Эксплуатация газового котла: Инструкция по эксплуатации газового котла

Случаются ситуации, особенно в сельской местности, когда происходит отключение электричества вследствие аварии или перегрузки сети, от нескольких часов до нескольких дней. И если дом недостаточно утеплен, то даже двое суток без электричества могут привести к понижению температуры, и существует большая вероятность замерзания теплоносителя в системе отопления. Выявить ледяную пробку в системе отопления очень тяжело даже специалисту, который сам производил монтаж. Слабое, не утепленное место, может выявиться как в мансарде, так и в подвальном помещении.

Газовые котлы, в данной ситуации, зачастую в аварию не выходят, за исключением тех моделей, где отсутствует система байпас. Она активируется при отсутствии циркуляции в системе отопления, открывая «обводную» линию. При этом нагретый теплоноситель с подающей линии сразу же попадает на обратную, вследствие чего температура датчика начинает стремительно расти, и горелка выключается. Котел при этом включается в работу каждые три минуты (заводская задержка между циклами розжига), на несколько секунд. Система остается холодной, ближние радиаторы могут немножко прогреваться. Часто, при возникновении данной ситуации, владелец оборудования обращается в сервисную службу для вызова инженера на ремонт газового котла. Но инженер не сможет устранить проблему, так как она кроется не в котле, а в системе отопления. Опытные монтажники эту проблему решают, разбив систему на отдельные ветки и проверив их под протоком и давлением поочередно.

Чтобы не допустить нежелательных последствий сервисные мастера рекомендуют регулярно контролировать работу отопительной системы, не полагаясь всецело на автоматику, и не оставлять работающий котел без присмотра больше, чем на неделю. Если владелец лишен возможности регулярно посещать дом в холодное время года, стоит, например, обратиться к соседям.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.

Вас может заинтересовать:

Вам также может понравиться

Заказ был отправлен, с Вами свяжется наш менеджер.

Инструкция по эксплуатации газового котла: правила

Газовый котел – вещь сложная, а поэтому требует к себе должного отношения. Ведь помимо пользы он может принести еще и очень серьезный вред, поскольку неверное использование газового котла сопряжено с большими рисками для жизни человека.

Схема установки газового котла.

Именно поэтому сегодня будет приведена инструкция по эксплуатации газового котла.

Существует множество моделей этого агрегата, которые произведены разными фирмами, но в целом требования к эксплуатации у них одинаковы.

Каковы же они? Руководство пользователя газового котла будет представлено далее. Итак, основы эксплуатации газовых котлов.

Требования к размещению

Данные требования будут касаться непосредственно помещения, в котором должен быть размещен газовый котел. Что же на этот счет говорит инструкция по эксплуатации? Так, помещение должно иметь общую площадь более 7,5 м². Высота потолка – не менее 2,2 м.

Схема котла газового от Vaillant.

Кроме того, в комнате обязательно должно быть окно, которое при случае можно открыть. Оно должно выходить на улицу. Этого требует пожарная безопасность.

Что касается двери в данной комнате, то открываться она должна по ходу движения из помещения. В самом же помещении не должно быть выключателей. Их следует перенести за пределы комнаты.

Обязательно наличие вентиляционной системы (приточно-вытяжная). Необходимо приблизительно 15 м² воздуха на 1 м² сжигаемого газа. Также нужен трехкратный воздухообмен.

При монтаже самого котла в помещении должна четко соблюдаться техника пожарной безопасности. Так, от котла до сгораемых элементов помещения нужно вымерить расстояние не менее, чем 25 см. Что касается несгораемых элементов, то здесь допускается расстояние в 5 см.

Между дымоходом и сгораемыми частями расстояние составляет 40 см, а между дымоходом и несгораемыми – 15 см.

Газовый котел должен быть установлен на идеально ровной поверхности, на которой не наблюдается никаких уклонов. Это важно для безопасного использования.

Вернуться к оглавлению

Требования к дымоходу и иным частям

Дымоход нужно изготовить стали, желательно нержавеющей. Должны присутствовать прочистные люки, возможность отвода конденсата. В нижней части дымохода располагается карман, предназначенный для отложений.

Снаружи дымоход подлежит дополнительной теплоизоляции. Материал утеплителя нужно оградить от осадков и от конденсата.

Дымоход должен быть на 2-3 см выше, чем выходной патрубок котла. Высота дымохода должна составлять не менее 5 м. Установка дымохода осуществляет в приемной тарелке уловителя испарений. При этом конденсат не должен попадать внутрь котла.

Срез трубы не должен приходиться на область подпора ветрового.

А что насчет атмосферного расширительного бака? Его необходимо установить на самой верхней точке всей конструкции. Предпочтительнее, чтобы он располагался внутри комнаты.

Подающий трубопровод котла нужно оснастить группой безопасности и термометром. Сам же котел настоятельно не рекомендуется устанавливать в проемах, нишах и прочих подобных труднодоступных местах.

Вернуться к оглавлению

Требования к использованию

Перед тем как начинать использование котла, нужно удостовериться в некоторых очень важных моментах. Система отопления должна иметь нужное количество жидкости. Сам же котел должен иметь связь с атмосферой посредством расширительного бака. В рабочем состоянии должны находиться клапан предохранения и поле горелки. Последнее стоит освободить от посторонних вещей и прочего мусора. Вентиль котла нужно открыть.

Перед началом розжига необходимо удалить с горелки защитную пленку, если таковая имеется. Как же проводится розжиг? Для начала нужно удостовериться в том, что в помещении отсутствует запах газа. Кроме того, недопустимы такие явления, как открытый подающий кран трубопровода и присутствие тяги в дымоходе. Непосредственно перед розжигом открывается смотровое окошко горелки. В середину поля горелки подносят огонь. Если розжиг произошел, то должен появиться несильный хлопок. Как правило, это происходит в течение 5-7 секунд.

Если после проведенных действий розжиг так и не произошел, то стоит немедленно перекрыть вентиль и произвести вентиляцию помещения. Следующую попытку можно проводить не раньше чем через 10 минут. Так гласят правила эксплуатации.

Температуре при работе котла нельзя опускаться ниже 65°С, поскольку это может привести к возникновению конденсата. Важно следить, чтобы в процессе работы в помещении не возникло специфического запаха газа. В то же время температура не может быть выше 90°С. Горелку котла нужно периодически очищать от загрязнений.

