда. При правильной теплоизоляции потери тепла минимальны, поэтому повышение уровня воды, а значит, и перелив через конденсатоотводчик (используемый как ограничитель уровня) также минимальны.
Конструкции паровых аккумуляторов
Паровые аккумуляторы, описанные и проиллюстрированные в этом модуле, были большими и имели горизонтальную конфигурацию. Аккумуляторы пара всегда проектируются и изготавливаются в соответствии с применением, и сосуды диаметром всего 1 м не являются редкостью. Также обычно меньшие пароаккумуляторы имеют вертикальную конфигурацию (хотя существуют большие вертикальные пароаккумуляторы). Любая конфигурация может поддерживать одинаковые значения скорости хранения и разрядки, и может быть проще найти место для вертикального блока.
Резервуар для хранения
Обычно это самая дорогая часть системы пароаккумулятора, и она разрабатывается индивидуально для каждого применения. Он должен быть спроектирован таким образом, чтобы удерживать воду/пар при температурах, необходимых для установки. Для промышленного предприятия это обычно означает от 5 до 30 бар, хотя блоки электростанций могут быть рассчитаны на давление до 150 бар.
Обычно отношение диаметра к общей длине составляет от 1,4 до 1,6, но оно может существенно варьироваться в зависимости от условий участка.
Аккумуляторы пара обычно имеют цилиндрическую форму с эллиптическими концами, так как это конструктивно наиболее эффективная форма. Они будут изготовлены из котельной плиты. В Европе проектирование и строительство будут соответствовать Европейской директиве по оборудованию, работающему под давлением 97/23/EC.
Чем больше допустимая разность давлений между давлением в котле и давлением установки, тем больше доля вторичного пара и, следовательно, тем ниже требуемая мощность свежего пара.
В дополнение к полезной емкости сосуд должен иметь:
- Достаточное количество воды на дне сосуда при минимальных условиях для размещения и покрытия паровых инжекторов
- Достаточный зазор над водой в условиях полной заправки, чтобы обеспечить достаточную площадь поверхности для выпуска пара.
Это важно, потому что только мгновенная скорость выпуска пара может быть окончательным критерием, если пиковые нагрузки большие и резкие.
Обоснование стоимости аккумулятора
Существует несколько способов обоснования капитальных затрат на установку аккумулятора, и они часто окупаются в течение короткого периода времени. Во время первоначального анализа следует учитывать следующие моменты.
- Сравните капитальные затраты на установку, состоящую только из бойлера, для удовлетворения пикового спроса, с капитальными затратами на меньший бойлер, использующий аккумулятор
- Оцените экономию топлива в результате того, что меньший по размеру котел работает ближе к максимальной мощности и при более постоянной нагрузке. В недавнем тематическом исследовании пивоварня рассчитала 10-процентную экономию топлива и период окупаемости примерно 18 месяцев9.0012
- В результате выравнивания пиков и спадов парообразования определить, будет ли меньше удельная стоимость топлива.
Тогда можно будет заключить контракт на более низкую максимальную норму поставки
- Оцените финансовую выгоду от сокращения затрат на техническое обслуживание котельной, паровых регулирующих клапанов и оборудования, использующего пар. Эти преимущества являются результатом более стабильной нагрузки котла и более высокого качества пара.
Заключение
Паровые аккумуляторы — это не старомодные реликвии прошлого. Действительно, далеко не так. Аккумуляторы пара были установлены во всей современной промышленности, включая биотехнологии, больничную и промышленную стерилизацию, испытательные стенды, полиграфию и производство продуктов питания, а также более традиционные отрасли, такие как пивоварни и красильни.
Современные котлы стали меньше, а также увеличилось использование небольших водотрубных котлов, змеевиковых и кольцевых котлов, все из которых эффективны, но снижают тепловую мощность системы и делают ее уязвимой для проблемы с пиковыми нагрузками.
Паровые аккумуляторы имеют множество других применений. Для долгосрочных пиковых нагрузок, которые в конечном итоге должна выдерживать котельная, можно использовать аккумулятор пара для хранения, например, 5-минутного пикового расхода, что дает котельной установке время для безопасного выхода на соответствующую мощность. Аккумуляторы пара также можно использовать с котлами с электродными или погружными нагревателями, чтобы пар можно было генерировать вне пиковой нагрузки, хранить и использовать в часы пик. Возможности безграничны.
