Котел отопительный на отработке: Доступ ограничен: проблема с IP

Содержание

Где применяют котлы отопления на отработанном масле и принцип их действия?

Масло, используемое для смазки машин и механизмов, имеет ограниченный срок службы. Оно постепенно теряет свои свойства и подлежит замене. На станциях СТО, на транспортных предприятиях скапливается огромное количество отработанного масла, которое становится проблемой. Что же можно сделать с отработкой?

Основные методы утилизации отработанных масел:

  • Регенерация отработки для получения нового масла, свойства которого практически не отличаются от стандартных параметров. Это самый разумный и экономически выгодный метод. Затраты на регенерацию намного ниже, чем на изготовление масел из нефти.
  • Сжигание неочищенного масла. Для этого используются котлы отопления на отработанном масле, которые нашли применение на многих предприятиях и в быту.

Применение котлов отопления использующих отработанные масла

Агрегаты для сжигания отработанного масла разделяются на изделия промышленного производства и кустарного изготовления. Самые популярные котлы для отопления на отработанном масле, выпускаются в Финляндии и России. Отечественные агрегаты, выпускаемые в Воронеже, считаются самыми надежными, а финляндские котлы отличаются высокой экономичностью.

Котлы, использующие отработанные масла различного происхождения делятся на следующие виды:

  1. отопительные агрегаты, которые обычно устанавливаются в отдельных помещениях и пристройках, т. к. во время работы ощущается запах машинного масла;
  2. водогрейные котлы, обеспечивающие потребителей горячей водой, и фактически представляющие собой полноценные бойлеры.

Виды отработанного масла применяемого для отопления

Устанавливать котел отопления на отработанном масле рационально лишь при наличии возможности закупить отработанное масло в достаточном объеме. Для больших предприятий такой проблемы не возникает, ведь в процессе производства накопляются значительные количества отработки.

Основные виды отработанного масла:

  • автомобильное машинное масло;
  • трансмиссионное;
  • гидравлическое;
  • трансформаторное;
  • масло растительного происхождения.

Такое разнообразие типов отработанных масел создает еще одну проблему. Обычно все марки масла сливают в одну емкость, поэтому для надежной работы отопительного котла нужны дополнительные устройства для очистки топлива от примесей и загрязнения.

Устройство и принцип действия котлов на отработке

Самодельные котлы, использующие отработанное масло для обогрева помещений и нагрева воды на крупных транспортных и промышленных предприятиях используются давно. Фирменный же котел для отопления на отработанном масле не слишком популярен для индивидуального отопления, т. к. цена на котлы отопления на отработанном масле высока независимо от компании изготовителя. Но в случае отсутствия альтернативы такое оборудование применяется и обеспечивает отопление и подает горячую воду.

Виды оборудования для обогрева на отработанном масле:

  1. котлы, использующие принцип предварительного испарения топлива;
  2. котлы отопления с факельными горелками;
  3. котлы на жидком топливе.

Теплогенераторы с предварительным испарением топлива

Котлы отопления этого типа имеют простую конструкцию. Внизу камеры сгорания находится чаша, которая заполняется отработанным маслом с помощью системы дозированной подачи. Нагретая горючая жидкость горит и испаряется, а пары дожигаются в верхней части топки.

Котельные установки с факельными горелками

Устройство теплообменника и котлового блока обычно стандартное, а важнейшим устройством является горелка, которая позволяет сжигать отработанное масло.

В состав факельной горелки входит маслонасос-дозатор, который следит за уровнем масла в камере предварительного разогрева.

В этой камере масло нагревается и его вязкость уменьшается. Разжиженное масло поступает в форсунку. В ней создается определенное давление сжатым воздухом. Воздух для горения подается от специального вентилятора, а розжиг происходит автоматически. Нагрев топлива, управление топливным насосом и дозатором осуществляется автоматически.  Отопительные котлы с факельной горелкой обладают несомненными достоинствами. Агрегаты такого типа производятся универсальными изделиями.

Основной блок котла с факельной горелкой снабжается трехходовым жаротрубным теплообменником и рассчитан на установку горелок разного типа.

Эти котлы самые высокотехнологичные и производительные из всей линейки моделей, поэтому цена на котлы отопления на отработанном масле с факельными горелками самая высокая.

Котлы имеют следующие преимущества:

  • высокая производительность с КПД близким к 96%;
  • современная автоматика обеспечивает безопасную и комфортную эксплуатацию;
  • возможность перехода на разные виды топлива, в частности возможность использовать трансформаторное масло в системе отопления путем замены горелки;
  • простое техническое обслуживание отопительного агрегата.

Несомненно, если есть возможность использовать электричество или газ для отопления, то использование котлов для сжигания отработки становится неактуальным, разве только в случае наличия легкодоступного и дешевого топлива. Если же для отопления жилья используются агрегаты для работы на отработанных маслах, то для резервирования можно купить электрокотел б у, который обеспечит обогрев в случае перебоев с топливом или неисправностью отопительного котла. Котлы, бывшие в употреблении можно купить в любом специализированном магазине или в интернете.

принцип работы, разновидности, инструкция по изготовлению

При выполнении строительных мероприятий по возведению гаража, хозяйственной постройки, сауны или теплицы, а также при их эксплуатации, возникает необходимость решить задачу по обогреву помещения. Ведь с экономической точки зрения использовать электроприборы для отопления довольно накладно. Применяя в качестве топлива отработавшее ресурс масло, можно обеспечить его эффективное сжигание в простом агрегате. Это малогабаритный котел на отработке, который несложно собрать своими силами, владея навыками сварочных работ и умея пользоваться инструментом.

Котел на отработке своими руками – преимущества использования

Самодельный нагревательный агрегат, функционирующий на отработке, обладает комплексом положительных моментов:

  • безотказно работает на различных видах масел, содержащих синтетические и минеральные компоненты;
  • автоматически сжигает топливо независимо от концентрации примеси в смазочном материале;
  • просто изготавливается, так как конструктивные особенности не требуют применения специальной комплектации;

  • отличается повышенной степенью надежности, благодаря предельно простой конструкции;
  • не требует повышенных затрат, связанных с приобретением необходимых деталей и материалов;
  • имеет повышенную теплоотдачу, обеспечиваемую высокой температурой горения топлива;
  • характеризуется экологической чистотой, обусловленной полным сгоранием паров при температуре, достигающей 6000 °C;
  • может круглосуточно функционировать, не требуя специального обслуживания и наладки.

Наряду с достоинствами, оборудование имеет ряд слабых мест:

  • должно устанавливаться в помещениях, оборудованных эффективной системой вентиляции, так как является прибором с открытой рабочей камерой;
  • требует подключения к надежному газоходу прямоточной конструкции, который периодически необходимо очищать от сажи;
  • нуждается в дополнительном удалении из отработанного масла примесей для вариантов исполнения котла капельного типа.

Несмотря на наличие определенных недостатков, конструкция отопительного устройства привлекает домашних умельцев благодаря комплексу достоинств, в том числе возможности самостоятельного изготовления.

Самодельный котел на отработке – принцип работы и разновидности

Принцип работы популярного отопительного агрегата основан на пиролизном эффекте, который предусматривает не сгорание топлива, а воспламенение газовоздушной смеси. Она образуется при испарении масла под влиянием повышенной температуры.

Отопительный агрегат включает две камеры:

  • испарительную, в которой производится подготовка рабочей смеси для розжига;
  • рабочую, где происходит непосредственно процесс сгорания топливной смеси.

 

В условиях эксплуатации проверена работоспособность двух видов конструкций, отличающихся методом поступления масла в камеру испарения:

  • первый вариант предусматривает поступление топлива в рабочую камеру с нижней стороны. Это достигается путем соединения топливного резервуара с рабочей камерой с помощью подающей магистрали. По трубке движение топлива происходит самотеком согласно принципу сообщающихся между собой сосудов. Недостаток самотечной подачи – необходимость мониторить уровень или автоматизировать поступление с помощью насоса;
  • другая разновидность конструктивного исполнения является более совершенной за счет дозированной подачи отработки. Падающие капли отработанного масла попадают на предварительно раскаленную металлическую поверхность приемной чаши. При контакте с горячим металлом капли интенсивно испаряются. Масляные пары обогащаются подаваемым атмосферным воздухом, в результате чего происходит полное сгорание смеси со значительным выделением тепла.

Алгоритм работы:

  1. Топливом заполняется расходный резервуар.
  2. Нагнетатель подает масло в камеру испарения.
  3. Отработка при нагреве переходит в парообразное состояние.
  4. Масляный пар поднимается в рабочую камеру.
  5. Происходит смешивание с воздухом и сгорание.
  6. Тепловая энергия передается воде, находящейся в контуре.
  7. Нагретая вода циркулирует по магистралям и нагревает радиаторы.
  8. Охлажденный теплоноситель возвращается в нагреватель.

Изучив особенности работы, необходимо запастись всем необходимым для сборки.

Необходимые материалы и применяемые инструменты

Чтобы самостоятельно изготавливать водяные котлы на отработке своими руками, чертежи необходимы. Они содержат схемы сборки, перечень необходимых материалов и комплектующих узлов.

Для изготовления необходимо подготовить:

  • малогабаритный насос, предназначенный для подачи топлива;
  • вентилятор или компрессор, осуществляющий подачу воздуха;
  • стальные листы, имеющие толщину 0,4 см;
  • трубу цилиндрической формы для изготовления воздуховода;
  • заготовки для расширительной емкости;
  • комплект сгонов, переходников, уголков и тройников для подключения горелки;
  • асбестовый лист;
  • высокотемпературный герметик для уплотнения зазоров;
  • сварочный аппарат с электродами;
  • болгарку в комплекте с отрезными кругами по металлу;
  • электрическую дрель со сверлами;
  • комплект слесарных инструментов;
  • гаечные ключи и молоток;
  • плоскогубцы, напильник и зубило.

Ознакомившись с перечнем инструментов и оборудования, не возникает сомнений, что для изготовления котла потребуется умение выполнять электрическую сварку и слесарные работы.

Как сделать котел на отработке – общая инструкция

Алгоритм действий по изготовлению отопительного устройства предусматривает соблюдение последовательности операций:

  • Тщательно изучите предварительно подготовленную документацию.
  • Нарежьте заготовки необходимого размера, руководствуясь чертежом.

  • Изготовьте из листовой стали корпус резервуара, предназначенного для топлива.
  • Прорежьте в емкости отверстие и зафиксируйте задвижку для дозированной подачи воздуха.
  • Приварите стальную трубу, предназначенную для вывода продуктов горения, и просверлите по ее длине группу отверстий.
  • Наденьте на трубу с просверленными отверстиями вторичную камеру, которая оборудована съемной крышкой.
  • Приварите верхнюю камеру к нижнему узлу устройства, обеспечив отсутствие зазоров.
  • Подключите к устройству дымоходную магистраль, длина которой превышает высоту кровли, более чем на метр.

Остановимся далее на отдельных особенностях изготовления ответственных узлов агрегата.

Узел капельной дозировки топлива

Изготавливая узел дозированной подачи, обратите внимание на следующие моменты:

  • устройство обогрева, основанное на капельном принципе, необходимо оснастить специальным узлом, предохраняющим от перелива;
  • используя обычный фильтр от легкового автомобиля, подключенный в линию подачи масла, можно обеспечить чистоту топлива;
  • комплект деталей для изготовления переливного механизма включает пару тройников, ниппель, штуцер;
  • можно использовать фиксирующий зажим, входящий в комплект медицинской капельницы.

Устройство для нагрева чаши

Конструкция агрегата не предусматривает в обязательном порядке установку нагревающего устройство для чаши. Однако применение калильной свечи облегчает эксплуатацию и обеспечивает безопасность при работе оборудования.

Конструктивные особенности корпуса и способ крепления свечи могут отличаться, однако необходимо соблюдать общие требования:

  • тщательно герметизировать резьбовые фиксаторы и стыки с помощью силиконового герметика;
  • производить пятислойную укладку асбеста между корпусным элементом и узлом накаливания;
  • располагать участок сгорания топлива ниже, чем расположена зона перемешивания с воздухом.

Приступая к резке листового асбеста, используйте респиратор, так как материал отрицательно влияет на дыхательные пути.

Теплообменная система

Повышенная эффективность работы теплообменной системы обеспечивается за счет следующих конструктивных решений:

  • использования водяного контура;
  • применения системы продувки воздухом.

Важным элементом устройства теплового обмена являются медные трубки змеевика, установленные в теплообменнике. Диаметр магистрали 1–1,6 см позволит обеспечить эффективный обмен тепловой энергией.

Произведя подключение электрического вентилятора, и установив элементы автоматики, можно осуществлять контроль температуры нагретого теплоносителя путем изменения производительности воздушного вентилятора и масляного насоса.

Как разжечь самодельный котел на отработанном масле

Самодельный котел на отработке запускайте с соблюдением очередности:

  1. Откройте подающий вентиль и заполните рабочую камеру топливом, обеспечив толщину слоя 1 см.
  2. Долейте, при необходимости, специальную жидкость для разжигания или керосин в объеме 0,05–0,1 л.
  3. Произведите розжиг, используя длинную спичку, тонкую щепку или смоченную в керосине бумагу.
  4. Дождитесь воспламенения, откройте воздушную заслонку или включите принудительную подачу воздуха.
  5. Проконтролируйте процесс закипания масла и убедитесь в выводе котла на рабочий режим.

Помните, что запрещается для ускорения розжига применять летучие жидкости, к которым относятся растворители красок, бензин и ацетон.

Эксплуатационные требования и правила обслуживания

В процессе работы котла соблюдайте следующие требования по обслуживанию и эксплуатации агрегата:

  • в начале каждого отопительного сезона осуществляйте визуальный осмотр и удаление сажи внутри дымоотводящей магистрали;
  • ежегодно производите защитную обработку рабочей камеры и рядом расположенной металлической поверхности с помощью футеровочных мастик, повышающих температурную стойкость;
  • систематически удаляйте накопившиеся на стенах камеры сгорания шлаки, количество которых определяется качеством топлива;
  • удаляйте разрыхленный стальным скребком шлак с помощью специальной лопатки через канал, имеющийся в зольнике;
  • очищайте поверхность рабочей камеры только после выработки масла и полного охлаждения агрегата;
  • ежемесячно сливайте из накопительного резервуара отстоявшуюся воду, которая присутствует в масле;
  • еженедельно удаляйте с рабочей поверхности накопившийся кокс, затрудняющий эффективный обмен тепла.

Используя отработку, помните, что смазка на минеральной основе содержит уменьшенное количество включение и в результате сгорания образует незначительное количество шлака. Трансмиссионные смазки при сгорании образуют увеличенное количество копоти, которую необходимо регулярно удалять.

Требования безопасности и основные правила

При эксплуатации оборудования необходимо обращать особое внимание на соблюдение правил техники безопасности.

Минимизировать вероятность проблемных ситуаций позволят следующие рекомендации:

  • обязательно оснастите агрегат дымоходом, обеспечивающим отвод продуктов горения;
  • проверьте функционирование вентиляции в помещении, где работает отопительное устройство;
  • убедитесь в работоспособности заслонки, предназначенной для изменения силы тяги;
  • установите огнеупорный кожух на выходе дымохода через поверхность кровли, препятствующий возгоранию;
  • храните имеющиеся запасы топлива и огнеопасные вещества вдали от отопительного устройства.

Обратите особое внимание на то, что запрещается:

  • оставлять оборудование без должного присмотра;
  • доливать масло в работающий агрегат;
  • перекрывать канал горелки при нагреве;
  • охлаждать раскаленный агрегат водой;
  • сжигать легковоспламеняющиеся жидкости.

Соблюдение указанных требований обеспечит безопасную работу котла и снизит риск возникновения пожара.

Итоги

Руководствуясь приведенными рекомендациями, несложно самостоятельно изготовить котел на отработке своими руками. Следует обратить особое внимание на соблюдение технологических рекомендаций и выполнение требований техники безопасности. Консультация специалистов позволит избежать ошибок при изготовлении.

Котел отопления на отработанном масле — принцип работы, виды, обзор котлов: tvin270584 — LiveJournal

Когда нет возможности подключить свой дом к централизованной газопроводной магистрали, приходится искать альтернативные способы отопления. Конечно, можно сразу остановить свой выбор на электрическом котле, но это дорого. Стоимость электричества при отоплении подобным способом способна пробить брешь даже в самом стабильном бюджете. Но существуют и другие варианты, не такие элементарные в плане управления, но очень эффективные. В статье мастер сантехник расскажет что собой представляет котел на отработанном масле.
Что представляет собой котел на отработанном масле

Сегодня большой популярностью пользуется отопительное оборудование, которое функционирует на отработке. Это объясняется рядом отличительных преимуществ устройства. В первую очередь это низкая стоимость установки и доступность топлива, которое можно купить за символическую плату. Отопление на отработке не нуждается в использовании ресурсов в виде электроэнергии и газа, что делает его экономически выгодным.

Обратите внимание! Вторичное использование продуктов отработки в полном объеме благотворно влияет на окружающую среду, исключая утилизацию масла и попадание его на грунт и в водоемы

При правильной настройке котла отработанное масло сжигается полностью, благодаря чему не образуются токсичные продукты сгорания. Устройство состоит из минимального количества деталей, что можно увидеть на схемах котлов. Это увеличивает надежность и долговечность конструкции. На разогрев котла не требуется много времени. Принудительная конвекция способствует быстрому повышению температуры в помещении.

