Котловая и питательная вода паровых котлов

Что такое питательная вода

Эта вода подается центробежными либо паровыми насосами в паровой котлоагрегат для компенсации отобранного пара потребителем. В мощных агрегатах это смесь конденсата, вернувшегося от пароприемников и химочищенной воды после деаэратора, восполняющих внутрикотельные и внешние потери конденсата от потребителей.

Затем она как правила поступает в хвостовые котловые поверхности — экономайзеры, где повышает свою температуру с 105 до 155 С, перед подачей в нижний барабан котлоагрегата и топочные экраны.

Нормы качества питательной  воды для паровых  барабанных котлоагрегатов, которые работают с естественным  движением воды нормируется, и обязаны соответствовать таким показателям:

• Ж общая жесткость Р до 4 МПа не выше 5/10 мкг-экв/л для жидкого/твердого топлива;
• кремниевая кислота для Р от 7 до 10 атм., но не больше 80 мкг/кг;
• содержание О2, для Р до 10 атм не выше 20.0 мкг/кг;
•  рН=9,10.

Факторы, влияющие на работу котла

Они таковы:

1. Конструкция. У техники может быть 1 или 2 контура. Она может монтироваться на стену или на пол.
2. Нормативный и действительный КПД.
3. Грамотное обустройство отопления. Мощь техники сопоставима с площадью, которую нужно обогреть.
4. Технические кондиции котла.
5. Качество газа.

Вопрос по конструкции.

У аппарата может быть 1 или 2 контура. Первый вариант дополняется бойлером косвенного нагревания. Во втором уже есть всё необходимое. И ключевой режим в нём – обеспечение горячей водой. Когда вода подаётся, отопление завершается.

У моделей, монтируемых на стену, мощь скромнее, чем у тех, что ставятся на пол. И они могут обогревать максимум 300 кв.м. Если ваша жилая площадь больше, потребуется аппарат напольного размещения.

П.2 факторы КПД.

В документе к каждому котлу отражён нормативный параметр: 92-95%. У конденсационных модификаций – примерно 108%. Но действительный параметр, как правило, ниже на 9-10%. Ещё больше он снижается из-за тепловых потерь. Их список:

1. Физический недожог. Причина — лишний воздух в аппарате, когда сжигается газ, и температура выходящих газов. Чем они больше, тем скромнее КПД котла.
2. Химический недожог. Здесь важен объём окиси CO2, возникающий при сжигании углерода. Тепло теряется через стенки аппарата.

Методы повышение действительного КПД котла:

1. Устранение сажи с трубопровода.
2. Ликвидация накипи с водного контура.
3. Ограничить тягу на дымоходе.
4. Настраивать позицию дверки поддувала, чтобы тепловой носитель приобретал максимальную температуру.
5. Устранение копоти на отсеке сгорания.
6. Установка коаксиального дымохода.

П.3 Вопросы по отоплению. Как уже замечено, мощность аппарата обязательно соотносится с площадью обогрева. Нужен грамотный расчёт. Учитываются специфики сооружения и потенциальные потери тепла. Расчёт лучше доверить профессионалу.

Если дом построен по строительным нормативам, работает формула 100 Вт на 1 кв.м. Получается такая таблица:

Площадь (кВ.м.)	Мощность.
Минимум	Максимум	Минимум	Максимум
60	200	25
200	300	25	35
300	600	35	60
600	1200	60	100

Приобретать лучше котлы зарубежного производства. Также в продвинутых версиях много полезных опций, помогающих достичь оптимального режима. Так или иначе, оптимальная мощь аппарата находится в спектре 70-75% от наивысшего значения.

Оптимальный режим работы газового котла для экономии газа достигается при устранении тактования. То есть, нужно поставить подачу газа в наименьшее значение. В этом поможет прилагаемая инструкция.

Виды водяного теплоносителя в системе теплоснабжения

Вода, в системе теплоснабжения двигаясь по водному тракту водотрубного котла, проходит несколько стадий и, следовательно, имеет разные названия.

