Водогрейные котлы типа квг. Водогрейные газовые котлы: проблемы, ошибки

Котлы

Безо всякого сомнения, обеспечение надёжной (длительной и безотказной) работы котлотурбинной ГЭУ "Кузнецова" является первостепенной задачей среднего ремонта корабля. Силовая установка авианосца состоит из четырёх машинно-котельных (турбокотельных) групп (эшелонов), расположенных попарно в двух машинно-котельных отделениях (МКО) − носовом и кормовом, каждая из которых работает на свой гребной винт и включает в себя два высоконапорных котла КВГ-4 с турбонаддувочными агрегатами ТНА-4 и один главный турбозубчатый агрегат (паровую турбину с редуктором) ТВ-12-4. Нареканий в адрес ГТЗА лично мне слышать не приходилось (хотя, конечно, и им понадобится основательное восстановление технической готовности), поэтому всё внимание уделим котлам.

В настоящее время на боевых кораблях ВМФ России используется три типа высоконапорных паровых котлов − КВГ-2 (в составе резервной ЭУ ТАРКР пр. 11442), КВГ-3 (ЭМ пр. 956) и КВГ-4 (ТАВКР пр. 11435). В отличие от КВГ-3, принцип действия и особенности конструкции которых описаны в открытых учебных пособиях для студентов вузов , о КВГ-4 известно очень мало − в основном то, что при тех же параметрах пара (давление 66 атм = 6,5 МПа и температуре 470 град. Цельсия), его паропроизводительность увеличена с 98 и 100 (КВН 98/64-2 и КВГ-3) до 115 т/час , а агрегатная мощность ГТЗА по сравнению с предыдущими 1143 (с котлами КВН 98/64-2) возросла с 45 000 до 50 000 л. с. (как и у 956).

Об испытаниях, выпавших на долю адмирала В. Селиванова (начальника ГШ ВМФ, старшего на борту) и личного состава дивизиона движения БЧ-5 во время первого похода "Кузнецова" в Средиземное море (23.12.1995-22.03.1996), хорошо известно из книги Н. Черкашина (ссылка 3 ), однако ни о каких других серьёзных неприятностях, связанных с котлами, с тех пор не сообщалось. Возможно, об инцидентах тщательно умалчивалось (что маловероятно), возможно, к котлам авианосца было особое (предельно тщательное) отношение, возможно, конструкция КВГ-4, доведённая до ума после "авантюры" 1995-1996 г.г., заметно отличается от КВГ-3 в лучшую сторону, но, как бы то ни было, факт остаётся фактом − со своими КВГ-4 "Кузнецов" регулярно ходит в дальние воды, в то время как два из трёх оставшихся из 17 эсминцев пр. 956 с КВГ-3 исполняют обязанности кораблей ОВРа, а поход "Быстрого" в Индию воспринимается как полёт на Луну.

Однако, несмотря на регулярные выходы на боевую службу, КОН авианосца на сегодняшний день весьма невысок (коэффициент оперативного напряжения равен отношению суммарного времени выполнения задач по предназначению к общему сроку службы). "Кузнецов" выходил на БС восемь раз: 1) 23.12.1995-22.03.1996 (СЗМ); 2) 27.09-24.10.2004 (Сев.-вост. Атлантика); 3) 23.08-14.09.2005 (Сев.-вост. Атлантика); 4) 05.12.2007-03.02.2008 (СЗМ); 5) 05.12.2008-27.02.2009 (СЗМ); 6) 06.12.2011-17.02.2012 (СЗМ); 7) 17.12.2013-17.05.2014 (СЗМ); 8) 15.10.2016-08.02.2017 (СЗМ). Если посчитать КОН с момента передачи корабля ВМФ (25.12.1990), получится 623/9612=0,06 (исходные данные − в сутках). При этом следует иметь в виду, что вторая БС состоялась только через девять лет (8,76) после первой (на дворе стояли "смутные времена"), после чего молитвами ВВП ситуация стала меняться в лучшую сторону. Пересчитав КОН с 01.01.2007, мы получим 484/3761=0,13 (! ), что, впрочем, тоже далеко от идеала. Необходимо добиться того, чтобы котлы "Кузнецова" позволили увеличить КОН в 2 −2,5 раза.

При этом, ещё в июньском номере журнала "Национальная оборона" за 2011 год (почти шесть лет назад) рассказывалось о новой разработке питерского Специального конструкторского бюро котлостроения (СКБК) − высоконапорном автоматизированном корабельном котлоагрегате нового поколения КВГ 6М (так в оригинале − без дефиса), способном, по утверждению разработчика, стать основой КТУ, конкурентоспособной с газотурбинными и дизельными ГЭУ. Перспективный котёл СКБК отличается от предшественников экономичностью, надёжностью , малыми массогабаритными характеристиками и высокой степенью автоматизации, его параметры пара впечатляют − 8,0 МПа (около 82 атм) и 515 град. Цельсия, автоматизированная система управления, выполненная на современной элементной базе , позволяет обеспечить безвахтенное обслуживание, а суммарный расход топлива КТУ уменьшается где-то на 20%.

В то же время, перспективность применения котлотурбинных установок на боевых кораблях и судах обеспечения ВМФ находится под большим вопросом (недаром с 2011 г. публикаций на данную тему практически не было), а мелкосерийное (в количестве 8 единиц) производство принципиально нового котла вряд ли будет воспринято с восторгом на предприятии- изготовителе. Однако, у СКБК есть и другие, более практические, предложения. Так, в частности, при проведении модернизационных работ на кораблях, находящихся в эксплуатации, предлагается модификация КВГ 6М-1 с традиционными параметрами пара (6,0 МПа и 470 град.) и возможностью работы на дизельном топливе , увеличивающим дальность плавания примерно на 10% − такой котлоагрегат полностью взаимозаменяем с КВГ-3 (ссылка 4 ).

В целом, для улучшения эксплуатационных качеств КТУ "Кузнецова" у нас есть всё необходимое: 1) осознание потребности сделать это; 2) готовность профинансировать работы из средств гособоронзаказа; 3) наличие действующего профильного КБ, специализирующегося в частности на корабельных высоконапорных котлоагрегатах (ссылка 5 ) и располагающего соответствующими наработками; 4) наличие судостроительного предприятия с развитым котельным производством − Балтийского завода, СПб (ссылка 6 ), не столь давно (уже в новейшей истории России) изготовившего девять новых котлов КВГ-3Д (один учебный) для индийского авианосца "Викрамадитья" (ссылка 7 ).

