Правила выбора отопительного котла: Как выбрать котел для отопления частного дома: инструкция по выбору

Как правильно подобрать котел по мощности?

Мощность котла — не только важный критерий отбора, но и ключевой параметр, который может омрачить удовольствие от эксплуатации. Выберите слишком маленькую мощь — не ощутите эффекта его присутствия. А высокопродуктивное устройство не только не будет экономить, но и больно ударит по карману. Нужный параметр продлит радость от покупки котла — газового, или любого другого, на целый зимний сезон. 

Не думайте, что это просто: посмотрел данные о размере по внутреннему объёму — и все. При выборе учитывают тепловые потери, особенность дома и температуру за окном. Только так вы компенсируете потери в ходе работы будущего отопительного оборудования.

Как не оплошать и грамотно выбрать устройство, чтобы не замерзнуть и не истончить бюджет — читайте дальше. Из статьи узнаете, какая техника будет правильной и нужной именно вам. 

Расчет тепловых потерь дома

Говорим сразу — не существует единого метода расчета коэффициента. Параметр меняется в зависимости от вашего климата. Тем более важно внимательнее отнестись к этой стадии подготовки. Даже специалист не определит на глаз, без расчетов, информацию по нужной мощности котла. Даже слабомощные, типа Tenko стандарт СКЕ, могут обогреть среднестатистическую квартиру до 65м². Но какая она точно должна быть — станет известно после заполнения специальной анкеты — документ находится в свободном доступе, в интернете его заполнит любой желающий. 

К составлению опросника специалисты подошли ответственно. Заполнив поля, не получится совершить ошибку. Единственное исключение — некорректное заполнение он-лайн бланка. Все остальные расчеты котла для дома произведет программа.

Будет полезно: Выбор отопительного котла: твердотопливный, электрический или газовый? 3 главных критерия

Итак, вот к каким вопросам надо быть готовым — уточните:

1. Теплопотери сквозь стены

На этот параметр влияет площадь фасада и вентилируемая прослойка (стены бывают с ней, а бывают и без нее). Первое покрытие стен — первостепенный критерий, без которого выбрать котел отопления будет слишком рискованно. Железобетон или пенобетон, минвата, гипсокартон, фанера или древесина — материал влияет на решение, какой мощности покупать твердотопливное оборудование. Важна и толщина первого слоя дома. Для тонкостенных домов купите котел средней мощности — к примеру, Unimax UNI201516.

2. Потери тепла через окна

Важное условие. Логично, что с однокамерным стеклопакетом «уйдет» больше тепла, чем с двухкамерными. Площадь окон тоже немаловажна при расчете мощности котла. Перед заполнением опросника еще раз измерьте ее. 

3. Тепловые потери сквозь потолок и пол

Как вы понимаете, в помещение с мансардой и неотапливаемым подвалом нужно установить мощное оборудование — как RODA Strom SL. Неправильно подобранная мощность прибора испортит несколько зимних месяцев, проведенных в загородном доме — отопления явно не хватит для комфортной жизни. 

Полезно для ознакомления: Что выбрать — электрический или газовый котел? Сравнение по 4-м параметрам 

Если все правильно сделаете — старания вознаградятся выгодным вложением в покупку. Считайте, что справились с задачей — скорее всего, получите лучший результат по цене и качеству.

Почему важно точно определить мощность котла 

Первое, что приходит на ум — экономия средств на покупку. Уже ради этого стоит потратить пару часов на вычисления. Учитывая хорошую работу и эффективную эксплуатацию котла — расчет мощности техники тем более становится необходимым. 

Вот несколько невеселых сценариев, которые неминуемо развернутся, если не принять во внимание вышесказанное. 

Запомните: Поправка на регион для нашего климата составляет коэффициент 1,2.

1. При малой мощности котлу, обогревающему дом твёрдым топливом, сложно «дожигать» топливо — технике не хватит воздуха, а дымоход быстро засорится. В итоге хозяина (надеемся, это будете не вы) явно не удовлетворит результат выбора ввиду большого расхода топлива. Определить, что у вас не получилось достойно подобрать оборудование, увы, помогут и платежки с колоссальными суммами за отопление. Как видим, с этим отопительным оборудованием надо быть внимательным в вопросе измерения мощности. Лучше всего выбрать не мощнее и не слабее, а ровно под вашу площадь. 

2. Не лучшая участь постигнет владельца маломощного котла на газе. Если неправильно рассчитать его мощность и подобрать устройство не «под себя», увидите часто выключающиеся горелки, которые быстро нагревают немного воды. Чем меньше мощность газового устройств, тем меньший цикл горения. Что получит хозяин агрегата? Конденсат, накапливающийся в следствии того, что быстро сгорающие продукты не прогревают дымоход. Дальше — хуже. Кислоты, образующиеся вследствие конденсата, проедят поверхность дымохода, а потом и внутренности котла.

