Коаксиальные дымоходы для настенных газовых котлов в последнее время имеют широкое применение для современного отопительного оборудования. Это отличное решение для частного дома при отсутствии в нем дымоходной трубы, а также для многоквартирных домов, имеющих общий стояк для дымоудаления.

Простота конструкции и эстетичный внешний вид делают коаксиальный дымоход незаменимым для правильной работы газового настенного двухконтурного или одноконтурного котла. Давайте и мы подробно рассмотрим его особенности, принцип работы, требования к установке и монтажу данной конструкции.

Коаксиальный дымоход для газового котла: что это такое и где применяется

Коаксиальных дымоход применяется для отопления с принудительной тягой. Сам котел должен быть турбированным, т.е. иметь встроенный вентилятор для выброса продуктов сгорания. Само понятие «коаксиальный» означает соосный, т.е. дымоход «труба в трубе». По наружной трубе происходит приток воздуха в котел, по внутренней трубе — выхлоп отработанных газов в атмосферу.

Диаметр этих дымоходов, как правило, составляет 60/100. Его внутренняя труба равна 60 мм, а наружная — 100 мм. Для конденсационных котлов диаметр дымохода: 80/125 мм. Материалом исполнения является сталь, покрашенная термостойкой эмалью белого цвета. Смотрим стандартную комплектацию по фото-схеме.

Существует также такое понятие, как утепленный коаксиальный дымоход. Это тот же соосный дымоход, только наружная труба у него выполнена не из металла, а из пластика. Или же второй вариант: когда внутренняя труба несколько длиннее наружной. Сделано это специально для того, чтобы на внешней трубе не образовывался конденсат. Такой вид дымохода стоит чуть подороже, но не намного.

Коаксиальный дымоход может составляться из нескольких элементов:

— коаксиальные трубы (удлинители) разной длины от 0,25 м до 2 метров;

— коаксиальное колено (уголок) под 90 или 45 градусов;

— коаксиальный тройник;

— наконечник трубы, иногда зонтик;

— хомуты и прокладки.

Производители коаксиальных дымоходов для газовых котлов

При покупке настенного газового котла, вам предложат сразу купить к нему и коаксиальную трубу. В обычной, стандартной ситуации продается коаксиальный комплект для горизонтальной системы дымоудаления, куда входит: колено 90 градусов, удлинитель 750 мм с уличным наконечником, обжимной хомут, прокладки и декоративные вставки.

Если у вас несколько другой случай, то все остальные части и элементы можно докупить отдельно. Эти элементы универсальны практически для любого производителя настенных газовых котлов.

Исключением является первый элемент, это либо первое колено, либо первая труба от котла. Дело в том, что у каждого производителя котлов есть свои особенности посадочного места. Это касается фирменных (родных) коаксиальных дымоходов.

Но бывают случаи, когда для определенной марки котла труб нет в наличии или они очень дорогие. Например, фирменный коаксиальный комплект для немецкого котла стоит около 70 евро. В таких случаях можно рассмотреть покупку его аналога.

Аналоги фирм производителей коаксиальных дымоходов

Эти комплекты имеют универсальные посадочные места, и отверстия для крепления стартового колена (отвода) совпадают с большинством производителей газовых котлов, представленных на российском рынке.

Коаксиальный дымоход «Royal Thermo»

Коаксиальные дымоходы фирмы «Royal Thermo » подойдут для , Vaillant или Navien. При покупке труб Роял внимательно смотрите на упаковку, на ней с торца для каждой марки котла проставлен свой артикул: «Bx» — Baxi, «V» — Vaillant, «N» — Navien.

Еще одним производителем на рынке коаксиальных труб и элементов к ним является компания «Grosseto ».
Их дымоходы универсальны и подойдут для котлов марок Ariston, Vaillant, Wolf, Baxi, Ferroli, а также корейских и Korea Star.

Главным преимуществом универсальных аналогов коаксиальных дымоходов является их низкая цена. Она отличается от фирменных комплектов в два, а то и в три раза.

Монтаж и требования к установке коаксиального (соосного) дымохода

Коаксиальный дымоход может быть установлен в трех вариантах:

— горизонтально с выводом на улицу;

— горизонтально с выводом в шахту (поквартирное отопление);

— вертикально с выводом в уже существующий дымоход.

Наиболее распространенным способом вывода коаксиального дымохода является вариант- горизонтально с выводом на улицу.

Коаксиальный дымоход в стену

По схеме выше мы видим:

1 — коаксиальная труба с наконечником;

2 — колено коаксиальное;

4 — коаксиальная труба (удлинитель);

Для правильного монтажа коаксиального дымохода существует ряд требований

1. Общая длина дымохода должна быть не более 4-х метров.

2. Допускается использовать только два поворота, не более двух колен.

3. Минимальное расстояние от трубы до участка потолка и стен, выполненных их негорючего материала, должно составлять 0,5 метра.

4. Горизонтальный участок трубы должен быть выполнен с небольшим наклоном вниз, в сторону улицы.

Эти необходимо сделать для того, чтобы образовавшийся конденсат стекал не в котел, а уходил на улицу.

