В.Л. Звягинцев, Модернизация водогрейных котлов типа КВГ и ТВГ

), факт остаётся фактом - из 17 единиц, построенных для отечественного ВМФ, в настоящий момент боеспособны только три (18% ), причём боеспособны ограниченно. Об этом говорит тот факт, что их предпочитают не выпускать за пределы "домашних" морей - Баренцева, Японского, Балтийского. В то же самое время, аналогичный "показатель выживаемости" газотурбинных ровесников "Сарычей" - БПК пр. 1155, составляет 62% (8 из13) - в 3,5 раза выше. И это при том, что "Фрегаты" почти не бывают дома, неустанно демонстрируя Андреевский флаг по всему земному шару.

Эсминец пр. 956 "Настойчивый" в Гдыне, 14.07.2008 (фото Tomasz с shipspotting.com, 3010 пикс.). Причинами чёрного дыма - явления досадного, но поправимого, могут быть : недостаток воздуха в топке, неправильная работа топочных устройств (форсунок), низкие температура и давление подаваемого топлива, неисправность системы автоматического регулирования.

Бытуют две распространённых точки зрения на причины неприятностей кораблей 956-го проекта: "виновата ГЭУ" и "виноват личный состав". Попробуем разобраться, какая из них ближе к действительности.

Вариант 1: виновата ГЭУ

Мнение об ущербности ГЭУ, наверное, лучше всего обосновал один из участников Морского форума Авиабазы : "напряжение топочного объёма котлов конструкторы увеличили, а там мучайтесь как хотите. На пр. 56 напряжение было в 2,5 раза ниже, и трубки летели гораздо меньше, хотя сталь трубок была проще и дешевле" (процитировано в вольном изложении, ссылка 2 ). Для справки: тепловое напряжение топочного объёма характеризует степень совершенства парового котла и представляет собой количество тепла (в Ккал), выделяющегося в одном кубическом метре топочного объёма в единицу времени (в час) при сжигании подаваемого в топку топлива [ 1 -14].

С эсминцами пр. 56 сравнивают "Сарычей" и Кузин с Никольским : "Решение [применить КТУ] было обоснованным, но реализовано оно было без учёта многих особенностей эксплуатации КТУ с ещё более напряжёнными котлами, чем на пр. 56 ... Установка требовала квалифицированного ухода при эксплуатации и дефицитных расходных материалов, которых на флотах не всегда было в достатке. В результате при нарушении правил эксплуатации... начались аварии и стало складываться явное предубеждение к установкам такого типа. В своё время, внедрив высокие параметры пара на пр. 56, была "закрыта" подача воздуха в котлы, теперь... [был сделан] следующий шаг по повышению напряжённости котлов..." [ 2 -150].

Если не дочитать монографию КиН до конца (по крайней мере, до стр. 415-421), может сложиться впечатление, что в течение без малого 20 лет, прошедших между вступлением в строй последнего ЭМ пр. 57-бис (развития пр. 56) и головного ЭМ пр. 956, боевые корабли с котлотурбинными установками в СССР вообще не строились, а ГЭУ "Сарыча" стала едва ли не технической авантюрой. Чтобы убедиться в обратном, придётся заглянуть в историю, начав издалека.

На первых послевоенных советских эсминцах пр. 30-бис стояли котлы с низкими параметрами пара (28 атм, 370 ° C ) и вентиляторным дутьём воздуха в котельное отделение (они были аналогичны тем, что применялись на довоенных пр. 7 и 7У). Высокие параметры пара (64 атм, 470 ° C ) были впервые применены в котлах 2-го поколения на ЭМ пр. 41 (прототипе пр. 56 и 57). Достигались они, в числе прочего, за счёт закрытого дутья непосредственно в топку котла (того самого "закрытия" подачи воздуха, о котором говорилось выше).