Важно: Если не хотите быстрого износа котла с дымоходом, старайтесь не часто выключать технику, следите за расходом топлива.

3. С неправильным расчетом мощности электрических устройств тоже не все радужно. Чтобы не корить себя (на покупку самого недорогого электрокотла, как Tenko мини KEM придется потратиться) — выбирайте эквивалентный параметр мощности. Слишком «слабый» не обогреет вас, чересчур мощный — типа NOVA FLORIDA CATU32MF48 (соответственно, 48 кВт) обойдется «в копейку» при покупке, и будет потреблять огромное количество энергии. Вот почему важно определить тип устройства и подобрать оптимальное.

Читайте также: На что обратить внимание при выборе электрического котла: 3 критерия для покупки

Неверный расчет мощности не таких популярных, но все же встречающихся пеллетного устройства (например Roda EK3G/S-40) и котла на дровах — первейший параметр выбора. Чтобы рассчитать параметр — не поленитесь потратить время, иначе не избежать вышеуказанных проблем в недостатке тепла (если речь идет о слабеньких приборах) или нерациональном перерасходе топлива (когда подберете дорогой и слишком мощный котел, как РЕТРА-3M). 

Читайте также: Выбираем твердотопливный котел – на что обратить внимание? 7 критериев удачной покупки

Определение мощности котла — самый важный этап работы

Вот вы и ознакомились с теоретической частью вопроса, получив информацию о важности расчета мощности котлов. Теперь пора перейти к практической части — самой важной. Как вариант, закажите услугу специалиста, отвечающего за расчет параметров и монтаж.  Но и вы сами можете узнать, какая техника действительно нужна.

Отталкиваемся при расчете мощности от площади отапливаемого объекта — именно она поможет произвести оценку производительности. Учитывайте, что при высоте помещения в 2,7 м (а такие потолки почти во всех домах), на обогрев 10м² уходит 1кВт.

Данный коэффициент — приблизительный. На него влияет климат региона и, опять же, высота потолков, наличие подвальных помещений и т.д. 

Совет: чтобы вычислить мощность идеального котла для высоких потолков, надо выявить поправочный коэффициент, поделив параметр на стандартные 2,7м.

Пример: 

• Потолки равны 3,1м. 
• Делим параметр на 2,7 — получаем 1,14. 
• Так, для качественного обогрева дома 200м² с потолками 3,1м пригодится котел мощностью 200кВт*1,14=22,8кВт.  
• Чтобы точно не замерзнуть, рекомендуем округлить параметр в большую сторону. Тогда получите 23кВт. Нам подойдет Ariston CARES X 24 на 24 кВт.

Читайте также: ТОП-6 дровяных котлов для частного дома до 200 кв.м.

Учтите, что такой расчет подойдет для одноконтурного котла. В случае же с двухконтурной техникой нужно рассчитать, какую температуру воды хотите получать в холода, и выбрать технику в соответствии с параметром (+25%, мощности, если любите водичку погорячее).

Пошаговый расчет мощности котла (двухконтурного) для квартир 

С квартирами дело обстоит несколько иначе. Здесь коэффициент меньше, чем в доме — в квартирах нет теплопотери через кровлю (если речь идет не о последнем этаже) и потерь через пол (кроме как у первого этажа).

Не трудно запомнить, но лучше сохранить, коэффициенты для построек разного типа: 

• если квартиру сверху «греет» еще одно помещение, коэффициент будет 0,7
• если над вами чердак — 1

Чтобы вычислить параметр, используем методику, указанную выше, с учетом коэффициента.

Пример: Площадь квартиры 163м². Ее потолки равны 2,9 м, квартира находится в нашей полосе. 

Определяем мощность в пять шагов: 

1. Делим площадь на коэффициент : 163м²/10м²= 16,3 кВт.
2. Не забываем о поправке на регион: 16,3 кВт*1,2=19,56 кВт.
3. Поскольку двухконтурный котел рассчитан на горячую воду, добавляем 25% 7,56 кВт*1,25=9,45 кВт.
4. А теперь не забываем про холода (специалисты советуют добавить еще 10%): 9,45 кВт*1,1=24,45 кВт.
5. Округляем, и выходит 25Квт. Получается, нам подойдет Immergas Hercules Solar — устройство, которое работает на природном газе и взаимодействует с солнечными коллекторами. 

Учтите, что таким способом происходит расчет мощности котлов, на каком бы топливе они ни работали — хоть газ, хоть электричество, хоть твердое топливо. . 

Пошаговый расчет мощности котла (одноконтурного) для квартиры 

А что, если вам не нужен двухконтурный котел, и с задачами справится одноконтурный? Произведем расчеты, учитывая еще один фактор — материал изготовления дома. Установленная на законодательном уровне норма отопления выглядит так: 

• Обогрев 1м³ в панельном доме потребует 41 Вт.
• Обогрев 1м³ в кирпичном доме потребует 34 Вт.