Так выглядит основная инструкция по эксплуатации данного агрегата. Важно внимательно относиться к использованию газового котла и не допускать отклонений от правила применения. Эксплуатируйте правильно!

общие указания, техника безопасности — Все о печи в доме

Современные газовые котлы — высокотехнологичное современное оборудование, которое использует для нагрева теплоносителя (воды, антифриза) природный (метан) или сжиженный (пропан-бутан) газ — экологичное топливо, сравнительно дешевое, удобное. Правильная эксплуатация газовых котлов не несет повышенной опасности. Однако при этом следует четко придерживаться инструкции и соблюдать меры техники безопасности.

Общие указания по эксплуатации

Перед тем как начать эксплуатировать газовый котел, необходимо подключить его к газовой сети, трубам отопления, холодного и горячего водоснабжения (если агрегат двухконтурный и предназначен также для приготовления горячей воды), электрической сети, которые должны отвечать техническим характеристикам машины. Подключение к газу проводят только сертифицированные работники газовой службы. Воду присоединяют и осуществляют первый запуск котла представители специализированной организации по обслуживанию систем отопления. При подключении строго придерживаться требований гарантийного талона и инструкции по эксплуатации, иначе гарантия аннулируется.

Газовый котел может быть использован лишь для целей, для выполнения которых он предназначен.

Завод-изготовитель не несет ответственности при неправильной эксплуатации котла, нарушении правил эксплуатации и за повреждения, связанные с этим. Гарантия при этом также аннулируется.

Монтаж, сервис и другие работы должны производиться в полном соответствии с нормативно-технической документацией и руководством пользователя. Использоваться при этом должны только оригинальные запасные части.

При обнаружении неисправности в работе и/или поломке агрегата надлежит безотлагательно отключить краном подачу газа и вызвать квалифицированного специалиста. Строго запрещается производить любые работы с газовым котлом самостоятельно.

При производстве любых работ с воздуховодами и дымоходами или рядом с ними, необходимо отключить устройство и перекрыть газ. После завершения работ, перед включением котла, следует проверить функциональность воздуховодов и дымоходов.

Вернуться к оглавлению

При отключении газового котла на длительное время

• перекрыть газовый кран;
• при питании автоматики котла от электросети и наличии электрического водяного насоса, отключить их от линии;
• перекрыть краны системы холодного и горячего водоснабжения, системы отопления;
• если система отопления наполнена водой и ожидается опускание температуры окружающего воздуха ниже 0°С, надлежит слить воду из системы отопления;
• окончательное отключение агрегата следует поручить специалисту.

При чистке котла следует отключить его. Чистить аппарат разрешается влажными матерчатыми тряпками с мягким моющим средством, мыльной водой. Нельзя использовать для чистки агрессивные химические вещества, в том числе и моющие, инсектициды, прочие токсические вещества.

Пользоваться и хранить легковоспламеняющиеся вещества в одном помещении с газовым агрегатом категорически запрещается.

Вернуться к оглавлению

Правила техники безопасности

1. Не разбирать и не демонтировать аппарат самостоятельно.
2. Аккуратно обращаться с проводом электропитания.
3. Не класть посторонние предметы на агрегат.
4. Не залезать на аппарат.
5. Не пользоваться стульями, табуретами, столами, другими неустойчивыми предметами чтобы подняться для чистки настенного котла.
6. Следить за уровнем теплоносителя, своевременно доливать его в систему отопления.
7. В некоторых марках котлов запрещается использовать антифриз в качестве теплоносителя.
8. Не разрешается использование агрегата детьми или неопытными пользователями.
9. При возникновении запаха газа незамедлительно остановить агрегат и закрыть основной газовый кран, раскрыть окна и двери, вызвать по телефону из другого помещения представителей газовой службы и специализированной службы по ремонту отопительного оборудования.
10. При появлении запаха дыма или гари немедленно остановить устройство, перекрыть газовый кран, отключить электропитание, открыть окна и двери, вызвать представителей специализированной службы по ремонту отопительной аппаратуры.
11. Категорически запрещается вносить изменения в систему газоотвода и в автоматику, в том числе в предохранительный клапан.

https://1popechi.ru/youtu.be/CeX3uvPxRQY

Здесь приведена общая инструкция по эксплуатации газовых котлов. Конкретные пункты для каждой марки котла имеются в руководстве пользования, которая должна быть в комплекте поставки любого агрегата.

5 главных правил эксплуатации газового котла: техника безопасности

Принцип работы настенных, напольных, одноконтурных или двухконтурных газовых котлов одинаковый – нагрев теплоносителя сгорающим газом. Одноконтурные предназначены для отопления, а двухконтурные – еще и для нагрева воды.

Не зависимо, какая модель установлена, безопасность напрямую зависит от эксплуатации, т.е. соблюдения норм техники безопасности. Вследствие халатного отношения потребителя газовая установка может представлять серьезную угрозу, поскольку является источником повышенной опасности. Несоблюдение простых правил может привести к весьма и весьма печальным последствиям и даже трагедии!

Установка

Прежде всего, необходимо строго соблюдать нормы подключения газового котла. Установку могут осуществлять только работники монтажной организации с составлением акта подключения. Подсоединение газа выполняет исключительно представитель газовой службы, который устанавливает пломбы и вводит систему непосредственно в эксплуатацию после тщательной проверки герметичности соединительных элементов.

Электропитание

Очень важно обезопасить газовый котел от перебоев напряжения. Рекомендуется установить стабилизирующий трансформатор. А лучше подсоединить агрегат к источнику автономного электропитания.

Контроль работы

Для минимизации рисков лучше немного переплатить и установить котел с автоматикой. Современные производители оснащают свою продукцию разными защитами: от перегрева, замерзания, образования накипи, потери давления, утечки газа. Такие модели оснащены самодиагностикой и при каком-либо сбое котел отключается автоматически.

газовый котел

Если система дала сбой

Совокупность приборов – это единая система безопасности, а непосредственно функцию блокировки выполняют несколько датчиков. Наиболее опасный вариант – самопроизвольное затухание горелок и запальника, что может спровоцировать в комнате скопление газа, соответственно опасность взрыва велика.