С учётом того, что котлы КВГ-4 были разработаны не менее 30 лет назад и в известной степени являются анахронизмом, очень не хотелось бы, чтобы они в первозданном виде оставались на обновлённом авианосце. Наиболее рациональным представляется вариант с заменой всех восьми котлоагрегатов на новые − по типу КВГ 6М-1, но взаимозаменяемые с КВГ-4 (назовём их КВГ 6М-2), отличающиеся суперсовременной автоматикой, которая свела бы к минимуму пресловутый человеческий фактор. Согласно заявлению анонимного источника в ОПК, сделанному, как ни странно, ещё до проведения дефектации (либо выборочная дефектация была проведена в опережающем режиме), "на авианосце отремонтируют четыре из восьми имеющихся у него котлов силовой установки, еще четыре заменят" ( ссылка 8 ), что имеет смысл только в том случае, если отремонтированные котлы доведут до современного уровня, как это принято в авиа- и танкостроении.

Авиагруппа

Рассматривать авианосец в отрыве от авиагруппы бессмысленно − если авиагруппа ещё может решать какие-то задачи без своего носителя (например, обеспечивать ПВО объектов, расположенных в районе аэродрома её берегового базирования), то сам носитель, лишённый авиагруппы, становится практически бесполезным в военном отношении плавучим сооружением, пригодным разве что для переброски армейских самолётов и вертолётов с тыловых авиабаз на ТВД или с одного ТВД на другой. Поэтому есть смысл попытаться представить , что хорошего можно сделать с ЛА, базирующимися на "Кузнецове", пока он проходит средний ремонт.

Если довести до ума (поставить на крыло) самолёт РЛДН на базе Як-44 (о чём говорилось в 1-й части трилогии) за это время не смогут или не захотят, "Кузнецову" придётся довольствоваться его эконом-вариантом (РЛДН для бедных) − вертолётом Ка-31, который на кораблях ВМФ штатно никогда не применялся (насколько известно, два борта − 90 и 91, переданные МА в 2012 г., находятся в опытной эксплуатации). И Ка-31, и Ка-27М (поставляются с конца 2016 г.), и МиГ-29К(УБ) − машины новые, им предстоит длительный процесс "обкатки" строевыми лётчиками, устранения замечаний и усовершенствования в рабочем порядке, поэтому говорить о какой-либо модернизации тут пока рано. Другое дело Су-33.

Прежде всего следует сказать, что отказываться от этих замечательных (лучших в мире) палубных истребителей в пользу одних только МиГ-29К(УБ) было бы неразумно, и, судя по всему, делать этого не собираются − два года назад об этом заявил командующий МА ВМФ И. Кожин ("Су-33 будут... эксплуатироваться вместе с МиГ-29К": дальнюю зону ПВО закроют Су-33, среднюю − МиГ-29К, ближнюю − корабельное ПВО − ссылка 9 ), а недавно подтвердил процитированный выше источник в ОПК ("самолётный состав смешанного авиакрыла на "Кузнецове" пока менять не планируется" − ссылка 8 ). Более того, в 2015 г. был дан "зелёный свет" процессу модернизации парка Су-33 с продлением срока эксплуатации как минимум до 2025 г. (ссылка 7). В явном виде детали проекта не разглашаются, поэтому рискну порассуждать об этом.

1. То, о чём я мечтал задолго до выхода "Кузнецова" на БС ( ссылка 10 ), получило подтверждение от источников, близких к официальным − часть Су-33 была оснащена специализированной вычислительной подсистемой СВП-24, позволяющей довести точность попадания свободнопадающих бомб почти до уровня высокоточного оружия (путём сбора и обработки массива информации, касающейся местонахождения носителя и цели, параметров движения носителя и атмосферных условий). Сначала, за полтора месяца до похода, об этом сообщили"Известия" со ссылкой на Минобороны (ссылка 11 ), а уже после него − телеканал Т24 − ссылка 12 , 10:01). Следует оборудовать чудо-системой все борта 279 окиап.

2. Другим достоверным фактом является возобновление производства двигателей для Су-33 в Уфимском мотостроительном объединении (УМПО), входящим в ОДК. Речь идёт о ТРД АЛ-31Ф серии 3 (АЛ-31Ф3), который мощнее базового на 300 кгс (12 800 против 12 500) и отличается от него дополнительным "особым режимом", используемым при взлёте с трамплина с полной боевой нагрузкой или при экстренном уходе на второй круг в случае неудачной посадки. Согласно сообщению пресс-службы ОДК, "новые двигатели... будут выпускаться с внедрением доработок, которые уже применены на двигателях семейства АЛ-31Ф современного серийного облика" (ссылка 13 ). Остаётся надеяться, что в сообщении говорится всё-таки о серии 42 (АЛ-31Ф-М1) с тягой 13 500 кгс ( ссылка 14 ), либо решение будет пересмотрено в пользу этой модели. Лишние 700 кгс будут очень кстати для увеличения боевой нагрузки Су-33 при коротком взлёте со стартовых позиций №1 и №2.

3. В комментариях к предыдущим записям не раз и не два приходилось слышать о превосходстве "Супер Хорнета" над Су-33, главным образом − из-за оснащённости первого суперсовременной бортовой РЛС с АФАР и ракетами "воздух-воздух" средней дальности AIM -120 AMRAAM с активной радиолокационной ГСН (АРГСН). Сравнение F/A-18E/F с Су-33 (точнее − доказательство обратного) в этом блоге было начато (ссылка 15 , ссылка 16 ), но прервано в связи с моим отъездом в Донбасс, а затем по причине утраты данных сразу на двух жёстких дисках (основном и резервном) − бывает и такое. Надеюсь, оно будет продолжено, но не сейчас.

Скажу лишь, что по РЛС AN/APG-79 и по AIM -120 достоверных данных как не было, так и нет − ВПК и ВМС США заняли глухую оборону и секретят всё подряд, известно лишь, что: 1) AN/APG-79 гораздо слабее AN/APG-77 F -22 (раза в два), что и понятно, учитывая разницу в тяговооружённости; 2) дальность обнаружения типовых воздушных целей по аналогии с F-15E оценивается в 150-180 км ( ссылка 17 ); 3) БРЛС с АФАР "Супер Хорнета" очень хороша для работы по наземным целям и постановки помех (на что, собственно, он и был заточен), однако её достоинства в воздушном бою с сильным и умелым противником вызывают сомнения; 4) 8 (!) одновременно обстреливаемых активно маневрирующих целей с учётом необходимости активно маневрировать самому − это вообще за гранью реальности (сюжет для компьютерной игры для вундеркиндов).