Предлагаем ознакомиться: Как выбрать газовую колонку

Вспоминаем площадь квартиры, умножаем ее на высоту потолков, получаем объем. Этот показатель нужно перемножить на норму — получаем мощность котла.

Пример:

1. Вы живете в квартире площадью 120м², а потолки в ней — 2,6м. 
2. Объем будет таков: 120м²*2,6м=192,4м³
3. Множим на коэффициент, вычисляем потребность в тепле 192,4м³*34Вт=106081Вт. 
4. Переводим в киловатты и округлив, получаем 11кВт. Вот такая мощность должна быть у теплового одноконтурного агрегата. Неплохой вариант — модель Protherm 12 KTО. Немного «с запасом», мощности этой техники с лихвой хватит для комфортного микроклимата в вашем жилище. 

Как видим, задача подбора котла не займет более часа. Правильно выбрав отопительное приспособление, вы на всю зиму застрахуетесь от некомфортных холодов, сэкономив средства на покупку котла, коммунальные услуги. Верно рассчитать параметр — одинаково важно для всех типов обогревателей: угольного, на тт, настенного и газового, пиролизного котлов. Если вдруг вы усомнились в своих силах, попросите мастера — специалист совершит выезд на установку котла и решит эту проблему, правда, за отдельную плату. 

Смотрите видео: Как выбрать мощность газового котла

6 главных факторов выбора мощности котла для отопления

При предварительном подборе мощности котла, очень часто применяется формула «1квт на 10 квадратных метров» общей площади. Для обогрева дома эта цифра действительно дает потребность в тепле, но только ориентировочную, на которую полагаться не стоит. А вы спросите, почему?

Содержание

• 1 Факторы, влияющие на мощность котла
  • 1. 1 Первый фактор — место строительства
  • 1.2 Второй фатор — теплоизоляция ограждающих конструкций
  • 1.3 Третий фактор — эффективность вентиляции
  • 1.4 Четвёртый фактор — размеры дома
  • 1.5 Пятый фактор — отопительные приборы
  • 1.6 Шестой фактор — КПД котла
• 2 Видео в помощь: как определить потребную мощность котла для дома

Факторы, влияющие на мощность котла

Первый фактор — место строительства

Первым фактором, влияющим на тепловую мощность котла, является место строительства. Чем ниже температура окружающего воздуха за окном, тем мощность котла должна быть выше. Этот фактор отопительного периода для численной характеристики — применяют число «градусо-суток». Чем это число выше, тем собственно нужен более мощный котел.

Второй фатор — теплоизоляция ограждающих конструкций

Вторым фактором, оказывающим самое наибольшее влияние, является «степень утепленности» дома или же вашей квартиры. Причем, утепленность дома должна быть комплексной. Это означает, что все конструкции дома, которые отделяют внутренние помещения отвнешней окружающей среды, должны быть хорошо утеплены. Однако толщина стен и их утепление решающего значения здесь почти не играют, а большая часть тепла теряется через полы, крышу, дверные и оконные проемы.

Если в вашей квартире достаточно светло, но нет тепла, то следует подумать о своих окнах, которые нуждаются в увеличении сопротивления теплопередаче. Только такая мера может снизить на отопление расходы до 30-ти процентов. По действующим нормативам и расчетам, 90 процентов окон недостаточно соответствуют требуемому нормативу — теплосопротивлению, где толщина утеплителя кровли должна быть порядка 250 мм, а толщина минераловатного утеплителя стен — 200 мм.

Третий фактор — эффективность вентиляции

Третьим фактором, влияющим на потери тепла, является вентиляция, которая может быть не запланированной или же запланированной. Если в вашем доме недостаточно герметичны окна или же повсюду щели, то через сквозняки уходит из помещения драгоценное тепло. Ведь хорошо утепленный дом становится более герметичным и в результате этого из жилых помещений затрудняет излишний отвод влажного воздуха и поступление свежего. Поэтому, чем сильнее утеплен ваш дом или же квартира, тем больше возникает потребность в использовании вентиляционной системы. Для таких домов и квартир, которые очень герметичны, нужно оборудовать рекуператором (это агрегат вентиляционной системы), который вместе с загрязненным воздухом значительно снижает выброс тепла и тем самым проветривает помещение.

Четвёртый фактор — размеры дома

Четвертым фактором, влияющим на геометрию и размеры дома, является то, сколько должно приходиться киловатт тепла на 1-н квадратный метр площади дома. Так как в здании потеря тепла происходит через ограждающие конструкции, то чем больше полов, стен и крыш приходится на 1-н квадратный метр жилой площади, тем теплопотерь будет больше. Если дом имеет большую площадь и к тому же одноэтажный или же форма дома не стандартная, а имеет эркеры и выступы, то потери тепла также будут возрастать.