Технологические стадии движения воды в пароводяном тракте водотрубного котла:

1. Сырая – это исходная вода из различных источников воды, не прошедшая механическую и химобработку: горводопровод, артскважины и любые открытые водоемы.
2. Питательная – вода, поступающая в водяной тракт котлоагрегата. Она предварительно поддается обработке в системах химводоподготовки с качеством, соответствующему режимным картам.
3. Подпиточная – восполняет потери в теплосетях, вызванных утечкой воды. Согласно СНИП СП 124.13330.2012 среднегодовой размер утечки сетевой воды не может превышать 0,25% объема воды в магистральной сети и сетей потребителей без трубопроводов ГВС. Более конкретно он рассчитывается для каждой теплосети индивидуально по результатам наладочных испытаний.
4. Котловая — вода, которая циркулирует по внутренним поверхностям парового котла. Температура котловой воды в паровом котле соответствует давлению насыщения, при нормативной паропроизводительности.
5. Продувочная — вода, которую специально выпускают из внутреннего водяного контура парового котла, чтобы поддерживать нормативную щелочность котловой воды ph=9. Система непрерывной продувки в паровом котле устанавливается по результатам наладочных испытаний, процент продувки не должен превышать 5 % от паропроизводительности котла.
6. Сетевая прямая/обратная – вода в тепловой сети от циркуляционного насоса в котельной до потребителя тепловой энергии и обратно.

Наинизший уровень — вода

Наинизший уровень воды у вертикальных котлов определяется заводом-изготовителем, исходя из соображений недопустимости опасного нагрева стенок дымовой трубы или дымогарных труб.
 

Наинизший уровень воды должен быть не менее чем на 25 мм выше нижней видимой кромки стекла водо-указателя, а наивысший уровень должен быть не менее чем на 25 мм ниже верхней видимой кромки стекла во-доуказателя; сверх этого уровня нельзя накачивать воду в котел в целях предотвращения выброса воды в паропровод.
 

Давление открытая предохранительных клапанов.

Высота Н расположения наинизшего уровня воды в баке деаэратора над осью питательного насоса должна обеспечивать отсутствие возможности закипания воды при входе в насос. Для этого необходимо, чтобы давление воды при входе в первое рабочее колесо было больше давления, при котором кипит вода при данной ее температуре, на некоторую добавочную величину, достаточную для предотвращения явления кавитации и зависящую от конструкции всасывающей части насоса.
 

Исходя из этого условия, устанавливают наинизший уровень воды в барабане.
 

Нижний пробный кран устанавливают на высоте наинизшего уровня воды в котле, а верхний пробный кран на высоте высшего допускаемого уровня. При установке трех кранов средний пробный кран помещают на высоте рабочего уровня воды.
 

Вычислив — A / imax, устанавливают наинизший уровень воды Zmm в напорном бассейне. Далее назначается заглубление верхней кромки турбинного трубопровода, ZTp так, чтобы исключить возможность засасывания воздуха.
 

Ввод воды в котел следует располагать у наинизшего уровня воды в котле или выше с целью обезопасить котел от опоражнивания при неплотности обратного клапана.
 

Плоское стекло Клин-rep а.| Водоука-зательный прибор со стеклом Клингера.

На водоуказательном приборе устанавливаются красные стрелки, показывающие допустимый высший и наинизший уровень воды в котле, у котлов с производительностью выше 2 т / час устанавливаются автоматические сигнализаторы уровня воды в котле.
 

На водоуказательных приборах ( на паровых котлах) против допускаемого наинизшего уровня воды в котле устанавливают неподвижный металлический указатель с надписью наинизший допускаемый уровень воды. Этот уровень должен находиться на 25 мм выше нижней видимой кромки стекла. Аналогичный высший допускаемый уровень должен быть на 25 мм ниже верхней видимой кромки стекла.
 

На водоуказательных приборах ( на паровых котлах) против допускаемого наинизшего уровня воды в котле устанавливают неподвижный металлический указатель с надписью наинизший допускаемый уровень воды. Этот уровень должен находиться на 25 мм выше нижней видимой кромки стечла. Аналогичный высший допускаемый уровень должен быть на 25 мм ниже верхней видимой кромки стекла.
 