В высоконапорных котлах 3-го поколения, впервые установленных на РКР пр. 58, помимо высоких параметров пара были применены турбонаддувочные агрегаты (ТНА), которые позволили увеличить теплонапряжение топочного объёма по одним данным - в два [ 3 ], по другим - в три [ 2 -419] раза. И параметры пара, и теплонапряжение повышались главным образом ради увеличения агрегатной мощности ГТЗА (в конечном итоге - для поддержания заданной скорости хода при растущем водоизмещении) при сохранении приемлемых массогабаритных характеристик и экономичности (за счёт снижения удельной массы котлов и удельного расхода топлива).

Краткая история послевоенного отечественного котлостроения представлена в таблице :

Как видно из таблицы, в КТУ эсминцев пр. 956 нет ничего принципиально нового - это всего лишь усовершенствованный вариант силовой установки, созданной 18 годами ранее. От своей предшественницы - КТУ БПК пр. 1134А и ТАВКР пр. 1143, она отличается форсированием до 50000 л.с. (возможность которого определилась ещё при создании ГЭУ РКР пр. 58 [ 3 ]) и более экономичным ТНА. Конструкция котла КВН 98/64 аналогична конструкции КВН 95/64 [ 2 -419] - самого первого высоконапорного котла обр. 1962 г., а КВГ-3 отличается от КВН 98/64 лишь количеством трубок, их диаметром (30 мм вместо 25 мм), толщиной их стенок и слегка изменённой конструкцией экономайзера (ссылка 3 ).

Никакого " возврата к высоконапорным агрегатам, к которому отечественный ВМФ оказался технически и организационно неподготовленным" (о чём, противореча сами себе, пишут Кузин и Никольский [ 2 -418]), на самом деле не было - была ярко выраженная преемственность. К моменту передачи флоту "Современного" (25.12.1980) в состав ВМФ входили и активно эксплуатировались 23 корабля с высоконапорными котлами КВН 95/64 и 98/64 : 4 РКР пр. 58 (списаны в 1990-2002 г.г.), 2 ПКР пр. 1123 (1991-1996), 4 РКР пр. 1134 (1989-1994), 10 БПК пр. 1134А (1991-1993), последний из которых вступил в строй всего на три года раньше головного "Сарыча" и, наконец, 3 ТАВКР пр. 1143 (1993).

Ко дню распада СССР (26.12.1991) в составе ВМФ (с учётом списания) было уже 33 корабля 1-го ранга с высоконапорными котлами - почти столько же, сколько с газовыми турбинами (35 ). Учитывая многолетний опыт массовой эксплуатации котлов КВН 98/64, отработанную технологию их ремонта, действующую производственную базу и доступный ЗИП, можно утверждать, что по крайней мере в 1980-1990 г.г. эсминцы пр. 956 не испытывали серьёзных проблем с ГЭУ, что подтверждается их высокой наплаванностью в этот период времени. По этой причине версия о врождённой ущербности КТУ с высоконапорными котлами представляется несостоятельной.

Вариант 2: виноват личный состав

Данная точка зрения на причины бед пр. 956 является самой распространённой. Вот лишь некоторые высказывания : 1) "Все наши проблемы... - это неумение эксплуатировать технику... Лень экипажа может доконать любую установку... По своему опыту знаю, до какого состояния некоторые экипажи доводят корабли и технику отсутствием предусмотренных ППО и ППР... А [китайские] кораблики ходят и не ломаются, потому что существует такое понятие "культура обслуживания"; 2) "для идеальной эксплуатации [КТУ пр. 956] нужна идеальная водоподготовка и идеальные матросы... это то, что китайский ВМФ смог обеспечить, в отличии от нас"; 3) "на... ЭМ "Безбоязненный" котлы губили сами моряки, причин этому масса... "Сарычи" ходили бы и ходили, если бы матчасть эксплуатировали специалисты и по регламенту".

Ругают в основном матросов (за невнимательность, непонимание автоматики и т. д.), хотя плохая подготовка котельных машинистов автоматически подразумевает вину командиров КГ и БЧ-5, которые вряд ли станут заниматься самобичеванием (лично я таких откровений не слышал). Ругают наших матросов и хвалят китайских, хотя о том, что на самом деле творится в ВМС НОАК никто не знает - судят исключительно по фотографиям, сделанным неизвестно где и когда (о дальних походах китайских 956-х, кроме переходов с Балтики к местам базирования, также ничего не известно). Наконец, есть очень большие сомнения в том, что падение уровня подготовки личного состава при переходе от ВМФ СССР к ВМФ РФ было столь катастрофическим, что привело к почти полному исчезновению целого подкласса боевых кораблей.