Пятый фактор — отопительные приборы

К пятому фактору относятся теплоотдающие приборы. К таким приборам относятся: биметаллические радиаторы, алюминиевые радиаторы, чугунные радиаторы, а также настенные алюминиевые конвекторы. Чтобы обогреть помещение полностью, нужно правильно разместить обогревательные приборы. В основном, радиаторы и конвекторы — развешивают на стенах. Тепло от приборов поднимается к потолку и собственно там температура будет излишней, а над уровнем пола — недостаточной. Поэтому, в таких случаях рациональнее применить другой вид отопления — это теплые полы. Они в зоне пребывания человека создадут комфорт, а верхняя часть помещения останется чуть прохладней. Таким образом можно экономно использовать тепловую энергию. Для высоких помещений используют теплокалориферы, которые при помощи теплообменника и вентилятора создают поток теплого воздуха, направленного к полу.

Шестой фактор — КПД котла

Шестым фактором является эффективность отопительного котла, выраженная коэффициентом полезного действия (КПД). Причем значению КПД не всегда надо доверять потому, что в паспорте на котел приводится КПД для работающего котла на полную мощность. Если потребность в тепле от мощности котла не превышает 50-ти процентов, то это значит, что котел не оборудован системой управления.

Видео в помощь: как определить потребную мощность котла для дома

Поделиться:

Руководство по выбору паровых котлов

КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ — паровые котлы

 

Приложения Руководство по выбору Характеристики Методы нагрева Обзор Давление пара до 235 psig Температура горячей воды. до 240°F Паропроизводительность до 4890 фунтов/час и 235 фунтов на кв. дюйм изб. 3 — 1 620 кВт (10 — 5 527 Мбит/ч)

Приложения

Электрические паровые и водогрейные котлы Chromalox безопасны и универсальны. источники, которые производят пар низкого или высокого давления или горячую воду для коммерческих и промышленных процессов и для комфортного отопления. Электрические котлы Chromalox может использоваться везде, где требуется пар и имеется электроэнергия. Они есть комплектные устройства, которые работают от существующих распределительных напряжений, что делает установку простой.

Применение электрических котлов охватывает все типы коммерческих и промышленных предприятий. таких как больницы, пивоварни, хирургические центры, пекарни, коммунальные службы и т. д. Chromalox электрические котлы используются для пищевой промышленности, увлажнения, стерилизации, обработки сушке и особенно в производстве химикатов, красок, бумаги, текстиля, нефтепродукты, фармацевтические препараты и пластмассы. Некоторые специальные приложения

• Подача пара для резервуаров-хранилищ и сосудов с рубашкой для обработки воски, парафин, клеи, смолы, лаки, красители, патока и растительные масла.
• Подача пара для реакционных и дистилляционных сосудов, реторт, автоклавы и стерилизаторы.
• Подача пара для трассировки труб, чтобы поддерживать течение вязких материалов на асфальтовых заводах, в мазутных линиях, насосах с рубашкой, сетчатых фильтрах и клапанах и обеспечивают защита от замерзания.
• Подача пара к нагревательным валкам для покрытия бумаги, каландрирования, ламинирование, гофрирование и тиснение.
• Подача парового тепла для плит, штампов и форм, используемых для ламинирования дерево и пластмассы, литье и формование эластомеров и пластмасс, пластмассы экструзия и отверждение эпоксидных смол и стекловолокна ^® материалы.
• Подача пара для комфортного обогрева и увлажнения.

Выбор котла

Паровые котлы Chromalox доступны в следующих диапазонах, чтобы приспособиться к любым процесс или приложение: от 3 до 1620 кВт, от 9 до 4883 фунтов сухого насыщенного пара на час, от 0 до 235 фунтов на кв.

Выбор котла обычно основывается на рабочем давлении (psig) и паропроизводительности. производительность (фунты/час). Когда давление или температура и мощность в киловаттах или фунты/ч. известны потребности в паре, рекомендуемый котел можно определить из следующей Таблице выбора котла. Если эти рабочие параметры неизвестны, свяжитесь с обратитесь в местный офис продаж Chromalox за помощью в расчете потребности в паре. а также рекомендации по выбору парового котла надлежащего размера.

Паровой котел – рекомендации по выбору

Примечания — 1. Mbh является стандартом ASME и ANSI для британских тепловых единиц в час.

Учитывая известное давление и производительность, паровые котлы con-Steam — Руководство по выбору Продолжайте процесс выбора, ознакомившись с подробными страницами продуктов для моделей перечислены в прилагаемой таблице.

Паровые котлы — рекомендации по выбору

Максимум Давление (psig)	Максимум Темп. (°F)	кВт	Описание	Модель	Страница
90	331	3-15	Компактный	CMB	Д-29
90	331	16 — 20	Особенный	КАС	Д-32
90	331	6 — 180	Вертикальный	КЕС-Б	Д-30
90	331	6 — 180	Нержавеющая сталь	CSSB-A	Д-33
135	358	150 — 1620	Высокая емкость	ЧС	Д-35
235	401	6 — 180	Среднее давление	ЧПЭС-А	Д-37
Дополнительное оборудование					Д-39
Индивидуальное проектирование и производство					Д-42

Преимущества

Моноблочные электрические котлы Chromalox предлагают преимущество электричества в качестве тепла. источник пара низкого или высокого давления или горячей воды. Строительство и установка затраты значительно снижаются по сравнению с котлами, работающими на топливе, поскольку топливные баки, дымоходы, дымоходы, вентиляционные отверстия и сложные трубопроводы, необходимые для котлов, работающих на ископаемом топливе, исключаются.