Раздельные системы дымоходов для газовых котлов

Еще одним популярным способом отвода продуктов сгорания у турбированных газовых настенных котлов является раздельная система дымоудаления. Что же это такое?

Бывают случаи, когда по той или иной причине нельзя вывести коаксиальный дымоход. Для этого была разработана система, состоящая из двух раздельных труб: одна на выброс газов, другая — для подсоса воздуха в котел. Смотрим схему установки.

Раздельный дымоход для котла

Как правило, диаметр таких труб составляет 80 мм. Материал исполнения — сталь. В некоторых случаях, трубу подсоса воздуха заменяют на гибкую алюминиевую гофру, которая растягивается до 3-х метров.

Для того, чтобы установить раздельный дымоход на газовый котел, необходимо купить специальный адаптер — разделитель каналов. Он устанавливается сверху навесного котла и преобразует выход «труба в трубе» в раздельный, на который затем и монтируются трубы.

Некоторые производители, например, тот же «Навьен», заранее позаботились о потребителях, и выпускают настенные газовые котлы с уже установленной системой под раздельные трубы. Это чисто корейская версия котлов, обозначается под артикулом «К». Котел с такой системой будет иметь название «Navien Deluxe-24 K», где 24 — это его мощность в кВт.

Установка котла с раздельной системой дымохода

Трубы могут выводиться в 3-х вариантах:

— обе трубы в одну стену;

— обе трубы в разные стены;

— одна труба в стену, вторая — в существующий дымоход.

Какой из способов дымоудаления подойдет именно для вашего дома должна решать проектная организация. Согласно техническим условиям, они составляют индивидуальный проект для каждого дома.

В нем прописывается исполнение газового котла (напольный, настенный), его максимальная мощность, а также то, какие трубы должны быть установлены: раздельные или же необходимо купить коаксиальный дымоход для газового котла.

Единственное, что они не в праве решить за Вас — это марка котла. Никто не может заставить Вас купить модель какого-то определенного производителя. Здесь уже выбор остается только за Вами. Смотрим видео.

В последнее время можно услышать множество дискуссий по поводу возможности установки навесных 2-х контурных котлов в квартирах многоэтажных домов, как существующих, так и новостроев. Преимущества такого теплоснабжения налицо - индивидуальность во всем: в выборе котла, в температуре горячей воды и отопления, в расчетах за газ, независимость от соседей и тепловых сетей. Но есть и ограничения по их установке, особенно для существующих домов.

Так, основной проблемой является снабжение котлов газом, так как изначально в домах была запроектирована система газоснабжения, рассчитанная только на газовые плиты. Перепроектировать домовой газопровод можно усилиями самих жильцов. Эта проблема решаема, хотя и тяжело организуема с точки зрения способностей каждого из жильцов. Переложить газопровод также сравнительно не сложно: все трубы газопровода прокладываются снаружи, а пересечение со стенами выполняется в гильзах. Так что конструкцию сильно портить не придется.

Другое дело – отвод продуктов сгорания от котлов. Здесь уже возникает ряд трудностей, решить которые в некоторых случаях практически невозможно. Например, для котлов с открытой камерой сгорания на кухнях существующих многоэтажек не предусмотрен индивидуальный дымоход и приток воздуха для горения газа. А на котлы с закрытой камерой сгорания и коаксиальным дымоходом (для раздельного дымохода также ничего не предусмотрено), то есть при выбросе продуктов сгорания через наружную стену на кухне, жалуются соседи. И есть от чего: соседи сверху получают добротную порцию дымовых газов, соседи снизу – капающий конденсат зимой, и если кто-то сушит бельё рядом, то оно будет вкусно пахнуть дымовыми газами. Таким образом, вырисовывается ограниченное количество вариантов снабжения качественным теплом существующих многоэтажек:

· Замена существующих колонок или котлов, если они были, на новые;
· Установка домовых тепловых пунктов с поквартирными теплосчетчиками;
· Электрические котел и бойлер, если позволяют внутридомовые электросети и личные финансы;
Для новостроев проблем не будет, если все заранее предусмотреть и спроектировать. Далее мы рассмотрим все возможные варианты дымоудаления от навесных котлов, как с атмосферной горелкой, так и с вентиляторной.
Существует несколько вариантов подачи воздуха к котлу для процесса горения и удаления от котла дымовых газов. При выборе одного из них необходимо учитывать работоспособность котла, безопасность жильцов и все действующие нормативные требования.

Оптимальным решением для поквартирного приготовления тепла в новых многоэтажных домах является установка котлов с открытой камерой сгорания, так как во встроенных кирпичных дымоходах на кухнях создается хорошая естественная тяга для дымоудаления (кроме 9-го этажа, если выше нет техэтажа). В этом случае приток воздуха на кухню должен быть обеспечен с учетом потребностей котла. Надо сказать, что во многих проектах до сих пор не обеспечивается приток воздуха в жилых домах, а пишется фраза «приток – неорганизованный, через неплотности в окнах и дверях». При современных герметичных стеклопакетах никаких неплотностей нет, а через наружные двери вряд ли жильцов порадует приток наружного воздуха в количестве 3-х кратного воздухообмена для кухни (с газовыми плитами) и 2-х кратного – для санузлов. Идеальным решением для притока является отверстие под окном кухни, за радиатором, которым он и подогревается зимой. Кухня – это производственное помещение с газом и водой, поэтому приточное отверстие в ней просто необходимо. И вопрос решен.