Весь объем нижней камеры WH должен располагаться выше уровня хман и ниже наинизшего уровня воды в резервуаре, соответствующего расходу QMaKC.
 

Схема прямоточного водоснабжения.

В водоприемники вода поступает через окна, верх которых должен быть размещен ниже наинизшего уровня воды в источнике. Для предохранения водоприемников от попадания крупных предметов перед окнами устанавливают грубые решетки. Решетки очищаются специальной машиной. При необходимости прекращения доступа воды в водоприемник окна перекрывают плоскими затворами.
 

РАСТОПКА КОТЛА

3.1. Растопка котла должна производиться только при наличии письменного распоряжения в сменном журнале ответственного лица за газовое хозяйство или лица, его замещающего. В распоряжении должны быть указаны продолжительность растопки, время, кто должен провести растопку. 3.2. Растопка котла должна проводиться в течение времени, установленного начальником котельной, при слабом огне, уменьшенной тяге. При растопке котла следует обеспечить равномерный прогрев его частей.

3.3. Горелку котла, работающего на газообразном топливе, необходимо зажигать в следующей последовательности:

• Зажечь запальник и внести в устье включаемой горелки, подать газ, медленно открывая кран (задвижку) перед горелкой и следя за тем, чтобы он сразу же загорелся, отрегулировать подачу воздуха, разрежение в верхней части топки. Пламя должно быть устойчивым, без пульсации. Удалить запальник.
• Если пламя погасло, прекратить подачу газа путем закрытия вентилей перед горелкой, открыть продувочную свечу, провентилировать топку и начать растопку по инструкции. Зажигая горелку не следует стоять против отверстия-гляделок, чтобы не получить ожога от случайно выброшенного из топки пламени. Оператор должен быть обеспечен защитными очками.

3.4. Запрещается:

• Зажигать в топке погасший газ без предварительной вентиляции топки и газоходов.
• Зажигать газовый факел от соседней горелки.

3.5. При растопке необходимо вести контроль за перемещением элементов котла при тепловом расширении.

3.6. Следить за уровнем воды в верхнем барабане котла и за давлением пара по манометру.

3.7. Когда из открытого воздушника начнет выходить пар, необходимо его закрыть.

3.8

Подтягивание болтов, лючков во время растопки котла должно производиться с осторожностью, ключами без применения удлиняющих рычагов в присутствии лица, ответственного за эксплуатацию котлов. Эта операция должна проводиться при давлении не выше 3 кг/см2

Какое значение давления считают нормой

Стабильное количество атмосфер в магистрале способствует сокращению уровня теплопотерь и тому, что циркулирующий теплоноситель имеет практически ту же температуру, до которой он был нагрет котлом.

О том, каким должно быть давление, необходимо говорить с учетом того, о какой системе отопления идет речь. Варианты:

Давление в системе отопления частного дома. При открытом способе устройства отопления расширительный бак является сообщающим звеном между системой и атмосферой. Даже при участии циркуляционного насоса количество атмосфер в баке будет равно атмосферному давлению, и манометр покажет 0 Бар.

Давление в системе многоэтажного дома. Характерная черта устройства отопления в многоэтажных зданиях — высокий статический напор. Чем высота дома выше, тем и количество атмосфер больше: в 9-тиэтажном здании — 5-7 Атм, в 12-тиэтажках и более высоких — 7-10 Атм, при этом величина напора в подающей магистрали 12 Атм. Поэтому необходимо наличие мощных насосов с сухим ротором.

Схема отопления многоэтажного дома

Давление в закрытой системе отопления. Ситуация с закрытой магистралью несколько сложнее. В данном случае искусственно увеличивается статическая составляющая для повышения эффективности работы оборудования, а также исключения проникновения воздуха. Необходимое давление в системе отопления частного дома рассчитывается путем умножения на 0,1 перепада между наивысшей и низшей точками в метрах. Это показатель статического напора. Прибавив к нему 1,5 Бар, получаем необходимое значение.

Таким образом, давление в системе отопления в частном доме при устройстве закрытого контура должно находится в пределах 1,5-2 атмосфер. Критичным считается показатель за пределами диапазона, а при достижении отметки 3 велика вероятность аварии (разгерметизация магистрали, выход из строя агрегатов).