Вместо того, чтобы возлагать всю вину на котельных машинистов - чернорабочих флота, следовало бы ответить на вопрос : почему при одинаково низком уровне подготовки флотских специалистов корабли с газотурбинными силовыми установками понесли гораздо меньшие потери на переходе к рыночной экономике? Тезис о простоте эксплуатации ГТУ по причине "высокой автоматизации процессов управления и малой трудоёмкости технического обслуживания" [ 5 ] здесь не подходит - системные непрофессионализм и халатность личного состава не могли быть узконаправленными, они должны были в равной степени сказаться и на КТУ, и на ГТУ. По мнению автора, ответ надо искать в другом .

Высоконапорный водотрубный паровой котёл КВГ-3: общий вид и принципиальная схема (илл. с официального сайта СКБК - Специального конструкторского бюро котлостроения). Обозначения: 1 - опускные трубы, 2 - топочное устройство, 3 - турбонаддувочный агрегат, 4 - газоочистное устройство, 5 - экономайзер, 6 - пароперегреватель, 7 - парообразущие трубы.

Вариант 3: виноват дефицит ЗИПа

Любой корабль, даже с самыми надёжными и неприхотливыми механизмами, не может эксплуатироваться бесконечно долго без аварий и поломок - ему необходимо регулярное сервисное обслуживание (СО) и запасные части (буква "З" в аббревиатуре ЗИП) для замены исчерпавших ресурс и вышедших из строя агрегатов, узлов и деталей. Агрегатный ресурс КТУ очень велик - 100 000 час. (11 лет непрерывной работы), что в разы больше по сравнению с ГТУ и среднеоборотными ДЭУ (30 000 - 40 000 час. = 3,5-4,5 года) [ 6 ], однако ресурс водогрейных трубок котлов составляет всего 8 000 час. ( ссылка 3 ). Замена трубок считается заурядной типовой операцией - когда они есть . В постперестроечные годы котельные трубки стали настоящей ахиллесовой пятой корабельных КТУ, о чём (в числе прочих) говорят два следующих факта.

1. На госиспытаниях ТАВКР "Адмирал Кузнецов" в 1992-1994 г.г. паропроизводительность котлов КВГ-4 (в основном, той же конструкции, что и КВГ-3) не превышала 1/3 от номинальной, а скорость хода - 18 уз (полная проектная - 29 уз), причиной чего являлось низкое давление пара (45 вместо 66 атм) - то и дело "летели трубки". Трубки прогорали из-за того, что их поставляли ржавыми, а потом и вовсе перестали поставлять. Узнав о том, что на Урале есть необходимый ЗИП, начальник ГШ ВМФ адмирал В. Селиванов послал туда самолёт , после чего самолётом же трубки отправили в Николаев на гибку. В результате предпринятых экстраординарных мер на авианосце удалось привести в порядок сначала первый эшелон котлов, а зимой 1994-1995 г.г. - и второй эшелон, сделав корабль более-менее боеспособным (ссылка 4 ).

2. С момента вступления в строй (26.03.1988 [ 7 ]) эсминец "Окрылённый" нёс службу всего 6 лет - к 09.03.1994, когда он был выведен в резерв 2-й категории, на корабле было заглушено максимальное количество лопнувших трубок в котлах (при числе заглушенных трубок, превышающем значения, указанные в нормативных документах, должна производиться полная замена трубок пучка - ссылка 5 , ссылка 6 ). Запасные трубки на эсминце были, однако по распоряжению командования их передали на ТАВКР "Баку", что и предопределило судьбу "Окрылённого" (исключён из состава ВМФ в 1998 г.) (ссылка 7 ).

