Твердотопливный котел

Твердотопливный котел предназначен для подогрева воды системы отопления и горячего водоснабжения, за счет теплоты сжигаемого твердого топлива, в качестве топлива используется каменный и бурый уголь.

Устройство водогрейного котла

Как устроен водогрейный котел, будет рассмотрено на примере котла КВр, часто применяемого для отопления средних и крупных промышленных предприятий.

Основные части котла:

Твердотопливный котел

Водогрейный котел

  • Топка
  • Конвективный блок
  • Колосниковая решетка
  • Обмуровка
  • Рама

Котел  состоит из топки, образованной  трубными топочными экранами, в которых происходит радиационная передача тепла от горящего топлива, и конвективного блока — экранов в которых теплоноситель подогревается уходящими дымовыми газами.

Топочные экраны состоят из коллекторов (труб или коробов большего диаметра) и вваренных в них, параллельных друг другу, экранных труб меньшего диаметра. Существуют варианты с вертикальным расположением экранных труб и горизонтальным. Движение воды организуется таким образом, чтобы при заданном расходе воды, во всех участках котла была гарантированная циркуляция воды, что достигается соотношением диаметров коллекторов и вваренных в них труб, и применения перегородок в коллекторах для  обеспечения многоходового направления воды. За счет этого не происходит локального перегрева металла и ускоренного износа. Поэтому, при выборе водогрейного котла желательно ознакомиться с гидравлической и аэродинамической схемами котла.

Экран водогрейного котла

Экран водогрейного котла

Возможно изготовление топочных экранов из углеродистой Ст3 стали обычного качества, либо углеродистой качественной стали 20, применяющейся для изготовления теплового оборудования работающего под давлением, что конечно предпочтительней.

Конвективный блок, как правило, устроен по тому же принципу что и топочные экраны: из коллекторов  с вваренными в них трубами. Конвективные экраны выполняются газоплотными, чтобы обеспечить  многоходовое движение дымовых газов, что позволяет максимально использовать их тепло для нагрева теплоносителя. Конвективные панели могут быть расположены справа и слева от экранов топки, либо за топкой образованной топочными экранами. Дымовые газы, содержащие золу, проходя через конвективные панели, через газоход, попадают в отдельно стоящий золоуловитель, где освобождаясь от взвесей, выходят в дымовую трубу очищенные и охлажденные до порядка 200С. На котле должны быть предусмотрены лючки для чистки конвективной части от зольных отложений.

Колосниковая решетка

Важной частью котла является колосниковая решетка. Возможна установка традиционной чугунной колосниковой решетки с щелями, в которые проваливается зола по мере прогорания топлива. Такие чугунные колосниковые решетки периодически прогорают, и требуют замены.

Часто современные котлы оснащаются охлаждаемой безпровальной воздухораспределительной решеткой.

Охлаждаемая уголковая решетка

Охлаждаемая уголковая решетка (ОУР)

Как правило, подобные решетки изготавливаются из толстостенных труб, между которыми ввариваются стальные уголки с равномерно размещенными по длине отверстиями для воздуха. По трубам циркулирует вода системы отопления, охлаждающая решетку. При таком устройстве колосниковой решетки, зола и шлак не проваливаются под нее, загрузка угля происходит послойно, по мере прогорания предыдущего слоя, выгрузка шлака происходит через дверку топки. Применение безпровальной охлаждаемой колосниковой решетки позволяет несколько увеличить эффективность сжигания топлива, следовательно, повысить КПД котла, а также сжигать бурые угли мелкой фракции. Если режим работы котла не нарушался, то колосниковая решетка не требует замены в течение всего срока эксплуатации котла.

Дополнительные особенности устройства

В случае газоплотного исполнения экранов котла, в качестве обмуровки применяется минеральная негорючая теплоизоляция, и легкая стальная декоративная обшивка.

Движение воды по экранам котла может быть организовано по разному:

  • последовательно по всем экранам конвективного блока и топочным экранам (правый и левый экран топки, охлаждаемая колосниковая решетка, потолочный и фронтальный экраны);
  • паралелльно по двум сторонам котла – паралелльно соединеным экранам;
  • по комбинированной схеме – часть котла вода движется по последовательно соединенным экранам, другую часть по паралелльно соединенным экранам.

В любом случае, при оценке гидравлической схемы, следует убедиться что нет участков с ухудшенным протоком воды, нет тупиковых зон, в нижних точках предусмотрены дренажные краны для полного опорожнения всех секций котла, в верхних точках всех секций предусмотрены краны для сброса воздуха при заполнении котла.

Обвязка котельной описана в статье «как работает промышленная котельная».