Поэтому, не задаваясь пока вопросом "а зачем всё это надо?", просто рассмотрим возможные варианты улучшения БРЭО (БРЛС в составе СУВ − системы управления вооружением ) Су-33, которые можно было бы реализовать в разумно короткие сроки, сопоставимые со сроком среднего ремонта "Кузнецова". Теоретически, на "тридцать третьи" можно установить любую из трёх новых РЛС с ФАР, применяемых на машинах семейства Су-27 и МиГ-29: 1) Н010? "Жук-А" с АФАР, одна из родоначальниц которой ("Жук-М" со щелевой антенной решёткой) по имеющимся данным установлена на единственном двухместном Су-33УБ (Су-27КУБ) (ссылка 18 ), разработчик − "Фазотрон-НИИР" (КРЭТ); 2) Н011М "Барс" с пассивной ФАР (ПФАР) разработки НИИ приборостроения (НИИП) и производства Рязанского приборного завода (ГРПЗ), которая, судя по всему, устанавливается на Су-30СМ (ссылка 19 , текст после фото 18); 3) Н035 "Ирбис (ПФАР, Су-35, НИИП, ГРПЗ).

Все указанные РЛС являются основой СУВ, позволяющих использовать новейшие ракеты класса "воздух-воздух" (РВВ-СД, РВВ-БД − ссылка 20 ) и "воздух-поверхность" (Х-31АД и пр.), не должны уступать в дальности обнаружения и пуска перехваленному "Супер Хорнету" и, в случае внедрения одной из них на Су-33, многократно увеличат его боевые возможности, сделав настоящим королём воздуха над просторами Мирового океана до появления Т-50К.

В качестве эконом-экспресс-варианта может быть предложена усовершенствованная старая-добрая СУВ "Меч" с РЛС Н001 (Н001М?), предлагавшаяся НИИП ещё в 2011 г. (разумеется, в экспортном исполнении) и предполагавшая увеличение дальности обнаружения воздушной цели типа истребитель (ЭПР=3 кв.м, с вероятностью 0,5) в переднюю полусферу со 100 до 150 км, количества одновременно атакуемых целей − с одной до двух (уверен, что атаковать сразу большее количество целей у лётчика попросту не будет возможности), применение ракет "воздух-воздух" средней дальности Р-77 (РВВ-АЕ), ПКР Х-31А(Д) и пр. ( ссылка 21 ). Конечно, не предел мечтаний, но хоть что-то.

4. Как известно, Су-33 оборудован системой дозаправки топливом в полёте по схеме "шланг-конус". Дозаправка может производиться от однотипных машин, оборудованных унифицированным подвесным агрегатом заправки УПАЗ-1 с темпом до 2000 л/мин (по другим данным, до 1100 л/мин − ссылка 22 ). Выдвижная штанга-топливоприёмник с головкой ГПТ-1 расположена перед кабиной пилота на левой стороне фюзеляжа, УПАЗ-1 подвешивается на 1-ю точку подвески между гондолами двигателей заправщика .

В 1-й части трёхсерийного выпуска "Военной приёмки" о походе "Кузнецова" (22:57) известный лётчик-испытатель С. Богдан так описал тактику использования Су-33 с дозаправкой в воздухе (с правками автора блога): с авианосца взлетает группа дозаправщиков (несколько танкеров), следом − группа, которая будет выполнять боевую задачу, доходит до района заправки (истратив, к примеру, треть или половину запаса топлива) и дозаправляется от танкеров, в результате чего дальность её полёта увеличивается на пройденную величину (не считая топлива, потраченного на взлёт).

При этом, на мой взгляд, эффективность самолётов-заправщиков можно было бы увеличить, применив подвесные топливные баки, которые штатно на Су-33 не предусмотрены ("не устанавливаются" − ссылка 23 ). При взлёте со стартовой позиции №3 (195-метровый "длинный" разбег) самолёт может взлететь с полным запасом топлива во внутренних баках (9 500 кг) и максимальным по точкам подвески запасом УР "воздух-воздух" (8 Р-27 и 4 Р-73), взлётная масса при этом будет (по разным данным) 32 200 − 32 450 кг (ссылка 24 ). Однако для "танкера" такая боевая нагрузка представляется избыточной − наверное, было бы достаточно 2 Р-27 и 2-Р73, а вместо остальных можно подвесить два подвесных топливных бака ПТБ-1500 ёмкостью по 1500 л (1170 кг) авиакеросина ТС-1, за счёт чего запас топлива заправщика увеличится на 25% .

Ударный комплекс

Если критика по поводу размещения противокорабельных ракетных комплексов (ПКРК) на первых четырёх отечественных ТАВКР вполне уместна (они занимали всю носовую часть верхней палубы, в значительной степени девальвируя авианесущую функцию крейсеров), то "Кузнецова" критикуют скорее по инерции, нежели по справедливости − 12 его УВП ПКРК "Гранит" убраны под палубу, занимают не слишком большой объём, расположены между треками стартовых позиций №1 и №2 (трек 3-й позиции совпадает со 2-й, если я правильно понимаю её номер) и совершенно не мешают взлёту палубных самолётов с трамплина. Размеры ракетного отсека, занимаемого УВП, равны примерно 25,5х9,5х10,5 м (L х B х H , длина − посередине высоты отсека, высота − с межпалубным "двойным дном"), площадь 240 кв.м, объём 2540 куб.м.

Указанного объёма не хватает даже для минимально целесообразного удлинения ангара на 4 МиГ-29К (26х20х7,2=3740 куб.м), не считая того, что перекомпоновка помещений будет связана со значительными проектными и технологическими трудностями. Демонтаж ПКРК может быть полезен разве что для размещения в освободившемся объёме дополнительного авиационного боезапаса, но есть подозрение, что особой необходимости в этом нет. ТАВКР пр. 11435 проектировался в расчёте на базирование на нём большого количества противолодочных вертолётов (порядка 18 машин), и поскольку функция ПЛО в ближайшее время вряд ли будет для него приоритетной, погреба авиационных торпед, глубинных бомб и гидроакустических буёв могут быть использованы для свободнопадаюших авиабомб и высокоточного оружия (плюс ещё какие-то неведомые скрытые резервы).