Таким образом, в условиях острого дефицита запчастей и в отсутствие надлежащего сервисного обслуживания выдающийся 100-тысячный ресурс КТУ сводился к 8000 часов (1 году непрерывной работы) водогрейных трубок - её самого слабого звена. После заглушения нормативного количества трубок и вывода корабля в резерв, он автоматически становился "донором" для тех, кто ещё оставался на ходу (включая ТАВКР) и быстро терял последние шансы вернуться в строй. Здесь же кроется и причина лучшей "выживаемости" газотурбинных БПК пр. 1155 - при минимум 2,5-кратном преимуществе в агрегатном ресурсе КТУ эсминцев пр. 956 имела фактический ресурс (по трубкам) в 5 раз ниже . Как это ни прискорбно сознавать, но один из самых мощных и красивых проектов боевых кораблей второй половины XX века погубил низкотехнологичный металлопрокат .

Источники (через дефис может быть указан номер страницы).

1. А. Гусаров "Особенности устройства и эксплуатации паровых котлов корабельных КТЭУ", ДВГТИ, Владивосток, 2006 ().
2. В. Кузин, В. Никольский "Военно-морской флот СССР 1945-1991", Историческое морское общество, СПб, 1996.
3. В. Кузин "Ракетные крейсера проекта 58", военно-технический альманах "Tайфун", выпуск №1, стр. 2-9, СПб, 1996.
4. Интернет-справочник RussianShips . ).
7. А. Павлов "Эсминцы первого ранга", Якутск, 2000.

В.Л. Звягинцев, директор, КУ СОР «Фонд содействия развитию энергосберегающих технологий», г. Сумы, Украина

Котлы типа КВГ и ТВГ в настоящее время находятся в эксплуатации в десятках котельных коммунальной сферы Украины. Например, в г. Сумы такие котлы обеспечивают более 75% тепловой нагрузки системы теплоснабжения.

Одной из конструктивных особенностей котлов данных типов является применение подовых горелок для сжигания природного газа. К недостаткам подовых горелок можно отнести необходимость обеспечения завышенного расхода воздуха (α>2,5), а также зависимость расхода воздуха от разрежения в топке. Значительная длина факела, вызываемая малой скоростью перемешивания газа с воздухом, требует соответствующей высоты топки. При недостаточной высоте топки факел касается поверхностей нагрева или затягивается в газоходы. Такие горелки склонны к переходу в режим работы с повышенным химическим недожогом, что происходит при отсутствии постоянного контроля за чистотой горелочных устройств и параметрами их работы (необходимо регулирование оператором по режимной карте).

Обычно контроль стационарным газоанализатором на выходе из котла ведется очень редко, поэтому достаточно мощные котлы КВГ и ТВГ (4,65-11,6 МВт) работают большую часть времени с КПД на 3-7% ниже определенного режимной картой. Процесс регулирования - ручной, а значит, при этом, добавляется еще и человеческий фактор.

Следует заметить, что режимная карта котла действительна три года, в то время как поверка показывающих контрольно-измерительных приборов осуществляется каждый год, и если приборы после поверки устанавливаются не на свое место, то погрешность режима горения (т.е. отклонение от оптимальных параметров) увеличивается, а следовательно, снижается КПД котла.

Для решения вышеуказанных проблем и повышения эффективности работы котельной Национального аграрного университета (г. Сумы) в 2007 г. была выполнена модернизация оборудования котла КВГ-6,5 (табл. 1). Конструкция котла не изменилась, дымосос остался тот же, но горелка и автоматика котла были заменены на современные (рис. 1, 2). Для обеспечения плавного регулирования работы электропривода дымососа был применен частотный преобразователь.

Таблица 1. Характеристики котла КВГ-6,5.

На модернизированном котле установлен процессор, выполняющий функции автоматики защиты и регулирования. Он снабжен программами проверки параметров защиты котла (с выводом информации на дисплей), последовательного розжига горелок, управления процессами горения согласно введенной в память режимной карте каждой горелки (на 8-16 ступенях) и программой управления работой частотного преобразователя электропривода дымососа. В результате стало возможно обеспечить работу котла от момента нажатия кнопки «пуск» до остановки нажатием кнопки «стоп» в полностью автоматическом режиме.

