Назначение промышленного газового котла
Основным назначением газовых промышленных котлов является отопление помещения, нагрев теплоносителя и пара для производственных нужд. Нагрев теплоносителя в контурах таких устройств происходит в результате сжигания газа на их горелках.
Устройство промышленного газового котла
По принципу нагрева теплоносителя газовые котлы промышленного типа делятся на жаротрубные (циркуляция горячего воздуха) и водотрубные (с высокотемпературным нагревом жидкости).
Главная конструкционная составляющая любого газового котла — горелка. Данные устройства делятся на:
- надувные горелки, в которых применяются мощные вентиляторы для принудительного нагнетания воздуха;
- инжекторные, которые засасывают газ вместе со струей воздуха;
- диффузные устройства, в которых существуют специальные диффузные каналы, по которым газ подается к месту горения.
Газовые горелки размещают в топочных камерах, в которых необходимо долгое время поддерживать высокую температуру. Компоненты этой части промышленного газового котла выполняются из специальных стальных сплавов с преобладанием легирующих компонентов. В котлах, где в качестве теплоносителя используется вода, размещается один или два теплообменных контура с циркуляцией данного теплоносителя. В котлах высокого давления или в паровых промышленных котлах используются такие элементы, как топочные экраны и теплообменники, а также пароперегреватели и сепараторы. На одной из стенок промышленных котлов всегда размещается взрывной клапан, срабатывающий в момент превышения максимально допустимых значений давления в топочной камере.
В устройстве промышленных газовых котлов применяется разнообразная газовая автоматика и системы управления. С их помощью осуществляют контроль над изменяющимися показателями давления, температуры расхода газа и забора воздуха для функционирования горелок. Специальные контроллеры минимизируют влияние человеческого фактора на управление такими сложно устроенными и особо важными устройствами.
Применяются автоматические системы безопасности и автоматика подачи топлива. Первые учитывают неисправности в виде критических условий работы котла, подачи газа, нагрева теплоносителя и наличия пламени в топке. При развитии критических показателей автоматика безопасности отключает котел и прекращает подачу в него топлива.
Современные модели промышленных газовых котлов иногда оснащаются системами самодиагностики. Автоматика подачи топлива контролирует работу модуляционных горелок и поддерживает стабильную работу всей системы.
Принцип работы промышленного газового котла
Основной задачей промышленного котла является передача энергии сгорающего газа на теплоноситель. Для этого применяют наиболее распространенные конструкции горелки в виде нескольких параллельно расположенных стержней, заполняющих собою весь объем топки. Равномерный нагрев обеспечивается в данном случае множественными отверстиями, из которых выходит смесь газа с воздухом. Между такими стержнями размещают трубопровод, внутри которого находится теплоноситель. Применение таких установок позволяет развивать газовым промышленным котлам КПД в 98-99%.
В котлах для отопления, мощность которых превышает 100 кВт и выше, применяются факельные горелки. Конструкционно они представляют собой специальные сопла, устанавливаемые на одну из стенок агрегата. Непосредственно в сопло нагнетается смесь газа и воздуха.
Такая схема прекрасно зарекомендовала себя в трехходовых и двухходовых котлах, с помощью которых в качестве теплоносителя применяется пар или же другие жидкости, температура которых увеличивается до 115-120°.
Виды промышленных газовых котлов
Типы газовых котлов, применяемые в современной промышленности:
- Водогрейные. В основе их работы лежит принцип движения продуктов сгорания. Конструкционно они отличаются симметричной схемой теплообменников. Применяются для отопления помещений и подготовки горячего теплоносителя. Могут применяться для нагрева воздуха в промышленных зданиях и крупных цехах. Некоторые модели отличаются применением бойлера с подогревом теплоносителя от дымохода.
- Паровые. Подходят для работы с теплоносителями, имеющими высокие показатели нагрева. Могут подготавливать пар с образованием так называемого первичного пара, который осушается в сепараторах. Такой пар может повторно нагреваться до требуемой температуры. Помимо подготовки пара для промышленных целей, они также подготавливают теплоноситель для отопления зданий. Конструкционно данные установки отличаются применением в них дополнительных дымооборотов, внутри которых циркулирует подогреваемая вода.
- Теплогенераторы большой мощности. Данные установки отличаются применением в своей конструкции нескольких отопительных контуров, позволяющих максимально использовать тепловую энергию от сгораемого газа.
- Когенерационные установки. Они постепенно формируют тепловую энергию, применяемую в последующем для водоснабжения и отопления, а также формируют электрическую энергию для обеспечения нужд производства. Отличаются высоким КПД и применением в конструкции газового поршневого двигателя для получения электроэнергии.