Если стоит задача исключить забор воздуха для горения из помещения, то возможна установка котлов с закрытой камерой сгорания и вентилятором. Но здесь надо обеспечить ряд мероприятий. Дело в том, что работа вентилятора в таких котлах контролируется дифференциальным прессостатом, который включит вентилятор только в том случае, когда перепад давления между патрубками забора воздуха и выброса дымовых газов окажется в диапазоне 52 – 62 Па. Это сделано в целях безопасности работы системы дымоудаления, так как если перепад давления на напорном и всасывающем патрубках не будет обеспечен, это может негативно отразится на работе вентилятора и, как следствие, на всей системе дымоудаления и подачи воздуха для горения.

Ниже показаны возможные варианты решения дымоудаления для котлов с закрытой камерой сгорания . По принципу действия их можно разделить на два типа: коаксиальный дымоход и раздельный дымоход. Лучшим из этих двух является коаксиальный, так как приточный воздух подогревается об уходящие дымовые газы, что непременно сказывается на эффективности котла (КПД – 92%) и на экологических показателях (NOx – класс 3). Установка такого дымохода может быть выполнена двумя способами:

* вывод коаксиальной трубы (мах – 3 м), сразу за наружную стену помещения, в котором установлен котел (рис.1);
* подключение коаксиальной трубы к коаксиальному дымоходу, встроенному во внутреннюю стену здания (рис.2). Такой дымоход для нашего случая подходит только для 9-го этажа, так как имеет ограничение по высоте (мах – 5 м), обусловленное мощностью вентилятора.

Рис. 1 Вариант дымоудаления С12

Рис. 2 Вариант дымоудаления С42

Менее эффективным является раздельный дымоход. В частных домах он применяется реже, так как, согласно ДБН В.2.5.20-2001 «Газоснабжение», помещение, в котором установлен котел, должно иметь наружную стену, а в ней – окно. Раз есть наружная стена, то проще установить коаксиальный дымоход, не отходя от кассы.

В многоэтажных жилых домах, как говорилось выше, выброс продуктов сгорания рядом с соседскими окнами нежелателен. Здесь рекомендуется применять один из двух возможных способов:
· забор воздуха за наружной стеной, а выброс продуктов сгорания – во встроенный дымоход (Рис.3);
· забор воздуха из встроенного вентканала и выброс продуктов сгорания – во встроенный дымоход (Рис.4).

Рис. 3 Вариант дымоудаления С82

Рис. 4 Вариант дымоудаления С42

Если предпочтение отдано именно варианту С82, то нельзя не обращать внимание на высоту дымохода, так как кроме потерь давления по длине и от местных сопротивлений, имеет место естественная тяга, образовывающаяся в дымоходе из-за разности плотностей и температур воздуха на различных высотах от уровня земли. Работоспособность такого дымохода необходимо тщательно рассчитать для того, чтобы перепад давления в дифференциальном прессостате попал в рабочий диапазон, иначе котел не включится. Очевидно, что рассчитать потери давления в дымоходе с точностью до 1 Па (0,1 мм вод. ст.) достаточно сложно и вероятность того что условия расчета совпадут с фактически построенным дымоходом далеко не 100%. Для этого многие производители навесных котлов предлагают в качестве дополнительной опции специальные диафрагмы, установка которых, в зависимости от конфигурации дымохода, позволит прессостату получить необходимый перепад давления и включить котел.

При варианте С42 естественная тяга исключается, так как и приток воздуха и выброс дыма осуществляется с одной высоты – крыши. Здесь имеют место только потери давления по длине дымохода и от местных сопротивлений (фасонные части). При этом максимальная допустимая высота воздуховодов уменьшается из-за повышенного сопротивления. Этот случай аналогичен варианту со встроенным коаксиальным дымоходом (вариант С42), и для 9-ти этажного дома такой дымоход можно устанавливать только на 8-9 этажах из-за ограниченной мощности вентилятора. На более низких этажах необходимо увеличивать диаметр дымохода, чтобы понизить его сопротивление, либо увеличить мощность вентилятора.

При раздельном дымоходе увеличение мощности вентилятора приведет к понижению эффективности котла, так как воздухообмен в котле, а, следовательно, и расход продуктов сгорания, увеличится, и вместе с ними в атмосферу будет выбрасываться большее количество тепла.

Подытоживая наши рассуждения, мы пришли к выводу, что для удовлетворения потребностей в тепле жильцов новых многоэтажных домов, без ущерба окружающим, возможна установка как котлов с открытой камерой сгорания, так и «турбо» котлов. Причем для каждого типа котла приемлем только один вариант решения подачи воздуха к котлу и отвод продуктов сгорания. Но, и в том и другом случае без дополнительного дымохода на кухне не обойтись. А если на кухне еще и вытяжка от газовой плиты предусмотрена, то на каждую такую кухню получаем три канала в стене: один вентиляционный и два дымохода. Слово за конструкторами.