Выбор конструкции горелок для узкой топки модернизируемого котла оказался не простой задачей. Применение микродиффузионных горелок с круглым или квадратным раструбом для такой топки оказалось невозможным, поэтому было разработано специальное горелочное устройство на основе горелки типа МДГГ-250 с вытянутым по высоте и сжатым по ширине топки раструбом, позволяющим получить факел, не касающийся экранов котла и напоминающий по форме факел подовой горелки. На котле были установлены три горелки новой конструкции. Для снижения теплового напряжения на заднем экране топки перед ним установили стенку из огнеупорного кирпича (толщиной 1/2 кирпича).

При проведении пуско-наладочных работ каждая горелка котла настраивалась на оптимальный режим работы отдельно от двух соседних горелок, также работающих на данной ступени. Для такой наладки потребовалось в задней кирпичной стенке обмуровки котла пробить три отверстия диаметром 20 мм для пропуска зонда газоанализатора в отводной газоход котла. Через эти отверстия можно было также контролировать визуально газоплотность опорных стаканов подовых горелок в конце топки. После завершения наладки в отверстия были установлены пробки из шнурового асбеста.

Применение новых горелок позволило уменьшить коэффициент избытка воздуха α=1,08-1,14, что привело к росту теплового напряжения в топке. Возникла опасность существенного увеличения температуры обмуровки топки котла, но, как показали испытания, температура поверхности тепловой изоляции котла КВГ-6,5 осталась прежней. Температура уходящих газов составила 87-143 О С в зависимости от режима работы. В то же время возникла другая проблема - в нижней части котла задняя кирпичная стенка обмуровки начала отсыревать. В результате пришлось повысить температуру уходящих дымовых газов, чтобы конденсат не разрушал (даже на небольшой площади) кирпичную обмуровку и не накапливался в U-образном газоходе от котла до дымососа. Таким образом потребовалось снизить достигнутое в результате модернизации значение КПД брутто котла с 95 до 93%.

По результатам эксплуатации модернизированного котла определена годовая экономия природного газа, которая составила 10% (3% - за счет повышения КПД брутто котла; 4% - за счет установки автоматики регулирования, устранившей человеческий фактор при регулировании соотношения «газ-воздух»; 3% - за счет устранения возникающего в подовых горелках химнедожога топлива). Экономия электроэнергии еще более ощутимая - на дросселировании

заслонок дымососа и вентилятора ранее терялось 70% электроэнергии в отопительный период и 90% - в летний.

Оценить экономическую эффективность модернизации котлов типа КВГ и ТВГ на примере различных котельных можно на основании расчетных данных, представленных в табл. 2.

При реализации всех проектов, указанных в таблице, сокращение выбросов СО 2 за счет уменьшения расхода природного газа и потребления электроэнергии составит 10 тыс. т/год.

В заключение отметим недостатки конструкции котлоагрегатов типа КВГ и ТВГ которые также в перспективе возможно устранить.

1. Для повышения КПД «брутто» котла до 95% необходимо решить техническую задачу по гидроизоляции отводящего газохода изнутри и установке датчика контроля уровня конденсата на дне U-образного газохода и отвода этого конденсата в канализацию выпара котельной.

2. В конструкции котлоагрегата нет системы воздухоподогрева. Для решения этого вопроса предлагается организовать забор воздуха за пределами здания котельной и подачу его в воздухоподогреватель, устанавливаемый на всасе дымососа. Далее воздух можно направить в три существующих канала под топками котла для дальнейшего подогрева и охлаждения пода. Движение воздуха в предлагаемой системе воздухоподогрева обеспечат вентиляторы горелок за счет силы разрежения на всасывающем патрубке.

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.

КВ-Г-0,4-0,8-95Н

1. Назначение

Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды давлением 0,6 МПа и температурой 95°С, используемой в системах отопления и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий.

2. Устройство и работа изделия и его составных частей.

2.1. Котел состоит из стального цилиндрического корпуса, внутри которого расположен циркуляционный контур, снаружи корпуса закреплен газоотводящий короб, снизу к корпусу крепится охлаждаемая циклонная топка. Верхнее отверстие корпуса закрыто охлаждаемой крышкой. С наружи корпус котла обшит листом, между которым и стенкой корпуса проложен теплоизолирующий материал.