Нежелание отказываться от ударного комплекса (точнее, "необходимость восстановления системы ударного вооружения") озвучил недавно и Д. Рогозин (ссылка 25 ). С этим трудно не согласиться − на месте одной УВП "Гранита" может быть размещено четыре ячейки УКСК (3С14) высотой 9,58 м (при высоте ракетного отсека 11435 около 10,5 м), т. е. суммарный боезапас тех же самых КРБД 3М14 может достигнуть 48 ракет (втрое больше, нежели на 22350), что в случае необходимости будет весьма солидным вкладом в залп любой корабельной группировки во главе с ТАВКР.

Заключение

По большому счёту, даже если в разумные сроки (за 2-3 года) модернизировать на "Кузнецове" одну только ГЭУ, дав авианосцу возможность ходить на БС ежегодно (а не раз в два года, как было раньше) и укомплектовать авиагруппу по предполагаемому новому штату (8 Су-33, 16 МиГ-29К, 4 Ка-31, 4 Ка-27, итого 32 ЛА в ангаре плюс, по возможности, ещё 14 на полётной палубе − ссылка 26 ), это уже будет великое счастье для ВМФ России и всех, кто болеет за него душой. Если же получится сделать что-то ещё, будем считать это бонусом или подарком судьбы. ■

Использованная литература (в некоторых случаях через дефис может быть указан номер страницы)

1. В. Заблоцкий "Тяжёлый авианесущий крейсер "Адмирал Кузнецов", "Морская коллекция" №7/2005.
2. В. Заблоцкий "Тяжёлые авианесущие крейсера "Минск", "Новороссийск", "Баку", "Морская коллекция" №4/2004.
3. В. Заблоцкий "Тяжёлый авианесущий крейсер "Киев", "Морская коллекция" №7/2003.
4. В. Кузин, В. Никольский "Военно-морской флот СССР 1945-1991", Историческое морское общество, СПб, 1996.
5. А. Гусаров "Особенности устройства и эксплуатации паровых котлов корабельных КТЭУ", ДВГТИ, Владивосток, 2006.
6. А. Гусаров "Особенности устройства и эксплуатации вспомогательных механизмов корабельных КТЭУ", ДВГТИ, Владив., 2004.
7. А. Фомин "Су-33. Корабельная эпопея", РА Интервестник, М., 2003

2. Схема КТУ ТАВКР пр. 1143 (из книги В. Кузина и В. Никольского "Военно-морской флот СССР 1945-1991" )

3. Схемы котлов КВГ-3 (слева) и КВГ 6М (КВГ 6М-1, ТНА не показан, СКБК, Национальная оборона №6/2011)

4. ТРД АЛ-31Ф-М1 (АЛ-31Ф серии 42) тягой 13 500 кгс (фото с сайта НПЦ газотурбостроения "Салют")

5. Штатная РЛС Су-33 Н001, входящая в состав СУВ "Меч" (фото с сайта НИИП)

6. РЛС со щелевой антенной "Жук-М", установленная на Су-27КУБ (фото А. Карпенко)

7. РЛС с АФАР "Жук-А" (фото А. Карпенко)

8. Агрегат заправки УПАЗ-1, вид спереди (фото из книги А. Фомина , стр. 207)

9. УПАЗ-1, вид сзади: заправочный конус и сигнализатор заправки (источник тот же)

10. Штанга дозаправки в выпущенном положении (фото из книги А. Фомина , стр. 206)

11. УВП ПКРК "Гранит" ТАВКР пр. 11435, 1991 (фото из работы В. Заблоцкого от Петрович-2 с forums.airbase.ru)

12. Фрагмент продольного разреза ТАВКР пр. 11435 (схема С. Балакина из выпуска "Морской коллекции" №7/2005 )

13. Фрагмент вида сверху ТАВКР пр. 11435 (схема из книги Ю. Апалькова "Корабли ВМФ СССР", том II , часть 1). Размеры (L х B ) ракетного отсека по люкам на полётной палубе − 22,5х7,0 м

14. Ракетный отсек (зелёный) и ангар (жёлтый) ТАВКР пр. 11435, вписанные в теоретический чертёж ТАВКР пр. 11434 (из книги А. Павлова), отличающегося меньшим развалом бортов (шпангоутов) в носовой оконечности (по длине ракетный отсек находится примерно между 2 и 4 плюс 1/3 теоретическими шпангоутами)

15. Ракетный отсек (зелёный) и ангар (жёлтый) ТАВКР пр. 11435, вписанные в вид спереди ТАВКР пр. 11436 (из книги Ю. Апалькова "Корабли ВМФ СССР", том II , часть 1)

Устройство систем отопления и горячего водоснабжения является мероприятием, актуальным не только для частных жилых домостроений, но для промышленных предприятий с большими площадями. Такие объекты требуют наличия значительных объёмов горячей воды для отопления и прочих бытовых и технологических нужд. С такой проблемой обычные газовые котлы, даже при условии установки их каскадом, справиться не в состоянии. Решить данную задачу помогут котлы водогрейные газовые промышленные. Их мощность может достигать огромных значений – до 20 МВт.

Конструктивные особенности промышленных водогрейных установок

Отопительные агрегаты специального назначения отличаются от бытовых моделей не только своим внешним видом и габаритными размерами, но и внутренним устройством.

Корпус промышленных котлов изготавливают из высококачественной легированной стали, способной противостоять значительному давлению, которое образуется внутри устройства.

Промышленные отопительные установки по типу расположенного внутри теплообменника делят на две группы:

• К первому типу относятся агрегаты с жаротрубным или газотрубным теплообменником, состоящим из целого комплекса труб. Внутри этих труб происходит сжигание газа, которое приводит к повышению температуры наружных стенок. Раскалённые трубы, расположенные горизонтально в толще воды, отдают ей своё тепло. Это оборудование способно за несколько часов нагреть значительные объёмы воды для отопительной системы.
• Во втором типе промышленных установок теплоноситель движется по внутренней части труб теплообменника, расположенных вокруг газовой горелки. Трубы, расположенные практически вплотную, являются стенками камеры сгорания.