Несмотря на многочисленные достоинства, котел на отработке имеет и недостатки. При работе устройства испаряется влага из воздуха и происходит сжигание кислорода, что негативно сказывается на здоровье человека. Поэтому котел должен располагаться в нежилом помещении с хорошей вентиляционной системой. Устройства на отработке быстро загрязняются. Особенно это относится к плазменной чаше и дымоходу.

Для такого котла могут использоваться разные варианты отработанного масла, которое характеризуется обилием различных примесей. Поэтому для обеспечения длительного периода эксплуатации устройства в том месте, где осуществляется подача масла в котел, следует установить фильтр, который необходимо менять по мере загрязнения.

Как работает котел на отработке

Котлы для частного дома на отработанном масле, а также для гаража, мастерской или производственного помещения имеют простую конструкцию. Они состоят из двух камер-отсеков: испарительной и камеры сгорания. В первом отсеке выполняется процесс подготовки отработанного масла к горению. Во втором – оно сжигается. Принцип работы устройства заключается в следующем.

Из емкости с отработанным маслом насос подает вещество в испарительную камеру, которая располагается в нижней части аппарата. В ней поддерживается необходимая температура, достаточная для нагревания и последующего испарения отработки. Масляные пары поднимаются в верхнюю зону корпуса, где располагается камера сгорания. Она дополнительно оснащена воздуховодом в виде трубы с отверстиями. С помощью вентилятора по воздуховоду воздух подается в камеру, где смешивается с масляным паром. Образованная смесь сгорает без остатка.

Теплообменник распространяет полученное тепло. Образованные продукты сгорания поступают в дымоотвод. Обязательным процессом является предварительный нагрев отработки. Масло содержит множество примесей, под действием определенной температуры происходит процесс разложения вещества на простые углероды, которые впоследствии сжигаются. В результате образуются водяные пары, азот и газ, безвредные для организма.

Полное окисление углеводов возможно только при температуре 600 °С. Если это значение не соблюдается, в процессе сгорания образуется множество токсических веществ, крайне опасных для здоровья человека.

Разновидности масляных котлов на отработанном масле

Существует три варианта котлов на отработанном масле: водонагревательный, отопительный и бытовой. Первый вариант является альтернативой современному бойлеру. Имея платформенную конструкцию, аппарат прогревает плоскую поверхность, где располагается водяной бак. На выходе емкости установлен небольшой насос, который осуществляет регулировку давления в системе.

Обратите внимание! Изменить температуру воды очень сложно, поэтому в случае необходимости ее рекомендуется разбавить холодной

Для водогрейных котлов на отработанном масле используется водяной бак объемом не более 140 л. Он нагревается на протяжении 2 часов, что в несколько раз быстрее скорости работы современного электрического бойлера. Масляный водонагреватель может работать в двух режимах: быстром и фитильном. Первый вариант используется для нагрева полностью холодной воды. Фитильный режим позволяет воде в емкости находиться в подогретом состоянии. Однако на это потребуется большое количество топливного ресурса.

Обратите внимание! Масляные водонагреватели на отработке монтируются в подвальных помещениях, поскольку они являются нетранспортабельными

Бытовые котлы считаются идеальным решением для загородных домов. Они имеют встроенный механизм очистки газов, что способствует работе устройства без дыма. Подобные аппараты являются мобильными конструкциями, что позволят переносить их в любое место без нарушения работоспособности изделия. Это многофункциональное устройство позволяет не только отапливать помещение, но и подогревать пищу. Агрегат можно использовать на природе или во время путешествия.

Автоматика для котла на отработанном масле может выполнять различные функции. Здесь можно настроить контроль за разогревом теплоносителя, температурой воздуха в помещении. Такие аппараты устанавливаются на полу. Их стоимость зависит от функциональных особенностей устройства.

Характеристика котла отопления на отработанном масле

Отопительный котел на отработанном масле должен располагаться в нежилом помещении. Как правило, для обогрева дома его устанавливают в специальной пристройке. Несмотря на то что современные устройства оснащены усовершенствованным фильтрационным блоком, в процессе работы они выделяют неприятный запах машинного масла.

Внутренняя часть блока оборудована обогревательным узлом с водяной трубочкой и гидропомпой. Последний элемент может работать от электрической сети или от генерируемой самим аппаратом энергии. С помощью гидропомпы в контуре осуществляется циркуляция теплоносителя в виде обычной воды.

Принцип работы устройства заключается в следующем. В камере сгорания осуществляется окисление масляных паров и воздушных масс, которые поступают под воздействием вентилируемого компрессора. Уровень огня регулируется с помощью шланга с клапаном. Вентилирующее устройство является единственным движимым элементом, вследствие чего оно может выйти строя.

Такие котлы характеризуются высокой производительностью и способностью длительное время поддерживать температуру воздуха в помещении. Емкость с топливом располагается на полу, а воздухонагреватель может быть закреплен на стене или потолке.

Тонкости процесса создания котла на отработке своими руками

Важнейшей составляющей процесса сгорания топлива является предварительный разогрев отработки. Это даст возможность тяжелому веществу окислиться на легкие составляющие. Добиться такого результата можно с помощью создания толстостенной раскаленной чаши из металла, куда отработка будет подаваться каплями.

При попадании масла на раскаленный металл вещество превращается в пары, которые отводятся в камеру сгорания. Там они должны смешаться с воздухом для лучшего горения, для чего используется воздуховод. Он оснащается крыльчаткой, благодаря которой осуществляется завихрение потока, что способствует длительному пребыванию в камере сгорания масляно-воздушной смеси. Только в этом случае топливо сгорит полностью.

Для осуществления процесса нагрева испарительной чаши в нее следует поместить фитиль, пропитанный горючим. Далее добавляется немного солярки или бензина и выполняется поджиг. Когда металл раскаливается до нужной температуры, происходит подача масла. Этот процесс является простым, но очень опасным. Поэтому важно правильно организовать поступление вещества в форсунку для котла на отработанном масле.

Если масло будет поступать струйно, топливо не будет успевать сгорать. В результате образовываются токсические компоненты, опасные для здоровья человека. Для осуществления эффективного горения без дыма следует организовать капельную подачу топлива. Для этого применяется шланг, на одном конце которого устанавливается фильтр. Лучше использовать автомобильный масляный элемент полной фильтрации. Затем на шланг надевается фрагмент медицинской капельницы с колесиком-регулятором. Элемент закрепляется на штуцере. Масло из капельницы направляется в воронку, которая соединена с трубой. Она подает топливо в чашу сгорания.

Варианты масла для котлов на отработанном масле

Для данных котлов можно применять любой тип отработанного масла. Подходящим считается не только машинное, но и амортизационное, трансформаторное, трансмиссионное, моторное, гидравлическое, рапсовое, растительное и другие виды. Главным требованием к топливу является отсутствие в его составе воды, промывочных жидкостей, антифриза и других нежелательных компонентов. Машинное масло является наиболее дешевым и доступным вариантом. Его в достаточном количестве можно приобрести на любом СТО.

Котел на дизельном топливе характеризуется максимальным КПД. К нему можно добавлять масляные вещества, которые будут выступать в роли катализатора, что способствует хорошему процессу горения. Это могут быть мазут, керосин, средство для розжига мангалов.

Категорически запрещается использовать для котлов на отработке в качестве топлива спирт, бензин и другие легковоспламеняющиеся вещества.

Обратите внимание! В процессе горения топливо нельзя добавлять в емкости. Ее заполнение происходит только после полного выгорания заливки и остывания бака

Обзор котлов российского производства на отработанном масле

Статья на сайте полностью не поместилась, продолжить чтение вы сможете по ссылке: https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2019/10/Kotel-na-otrabotannom-masle.html

монтаж масляных моделей на отработке с водяным контуром для отопления своими руками

В качестве топлива для домашних котлов могут применяться самые разные вещества, но не все они равнозначны. Наряду с традиционными решениями, все активнее ведутся поиски альтернативных вариантов. Один из них – отработанное масло.

Особенности

Котел на отработанном масле привлекателен тем, что такое топливо считается одним из наиболее дешевых по сравнению с другими. На практике может применяться как искусственное, так и природное масло.

Не имеет значения, каким образом оно использовалось:

  • в автомобилях;

  • в подвижном составе железной дороги;

  • в кулинарной и строительной технике.

В результате сжигания подобных отработанных масел неизменно выделяется большой объем тепла. Кроме того, масляный котел может быть собран своими руками. Особенно он привлекателен при обогреве подсобных помещений, таких как гаражи и хозяйственные блоки. Но при этом следует учитывать, что подобные системы имеют общие для всех жидкостных (а также и специфические) положительные, отрицательные стороны. Нужно разобрать этот момент подробнее.

Преимущества и недостатки

Так как сами масляные отопительные приборы стоят недорого и используют дешевое горючее, окупаются они стремительно. Еще выгоднее самостоятельная сборка (конечно, при строгом учете всех технологических требований и при грамотной эксплуатации, но об этом еще пойдет речь в следующих разделах). При правильной сборке и толковой настройке сгорание масла происходит полностью, оно не образует ядовитых продуктов. Масляные котлы содержат очень небольшое количество деталей, что не только упрощает сборку, но и снижает вероятность поломки. Что немаловажно, темп разогрева как самого оборудования, так и помещения, где оно установлено, очень велик.

Но стоит учитывать и вероятные проблемы. Так, масляные котлы быстро выжигают кислород. Потому придется приложить много усилий для создания хорошей вентиляции. Использование отработанного масла приводит к частому засорению котлов, обслуживать и просто очищать их придется чаще, чем другие образцы. Котлы такого рода позволяют применять не только отдельные виды природного или синтетического масла, но и их комбинацию.

Но применение разнообразного сырья обуславливает высокий риск присутствия специфических примесей. Потому придется снабжать участок, подающий топливо внутрь котла, особым фильтром. Ввиду быстрого засорения очистительной системы она нуждается в регулярной замене. Таким образом, очевидные слабости и сильные стороны масляного котла обусловлены именно спецификой применяемого топлива. Более точно охарактеризовать систему можно, если разобраться с особенностями ее устройства.

Виды

Котлы на отработке могут нагревать воздух напрямую. Такие системы отличаются впечатляющей производительностью и могут долго прогревать воздух даже в крупных домах. Особенность проявляется в том, что емкость с горючим чаще всего ставится на пол, а нагревательный блок крепят к стене или даже к потолку. Кроме этой версии, существуют масляные котлы с водяным контуром или даже с парой таких контуров. Одноконтурный аппарат способен подать горячую воду только в отопительную систему, если не использовать бойлеров, распределительное оборудование.

Индустриальные модели масляных котлов часто оснащаются блоками автоматического управления.

Все подобные модификации – не воздушные, а водяные, причем на автоматику ложатся разнообразные задачи:

  • отслеживание температуры воздуха;

  • проверка нагрева теплоносителя;

  • проверка давления в отопительном контуре;

  • сигнализация о возникших ошибках.

Принцип работы

Масляные отопительные котлы оснащены двумя отсеками: первый подготавливает масло к работе, испаряя его, а второй уже сжигает. Залитое в резервуар топливо при помощи насоса перекачивается в испаритель, внутри которого поддерживается довольно высокая температура. По трубе пар добирается до камеры сгорания. Еще в эту камеру вводится другая труба, по которой вентилятор нагнетает воздух, перемешивающийся с масляными парами.

В результате получается комбинация веществ, сгорающая почти без образования посторонних компонентов.

Если не производить предварительного прогрева жидкости, система работать не будет.

Важно учитывать, что в отработанных смазочных маслах содержится масса примесей.

Перед сжиганием они расщепляются на простые углеводороды, в результате окисления которых возникают:

Все эти вещества (за исключением CO2, да и то в определенных условиях) не представляют опасности для человека и других живых существ. Но чтобы обеспечить действительную безопасность выхлопных газов масляного отопления, придется строго соблюдать температурные ограничения. Как установлено химиками, окислиться на 100% углеводороды смогут лишь при 600 градусах. Если отклониться от этой цифры на 150 градусов хотя бы в меньшую или в большую сторону, результатом сжигания станет выброс целого ряда веществ, контактировать с которыми без противогаза не рекомендуется. Это предъявляет повышенные требования к точности проектирования горелок и форсунок водогрейных, атмосферных котлов на отработанном масле.

Рассчитать расход топлива можно, если разделить площадь обогреваемого пространства на 10. К сведению: это дает только оценку режима максимальной производительности. В ряде случаев практичнее всего оказывается установка сразу нескольких котлов в виде каскада. Уровень производительности (а также, конечно, и расход масла) непосредственно связан с качеством установленной горелки. Соблюдая эти принципы, нетрудно добиться хорошего результата.

Подробнее о том, как работает котел на отработанном масле, вы узнаете из видео ниже.

Правила эксплуатации и обслуживания

   Перед началом отопительного сезона производится осмотр и очистка дымохода своими руками. Котел на отработке желательно футеровать – обработать камеру сгорания и близлежащий металл специальными мастиками препятствующими прогоранию.

   Обслуживание котла, функционирующего на отработанном масле, сводится к систематической очистке камеры сгорания от накопившихся шлаков. Периодичность очистки зависит от качества топлива. Индустриальное минеральное масло, которое имеет минимальное количество твердых включений и присадок дает наименьшее количество шлака и требует очистки не чаще одного раза в сутки. Трансмиссионные синтетические масла не прошедшие первичную грубую очистку дают больше копоти и требуют очистки через каждые 12 часов.

Обслуживание котла — Фото 11

   Процесс очистки дна камеры сгорания производится после полного выгорания отработки и остывания котла. Шлак разрыхляется металлическим скребком и удаляется лопаткой через отверстие зольника.

  Не реже одного раза в месяц необходимо производить слив тосола и отстоявшейся воды из бака подачи топлива.

   Не реже одного раза в неделю необходимо очищать дно от накопившегося кокса и сажи, которые препятствуют правильному теплообмену. Их излишки могут привести к перегреву и быстрому прогоранию стенок и дна испарительной камеры.    

Обслуживание котла — Фото 12

Техника безопасности и правила установки

   Запрещается устанавливать своими руками котел на отработанном масле в помещении без естественного притока свежего воздуха или с принудительной вытяжной вентиляцией.

   Не допускается:

  • эксплуатация без дымохода или с дымоходом неправильно установленным (сечение меньше чем у выхлопной трубы котла) или имеющим дефекты;
  • подливать топливо в горячую камеру сгорания;
  • запускать котел вне диапазона рабочих температур – +50 Со — +400 Со ;
  • поливать корпус водой для охлаждения;
  • попадание дождя, снега, конденсата в котел через дымоход;
  • отключение вентилятора наддува во время работы котла.

   Особое внимание следует уделить термоизоляции и устройству дымохода. Он должен быть оборудован регулирующей заслонкой, с помощью которой будет создаваться оптимальная тяга. Учитывая высокую температуру горючих газов необходимо обязательно произвести изоляцию трубы дымохода термоупорным кожухом на участке прохода через кровлю.

BetterBricks | Эксплуатация котлов и техническое обслуживание котлов

Введение

Котлы представляют собой сосуды под давлением, предназначенные для нагрева воды или производства пара, которые затем могут использоваться для обогрева помещений и/или нагрева технической воды в здании. В большинстве систем отопления коммерческих зданий источником тепла в котле является горелка, работающая на природном газе. Также можно использовать масляные горелки и электрические нагреватели сопротивления. В некоторых областях применения пар предпочтительнее горячей воды, включая абсорбционное охлаждение, кухни, прачечные, стерилизаторы и паровое оборудование.

Котлы имеют несколько сильных сторон, которые сделали их обычным элементом зданий. Они имеют долгий срок службы, могут достигать КПД до 95% и выше, обеспечивают эффективный метод обогрева здания, а в случае паровых систем требуют мало энергии для перекачки или вообще не требуют ее.Однако затраты на топливо могут быть значительными, требуется регулярное техническое обслуживание, а если техническое обслуживание затягивается, ремонт может оказаться дорогостоящим.

Руководство по строительству, эксплуатации и техническому обслуживанию котлов предоставляется главным образом ASME (Американское общество инженеров-механиков), которое производит следующие ресурсы:

  • Правила устройства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, раздел IV-2007
  • Рекомендуемые правила по уходу и эксплуатации отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, раздел VII-2007

Котлы часто являются одним из самые крупные потребители энергии в здании. Каждый год без присмотра котельной установки стоимость котлов может увеличиваться примерно на 10% (1). Таким образом, эксплуатация и техническое обслуживание котла являются хорошей отправной точкой при поиске способов снижения энергопотребления и экономии денег.

Как работают котлы

Как газовые, так и жидкотопливные котлы используют контролируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и органы управления.

Рис. 1: Огнетрубный котел (источник изображения: www.hurstboiler.com)

Горелка смешивает топливо и кислород и с помощью устройства зажигания создает платформу для горения. Это сгорание происходит в камере сгорания, а выделяемое при этом тепло передается воде через теплообменник. Органы управления регулируют зажигание, мощность горелки, подачу топлива, подачу воздуха, тягу выхлопных газов, температуру воды, давление пара и давление в котле.

Горячая вода, произведенная котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках обработки воздуха, вспомогательное оборудование для нагрева горячей воды и оконечные устройства. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из областей высокого давления в области низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для отопления, может быть непосредственно использован паровым оборудованием или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду в оборудование.