2.2. Циркуляционный контур котла включает в себя циркуляционные контура топки и корпуса.

2.3. Циркуляционный контур топки образован делением цилиндров топки на две камеры (верхнюю и нижнюю) с помощью перегородки. Подвод воды осуществляется через патрубок, вваренный в нижнюю камеру. Вода из нижней камеры перетекает в верхнюю через отверстие в перегородке.С помощью перепускного трубопровода вода поступает в контур корпуса.

2.4. Циркуляционный контур корпуса состоит из двух сварных кольцевых гидрокамер прямоугольного сечения, соединенных вертикальными трубами O51x3. Трубы приварены к кольцевым гидрокамерам по двум концентрическим окружностям. Во внутренней окружности -33 трубы, в наружной -43 трубы, c целью равномерного распределения воды по трубам в котле выполнена многоходовая схема движения воды. Для этого в верхней и нижней гидрокамерах установлено по шесть радиальных перегородок, делящих гидрокамеры на шесть секций каждую, при этом перегородки в одной из гидрокамер установлены в шахматном порядке относительно перегородок другой гидрокамеры. Таким образом, создано одиннадцать ходов для движения воды в циркуляционном контуре котла. Вода поступает в семь труб (три трубы внутренней окружности и четыре трубы наружной окружности труб) первой секции нижней гидрокамеры, поднимается по этим трубам в первую секцию верхней гидрокамеры, опускается по семи трубам во вторую секцию нижней гидрокамеры, опять поднимается по семи трубам во вторую секцию верхней гидрокамеры и т. п. поднимается по шести трубам в шестую секцию верхней гидрокамеры котла, откуда по трубопроводу "прямой" воды поступает в теплосеть. Вода в гидрокамерах движется против часовой стрелки. Сверху на крышке установлены два штуцера для подвода и отвода охлаждающей воды. Вода для охлаждения крышки используется в основном циркуляционном контуре. Трубы в котле между собой соединены стальными перегородками, плавниками 12. Плавники привариваются к каждым двум соседним по ряду трубам. При этом все плавники привариваются сплошным швом. Между одиннадцатью трубами внутреннего ряда плавники не устанавливаются для возможности выхода продуктов сгорания из топки котла в первый газоход Первый газоход образован внутренним и наружным рядами труб. Второй газоход образован наружным рядом труб и обечайкой котла. Продукты сгорания, выходя из топки, последовательно проходят через первый и второй газоходы и через дымоотводящий патрубок направляются в трубу для выброса в атмосферу.

2.5. Котлы могут быть оборудованы любыми зарубежными и отечественными газовыми горелками соответствующей производительности (имеющие соответствующие технические характеристики и сертификат соответствия Госстандарта РФ, разрешение Ростехнадзора).

2.6. Диаметр трубопроводов подвода/отвода воды - Ду 80.

При необходимости по согласованию с заказчиком котлы могут быть укомплектованы автоматизированными горелками, насосами и др. оборудованием

Технические характеристики	КВ-Г-0,4-95Н	КВ-Г-0,8-95Н
Вид топлива
Рабочее давление воды, МПа
Температурный режим, ° C
Гидравлическое сопротивление, МПа
Диапазон регулирования теплопроизводительности по отношению к номинальной, %
Масса котла, кг
Расход воды, т/ч
Расход топлива (газ), м 3 /ч
Средняя наработка на отказ, ч, не менее
КПД котла, %, не менее, газ
Удельный выброс оксидов азота, мг/м?
Удельный выброс оксида углерода, мг/м?
Температура наружной (изолированной) поверхности нагрева котла, ° C

КВ-Г-4,65-7,56-95Н(115H)

1.Назначение.

1.1. Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды давлением 0,6 (6) МПа (кгс/см 2) и номинальной температурой 95 ° С либо 115 ° С, используемой в системах отопления жилых, общественных и производственных зданий. В качестве основного топлива используется природный газ, резервное - дизельное топливо.

2. Состав и работа котла.