Подводя итоги, можно сказать, что аккумулятор пара является эффективным инструментом, поскольку он вполне может обеспечить наиболее экономичный способ подачи пара в периодическом процессе.
Подтверждение
Компания Spirax Sarco признательна за помощь и информацию, предоставленные:
Wilson Steam Storage Ltd., Chesterfield, Derbyshire, S41 8NG
Начало страницы
Предыдущий — Деаэраторы под давлением
Объяснение системы котла (LTHW) — Инженерное мышление
Объяснение системы котла (LTHW). В этом уроке мы рассмотрим типичную современную систему отопления в коммерческом здании. Существует много вариантов того, как это можно настроить, но этот вариант довольно типичен для новых коммерческих зданий.
Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube по системам кипячения
В этой системе у нас есть два больших котла, которые подключены параллельно. Это означает, что оба котла могут работать одновременно или по отдельности. Один из котлов может быть изолирован, отключен и открыт для обслуживания, в то время как другой котел продолжает работать и обеспечивать отопление здания. Это самый распространенный тип конфигурации современных систем отопления. В другом варианте было бы подключение последовательно, но это устаревшая схема, которая не так практична, по крайней мере, для коммерческих офисов.
Пример различных котлов Котлы бывают разных конструкций, несколько примеров я привел выше. Это может быть пара больших котлов или несколько небольших агрегатов. Лучшие проекты будут использовать смесь размеров, чтобы эффективно удовлетворить спрос. Возможно большой на зиму и поменьше на лето.
Эти котлы являются источником тепла для системы отопления. Это тепло передается циркулирующей воде системы отопления, которая затем выталкивается наружу и вокруг здания.
В подобных системах вы встретите два термина: первичные и вторичные цепи.
В первичном контуре горячая вода от котлов будет циркулировать в коллектор с малыми потерями. Коллектор с низкими потерями будет подавать горячую воду во вторичные контуры, а затем возвращать использованную более холодную горячую воду обратно в другой конец коллектора с низкими потерями.
Вода первичного контура может течь прямо через коллектор с низкими потерями и обратно в котел для получения большего количества тепла, или она может подниматься вверх по вторичным контурам. Путь воды будет зависеть от потребности в горячей воде во вторичных контурах. Вода может течь прямо, потому что для работы котлов требуется минимальный расход, иначе они могут повредить или разрушить свои внутренние части.
Первичный и вторичный контуры будут иметь свои собственные насосные агрегаты.
Первичные насосы, как правило, представляют собой более крупные насосы, как правило, центробежного типа с приводом от асинхронного двигателя. Однако это зависит от размера системы, они также могут быть встроенными, особенно в небольших офисных зданиях.
Подробное описание первичной и вторичной сторон описано здесь
Первичные насосы будут прокачивать воду только по первичному контуру. Эта горячая вода выходит из котла, поступает в этот трубопровод, всасывается первичным насосом и затем выталкивается в коллектор с низкими потерями.
Затем эта вода может либо выйти через вторичные насосы, выходящие из коллектора с низкими потерями, и течь в стояки, либо часть ее будет продолжать проходить через другую сторону коллектора. В любом случае вода достигнет дальнего конца коллектора и продолжит течь обратно к котлу, но при более низкой температуре, чтобы набрать больше тепла и повторить этот цикл.
От коллектора с горячей стороны отходят насосы меньшего размера, которые подключены к трубам, известным как стояки. Стояки поднимаются вверх по зданию, чтобы подавать нагретую воду в разные контуры. Например, кондиционеры восточного или западного крыла.
В этом примере у нас есть четыре вторичных цепи. Вторичные контуры 1-3 имеют сдвоенный насос, а 4-й имеет только один насос, так как тепловая нагрузка у него небольшая и находится рядом, возможно, в зоне ресепшн.
Вспомогательные насосыВыше вы можете увидеть пример нескольких небольших вторичных насосов. Это также могут быть большие центробежные насосы, это зависит от размера системы отопления. Эти насосы будут нагнетать горячую воду туда, где это необходимо, но только в выбранной части здания, к которой подключен трубопровод.
Установки с двумя насосами обычно работают в рабочем и резервном режимах. Это означает, что один насос работает в любой момент времени, а другой работает в качестве резервного на случай отказа рабочего насоса.