Комплектные котлы соответствуют всем требованиям соответствующих стандартов UL и CSA. и Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением. Котлы полностью собраны и проверены в условиях эксплуатации на соответствие жестким стандартам качества перед выпуском для отгрузка. Электрические котлы Chromalox готовы к установке и нуждаются только в воде. источник питания и подключение к электросети для быстрого и экономичного производства высококачественной продукции. пар. Возможна эффективность преобразования энергии, приближающаяся к 100%.

Чистота — Отсутствие дыма или продуктов сгорания. Котлы могут быть установлены в нишах, под прилавками или в других ограниченных пространствах.

Простая и безопасная эксплуатация mdash; Большинство электрических котлов можно эксплуатировать. обслуживающим персоналом с минимальной подготовкой.

Быстрый запуск и восстановление — Котлы можно включать и быть до давления в течение нескольких минут. Длительное время прогрева или сложные процедуры запуска не нужны.

Минимальное обслуживание — Электрические котлы требуют только периодического или ежедневная «продувка» для поддержания их работоспособности. (Дополнительный автоматический можно приобрести систему продувки, чтобы обеспечить постоянную надежность планового обслуживания.)

Снижение эксплуатационных расходов — Электрические котлы могут производить пар «по требованию» с использованием автоматически регулируемой электроэнергии. Операционная затраты можно контролировать, уменьшая или устраняя «простой» или «ожидание» работы, когда котел не нужен.

Электрические водогрейные и паровые котлы – общие характеристики

Модель	Описание	Рабочее давление	Температура (°F)	кВт	Мбх 2	Номинальное давление сосуда (psig)	Тип соединения
CMB	Компактный паровой котел	0 — 90	212 — 331	3 — 15	10 — 51	100	ДНЯО
КЕС-Б	Вертикальный паровой котел	0 — 90	212 — 331	6 — 180	21 — 614	100	ДНЯО
КАС	Специальный паровой котел	0 — 90	212 — 331	16 — 20	55 — 68	100	ДНЯО
CSSB-A	Паровой котел из нержавеющей стали	0 — 90	212 — 331	6 — 180	21 — 614	100	ДНЯО
ЧПЭС-А	Вертикальный паровой котел среднего давления	0 — 235	212 — 401	6 — 180	21 — 614	250	ДНЯО
ЧС	Горизонтальный паровой котел большой мощности	0 — 135	212 — 358	150 — 1620	512 — 5 527	150	NPT и фланцевый
ГЧ2	пароперегреватель	0 — 150	212 — 800	1 — 350	3 — 1194	150	NPT или фланцевый

Примечания — См. раздел «Циркуляционный нагреватель».
Mbh — это стандарт ASME и ANSI для тысячи британских тепловых единиц в час.

Особенности парового котла

• Давление пара до 235 psig
• Температура горячей воды. до 240°F
• Паропроизводительность до 4890 фунтов/ч при 235 фунт/кв. дюйм изб.
• 3 — 1 620 кВт (10 — 5 527 Мбит/ч)
• 120–600 В, 1 и 3 фазы
• Сосуды под давлением из углеродистой или нержавеющей стали ASME Section I Carbon Сталь ASME Раздел IV
• Медь или INCOLOY ^® Нагревательные элементы в оболочке
• Механический (поплавок) и/или электронный (зонд) уровень воды и ограничение
• Дополнительные трансформаторы управления, системы подачи воды и продувки Оборудование
• Список третьих сторон (UL, CSA), признание или сертификация

Типовая замкнутая система





Особенности

Электрические паровые и водогрейные котлы Chromalox — это эффективные системы управления энергопотреблением. со специально разработанными пучками нагревателей, которые обеспечивают максимальный контакт элемента с водой и равномерная циркуляция. В сосудах под давлением образуется пар низкого или высокого давления. предназначены для минимизации «переноса» влаги и примесей в система распределения пара. Бойлеры Chromalox компактны по размеру и имеют небольшая занимаемая площадь и идеально подходят для приложений «точка использования» в областях с ограниченным пространством. Они доступны во многих размерах со склада.

Методы нагрева

Большинство применений парового отопления можно разделить на две категории: открытый контур и замкнутый цикл. В разомкнутой системе отработанный пар и конденсат не утилизируются. и истощаются в канализацию. Это так называемые «проходные» системы. и часто используются для стерилизаторов. В замкнутой системе отработанный пар и конденсат извлекаются и рециркулируются через котел. Замкнутые системы являются наиболее эффективными и экономичными и рекомендуются для большинства применений.