Если по каким-то причинам датчики не сработали, то в данной ситуации ваши действия однозначны – прекратить подачу газа вручную, т.е. закрыть вентиль. Чтобы найти причину сбоя и быстро устранить обратитесь к газовым службам. Это не тот вариант, когда можно «попробовать» решить проблему самостоятельно – слишком велики риски! Вмешательство специалиста – даже не обсуждается!

Что еще нужно знать

Техника безопасности обращения с газовым оборудованием не терпит ошибок, поэтому все нормы нужно соблюдать в строгости.

• Запрещено открывать агрегат, нарушая герметичность.
• Нельзя демонтировать самостоятельно.
• К проводу электропитания относиться максимально бережно.
• Нельзя на поверхности котла хранить предметы, т.к. вибрация при работе установки может стать причиной падение предмета, что повлечет поломку оборудования.
• Производите чистку только после полного отключения от электросети.
• Запрещено вблизи газовой установки хранить легковоспламеняющиеся жидкости и/или материалы.
• Недопустимо эксплуатировать агрегат на максимальном пределе – перегрузки могут повлечь отклонения в работе режимов.
• При появлении запаха газа, дыма, проводки – необходимо отключить котел от сети, полностью перекрыть главный газовый вентиль, открыть форточки и вызвать специалиста газовой службы.

BetterBricks | Котельные работы и обслуживание котлов

Вступление

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

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

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

• Правила строительства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел IV-2007
• Рекомендуемые правила по уходу за отопительными котлами и их эксплуатации, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел VII-2007

крупнейших потребителей энергии в здании.Каждый год котельная установка остается без присмотра, затраты на котел могут увеличиваться примерно на 10% (1). Поэтому эксплуатация и техническое обслуживание котла — хорошее начало, когда вы ищете способы снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

Как работают котлы

В котлах, работающих на газе и жидком топливе, используется регулируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

Рисунок 1: Firetube Boiler (источник изображения: www.hurstboiler.com)

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

Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках кондиционирования воздуха, оборудовании для нагрева горячей воды и оконечных устройствах. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

При обсуждении различных типов котлов ниже приводится более подробная информация о конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

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

Двумя основными типами котлов являются котлы Firetube и Watertube. В котле Firetube горячие газы сгорания проходят через ряд труб, окруженных водой. В качестве альтернативы в водотрубном бойлере вода течет внутри трубок, а горячие газы от горения протекают по внешней стороне труб.Чертеж водотрубного котла показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Водотрубный котел

Firetube обычно используются для пара низкого давления или горячего водоснабжения и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в системах с паром более высокого давления и широко используются для систем комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более 20 000 000 БТЕ на входе (5).

Чугунные секционные котлы (рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемый в системах отопления коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они построены из чугунных секций, которые имеют каналы для воды и продуктов сгорания. Чугунные отливки скреплены болтами, как в старом паровом радиаторе. Секции соединены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Чугунные секционные котлы выгодны тем, что их можно собрать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их главный недостаток заключается в том, что секции герметизированы вместе с помощью прокладок, они подвержены утечкам по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котла.

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

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями Кодекса по котлам и сосудам под давлением ASME.Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на кв. Дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на кв. Дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, являются котлами низкого давления. Котлы высокого давления сконструированы для работы выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250 ° F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным котельным топливом, потому что он обычно легко доступен, чисто горит и обычно дешевле, чем масло или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору запас топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут в «пиковые периоды» для природного газа. Во времена, когда расценки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в периоды «непиковой нагрузки».

Электрические котлы используются на объектах, где требуется небольшое количество пара или где нет природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие горения приводит к уменьшению сложности конструкции и эксплуатации и меньшему количеству технического обслуживания. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены правилами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ на входе с общим КПД от 92 до 96% (2).

Тяговые методы
Разница давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая переносит продукты сгорания через котел в дымоход. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выводят продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: принудительная тяга, при которой воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания положительного давления; и Индуцированная тяга, при которой воздух втягивается через камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания отрицательного давления.

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

Конденсационный метод
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это очень важно для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре возвратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло в результате фазового перехода от водяного пара к жидкости и увеличивает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для обработки коррозионной конденсации, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные котлы без конденсации обычно работают в диапазоне КПД сгорания 75% — 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне КПД сгорания от 88% до 95% (2).

Ключевые компоненты котлов

Ключевые элементы котла включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, выхлопную трубу и органы управления. Аксессуары котла, включая экономайзер дымовых газов, также обычно используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла от котла и будут кратко обсуждены в разделе «Лучшие практики для эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с наддувом, также называемые механическими горелками. В связи с более строгими федеральными и государственными правилами качества воздуха горелки с низким уровнем выбросов NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более широко используемыми и даже требующимися в некоторых регионах. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива при его поступлении в горелку, эти типы горелок могут гарантировать снижение выбросов NOx.

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

Камера сгорания, обычно сделанная из чугуна или стали, вмещает горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, стальных трубных пучков или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали, плакированной медью.

Дымоход — это трубопровод, по которому горячие газы сгорания отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для обработки коррозионного конденсата. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как должны быть герметизированы стыки выхлопной трубы.

Управление котлом помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и работой регулируют скорость использования топлива для удовлетворения спроса.Главный рабочий орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и отправляет сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Обычные последовательности розжига горелки включают в себя включение / выключение, высокое / низкое / выключение и плавное регулирование.
Средства безопасности котла включают в себя средства контроля высокого давления и температуры, высокого и низкого давления газа / масла, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и защиты от пламени. Эти средства управления считаются мерами безопасности или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь для предотвращения возгорания котла.Например, если давление в котле превышает настройку предельного давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки низкого уровня воды, высоких пределов, реле контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Датчики пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае отсутствия воспламенения или другого небезопасного состояния.Органы управления защитой от пламени запрограммированы на управление горелкой и ее циклическое переключение между этапами работы.