Вторичные контуры обеспечивают водой определенную площадь здания. Например, первый контур может обеспечивать горячей водой радиаторы на первом этаже. Второй, вторичный контур может обеспечивать горячей водой только вентиляционные установки и фанкойлы на восточной стороне здания и т. д. и т. д.
После того, как горячая вода прошла через теплообменник и отдала часть своей тепловой энергии, он будет возвращаться через обратный стояк, откуда он будет течь обратно в коллектор с низкими потерями и обратно в котел, чтобы забрать больше тепла.
Горячая вода для бытовых нужд
В этом примере у нас также есть вторичный контур, который отключается и подается в водонагреватель. Водонагреватель — это место, где производится горячая вода для бытовых нужд, это горячая вода, которая течет из кранов.
Почему мы отделяем воду для бытовых нужд от горячей воды, подаваемой по зданию? Есть много химикатов, которые входят в первичную систему отопления системы LTHW, систему горячего водоснабжения с низкой температурой, и вы действительно не хотите пить это.
Горячая вода подается из котла во вторичный контур, где она затем подается насосом в теплообменник внутри водонагревателя. Затем он передаст свое тепло пресной воде, которая хранится внутри резервуара. Эта пресная вода неизбежно повысится в температуре в результате теплообменника. Эта нагретая пресная вода затем подается на кухню, в чайные зоны и раковины в ванных комнатах, где она будет использоваться и стекать в канализацию. Он не вернется обратно в систему отопления. Между тем, подаваемая горячая вода из котла во вторичном контуре будет вытекать из теплообменника внутри водонагревателя с более низкой температурой, поскольку часть своего тепла она отдает пресной воде, и возвращается обратно в коллектор с малыми потерями и обратно в котел.
Блок наддува
Выше вы можете увидеть пример расширительного бака и блока наддува. Давление в системе будет меняться, например, если включится вторичный насосный агрегат, то в первичном насосном агрегате упадет давление, потому что больше воды теперь вытекает из коллектора во вторичный контур.
То же самое, если температура воды повышается или понижается, ее плотность будет меняться, и это также повлияет на давление. Вода расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении.
Расширительный бак и блок наддува подключаются к основному трубопроводу, обычно где-то рядом с коллектором с низкими потерями. Если давление становится слишком высоким, то, очевидно, расширительный бак поглотит часть этого давления, а когда оно станет слишком низким, блок наддува вытеснит его обратно в систему, чтобы выровнять его.
Система дозирования
Выше вы можете увидеть пример дозатора. Обычно он устанавливается с тонкими трубопроводами, подключенными к коллектору с низкими потерями. Затем он будет использовать разницу давлений, чтобы пропустить через него горячую воду. Дозирующий бак просто позволяет заливать химические ингибиторы в систему, что просто поддерживает ее чистоту и отсутствие бактерий.
youtube.com/embed/lDeuIQ4VeWk?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»>
Все, что вам нужно знать о промышленных системах водоснабжения
Система охлаждающей воды поглощает тепло из одной области и отводит его в другую область. Существует множество различных конфигураций и конструкций, но все системы водяного охлаждения выполняют одну и ту же задачу — перемещение тепла. Миллиарды галлонов воды ежедневно используются в коммерческих и промышленных целях для достижения этой цели. Промышленное использование воды включает системы кондиционирования воздуха и отопления, системы охлаждения печей, системы нагрева и охлаждения пластиковых форм, а также системы охлаждения, компрессоров и сварочных аппаратов. Независимо от области применения все системы охлаждения имеют одну цель — поглощать тепло из одной области и отводить его в другую область.
Тепло всегда следует второму закону термодинамики, согласно которому материя и энергия перетекают от более высокой концентрации к более низкой концентрации. Когда вода сталкивается с горячей поверхностью, тепло передается от горячей поверхности к воде. Когда вода сталкивается с более холодной поверхностью, она передает тепло более холодной поверхности.
Для обеспечения адекватной теплопередачи, независимо от используемой системы водяного охлаждения, вода должна быть чистой. Очистка технической воды, котловой воды и воды градирни создает химический баланс для предотвращения загрязнения системы и неэффективной работы. Для любого объекта с паровым котлом, градирней или промышленной технологической водой очистка воды может продлить срок службы инфраструктуры этих систем, сократив техническое обслуживание и ремонт при сохранении эффективности.
