Котлы и котельные
Котлы. Чугунные секционные котлы. Водотрубные котлы. Специальные котлы на жидком топливе и газе. Комбинированные котлы. Устройство котельных: высота помещений, приточная вентиляция, вытяжные отверстия, склад топлива, дымовые трубы, сечение дымовых труб. Ориентировочное определение максимального расхода тепла, поверхности нагрева котлов, площади котельной и складов, и годовой потребности в жидком топливе. Отопление жилых и административных зданий: технические условия, исходные данные. Жидкостные и газовые топки. Склады жидкого топлива. Отопление - основные понятия. Технические характеристики топливных резервуаров.
Котлы
В малых и средних котельных устанавливают, как правило, чугунные секционные котлы; необходимая площадь нагрева достигается изменением числа секций. Котлы могут работать на твердом, жидком или газообразном топливе.
Стальные котлы различных конструкций и размеров требуют меньшей площади, но увеличение их производительности невозможно.
Для крупных установок применяют:
горизонтальные цилиндрические котлы с жаровыми трубами: они требуют большой площади, КПД до 75%;
котлы с дымогарными трубами: утилизируется тепло отходящих газов, КПД до 80 — 85%.
водотрубные котлы: требуют меньше площади, обладают большой поверхностью нагрева и быстро разогреваются. Вертикальные водотрубные котлы, а также котлы с наклонными трубами, экранированные котлы и котлы с принудительной циркуляцией обеспечивают очень высокую теплопроизводительность.
Специальные котлы на жидком топливе и газе (нефтяные продукты и светильный газ) с автоматической регулировкой быстро разогреваются, обеспечивают чистоту в эксплуатации и имеют высокий КПД.
Комбинированные котлы небольшой производительности до 120000 Вт используются для нужд горячего водоснабжения и отопления. Вода для горячего водоснабжения нагревается проходя через пакет медных трубок или в небольших встроенных в котлы резервуарах, а также с помощью бойлеров, расположенных над котлом или рядом с ним. При проточной системе необходимо провести предварительную обработку воды для предотвращения образования накипи. Котлы подбирают по их производительности, заданной изготовителем.
Взаиморасположение котлов и дымовой трубы может быть любым. Обычно котёл соединяют непосредственно с дымовой трубой с помощью правого или левого прямого или криволинейного патрубка; иногда с помощью подземного криволинейного патрубка или прямого канала его присоединяют к основанию трубы (рис. 1).
Техническую воду подогревают в каждой водоразборной точке в индивидуальных проточных нагревателях (или бойлерах) работающих на жидком топливе, газе или электроэнергии. Централизованное снабжение горячей водой осуществляется с помощью специального оборудования или от центральных котельных по отдельным линиям или от встроенных или подключенных бойлеров. Бойлеры и водонагреватели выпускают с одинарными и двойными стенками по DIN 4800 — 4806.
 |
 |
| 1. Различные способы присоединения котлов к дымоходам могут выполняться также в зеркальном положении. | 2. Ориентировочное определение максимального расхода тепла, поверхности нагрева котлов, площади котельной и складов, и годовой потребности в жидком топливе. |
Котельные
В ФРГ действуют специальные правила устройства котельных.
Высота помещений: котельные производительностью до 70000 Вт ≥ 2,1 м в свету (для котельных до 23 000 Вт требования снижены); котельные свыше 70 000 Вт ≥ 2,5 м в свету.
Расстояние от верха топливника до нижней отметки потолка при котлах производительностью свыше 145 000 Вт ≥ 1,5 м, более 300000 Вт ≥ 1,7 м; свыше 470000 Вт ≥ 2,3 м. Высота до перекрытия над рабочими площадками и переходными мостиками ≥ 2,3 м (высота проходов в чистоте 1,8 м).
Ширина площадки перед котлами должна быть равна длине котла + 1 м, позади котлов — половине этого расстояния.
Приточное отверстие для свежего воздуха площадью 50% сечения дымовых труб должно размещаться у пола за котлом.
Вытяжные отверстия площадью 25% сечения дымовых труб, то не менее 200 см, следует располагать у потолка, по возможности рядом с дымовой трубой, для подогрева вытяжных каналов, которые выводятся выше крыши. Котельные должны иметь сквозное проветривание; общая площадь окон не менее 1/12 площади котельной.