Да, большой напор позволяет улучшить работу оборудования, но следует учитывать технические характеристики установленного котла. Некоторые модели выдерживают 3 Бар, но большинство рассчитано на 2, а в некоторых случаях на 1,6 Бар

Важно, настраивая оборудование, добиться показателя в холодной системе на 0,5 Бар ниже заявленного в паспорте значения. Так удастся избежать постоянного срабатывания клапана сброса давления. Важно помнить, что измерять напор воды в системе отопления или пытаться его регулировать в отдельно взятой квартире бессмысленно

Единственное, что зависит от владельцев жилплощади, — выбор батарей и диаметра труб в трубопроводе

Важно помнить, что измерять напор воды в системе отопления или пытаться его регулировать в отдельно взятой квартире бессмысленно. Единственное, что зависит от владельцев жилплощади, — выбор батарей и диаметра труб в трубопроводе. Например, чугунные не рекомендуется использовать, так как они выдерживают только 6 Бар

А использование труб большего диаметра приведет к снижению напора во всей отопительной системе дома. При переезде в квартиру со старым отоплением лучше сразу замените все возможные элементы

Например, чугунные не рекомендуется использовать, так как они выдерживают только 6 Бар. А использование труб большего диаметра приведет к снижению напора во всей отопительной системе дома. При переезде в квартиру со старым отоплением лучше сразу замените все возможные элементы.

Еще одним параметром, влияющим на величину напора в любой магистрали отопления, является температура теплоносителя. В смонтированный и закрытый контур закачивается определенное количество холодной воды, что обеспечивает минимальное давление. После нагревания произойдет расширение субстанции и увеличение количества атмосфер. Поэтому регулируя температуру нагревания воды, вы можете контролировать напор в контуре. Сегодня компании, занимающиеся отопительным оборудованием, предлагают использовать оборудование с гидроаккумуляторами (расширительный бак). Они не дают увеличиться напору, аккумулируя энергию внутри себя. Как правило, они включаются в работу при достижении отметки в 2 атмосферы.

Распределение температур и давления в многоквартирном доме

Важно регулярно проверять гидроаккумулятор, дабы вовремя его опорожнять. Нелишней будет и установка предохранительного клапана, который можно задействовать при давлении 3 Атм и заполненном баке, чтобы избежать аварии

Характеристики котловой воды

На самом деле  это питательная вода, образовавшаяся при испарении и отборе паре потребителями. В результате такого процесса в котле накапливаются соли, поступающие с питательной водой. В паровых котлоагрегатах, имеющих систему ступенчатого испарения, максимальная концентрация солей находится в солевом отсеке.

Часть примесей котловой воды оседают: железо, соли временной жесткости и меди, и разлагаются, например, карбонаты в водяном тракте котла.

Нормы качества котловой воды устанавливаются заводом-изготовителем, а контролируются в процессе работы оперативным персоналом с помощью отбора котловой воды.

Методы контроля

За давлением в системе следят при помощи манометров. Их следует устанавливать в таких точках:

1. На входе в котел и на выходе из него (современные отопители имеют встроенные манометры).
2. В низшей и наивысшей точках системы (для домов в несколько этажей).
3. В зонах разветвлений: после тройников, в коллекторах, после двух- и трехходовых клапанов.

Манометры позволяют контролировать давление визуально. А для его сброса при критическом значении применяются предохранительные клапаны. Такое устройство в обязательном порядке устанавливается на трубопроводе подачи сразу после котла – через него сбрасывается рабочая среда при ее закипании в теплообменнике.

Обычно этот предохранительный клапан относится к т.н. группе безопасности, в которую помимо него входят манометр и автоматический воздухоотводчик. Кроме того, сбросными клапанами оборудуются мембранные расширительные бачки.

Помимо сбросных клапанов применяются перепускные. Такой клапан устанавливается на байпасе, по которому теплоноситель можно пустить в обход контура. Если где-либо в контуре образуется засор или воздушная пробка, и из-за этого на предыдущем участке возникает подпор (повышенное давление), перепускной клапан срабатывает. Насос начинает прокачивать теплоноситель через малый контру «котел – байпас – насос — котел».