Есть и еще один вариант поквартирного теплоснабжения как в существующих многоэтажках, так и в новостройках – это конденсатные котлы с коаксиальным дымоходом в наружной стене кухни. Как известно, их экологические показатели отвечают самым строгим мировым стандартам, а температура дымовых газов меньше 50°С. Вряд ли соседи что-нибудь почувствуют, даже при открытых окнах. Возможность установки в существующих многоэтажках, наряду с их эффективностью и экологичностью, является еще одним фактором, оправдывающим непривычно высокую стоимость конденсатной техники.

По материалам сайта

Возникновение пожара опасно не столько наличием открытого огня, сколько задымлением помещений. Даже небольшой очаг возгорания может вызвать появление такого количества дыма, что станет проблематичным вывод людей, затруднены . Наличие в воздухе продуктов горения затрудняет дыхание, дезориентирует в пространстве, вызывает панику. Эти угрозы требуют наличия соответствующих вентиляционных систем, осуществляющих эффективное дымоудаление, а также способствующих оперативному решению возникших проблем. Такие системы существуют, они активно используются в разных зданиях, промышленных цехах или иных сооружениях.

Система дымоудаления – специализированный комплекс вентиляционного оборудования, предназначенный для оперативного вывода продуктов горения из помещений, освобождения от дыма путей эвакуации людей и способствующий правильной организации мероприятий по устранению возгорания.

Основным участком охвата системы являются лестничные клетки, шахты лифтов, коридоры по пути следования при эвакуации. Выполняются следующие функции:

• Сокращается возможность распространения огня.

• Снижается количество дыма.

• Обеспечивается возможность нормального пожаротушения.

• Снижается температура воздуха.

• Осуществляется контроль и оповещение о возникшем возгорании.

• Открытие люков, клапанов, окон для эффективного вывода продуктов горения.

Комплекс дымоудаления – протяженная и сложная система, действующая по разным схемам, дающая возможность перераспределения воздушных потоков по мере необходимости.

Конструкция и устройство

Вентиляция дымоудаления состоит из следующих узлов:

• Вентиляторы дымоудаления. Осуществляют вытяжку или приток свежего воздуха в задымленные помещения.

Мнение эксперта

Федоров Максим Олегович

Важно! В любом случае используются все возможные средства, позволяющие в кратчайшие сроки устранить задымление и восстановить нормальный микроклимат в помещениях, соответствующий санитарным нормам.

Оборудование, входящее в состав комплекса

В качестве вентиляторов дымоудаления используются устройства, обладающее соответствующими характеристиками. Условия эксплуатации требуют наличия высокой категории теплостойкости – от 400°С до 600°С. Рабочие колеса могут изготавливаться из нержавеющей стали или обладать защитным покрытием, предохраняющим от воздействия агрессивных продуктов горения.

Воздуховоды дымоудаления изготавливаются из углеродистой или оцинкованной стали и имеют повышенные требования к герметичности – категории «Н» (нормальное исполнение) или «П» (плотное).

Люки дымоудаления, используемые для системы, имеют нормально закрытое положение, открываются по команде с датчиков или с пульта управления. Все элементы должны быть рассчитаны на работу при высоких температурах и в агрессивной среде.

Расчет дымоудаления

Расчет системы – сложная многоступенчатая задача. Определяются все возможные каналы отвода газов или продуктов горения – от уже имеющихся коридоров, лестничных клеток и т.д. до новых, дополнительно установленных . По величине каналов или объемам помещений вычисляется производительность вентиляторов, по количеству помещений и коридоров определяется число клапанов дымоудаления, а также противопожарных клапанов. Какой-то единой методики расчета не существует, поскольку конфигурация помещений и воздуховодов для вывода дыма может быть разной.

Методика расчета сложна и требует участия подготовленных специалистов. Если по каким-либо причинам онлайн-калькуляторы не подходят для решения возникших вопросов, то следует обратиться в специализированную организацию и заказать расчет у них. Потребуется обследование специалистами имеющихся помещений, возможных путей вывода продуктов горения, определение порядка эвакуации людей и т. д. Все эти расчеты должны опираться на требования СНиП, соответствовать противопожарным и санитарным нормам.

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Важно! Самостоятельный расчет комплекса дымоудаления – высокий риск свершения ошибок, происходящих от отсутствия опыта.

Эксплуатация

Налаженная система вывода продуктов горения эксплуатируется в соответствии с требованиями нормативов или СНиП. Составляется график проверок оборудования, производятся все необходимые мероприятия по поддержанию всех элементов в рабочем состоянии. Сложность в том, что система не работает постоянно, простаивающее оборудование имеет высокую вероятность отказа. Ответственность комплекса велика, экономия на обслуживании, контрольных мероприятиях недопустима.

Системы дымоудаления зачастую важнее систем пожаротушения, поскольку даже при малом очаге горения, не угрожающем никаким материальным ценностям или людям, величина задымления может оказаться критической и повлечь за собой сложности в осуществлении мероприятий по тушению пожара или даже человеческие жертвы. Отравление продуктами горения вызывает панику, дезориентацию, когда человек не понимает, в какую сторону ему следует бежать. Ответственность высока и требует соответствующего отношения со стороны руководства и персонала.