2.1. Котлы выполнены в газоплотном исполнении, имеют горизонтальную компоновку, состоят из топочной камеры и конвективного газохода.

Топочная камера, имеющая горизонтальную компоновку, экранирована трубами O60х3 с шагом 90мм, входящими в коллекторы O159х4,5 мм. Конвективная поверхность нагрева состоит из U-образных ширм из труб O28х3 с шагом S1=64мм и S2=40 мм. Боковые стены конвективного газохода закрыты трубами O83х3,5 мм и являются одновременно стояками конвективных ширм.

2.2. Котлы могут быть оборудованы любыми зарубежными и отечественными газовыми горелками соответствующей производительности, имеющими соответствующие технические характеристики и сертификат соответствия Госстандарта РФ (см. табл.)

2.3. Несущий каркас у котлов отсутствует. Котлы имеют опоры, приваренные к нижним коллекторам.

2.4. Котлы изолируются теплоизоляционным материалом и поставляются в обшивке из металлического листа.

3. Качество сетевой подпиточной воды.

3.1.Качество сетевой подпиточной воды должно соответствовать РД 24.031.120-91.

* Котел поставляется одним транспортабельным блоком.

4. Технические характеристики

Технические характеристики	КВ-Г-4,65-95Н	КВ-Г-7,56-95Н	КВ-Г-4,65-95Н (режим 70-115)	КВ-Г-7,56-95Н (режим 70-115)
Номинальная теплопроизводительность, МВт
Вид топлива
Рабочее давление воды, МПа
Температурный режим, ° C
Расчетное гидравлическое сопротивление, МПа
Расход воды, т/ч на
Расход топлива (расчетный), м?/ч
Расход воздуха, м?/с (м?/ч)
Средний срок службы до списания, лет,
КПД котла, %не менее, газ
Температура уходящих газов, ° C
Расчетное аэродинамическое сопротивление, Па
Лучевоспринимающая поверхность нагрева, м 2
Конвективная поверхность нагрева, м 2

5. Комплектность поставки котлов серии КВ-Г

Котлы комплектуются (по желанию заказчика):

• Автоматикой, вентиляторами - в соответствии с вышеприведённой таблицей;

• Запорной арматурой.

Предшественниками котлов КВГ-34К были котлы КВГ-25 и КВГ- 25К(корректированного проекта) паропроизводительностью 25 т/ч и выра- батывающие пар тех же параметров. Эти котлы устанавливались на большой серии (24 единицы) отечественных сухогрузных судов типа «Ленинский комсомол» с паротурбинной установкой 9550 кВт, строящихся в конце 50-х - начале 60-х годов. Котлы судов типа «Ленинский комсомол» и танкеров типа «София» имеют аналогичные компоновку и поверхности нагрева, выполненные из труб одинаковых размеров. Примерно равны и их экономические показатели, КПД 93%. Основное отличие котлов в паропроиэводительности, незначительных отличиях общих размеров хвостовых поверхностей нагрева и числе и типе форсунок.

После замены у котлов КВГ-34К газового воздухоподогревателя на паровой была устранена коррозия его труб, а после замены шести механических центро­бежных форсунок на четыре паро­механические упростилась конструкция и эксплуатация агрегата. На 10.2 для сравнения приведены компоновок котлов КВГ-25 и КВГ-34К.