Без такого предохранителя насос из-за образования подпора работал бы с перегрузкой и вскоре вышел бы из строя.

Для обеспечения надлежащего давления теплоносителя в системе необходимо поддерживать правильное давление в воздушной камере расширительного бачка. Обычно оно составляет 1,5 атм. При меньшем значении может случиться разрыв мембраны, при большем – вырастет и давление теплоносителя.

Методы контроля качества котловой воды

Контроль   качественного состава котловой, питательной, продувочной и подпиточной воды проводится в обязательном порядке для всех типов водотрубных котлоагрегатов в соответствии с методическими указаниями РД 24.032.01-91.

Объем химконтроля определяется проектом химводоподготовки и данными наладочных испытаний. Он обязан гарантировать долговечную и эффективную работу основного и вспомогательного оборудования котельной по паросиловому и водяному тракту котла.

Химконтроль дает количественное представление о качестве сырой воды и смены своего состава в пароводяном тракте котла, системе ХВО и в конденсатопроводе. По этим данным определяют размер продувки котлоагрегатов, влажность пара и % возврата конденсата, а также эффективность функционирования деаэрационной установки.

АВАРИЙНАЯ ОСТАНОВКА КОТЛА

6.1. Если будет обнаружена неисправность одного из предохранительных клапанов.

6.2. Если давление пара возросло на 10% , превышающее разрешенное давление, и не снижается несмотря на принятые меры (усиленное питание котла водой, уменьшение нагрузки).

6.3. При снижении уровня воды, ниже допустимой отметки. Подпитка категорически запрещается, что может привести к взрыву котла.

6.4. При повышении уровня выше установленной отметки.

6.5. При выходе из строя всех водоуказательных приборов.

6.6. При выходе их строя всех питательных насосов.

6.7. При обнаружении основных элементов котла (барабанах, коллекторах, экранных и кипятильных труб), разрывов, трещин, отдулин.

6.8. При понижении разрежения менее 0,5 мм вод. ст.

6.9. При погасании факела одной из горелок.

6.10. При расходе воды через котел ниже установленной величины.

6.11. При повышении температуры воды за котлом выше установленной величины.

6.12. При повышении и понижении давления газа и воздуха перед горелками.

6.13. При прекращении подачи электроэнергии.

6.14. При возникновении пожара, угрожающего обслуживающему персоналу и котлу.

При аварийной остановке котла необходимо:

• Прекратить подачу газа, воздуха, открыть продувочную свечу (закрыть краны на горелках и задвижки на газопроводе).
• Следить за уровнем воды в котле, закрыть главную паровую задвижку.
• Сделать запись в вахтенном журнале о причинах и времени остановки котла, поставить в известность начальника котельной об аварийной остановке котла.В случае возникновения в котельной пожара персонал должен вызвать пожарную охрану и принять все меры к тушению его, не прекращая наблюдения за котлами.

Почему падает

Проблемы такого типа достаточно часто возникают на фоне различного рода причин.

Утечка с трещинами и без

Поводами её образования бывают:

• появление нарушения в структуре расширительного бака из-за образования трещин в его мембране;

  Справка! Выявление проблемы производится путём зажатия золотника пальцем. Если проблема есть — из него потечёт теплоноситель.

• теплоноситель выходит через змеевик или теплообменник контура ГВС, нормализации системы можно достигнуть только путём замены этих элементов;
• возникновение микротрещин и неплотной фиксации приборов отопительной системы, такие утечки легко обнаружить при визуальном осмотре и несложно ликвидировать самостоятельно.

Если нет всех вышеуказанных причин, возможно стандартное закипание жидкости в котле, и её выход через предохранительный клапан.

Выделение воздуха из теплоносителя

Проблема такого типа возникает сразу же после того, как система наполняется жидкостью.

Во избежание образования воздушных пробок такой процесс должен производиться из её нижней части.