Как работает клапан дымоудаления

Специальные белые трубы и поворотные отводы для устройства раздельного дымоудаления от различных газовых котлов. Детали изготовлены из алюминиевого сплава, покраска в белый цвет произведена под высокой температурой качественной порошковой эмалью. Одинаково устанавливается на удаление угарного газа и притока воздуха для горения. Предназначена только для котлов с закрытой камерой сгорания на которых устанавливается различной конструкции адаптер или с уже присутствующими в конструкции патрубками.

Детали для устройства раздельного дымохода 80/80:

Труба в диаметре 80 мм.

1. Длина трубки 250 мм. = 300 р
2. Длина трубки 500 мм. = 400 р
3. Длина трубки 1000 мм. = 600 р
4. Длина трубки 1500 мм. = Отсутствует
5. Длина трубки 2000 мм. = Отсутствует

Раструбная система сборки, в комплекте поставляется резиновый уплотнитель рассчитанный на высокую температуру отходящих газов из настенного котла.

Отводы и уголки диаметром 80 мм.

1. Отвод с прямым углом 90 градусов = 450 р.
2. Отвод с косым углом 45 градусов = 450 р.

Собирается довольно просто через раструб с резиновой манжетой.

Это высококачественные алюминиевые системы дымоудаления для настенных котлов с закрытой камерой сгорания, позволяющие укомплектовать более 80% всех известных моделей настенных котлов от крупнейших мировых производителей, среди которых Electrolux, De Dietrich, Baxi, Ariston, Vaillant, Navien, Protherm и другие известные марки.

Раздельные системы дымоудаления

Как это работает. Забор воздуха и удаления продуктов сгорания топлива осуществляется по двум различным трубам, причем диаметр каждой составляет 80 мм. За счет увеличенного сечения длина каждого канала может достигать 20 метров. Также, за счет раздельной компоновки такие системы идеально подходят для поквартирных систем отопления. Для экономии средств и площади современные дома с поквартирной системой дымоудаления имеют всего одну шахту – дымоотводящую, а воздухозабор осуществляется с фасада здания. Это условие делает невозможным использование коаксиального дымохода в большинстве зданий с поквартирной системой отопления.

Защищает от прямого задувания сильного ветра и возможности попадания птиц и грызунов во внутрь системы дымохода. Устанавливается на трубе отводящей угарные газы, можно применять и на воздухозаборе. Присоединение происходит на без раструбную часть дымохода и фиксируется нержавеющим саморезом.

Чтобы было еще проще, можно приобрести готовые комплекты с раздельным дымоходом, комплект также будет производить забор воздуха в камеру сгорания по одной трубе, а выброс дымовых газов по другой. Материал труб – эмалированный алюминий (анти-кородаллин) или алюминий без покрытия. Обычно такие системы устанавливаются тогда, когда расстояние от котла до наружной стены превышает 5 м. (суммарная длина труб раздельного дымохода может быть до 30 м.) или когда необходимо раздельный забор воздуха и удаление дыма, например в многоэтажных домах. Адаптер в комплекте обязательно должен быть от нужного вам отопительного оборудования, или иметь возможность универсального присоединения к разным моделям газовых котлов.

Котлы различают по следующим признакам:

По назначению:

Энергетически е – вырабатывающие пар для паровых турбин; их отличает высокая производительность, повышенные параметры пара.

Промышленные – вырабатывающие пар как для паровых турбин, так и для технологических нужд предприятия.

Отопительные – производящие пар для отопления промышленных,жилых и общественных зданий. К ним относятся и водогрейные котлы. Водогрейный котел – устройство, предназначенное для получения горячей воды с давлением выше атмосферного.

Котлы-утилизаторы - предназначены для получения пара или горячей воды за счет использования тепла вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) при переработке отходов химических производств, бытового мусора и т.д.

Энерготехнологические – предназначены для получения пара за счет ВЭР и являющиеся неотъемлемой частью технологического процесса (например, содорегенерационные агрегаты).

По конструкции топочного устройства (рис. 7):

Рис. 7. Общая классификация топочных устройств

Различают топки слоевые – для сжигания кускового топлива и камерные – для сжигания газового и жидкого топлива, а также твердого топлива в пылевидном (или мелкодробленом) состоянии.

Слоевые топки подразделяются на топки с плотным и кипящим слоем, а камерные – на факельные прямоточные и циклонные (вихревые).

Камерные топки для пылевидного топлива подразделяют на топки с твердым и жидким шлакоудалением. Кроме того, по конструкции они могут быть однокамерными и многокамерными, а по аэродинамическому режиму – под разрежением и под наддувом .

В основном используется схема под разряжением, когда в газоходах котла дымососом создается давление меньше атмосферного, то есть разряжение. Но в некоторых случаях при сжигании газа и мазута или твердого топлива с жидким шлакоудалением может использоваться схема под наддувом.