Вопросы безопасности

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

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

Безопасность котлов — ключевая задача Национального совета инспекторов котлов и сосудов высокого давления.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что категорией инцидентов номер один, повлекшей за собой травмы, были плохое обслуживание и ошибка оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо проверять целостность сосуда под давлением, проверку предохранительных клапанов, устройств отключения воды и надлежащую работу поплавка, манометры и индикаторы уровня воды.Система подачи топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и обслуживания для обеспечения эффективной работы, теплопередачи и правильного обнаружения пламени. Руководство по передовой практике O&M Федерального проекта управления энергопотреблением (FEMP) по достижению операционной эффективности является хорошим ресурсом, описывающим план профилактического обслуживания, а также объясняющим важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

КПД

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, улавливаемой рабочим телом (например,грамм. вода) в котле определяется как полнота сгорания котла. Эффективность горения 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или масло, горит и выделяет только диоксид углерода, воду и тепло. При недостаточном количестве кислорода и / или плохом смешивании топлива и кислорода произойдет неполное сгорание, что приведет к появлению других продуктов сгорания, включая монооксид углерода и несгоревшее топливо.

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

Рисунок 5: Эффективность сгорания в зависимости от избытка воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяемое при сгорании, должно эффективно передаваться рабочей жидкости. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через кожух котла или дымовой газ. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим показателем теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем у рабочего тела в котле. В котлах без конденсации он должен быть достаточно высоким, чтобы водяной пар в выхлопных газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи коррозионным конденсатом. Конденсационные газовые котлы спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла от конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

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

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа с электрическими горелками, которая показывает взаимосвязь между избыточным воздухом, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, отслеживая линию этапа 1, при 9% кислорода дымовых газов (что эквивалентно примерно 67% избыточного воздуха, как видно на графике) и повышению температуры дымовых газов на 500 ° F, соответствующая эффективность сгорания составляет около 76.5%. При таком же повышении температуры дымовых газов на 500 ° F, этап 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к повышению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как Шаг 2 на Рисунке 6 выше. По мере того, как процентное содержание кислорода в дымовых газах уменьшается, меньше тепла передается избыточному кислороду, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовому газу, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте регуляторы котла для оптимального соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к неэффективному нагреву воздуха и его выбросу из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст проблему безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания за счет обеспечения достаточного количества избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком большого для снижения эффективности. Сколько избыточного воздуха достаточно для полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различных скоростей воспламенения горелки, но обычно считается между 2% — 3%.Избыточный воздух также должен быть отрегулирован с учетом колебаний температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых суточных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

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

Обычно избыток воздуха около 10% для газового котла является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха свыше 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов.Поэтому предпочтительным является поддержание оптимального уровня избытка воздуха во всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства контроля перекрестного ограничения и средства регулирования подачи кислорода. Эти типы органов управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим органам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа управления горелкой приведено ниже (3):

• Механическое управление промежуточным валом — это простейший тип модулирующего управления горелкой, обычно используемый на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один механический рычажный механизм управляет как воздухом, так и топливом. Эти органы управления не могут измерять расход воздуха или топлива. Диапазон регулирования ограничен, что приводит к чрезмерному избытку воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и скоростях стрельбы. Неровность рычагов затрудняет точное и повторяющееся управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
• Элементы управления параллельным расположением используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, что позволяет регулировать каждый из них во всем диапазоне горения котла.Во время настройки многие точки «наносятся на карту», ​​обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего потока топлива. Следовательно, соотношение воздух-топливо может изменяться во всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение во всех условиях стрельбы. Кроме того, с использованием электронных серводвигателей этот метод управления очень воспроизводим.
• Перекрестные ограничения регулирования , обычно применяемые к более крупным котлам, используют средства управления для определения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
• Регулировка кислородной коррекции используется вместе со стандартным параллельным позиционированием или перекрестным ограничением. Он анализирует кислород в дымовых газах и соответственно регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти элементы управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым расходом топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Контрольные датчики котла

Возможно возникновение утечки в распределительном контуре горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды в системе, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены пара или воды, которые теряются из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки системы.Счетчик следует снимать еженедельно для проверки непредвиденных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для компенсации потерь. Мониторинг подпиточной воды гарантирует, что вы максимизируете возврат конденсата, тем самым уменьшив потребность в подпиточной воде.

Сезонная работа

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

Эксплуатация нескольких котельных

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

Если на предприятии установлено несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частой работы. При использовании немодулирующих котлов может быть лучше включить последующие котлы, как только основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для соответствия нагрузке.С другой стороны, с модулирующими котлами КПД котла увеличивается при частичной нагрузке. Поэтому может быть выгоднее использовать несколько котлов одновременно в условиях частичной нагрузки, а не один котел на 100% мощности. На рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между интенсивностью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования как расхода воздуха, так и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД как функция расхода топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическое переключение котлов необходимо для эффективной работы.Когда нагрузка на здание снижается в ночное время и в выходные дни, вероятно, будет происходить повышенная цикличность котла, если никто не сможет выключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем предприятии несколько котлов, вы должны оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к снижению энергии. Резервный котел будет не только циклически включаться и выключаться, но и терять тепло в окружающую среду из-за потерь на излучение, которые значительно увеличиваются в процентах от мощности котла при пониженной мощности сжигания.При низких скоростях горения, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановить его в случае выхода из строя ведущего котла, но это необходимо сопоставить с этим большим штрафом за электроэнергию. Если резервный котел не критичен для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Последовательность управления блокировкой котла агрегата

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

Конденсационные котлы

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

Рисунок 8: Влияние температуры оборотной воды на КПД конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопных газах котла, которые передают тепло от топочного газа либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже в эффективных котлах, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы в дымовую трубу. Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Поддерживайте бойлер в чистоте

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

План химической очистки воды

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

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались на поверхности теплообмена котла либо у камина, либо у воды. Если это условие соблюдается, котел следует незамедлительно осмотреть.

Минимизация продувки котла

Наличие слишком большого количества растворенных твердых частиц (TDS) в котловой воде может вызвать образование накипи и снизить эффективность котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых частиц ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые частицы выпадут в осадок из воды и образуют накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых частиц и поддержания концентрации TDS ниже уровня, на котором они будут выпадать в осадок.Последовательная и частая продувка небольшого объема — лучшая практика, чем нечастая продувка большого объема, поскольку она позволяет экономить энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой небольшое количество воды непрерывно сливается из котла, а свежая подпиточная вода подается.