При рассмотрении различных типов котлов ниже более подробно рассматриваются конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

Котлы подразделяются на различные типы в зависимости от их рабочего давления и температуры, типа топлива, метода тяги, размера и мощности, а также того, конденсируют ли они водяной пар в дымовых газах. Котлы также иногда описываются их ключевыми компонентами, такими как материалы теплообменника или конструкция труб. Эти другие характеристики обсуждаются в следующем разделе, посвященном ключевым компонентам котлов.

Два основных типа котлов включают жаротрубные и водотрубные котлы. В жаротрубном котле горячие газы сгорания проходят по ряду труб, окруженных водой. В качестве альтернативы, в водотрубном котле вода течет внутри труб, а горячие газы от сгорания обтекают трубы снаружи.Чертеж водотрубного котла представлен на рисунке 2.

Рис. 2: Водотрубный котел

Жаротрубные котлы чаще используются для пара низкого давления или горячей воды и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в паровых установках более высокого давления и широко используются для комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более чем 20 000 000 БТЕ (5).

Чугунные секционные котлы

(рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемых для обогрева коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они состоят из чугунных секций, в которых есть каналы для воды и дымовых газов. Чугунные отливки скреплены болтами, как старый паровой радиатор. Секции уплотнены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Преимущество чугунных секционных котлов

состоит в том, что их можно собирать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их основной недостаток заключается в том, что, поскольку секции уплотнены вместе с прокладками, они склонны к утечке по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котлов.

Рисунок 3: Чугунный секционный котел (источник изображения: www.chestofbooks.com)

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями ASME для котлов и сосудов под давлением. Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на квадратный дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах HVAC, представляют собой котлы низкого давления. Котлы высокого давления рассчитаны на работу выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250°F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным топливом для котлов, поскольку он обычно легко доступен, легко сгорает и, как правило, дешевле, чем нефть или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору резерв топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут во время «пиковых» тарифов на природный газ. В периоды, когда ставки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в непиковое время.

Электрические котлы используются на объектах, требующих небольшого количества пара или при отсутствии природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие сгорания приводит к снижению сложности конструкции и эксплуатации, а также к меньшему техническому обслуживанию. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены нормами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ с общей эффективностью, как правило, в диапазоне от 92% до 96% (2).

Методы тяги
Разность давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая уносит продукты сгорания через котел вверх по дымоходу. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выбрасывают продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: с принудительной тягой, когда воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или воздуходувкой для поддержания положительного давления; и принудительная тяга, когда воздух продувается через камеру сгорания вентилятором или воздуходувкой для поддержания отрицательного давления.

Размер и мощность
Модульные котлы имеют небольшие размеры и мощность и часто предназначены для замены одного большого котла несколькими небольшими котлами. Эти модульные котлы легко проходят через стандартный дверной проем и транспортируются в лифтах и ​​по лестницам.Блоки могут быть расположены в различных конфигурациях для использования ограниченного пространства или для размещения нового оборудования. Модульные котлы могут быть установлены таким образом, чтобы эффективно удовлетворять потребность в тепловой нагрузке.

Метод конденсации
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это необходимо для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре обратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло из фазового перехода от водяного пара к жидкости и повышает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для работы с коррозионно-активным конденсатом, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные неконденсационные котлы обычно работают в диапазоне эффективности сгорания от 75% до 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне от 88% до 95% эффективности сгорания (2).

Ключевые компоненты котлов

К основным элементам котла относятся горелка, камера сгорания, теплообменник, выхлопная труба и органы управления. Дополнительное оборудование котла, включая экономайзер дымовых газов, также широко используется в качестве эффективного метода рекуперации тепла из котла и будет кратко обсуждаться в разделе «Наилучшие методы эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с принудительной тягой, также называемые механическими горелками. Из-за более строгих федеральных и государственных норм в отношении качества воздуха горелки с низким содержанием NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более распространенными и даже обязательными в некоторых областях. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива на входе в горелку, эти типы горелок могут обеспечить снижение выбросов NOx.

Рисунок 4: Котел с принудительной тягой (источник изображения: www.Hurstboiler.com)

В камере сгорания, обычно изготовленной из чугуна или стали, находятся горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, пучков стальных труб или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали с медным покрытием.

Выхлопная труба или дымоход представляет собой трубопровод, по которому горячие дымовые газы отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для работы с коррозионно-активным конденсатом. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как стыки выхлопной трубы должны быть герметизированы.

Блок управления котлом

помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и эксплуатация регулируют расход топлива в соответствии с потребностью.Главный орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и посылает сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Общие последовательности розжига горелки включают в себя включение/выключение, высокий/низкий/выключенный режим и модуляцию.
Контроль безопасности котла включает средства контроля высокого давления и температуры, высокого и низкого давления газа/мазута, а также контроля высокого и низкого уровня воды и контроля пламени. Эти элементы управления считаются предохранителями или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь, чтобы предотвратить возгорание котла.Например, если давление в котле превышает установленный предел давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки при низком уровне воды, высоких предельных значений, выключатели контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Детекторы пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае невозгорания или других небезопасных условий. Средства контроля пламени запрограммированы на работу горелки и ее циклическое прохождение через этапы работы.

Вопросы безопасности

Все оборудование для сжигания должно эксплуатироваться надлежащим образом, чтобы предотвратить возникновение опасных условий или катастроф, которые могут привести к травмам и материальному ущербу. Основной причиной взрыва котла является воспламенение горючего газа, скопившегося внутри котла.Эта ситуация может возникнуть по-разному, например, топливо, воздух или воспламенение по какой-либо причине прерывается, пламя гаснет, а горючий газ накапливается и воспламеняется. Другой пример — когда происходит ряд неудачных попыток розжига без соответствующей продувки накопившегося горючего газа.

В котле хранится огромное количество энергии. При изменении состояния перегретой воды из горячей жидкости в пар (пар) выделяется огромное количество энергии. Например, 1 фут3 воды расширится до 1600 фут3, когда превратится в пар. Следовательно, «если бы вы могли уловить всю энергию, высвобождаемую, когда 30-галлонный домашний бак с горячей водой взрывается при температуре 332 ° F, у вас было бы достаточно силы, чтобы отправить средний автомобиль (весом 2500 фунтов) на высоту почти 125 футов. Это эквивалентно высоте 14-этажного многоквартирного дома, начиная со скорости отрыва 85 миль в час!» (5).

Безопасность котлов является ключевой задачей Национального совета инспекторов котлов и сосудов под давлением.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что первой категорией происшествий, приводящих к травмам, были плохое техническое обслуживание и ошибки оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего технического обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Должны быть проверены целостность сосудов под давлением, проверка предохранительных клапанов, водозапорных устройств и надлежащей работы поплавков, манометров и указателей уровня воды.Система топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и технического обслуживания для обеспечения эффективной работы, теплопередачи и правильного обнаружения пламени. Руководство Федерального проекта по управлению энергопотреблением (FEMP) по передовой практике эксплуатации и техобслуживания для достижения эффективности эксплуатации является хорошим ресурсом, описывающим план профилактического обслуживания, а также объясняющим важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

Эффективность

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, которая захвачена рабочим телом (т. грамм. воды) в котле определяется как эффективность сгорания котла. Эффективность сгорания 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или нефть, сгорает и производит только двуокись углерода, воду и тепло. При недостаточном количестве кислорода и/или плохом смешивании топлива и кислорода произойдет неполное сгорание, что приведет к образованию других продуктов сгорания, включая окись углерода и несгоревшее топливо.

Когда происходит неполное сгорание, химическая энергия топлива не полностью выделяется в виде тепла, и эффективность сгорания снижается. Это также является проблемой безопасности, поскольку несгоревшее топливо может воспламениться в дымовой трубе и вызвать взрыв. Котлы должны быть настроены на полное сгорание. Одной из стратегий обеспечения полного сгорания является подача некоторого количества избыточного воздуха. Однако, как показано на рисунке ниже, небольшое количество избыточного воздуха улучшит эффективность сгорания, а большое количество снизит эффективность.

Рисунок 5: Эффективность сгорания по сравнению с избытком воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяющееся при сгорании, должно эффективно передаваться рабочему телу. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через корпус котла или дымовые газы. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим индикатором этой теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем рабочая жидкость в котле. В неконденсационных котлах она должна быть достаточно высокой, чтобы водяной пар в отходящих газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи агрессивным конденсатом. Конденсационные котлы, работающие на природном газе, спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла из конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

Рисунок 6: Диаграмма эффективности сгорания природного газа (источник изображения: Федеральная программа управления энергопотреблением, Министерство энергетики США)

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа в форсированных горелках, показывающая взаимосвязь между избытком воздуха, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, прослеживая линию Этапа 1, при 9% кислорода в дымовых газах (эквивалентно примерно 67% избытка воздуха, как видно на графике) и повышении температуры дымовых газов на 500°F соответствующий коэффициент полезного действия сгорания составляет около 76.5%. Используя то же повышение температуры дымовых газов на 500°F, шаг 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к улучшению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как шаг 2 на рисунке 6 выше. По мере снижения процентного содержания кислорода в дымовых газах избыточному кислороду передается меньше тепла, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовым газам, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте средства управления котлом для оптимизации соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к расточительному нагреву и выбросу воздуха из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст проблему безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания, обеспечивая достаточное количество избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком много, чтобы снизить эффективность. Сколько избыточного воздуха достаточно для обеспечения полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различной мощности горелки, но обычно считается, что она находится в пределах 2–3%. Избыток воздуха также необходимо отрегулировать, чтобы учесть колебания температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых ежедневных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

Важно помнить, что полное сгорание имеет решающее значение для обеспечения эффективной работы котла. Неполное сгорание топлива может значительно снизить КПД котла на 10% и более, в то время как увеличение избытка воздуха на 10% может повлиять на КПД котла только примерно на 1%.Признаками неполного сгорания являются дымный выхлоп, желтое пламя, пропадание пламени и закопченные трубы котла. Рекомендуется ежегодно настраивать котел, чтобы обеспечить оптимизацию процесса горения.

Как правило, избыток воздуха около 10% для котла, работающего на природном газе, является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 примерно от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха более 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов. Поэтому предпочтительнее поддерживать оптимальный уровень избытка воздуха на всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства управления перекрестным ограничением и средства управления кислородной подстройкой. Эти типы управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим устройствам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа автомата горения приведено ниже (3):

  • Механическое управление промежуточным валом  является простейшим типом модулирующего управления горелкой, обычно используемым на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один узел механической связи управляет и воздухом, и топливом. Эти элементы управления не могут измерять расход воздуха или расход топлива. Диапазон управления ограничен, что приводит к избыточному уровню избыточного воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и темпах стрельбы. Провисание в соединениях затрудняет точное и многократное управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
  • Элементы управления параллельным позиционированием  используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, что позволяет регулировать каждый из них во всем диапазоне работы котла.Во время настройки многие точки «сопоставляются», обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего расхода топлива. Таким образом, соотношение воздух-топливо может варьироваться на всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение при любых условиях стрельбы. Кроме того, при использовании электронных серводвигателей этот метод управления очень воспроизводим.
  • Перекрестные регуляторы , обычно применяемые к более крупным котлам, используют регуляторы для обнаружения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и расход топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
  • Регулятор балансировки кислорода  используется в сочетании со стандартными регуляторами параллельного позиционирования или поперечного ограничения. Он анализирует содержание кислорода в дымовых газах и соответствующим образом регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти средства управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым потреблением топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Датчики контроля котла

Возможно возникновение течи в контуре распределения горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды системой, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены любого пара или воды, потерянных из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки к системе.Счетчик следует считывать еженедельно, чтобы проверить наличие неожиданных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для возмещения потерь. Мониторинг подпиточной воды обеспечит максимальный возврат конденсата, тем самым снизив потребность в подпиточной воде.

Сезонная операция

Если система пара или горячей воды не используется в течение части года, отключение системы может привести к значительной экономии.Поддержание котла при его рабочей температуре потребляет энергию, эквивалентную его потерям в режиме ожидания. В случае системы горячего водоснабжения потребление энергии может также включать работу насоса.

Эксплуатация нескольких котельных

Нагрузка котлов в коммерческих зданиях сильно варьируется от лета к зиме, от дня к ночи и от рабочего дня к выходному. С одним котлом трудно эффективно снабжать эти переменные нагрузки. Когда потребность здания в отоплении падает ниже количества тепла, отдаваемого котлом при его минимальной мощности, котел выключается.Циклическое включение и выключение котла очень неэффективно, потому что существует продувка перед зажиганием и продувка после зажигания, которые отбирают тепло из котла с каждым циклом. Кроме того, в случае немодулируемого котла, цикличность не позволяет котлу работать с частичной нагрузкой и постоянной скоростью горения, когда эффективность сгорания находится на самом высоком уровне.

Если на объекте имеется несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частого переключения. При использовании немодулируемых котлов может быть лучше включить последующие котлы после того, как основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для удовлетворения нагрузки.С другой стороны, с модуляционными котлами КПД котла увеличивается в условиях частичной нагрузки. Следовательно, может быть выгоднее одновременно эксплуатировать несколько котлов в условиях частичной нагрузки, чем один котел на 100% мощности. На Рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между скоростью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования расхода воздуха и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД в зависимости от подачи топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическая последовательность котлов необходима для эффективной работы.Когда строительные нагрузки снижаются в ночное время и в выходные дни, скорее всего, произойдет повышенное количество циклов работы котлов, если нет никого, кто мог бы отключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем объекте имеется несколько котлов, вам следует оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к потере энергии. Резервный котел будет не только включаться и выключаться, но и отдавать тепло в окружающую среду за счет потерь на излучение, которые значительно возрастают в процентном отношении к потребляемой мощности котла при сниженной мощности горения. При низком расходе топлива, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановиться в случае выхода из строя ведущего котла, но это необходимо взвесить с учетом такого большого энергопотребления. Если резервный котел не имеет решающего значения для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Реализовать последовательность управления блокировкой котла

Включение блокировки котла в последовательность работы системы HVAC важно для достижения энергоэффективности.При обычном применении систем VAV в коммерческих зданиях сегодня одновременный нагрев и охлаждение, а также чрезмерный повторный нагрев первичного воздуха часто могут оставаться незамеченными. Внедрение блокировки котла на основе температуры наружного воздуха, например, когда температура наружного воздуха выше 65°F, является эффективным способом предотвращения таких условий.

Конденсационные котлы

Как конструкция системы, так и условия эксплуатации имеют решающее значение для успешной работы и производительности конденсационного котла.Для достижения номинальной эффективности конденсационного котла обычно требуется температура обратной воды ниже 130°F. Температура обратной воды выше 130°F предотвращает конденсацию дымовых газов и приводит к тому, что котел работает не более эффективно, чем традиционный котел.

Рисунок 8: Влияние температуры обратной воды на эффективность конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопе котла, которые передают тепло от дымовых газов либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже с эффективными котлами, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации части тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы вверх по дымовой трубе. Экономайзеры обычно повышают общую эффективность котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Содержите бойлер в чистоте

Как упоминалось ранее, любые остатки, такие как сажа или накипь, которые покрывают теплопередающие поверхности котла, снизят его эффективность, а также повысят вероятность отказа оборудования.Очистка этой поверхности в соответствии с рекомендациями производителя важна для поддержания оптимальной производительности котла и срока службы оборудования. Остатки, покрывающие трубы котла, будут препятствовать теплопередаче и повышать температуру дымовых газов. Если происходит неполное сгорание, образующаяся сажа скапливается на стороне сгорания трубок. Точно так же неправильная обработка воды может привести к накоплению накипи на водяной стороне труб. Слой копоти или накипи всего 0.Толщина 03 дюйма может снизить теплопередачу на 9,5%. Слой толщиной 0,18 дюйма может снизить теплопередачу на 69%. (3).

План химической очистки воды

Хорошая химическая очистка котловой воды необходима для поддержания эффективной работы. Каждый план химической обработки должен быть адаптирован на основе растворенных минералов в подпиточной воде, процентного содержания возвращаемого конденсата и наличия или отсутствия деаэратора. Растворенные твердые вещества в котловой воде и уровень химикатов для обработки следует проверять ежедневно на небольших установках низкого давления и ежечасно на более крупных установках высокого давления.Приборы следует калибровать ежемесячно. Ежегодные осмотры котлов должны включать тщательный осмотр поверхностей со стороны воды на наличие накипи и коррозии. Даже тонкий слой накипи препятствует теплопередаче и тем самым снижает эффективность сгорания.

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение нескольких недель или месяцев обычно указывает на то, что на поверхностях теплообмена котла со стороны топки или со стороны воды образовались отложения. Если это условие наблюдается, необходимо срочно проверить котел.

Минимизация продувки котла

Наличие слишком большого количества растворенных твердых веществ (TDS) в котловой воде может привести к образованию накипи и снижению эффективности котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых веществ ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые вещества будут осаждаться из воды и образовывать накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых веществ и поддержания концентрации TDS ниже уровня, при котором они будут осаждаться.Постоянные и частые продувки небольшого объема лучше, чем нечастые продувки большого объема, поскольку они экономят энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, когда из котла непрерывно сливается небольшое количество воды, в то время как вводится свежая подпиточная вода.