Как работают паровые котлы
Паровые котлы можно рассматривать как особый тип замкнутого контура, в котором вода нагревается до точки кипения. Паровые котлы изготавливаются в различных конфигурациях, но все они состоят из камеры, в которой вода нагревается до температуры кипения под давлением за счет сжигания топлива. Пар подается в теплообменники или змеевики системы обработки воздуха, где тепло передается нагреваемому материалу. Поскольку тепло теряется во время этого процесса, пар снова конденсируется в воду и перекачивается обратно в котел.
Вода для этого процесса должна быть очищена, не допускать пенообразования и иметь правильный химический показатель pH для предотвращения образования накипи. Для достижения этих качеств подпиточная вода перед подачей в котел нуждается в обработке посредством фильтрации и химической балансировки. Эти шаги зависят от рекомендаций производителя котла и химического состава подпиточной воды. Некоторые этапы могут включать фильтрацию, очистку обратным осмосом, добавление химикатов, а также смешивание и распределение.
Почему необходима очистка питательной воды
Нагрев воды до кипения создает особые проблемы для системы питательной воды. Когда вода закипает, любые твердые материалы, такие как растворенные минералы, отделяются и откладываются внутри котловой системы. Чрезмерное налипание замедляет поток воды через котел, снижая его теплообменные возможности. Таким образом, очистка питательной воды котла для установки необходима для обеспечения хорошей работы системы.
В то время как накипь от минералов важно избегать, также важно избегать дорогостоящих последствий коррозии трубопроводов котлов для любого объекта, использующего очистку воды в котлах и градирнях.
Как работает система очистки питательной воды котла?
Для защиты котельной системы вода проходит тщательный процесс очистки, который обеспечивает ее достаточную чистоту для идеальной работы котла. Этот процесс включает в себя несколько шагов для химического смягчения негативного воздействия загрязняющих веществ в воде и защиты долговечности котла. Плюс система очистки экономит деньги за счет снижения затрат энергии, необходимой для нагрева воды в бойлере.
Процесс очистки питательной воды котла начинается с проверки воды, чтобы определить, какие химикаты ей нужны. Этот процесс тестирования служит первым из многих, используемых для контроля качества воды и необходимости будущих изменений количества используемых химикатов.
Затем технические специалисты, сертифицированные по стандарту ISO, выбирают химические вещества для устранения несовершенств воды, предотвращения образования накипи и защиты от коррозии. Они также планируют регулярное техническое обслуживание котла и график испытаний для обеспечения надлежащего водного баланса.
Для создания системы очистки воды технические специалисты устанавливают датчики, а другие тестовые устройства подключаются от котла к системам управления, что позволяет системе автоматически включать химические насосы для подачи в воду большего количества химикатов для обработки по мере необходимости. Химические вещества и оборудование, используемые для очистки воды, работают вместе, чтобы облегчить процесс поддержания химически сбалансированной воды, предотвращающей коррозию и образование накипи.
Оборудование, используемое для очистки питательной воды на электростанции или другом промышленном котле.

В котлах используется несколько единиц оборудования для обеспечения надлежащего контроля и дозирования химикатов для обработки воды. Эти жизненно важные дополнения к системе включают следующее:
- Соленоид продувки котла для регулирования подачи в котел
- Датчики котла для контроля качества воды
- Резервуары для смешивания химикатов для хранения и комбинирования химикатов для обработки воды
- Химические насосы для подачи химикатов в котловую воду
- Контактный счетчик напора для измерения расхода воды
- Контроллеры для регулирования работы системы водоподготовки
- Стойка для купонов коррозии для внешнего контроля коррозии внутри котловой системы
Эти детали оборудования работают в сочетании друг с другом, чтобы вода в системе оставалась в балансе между периодами тестирования и обслуживания.
Что предотвращают химические вещества для обработки питательной воды котлов?
Химические вещества, используемые в питательной воде для котлов, обеспечивают защиту от нескольких вредных воздействий, таких как пенообразование, коррозия и накипь. Конкретные химические вещества, используемые для контроля этих эффектов, зависят от воды. Категории химических веществ, используемых для обработки котловой воды, включают:
- Ингибиторы котлов для паровых и водогрейных котлов, предлагающие комплексное решение для предотвращения коррозии и образования накипи
- Химические вещества, контролирующие pH, для поддержания оптимальной щелочности предотвращение коррозии
- Химические вещества для обратной линии котла включают 10 вариантов для поддержания целостности обратных линий для котла
- Химические вещества для предотвращения накипи обеспечивают всестороннее уменьшение и предотвращение образования накипи может предотвратить образование накипи, снизить затраты на обогрев котла и продлить срок службы оборудования.