Схема котла под наддувом. В этих котлахвысоконапорная дутьевая установка обеспечивает избыточное давление в топочной камере 4 – 5 кПа, которое позволяет преодолеть аэродинамическое сопротивление газового тракта (рис. 8). Поэтому в этой схеме отсутствует дымосос. Газоплотность газового тракта обеспечивается установкой мембранных экранов в топочной камере и на стенах газоходов котла.

Достоинства данной схемы:

Сравнительно низкие капитальные затраты на обмуровку;

Более низкий по сравнению с котлом, работающим под

разряжением, расход электроэнергии на собственные нужды;

Более высокий КПД за счет снижения потерь с уходящими газами из-за отсутствия присосов воздуха в газовый тракт котла.

Недостаток – сложность конструкции и технологии изготовления мембранных поверхностей нагрева.

По виду теплоносителя , генерируемого котлом: паровые и водогрейные .

По перемещению газов и воды (пара):

газотрубные (жаротрубные и с дымогарными трубами);

водотрубные;

комбинированные.

Схема жаротрубного котла. Котлы предназначены для замкнутых систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и выпускаются для работы при допустимом рабочем давлении 6 бар и допустимой температуре воды до 115 °С. Котлы предназначены для работы на газообразном и жидком топливе, в том числе на мазуте и сырой нефти, и обеспечивают КПД при работе на газе – 92 % и на мазуте – 87 %.

Стальные водогрейные котлы имеют горизонтальную реверсивную камеру сгорания с концентрическим расположением дымогарных труб (рис. 9). Для оптимизации тепловой нагрузки, давления в камере сгорания и температуры отходящих газов дымогарные трубы оснащены турбулизаторами из нержавеющей стали.

Рис. 8. Схема котла под «наддувом»:

1 – воздухозаборная шахта; 2 – высоконапорный вентилятор;

3 – воздухоподогреватель 1-й ступени; 4 – водяной экономайзер

1-й ступени; 5 – воздухоподогреватель 2-й ступени; 6 – воздуховоды

горячего воздуха; 7 – горелочное устройство; 8 – газоплотные

экраны, выполненные из мембранных труб; 9 – газоход

Рис. 9. Схема топочной камеры жаротрубных котлов:

1 – передняя крышка;

2 – топка котла;

3 – дымогарные трубы;

4 – трубные доски;

5– каминная часть котла;

6 – люк каминной части;

7 – горелочное устройство

По способу циркуляции воды все разнообразие конструкций паровых котлов на весь диапазон рабочих давлений можно свести к трем типам:

- с естественной циркуляцией – рис. 10а;

- с многократной принудительной циркуляцией – рис. 10б;

- прямоточные – рис. 10в.

Рис. 10. Способы циркуляции воды

В котлах с естественной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется за счет разности плотностей столбов рабочей среды: воды в опускной питательной системе и пароводяной смеси
в подъемной испарительной части циркуляцион-ного контура (рис. 10а). Движущий напор циркуляции
в контуре можно выразить формулой

, Па,

где h – высота контура, g – ускорение свободного падения, ,
– плотность воды и пароводяной смеси.

При критическом давлении рабочая среда является однофазной и ее плотность зависит только от температуры, а так как последние близки между собой в опускной и подъемной системах, то движущий напор циркуляции будет очень мал. Поэтому на практике естественная циркуляция применяется для котлов только до высоких давлений, обычно не выше 14 МПа.

Движение рабочего тела по испарительному контуру характери-зуется кратностью циркуляции К, которая представляет собой отношение часового массового расхода рабочего тела через испарительную систему котла к его часовой паропроизводительности. Для современных котлов сверхвысокого давления К=5-10, для котлов низких и средних давлений К составляет от 10 до 25.

Особенностью котлов с естественной циркуляцией является способ компоновки поверхностей нагрева, заключающийся в следующем:

В котлах с многократной принудительной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется за счет работы циркуляционного насоса, включаемого в опускной поток рабочей жидкости (рис. 10б). Кратность циркуляции поддерживается невысокой (К=4-8), поскольку циркуляционный насос гарантирует ее сохранение при всех колебаниях нагрузки. Котлы с многократной принудительной циркуляцией позволяют экономить металл для поверхностей нагрева, так как допускаются повышенные скорости воды и рабочей смеси, частично улучшая, таким образом, охлаждение стенки труб. Габариты агрегата при этом несколько снижаются, так как диаметр трубок можно выбирать меньшим, чем для котлов с естественной циркуляцией. Эти котлы могут применяться вплоть до критических давлений 22,5 МПа, наличие барабана дает возможность хорошо осушать пар и продувать загрязненную котловую воду.

В прямоточных котлах (рис. 10в) кратность циркуляции равна единице и движение рабочего тела от входа в экономайзер и до выхода из агрегата перегретого пара принудительное, осуществляемое питательным насосом. Барабан (достаточно дорогой элемент) отсутствует, что дает при сверхвысоком давлении известное преимущество прямоточным агрегатам; однако это обстоятельство вызывает при сверхкритическом давлении удорожание станционной водоподготовки, поскольку повышаются требования к чистоте питательной воды, которая должна в этом случае содержать примесей не больше, чем выдаваемый котлом пар. Прямоточные котла универсальны по рабочему давлению, а на закритическом давлении вообще являются единственными генераторами пара и находят широкое применение в современной электроэнергетике.