Осмотр и ремонт изоляции

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги требуют значительного энергопотребления.Как правило, экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130°F (4). Трубы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, приводят к двойному штрафу, поскольку потери тепла из труб должны устраняться за счет дополнительного кондиционирования воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котлов

Лучшие методы эксплуатации и обслуживания котлов начинаются с регулярного ведения журналов плановых проверок и контрольных списков для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температура воды и температура дымовых газов должны регистрироваться ежедневно, поскольку они могут служить базовым ориентиром для работы системы и устранения неполадок. Для документирования производительности системы следует проводить более подробные осмотры и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий работы системы с течением времени может быть неочевидным без использования такой документации. Руководство Федеральной программы управления энергопотреблением по передовым методам эксплуатации и техобслуживания для достижения операционной эффективности (5) содержит примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему объекту.Следующие контрольные списки технического обслуживания также были составлены на основе рекомендуемых передовых практик, содержащихся в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котла

9

Следуйте рекомендациям производителя по смазыванию всех компонентов

8

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
котел использование / секвенирования Выключить / последовательность Ненужные котлы x Сравните температуры с результатами испытаний, проведенных после ежегодной очистки X      
Проверьте давление пара на ожидаемое разные нагрузки? При слишком быстром падении давления может образоваться влажный пар
Проверить горелку Проверить на правильный контроль и чистота x
Проверка мотора Проверка на правильность функции температуры x
Проверенные воздушные температуры в котельной температуры не должны превышать или падать ниже пределов дизайна x
Beale Blowown Проверьте нижнюю, поверхность и водяную колонну происходят и являются следствием X      
Журналы котлов Ведите ежедневные журналы: • Тип и количество используемого топлива • Температура дымовых газов • Следите за объемом и количеством подпиточной воды, вариациями давления пара Как метод обнаружения неисправности x Убедитесь, что нефть в надлежащей температуре до сжигания x
Подтверждение системы очистки воды функционирует правильно x 9028

Источник таблицы: Federal Energy Manag ement Program, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котла

8

8

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
Проверить температуры дымовых газов и состава Измерение дымового состав газа и температура на выбранных огневых позициях – рекомендуемые O2% и CO2% Топливо O2% CO2% Природный газ 1. 5 10 № 2 Размочное масло 2.0 11.5 № 6 Топливо Масло 2.5 12.5 Примечание: проценты могут варьироваться в зависимости от изменений состава топлива x
Проверьте все предохранительные клапаны Проверка на утечки X    
Проверьте контроль уровня воды Остановите насос питательной воды и дайте системе управления остановить подачу топлива к горелке. Не допускайте падения уровня воды ниже рекомендованного уровня.   X    
Проверьте узлы запальника и горелки Очистите запальник и горелку в соответствии с рекомендациями производителя. Проверьте на наличие минеральных или коррозионных отложений.   X    
Проверить рабочие характеристики котла Прекратить подачу топлива и наблюдать за исчезновением пламени. Запустите котел и наблюдайте за характеристиками пламени. x
Проверка системы для воды / паровых утечек и возможностей утечки Ищите: утечки, дефектные клапаны и ловушки, корродированный трубопровод, состояние изоляции x
Осмотр всех связей на амортизаторы воздуха сгорания и топливные клапаны Проверка на правильную настройку и герметичность x
X    

Источник таблицы: Федеральная программа управления энергопотреблением, Руководство по передовым методам эксплуатации и технического обслуживания для достижения операционной эффективности

Таблица 3. Образец ежемесячного контрольного списка котла

8

Подача воздуха для горения

8

8

8

8 x

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
Проверить продувочные и водоочистные процедуры Определить, Друсть адекватна, чтобы предотвратить накопление твердых веществ
Измерение дымовых газов Измерение и сравнить последние месячные показания дымовых газов Композиция на целом стрельба x
Проверить впуск воздуха для горения в котельную и котел, чтобы убедиться, что отверстия адекватны и чисты   X  
Проверить топливные манометры, топливные насосы

1 90 э. Очищайте фильтры по мере необходимости.     X  
Проверьте ремни и сальники Проверьте правильность натяжения ремней. Проверьте сальниковые уплотнения на наличие компрессионных утечек.     X  
Проверьте на наличие утечек воздуха Проверьте на наличие утечек воздуха вокруг отверстий для доступа и сканера пламени в сборе.     X  
Проверьте все ремни вентилятора Проверьте натяжение и минимальное проскальзывание. x x
Проверить все прокладки Проверить прокладки для жестких уплотнений, заменить, если не обеспечивать уплотнение x
Осмотрите изоляцию котлов Все котловые изоляции и оболочки для горячих пятен x
Cale Control Клапаны калиброванные клапаны управления пара, указанные производителем x
Регулирование Проверка на правильные операции клапаны x
Выполните тест качества воды Проверьте качество воды для правильного химического баланса

кислый ce: Федеральная программа управления энергопотреблением, Руководство по передовым методам эксплуатации и технического обслуживания для достижения операционной эффективности

Таблица 4. Образец ежегодного контрольного списка котла

9

9027

Очистка приемников конденсата и системы деаэрации

.Запишите состав, огневую позицию и температуру.

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
Чистая сторона воды поверхности рекомендации Следуйте производителя на Уборка и подготовка поверхностей воды воды x x
Чистая сторона пожара Следуйте рекомендациями производителя о уборке и подготовке огня боковых поверхностей x
Проверка и ремонт огнеупоры на стороне огня Используйте рекомендованные материалы и процедуры       X
Проверьте топливную систему Проверьте манометр, фильтры, перекачивающие линии. Очищайте фильтры по мере необходимости. x8 x
Удаление и восстановление или замена x
      X
Топливная система Очистка и восстановление системных насосов, фильтров, пилотов, подогревателей масла, баков для хранения масла и т. д.       X
Электрические системы Очистите все электрические клеммы. Проверьте электронное управление и замените неисправные детали. x
Проверка операции и ремонт по мере необходимости x
x8 x
Эдди Тест по мере необходимости, провести видимый тест на оценку толщины стенки трубки x

Источник стол: Федеральная энергия Программа управления, Руководство по передовой практике эксплуатации и техобслуживания для достижения операционной эффективности

использованная литература
  1. Кейпхарт, Б., Тернер В. и Кеннеди В., 2006 г. Руководство по управлению энергопотреблением.
  2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
  3. Бойлер и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г.  http://oee.nrcan.gc.ca/publica…
  4. Информационный бюллетень Федеральной программы управления энергопотреблением, PNNL, январь 2005 г. S. Министерство энергетики, август 2010 г.  http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
  5. Справочник по эффективному использованию котлов, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
  6. Управление котлами, 2-е издание, Сэм Г. Дьюклоу, 1991.
Другие источники
  1. Национальный совет инспекторов по котлам и сосудам под давлением, http://www.Nationalboard.org/default.aspx.
  2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

BetterBricks | Эксплуатация котлов и техническое обслуживание котлов

Введение

Котлы представляют собой сосуды под давлением, предназначенные для нагрева воды или производства пара, которые затем могут использоваться для обогрева помещений и/или нагрева технической воды в здании. В большинстве систем отопления коммерческих зданий источником тепла в котле является горелка, работающая на природном газе. Также можно использовать масляные горелки и электрические нагреватели сопротивления. В некоторых областях применения пар предпочтительнее горячей воды, включая абсорбционное охлаждение, кухни, прачечные, стерилизаторы и паровое оборудование.

Котлы имеют несколько сильных сторон, которые сделали их обычным элементом зданий. Они имеют долгий срок службы, могут достигать КПД до 95% и выше, обеспечивают эффективный метод обогрева здания, а в случае паровых систем требуют мало энергии для перекачки или вообще не требуют ее.Однако затраты на топливо могут быть значительными, требуется регулярное техническое обслуживание, а если техническое обслуживание затягивается, ремонт может оказаться дорогостоящим.

Руководство по строительству, эксплуатации и техническому обслуживанию котлов предоставляется главным образом ASME (Американское общество инженеров-механиков), которое производит следующие ресурсы:

  • Правила устройства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, раздел IV-2007
  • Рекомендуемые правила по уходу и эксплуатации отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, раздел VII-2007

Котлы часто являются одним из самые крупные потребители энергии в здании. Каждый год без присмотра котельной установки стоимость котлов может увеличиваться примерно на 10% (1). Таким образом, эксплуатация и техническое обслуживание котла являются хорошей отправной точкой при поиске способов снижения энергопотребления и экономии денег.

Как работают котлы

Как газовые, так и жидкотопливные котлы используют контролируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и органы управления.

Рис. 1: Огнетрубный котел (источник изображения: www.hurstboiler.com)

Горелка смешивает топливо и кислород и с помощью устройства зажигания создает платформу для горения. Это сгорание происходит в камере сгорания, а выделяемое при этом тепло передается воде через теплообменник. Органы управления регулируют зажигание, мощность горелки, подачу топлива, подачу воздуха, тягу выхлопных газов, температуру воды, давление пара и давление в котле.

Горячая вода, произведенная котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках обработки воздуха, вспомогательное оборудование для нагрева горячей воды и оконечные устройства. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из областей высокого давления в области низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для отопления, может быть непосредственно использован паровым оборудованием или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду в оборудование.

При рассмотрении различных типов котлов ниже более подробно рассматриваются конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

Котлы подразделяются на различные типы в зависимости от их рабочего давления и температуры, типа топлива, метода тяги, размера и мощности, а также того, конденсируют ли они водяной пар в дымовых газах. Котлы также иногда описываются их ключевыми компонентами, такими как материалы теплообменника или конструкция труб. Эти другие характеристики обсуждаются в следующем разделе, посвященном ключевым компонентам котлов.

Два основных типа котлов включают жаротрубные и водотрубные котлы. В жаротрубном котле горячие газы сгорания проходят по ряду труб, окруженных водой. В качестве альтернативы, в водотрубном котле вода течет внутри труб, а горячие газы от сгорания обтекают трубы снаружи.Чертеж водотрубного котла представлен на рисунке 2.

Рис. 2: Водотрубный котел

Жаротрубные котлы чаще используются для пара низкого давления или горячей воды и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в паровых установках более высокого давления и широко используются для комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более чем 20 000 000 БТЕ (5).

Чугунные секционные котлы

(рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемых для обогрева коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они состоят из чугунных секций, в которых есть каналы для воды и дымовых газов. Чугунные отливки скреплены болтами, как старый паровой радиатор. Секции уплотнены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Преимущество чугунных секционных котлов

состоит в том, что их можно собирать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их основной недостаток заключается в том, что, поскольку секции уплотнены вместе с прокладками, они склонны к утечке по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котлов.

Рисунок 3: Чугунный секционный котел (источник изображения: www.chestofbooks.com)

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями ASME для котлов и сосудов под давлением. Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на квадратный дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах HVAC, представляют собой котлы низкого давления. Котлы высокого давления рассчитаны на работу выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250°F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным топливом для котлов, поскольку он обычно легко доступен, легко сгорает и, как правило, дешевле, чем нефть или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору резерв топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут во время «пиковых» тарифов на природный газ. В периоды, когда ставки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в непиковое время.

Электрические котлы используются на объектах, требующих небольшого количества пара или при отсутствии природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие сгорания приводит к снижению сложности конструкции и эксплуатации, а также к меньшему техническому обслуживанию. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены нормами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ с общей эффективностью, как правило, в диапазоне от 92% до 96% (2).

Методы тяги
Разность давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая уносит продукты сгорания через котел вверх по дымоходу. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выбрасывают продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: с принудительной тягой, когда воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или воздуходувкой для поддержания положительного давления; и принудительная тяга, когда воздух продувается через камеру сгорания вентилятором или воздуходувкой для поддержания отрицательного давления.

Размер и мощность
Модульные котлы имеют небольшие размеры и мощность и часто предназначены для замены одного большого котла несколькими небольшими котлами. Эти модульные котлы легко проходят через стандартный дверной проем и транспортируются в лифтах и ​​по лестницам.Блоки могут быть расположены в различных конфигурациях для использования ограниченного пространства или для размещения нового оборудования. Модульные котлы могут быть установлены таким образом, чтобы эффективно удовлетворять потребность в тепловой нагрузке.

Метод конденсации
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это необходимо для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре обратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло из фазового перехода от водяного пара к жидкости и повышает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для работы с коррозионно-активным конденсатом, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные неконденсационные котлы обычно работают в диапазоне эффективности сгорания от 75% до 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне от 88% до 95% эффективности сгорания (2).

Ключевые компоненты котлов

К основным элементам котла относятся горелка, камера сгорания, теплообменник, выхлопная труба и органы управления. Дополнительное оборудование котла, включая экономайзер дымовых газов, также широко используется в качестве эффективного метода рекуперации тепла из котла и будет кратко обсуждаться в разделе «Наилучшие методы эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с принудительной тягой, также называемые механическими горелками. Из-за более строгих федеральных и государственных норм в отношении качества воздуха горелки с низким содержанием NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более распространенными и даже обязательными в некоторых областях. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива на входе в горелку, эти типы горелок обеспечивают снижение выбросов NOx.

Рисунок 4: Котел с принудительной тягой (источник изображения: www.Hurstboiler.com)

В камере сгорания, обычно изготовленной из чугуна или стали, находятся горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, пучков стальных труб или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали с медным покрытием.

Выхлопная труба или дымоход представляет собой трубопровод, по которому горячие дымовые газы отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для работы с коррозионно-активным конденсатом. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как стыки выхлопной трубы должны быть герметизированы.

Блок управления котлом

помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и эксплуатация регулируют расход топлива в соответствии с потребностью.Главный орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и посылает сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Общие последовательности розжига горелки включают в себя включение/выключение, высокий/низкий/выключенный режим и модуляцию.
Контроль безопасности котла включает средства контроля высокого давления и температуры, высокого и низкого давления газа/мазута, а также контроля высокого и низкого уровня воды и контроля пламени. Эти элементы управления считаются предохранителями или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь, чтобы предотвратить возгорание котла.Например, если давление в котле превышает установленный предел давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки при низком уровне воды, высоких предельных значений, выключатели контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Детекторы пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае невозгорания или других небезопасных условий. Средства контроля пламени запрограммированы на работу горелки и ее циклическое прохождение через этапы работы.

Вопросы безопасности

Все оборудование для сжигания должно эксплуатироваться надлежащим образом, чтобы предотвратить возникновение опасных условий или катастроф, которые могут привести к травмам и материальному ущербу. Основной причиной взрыва котла является воспламенение горючего газа, скопившегося внутри котла.Эта ситуация может возникнуть по-разному, например, топливо, воздух или воспламенение по какой-либо причине прерывается, пламя гаснет, а горючий газ накапливается и воспламеняется. Другой пример — когда происходит ряд неудачных попыток розжига без соответствующей продувки накопившегося горючего газа.

В котле хранится огромное количество энергии. При изменении состояния перегретой воды из горячей жидкости в пар (пар) выделяется огромное количество энергии. Например, 1 фут3 воды расширится до 1600 фут3, когда превратится в пар. Следовательно, «если бы вы могли уловить всю энергию, высвобождаемую, когда 30-галлонный домашний бак с горячей водой взрывается при температуре 332 ° F, у вас было бы достаточно силы, чтобы отправить средний автомобиль (весом 2500 фунтов) на высоту почти 125 футов. Это эквивалентно высоте 14-этажного многоквартирного дома, начиная со скорости отрыва 85 миль в час!» (5).

Безопасность котлов является ключевой задачей Национального совета инспекторов котлов и сосудов под давлением.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что первой категорией происшествий, приводящих к травмам, были плохое техническое обслуживание и ошибки оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего технического обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Должны быть проверены целостность сосудов под давлением, проверка предохранительных клапанов, водозапорных устройств и надлежащей работы поплавков, манометров и указателей уровня воды.Система топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и технического обслуживания для обеспечения эффективной работы, теплопередачи и правильного обнаружения пламени. Руководство Федерального проекта по управлению энергопотреблением (FEMP) по передовой практике эксплуатации и техобслуживания для достижения эффективности эксплуатации является хорошим ресурсом, описывающим план профилактического обслуживания, а также объясняющим важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

Эффективность

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, которая захвачена рабочим телом (т. грамм. воды) в котле определяется как эффективность сгорания котла. Эффективность сгорания 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или нефть, сгорает и производит только двуокись углерода, воду и тепло. При недостаточном количестве кислорода и/или плохом смешивании топлива и кислорода произойдет неполное сгорание, что приведет к образованию других продуктов сгорания, включая угарный газ и несгоревшее топливо.

Когда происходит неполное сгорание, химическая энергия топлива не полностью выделяется в виде тепла, и эффективность сгорания снижается. Это также является проблемой безопасности, поскольку несгоревшее топливо может воспламениться в дымовой трубе и вызвать взрыв. Котлы должны быть настроены на полное сгорание. Одной из стратегий обеспечения полного сгорания является подача некоторого количества избыточного воздуха. Однако, как показано на рисунке ниже, небольшое количество избыточного воздуха улучшит эффективность сгорания, а большое количество снизит эффективность.