Паровые котлы, не прошедшие надлежащую обработку, могут стоить вам тысячи долларов топлива и энергии. Узнайте больше о том, что Chardon может предложить для вашего котла!
Как работает система очистки воды градирни?
Очистка воды градирни HVAC включает использование химикатов, которые предотвращают рост бактерий и загрязнение линий, питающих систему.
Поскольку градирни под открытым небом допускают внешнее загрязнение воды в системе во время использования, важно обеспечить химическую балансировку для предотвращения роста микробов, образования накипи, коррозии и ржавчины.
Как работают градирни
Размер градирен может варьироваться от нескольких квадратных футов до нескольких сотен квадратных футов, но все градирни выполняют одну и ту же основную функцию — увеличивают площадь поверхности раздела воздух/вода, разбивая воду на капли или тонкие пленки. Это приводит к более эффективному испарению воды и, следовательно, к отводу тепла от системы. Для этого было разработано несколько различных форм башен и дизайнов интерьера.
Градирня с вытяжной тягой имеет один или несколько вентиляторов, расположенных на выходе воздуха из градирни, и воздух втягивается в градирню вентиляторами, расположенными наверху градирни. Градирня с принудительной тягой (рис. 9 и 10) имеет один или несколько вентиляторов, расположенных в воздухозаборнике градирни, и воздух нагнетается в градирню вентиляторами, расположенными сбоку градирни.
Охлаждающая вода, содержащая избыточное тепло, перекачивается в верхнюю часть градирни, где она поступает в распределительный поддон. В нижней части распределительного поддона имеется множество отверстий малого диаметра. Вода вытекает из поддона через отверстия во внутреннюю часть башни, которая имеет комплекс набивки или планок, называемых наполнителем. Наполнитель увеличивает количество воды, контактирующей с воздухом, обеспечивая большую площадь поверхности для прохождения воды. Воздух от вентилятора перемещается по воде, вызывая повышенное испарение, что приводит к большей эффективности отвода тепла от воды и отвода его в атмосферу.
Другой метод увеличения площади поверхности воды включает метод распыления, при котором вода закачивается в распылительные форсунки, расположенные внутри башни, которые выпускают воду в виде мелких капель. Через капли продувается воздух, что увеличивает испарение и отвод тепла в атмосферу. Одним из распространенных применений методов распыления является охладитель жидкости.
В этой конструкции технологическая жидкость, содержащая тепло, циркулирует по ряду труб, подвешенных внутри градирни. Вода из градирни распыляется по трубам, где тепло поглощается охлаждающей водой и выбрасывается в атмосферу в процессе испарения.
Что такое обработка охлаждающей воды?
Одной из основных проблем градирен является метод, который они используют для отвода тепла из системы. Будучи открытыми для окружающей среды, они представляют собой основное место для загрязнения системы. Поэтому химическая очистка воды в этих градирнях необходима для предотвращения серьезных последствий.
Как и в случае с котлами, градирни требуют обработки воды для предотвращения образования накипи и коррозии. Тем не менее, башни также нуждаются в микробных ингибиторах и средствах защиты от белой ржавчины. Конкретные химикаты, используемые для обработки воды в градирне, зависят от количества требуемой подпиточной воды и существующей чистоты и химического состава этой воды.
Процесс очистки воды для системы градирни включает как мониторинг, так и поддержание химического состава источников подпиточной, побочной и продувочной воды.
Как и в случае с котлами, подпиточная вода должна пройти фильтрацию и очистку перед добавлением химикатов для смягчения воды, предотвращения роста микробов и уменьшения образования накипи. Фильтрация и очистка побочного потока и продувочной воды может сохранить систему в первозданном виде, удаляя все, что попало в систему при обычном использовании, например, загрязняющие вещества, попадающие в воду в градирне.
Оборудование и химикаты, используемые для обеспечения надлежащей обработки воды в градирне, сокращают усилия, необходимые для менеджеров объекта, обеспечивая эффективное и действенное охлаждение объекта с минимальным загрязнением.