Осмотрите и отремонтируйте изоляцию

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги несут большие потери энергии.Обычно экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130 ° F (4). Трубопроводы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, дают двойное наказание, поскольку потери тепла в трубах необходимо устранять с помощью дополнительного кондиционирования воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котла

начинаются с ведения регулярных плановых проверок и списков проверок для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температуру воды и температуру дымовых газов следует регистрировать ежедневно, поскольку они могут служить в качестве исходных данных для работы системы и устранения неисправностей. Для документирования характеристик системы следует проводить более подробные проверки и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий работы системы с течением времени может быть не так очевидно без использования такой документации. В Руководстве по передовой практике O&M Федеральной программы управления энергопотреблением для достижения операционной эффективности (5) содержатся примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему предприятию.Следующие ниже контрольные списки обслуживания составлены на основе передовых методов, которые также можно найти в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котлов

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

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котлов

Источник таблицы: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 3: Образец ежемесячного контрольного списка котлов

Таблица 4: Образец годового контрольного списка котлов

Рекомендации

1. Кейпхарт, Б., Тернер, В. и Кеннеди, В., 2006. Руководство по управлению энергопотреблением.
2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
3. Котлы и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г. http://oee.nrcan.gc.ca/publica …
4. Информационный бюллетень Федеральной программы энергоменеджмента, PNNL, январь 2005 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/om_combustion.pdf
5. FEMP O&M Best Practices, a Guide to Achiting Operational Efficiency, U.S. Министерство энергетики, август 2010 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
6. Справочник по эффективной эксплуатации котла, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
7. The Control of Boilers, 2nd Edition, Sam G. Dukelow, 1991.

Другие источники

1. Национальный совет инспекторов котлов и сосудов под давлением, http: // www.nationalboard.org/default.aspx.
2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

BetterBricks | Котельные работы и обслуживание котлов

Вступление

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

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

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

• Правила строительства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел IV-2007
• Рекомендуемые правила по уходу за отопительными котлами и их эксплуатации, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел VII-2007

крупнейших потребителей энергии в здании.Каждый год котельная установка остается без присмотра, затраты на котел могут увеличиваться примерно на 10% (1). Поэтому эксплуатация и техническое обслуживание котла — хорошее начало, когда вы ищете способы снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

Как работают котлы

В котлах, работающих на газе и жидком топливе, используется регулируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

Рисунок 1: Firetube Boiler (источник изображения: www.hurstboiler.com)

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

Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках кондиционирования воздуха, оборудовании для нагрева горячей воды и оконечных устройствах. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

При обсуждении различных типов котлов ниже приводится более подробная информация о конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

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

Двумя основными типами котлов являются котлы Firetube и Watertube. В котле Firetube горячие газы сгорания проходят через ряд труб, окруженных водой. В качестве альтернативы в водотрубном бойлере вода течет внутри трубок, а горячие газы от горения протекают по внешней стороне труб.Чертеж водотрубного котла показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Водотрубный котел

Firetube обычно используются для пара низкого давления или горячего водоснабжения и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в системах с паром более высокого давления и широко используются для систем комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более 20 000 000 БТЕ на входе (5).

Чугунные секционные котлы (рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемый в системах отопления коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они построены из чугунных секций, которые имеют каналы для воды и продуктов сгорания. Чугунные отливки скреплены болтами, как в старом паровом радиаторе. Секции соединены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Чугунные секционные котлы выгодны тем, что их можно собрать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их главный недостаток заключается в том, что секции герметизированы вместе с помощью прокладок, они подвержены утечкам по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котла.

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

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями Кодекса по котлам и сосудам под давлением ASME.Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на кв. Дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на кв. Дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, являются котлами низкого давления. Котлы высокого давления сконструированы для работы выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250 ° F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным котельным топливом, потому что он обычно легко доступен, чисто горит и обычно дешевле, чем масло или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору запас топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут в «пиковые периоды» для природного газа. Во времена, когда расценки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в периоды «непиковой нагрузки».

Электрические котлы используются на объектах, где требуется небольшое количество пара или где нет природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие горения приводит к уменьшению сложности конструкции и эксплуатации и меньшему количеству технического обслуживания. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены правилами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ на входе с общим КПД от 92 до 96% (2).

Тяговые методы
Разница давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая переносит продукты сгорания через котел в дымоход. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выводят продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: принудительная тяга, при которой воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания положительного давления; и Индуцированная тяга, при которой воздух втягивается через камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания отрицательного давления.

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

Конденсационный метод
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это очень важно для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре возвратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло в результате фазового перехода от водяного пара к жидкости и увеличивает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для обработки коррозионной конденсации, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные котлы без конденсации обычно работают в диапазоне КПД сгорания 75% — 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне КПД сгорания от 88% до 95% (2).

Ключевые компоненты котлов

Ключевые элементы котла включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, выхлопную трубу и органы управления. Аксессуары котла, включая экономайзер дымовых газов, также обычно используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла от котла и будут кратко обсуждены в разделе «Лучшие практики для эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с наддувом, также называемые механическими горелками. В связи с более строгими федеральными и государственными правилами качества воздуха горелки с низким уровнем выбросов NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более широко используемыми и даже требующимися в некоторых регионах. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива при его поступлении в горелку, эти типы горелок могут гарантировать снижение выбросов NOx.

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

Камера сгорания, обычно сделанная из чугуна или стали, вмещает горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, стальных трубных пучков или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали, плакированной медью.

Дымоход — это трубопровод, по которому горячие газы сгорания отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для обработки коррозионного конденсата. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как должны быть герметизированы стыки выхлопной трубы.

Управление котлом помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и работой регулируют скорость использования топлива для удовлетворения спроса.Главный рабочий орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и отправляет сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Обычные последовательности розжига горелки включают в себя включение / выключение, высокое / низкое / выключение и плавное регулирование.
Средства безопасности котла включают в себя средства контроля высокого давления и температуры, высокого и низкого давления газа / масла, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и защиты от пламени. Эти средства управления считаются мерами безопасности или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь для предотвращения возгорания котла.Например, если давление в котле превышает настройку предельного давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки низкого уровня воды, высоких пределов, реле контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Датчики пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае отсутствия воспламенения или другого небезопасного состояния.Органы управления защитой от пламени запрограммированы на управление горелкой и ее циклическое переключение между этапами работы.