Рисунок 5: Эффективность сгорания по сравнению с избытком воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяющееся при сгорании, должно эффективно передаваться рабочему телу. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через корпус котла или дымовые газы. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим индикатором этой теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем рабочая жидкость в котле. В неконденсационных котлах она должна быть достаточно высокой, чтобы водяной пар в отходящих газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи агрессивным конденсатом. Конденсационные котлы, работающие на природном газе, спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла из конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

Рисунок 6: Диаграмма эффективности сгорания природного газа (источник изображения: Федеральная программа управления энергопотреблением, Министерство энергетики США)

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа в форсированных горелках, показывающая взаимосвязь между избытком воздуха, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, прослеживая линию Этапа 1, при 9% кислорода в дымовых газах (эквивалентно примерно 67% избытка воздуха, как видно на графике) и повышении температуры дымовых газов на 500°F соответствующий коэффициент полезного действия сгорания составляет около 76.5%. Используя то же повышение температуры дымовых газов на 500°F, шаг 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к улучшению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как шаг 2 на рисунке 6 выше. По мере снижения процентного содержания кислорода в дымовых газах избыточному кислороду передается меньше тепла, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовым газам, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте средства управления котлом для оптимизации соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к расточительному нагреву и выбросу воздуха из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст проблему безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания, обеспечивая достаточное количество избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком много, чтобы снизить эффективность. Сколько избыточного воздуха достаточно для обеспечения полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различной мощности горелки, но обычно считается, что она находится в пределах 2–3%. Избыток воздуха также необходимо отрегулировать, чтобы учесть колебания температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых ежедневных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

Важно помнить, что полное сгорание имеет решающее значение для обеспечения эффективной работы котла. Неполное сгорание топлива может значительно снизить КПД котла на 10% и более, в то время как увеличение избытка воздуха на 10% может повлиять на КПД котла только примерно на 1%.Признаками неполного сгорания являются дымный выхлоп, желтое пламя, пропадание пламени и закопченные трубы котла. Рекомендуется ежегодно настраивать котел, чтобы обеспечить оптимизацию процесса горения.

Как правило, избыток воздуха около 10% для котла, работающего на природном газе, оптимален для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 примерно от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха более 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов. Поэтому предпочтительнее поддерживать оптимальный уровень избытка воздуха на всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства управления перекрестным ограничением и средства управления кислородной подстройкой. Эти типы управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим устройствам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа автомата горения приведено ниже (3):

  • Механическое управление промежуточным валом  является простейшим типом модулирующего управления горелкой, обычно используемым на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один узел механической связи управляет и воздухом, и топливом. Эти элементы управления не могут измерять расход воздуха или расход топлива. Диапазон управления ограничен, что приводит к избыточному уровню избыточного воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и темпах стрельбы. Провисание в соединениях затрудняет точное и многократное управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
  • Элементы управления параллельным позиционированием  используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, что позволяет регулировать каждый из них во всем диапазоне работы котла.Во время настройки многие точки «сопоставляются», обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего расхода топлива. Таким образом, соотношение воздух-топливо может варьироваться на всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение при любых условиях стрельбы. Кроме того, при использовании электронных серводвигателей этот метод управления очень воспроизводим.
  • Перекрестные регуляторы , обычно применяемые к более крупным котлам, используют регуляторы для обнаружения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и расход топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
  • Регулятор балансировки кислорода  используется в сочетании со стандартными регуляторами параллельного позиционирования или поперечного ограничения. Он анализирует содержание кислорода в дымовых газах и соответствующим образом регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти средства управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым потреблением топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Датчики контроля котла

Возможно возникновение течи в контуре распределения горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды системой, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены любого пара или воды, потерянных из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки к системе.Счетчик следует считывать еженедельно, чтобы проверить наличие неожиданных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для возмещения потерь. Мониторинг подпиточной воды обеспечит максимальный возврат конденсата, тем самым снизив потребность в подпиточной воде.

Сезонная операция

Если система пара или горячей воды не используется в течение части года, отключение системы может привести к значительной экономии.Поддержание котла при его рабочей температуре потребляет энергию, эквивалентную его потерям в режиме ожидания. В случае системы горячего водоснабжения потребление энергии может также включать работу насоса.

Эксплуатация нескольких котельных

Нагрузка котлов в коммерческих зданиях сильно варьируется от лета к зиме, от дня к ночи и от рабочего дня к выходному. С одним котлом трудно эффективно снабжать эти переменные нагрузки. Когда потребность здания в отоплении падает ниже количества тепла, отдаваемого котлом при его минимальной мощности, котел выключается.Циклическое включение и выключение котла очень неэффективно, потому что существует продувка перед зажиганием и продувка после зажигания, которые отбирают тепло из котла с каждым циклом. Кроме того, в случае немодулируемого котла, цикличность не позволяет котлу работать с частичной нагрузкой и постоянной скоростью горения, когда эффективность сгорания находится на самом высоком уровне.

Если на объекте имеется несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частого переключения. При использовании немодулируемых котлов может быть лучше включить последующие котлы после того, как основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для удовлетворения нагрузки.С другой стороны, с модуляционными котлами КПД котла увеличивается в условиях частичной нагрузки. Следовательно, может быть выгоднее одновременно эксплуатировать несколько котлов в условиях частичной нагрузки, чем один котел на 100% мощности. На Рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между скоростью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования расхода воздуха и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД в зависимости от подачи топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическая последовательность котлов необходима для эффективной работы.Когда строительные нагрузки снижаются в ночное время и в выходные дни, скорее всего, произойдет повышенное количество циклов работы котлов, если нет никого, кто мог бы отключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем объекте имеется несколько котлов, вам следует оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к потере энергии. Резервный котел будет не только включаться и выключаться, но и отдавать тепло в окружающую среду за счет потерь на излучение, которые значительно возрастают в процентном отношении к потребляемой мощности котла при сниженной мощности горения. При низком расходе топлива, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановиться в случае выхода из строя ведущего котла, но это необходимо взвесить с учетом такого большого энергопотребления. Если резервный котел не имеет решающего значения для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Реализовать последовательность управления блокировкой котла

Включение блокировки котла в последовательность работы системы HVAC важно для достижения энергоэффективности.При обычном применении систем VAV в коммерческих зданиях сегодня одновременный нагрев и охлаждение, а также чрезмерный повторный нагрев первичного воздуха часто могут оставаться незамеченными. Внедрение блокировки котла на основе температуры наружного воздуха, например, когда температура наружного воздуха выше 65°F, является эффективным способом предотвращения таких условий.

Конденсационные котлы

Как конструкция системы, так и условия эксплуатации имеют решающее значение для успешной работы и производительности конденсационного котла.Для достижения номинальной эффективности конденсационного котла обычно требуется температура обратной воды ниже 130°F. Температура обратной воды выше 130°F предотвращает конденсацию дымовых газов и приводит к тому, что котел работает не более эффективно, чем традиционный котел.

Рисунок 8: Влияние температуры обратной воды на эффективность конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопе котла, которые передают тепло от дымовых газов либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже с эффективными котлами, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации части тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы вверх по дымовой трубе. Экономайзеры обычно повышают общую эффективность котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Содержите бойлер в чистоте

Как упоминалось ранее, любые остатки, такие как сажа или накипь, которые покрывают теплопередающие поверхности котла, снизят его эффективность, а также повысят вероятность отказа оборудования.Очистка этой поверхности в соответствии с рекомендациями производителя важна для поддержания оптимальной производительности котла и срока службы оборудования. Остатки, покрывающие трубы котла, будут препятствовать теплопередаче и повышать температуру дымовых газов. Если происходит неполное сгорание, образующаяся сажа скапливается на стороне сгорания трубок. Точно так же неправильная обработка воды может привести к накоплению накипи на водяной стороне труб. Слой копоти или накипи всего 0.Толщина 03 дюйма может снизить теплопередачу на 9,5%. Слой толщиной 0,18 дюйма может снизить теплопередачу на 69%. (3).

План химической очистки воды

Хорошая химическая очистка котловой воды необходима для поддержания эффективной работы. Каждый план химической обработки должен быть адаптирован на основе растворенных минералов в подпиточной воде, процентного содержания возвращаемого конденсата и наличия или отсутствия деаэратора. Растворенные твердые вещества в котловой воде и уровень химикатов для обработки следует проверять ежедневно на небольших установках низкого давления и ежечасно на более крупных установках высокого давления.Приборы следует калибровать ежемесячно. Ежегодные осмотры котлов должны включать тщательный осмотр поверхностей со стороны воды на наличие накипи и коррозии. Даже тонкий слой накипи препятствует теплопередаче и тем самым снижает эффективность сгорания.

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение нескольких недель или месяцев обычно указывает на то, что на поверхностях теплообмена котла со стороны топки или со стороны воды образовались отложения. Если это условие наблюдается, необходимо срочно проверить котел.

Минимизация продувки котла

Наличие слишком большого количества растворенных твердых веществ (TDS) в котловой воде может привести к образованию накипи и снижению эффективности котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых веществ ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые вещества будут осаждаться из воды и образовывать накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых веществ и поддержания концентрации TDS ниже уровня, при котором они будут осаждаться.Постоянные и частые продувки небольшого объема лучше, чем нечастые продувки большого объема, поскольку они экономят энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, когда из котла непрерывно сливается небольшое количество воды, в то время как вводится свежая подпиточная вода.

Осмотр и ремонт изоляции

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги требуют значительного энергопотребления.Как правило, экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130°F (4). Трубы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, приводят к двойному штрафу, поскольку потери тепла из труб должны устраняться за счет дополнительного кондиционирования воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котлов

Лучшие методы эксплуатации и обслуживания котлов начинаются с регулярного ведения журналов плановых проверок и контрольных списков для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температура воды и температура дымовых газов должны регистрироваться ежедневно, поскольку они могут служить базовым ориентиром для работы системы и устранения неполадок. Для документирования производительности системы следует проводить более подробные осмотры и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий работы системы с течением времени может быть неочевидным без использования такой документации. Руководство Федеральной программы управления энергопотреблением по передовым методам эксплуатации и техобслуживания для достижения операционной эффективности (5) содержит примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему объекту.Следующие контрольные списки технического обслуживания также были составлены на основе рекомендуемых передовых практик, содержащихся в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котла

9

Следуйте рекомендациям производителя по смазыванию всех компонентов

8

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
котел использование / секвенирования Выключить / последовательность Ненужные котлы x Сравните температуры с результатами испытаний, проведенных после ежегодной очистки X      
Проверьте давление пара на ожидаемое разные нагрузки? При слишком быстром падении давления может образоваться влажный пар
Проверить горелку Проверить на правильный контроль и чистота x
Проверка мотора Проверка на правильность функции температуры x
Проверенные воздушные температуры в котельной температуры не должны превышать или падать ниже пределов дизайна x
Beale Blowown Проверьте нижнюю, поверхность и водяную колонну происходят и являются следствием X      
Журналы котлов Ведите ежедневные журналы: • Тип и количество используемого топлива • Температура дымовых газов • Следите за объемом и количеством подпиточной воды, вариациями давления пара Как метод обнаружения неисправности x Убедитесь, что нефть в надлежащей температуре до сжигания x
Подтверждение системы очистки воды функционирует правильно x 9028

Источник таблицы: Federal Energy Manag ement Program, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котла

8

8

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
Проверить температуры дымовых газов и состава Измерение дымового состав газа и температура на выбранных огневых позициях – рекомендуемые O2% и CO2% Топливо O2% CO2% Природный газ 1. 5 10 № 2 Размочное масло 2.0 11.5 № 6 Топливо Масло 2.5 12.5 Примечание: проценты могут варьироваться в зависимости от изменений состава топлива x
Проверьте все предохранительные клапаны Проверка на утечки X    
Проверьте контроль уровня воды Остановите насос питательной воды и дайте системе управления остановить подачу топлива к горелке. Не допускайте падения уровня воды ниже рекомендованного уровня.   X    
Проверьте узлы запальника и горелки Очистите запальник и горелку в соответствии с рекомендациями производителя. Проверьте на наличие минеральных или коррозионных отложений.   X    
Проверить рабочие характеристики котла Прекратить подачу топлива и наблюдать за исчезновением пламени. Запустите котел и наблюдайте за характеристиками пламени. x
Проверка системы для воды / паровых утечек и возможностей утечки Ищите: утечки, дефектные клапаны и ловушки, корродированный трубопровод, состояние изоляции x
Осмотр всех связей на амортизаторы воздуха сгорания и топливные клапаны Проверка на правильную настройку и герметичность x
X    

Источник таблицы: Федеральная программа управления энергопотреблением, Руководство по передовым методам эксплуатации и технического обслуживания для достижения операционной эффективности

Таблица 3. Образец ежемесячного контрольного списка котла

8

Подача воздуха для горения

8

8

8

8 x

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
Проверить продувочные и водоочистные процедуры Определить, Друсть адекватна, чтобы предотвратить накопление твердых веществ
Измерение дымовых газов Измерение и сравнить последние месячные показания дымовых газов Композиция на целом стрельба x
Проверить впуск воздуха для горения в котельную и котел, чтобы убедиться, что отверстия адекватны и чисты   X  
Проверить топливные манометры, топливные насосы

1 90 э. Очищайте фильтры по мере необходимости.     X  
Проверьте ремни и сальники Проверьте правильность натяжения ремней. Проверьте сальниковые уплотнения на наличие компрессионных утечек.     X  
Проверьте на наличие утечек воздуха Проверьте на наличие утечек воздуха вокруг отверстий для доступа и сканера пламени в сборе.     X  
Проверьте все ремни вентилятора Проверьте натяжение и минимальное проскальзывание. x x
Проверить все прокладки Проверить прокладки для жестких уплотнений, заменить, если не обеспечивать уплотнение x
Осмотрите изоляцию котлов Все котловые изоляции и оболочки для горячих пятен x
Cale Control Клапаны калиброванные клапаны управления пара, указанные производителем x
Регулирование Проверка на правильные операции клапаны x
Выполните тест качества воды Проверьте качество воды для правильного химического баланса

кислый ce: Федеральная программа управления энергопотреблением, Руководство по передовым методам эксплуатации и технического обслуживания для достижения операционной эффективности

Таблица 4. Образец ежегодного контрольного списка котла

9

9027

Очистка приемников конденсата и системы деаэрации

.Запишите состав, огневую позицию и температуру.

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
Чистая сторона воды поверхности рекомендации Следуйте производителя на Уборка и подготовка поверхностей воды воды x x
Чистая сторона пожара Следуйте рекомендациями производителя о уборке и подготовке огня боковых поверхностей x
Проверка и ремонт огнеупоры на стороне огня Используйте рекомендованные материалы и процедуры       X
Проверьте топливную систему Проверьте манометры, насосы, фильтры и фильтры. Очищайте фильтры по мере необходимости. x8 x
Удаление и восстановление или замена x
      X
Топливная система Очистка и восстановление системных насосов, фильтров, пилотов, подогревателей масла, баков для хранения масла и т. д.       X
Электрические системы Очистите все электрические клеммы. Проверьте электронное управление и замените неисправные детали. x
Проверка операции и ремонт по мере необходимости x
x8 x
Эдди Тест по мере необходимости, провести видимый тест на оценку толщины стенки трубки x

Источник стол: Федеральная энергия Программа управления, Руководство по передовой практике эксплуатации и техобслуживания для достижения операционной эффективности

использованная литература
  1. Кейпхарт, Б., Тернер В. и Кеннеди В., 2006 г. Руководство по управлению энергопотреблением.
  2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
  3. Бойлер и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г.  http://oee.nrcan.gc.ca/publica…
  4. Информационный бюллетень Федеральной программы управления энергопотреблением, PNNL, январь 2005 г. S. Министерство энергетики, август 2010 г.  http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
  5. Справочник по эффективному использованию котлов, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
  6. Управление котлами, 2-е издание, Сэм Г. Дьюклоу, 1991.
Другие источники
  1. Национальный совет инспекторов по котлам и сосудам под давлением, http://www.Nationalboard.org/default.aspx.
  2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

BetterBricks | Эксплуатация котлов и техническое обслуживание котлов

Введение

Котлы представляют собой сосуды под давлением, предназначенные для нагрева воды или производства пара, которые затем могут использоваться для обогрева помещений и/или нагрева технической воды в здании. В большинстве систем отопления коммерческих зданий источником тепла в котле является горелка, работающая на природном газе. Также можно использовать масляные горелки и электрические нагреватели сопротивления. В некоторых областях применения пар предпочтительнее горячей воды, включая абсорбционное охлаждение, кухни, прачечные, стерилизаторы и паровое оборудование.

Котлы имеют несколько сильных сторон, которые сделали их обычным элементом зданий. Они имеют долгий срок службы, могут достигать КПД до 95% и выше, обеспечивают эффективный метод обогрева здания, а в случае паровых систем требуют мало энергии для перекачки или вообще не требуют ее.Однако затраты на топливо могут быть значительными, требуется регулярное техническое обслуживание, а если техническое обслуживание затягивается, ремонт может оказаться дорогостоящим.

Руководство по строительству, эксплуатации и техническому обслуживанию котлов предоставляется главным образом ASME (Американское общество инженеров-механиков), которое производит следующие ресурсы:

  • Правила устройства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, раздел IV-2007
  • Рекомендуемые правила по уходу и эксплуатации отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, раздел VII-2007

Котлы часто являются одним из самые крупные потребители энергии в здании. Каждый год без присмотра котельной установки стоимость котлов может увеличиваться примерно на 10% (1). Таким образом, эксплуатация и техническое обслуживание котла являются хорошей отправной точкой при поиске способов снижения энергопотребления и экономии денег.

Как работают котлы

Как газовые, так и жидкотопливные котлы используют контролируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и органы управления.

Рис. 1: Огнетрубный котел (источник изображения: www.hurstboiler.com)

Горелка смешивает топливо и кислород и с помощью устройства зажигания создает платформу для горения. Это сгорание происходит в камере сгорания, а выделяемое при этом тепло передается воде через теплообменник. Органы управления регулируют зажигание, мощность горелки, подачу топлива, подачу воздуха, тягу выхлопных газов, температуру воды, давление пара и давление в котле.