Оборудование для химической балансировки воды в градирнях
Для непрерывной работы систем очистки воды в градирнях требуется дополнительное оборудование для контроля состава воды и регулирования добавления пресной воды и химикатов. Необходимое оборудование может включать следующие части:
- Таймеры биоцида для регулирования времени и количества биоцида, подаваемого в воду
- Соленоиды стравливания для регулирования стравливания воды из системы
- Резервуары с химикатами или биоцидами для хранения добавок к воде
- Контроллеры проводимости для помощи в автоматизация системы водоподготовки
- Контактные счетчики напора для контроля использования воды и определения оптимального количества химикатов для добавления в воду
- Стойки для купонов коррозии для обнаружения коррозии без вскрытия труб
- Реле протока для облегчения поиска и устранения неисправностей системы очистки воды для градирни
- Датчики для контроля pH, проводимости и окислительно-восстановительного потенциала (ОВП)
- Насосы для подачи химикатов или биоцидов в воду
Эти детали оборудования, каждое из которых играет роль в измерении качества воды в градирне и обеспечении соответствующих химикатов и биоцидов, необходимых для системы.
Для установки оборудования и определения типов используемых химикатов профессиональные техники должны оценить систему, чтобы спланировать наилучший баланс химикатов и методов их доставки.
Химические вещества для градирни, используемые для очистки воды в градирне
Химические вещества, добавляемые в воду для градирни, действуют как сердце системы очистки. В зависимости от существующего состояния воды используются различные химические вещества. Например, неокисляющие биоциды действуют как антибиотики, решая проблемы с водой, такие как проблемы с pH, или улучшая качество воды. Для каждой системы требуется специальная группа химических веществ, чтобы компенсировать определенные проблемы с качеством воды. Некоторые химические вещества, используемые для очистки воды градирни, включают:
- Противопенные присадки
- Ингибиторы и защитные средства от коррозии
- Неокисляющие биоциды
- Окисляющие биоциды
- Химические вещества для предварительной обработки
и защитить градирню от преждевременного повреждения.
Например, химические вещества, регулирующие рН, используемые для предварительной обработки, могут повышать рН кислой воды, что может привести к коррозии, или снижать рН щелочной воды, что может привести к образованию накипи.
Биоциды убивают бактерии, водоросли и другие объекты, которые могут расти в воде и загрязнять ее. Выбор подходящих биоцидов зависит от правил сброса воды, качества подпиточной воды и других факторов. Не во всех градирнях будут использоваться одни и те же окисляющие биоциды. Некоторым может потребоваться более специфическая обработка неокисляющими агентами для уничтожения бактерий.
В некоторых случаях добавление избытка биоцидов вызывает пенообразование в воде. Когда вода в градирне пенится, она теряет часть своей способности выделять тепло, что снижает эффективность системы. Противопенные присадки решают эту проблему, позволяя системе продолжать использовать биоциды без снижения эксплуатационных возможностей.
Как и в случае с котлами и другими системами, в которых используется очищенная вода, защита от накипи и коррозии имеет первостепенное значение для долговечности оборудования.
Неконтролируемая коррозия приводит к точечным утечкам, которые могут усугубиться, что приведет к увеличению затрат на использование воды и снижению эффективности системы. Накопление накипи замедляет скорость прохождения воды через систему и может поставить под угрозу ее способность успешно отводить тепло из здания. Обработка воды для предотвращения накипи и коррозии обеспечивает более длительный срок службы системы при сохранении максимальной производительности.
Только обученные специалисты должны использовать данные мониторинга качества воды для выбора правильных химикатов. Выбор химикатов для обработки воды градирни важен, как и количество используемых химикатов. Поскольку система может меняться в зависимости от сезона или в зависимости от интенсивности использования системы HVAC, количество химических веществ, используемых для обработки воды, также может меняться. Таким образом, регулярные проверки качества воды и системы очистки гарантируют, что вода остается сбалансированной в течение всего года.
Градирни являются частью сложных систем водоснабжения, которые могут быстро засоряться и вызывать проблемы во всем здании и даже отключения. Узнайте больше о том, как компания Chardon может удовлетворить ваши потребности в обслуживании градирен!
Связанные тематические исследования
Как работает промышленная система очистки воды?