Вопросы безопасности

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

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

Безопасность котлов — ключевая задача Национального совета инспекторов котлов и сосудов высокого давления.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что категорией инцидентов номер один, повлекшей за собой травмы, были плохое обслуживание и ошибка оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо проверять целостность сосуда под давлением, проверку предохранительных клапанов, устройств отключения воды и надлежащую работу поплавка, манометры и индикаторы уровня воды.Система подачи топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и обслуживания для обеспечения эффективной работы, теплопередачи и правильного обнаружения пламени. Руководство по передовой практике O&M Федерального проекта управления энергопотреблением (FEMP) по достижению операционной эффективности является хорошим ресурсом, описывающим план профилактического обслуживания, а также объясняющим важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

КПД

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, улавливаемой рабочим телом (например,грамм. вода) в котле определяется как полнота сгорания котла. Эффективность горения 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или масло, горит и выделяет только диоксид углерода, воду и тепло. При недостаточном количестве кислорода и / или плохом смешивании топлива и кислорода произойдет неполное сгорание, что приведет к появлению других продуктов сгорания, включая монооксид углерода и несгоревшее топливо.

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

Рисунок 5: Эффективность сгорания в зависимости от избытка воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяемое при сгорании, должно эффективно передаваться рабочей жидкости. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через кожух котла или дымовой газ. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим показателем теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем у рабочего тела в котле. В котлах без конденсации он должен быть достаточно высоким, чтобы водяной пар в выхлопных газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи коррозионным конденсатом. Конденсационные газовые котлы спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла от конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

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

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа с электрическими горелками, которая показывает взаимосвязь между избыточным воздухом, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, отслеживая линию этапа 1, при 9% кислорода дымовых газов (что эквивалентно примерно 67% избыточного воздуха, как видно на графике) и повышению температуры дымовых газов на 500 ° F, соответствующая эффективность сгорания составляет около 76.5%. При таком же повышении температуры дымовых газов на 500 ° F, этап 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к повышению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как Шаг 2 на Рисунке 6 выше. По мере того, как процентное содержание кислорода в дымовых газах уменьшается, меньше тепла передается избыточному кислороду, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовому газу, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте регуляторы котла для оптимального соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к неэффективному нагреву воздуха и его выбросу из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст проблему безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания за счет обеспечения достаточного количества избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком большого для снижения эффективности. Сколько избыточного воздуха достаточно для полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различных скоростей воспламенения горелки, но обычно считается между 2% — 3%.Избыточный воздух также должен быть отрегулирован с учетом колебаний температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых суточных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

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

Обычно избыток воздуха около 10% для газового котла является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха свыше 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов.Поэтому предпочтительным является поддержание оптимального уровня избытка воздуха во всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства контроля перекрестного ограничения и средства регулирования подачи кислорода. Эти типы органов управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим органам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа управления горелкой приведено ниже (3):

• Механическое управление промежуточным валом — это простейший тип модулирующего управления горелкой, обычно используемый на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один механический рычажный механизм управляет как воздухом, так и топливом. Эти органы управления не могут измерять расход воздуха или топлива. Диапазон регулирования ограничен, что приводит к чрезмерному избытку воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и скоростях стрельбы. Неровность рычагов затрудняет точное и повторяющееся управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
• Элементы управления параллельным расположением используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, что позволяет регулировать каждый из них во всем диапазоне горения котла.Во время настройки многие точки «наносятся на карту», ​​обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего потока топлива. Следовательно, соотношение воздух-топливо может изменяться во всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение во всех условиях стрельбы. Кроме того, с использованием электронных серводвигателей этот метод управления очень воспроизводим.
• Перекрестные ограничения регулирования , обычно применяемые к более крупным котлам, используют средства управления для определения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
• Регулировка кислородной коррекции используется вместе со стандартным параллельным позиционированием или перекрестным ограничением. Он анализирует кислород в дымовых газах и соответственно регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти элементы управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым расходом топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Контрольные датчики котла

Возможно возникновение утечки в распределительном контуре горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды в системе, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены пара или воды, которые теряются из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки системы.Счетчик следует снимать еженедельно для проверки непредвиденных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для компенсации потерь. Мониторинг подпиточной воды гарантирует, что вы максимизируете возврат конденсата, тем самым уменьшив потребность в подпиточной воде.

Сезонная работа

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

Эксплуатация нескольких котельных

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

Если на предприятии установлено несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частой работы. При использовании немодулирующих котлов может быть лучше включить последующие котлы, как только основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для соответствия нагрузке.С другой стороны, с модулирующими котлами КПД котла увеличивается при частичной нагрузке. Поэтому может быть выгоднее использовать несколько котлов одновременно в условиях частичной нагрузки, а не один котел на 100% мощности. На рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между интенсивностью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования как расхода воздуха, так и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД как функция расхода топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическое переключение котлов необходимо для эффективной работы.Когда нагрузка на здание снижается в ночное время и в выходные дни, вероятно, будет происходить повышенная цикличность котла, если никто не сможет выключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем предприятии несколько котлов, вы должны оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к снижению энергии. Резервный котел будет не только циклически включаться и выключаться, но и терять тепло в окружающую среду из-за потерь на излучение, которые значительно увеличиваются в процентах от мощности котла при пониженной мощности сжигания.При низких скоростях горения, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановить его в случае выхода из строя ведущего котла, но это необходимо сопоставить с этим большим штрафом за электроэнергию. Если резервный котел не критичен для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Последовательность управления блокировкой котла агрегата

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

Конденсационные котлы

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

Рисунок 8: Влияние температуры оборотной воды на КПД конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопных газах котла, которые передают тепло от топочного газа либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже в эффективных котлах, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы в дымовую трубу. Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Поддерживайте бойлер в чистоте

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

План химической очистки воды

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

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались на поверхности теплообмена котла либо у камина, либо у воды. Если это условие соблюдается, котел следует незамедлительно осмотреть.

Минимизация продувки котла

Наличие слишком большого количества растворенных твердых частиц (TDS) в котловой воде может вызвать образование накипи и снизить эффективность котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых частиц ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые частицы выпадут в осадок из воды и образуют накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых частиц и поддержания концентрации TDS ниже уровня, на котором они будут выпадать в осадок.Последовательная и частая продувка небольшого объема — лучшая практика, чем нечастая продувка большого объема, поскольку она позволяет экономить энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой небольшое количество воды непрерывно сливается из котла, а свежая подпиточная вода подается.