Горячая вода, произведенная котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках обработки воздуха, вспомогательное оборудование для нагрева горячей воды и оконечные устройства. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из областей высокого давления в области низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для отопления, может быть непосредственно использован паровым оборудованием или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду в оборудование.

При рассмотрении различных типов котлов ниже более подробно рассматриваются конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

Котлы подразделяются на различные типы в зависимости от их рабочего давления и температуры, типа топлива, метода тяги, размера и мощности, а также того, конденсируют ли они водяной пар в дымовых газах. Котлы также иногда описываются их ключевыми компонентами, такими как материалы теплообменника или конструкция труб. Эти другие характеристики обсуждаются в следующем разделе, посвященном ключевым компонентам котлов.

Два основных типа котлов включают жаротрубные и водотрубные котлы. В жаротрубном котле горячие газы сгорания проходят по ряду труб, окруженных водой. В качестве альтернативы, в водотрубном котле вода течет внутри труб, а горячие газы от сгорания обтекают трубы снаружи.Чертеж водотрубного котла представлен на рисунке 2.

Рис. 2: Водотрубный котел

Жаротрубные котлы чаще используются для пара низкого давления или горячей воды и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в паровых установках более высокого давления и широко используются для комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более чем 20 000 000 БТЕ (5).

Чугунные секционные котлы

(рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемых для обогрева коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они состоят из чугунных секций, в которых есть каналы для воды и дымовых газов. Чугунные отливки скреплены болтами, как старый паровой радиатор. Секции уплотнены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Преимущество чугунных секционных котлов

состоит в том, что их можно собирать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их основной недостаток заключается в том, что, поскольку секции уплотнены вместе с прокладками, они склонны к утечке по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котлов.

Рисунок 3: Чугунный секционный котел (источник изображения: www.chestofbooks.com)

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как низконапорные или высоконапорные и сконструированы в соответствии с требованиями ASME для котлов и сосудов под давлением. Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на квадратный дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах HVAC, представляют собой котлы низкого давления. Котлы высокого давления рассчитаны на работу выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250°F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным топливом для котлов, поскольку он обычно легко доступен, легко сгорает и, как правило, дешевле, чем нефть или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору резерв топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут во время «пиковых» тарифов на природный газ. В периоды, когда ставки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в непиковое время.

Электрические котлы используются на объектах, требующих небольшого количества пара или при отсутствии природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие сгорания приводит к снижению сложности конструкции и эксплуатации, а также к меньшему техническому обслуживанию. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены нормами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ с общей эффективностью, как правило, в диапазоне от 92% до 96% (2).

Методы тяги
Разность давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая уносит продукты сгорания через котел вверх по дымоходу. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выбрасывают продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: с принудительной тягой, когда воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или воздуходувкой для поддержания положительного давления; и принудительная тяга, когда воздух продувается через камеру сгорания вентилятором или воздуходувкой для поддержания отрицательного давления.

Размер и мощность
Модульные котлы имеют небольшие размеры и мощность и часто предназначены для замены одного большого котла несколькими небольшими котлами. Эти модульные котлы легко проходят через стандартный дверной проем и транспортируются в лифтах и ​​по лестницам.Блоки могут быть расположены в различных конфигурациях для использования ограниченного пространства или для размещения нового оборудования. Модульные котлы могут быть установлены таким образом, чтобы эффективно удовлетворять потребность в тепловой нагрузке.

Метод конденсации
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это необходимо для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре обратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло из фазового перехода от водяного пара к жидкости и повышает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для работы с коррозионно-активным конденсатом, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные неконденсационные котлы обычно работают в диапазоне эффективности сгорания от 75% до 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне от 88% до 95% эффективности сгорания (2).

Ключевые компоненты котлов

К основным элементам котла относятся горелка, камера сгорания, теплообменник, выхлопная труба и органы управления. Дополнительное оборудование котла, включая экономайзер дымовых газов, также широко используется в качестве эффективного метода рекуперации тепла из котла и будет кратко обсуждаться в разделе «Наилучшие методы эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с принудительной тягой, также называемые механическими горелками. Из-за более строгих федеральных и государственных норм в отношении качества воздуха горелки с низким содержанием NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более распространенными и даже обязательными в некоторых областях. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива на входе в горелку, эти типы горелок обеспечивают снижение выбросов NOx.

Рисунок 4: Котел с принудительной тягой (источник изображения: www.Hurstboiler.com)

В камере сгорания, обычно изготовленной из чугуна или стали, находятся горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, пучков стальных труб или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали с медным покрытием.

Выхлопная труба или дымоход представляет собой трубопровод, по которому горячие дымовые газы отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для работы с коррозионно-активным конденсатом. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как стыки выхлопной трубы должны быть герметизированы.

Блок управления котлом

помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и эксплуатация регулируют расход топлива в соответствии с потребностью.Главный орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и посылает сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Общие последовательности розжига горелки включают в себя включение/выключение, высокий/низкий/выключенный режим и модуляцию.
Контроль безопасности котла включает средства контроля высокого давления и температуры, высокого и низкого давления газа/мазута, а также контроля высокого и низкого уровня воды и контроля пламени. Эти элементы управления считаются предохранителями или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь, чтобы предотвратить возгорание котла.Например, если давление в котле превышает установленный предел давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки при низком уровне воды, высоких предельных значений, выключатели контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Детекторы пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае невозгорания или других небезопасных условий. Средства контроля пламени запрограммированы на работу горелки и ее циклическое прохождение через этапы работы.

Вопросы безопасности

Все оборудование для сжигания должно эксплуатироваться надлежащим образом, чтобы предотвратить возникновение опасных условий или катастроф, которые могут привести к травмам и материальному ущербу. Основной причиной взрыва котла является воспламенение горючего газа, скопившегося внутри котла.Эта ситуация может возникнуть по-разному, например, топливо, воздух или воспламенение по какой-либо причине прерывается, пламя гаснет, а горючий газ накапливается и воспламеняется. Другой пример — когда происходит ряд неудачных попыток розжига без соответствующей продувки накопившегося горючего газа.

В котле хранится огромное количество энергии. При изменении состояния перегретой воды из горячей жидкости в пар (пар) выделяется огромное количество энергии. Например, 1 фут3 воды расширится до 1600 фут3, когда превратится в пар. Следовательно, «если бы вы могли уловить всю энергию, высвобождаемую, когда 30-галлонный домашний бак с горячей водой взрывается при температуре 332 ° F, у вас было бы достаточно силы, чтобы отправить средний автомобиль (весом 2500 фунтов) на высоту почти 125 футов. Это эквивалентно высоте 14-этажного многоквартирного дома, начиная со скорости отрыва 85 миль в час!» (5).

Безопасность котлов является ключевой задачей Национального совета инспекторов котлов и сосудов под давлением.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что первой категорией происшествий, приводящих к травмам, были плохое техническое обслуживание и ошибки оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего технического обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Целостность сосуда под давлением, проверка предохранительных клапанов, водозапорных устройств и правильность работы поплавка, манометров и указателей уровня воды должны быть проверены.Система топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и технического обслуживания для обеспечения эффективной работы, теплопередачи и правильного обнаружения пламени. Руководство Федерального проекта управления энергопотреблением (FEMP) по передовой практике эксплуатации и техобслуживания для достижения эффективности эксплуатации является хорошим ресурсом, в котором описывается план профилактического обслуживания, а также объясняется важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

Эффективность

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, которая захвачена рабочим телом (т. грамм. воды) в котле определяется как эффективность сгорания котла. Эффективность сгорания 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или нефть, сгорает и производит только двуокись углерода, воду и тепло. При недостаточном количестве кислорода и/или плохом смешивании топлива и кислорода произойдет неполное сгорание, что приведет к образованию других продуктов сгорания, включая угарный газ и несгоревшее топливо.

Когда происходит неполное сгорание, химическая энергия топлива не полностью выделяется в виде тепла, и эффективность сгорания снижается. Это также является проблемой безопасности, поскольку несгоревшее топливо может воспламениться в дымовой трубе и вызвать взрыв. Котлы должны быть настроены на полное сгорание. Одной из стратегий обеспечения полного сгорания является подача некоторого количества избыточного воздуха. Однако, как показано на рисунке ниже, небольшое количество избыточного воздуха улучшит эффективность сгорания, а большое количество снизит эффективность.

Рисунок 5: Эффективность сгорания по сравнению с избытком воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяющееся при сгорании, должно эффективно передаваться рабочему телу. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через корпус котла или дымовые газы. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим индикатором этой теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем рабочая жидкость в котле. В неконденсационных котлах она должна быть достаточно высокой, чтобы водяной пар в отходящих газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи агрессивным конденсатом. Конденсационные котлы, работающие на природном газе, спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла из конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

Рисунок 6: Диаграмма эффективности сгорания природного газа (источник изображения: Федеральная программа управления энергопотреблением, Министерство энергетики США)

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа в форсированных горелках, показывающая взаимосвязь между избытком воздуха, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, прослеживая линию Этапа 1, при 9% кислорода в дымовых газах (эквивалентно примерно 67% избытка воздуха, как видно на графике) и повышении температуры дымовых газов на 500°F соответствующий коэффициент полезного действия сгорания составляет около 76.5%. Используя то же повышение температуры дымовых газов на 500°F, шаг 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к улучшению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как шаг 2 на рисунке 6 выше. По мере снижения процентного содержания кислорода в дымовых газах избыточному кислороду передается меньше тепла, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовым газам, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте средства управления котлом для оптимизации соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к расточительному нагреву и выбросу воздуха из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст проблему безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания, обеспечивая достаточное количество избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком много, чтобы снизить эффективность. Сколько избыточного воздуха достаточно для обеспечения полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различной мощности горелки, но обычно считается, что она находится в пределах 2–3%. Избыток воздуха также необходимо отрегулировать, чтобы учесть колебания температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых ежедневных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

Важно помнить, что полное сгорание имеет решающее значение для обеспечения эффективной работы котла. Неполное сгорание топлива может значительно снизить КПД котла на 10% и более, в то время как увеличение избытка воздуха на 10% может повлиять на КПД котла только примерно на 1%.Признаками неполного сгорания являются дымный выхлоп, желтое пламя, пропадание пламени и закопченные трубы котла. Рекомендуется ежегодно настраивать котел, чтобы обеспечить оптимизацию процесса горения.

Как правило, избыток воздуха около 10% для котла, работающего на природном газе, является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 примерно от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха более 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов. Поэтому предпочтительнее поддерживать оптимальный уровень избытка воздуха на всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства управления перекрестным ограничением и средства управления кислородной подстройкой. Эти типы управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим устройствам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа автомата горения приведено ниже (3):

  • Механическое управление промежуточным валом  является простейшим типом модулирующего управления горелкой, обычно используемым на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один узел механической связи управляет и воздухом, и топливом. Эти элементы управления не могут измерять расход воздуха или расход топлива. Диапазон управления ограничен, что приводит к избыточному уровню избыточного воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и темпах стрельбы. Провисание в соединениях затрудняет точное и многократное управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
  • Элементы управления параллельным позиционированием  используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, что позволяет регулировать каждый из них во всем диапазоне работы котла.Во время настройки многие точки «сопоставляются», обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего расхода топлива. Таким образом, соотношение воздух-топливо может варьироваться на всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение при любых условиях стрельбы. Кроме того, при использовании электронных серводвигателей этот метод управления очень воспроизводим.
  • Перекрестные регуляторы , обычно применяемые к более крупным котлам, используют регуляторы для обнаружения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и расход топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
  • Регулятор балансировки кислорода  используется в сочетании со стандартными регуляторами параллельного позиционирования или поперечного ограничения. Он анализирует содержание кислорода в дымовых газах и соответствующим образом регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти средства управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым потреблением топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Датчики контроля котла

Возможно возникновение течи в контуре распределения горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды системой, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены любого пара или воды, потерянных из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки к системе.Счетчик следует считывать еженедельно, чтобы проверить наличие неожиданных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для возмещения потерь. Мониторинг подпиточной воды обеспечит максимальный возврат конденсата, тем самым снизив потребность в подпиточной воде.

Сезонная операция

Если система пара или горячей воды не используется в течение части года, отключение системы может привести к значительной экономии.Поддержание котла при его рабочей температуре потребляет энергию, эквивалентную его потерям в режиме ожидания. В случае системы горячего водоснабжения потребление энергии может также включать работу насоса.

Эксплуатация нескольких котельных

Нагрузка котлов в коммерческих зданиях сильно варьируется от лета к зиме, от дня к ночи и от рабочего дня к выходному. С одним котлом трудно эффективно снабжать эти переменные нагрузки. Когда потребность здания в отоплении падает ниже количества тепла, отдаваемого котлом при его минимальной мощности, котел выключается.Циклическое включение и выключение котла очень неэффективно, потому что существует продувка перед зажиганием и продувка после зажигания, которые отбирают тепло из котла с каждым циклом. Кроме того, в случае немодулируемого котла, цикличность не позволяет котлу работать с частичной нагрузкой и постоянной скоростью горения, когда эффективность сгорания находится на самом высоком уровне.

Если на объекте имеется несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частого переключения. При использовании немодулируемых котлов может быть лучше включить последующие котлы после того, как основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для удовлетворения нагрузки.С другой стороны, с модуляционными котлами КПД котла увеличивается в условиях частичной нагрузки. Следовательно, может быть выгоднее одновременно эксплуатировать несколько котлов в условиях частичной нагрузки, чем один котел на 100% мощности. На Рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между скоростью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования расхода воздуха и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД в зависимости от подачи топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическая последовательность котлов необходима для эффективной работы.Когда строительные нагрузки снижаются в ночное время и в выходные дни, скорее всего, произойдет повышенное количество циклов работы котлов, если нет никого, кто мог бы отключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем объекте имеется несколько котлов, вам следует оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к потере энергии. Резервный котел будет не только включаться и выключаться, но и отдавать тепло в окружающую среду за счет потерь на излучение, которые значительно возрастают в процентном отношении к потребляемой мощности котла при сниженной мощности горения. При низком расходе топлива, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановиться в случае выхода из строя ведущего котла, но это необходимо взвесить с учетом такого большого энергопотребления. Если резервный котел не имеет решающего значения для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Реализовать последовательность управления блокировкой котла

Включение блокировки котла в последовательность работы системы HVAC важно для достижения энергоэффективности.При обычном применении систем VAV в коммерческих зданиях сегодня одновременный нагрев и охлаждение, а также чрезмерный повторный нагрев первичного воздуха часто могут оставаться незамеченными. Внедрение блокировки котла на основе температуры наружного воздуха, например, когда температура наружного воздуха выше 65°F, является эффективным способом предотвращения таких условий.

Конденсационные котлы

Как конструкция системы, так и условия эксплуатации имеют решающее значение для успешной работы и производительности конденсационного котла.Для достижения номинальной эффективности конденсационного котла обычно требуется температура обратной воды ниже 130°F. Температура обратной воды выше 130°F предотвращает конденсацию дымовых газов и приводит к тому, что котел работает не более эффективно, чем традиционный котел.

Рисунок 8: Влияние температуры обратной воды на эффективность конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопе котла, которые передают тепло от дымовых газов либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже с эффективными котлами, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации части тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы вверх по дымовой трубе. Экономайзеры обычно повышают общую эффективность котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Содержите бойлер в чистоте

Как упоминалось ранее, любые остатки, такие как сажа или накипь, которые покрывают теплопередающие поверхности котла, снизят его эффективность, а также повысят вероятность отказа оборудования.Очистка этой поверхности в соответствии с рекомендациями производителя важна для поддержания оптимальной производительности котла и срока службы оборудования. Остатки, покрывающие трубы котла, будут препятствовать теплопередаче и повышать температуру дымовых газов. Если происходит неполное сгорание, образующаяся сажа скапливается на стороне сгорания трубок. Точно так же неправильная обработка воды может привести к накоплению накипи на водяной стороне труб. Слой копоти или накипи всего 0.Толщина 03 дюйма может снизить теплопередачу на 9,5%. Слой толщиной 0,18 дюйма может снизить теплопередачу на 69%. (3).

План химической очистки воды

Хорошая химическая очистка котловой воды необходима для поддержания эффективной работы. Каждый план химической обработки должен быть адаптирован на основе растворенных минералов в подпиточной воде, процентного содержания возвращаемого конденсата и наличия или отсутствия деаэратора. Растворенные твердые вещества в котловой воде и уровень химикатов для обработки следует проверять ежедневно на небольших установках низкого давления и ежечасно на более крупных установках высокого давления.Приборы следует калибровать ежемесячно. Ежегодные осмотры котлов должны включать тщательный осмотр поверхностей со стороны воды на наличие накипи и коррозии. Даже тонкий слой накипи препятствует теплопередаче и тем самым снижает эффективность сгорания.

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение нескольких недель или месяцев обычно указывает на то, что на поверхностях теплообмена котла со стороны топки или воды образовались отложения. Если это условие наблюдается, необходимо срочно проверить котел.