Промышленные системы очистки воды имеют различные методы работы. Например, системы с замкнутым контуром, прямоточные и рециркуляционные системы являются разновидностями, используемыми для передачи тепла в промышленных процессах. Кроме того, очистка промышленной воды может включать очистку воды для паровых котлов или градирен. Независимо от типа используемой системы очистка воды может защитить трубы, обеспечить эффективность, предотвратить утечки и обеспечить бесперебойную работу системы.
Системы с замкнутым контуром
Замкнутые рециркуляционные системы, включая контуры с охлажденной водой и водогрейные котлы, обычно используются для подачи горячей или холодной воды к установкам обработки воздуха для отопления и кондиционирования воздуха или к промышленным устройствам, требующим нагрева или охлаждения.
Замкнутые контуры являются неотъемлемой частью большинства систем комфортного охлаждения и отвечают за подачу тепла или охлаждения к вентиляционным установкам, которые делают здание комфортным для его жителей.
Замкнутые контуры также являются наиболее эффективным методом подачи воды очень низкой или очень высокой температуры к компонентам в промышленных применениях. Большинство замкнутых контуров полностью состоят из насосов, труб и теплообменников, хотя в некоторых системах используются открытые отстойники, позволяющие пропускать большие объемы воды.
Очистка воды в системах с замкнутым контуром
В системах с замкнутым контуром требуется надлежащая обработка воды для защиты замкнутой системы. Любые примеси в воде будут увеличиваться при постоянном использовании воды в системе. Таким образом, процесс очистки начинается с промышленной системы очищенной воды, прежде чем добавлять в воду химические вещества для устранения конкретных проблем.
Несмотря на свой замкнутый характер, замкнутые системы требуют большего внимания, чем некоторые могут предположить.
Например, система с замкнутым контуром может терять не более 10% объема воды каждый год. Поэтому со временем могут сложиться потери даже в 5%. Потеря воды потребует добавления подпиточной воды в систему и восстановления баланса химического состава воды.
Поддержание водно-химического режима в системе с замкнутым контуром может включать замену фильтров для воды, мониторинг качества воды с помощью датчиков, использование коррозионных купонов и регулярную промывку системы. Контроль химического состава воды снижает коррозию и образование накипи в системе. Коррозия и накипь могут привести к утечкам, требующим дорогостоящего ремонта или более частого технического обслуживания.
Из-за разнообразия замкнутых систем, включающих циркуляцию горячей и холодной воды, тип используемых химикатов также будет различаться. Химические вещества замкнутого цикла включают добавки для обработки систем горячего водоснабжения и продукты, специально предназначенные для использования в контурах холодного водоснабжения.
Некоторые химикаты для обработки воды в замкнутом контуре, которые могут использоваться в системе, включают противовспенивающие химикаты и ингибиторы. Противопенный агент предотвращает образование пены внутри системы с замкнутым контуром, что снижает ее способность отводить тепло. CTA-800 является одним из таких химических веществ, используемых в системах с замкнутым контуром.
Ингибиторы включают различные химические вещества для уменьшения точечной коррозии и других форм коррозии внутри замкнутых систем. Типы используемых реагентов зависят от проводимости оборудования, pH воды и от того, является ли система замкнутой системой с горячим или холодным контуром.
Например, SN7 работает в холодных замкнутых системах. Он поглощает кислород, вызывающий точечную коррозию, и создает защитный слой внутри системы, предотвращая коррозию желтых металлических сплавов, таких как латунь и медь.
Другим ингибитором является SN-88, который технические специалисты используют в системах с низкой проводимостью.
SN-10 защищает замкнутые системы горячего водоснабжения, создавая защитный слой на черных металлах. Для систем охлаждающего контура с алюминиевыми компонентами Charlumina использует азол и сульфит для защиты от коррозии.
Вода в системах с замкнутым контуром должна регулярно очищаться, чтобы обеспечить эффективность и экономичность процесса теплообмена. Узнайте больше о том, что Chardon может предложить для вашей замкнутой системы!
Прямоточные системы и системы с рециркуляцией
В прямоточных системах вода циркулирует по системе для поглощения тепла только один раз, а затем направляется в канализацию. По мере роста затрат на воду и канализацию и ужесточения экологического контроля за сбросом в ручьи, пруды, реки и озера многие прямоточные системы заменяются рециркуляционными.