Осмотрите и отремонтируйте изоляцию

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги несут большие потери энергии.Обычно экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130 ° F (4). Трубопроводы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, дают двойное наказание, поскольку потери тепла в трубах необходимо устранять с помощью дополнительного кондиционирования воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котла

начинаются с ведения регулярных плановых проверок и списков проверок для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температуру воды и температуру дымовых газов следует регистрировать ежедневно, поскольку они могут служить в качестве исходных данных для работы системы и устранения неисправностей. Для документирования характеристик системы следует проводить более подробные проверки и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий работы системы с течением времени может быть не так очевидно без использования такой документации. В Руководстве по передовой практике O&M Федеральной программы управления энергопотреблением для достижения операционной эффективности (5) содержатся примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему предприятию.Следующие ниже контрольные списки обслуживания составлены на основе передовых методов, которые также можно найти в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котлов

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

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котлов

Источник таблицы: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 3: Образец ежемесячного контрольного списка котлов

Таблица 4: Образец годового контрольного списка котлов

Рекомендации

1. Кейпхарт, Б., Тернер, В. и Кеннеди, В., 2006. Руководство по управлению энергопотреблением.
2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
3. Котлы и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г. http://oee.nrcan.gc.ca/publica …
4. Информационный бюллетень Федеральной программы энергоменеджмента, PNNL, январь 2005 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/om_combustion.pdf
5. FEMP O&M Best Practices, a Guide to Achiting Operational Efficiency, U.S. Министерство энергетики, август 2010 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
6. Справочник по эффективной эксплуатации котла, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
7. The Control of Boilers, 2nd Edition, Sam G. Dukelow, 1991.

Другие источники

1. Национальный совет инспекторов котлов и сосудов под давлением, http: // www.nationalboard.org/default.aspx.
2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

BetterBricks | Котельные работы и обслуживание котлов

Вступление

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

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

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

• Правила строительства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел IV-2007
• Рекомендуемые правила по уходу за отопительными котлами и их эксплуатации, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел VII-2007

крупнейших потребителей энергии в здании.Каждый год котельная установка остается без присмотра, затраты на котел могут увеличиваться примерно на 10% (1). Поэтому эксплуатация и техническое обслуживание котла — хорошее начало, когда вы ищете способы снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

Как работают котлы

В котлах, работающих на газе и жидком топливе, используется регулируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

Рисунок 1: Firetube Boiler (источник изображения: www.hurstboiler.com)

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

Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках кондиционирования воздуха, оборудовании для нагрева горячей воды и оконечных устройствах. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

При обсуждении различных типов котлов ниже приводится более подробная информация о конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

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

Двумя основными типами котлов являются котлы Firetube и Watertube. В котле Firetube горячие газы сгорания проходят через ряд труб, окруженных водой. В качестве альтернативы в водотрубном бойлере вода течет внутри трубок, а горячие газы от горения протекают по внешней стороне труб.Чертеж водотрубного котла показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Водотрубный котел

Firetube обычно используются для пара низкого давления или горячего водоснабжения и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в системах с паром более высокого давления и широко используются для систем комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более 20 000 000 БТЕ на входе (5).

Чугунные секционные котлы (рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемый в системах отопления коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они построены из чугунных секций, которые имеют каналы для воды и продуктов сгорания. Чугунные отливки скреплены болтами, как в старом паровом радиаторе. Секции соединены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Чугунные секционные котлы выгодны тем, что их можно собрать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их главный недостаток заключается в том, что секции герметизированы вместе с помощью прокладок, они подвержены утечкам по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котла.

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

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями Кодекса по котлам и сосудам под давлением ASME.Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на кв. Дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на кв. Дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, являются котлами низкого давления. Котлы высокого давления сконструированы для работы выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250 ° F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным котельным топливом, потому что он обычно легко доступен, чисто горит и обычно дешевле, чем масло или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору запас топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут в «пиковые периоды» для природного газа. Во времена, когда расценки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в периоды «непиковой нагрузки».

Электрические котлы используются на объектах, где требуется небольшое количество пара или где нет природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие горения приводит к уменьшению сложности конструкции и эксплуатации и меньшему количеству технического обслуживания. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены правилами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ на входе с общим КПД от 92 до 96% (2).

Тяговые методы
Разница давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая переносит продукты сгорания через котел в дымоход. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выводят продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: принудительная тяга, при которой воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания положительного давления; и Индуцированная тяга, при которой воздух втягивается через камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания отрицательного давления.

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

Конденсационный метод
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это очень важно для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре возвратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло в результате фазового перехода от водяного пара к жидкости и увеличивает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для обработки коррозионной конденсации, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные котлы без конденсации обычно работают в диапазоне КПД сгорания 75% — 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне КПД сгорания от 88% до 95% (2).

Ключевые компоненты котлов

Ключевые элементы котла включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, выхлопную трубу и органы управления. Аксессуары котла, включая экономайзер дымовых газов, также обычно используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла от котла и будут кратко обсуждены в разделе «Лучшие практики для эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с наддувом, также называемые механическими горелками. В связи с более строгими федеральными и государственными правилами качества воздуха горелки с низким уровнем выбросов NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более широко используемыми и даже требующимися в некоторых регионах. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива при его поступлении в горелку, эти типы горелок могут гарантировать снижение выбросов NOx.

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

Камера сгорания, обычно сделанная из чугуна или стали, вмещает горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, стальных трубных пучков или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали, плакированной медью.

Дымоход — это трубопровод, по которому горячие газы сгорания отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для обработки коррозионного конденсата. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как должны быть герметизированы стыки выхлопной трубы.