Надежность — Поддерживается жесткая программа контроля качества для обеспечения соответствия требованиям ASME Code, Underwriters Laboratories, Inc. и техническое задание на проектирование. Каждый котел проверяется под напряжением на работоспособность соответствие, подвергается испытанию на изоляцию высоким потенциалом, гидростатическое давление тест и должен пройти проверку контроля качества перед выпуском

Дополнительное оборудование

• Возврат конденсата
• Сепараторы продувки
• Вакуумные выключатели
• Подача холодной воды
• Секвенсоры
• Трансформаторы управления

Заказное проектирование

Компания Chromalox может спроектировать и изготовить комплектный электрический пар и горячую воду. Котлы. Свяжитесь с местным офисом продаж Chromalox.

 

Скачать Руководство по выбору паровых котлов

 

Основы выбора котла | Consulting

Дэвид Гетц, PE, и Сэм Хафф, Burns & McDonnell, Сент-Луис, 15 сентября 2017 г.

 

Цели обучения

• Ознакомиться с нормами, стандартами и руководствами, помогающими определять котлы и котельные системы.
• Знайте, какие существуют типы котлов, и понимайте, когда указывать каждый тип.
• Понять, как системы управления влияют на общую конструкцию котла.

Котлы бывают разных размеров, форм и цветов. Они используются для производства горячей воды или пара для технологических процессов или отопления. В этой статье основное внимание будет уделено производству пара, поскольку требования для обоих типов аналогичны до тех пор, пока пар не будет генерироваться внутри барабана.

Кодекс Американского общества инженеров-механиков (ASME) по сосудам под давлением (BPVC), Раздел I, регулирует проектирование, изготовление, установку и эксплуатацию сосудов под давлением (сосудов, в которых вырабатывается пар). BPVC является одним из двух основных параметров, которые потребуются инженерам при проектировании котельных систем. Другой — NFPA 85: Кодекс по системам сжигания котлов и опасностям. NFPA 85 устанавливает требования к топливу и системам сжигания, которые используются для обогрева котла. Соблюдение обоих правил необходимо для безопасной эксплуатации котла. Материалы будут кратко рассмотрены, так как их выбор определяется технологической жидкостью и ее свойствами.

Большой объем знаний содержится в Разделе I ASME BPVC. В зависимости от типа котла и его компонентов пределы юрисдикции определяются в Разделе I, а остальные требования относятся к ASME B31.1: Кодекс силовых трубопроводов. Общими ограничениями, о которых должны знать инженеры, являются вход воды и выход пара. Ограничение поступления воды для секции I находится на входном патрубке второго запорного клапана от патрубка первой водяной составляющей котла. Это может быть как экономайзер, так и сам барабан. Пределы пара варьируются в зависимости от компонента и ASME BPVC, раздел 1, который необходимо пересмотреть.

NFPA 85 применим к котлам с теплопроизводительностью 12,5 MMBtu/ч и выше. Еще одним важным кодом при проектировании и установке котлов является ASME B31.1. Этот код применим к трубопроводу, соединяющемуся с самим котлом, который не находится под юрисдикцией ASME BPVC Section I. обслуживание. Сюда входят требования к расходу пара, давлению и температуре, необходимые для учета потерь давления и температуры в системе, включая ожидаемые потери вплоть до соединения котла с обратным клапаном. Требования к расходу пара основаны на конечном использовании плюс потери в системе распределения, включая конденсатоотводчики и утечки.

Понимание потерь в системе и добавление их к фактическому потреблению пара плюс коэффициент роста, обычно 1% в год, поможет определить требуемую выработку пара. Работая с поставщиком котла, инженер может выбрать необходимые гарантированные выходные условия котла.

Трубопроводы и материалы для котлов

Конструкционные материалы будут зависеть от выбранных свойств пара/воды на входе и выходе, а также от потребляемого топлива. Типичными материалами, используемыми в промышленности, являются углеродистая сталь A53-B/C и A106-B/C для питательной воды, топливного газа и пара. Трубы внутри самого котла выбираются производителем котла, но обычно они изготавливаются из углеродистой стали бесшовной конструкции.

Спиральные сварные трубы иногда упоминаются, поскольку их легче изготовить. Однако следует соблюдать осторожность при их использовании в средах, где используется жидкое топливо или биомасса, поскольку содержащиеся в них сера, натрий и хлорид при сгорании могут повредить трубы, если их не контролировать. Если используется секция пароперегревателя или используется компактный котел с высокой скоростью тепловыделения, материалы могут быть модернизированы углеродом-молибденом или хромомолибденом (хромомолибденом). Типичным используемым хромомолибденом является P11, который содержит ~ 1,25% хрома. Материалы барабана выбираются в зависимости от условий эксплуатации, но для котлов с производительностью менее 250 000 фунтов в час обычно используется углеродистая сталь A516-70.