Эти системы могут встречаться во многих различных конфигурациях, но основная цель поглощения тепла из одной области и отвода его в другую остается неизменной. Гипотетическая простая рециркуляционная система включает воду, перекачиваемую из накопительного резервуара или отстойника через оборудование или механизмы, которые необходимо нагреть или охладить.
Вода поглощает тепло от оборудования и уносит его обратно в отстойник, где тепло отводится в атмосферу за счет естественного испарения.
Очистка воды для промышленных целей в прямоточных и оборотных системах
Водоподготовка на заводе включает подготовку воды для использования в различных процессах, в том числе для использования в прямоточных или рециркуляционных системах. Часто обработка воды будет включать очистку перед использованием определенных химических веществ, основанных на ее использовании. В зависимости от компоновки объекта, некоторые промышленные предприятия могут полностью очищать всю сырую воду перед ее распределением по различным системам, таким как паровые котлы, градирни или системы технологической воды, или иметь отдельные фильтры в качестве конечной стадии очистки на каждом этапе технологической воды. системы.
Как правило, технические специалисты выбирают химические вещества для каждого процесса в зависимости от конструкции системы и ее потребностей в воде.
Таким образом, химические резервуары и насосы находятся рядом с системами, которые они очищают. Например, для градирен могут потребоваться биоциды, которые не нужны системам с замкнутым контуром. Использование отдельных обработок для каждой системы вместо обработки всей технологической воды в первую очередь обеспечивает надлежащий баланс воды в зависимости от ее применения.
Фильтрация промышленных технологических вод для сырой воды или сточных вод
Источником сырой воды может быть оборотная техническая вода, близлежащие озера, дождевая вода или грунтовые воды. Эта вода еще не прошла стандартную обработку, чтобы сделать ее пригодной для потребления человеком или промышленного использования. Предприятия, использующие сырую воду, должны иметь собственные системы фильтрации для подготовки воды по назначению.
Первые шаги по очистке сырой воды включают фильтрацию крупного осадка и уничтожение в ней бактерий. Для дезинфекции воды могут потребоваться противомикробные химикаты, тепло или солнечный свет.
Некоторой воде может потребоваться умягчение, чтобы химически компенсировать растворенные в ней твердые вещества. Фильтрация мелких частиц является последней стадией перед использованием воды для технологических процессов на объекте.
Очистка сточных вод — это еще один тип промышленной фильтрации воды, которую могут выполнять предприятия. Уровень фильтрации и очистки сточных вод зависит от того, будет ли вода рециркулировать для повторного использования в качестве технической воды или же она будет сбрасываться с объекта в близлежащие реки или озера. В некоторых областях требуется уменьшить количество химических веществ или токсинов в сточных водах, прежде чем они попадут в окружающую среду. Эти требования также играют роль в типе потребностей в очистке сточных вод.
Во многих случаях тип очистки сточных вод очень похож на очистку сырой воды, особенно в случаях, когда предприятие может перерабатывать сточные воды для повторного использования. Для объектов, которые возвращают сточные воды в окружающую среду, удаление из воды химических веществ или продуктов, которые могут нанести ущерб близлежащим системам водоснабжения, важно для поддержания здоровья близлежащих экосистем и соблюдения местных законов.
Свяжитесь с Chardon Labs для технологий промышленной очистки воды
Узнайте больше о многих химикатах для обработки воды и услугах, которые Chardon Labs предоставляет для промышленной очистки воды. Мы устанавливаем оборудование, обеспечиваем удаленный мониторинг, убираем контейнеры с химикатами, когда уезжаем, и отправляем на объекты только технику, сертифицированную по стандарту ISO. При надлежащей очистке воды наши клиенты экономят деньги, имея системы, которые работают лучше и требуют меньше обслуживания. Свяжитесь с нами в Chardon Labs, чтобы получить полный спектр услуг по очистке воды, обеспечивающих чистоту систем.
Мэтт Уэлш
Вице-президент, консультант по водным ресурсам в Шардон Лабс | Веб-сайт | + posts
Мэтт Уэлш — вице-президент и консультант по водным ресурсам в Chardon Labs. Он помогает консультировать широкий круг клиентов, использующих различные методы очистки воды, от химических до безхимических подходов, больших и малых применений и в широком диапазоне географических влияний.