Минимизация продувки котла

Наличие слишком большого количества растворенных твердых веществ (TDS) в котловой воде может привести к образованию накипи и снижению эффективности котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых веществ ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые вещества будут осаждаться из воды и образовывать накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых веществ и поддержания концентрации TDS ниже уровня, при котором они будут осаждаться.Постоянные и частые продувки небольшими объемами лучше, чем нечастые продувки большого объема, поскольку они экономят энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой из котла непрерывно сливается небольшое количество воды, в то время как вводится свежая подпиточная вода.

Осмотр и ремонт изоляции

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги требуют значительного энергопотребления.Как правило, экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130°F (4). Трубы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, приводят к двойному штрафу, поскольку потери тепла из труб должны устраняться за счет дополнительного кондиционирования воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котлов

Лучшие методы эксплуатации и обслуживания котлов начинаются с регулярного ведения журналов плановых проверок и контрольных списков для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температура воды и температура дымовых газов должны регистрироваться ежедневно, поскольку они могут служить базовым ориентиром для работы системы и устранения неполадок. Для документирования производительности системы следует проводить более подробные осмотры и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий работы системы с течением времени может быть неочевидным без использования такой документации. Руководство Федеральной программы управления энергопотреблением по передовым методам эксплуатации и техобслуживания для достижения операционной эффективности (5) содержит примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему объекту.Следующие контрольные списки технического обслуживания также были составлены на основе рекомендуемых передовых практик, содержащихся в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котла

9

Следуйте рекомендациям производителя по смазыванию всех компонентов

8

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
котел использование / секвенирования Выключить / последовательность Ненужные котлы x Сравните температуры с результатами испытаний, проведенных после ежегодной очистки X      
Проверьте давление пара на ожидаемое разные нагрузки? При слишком быстром падении давления может образоваться влажный пар
Проверить горелку Проверить на правильный контроль и чистота x
Проверка мотора Проверка на правильность функции температуры x
Проверенные воздушные температуры в котельной температуры не должны превышать или падать ниже пределов дизайна x
Beale Blowown Проверьте нижнюю, поверхность и водяную колонну происходят и являются следствием X      
Журналы котлов Ведите ежедневные журналы: • Тип и количество используемого топлива • Температура дымовых газов • Следите за объемом и количеством подпиточной воды, вариациями давления пара Как метод обнаружения неисправности x Убедитесь, что нефть в надлежащей температуре до сжигания x
Подтверждение системы очистки воды функционирует правильно x 9028

Источник таблицы: Federal Energy Manag ement Program, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котла

8

8

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
Проверить температуры дымовых газов и состава Измерение дымового состав газа и температура на выбранных огневых позициях – рекомендуемые O2% и CO2% Топливо O2% CO2% Природный газ 1. 5 10 № 2 Размочное масло 2.0 11.5 № 6 Топливо Масло 2.5 12.5 Примечание: проценты могут варьироваться в зависимости от изменений состава топлива x
Проверьте все предохранительные клапаны Проверка на утечки X    
Проверьте контроль уровня воды Остановите насос питательной воды и дайте системе управления остановить подачу топлива к горелке. Не допускайте падения уровня воды ниже рекомендованного уровня.   X    
Проверьте узлы запальника и горелки Очистите запальник и горелку в соответствии с рекомендациями производителя. Проверьте на наличие минеральных или коррозионных отложений.   X    
Проверить рабочие характеристики котла Прекратить подачу топлива и наблюдать за исчезновением пламени. Запустите котел и наблюдайте за характеристиками пламени. x
Проверка системы для воды / паровых утечек и возможностей утечки Ищите: утечки, дефектные клапаны и ловушки, корродированный трубопровод, состояние изоляции x
Осмотр всех связей на амортизаторы воздуха сгорания и топливные клапаны Проверка на правильную настройку и герметичность x
X    

Источник таблицы: Федеральная программа управления энергопотреблением, Руководство по передовым методам эксплуатации и технического обслуживания для достижения операционной эффективности

Таблица 3. Образец ежемесячного контрольного списка котла

8

Подача воздуха для горения

8

8

8

8 x

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
Проверить продувочные и водоочистные процедуры Определить, Друсть адекватна, чтобы предотвратить накопление твердых веществ
Измерение дымовых газов Измерение и сравнить последние месячные показания дымовых газов Композиция на целом стрельба x
Проверить впуск воздуха для горения в котельную и котел, чтобы убедиться, что отверстия адекватны и чисты   X  
Проверить топливные манометры, топливные насосы

1 90 э. Очищайте фильтры по мере необходимости.     X  
Проверьте ремни и сальники Проверьте правильность натяжения ремней. Проверьте сальниковые уплотнения на наличие компрессионных утечек.     X  
Проверить наличие утечек воздуха     X  
Проверьте все ремни вентилятора Проверьте натяжение и минимальное проскальзывание. x x
Проверить все прокладки Проверить прокладки для жестких уплотнений, заменить, если не обеспечивать уплотнение x
Осмотрите изоляцию котлов Все котловые изоляции и оболочки для горячих пятен x
Cale Control Клапаны калиброванные клапаны управления пара, указанные производителем x
Регулирование Проверка на правильные операции клапаны x
Выполните тест качества воды Проверьте качество воды для правильного химического баланса

кислый ce: Федеральная программа управления энергопотреблением, Руководство по передовым методам эксплуатации и технического обслуживания для достижения операционной эффективности

Таблица 4. Образец ежегодного контрольного списка котла

9

9027

Очистка приемников конденсата и системы деаэрации

.Запишите состав, огневую позицию и температуру.

Описание Комментарии Уход частоты
Ежедневно Weekly Ежемесячно Ежегодно
Чистая сторона воды поверхности рекомендации Следуйте производителя на Уборка и подготовка поверхностей воды воды x x
Чистая сторона пожара Следуйте рекомендациями производителя о уборке и подготовке огня боковых поверхностей x
Проверка и ремонт огнеупоры на стороне огня Используйте рекомендованные материалы и процедуры       X
Проверьте топливную систему Проверьте манометры, насосы, фильтры и фильтры. Очищайте фильтры по мере необходимости. x8 x
Удаление и восстановление или замена x
      X
Топливная система Очистка и восстановление системных насосов, фильтров, пилотов, подогревателей масла, баков для хранения масла и т. д.       X
Электрические системы Очистите все электрические клеммы. Проверьте электронное управление и замените неисправные детали. x
Проверка операции и ремонт по мере необходимости x
x8 x
Эдди Тест по мере необходимости, провести видимый тест на оценку толщины стенки трубки x

Источник стол: Федеральная энергия Программа управления, Руководство по передовой практике эксплуатации и техобслуживания для достижения операционной эффективности

использованная литература
  1. Кейпхарт, Б., Тернер В. и Кеннеди В., 2006 г. Руководство по управлению энергопотреблением.
  2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
  3. Бойлер и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г.  http://oee.nrcan.gc.ca/publica…
  4. Информационный бюллетень Федеральной программы управления энергопотреблением, PNNL, январь 2005 г. S. Министерство энергетики, август 2010 г.  http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
  5. Справочник по эффективному использованию котлов, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
  6. Управление котлами, 2-е издание, Сэм Г. Дьюклоу, 1991.
Другие источники
  1. Национальный совет инспекторов по котлам и сосудам под давлением, http://www.Nationalboard.org/default.aspx.
  2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

Требования к котлам 101: Основы бытового котла

Каждую зиму домовладельцам напоминают о важности их котельных систем, особенно если они не работают должным образом. Поскольку рекламации котлов начинают появляться на столах наладчиков в холодное время года, важно понимать основы этих систем и то, как они работают.

Что такое котел?

Котлы представляют собой водяные системы отопления, то есть они используют воду для передачи тепла. Этот тип системы имеет много преимуществ, одним из которых является поддержание более постоянной температуры. Котлы также обычно более эффективны, чем системы с принудительной подачей воздуха, и не требуют воздуховодов. Это, в свою очередь, предотвращает попадание пыли, аллергенов и плесени в воздух дома через воздуховоды.

Котел подает нагретую воду на конечные устройства (в данном примере на радиаторы).Вода передает тепло воздуху, а затем возвращается в котел, где цикл повторяется.

Понимание различий между котлами, работающими на природном газе и жидком топливе

В бытовых котлах используются два основных вида топлива: природный газ и мазут. Природный газ сгорает чисто и в последние годы стоит дешевле нефти. Газ подается от коммунального предприятия по коммуникационным линиям в дом. Чтобы определить, работает ли котел на природном газе, найдите рядом с котлом линию подачи газа с запорным вентилем. (На фото: Бытовой газовый котел)

Котлы на жидком топливе, с другой стороны, требуют большого резервуара на месте, вмещающего от 200 до 1000 галлонов. Нефть часто используется в районах, где природный газ недоступен. Кроме того, первоначальная цена стандартного жидкотопливного котла часто в два-три раза выше, чем у его газового аналога.

Подача тепла через различные типы терминалов

Для обеспечения теплом кондиционируемого помещения водяная система нагревает воду и распределяет ее по герметичным трубам и терминалам по всему объекту.В жилых домах обычно встречаются три основных типа терминалов.

Радиаторы

, один из наиболее часто запрашиваемых типов, относительно большие и обычно изготавливаются из стали, алюминия или чугуна. Более современные радиаторы используют воду для обогрева, но около 10% систем в старых домах все еще имеют паровые радиаторы. В системе парового отопления котел нагревает воду до тех пор, пока она не станет паром. Затем пар проходит через радиаторы для передачи тепла, затем конденсируется обратно в воду и возвращается в котел для повторного использования. (На фото вверху: радиатор в жилом доме)

Еще одним распространенным котельным терминалом является регистр плинтуса. Важное примечание: Некоторые электрические плинтусы не подключены к какой-либо системе центрального отопления; Вы можете идентифицировать их по их индивидуальному термостатическому управлению. Крайне важно понимать разницу между ними, поскольку электрические конвекционные плинтусы сталкиваются с совершенно другими проблемами, чем гидравлические. В то время как электрические плинтусы работают исключительно от электричества, водяные обогреватели производят лучистое тепло, выталкивая воду из котла и через трубы уникальной формы ребер плинтуса для равномерного нагрева. (на фото: внутри плинтуса)

Гидравлическая система, расположенная под полом, представляет собой еще один тип терминала котла, хотя и менее распространенный, чем радиаторы или регистры плинтуса. Здесь вода поднимается из котла и подается по отдельным трубам, расположенным поверх плиты или чернового пола. Трубы покрыты готовым полом и производят равномерное лучистое тепло, которое поднимается от пола. Самым большим недостатком этого типа гидравлической системы является возможность легко диагностировать утечку в трубе.

Система лучистого отопления под полом

Общие виды потерь в котлах

Котлы могут столкнуться со значительными (и дорогостоящими) проблемами, особенно в зимние месяцы. Для наладчиков крайне важно тесно сотрудничать с обученным техническим специалистом для диагностики и устранения всех проблем, которые могут возникнуть с гидравлической системой, поскольку малейшая оплошность может создать опасные ситуации.

Урон от замораживания

В зимние месяцы отрицательные температуры могут привести к разрыву труб и клапанов на всех типах котлов.Это может произойти в одной зоне или во всей системе дома, и в результате ущерб от воды может быть катастрофическим, если с ним не справиться быстро. Кроме того, объем повреждений может значительно различаться. В то время как медные трубы можно легко отремонтировать, чугунные — нет, и треснувшие радиаторы необходимо будет полностью заменить. (На фото: треснувший радиатор из-за мороза)

 

 

 

Пухляк

Дыхание может возникнуть, когда котел не зажигается должным образом и позволяет газам или парам масла накапливаться в камере сгорания.Когда он в конце концов воспламеняется, избыточное топливо может вызвать что угодно: от небольшого количества дыма до месива дыма и сажи, которые затем выбрасываются в область вокруг котла. В редких случаях дым и сажа также могут подниматься по трубам вместе с теплом, которое продолжает циркулировать по всему дому.

Отказ отсечки при низком уровне воды

Распространенной проблемой котла является неисправность выключателя отсечки воды, что может произойти либо из-за отсутствия регулярного обслуживания, либо из-за износа, связанного с возрастом.Выключатель гарантирует, что котел не нагреется без достаточного количества воды. Если котел работает без достаточного количества воды, он может дать трещину в теплообменнике или камере сгорания.

Хотя эти устройства отключения при низком уровне воды бывают как электрическими, так и механическими, механический переключатель, скорее всего, выйдет из строя преждевременно. Одна из распространенных причин этой неисправности заключается в том, что поплавковый механизм иногда забивается водой, что затем дает ложноотрицательный результат, указывающий на то, что в системе недостаточно воды.Это, в свою очередь, автоматически отключает систему.

Еще одна частая проблема с механическим переключателем — накопление полностью растворенных твердых веществ (TDS) или минеральных отложений, которые могут препятствовать свободному перемещению поплавкового механизма вверх и вниз при соответствующем уровне воды. TDS также могут вызвать пенообразование воды, создавая ложноположительный эффект, который не позволяет поплавку указывать, когда пора закрыть клапан из-за низкого уровня воды. Это может привести к сухому возгоранию, ремонт которого может обойтись дороже, чем замена котла. (На фото: механическое устройство отсечки воды при низком уровне воды, которое имеет скопление TDS и создает ложноположительный результат, что приводит к сухому возгоранию)

Перенапряжение высокого напряжения

Еще одна частая неисправность гидравлических систем – выбросы высокого напряжения, поскольку котлы состоят из значительного количества электронных компонентов. Вам всегда нужен лицензированный технический специалист с надлежащим испытательным оборудованием для диагностики и устранения любого повреждения системы от перенапряжения.

Кража меди

Значительная часть гидравлической системы использует ценные медные трубы, поэтому, к сожалению, кражи распространены.В зависимости от того, как воры удалили котел и трубы, замена украденных труб лицензированным сантехником может быть дорогостоящей. В любых ситуациях, когда могут присутствовать оголенные провода или другие опасные факторы, наладчики не должны ни к чему прикасаться, пока лицензированный технический специалист не осмотрит место установки. (На фото: медная труба, отрезанная от котельной)

Повреждение водой

Повреждение водой может иметь катастрофические последствия для котла; поэтому крайне важно проводить полную оценку, когда котел подвергается воздействию воды в течение любого периода времени.После потери воды электрические компоненты котла, горелка и даже камера сгорания или тепловая камера могут получить множество повреждений.

HVACi избавляет от претензий

Котлы являются важной частью любого дома, и они состоят из множества частей, которые необходимо регулярно обслуживать и проверять. В случае претензии важно, чтобы обученный технический специалист оценил всю систему и ситуацию до обсуждения каких-либо вопросов об урегулировании.

Технические специалисты

HVACi обладают навыками для полного расследования и диагностики точной неисправности котла.Основываясь на своих выводах, HVACi создает подробный отчет о повреждениях, который содержит рекомендации по вариантам ремонта или замены и оценивает затраты. Отправьте нам претензию по котлу сегодня, чтобы урегулировать ее быстро и точно.

Эксплуатация и обслуживание котла

Полная статья

Введение

Примечание редактора: Компания Hartford Steam Boiler за прошедшие годы опубликовала ряд статей по общему обслуживанию котла.Ниже приводится обновленная информация о критически важных устройствах безопасности и управления, а также рекомендации по поддержанию котла в надлежащем рабочем состоянии.  

Большинство проблем с котлами не возникают внезапно. Они развиваются медленно в течение длительного периода времени. На самом деле так медленно, что вы привыкаете к переменам, даже не осознавая, что они произошли. В предохранительном клапане медленно накапливается коррозия. Осадок скапливается в поплавковой камере на соединительных линиях устройства отсечки топлива при малой воде. Накипь скапливается на водяной стороне труб вашего котла.

Ежегодно в стране регистрируются сотни аварий с участием паровых и водогрейных котлов на предприятиях, в общественных зданиях и других объектах. Большинство этих инцидентов связано со сбоями в работе отсечки при низком уровне воды, ошибками оператора, плохим обслуживанием и/или коррозией. Правильно функционирующие устройства управления или безопасности абсолютно необходимы для любого котла. Единственный способ быть уверенным в том, что они будут работать, когда это потребуется, — это регулярно проводить необходимое техническое обслуживание и тестирование.

Что это за устройства управления и безопасности? Некоторые из наиболее очевидных из них обсуждаются ниже с основными рекомендациями по тестированию и обслуживанию. Это не единственные элементы котла, которые способствуют его правильной работе, но одни из основных. Это обсуждение процедур тестирования и технического обслуживания не является исчерпывающим — проконсультируйтесь с производителем вашего котла, подрядчиком, страховщиком или государственными органами по котлам по любым вопросам о подробных процедурах и требованиях.

Предохранительные клапаны

Предохранительный клапан, часто считающийся основным элементом безопасности котла, на самом деле следует рассматривать как последнюю линию защиты. Если что-то пойдет не так, предохранительный клапан предназначен для сброса всего давления, которое может быть создано внутри котла. Несмотря на то, что предохранительный клапан необходим, он также может дать вам ложное чувство безопасности, которое побуждает откладывать графики испытаний и технического обслуживания. Имейте в виду, что те же условия, которые приводят к неисправности других предохранительных устройств, могут также повлиять на предохранительный клапан.

Каждый паровой и водогрейный котел должен быть оборудован по крайней мере одним предохранительным или предохранительным клапаном с пропускной способностью, достаточной для соответствия или превышения максимальной мощности горелки. На способность предохранительного клапана выполнять предназначенную ему функцию могут повлиять несколько факторов, таких как внутренняя коррозия или ограниченный поток, которые могут помешать функционированию клапана в соответствии с его назначением. Внутренняя коррозия, вероятно, является наиболее распространенной причиной «замерзания» или заедания предохранительных/сбросных клапанов. Это состояние, как правило, вызвано незначительной утечкой или «кипанием» из-за неправильной посадки диска клапана, и это состояние должно быть устранено без промедления.