Запасы топлива для котлов

Используемые сегодня виды топлива включают природный газ, мазут № 2, дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы и твердое топливо, включая уголь, биомассу и другие материалы, которые можно смешивать с этими базовыми видами топлива. Выбор топлива на ранней стадии проектирования важен, потому что поставщик котла выберет горелку на основе выбранного топлива. В дополнение к типу топлива качество выбранного топлива будет влиять на выбор горелки, диапазон регулирования и мощность.

Если подается природный газ, необходимо указать входное давление, температуру и более высокую теплотворную способность. Если газ находится в различных условиях, таких как вовлечение воды, высокое содержание серы или другие изменения состава, это должно быть включено в отчет о топливе для поставщика котла/горелки. Это поможет с выбором горелки, которая соответствует потребностям котла и потребности в предшествующем оборудовании, включая нагреватели, сепараторы и оборудование для контроля давления.

Требуемый КПД котла

Ответственность за определение желаемого КПД котла лежит на инженере и владельце. Обычно это значение составляет около 80% при минимальных рабочих условиях котла. Эффективность измеряется количеством тепла, подаваемого в котел для получения целевой мощности, деленным на идеальное количество подводимого тепла для преобразования целевой массы воды в пар (или горячую воду). На это влияют несколько факторов, которые инженер должен включить в технические характеристики котла.

Основными факторами, которые часто упускают из виду, являются условия окружающей среды. Среднегодовые условия являются общепринятыми значениями, но для обеспечения эффективности работы в течение всего года необходимо также обеспечить максимальные и минимальные условия окружающей среды. К ним относятся температура, температура по влажному термометру, влажность и любые загрязняющие вещества, связанные с воздухом, которые могут попасть в воздухозаборник.

Загрязняющие вещества могут включать мусор от сбора полевых культур, плавающие семена деревьев, избыточный снег или другие твердые вещества, которые могут быть унесены ветром. Эти элементы, если они известны, могут быть учтены и отфильтрованы. Мусор в воздушном потоке может засорить фильтры и подшипники или добавить неучтенное топливо в горелку, что повлияет на подачу тепла. Некоторые отходы, особенно полевые культуры, содержат натрий и другие компоненты, которые при нагревании становятся липкими и могут закупоривать горелки, прилипать к трубам, создавать точки перегрева, закупоривать газовые пути и ограничивать общую мощность котла.

Водоснабжение котла

Качество водоснабжения оказывает большое влияние на производительность котла. Все поставщики котлов требуют подачи воды, которая соответствует стандартам качества питательной воды котлов ASME и/или Американской ассоциации производителей котлов (ABMA). Эти стандарты качества частично зависят от давления на выходе из котла и определяют параметры питательной воды, которые должен предоставить владелец для выполнения гарантийных требований, предусмотренных производителем котла.

Требуемая питательная вода для котла также должна быть деаэрирована для удаления избыточного кислорода и неконденсирующихся газов перед подачей в котел. Этот процесс требует использования пара низкого давления, обычно называемого «паром привязки». Если этот пар подается котлом, то при проектировании необходимо учитывать паразитную нагрузку. Расход питательной воды, используемый для проектирования, должен определяться на основе мощности котла и связанной с ним скорости продувки котла, обычно от 5% до 8% вырабатываемого пара, плюс запас роста, определенный в ходе расчетов расхода пара.

Трубопровод питательной воды должен обеспечивать подачу в котел максимального расхода, а также избыточного запаса и минимальной потери давления. Выход из деаэратора должен поступать на питательные насосы котла с максимально возможным напором на всасывании. Чистый положительный напор на всасывании (NPSH), доступный для питательного насоса котла, должен быть максимальным. Это снижает требования к мощности насосов. Он также обеспечивает буфер времени на случай перебоя подачи воды на входе в деаэратор и снижает вероятность работы питательных насосов котла в условиях низкого кавитационного запаса, что может привести к кавитации и повреждению рабочего колеса.

Насосы питательной воды котла должны обеспечивать подачу в котел воды под давлением, по крайней мере, на 3% превышающим рабочее давление в барабане. Необходимо провести оценку трубопровода от выхода насоса до входа в бочку и рассчитать потери давления, чтобы определить надлежащее давление нагнетания. В случае существующей системы очень важно определить, могут ли существующие насосы снабжать новый котел в удаленном месте, где потери на трение могут быть больше, чем ожидалось.

Спецификация котла должна быть определена заблаговременно.

Работа и конструкция котла должны быть определены до разработки спецификации на закупку. Требования к конструкции, о которых следует помнить, включают в себя выключение котла, управление и техническое обслуживание. Эти элементы, как правило, «известны», но часто не учитываются при проектировании или не продумываются до такой степени, что они включены в предлагаемые опции котла. Уменьшение мощности котла — это просто возможность снизить паропроизводительность от 100% проектной мощности до определенного минимального значения.