Существует разновидность циркуляции воды в прямоточных парогенераторах – комбинированная циркуляция, осуществляемая за счет особого насоса или дополнительного параллельного циркуляционного контура естественной циркуляции в испарительной части прямоточного котла, позволяющая улучшить охлаждение экранных труб при малых нагрузках котла за счет увеличения на 20–30 % массы циркулируемой через них рабочей среды.

Схема котла с многократной принудительной циркуляцией на докритическое давление представлена на рис. 11.

Рис. 11. Конструктивная схема котла с многократной принудительной циркуляцией:

1 – экономайзер; 2 – барабан;

3 – опускная питательная труба; 4 – циркуляционный насос; 5 – раздача воды по циркуляционным контурам;

6 – испарительные радиа-ционные поверхности нагрева;

7 – фестон; 8 – пароперегреватель;

9 – воздухоподогреватель

Циркуляционный насос 4 работает с перепадом давления 0,3 МПа и позволяет применять трубы малого диаметра, что дает экономию металла. Малый диаметр труб и невысокая кратность циркуляции (4 – 8) вызывают относительное снижение водяного объема агрегата, следовательно, снижение габаритов барабана, уменьшение сверлений в нем, а отсюда общее снижение стоимости котла.

Малый объем и независимость полезного напора циркуляции от нагрузки позволяют быстро растапливать и останавливать агрегат, т.е. работать в регулировочно-пусковом режиме. Область применения котлов с многократной принудительной циркуляцией ограничивается сравнительно невысокими давлениями, при которых можно получать наибольший экономический эффект за счет удешевления развитых конвективных испарительных поверхностей нагрева. Котлы с многократной принуди-тельной циркуляцией нашли распространение в теплоутилизационных и парогазовых установках.

Прямоточные котлы. Прямоточные котлы не имеют зафиксированной границы между экономайзером и испарительной частью, между испарительной поверхностью нагрева и пароперегревателем. При изменении температуры питательной воды, рабочего давления в агрегате, воздушного режима топки, влажности топлива и других факторов соотношения между поверхностями нагрева экономайзера, испарительной части и перегревателя меняются. Так, при понижении давления в котле снижается теплота жидкости, повышается теплота испарения и снижается теплота перегрева, поэтому уменьшается зона, занимаемая экономайзером (зона подогрева), растет зона испарений и уменьшается зона перегрева.

В прямоточных агрегатах все примеси, поступающие с питательной водой, не могут удаляться с продувкой подобно барабанным котлам и откладываются на стенках поверхностей нагрева или уносятся с паром в турбину. Поэтому прямоточные котлы предъявляют высокие требования к качеству питательной воды.

Для уменьшения опасности пережога труб из-за отложения солей в них зону, в которой испаряются последние капли влаги и начинается перегрев пара, на докритических давлениях выносят из топки в конвективный газоход (так называемая вынесенная переходная зона ).

В переходной зоне идет энергичное выпадение и отложение примесей, а так как температура стенки металла труб в переходной зоне ниже, чем в топке, то опасность пережога труб значительно снижается и толщину отложений можно допускать большей. Соответственно удлиняется межпромывочная рабочая кампания котла.

Для агрегатов закритических давлений переходная зона, т.е. зона усиленного выпадения солей, также имеется, но она сильно растянута. Так, если для высоких давлений ее энтальпия измеряется величиной 200-250 кДж/кг, то для закритических давлений возрастает до 800 кДж/кг, и тогда выполнение вынесенной переходной зоны становится нецелесообразным, тем более, что содержание солей в питательной воде здесь так мало, что практически равно их растворимости в паре. Поэтому, если котел, спроектированный на закритическое давление, имеет вынесенную переходную зону, то делается это только из соображений обычного охлаждения дымовых газов.

Из-за малого аккумулирующего объема воды у прямоточных котлов важную роль играет синхронность подачи воды, топлива и воздуха. При нарушении этого соответствия в турбину можно подать влажный или чрезмерно перегретый пар, в связи с чем для прямоточных агрегатов автоматизация регулирования всех процессов является просто обязательной.

Прямоточные котлы конструкции профессора Л.К. Рамзина. Особенностью котла является компоновка радиационных поверхностей нагрева в виде горизонтально-подъемной навивки трубок по стенам топки с минимумом коллекторов (рис. 12).

Рис. 12. Конструктивная схема прямоточного котла Рамзина:

1 – экономайзер; 2 – перепускные необогреваемые трубы;

3 – нижний распределительный коллектор воды; 4 – экранные

трубы; 5 – верхний сборный коллектор смеси; 6 – вынесенная

переходная зона; 7 - настенная часть перегревателя;

8 – конвективная часть перегревателя; 9 –воздухоподогреватель;

10 – горелка

Как в дальнейшем показала практика, такое экранирование имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Позитивным является равномерный обогрев отдельных трубок, включенных в ленту, так как трубки проходят по высоте топки все температурные зоны в одинаковых условиях. Негативным – невозможность выполнения радиационных поверхностей заводскими крупными блоками, а также повышенная склонность к теплогидравлическим разверкам (неравномерное распределение температуры и давления в трубах по ширине газохода) при сверхвысоком и сверхкритическом давлении из-за большого приращения энтальпии в длинном змеевике.