Чтобы убедиться, что механизм клапана будет работать должным образом, пробный рычаг следует поднимать один раз в месяц и ежегодно проверять давление срабатывания клапана. Если клапан не работает или не садится должным образом при проверке, котел должен быть немедленно остановлен, а клапан отремонтирован или заменен. Предохранительный или предохранительный клапан должен открываться при максимально допустимом рабочем давлении, установленном изготовителем, или ниже его. Это максимальное давление, при котором, по расчетам конструкторов, котёл может безопасно работать.Максимально допустимое рабочее давление указано на заводской табличке или клейме котла.

Не рекомендуется эксплуатировать котел слишком близко к настройке клапана. Работа слишком близко к заданному давлению вызовет небольшую утечку из этих клапанов, что приведет к накоплению внутренней коррозии, что в конечном итоге помешает работе клапана.

Контроль уровня воды и отсечки топлива при низком уровне воды

Эти устройства выполняют две отдельные функции, но часто объединяются в один блок.Этот метод является экономичным, обеспечивая как функцию контроля уровня воды, так и функцию безопасности устройства отсечки топлива при низком уровне воды. Мы рекомендуем, однако, чтобы и паровые, и водогрейные котлы всегда имели два отдельных устройства — первичный и вторичный отсечки маловодного топлива. Их следует подсоединять к котлу через отдельные отверстия, чтобы ограничение в соединительном трубопроводе не вывело из строя оба устройства. Во многих юрисдикциях требуется два таких устройства на паровых котлах.

Трубопровод всегда должен быть открытым и в нем не должно быть накипи или шлама. В правильно установленных трубопроводах будут использоваться «поперечные тройники», чтобы трубопровод можно было легко чистить и осматривать. Простой индикатор того, что проблема может развиться в соединениях трубопроводов, может появиться, когда поплавковая камера отсечки подачи топлива при низком уровне воды промывается или опорожняется. Уровень воды в мерном стекле должен быстро вернуться к норме, когда сливной клапан закрыт. Медленный возврат является хорошим признаком того, что соединительный трубопровод к котлу забит.

Наиболее распространенные устройства контроля уровня воды и отсечки топлива при низком уровне воды состоят из двух основных компонентов: поплавковой камеры и электрического выключателя, приводимого в действие поплавком в поплавковой камере.Неисправность в любом из них приведет к тому, что отключающее устройство не будет работать. Неисправности в поплавковой камере обычно являются результатом небрежности; взлом и старение чаще всего вызывают те, что находятся в выключателе и связанной с ним проводке.

При снижении уровня воды в бойлере происходит соответствующее падение поплавка. Когда поплавок достигает заданного положения, он активирует электрический выключатель, отключающий горелку. Шлам и осадок скапливаются на дне поплавковой камеры и, если их регулярно не смывать, будут скапливаться, препятствуя опусканию поплавка до уровня отключения.Обратите внимание, что промывку поплавковой камеры не следует рассматривать как проверку отключения при низком уровне воды.

Будьте осторожны при тестировании

Следует периодически проверять правильность работы отсечки топлива при малой воде в период работы котла. Поскольку этот тест требует снижения уровня воды в котле до минимального безопасного рабочего уровня, квалифицированный персонал должен соблюдать крайнюю осторожность. Никогда не допускайте падения уровня воды в водомерном стекле. Этот тест следует проводить ежедневно для паровых котлов, работающих при давлении более 15 фунтов на кв. дюйм, и еженедельно для котлов, работающих при давлении менее 15 фунтов на квадратный дюйм.Кроме того, раз в полгода следует проводить тест медленного слива на паровых котлах, работающих при давлении более 15 фунтов на кв. дюйм.

В дополнение к этим периодическим проверкам устройства контроля низкого уровня воды поплавковую камеру на устройстве контроля уровня воды и/или отсечке подачи топлива при низком уровне воды следует тщательно промывать для удаления скопившегося осадка. Не реже одного раза в год следует разбирать, очищать и проверять устройства контроля уровня воды и устройства отсечки топлива при низком уровне воды. Эти устройства являются важной частью безопасности котла. Если вы не очень хорошо с ними знакомы, попросите опытного техника выполнить этот тип обслуживания.

Электрические выключатели и проводка, как правило, достаточно надежны и не требуют постоянного обслуживания. Не реже одного раза в год переключатели следует очищать от пыли и грязи. Крышки должны быть плотно закрыты, за исключением тех случаев, когда они открываются для чистки. При правильном использовании и обслуживании эти переключатели практически безотказны. Однако при злоупотреблении они могут стать основной причиной аварий с котлами.Во время ежегодной очистки проводку следует осматривать на наличие признаков растрескивания изоляции. Все соединения должны быть герметичными.

Не обходить переключатели

Работник по техническому обслуживанию нередко снимает крышку и устанавливает «перемычку», чтобы предотвратить срабатывание переключателя. Это начинается как временное удобство, часто для «починки» котла, который продолжает отключаться при малом количестве воды, когда он работает при высокой нагрузке, или как временное средство для проверки других цепей в системе управления.

Этот шунт может легко стать постоянным и опасным состоянием. Котел, который регулярно отключается, указывает на очень серьезную проблему, которая может привести к катастрофической аварии. Перемычка никогда не должна быть постоянно установлена ​​в устройстве с низким уровнем воды. Только квалифицированный техник должен использовать перемычку для проверки другой цепи.

Топливная система

Топливная система, особенно горелка, требует периодической очистки и текущего обслуживания. Неподдержание оборудования в хорошем рабочем состоянии может привести к увеличению затрат на топливо, потере теплопередачи или даже к взрыву печи.

Современные топливные системы представляют собой очень сложные узлы, состоящие как из электронных, так и из механических компонентов. Со временем многое может пойти не так — запальные трансформаторы изнашиваются или выходят из строя, запальные электроды сгорают и покрываются налетом, топливные фильтры и оборудование горелки засоряются, топливные клапаны загрязняются и дают протечки, соотношение воздух/топливо выходит из строя, датчики пламени стать грязным. Многие пользователи разумно заключают договор со своей газовой или нефтесервисной компанией на периодическую проверку и техническое обслуживание своего оборудования для горелок.

Правильно обслуживаемое оборудование должно быть безопасным и надежным, но устройства, установленные для обеспечения безопасной работы, иногда воспринимаются как неудобство. Персонал, обслуживающий котел, может вмешиваться или регулировать эти устройства, тем самым нарушая работу котла.

Наиболее часто регулируемой функцией безопасности является цикл продувки горелки, предназначенный для предотвращения взрыва печи, вызванного скоплением несгоревшего топлива в топочной камере. Продолжительность цикла определяется производителем оборудования для продувки топлива из негерметичного топливного клапана или неудачной последовательности зажигания.Досадно, когда котел не зажигается, а затем приходится ждать, пока горелка пройдет еще один полный цикл продувки. У вас может возникнуть соблазн сократить или даже обойти цикл. Не надо! Это значительно увеличивает вероятность серьезного взрыва печи.

Водомерное стекло

Важность надлежащей очистки и ухода за водомерным или смотровым стеклом невозможно переоценить.

Водомерное стекло на паровом котле позволяет оператору визуально наблюдать и проверять фактический уровень воды в котле. Однако при неправильной очистке и обслуживании индикаторное стекло может показывать достаточное количество воды, когда котел фактически работает в условиях низкого уровня воды. Пятно или налет могут образовываться на внутренней стороне стекла при контакте с кипящей водой. Через некоторое время это пятно дает вид воды в бойлере, особенно когда стакан полностью полон или пуст от воды.

Другая проблема, которая может быть косвенной причиной несчастных случаев, заключается в том, что соединительные линии к мерному стеклу засоряются и показывают нормальный уровень воды, когда уровень воды может быть низким. Трубопровод, соединяющий мерное стекло с котлом, следует регулярно чистить и осматривать, чтобы убедиться, что он остается чистым.  

Следует упомянуть еще об одной проблеме. Часто котел работает с закрытыми запорными клапанами на мерном стекле, потому что стекло разбито или протекает. Потратьте время на замену стекла, даже если котел необходимо отключить. Это неудобство ничто по сравнению с ущербом, который может возникнуть при эксплуатации котла без мерного стекла.Некоторые операторы регулярно заменяют стекло и уплотнения во время ежегодного технического обслуживания, поскольку очень важно проверять фактический уровень воды.

Датчик температуры дымовой трубы

Датчик температуры дымовой трубы обычно устанавливается на котле для индикации температуры дымовых газов, выходящих из котла. Высокая температура дымовой трубы указывает на то, что на трубках может скапливаться сажа или накипь. Кроме того, перегородки внутри котла могли испортиться или прогореть, позволяя газам обходить поверхности теплообмена в котле.Эти условия обычно развиваются медленно в течение длительного периода времени, достаточно медленно, чтобы человек, эксплуатирующий котел, мог привыкнуть к постепенному повышению температуры. Приблизительно 1 процент теплового КПД котла теряется при повышении температуры дымовой трубы на 40 градусов по Фаренгейту.

Журналы котлов важны

Большинство аварий котлов можно предотвратить. Одним из наиболее эффективных инструментов является правильное использование журналов эксплуатации и технического обслуживания. Журналы регистрации котла — лучший способ убедиться, что котлу уделяется необходимое внимание, и обеспечить непрерывную регистрацию работы котла, технического обслуживания и испытаний. Поскольку условия работы котла со временем меняются медленно, журнал — лучший способ обнаружить значительные изменения, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными.

Если котел должен поддерживаться в хорошем рабочем состоянии, то лицо, обслуживающее котел, должно нести ответственность за его эксплуатацию и техническое обслуживание. Этот человек должен хорошо разбираться в работе котла и предохранительных устройствах. Техническое обслуживание и испытания должны выполняться и регистрироваться в журнале на регулярной основе. Ответственное лицо должно инициализировать журнал, чтобы проверить каждую выполненную операцию, кто ее выполнил и когда она была выполнена.

Заявление об отказе от ответственности:

Все рекомендации являются общими и не претендуют на то, чтобы быть исчерпывающими или полными, а также не предназначены для замены информации или инструкций от производителя вашего оборудования. По конкретным вопросам обращайтесь к представителю по обслуживанию оборудования или производителю.

наверх

Стоит ли выключать бойлер этим летом?

Мы еще не достигли того момента, когда установится теплая погода и наши кондиционеры станут основными системами комфорта в наших домах.Но все же неплохо начать планировать этот день. Первым делом нужно организовать техническое обслуживание кондиционеров у профессиональной компании HVAC в Статен-Айленде, штат Нью-Йорк. Вы можете положиться на наших технических специалистов в этой работе — вам нужно только заключить одно из наших соглашений о техническом обслуживании.

А как же домашний котел? Стоит ли закрывать его на лето? Надеюсь, вы уже знаете, что не следует выключать котел зимой, когда вы уезжаете в отпуск, так как трубы могут замерзнуть.Но хорошо ли, даже выгодно ли отключать котел в летнюю погоду?

Котлы могут потреблять энергию летом

Если у вас котел на природном газе (а это, как правило, единственный тип котла, установленного в наших краях), выгодно отключать котел в теплое время года, если это более старая модель. Котел, который у вас есть более 15 лет, вероятно, зажигает горелки с запальником. Этот стоячий запальник будет тратить газ летом, пока ему нечего делать.Мы рекомендуем перекрыть подачу газа на запальную горелку (клапан должен быть рядом с узлом запальной горелки) и зажечь ее только осенью.

Для более новых котлов у вас может быть возможность перевести систему в «режим ожидания», который отсекает большую часть газа для котла, но позволяет легко повторно активировать его, когда это необходимо, просто выведя его из режима ожидания.

Время от времени включайте бойлер летом

Клапаны на котле могут заклинить, если блок не используется в течение месяца или более.Мы рекомендуем периодически включать котел каждые несколько недель. Вам нужно запустить его всего на несколько минут, чтобы избежать повреждения клапанов.

Помните о техническом обслуживании котла в конце лета

Обычно мы рекомендуем людям проводить обслуживание систем отопления дома с осмотром и настройкой осенью. Однако, если вы держите котел выключенным на лето, лучше провести эти работы по техническому обслуживанию в конце лета (например, в первую неделю сентября).Это дает вам фору в более холодную погоду и гарантирует, что котел сможет вернуться к полной мощности после перерыва в пару месяцев.

Если у вас есть водонагреватель косвенного нагрева…

…тогда оставить котел включенным. Люди не часто знают, что косвенный водонагреватель использует тепловую энергию либо от домашней печи, либо от котла. Если вы используете котел для обогрева дома, вода из котла проходит через теплообменник, чтобы также передать тепло в бак водонагревателя. Вам всегда нужна горячая вода в течение года, независимо от температуры на улице; Держите бойлер включенным, чтобы ваш косвенный водонагреватель также продолжал работать.

Bob Mims Heating & Air Conditioning обслуживает потребности Статен-Айленда в отоплении и кондиционировании воздуха с 1955 года. Позвоните нам, чтобы помочь с вашим котлом в конце зимы.

Теги: котлы, Статен-Айленд

Понедельник, 8 апреля 2019 г., 11:00 | Категории: Отопление
|

Услуги по установке котлов в Питтсбурге, Пенсильвания

Вы хотите установить котельную в Питтсбурге, Пенсильвания или в окрестностях? Обратитесь к специалистам по системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха компании Boehmer Heating & Cooling.

Как работают котельные системы

Котлы

относятся к типу водяных систем отопления , что означает, что они используют воду в качестве теплоносителя. Бойлер нагревает воду внутри бака, используя либо природный газ, либо электронные нагревательные элементы. Горячая вода движется по трубам, пока не достигнет конечных точек, расположенных по всему дому. Эти конечные точки обычно представляют собой плинтусные обогреватели или радиаторы. Горячая вода нагревает объект, а затем излучает тепло в комнату.Охлажденная вода возвращается в бак, где процесс снова запускается. Нет необходимости в воздуховодах, вентиляторах или многих других механических компонентах, связанных с другими системами отопления.

Преимущества установки котла

Нагнетательные воздухонагреватели чрезвычайно популярны для отопления жилых помещений. Но когда вы прочитаете о том, что котлы могут сделать для домашнего хозяйства, вы поймете, почему многие люди начали выбирать бойлеры в качестве альтернативы комфорту.

  • Энергоэффективность: Поскольку вода является более эффективным теплоносителем, чем воздух, котлы работают с большей энергоэффективностью.Котел сэкономит вам деньги по сравнению с печью, особенно с газовым котлом.
  • Равномерное отопление: Печи и тепловые насосы выдувают воздух из вентиляционных отверстий, и этот воздух обычно собирается на потолке, и ему требуется больше времени для распространения по помещению. Котел излучает волны лучистого тепла, а это означает не только более равномерное распределение тепла, но и более быстрое распространение тепла.
  • Требуется небольшой ремонт: В котле гораздо меньше движущихся частей, чем в других системах отопления.Это приводит к меньшему износу и, следовательно, меньшему количеству ремонтных работ.
  • Долговечность: Благодаря уменьшению износа котлы также могут рассчитывать на более длительный срок службы по сравнению с конкурирующими системами отопления.
  • Качество воздуха в помещении: Поскольку для котлов не требуются воздуховоды, они не будут обдувать пыль и другой мусор, скапливающийся внутри вентиляционных систем. Если в вашем доме есть люди, страдающие аллергией или астмой, котел облегчит им жизнь.

Замена бойлера

Знаете ли вы, когда пора заменить стареющий котел? Общее эмпирическое правило заключается в том, что когда системе исполняется 10–15 лет, разумно начать рассматривать возможность ее обновления. Если вы все еще не уверены, обратите внимание на следующие признаки того, что пора заменить:

  • Более высокие счета за электроэнергию: Ваши счета за электроэнергию выше, чем во время отопительного сезона в прошлом году? А по сравнению с тем, что платят ваши соседи? Если ваши счета выросли, это признак того, что что-то работает менее эффективно, и это вполне может быть ваш котел.

  • Утечка: если вода не поступает из предохранительного клапана, вы никогда не захотите видеть воду снаружи вашего котла, и это означает, что в системе может начаться коррозия.

  • Громкие/необычные шумы: независимо от того, какой у вас тип системы отопления, если она начинает издавать необычные звуки, которые невозможно устранить с помощью ремонта, это признак того, что она вышла из строя.

Обслуживание котла

Одно из самых больших преимуществ котлов по сравнению с другими типами систем отопления заключается в том, что они прочны и не подвергаются такому же износу с годами.Они по-прежнему нуждаются в пристальном внимании, чтобы работать так же эффективно и продуктивно, как они.

Поскольку котлы изготовлены из металла и находятся в постоянном контакте с водой, ржавчина и коррозия вызывают большие опасения. Требуется ежегодное техническое обслуживание, чтобы наши специалисты могли внимательно следить за вашим котлом и следить за тем, чтобы его защита от коррозии функционировала должным образом.

Ремонт котла

Каким бы прочным ни был котел в вашем доме в Питтсбурге, невозможно полностью исключить вероятность неисправностей, и в какой-то момент вам нужно будет вызвать нашу бригаду для ремонта котла.Многие потребности в ремонте могут быть обнаружены во время технического обслуживания, но все же есть вероятность, что вам понадобится ремонт между настройками.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*