Общестроительные требования: двери и окна котельных не должны выходить в другие помещения, кроме тех, которые связаны с эксплуатацией системы отопления. Стены, потолки и полы котельных и связанных с ними помещений должны быть огнестойкими. Перед топками котлов на ширину 1 м — пол из клинкера на ребро.
Стены и потолки штукатурят раствором с добавками или окрашивают для заполнения пор (жидкое стекло). Несущие стальные конструкции должны иметь огнезащитную облицовку. Из котельных должно быть два выхода, по возможности в противоположных концах помещения; один из них должен быть наружным (можно использовать выход в окно, снабженный ходовыми скобами). Двери должны быть защищены от возгорания и открываться наружу (кроме дверей в склад топлива). Стена между складом топлива и котельной должна быть несгораемой.
Теплопотери на 1м3 отапливаемого здания составляют около 19 Вт для крупных и до 23 Вт для небольших сооружений. Примерные размеры помещений котельных, складов твёрдого топлива или ёмкостей жидкого топлива определяют по суммарному расходу тепла (рис. 2). Котлы располагают так, чтобы оставалось место для их обслуживания. Центральные обслуживающие помещения и насосную размещают отдельно, в чистых, просторных и хорошо вентилируемых помещениях (с дополнительными выходами).
Склад топлива при нижней загрузке котлов устраивают на одном уровне с котельной; при верхней загрузке котлов — на уровне рабочей площадки котлов. Размеры склада зависят от потребности в топливе и сроков подвоза (рис. 2); в средних и больших котельных склад располагают в самостоятельном помещении, разделенном по видам топлива и по его крупности. Загрузочные отверстия следует размещать как можно выше. Размещение склада жидкого топлива описано далее.
Дымовые трубы должны быть возможно более высокими (над коньком устраивают оголовок); при сечениях 40 х 40 см (при топке углем уже при > 27 х 27 см) трубы кладут независимо от стен. Для больших котлов, работающих на угле, желательна тщательная внутренняя футеровка без штукатурки. У основания дымовой трубы устраивают зольник и плотно закрывающуюся прочистку. При жидкостных топках с обсадными трубами необходимо обеспечить свободу деформаций дымовой трубы (повышенная температура отходящих газов).
Сечения дымовых труб ≥ 135 х 200 м. Высота в малых котельных ≥ 8 м, лучше 10 м. В остальных случаях — ещё выше; сечения труб — по возможности круглые, квадратные или прямоугольные с отношением сторон 1:1,5 (см. DIN 4705).
Водонагреватели ёмкостью от 100 до 5000 л нормированы; с одинарной стенкой по DIN 4801, с двойной по DIN 4803, 4804.
Пример расчета максимального расхода тепла, поверхности нагрева котлов, размеров котельной и склада приведен на рис. 2.
Условия. Тип зданий: жилые дома обычной конструкции с одинарным остеклением окон; тип котлов — чугунные секционные котлы производительностью 8000 ккал/м • ч = 9300 Вт. Топливо: кокс, высота штабеля 2 м. Горячее водоснабжение не предусматривается.
Исходные данные. Многоэтажный жилой дом секционного типа, примыкающий с обеих сторон к смежным зданиям: длина 30 м, глубина корпуса 16 м; высота от уровня земли до покрытия верхнего отапливаемого этажа 22 м.
Объём надземной части здания равен 16 х 30 х 22 = 10 560 м3. Площадь поверхности охлаждения: 2x22x30 + 16 х 30= 1800 м2 (учитывается площадь горизонтальной поверхности крыши).
По таблице определяем: максимальный расход тепла 360 000 Вт, поверхность нагрева котлов 39 м2, площадь котельной 33 м2, площадь склада кокса на весь отопительный сезон 93 м2, на 1/3 отопительного сезона 31 м2.
Жидкостные и газовые топки. Классификация, требования, конструкции и испытания форсунок приведены в DIN 4787; газовые горелки — по DIN 4788.
По DIN 51603 минеральное жидкое топливо подразделяется на:
особо легкое;
лёгкое с вязкостью до 2° по Эгглеру;
среднее с вязкостью до 10° по Эгглеру;
тяжёлое с вязкостью до 90° по Эгглеру.
Цена жидкого топлива зависит от условий его транспортировки. Лёгкое жидкое топливо дороже тяжелого. Тяжелые сорта жидкого топлива применяют в больших котлах; перед сжиганием топливо подогревается до 383.15-393.15 К.