Базовый котел обычно имеет динамический диапазон 4:1, что означает, что он будет способен стабильно работать при 25% максимальной нагрузки. Работа за пределами этого диапазона должна быть указана в спецификациях с любой известной продолжительностью. Производители котлов будут выбирать горелки и площадь поверхности нагрева, чтобы попытаться выдержать сниженную нагрузку при соблюдении требований по выбросам. Если этот требуемый диапазон труднодостижим, можно предусмотреть клапан выпуска пара, который откроется и выпустит пар либо в расширительный бак, либо в атмосферу через глушитель.

Диапазон регулирования также влияет на максимальную производительность, поскольку владельцы иногда запрашивают более высокие, чем обычно, потоки пара от блоков. Это должно быть определено спецификацией с известным сроком эксплуатации. Типичный запрос составляет 110% от максимальной нагрузки, чтобы обеспечить избыточное производство пара при запуске другого котла. Это часто ограничивается 4 часами и влияет на горелку, блок топливного газа, паропровод, трубу, зону тепловыделения и размер вентилятора. Эти элементы должны быть проверены во всех точках нагрузки, чтобы определить, были ли применены надлежащие условия.

Управление котлом

Управление котлом может быть обязанностью производителя или владельца/инженера. Изготовитель поставляет средства управления, соответствующие разделу I ASME и NFPA 85, но может не учитывать работу нескольких котлов, основные средства управления или требования к отключению, которые являются уникальными для данной площадки. Обычный запрос заключается в том, чтобы производитель предоставил свою логику управления, а затем владелец / инженер предоставил комментарии к логике, предоставленной для утверждения производителем.

Модификации владельца могут выходить за рамки обычной практики NFPA 85. Рекомендуется ограничить модификации. Любые модификации будут сопровождаться примечаниями/комментариями к логическим схемам от производителя. Пункт, который обычно оспаривается, — это время, связанное с аварийными сигналами до отключения котла. Производители часто включают 6-секундные задержки в эти сигналы тревоги. Эти задержки часто регулируются владельцем, чтобы дать дополнительное время операциям для оценки сигнала тревоги и определения того, могут ли они настроить другие устройства для смягчения условий тревоги. Это соответствует требованиям NFPA, но не всегда является предпочтительным для производителя. Эти изменения должны быть оценены всеми сторонами для обеспечения соблюдения гарантийных условий.

Эксплуатация и техническое обслуживание котлов

Техническое обслуживание является критическим аспектом проектирования, который, как представляется, пересматривается в конце процесса проектирования. Когда котлы нуждаются в ремонте, а в какой-то момент это произойдет, важна доступность компонентов, к которым часто прикасаются. Могут быть предоставлены строительные леса, подъемники и другие средства временного доступа, но это потребует дополнительного времени и бюджета для любого простоя. Планирование общего обслуживания, такого как ремонт предохранительного клапана, замена трубы задней стенки или проверка/замена шеврона парового (верхнего) барабана, снизит общие затраты и повысит эффективность. Эти элементы могут быть дорогими во время проекта капитальной установки, но со временем они сокращают продолжительность простоев, что компенсирует первоначальный рост затрат.

Другим элементом технического обслуживания, который обычно не учитывается, является доступ к трубам на полу топки котла и обратному газовому тракту. Котлы обычно устанавливаются на плите или небольшом постаменте у каждой опорной балки. Это не позволяет получить доступ под котлом. При негерметичности труб внутри котла пар будет дуть либо в газовый поток, либо на соседние трубы. Когда котел выключен, эти утечки могут скапливаться на полу. Собравшаяся жидкость либо оседает и разъедает трубки, либо испаряется в виде пара во время запуска. Оба условия могут привести к повреждению поверхности трубы, что приведет к дополнительным утечкам.

Когда требуется ремонт, нет доступа к нижней стороне трубы для сварки, в результате чего требуется замена большего количества труб, чтобы получить доступ ко всем сторонам трубы. Для облегчения ремонта пьедесталы котла можно поднять так, чтобы оставалось 4 фута свободного пространства под самой нижней трубой. Это позволит увеличить высоту тумбы и отрегулировать точку входа стека. Указание этого требования в спецификациях позволит производителю предоставить компоненты и опорную сталь, предназначенные для такого доступа.

Нормы и стандарты проектирования котлов содержат основные рекомендации по применению, проектированию, конструкции и эксплуатации котлов. Эти коды предназначены для того, чтобы направлять инженеров в их задачах, чтобы удовлетворить потребности клиента, обеспечивая при этом безопасную, эффективную и надежную установку. В то время как эти нормы и стандарты обеспечивают основу для основных требований к котлам, опыт работы с ними и их понимание имеют решающее значение для их надлежащего применения.

Данные HVAC: котлы/котельные установки

• 57% инженеров в настоящее время определяют котлы, системы горячего водоснабжения; 23% планируют указать эти системы в течение следующих 12–24 месяцев.