Для всех систем прямоточных агрегатов соблюдаются некоторые общие требования. Так, в конвективном экономайзере питательная вода до поступления в топочные экраны не догревается до кипения примерно на 30 °С, что устраняет образование пароводяной смеси и неравномерное ее распределение по параллельным трубкам экранов. Далее, в зоне активного горения топлива, в экранах обеспечивается достаточно высокая массовая скорость ρω ≥ 1500 кг/(м 2 ·с) при номинальной паропроизводительности D н, что гарантирует надежное охлаждение трубок экранов. Около 70 – 80 % воды превращается в пар в экранах топки, а в переходной зоне испаряется оставшаяся влага и весь пар перегревается на 10-15 °С во избежание отложения солей в верхней радиационной части перегревателя.

Кроме того, паровые котлы классифицируются по давлению пара и по паропроизводительности.

По давлению пара:

низкого – до 1 МПа;

среднего от 1 до 10 МПа;

высокого – 14 МПа;

сверхвысокого – 18-20 МПа;

сверхкритического – 22,5 МПа и выше.

По производительности:

малая –до 50 т/ч;

средняя – 50-240 т/ч;

большая (энергетическая) – свыше 400 т/ч.

Маркировка котлов

Для маркировки котлов установлены следующие индексы:

вид топлив а : К – каменный уголь; Б – бурый уголь; С – сланцы; М – мазут; Г – газ (при сжигании мазута и газа в камерной топке индекс типа топки не указывается); О – отходы, мусор; Д – другие виды топлива;

тип топки : Т – камерная топка с твердым шлакоудалением; Ж – камерная топка с жидким шлакоудалением; Р – слоевая топка (индекс вида топлива, сжигаемого в слоевой топке, в обозначении не указывается); В – вихревая топка; Ц – циклонная топка; Ф – топка с кипящим слоем; в обозначение котлов с наддувом вводится индекс Н ; при сейсмически стойком исполнении – индекс С .

способ циркляции : Е – естественная; Пр – многократная принудительная;

Пп – прямоточные котлы.

Цифрами указывается:

для паровых котлов – паропроизводительность (т/ч), давление перегретого пара (бар), температура перегретого пара (°С);

для водогрейных – теплопроизводительность (МВт).

Например: Пп1600–255–570 Ж . Прямоточный котел паропроизводи-тельностью 1600 т/ч, давление перегретого пара – 255 бар, температура пара – 570 °С, топка с жидким шлакоудалением.

Компоновка котлов

Под компоновкой котла подра­зумевается взаимное расположение газохо­дов и поверхностей нагрева (рис. 13).

Рис. 13. Схемы компоновки котлов:

а ­­– П-образная компоновка; б – двухходовая компоновка; в – компоновка с двумя конвективными шахтами (Т-образная); г – компоновка с U-образными конвективными шахтами; д – компоновка с инверторной топкой; е – башенная компоновка

Наиболее распространена П-образная компоновка (рис.13а – одноходовая , 13б – двухходовая ). Преимуществами ее являются подача топлива в нижнюю часть топки и вывод продуктов сгорания из нижней части конвективной шахты. Недостатки этой компоновки - неравномерное заполнение газами топочной камеры и неравномерное омы­вание продуктами сгорания поверхностей на­грева, расположенных в верхней части агре­гата, а также неравномерная концентрация золы по сечению конвективной шахты.

Т-образная компоновка с двумя конвек­тивными шахтами, расположенными по обе стороны топки с подъемным движением газов в топке (рис. 13в), позволяет уменьшить глубину конвективной шахты и высоту гори­зонтального газохода, но наличие двух кон­вективных шахт усложняет отвод газов.

Трехходовая компоновка агрегата с дву­мя конвективными шахтами (рис. 13г) иногда применяется при верхнем распо­ложении дымососов.

Четырехходовая компоновка (Т-образная двухходовая) с двумя вертикальными пе­реходными газоходами, заполненными разря­женными поверхностями нагрева, применяет­ся при работе агрегата на зольном топливе с легкоплавкой золой.

Башенная компоновка (рис. 13е) используется для пиковых парогенераторов, работающих на газе и мазуте в целях ис­пользования самотяги газоходов. При этом возникают затруднения, связанные с креплением конвек­тивных поверхностей нагрева.

U – образная компоновка с инверторной топкой с нисходящим в ней потоком продуктов сгорания и подъемным их движением в конвективной шахте (рис. 13д) обеспечивает хорошее заполнение топки факелом, низкое расположение пароперегревателей и минимальное сопротивление воздушного тракта вследствие малой длины воздуховодов. Недостаток такой компоновки – ухудшенная аэродинамика переходного газохода, обусловленная расположением горелок, дымососов и вентиляторов на большой высоте. Такая компоновка может оказаться целесообразной при работе котла на газе и мазуте.