Внимание! Трубы могут не собираться в полную окружность, а располагаться полукругом над горелкой. Такое устройство улучшает аэродинамические показатели внутри агрегата и позволяет эффективно использовать тепло уходящих через дымоходную трубу продуктов сгорания.

Теплообменники обоих типов изготавливаются из материалов с высоким коэффициентом теплопроводности.

Промышленные газовые котлы изготавливают, в основном, в горизонтальном исполнении. Для максимального сохранения тепла внутри котла поверхность камеры сгорания изолируется от наружных стенок теплоизоляционными материалами. Термоизоляционный слой не только сохраняет тепло, но и предохраняет наружные стенки от перегрева и предохраняет персонал от ожогов при непосредственном контакте с отопительным оборудованием.

Внимание! Современные котельные с отопительными агрегатами на газу имеют КПД не менее 95% , работают в практически автоматическом режиме, не требуя постоянного контроля со стороны персонала.

Основные правила монтажа и эксплуатации промышленных газовых котлов

Правила эксплуатации отопительного оборудования предусматривают их периодическое обслуживание и чистку. Для простого осуществления этих мероприятий горелку располагают на дверце, которая может открываться как вправо, так и влево. Наличие специальных запорных устройств позволяет быстро и герметично закрывать камеру сгорания.

Внимание! Для организации котельной промпредприятия может использоваться либо отдельно стоящее сооружение, либо подвальное помещение.

Особое внимание необходимо уделить дымоходной системе газового отопительного оборудования, которая должна отвечать следующим требованиям:

• Дымоход должен качественного отводить продукты сгорания и обеспечивать эффективную работу котла.
• Для его изготовления необходимо использовать кислотостойкий металл с теплоизоляционным слоем.
• Важную роль играет правильный монтаж дымохода, который может располагаться внутри помещения котельной. Наружная часть дымохода должна устанавливаться в металлической опорной конструкции. Если дымоход предназначен для работы с котлом малой мощности, то может крепиться к наружной стене сооружения. Для отопительных установок значительной мощности устанавливают мачтовые дымоходы на хорошо проветриваемом участке, находящемся на некотором расстоянии от снабжаемого горячей водой объекта.

Практически все системы для отвода продуктов сгорания, независимо от их типа, изготавливаются по модульной технологии от самого котла до конца дымоходной трубы.

Внимание! Если планируется строительство мачтовых дымоходов высотой более 40 м, то необходимо предусмотреть разгрузочные сегменты. Эти элементы разгружают общую конструкцию и повышают надёжность её эксплуатации.

Модели отопительного газового оборудования для использования на предприятиях

Чем больше обслуживаемые площади, тем тщательнее необходимо выбирать котёл водогрейный газовый промышленный. Среди агрегатов, представленных на современном рынке отопительного оборудования, можно выделить следующие модели:

• Котлы Wolf GKS Eurotwin имеют высокий КПД – около 95%. В конструкцию установки входят две цилиндрические камеры, расположенные друг над другом. Значительные размеры камеры сгорания обеспечивают практически полное сжигание топлива и быструю теплопередачу. Допустимая максимальная разница температуры теплоносителя в прямой и обратной линии составляет 50 0 С. Установка оснащена теплоизоляционным слоем толщиной 100 мм, который обеспечивает сведение теплопотерь излучением к минимальному значению. Диапазон мощности модельного ряда – 0,45-1,25 МВт
• Котлы Wolf GKS Euromax имеют поверхности нагрева, расположенные друг над другом, что обеспечивает защиту устройства от образования конденсата. Установки данной модели изготавливают в двух вариантах значения мощности – 1,6 МВт и 2,0 МВт.

Внимание! Одним из наиболее важных достоинств промышленного газового отопительного оборудования является постоянство подачи топлива. Это избавляет от проблем складирования, транспортировки по территории предприятия и организации загрузки топлива в установку.

Котел КВГ-XX-115 , выпускаемый под торговой маркой «IRGAZ», производства АО "Уромгаз" предназначен для отопления и

горячего водоснабжения жилых, административных, производственных зданий и сооружений. Котел работает на природном, сжиженном и попутном нефтяном газе, имеет номинальную теплопроизводительность 0,1 МВт, 0,2 МВт либо 0,25 МВт с рабочим давлением воды до 0,6 Мпа и максимальной температурой воды на выходе 115 °С.

Возможна компоновка котлов в вертикальные модули суммарной мощностью до 0,75 МВт . В модули устанавливаются котлы как одинаковой, так и различной мощности. Это позволяет значительно экономить площадь котельных и оптимизировать рабочее пространство. Габаритные размеры котла позволяют перемещать их в стандартные дверные проемы, обеспечивают простоту доставки в любое помещение.

Энергоэффективность – главное конкурентное преимущество котла «IRGAZ». В отличие от аналогов, представленных на рынке, он п озволяет плавно регу­лировать тепловую мощность в диапазоне 30–100% .

Наддувная горелка предварительного смешивания (премикс) с автоматической системой управления контролирует соотношение газ/воздух в горючей смеси и осуществляет ее эффективное сжигание, обеспечи­вая КПД 94% . Это значительно снижает эксплуатацион­ные расходы.
Котлы постав ляются в полной заводской готовности.

Допустимо применение незамерзающих жидкостей в качестве теплоносителя.

Котел «IRGAZ» выпускается по ТУ 4931-009-82811768-2010.

Котлы успешно эксплуатируются на объектах ПАО «Газпром» и имеют:

Сертификат соответствия Системы добровольной сертификации ГАЗПРОМСЕРТ РОСС RU.3022.04ГО00 № ГО00.RU.1135.Н00255 .
Сертификат соответствия Таможенного союза № ТС RU C-RU.АБ53.В.00001, серия RU № 0169507 на котлы отопительные водогрейные газовые, типы КВГ 0,1-115; КВГ 0,2-115; КВГ 0,25-115.

Котлы КВГ «IRGAZ» (КВГ-0,1-115; КВГ-0,2-115; КВГ-0,25-115) соответствуют требованиям Постановления Правительства Российской Федерации от 17.06.2015 № 600 «Об утверждении перечня объектов и технологий, которые относятся к объектам и технологиям высокой энергетической эффективности».

Устройство котла

Отопительный водогрейный газовый котел «IRGAZ» представляет собой конструкцию, состоящую из цельносварного металлического корпуса, облицованного декоративными панелями, в котором установлены водогрейные модули. Модуль представляет собой конструктив, состоящий из цилиндрического чугунно-медного теплообменника водотрубного типа с встроенным автономным горелочным устройством предварительного смешения газа с воздухом, системой автоматического управления и газовым трактом.