Жидкое топливо хранят в стальных цилиндрических сварных емкостях (рис. 2), наземных или подземных под слоем грунта толщиной 1 м. В зданиях топливо хранят преимущественно в подвалах в групповых цистернах (рис. 3) или в резервуарах, сваренных из листовой стали на месте.
При устройстве складов жидкого топлива необходимо соблюдать постановления местных органов, особенно в районах с источниками водоснабжения. Резервуары жидкого топлива при сдаче в эксплуатацию должны испытываться на избыточное давление.
 |
 |
|
1. Сборные бетонные защитные ванны для нефтяных резервуаров ёмкостью 5 - 30 тыс. л. Внутри сборной бетонной ванны установлена пластмассовая оболочка. Наружные поверхности покрыты защитным слоем, предохраняющим от агрессивных вод. Максимальная масса сборного элемента 1,3 т; установка с учетом местных условий. Размер резервуаров зависит от номинальной емкости.
2. Защитный резервуар (см. рис. 3).
|
3. Ёмкость для хранения жидкого топлива;
4. Грунтовые цистерны для хранения жидкого топлива, устанавливаемые в подвале.
|
Склады жидкого топлива. Строительство и эксплуатацию стальных резервуаров для хранения жидкого топлива следует выполнять в соответствии со следующими нормами:
DIN 6608. Горизонтальные стальные подземные резервуары
DIN 6616. Горизонтальные стальные надземные резервуары
DIN 6617. Горизонтальные стальные частично заглубленные резервуары
DIN 6618. Вертикальные стальные наземные резервуары
DIN 6619. Вертикальные стальные частично заглубленные резервуары
DIN 6620. Групповые стальные резервуары
DIN 6623. Вертикальные стальные наземные резервуары емкостью до 1000 л
DIN 6624. Горизонтальные стальные наземные резервуары емкостью до 3500 л.
DIN 6625. Стальные наземные резервуары, изготовляемые на месте.
Изготовляют также пластмассовые и бетонные резервуары (норм на них еще нет, но строительным контролем согласованы).
Теплопотери здания не зависят от системы отопления. Здания должны быть теплоустойчивыми. Повышенная теплоизоляция здания улучшает условия проживания и снижает затраты на отопление. Расчёт теплопотерь по DIN 4701 учитывает только здания обычных конструкций, к которым относятся 80 — 90% всех жилых и административных зданий, рестораны, больницы, школы со спортзалами, многоэтажные фабрики и не может быть распространен на:
здания, почти полностью заглубленные в землю или с очень массивными конструкциями;
здания, отапливаемые нерегулярно.
Технические характеристики резервуаров (рис. 2):
| Номинальная вместимость, л | Наружный диаметр D, мм | Полная длина L, мм | Толщина листа, мм | Диаметр отверстия α, мм | Расстояния от края цилиндрической части до оси отверстия x, мм | Масса (с изоляцией) ориентировочно, кг |
| 1000 | 1000 | 1510 | 5 | 500 | 450 | 285 |
| 3000 | 1250 | 2740 | 5 | 500 | 450 | 570 |
| 5000 | 1000 | 2820 | 5 | 200 | 450 | 760 |
| 7000 | 1600 | 3740 | 5 | 500 | 450 | 970 |
| 10000 | 1600 | 5350 | 5 | 500 | 450 | 1310 |
| 13000 | 1600 | 6960 | 5 | 500 | 450 | 1640 |
| 16000 | 1600 | 8570 | 5 | 500 | 450 | 1970 |
| 20000 | 2000 | 6960 | 6 | 600 | 500 | 2480 |
| 25000 | 2000 | 8540 | 6 | 600 | 500 | 2970 |
| 30000 | 2000 | 10120 | 6 | 600 | 500 | 3560 |
| 40000 | 2500 | 8800 | 7 | 600 | 500 | 4490 |
| 50000 | 2500 | 10800 | 7 | 600 | 500 | 5450 |
| 60000 | 2500 | 12800 | 7 | 600 | 500 | 6520 |
| 80000 | 2900 | 12750 | 9 | 600 | 500 | 9490 |
| 100000 | 2900 | 15950 | 9 | 600 | 500 | 11600 |
Эрнст Нойферт. «Строительное проектирование» / Ernst Neufert "BAUENTWURFSLEHRE"
Добавить комментарий