Наиболее современные и экономичные главные пароэнергетические установки выполняют с промежуточным перегревом пара. Перегретый пар от основного пароперегревателя направляется в турбину, частично со­вершает в ней работу (температура его при этом понижается), возвра­щается в промежуточный пароперег- реватель, приобретает первоначальную температуру и поступает в последующие ступени турбины, что позволяет общий процесс расширения пара в ней приблизить к наиболее экономичному - изотермическому. Для осуществления промежуточного, перегрева пара потребовались существенные изменения в конструкции и компоновке котлов, которые стали называть агрегатами шахтного типа. Обычно такие котлы входят в состав так называемой полутора- котельной установки, в которой котел шахтного типа используется как главный, а другой (однопроточный обычного типа) - в качестве вспомо­гательного для обеспечения судна па­ром на стоянке, а также для работы главной турбины на ходу в случае выхода из строя главного котла. Кот­лы шахтного типа оборудуют паро­образующими элементами только радиационного типа, которые обра­зуют полностью экранированную топку. Средними экранными стенка­ми, образованными из испаритель­ных труб, котлы делятся на две час­ти: топочную камеру и камеру в виде шахты, где размещаются конвектив­ные поверхности нагрева пароперег­ревателей (основного и промежуточ­ного) и экономайзера. Подобная ус­тановка применена на серии крупно­тоннажных танкеров типа «Крым», где установлены в качестве главного котел КВГ-80/80 паропроизводительностью 80 т/ч при давлении перегре­того пара 8 МПа и температуре 515 0 С, имеющий КПД 96%, в качетве вспомогательного - котел КВ-35/25-1 паропроизводительностью 35 т/ч,

Котел показан на рис. 10.3 и 10.4 (номера позиций на рисунках совпа­дают) . Правая часть агрегата, пред­ставляющая топочную камеру 12, об­разована экранами 11, 13, 15. Трубы торцевых экранов закреплены в кол­лекторах 5 и 14. Топочная камера оборудована четырьмя паромеханическими форсунками 7, расположен­ными в верхней части топки. Опуск­ными являются трубы 10, соединяю­щие паровой коллектор 2 с водяным коллектором 16. Образующиеся в топке продукты сгорания топлива проходят через разреженный участок труб 15, называемый фестоном, и поступают в шахту 18, где размещены конвективные змеевиковые поверхности нагрева основного пароперегревателя 19, промежуточного пароперегревателя 25, экономайзера 29 и трубчатые поверхности нагрева воздухоподогревателя 1 .

Пар из парового коллектора паропроводу 8 поступает в основной

Рис 10 3. Схема компоновки котла КВГ-80/80

пароперегреватель 19, состоящий из двух секций. Часть пара после пер­вой секции может быть направле­на по паропроводу 17 в главный пароохладитель 5 для возможности регулирования температуры перегре­того пара. Из основного пароперег­ревателя (после второй секции) пар но паропроводу 21 поступает к глав­ной паровой турбине. Предусмотре­ны также частичный отвод пара по паропроводу 20 во вспомогательный пароохладитель 4 и подача его в магистраль охлажденного пара 3. Частично отработавший в главной ТВД пар по паропроводу 27 посту­пает в

промежуточный пароперегре­ватель 25, откуда вновь перегретый по паропроводу 23 снова направля­ется в главную турбину. На схеме также обозначено: 6, 22,24, 26,28 - трубопроводы; 30 - подогреватель.

Регулирование температуры пе­регретого пара в промежуточном па­роперегревателе осуществляется с помощью перепускного паропровода 24, который предназначен для пода­чи насыщенного пара в Промежуточ­ный пароперегреватель (для защиты от пережога) и сброса его по паро­проводу 26 в систему охлажденного пара.

Питательная вода подается в эко­номайзер 29 по трубопроводу 28, а в котел - по трубопроводу 6. Воз­духоподогреватель трехходовой по газу и одноходовой по воздуху. По­следний пучок труб (третьего хода), где температура уходящих газов наи­более низкая, с газовой стороны име­ет защитное покрытие фторопластом против химической (низкотемпера­турной) коррозии. На режимах ма­лых нагрузок также для защиты воз­духоподогревателя от химической (низкотемпературной) коррозии предусмотрен предварительный по­догрев воздуха питательной водой в подогревателе 30.

На судах зарубежной постройки в качестве главных применяют котлы, конструктивно и по характеристикам мало отличающиеся от рассмотрен­ных котлов отечественной постройки.

Это тоже, как правило, вертикальные водотрубные однопроточные котлы с естественной циркуляцией, развитыми хвостовыми поверхностями нагрева и часто с полностью экранированной топкой. Секционные котлы, являющиеся единственными представителями горизонтальных водотрубных котлов, в свое время пришедшие на смену газотрубным (огнетрубным) оборотным как более совершенные и экономичные, в настоящее время как главные не применяются.