Котельно-измерительные приборы и приборы безопасности

Котел "IRGAZ" укомплектован всеми необходимыми приборами для работы в автономном режиме и в случае отказа общекотельной автоматики. Система осуществляет контроль рабочих условий и автоматически регулирует мощность горелки в соответствии с этими условиями. Система управления контролирует соотношение газ-воздух горючей смеси, поступающей в камеру сгорания котла, обеспечивает эффективное сжигание смеси. Система автоматического управления горелочным устройством котла снабжена контроллером предназначенным для управления работой котла в автоматическом режиме.

Комплектность

В стандартную комплектацию котла Иргаз КВГ-ХХ-115 "IRGAZ" входит следующее оборудование:

С 2018 года АО "Уромгаз" изготавливает водогрейные газовые котлы "IRGAZ" с новым контроллером - БУК 5.

БУК-5 включил в себя весь функционал БУК - 4 и имеет ряд существенных преимуществ:

1. значительно увеличена надежность контроллера котла за счет применения комплектующих промышленного, а не бытового назначения.

2. более стабильный и надежный запуск котла.

3. меню поддерживающее основные языки (английский, русский, китайский, немецкий, итальянский, испанский, турецкий и др.)

4. более расширенный диапазон обнаружения тока ионизации.

5. возможность удаленного управления котла через интерфейс RS-485 (протокол обмена данными Modbus прилагается в руководстве).

6. возможность каскадного подключения котлов и управления группами насосного оборудования, в том числе ГВС.

7. наличие и сохранение журнала ошибок и аварий даже при отключении питания, с целью оперативного анализа и устранения неисправностей

8. наличие счетчика мотто-часов с предупреждением о проведении профилактических работ.

9. наличие встроенного помехоустойчивого высоковольтного трансформатора розжига котла, который не производит помехи на панель дисплея.

Опционально возможна установка сенсорной панели.

Эксплуатация

Для работы котла "IRGAZ " может применяться природный газ, углеводородный сжиженный газ, а также попутный нефтяной газ.

Рекомендуемые параметры качество сетевой и подпиточной воды для котла:
- прозрачность по шрифту, см, не менее – 30;
- карбонатная жесткость при рН не более 8,5 – 700 мкг-экв/кг;
- содержание растворенного кислорода – не более 50 мкг/кг;
- содержание соединений железа (в пересчете на Fе) – не более 500 мкг/кг;
- показатель рН при 25º С - 7,0 – 8,5;
- содержание нефтепродуктов – не более 1,0 мг/кг.

Допускается эксплуатация с незамерзающими жидкостями в теплоносителе.

Основные технические параметры котла:

П/п	Наименование показателя	Ед.изм.	КВГ 0,1-115	КВГ 0,2-115	КВГ 0,25-115
	Теплопроизводительность; котла: - номинальная - минимальная	МВт, (Гкал/ч)	0,1(0,0946) 0,05(0,043)	0,2(0,172) 0,1(0,086)	0,25(0,215) 0,1(0,086)
	Режимы теплопроизводительности	%	30-100	30-100	30-100
	Коэффициент полезного действия	%	94	94	94
	Температура теплоносителя на входе минимальная	°С	50	50	50
	Температура теплоносителя на выходе максимальная	°С	110	110	110
	Гидравлическое сопротивление при номинальном расходе теплоносителя	кПа	10,25	10,25	10,28
	Рабочее давление теплоносителя (максимальное)	МПа (кгс/см 2)	0,6 (6)	0,6 (6)	0,6 (6)
	Расход теплоносителя при номинальной тепловой мощности, не менее	т/ч	6,3	10,7	10,7
	Вид топлива	Природный, попутный или Сжиженный газ
	Расход природного газа (ГОСТ5542-87) - максимальный - минимальный
	Расход сжиженного газа (ГОСТ20448-90): - максимальный - минимальный
	Коэффициент избытка воздуха, ?		1,05	1,05	1,05
	Давление газа перед горелочным устройством номинальное: - природного, попутного газа - сжиженного газа
	Разрежение за котлом
	Аэродинамическое сопротивление котла
	Массовый расход уходящих газов с температурой 140 °С при номинальной/минимальной тепловой мощности

На сегодняшний день многие объекты жилищной инфраструктуры используют для жизнеобеспечения автономное газовое отопление. Если для городских квартир такая возможность ограничена техническими рамками, то для частного сектора автономное отопление является одним из ключевых аспектов комфортности жилья.

Обеспечить качественный и эффективный обогрев жилых помещений в автономном режиме может газо-нагревательное оборудование. Водогрейные газовые котлы являются именно тем типом отопительной техники, благодаря которой можно создать необходимый комфорт и уют не только в частном доме, но и в мини-отелях, в загородных домах и в коттеджах.

Технические возможности оборудования данного типа способны полностью удовлетворить потребности в отоплении и горячем водоснабжении.

Газовый водогрейный котел - общее представление

Водонагревательный газовый котел, представляет собой вид бытового котельного оборудования большой мощности, рассчитанный на одновременное решение двух задач - отопления внутренних помещений большой площади и обеспечения в нормальном объеме ГВС (горячим водоснабжением). Данный вид отопительной техники применяется в , в которых циркуляция воды осуществляется принудительно.

На заметку: для работы котла используется природный или сжиженный газ с количеством теплоты при сгорании 33 МДж/м 3 при температуре окружающей среды 20 0 С и атмосферном давлении в 745-765 мм рт. ст.

В процессе работы бытовой котел способен нагревать теплоноситель до температуры 95 град. по Цельсию, создавая рабочее давление в системе 0,6 МПа. Водогрейный автономный газовый котел или обладает высокой мощностью, которую принято измерять в мегаваттах. Модели, представленные сегодня на рынке, имеют различную мощность. Котлы для частного дома обычно имеют мощность в диапазоне 0,4 – 1 МВт. Промышленные агрегаты способны обогревать большие площади, до 30-40 тыс. кв. м., обладая мощностью, в 1,5-4 МВт. Благодаря своей конструкции и принципу действия водонагревательные котлы имеют один из самых высоких КПД, — до 92%.

Основные преимущества водогрейных газовых агрегатов следующие:

• быстрый выход на оптимальные режимы работы – 2-4 часа;
• компактность;
• легкость монтажа;
• простота эксплуатации и обслуживания;
• экологичность.