Внимание! Для этой процедуры требуется исключительно холодная вода. Воздушные массы, растворённые в теплоносителе, могли появиться в процессе нагрева

Воздушные массы, растворённые в теплоносителе, могли появиться в процессе нагрева.

Для нормализации работы системы применяется деаэрация с использованием крана Маевского.

Присутствие алюминиевого радиатора

Батареи из этого материала имеют неприятную особенность: теплоноситель вступает в реакцию с алюминием после их наполнения. Образуется кислород и водород.

Первый создаёт оксидную плёнку изнутри радиатора, а водопровод удаляется кранами Маевского.

Важно! Образование оксидной плёнки способствует дальнейшему сохранению системы и проблема исчезает через пару дней

Общие причины

К ним относятся 2 основных случая:

1. Поломка циркуляционного насоса. Если остановить его и автомат регуляции, то сохранение устойчивых значений манометра указывают именно на эту причину.

   При снижении показаний манометра необходимо искать протечку теплоносителя.

2. Дефект регулятора. При его проверке на исправность и последующем выявлении поломок требуется замена такого прибора.

Выбор теплоносителя

Если залить в контур некачественный теплоноситель, то оборудование прослужит не так долго, как могло бы. Поэтому перед тем как заполнить систему отопления в частном доме нужно выбрать подходящий для вашей ситуации теплоноситель. Варианта всего два – это вода или незамерзающая жидкость. В доме, где вы живете постоянно лучше отдать предпочтение воде, так как с ней меньше проблем, особенно, если она дистиллированная. В такой воде почти нет примесей солей и металлов, которые негативно влияют на все элементы контура обогрева.

Незамерзающая жидкость при минусовых температурах загусает. Ее используют тогда, когда отопление работает время от времени. Характеристики незамерзающей жидкости накладывают некоторые ограничения:

• высокая степень текучести – утечка может появиться там, где вода не просочилась бы;
• нельзя перегревать – при нагреве до 95 градусов распадается на кислоту и другие элементы;
• если жидкость загусла, то нагрев должен быть плавным;
• у незамерзайки есть ресурс (зависит от производителя, в среднем 2 сезона).

Если выполнить утепление брусового дома Пеноплексом, то дерево не будет дышать и очень быстро сгниет.

Антифриз нельзя использовать, если у вас установлен двухконтурный котел. Жидкость способна просачиваться сквозь защитные прокладки, поэтому бывает, что из крана горячей воды льется подкрашенная вода. В любом случае нужно заливать в систему только неядовитый антифриз на основе пропиленгликоля. Ведь есть и антифриз на основе этиленгликоля – это автомобильный тосол. Его тоже некоторые заливают в систему отопления, но мы не рекомендуем этого делать.

Регулировка

Автоматический контроль обеспечивается регулятором отопления.

В него входят следующие детали:

1. Вычислительная и согласующая панель.
2. Исполнительное устройство на отрезке подачи воды.
3. Исполнительное устройство, выполняющее функцию подмеса жидкости из возвращённой жидкости (обратки).
4. Повышающий насос и датчик на линии подачи воды.
5. Три датчика (на обратке, на улице, внутри здания). В помещении их может быть несколько.

Регулятором прикрывается подача жидкости, тем самым, увеличивается значение между обраткой и подачей до величины, предусмотренной датчиками.

Для увеличения подачи присутствует повышающий насос, и соответствующая команда от регулятора. Входящий поток регулируется «холодным перепуском». То есть происходит понижение температуры. На подачу отправляется некоторая часть жидкости, поциркулировавшая по контуру.

Датчиками снимается информация и передаётся на управляющие блоки, в результате чего, происходит перераспределение потоков, которые обеспечивают жёсткую температурную схему системы отопления.

Иногда, применяют вычислительное устройство, где совмещены регуляторы ГВС и отопления.

Регулятор на горячую воду имеет более простую схему управления. Датчик на горячем водоснабжении производит регулировку прохождения воды со стабильной величиной 50°C.

Плюсы регулятора:

1. Жёстко выдерживается температурная схема.
2. Исключение перегрева жидкости.
3. Экономичность топлива и энергии.
4. Потребитель, независимо от расстояния, равноценно получает тепло.