Главное преимущество котлов этого типа - низкая себестоимость тепловой энергии, на порядок ниже, чем у других отопительных приборов. Основная сфера применения -обеспечение ГВС и отопление жилых объектов, находящихся вдали от теплоцентрали. Обычно водогрейные котлы устанавливают на объектах, где монтаж автономной котельной нецелесообразен с технической стороны и экономически невыгоден.

Другими словами, водогрейные котлы представляют собой высокотехнологичные устройства, в которых посредством сжигания голубого топлива вырабатывается большой объем тепловой энергии. Полученное тепло используется для нагрева воды – теплоносителя, который циркулирует в отопительном контуре. Циркулируя в трубопроводе отопительного контура, вода нагревает радиаторы отопления, отдающие затем тепло воздуху помещения. Давление, создаваемое в системе, обеспечивает необходимое поступление теплоносителя в самые дальние участки отопительного контура и обогрев помещений до комфортной температуры.

Основной момент, на который надо обращать внимание перед установкой водогрейного котла – бесперебойная подача воды. Хорошее техническое состояние водопровода является ключевым аспектом нормальной работы газо-нагревательного оборудования.

Типы водогрейных котлов, используемые в различных сферах

Классификация отопительного оборудования этого вида построена на следующих критериях:

• вид используемого топлива;
• тип размещения;
• основное предназначение.

По виду используемого топлива котлы делятся на газовые приборы, жидкотопливные, твердотопливные и комбинированные агрегаты. Из перечисленного оборудования именно газовые котлы обладают самыми высокими техническими характеристиками.

По назначению водогрейные агрегаты делятся на промышленные и бытовые.

Первый тип используется для обогрева промышленных зданий, эксплуатация подобной техники требует специальных знаний и опыта, эксплуатация промышленных котлов четко регламентируется режимными картами и инструкциями.

На заметку. Как правило, мощность промышленных котлов исчисляется десятками мегаватт (10-50 МВт), в качестве теплоносителя в промышленных отопительных системах используется пар, поэтому такое оборудование чаще называют паровыми котлами.

Второй тип - бытовые водогрейные котлы, представляющие собой отопительное оборудование ограниченной мощности. Такие котлы используются для обогрева бытовых и жилых помещений небольших размеров, ограниченной площади. В качестве теплоносителя в них используется обычная вода.

По типу исполнения или размещения газовые водогрейные агрегаты делятся на настенные (навесные) и напольные модели. Навесной вариант газового котла подразумевает устройство небольшой мощности. Такие приборы устанавливаются в квартирах или небольших частных домах. Напольные котлы обладают большей мощностью и, следовательно, большими габаритами. Для монтажа напольного водогрейного агрегата требуется специальное помещение — котельная, которая в обязательном порядке должна быть оборудована вентиляцией.

Основное предназначение водогрейного устройства обусловлено способом нагрева котельной воды. Котлы с проточным способом подогрева обеспечивают заданную температуру воды посредством подогрева нагревательного контура, находящегося в камере сгорания. Другие модели оснащаются накопительными емкостями, в которых происходит косвенный нагрев воды. Приборы, оборудованные накопительными баками, имеют меньший ресурс и в основном используются для ГВС и отопления квартир и загородных домов небольшой площади. Количество точек забора воды в данном случае также ограничено. Поэтому, чем больше расход горячей воды из системы ГВС, тем большую емкость и мощность должен иметь , используемый в случае, если газовый котёл – одноконтурный.

Важно! В бытовых котлах, которые работают на отопление и на обеспечение жилья горячей водой, большая часть мощности расходуется на подогрев воды. Поэтому при выборе модели котла необходимо учитывать резервный запас мощности, благодаря которой горячая вода в доме будет в достаточном количестве, а домашнее отопление станет максимально эффективным в любую погоду.

На данный момент значительная часть моделей, представленных на рынке – это двухконтурные водогрейные котлы (не путать с двухтрубной разводкой системы отопления). Реже встречаются одноконтурные агрегаты.

Популярность моделей газовых котлов с двухконтурной системой подачи теплоносителя заключается в их высокой эффективности и равномерном распределении теплоносителя по всей отапливаемой площади здания. Способность одновременно обеспечить в доме ГВС и отопление, расходуя при этом минимальное количество топлива - основное преимущество двухконтурных газовых водонагревательных котлов, современные модели которых оснащаются циркуляторами – устройствами, улучшающими циркуляцию теплоносителя в системе трубопроводов.

Конструкция водогрейных котлов

На сегодняшний день рынок отопительного оборудования насыщен различными моделями водогрейных котлов, которые имеют схожую конструкцию и отличаются только мощностью нагревательных элементов и, соответственно, производительностью. Модельный ряд представлен изделиями как отечественных, так и зарубежных производителей.

В плане конструкционных особенностей - ничего нового. Обычно газовый водонагревательный котел имеет прочный стальной или чугунный корпус, отделанный теплоизоляционными материалами. Основу конструкции составляют газовая горелка и теплообменник, используемые для подогрева воды, поступающей затем в систему.

Оснащение современных моделей

В водогрейных приборах устанавливаются газовые горелки двух типов:

• атмосферные;
• наддувные.

От типа горелки и качества ее работы зависит производительность, и, соответственно, функциональность котла. Причина того, что газовый котел недостаточно греет воду, заключается в том, что в системе газоснабжения упало давления газа, в результате чего не обеспечивается необходимое его поступление в камеру сгорания. Как следствие, слабая интенсивность горения газообразной топливной массы и низкая температура нагрева теплообменника.

Атмосферные горелки естественным образом смешивают бытовой газ с воздухом, тогда как наддувные оборудованы для этих целей вентиляторами – нагнетателями. Смешивание газа с воздухом происходит под давлением. Топливная масса поступает в топку под высоким давлением, вследствие чего улучшается интенсивность её горения и эффективность нагрева теплоносителя. Топливо в данном случае сжигается полностью, повышая коэффициент полезного действия отопительного прибора.

Кроме того, наддувные горелки, обеспечивающие необходимое давление газа в системе, более надёжны в эксплуатации.

Конструкция водогрейного котла состоит из следующих элементов:

• опорная рама (для напольного типа);
• блок конвективной, радиационной поверхности нагрева;
• блок с ЗИП (запорная арматура, клапана и вентили).

Водогрейный котел устанавливается на опорную раму или монтируется на стену, после чего производится подключение воздуховода, воды и газа. Завершается монтаж установкой контрольно-измерительных приборов, запорной арматуры и установкой предохранительных клапанов. Как правило, все водогрейные котлы оснащаются взрывным клапаном, который устанавливается с тыльной стороны прибора. Основная задача этого приспособления — предотвратить разрушение нагревательного контура вследствие перегрева и превышения рабочего давления в камере сгорания.

Важным компонентом котла является насосное оборудование, необходимая производительность которого определяется расчётным путём с привязкой к отапливаемой площади и мощности котла.

В процессе установки котла необходимо также оборудовать дымосос, через который из камеры сгорания будут удаляться продукты сгорания топлива. Параметры дымососа определяются также расчётным путём на стадии разработки проекта системы отопления. Неверный расчёт характеристик дымососа чреват не только наслоениями сажи на его стенках и снижением эффективности работы котла, но и опасным ухудшением функционирования вентиляции и высокой концентрацией в помещении угарного газа.

В заключение несколько слов о том, на что дополнительно следует обратить внимание при выборе агрегата. Определившись с потребной мощностью и имея представление об условиях его будущей эксплуатации, необходимо также изучить возможности и степень надёжности автоматики, от работы которой зависит не только эффективность функционирования систем отопления и ГВС, но и безопасность обитателей жилых помещений.

Водогрейные водотрубные котлы типа КВГ теплопроизводительностью 7,56 МВт работают на газовом топливе.

Котлы рассчитаны на подогрев воды от 70 до 150 C. Газовые котлы КВГ представляют собой стальную трубную систему, скомпонованную в одном транспортабельном блоке.

Рассматриваемые газовые котлы имеют горизонтальную компоновку, единый поперечный профиль и различаются лишь глубиной топочной камеры и конвективной шахты.

Радиационные поверхности нагрева газовых котлов КВГ-7,56 образуются левым и правым боковыми экранами, двумя двухсветными экранами и потолочным экраном.

Для заданного направления движения воды по топочным экранам верхние коллекторы имеют глухую перегородку. Экраны соединены между собой в верхней части аппарата перепускными трубами D 102×6 мм.

Конвективная часть нагрева состоит из двух секций – правой и левой, вваренных одними концами в верхние, а другими – в нижние коллекторы, т.е. представляют собой нижние и боковые части поверхности нагрева.

В боковые поверхности нагрева вварены четыре пакета, набранных из П-образных ширм, выполненных из труб D 28×3 мм. Для направления движения воды в змеевиках ширм в боковых трубах установлены глухие перегородки.

Ширмы пакетов расположены таким образом, что их трубы образуют шахматный пучок. Для разделения конвективной шахты и топки крайние ширмы, обращенные в сторону топки, выполнены в виде газоплотной сварной панели с мембранами.

Газовые водогрейные котлы КВГ-7,56 используют три подовые горелки, которые размещены между секциями вертикальных топочных экранов. Горелка имеет два ряда отверстий диаметром 1,5 мм, расположенных в шахматном порядке.

Работают газовые агрегаты данного типа по принципу противотока. Обратная вода из тепловой сети поступает во входной коллектор конвективной части нагрева.

Из коллектора вода двумя потоками, вправо и влево, проходит по стоякам и змеевикам и попадает в выходные коллекторы (правый и левый).

ВВода из этих коллекторов по перепускным трубам попадает в крайние задние коллекторы потолочного экрана, из которых по одиннадцати крайним трубам проходит по потолку, переходя во фронтовой экран и по нему в передний коллектор.

В коллекторе потоки смешиваются и по одиннадцати средним трубам вода попадает в задний (средний) коллектор потолочного экрана. Из этого коллектора вода двумя перепускными трубами подается в заднюю часть верхнего коллектора левого топочного экрана.

Затем по задним трубам вода опускается вниз и попадает в нижний коллектор. По нему вода проходит вперед и по передним трубам поднимается в переднюю часть верхнего коллектора.

Вода, двигаясь последовательно по всем экранам, нагревается и из задней части верхнего коллектора правого экрана поступает в выходной коллектор котла. Из коллектора вода поступает в тепловую сеть.

Рис.1. Схема водотрубного тракта котла КВГ-7,56

Технические характеристики КВГ-7,56-150

Теплопроизводительность, МВт - 7,56

Температура воды, С:

На входе - 70
- на выходе - 150

Расход воды, м3/ч - 80,2

Давление воды, МПа

На входе - 1,6
- на выходе - 1,0

Расчетное топливо - газ

Расход топлива, нм3/ч - 822,6

Давление газа в горелках, МПа:

Минимальное - 0,00085
- максимальное - 0,015

Присоединительное давление газа - среднее

КПД, % - 91

Масса, трубной системы/общая масса поставки, т - 6,1/7,44

Габаритные размеры котла КВГ-7,56 в обмуровке, мм:

Длина - 5520
- ширина - 4190
- высота - 4110

Габаритные размеры трубной системы, мм

Длина - 4380
- ширина - 2910
- высота - 3090

Уровень шума в зоне обслуживания, ДБл - 80

Температура уходящих газов, °С - 140

Удельные выбросы, мг/м³ СО - 130

Разрежение в топке, Па - 20

Гидравлическое сопротивление, МПа - 0,245

Аэродинамическое сопротивление, мм. вод. ст. - 75

Рис.2. Водогрейные котлы КВГ

Водогрейные котлы КВГ-7,56-150 комплектуются горелками подовыми (3 шт), клапанами взрывными (2 шт), арматурой (задвижки, клапаны, краны), и приборами контроля (манометры, термометры) в пределах котла, воздуховодами, лестницей и др.

Трубная система котлоагрегата поставляется в собранном виде с последующей обмуровкой на месте монтажа.

Тягодутьевые устройства, применяемые на водогрейных котлах КВГ-7,56 (в комплект заводской поставки не входят):

Дымосос ДН-11,2 П = 16 606 м3/ч Н = 91 кгс/м² приведенным к 200 °С.

Электродвигатель 4А200М6, N = 22 КВт, n = 1 000 об/мин.

Вентилятор ВДН-9 П = 11 155 м³/ч Н = 43 кгс/м2 приведенным к 30 °С.

Электродвигатель 4А160S6, N = 11 КВт, n = 1 000 об/мин.