Управление котлом помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и работой регулируют скорость использования топлива для удовлетворения спроса.Главный рабочий орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и отправляет сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Обычные последовательности розжига горелки включают в себя включение / выключение, высокое / низкое / выключение и плавное регулирование.
Средства безопасности котла включают в себя средства контроля высокого давления и температуры, высокого и низкого давления газа / масла, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и защиты от пламени. Эти средства управления считаются мерами безопасности или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь для предотвращения возгорания котла.Например, если давление в котле превышает настройку предельного давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки низкого уровня воды, высоких пределов, реле контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Датчики пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае отсутствия воспламенения или другого небезопасного состояния.Органы управления защитой от пламени запрограммированы на управление горелкой и ее циклическое переключение между этапами работы.

Вопросы безопасности

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

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

Безопасность котлов — ключевая задача Национального совета инспекторов котлов и сосудов высокого давления.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что категорией инцидентов номер один, повлекшей за собой травмы, были плохое обслуживание и ошибка оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо проверять целостность сосуда под давлением, проверку предохранительных клапанов, устройств отключения воды и надлежащую работу поплавка, манометры и индикаторы уровня воды.Система подачи топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и обслуживания для обеспечения эффективной работы, теплопередачи и правильного обнаружения пламени. Руководство по передовой практике O&M Федерального проекта управления энергопотреблением (FEMP) по достижению операционной эффективности является хорошим ресурсом, описывающим план профилактического обслуживания, а также объясняющим важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

КПД

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, улавливаемой рабочим телом (например,грамм. вода) в котле определяется как полнота сгорания котла. Эффективность горения 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или масло, горит и выделяет только диоксид углерода, воду и тепло. При недостаточном количестве кислорода и / или плохом смешивании топлива и кислорода произойдет неполное сгорание, что приведет к появлению других продуктов сгорания, включая монооксид углерода и несгоревшее топливо.

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

Рисунок 5: Эффективность сгорания в зависимости от избытка воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяемое при сгорании, должно эффективно передаваться рабочей жидкости. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через кожух котла или дымовой газ. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим показателем теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем у рабочего тела в котле. В котлах без конденсации он должен быть достаточно высоким, чтобы водяной пар в выхлопных газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи коррозионным конденсатом. Конденсационные газовые котлы спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла от конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

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

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа с электрическими горелками, которая показывает взаимосвязь между избыточным воздухом, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, отслеживая линию этапа 1, при 9% кислорода дымовых газов (что эквивалентно примерно 67% избыточного воздуха, как видно на графике) и повышению температуры дымовых газов на 500 ° F, соответствующая эффективность сгорания составляет около 76.5%. При таком же повышении температуры дымовых газов на 500 ° F, этап 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к повышению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как Шаг 2 на Рисунке 6 выше. По мере того, как процентное содержание кислорода в дымовых газах уменьшается, меньше тепла передается избыточному кислороду, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовому газу, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте регуляторы котла для оптимального соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к неэффективному нагреву воздуха и его выбросу из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст проблему безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания за счет обеспечения достаточного количества избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком большого для снижения эффективности. Сколько избыточного воздуха достаточно для полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различных скоростей воспламенения горелки, но обычно считается между 2% — 3%.Избыточный воздух также должен быть отрегулирован с учетом колебаний температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых суточных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

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

Обычно избыток воздуха около 10% для газового котла является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха свыше 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов.Поэтому предпочтительным является поддержание оптимального уровня избытка воздуха во всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства контроля перекрестного ограничения и средства регулирования подачи кислорода. Эти типы органов управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим органам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа управления горелкой приведено ниже (3):

• Механическое управление промежуточным валом — это простейший тип модулирующего управления горелкой, обычно используемый на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один механический рычажный механизм управляет как воздухом, так и топливом. Эти органы управления не могут измерять расход воздуха или топлива. Диапазон регулирования ограничен, что приводит к чрезмерному избытку воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и скоростях стрельбы. Неровность рычагов затрудняет точное и повторяющееся управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
• Элементы управления параллельным расположением используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, что позволяет регулировать каждый из них во всем диапазоне горения котла.Во время настройки многие точки «наносятся на карту», ​​обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего потока топлива. Следовательно, соотношение воздух-топливо может изменяться во всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение во всех условиях стрельбы. Кроме того, с использованием электронных серводвигателей этот метод управления очень воспроизводим.
• Перекрестные ограничения регулирования , обычно применяемые к более крупным котлам, используют средства управления для определения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
• Регулировка кислородной коррекции используется вместе со стандартным параллельным позиционированием или перекрестным ограничением. Он анализирует кислород в дымовых газах и соответственно регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти элементы управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым расходом топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Контрольные датчики котла

Возможно возникновение утечки в распределительном контуре горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды в системе, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены пара или воды, которые теряются из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки системы.Счетчик следует снимать еженедельно для проверки непредвиденных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для компенсации потерь. Мониторинг подпиточной воды гарантирует, что вы максимизируете возврат конденсата, тем самым уменьшив потребность в подпиточной воде.

Сезонная работа

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

Эксплуатация нескольких котельных

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

Если на предприятии установлено несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частой работы. При использовании немодулирующих котлов может быть лучше включить последующие котлы, как только основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для соответствия нагрузке.С другой стороны, с модулирующими котлами КПД котла увеличивается при частичной нагрузке. Поэтому может быть выгоднее использовать несколько котлов одновременно в условиях частичной нагрузки, а не один котел на 100% мощности. На рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между интенсивностью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования как расхода воздуха, так и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД как функция расхода топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическое переключение котлов необходимо для эффективной работы.Когда нагрузка на здание снижается в ночное время и в выходные дни, вероятно, будет происходить повышенная цикличность котла, если никто не сможет выключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем предприятии несколько котлов, вы должны оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к снижению энергии. Резервный котел будет не только циклически включаться и выключаться, но и терять тепло в окружающую среду из-за потерь на излучение, которые значительно увеличиваются в процентах от мощности котла при пониженной мощности сжигания.При низких скоростях горения, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановить его в случае выхода из строя ведущего котла, но это необходимо сопоставить с этим большим штрафом за электроэнергию. Если резервный котел не критичен для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Последовательность управления блокировкой котла агрегата

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

Конденсационные котлы

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

Рисунок 8: Влияние температуры оборотной воды на КПД конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопных газах котла, которые передают тепло от топочного газа либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже в эффективных котлах, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы в дымовую трубу. Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Поддерживайте бойлер в чистоте

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

План химической очистки воды

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

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались на поверхности теплообмена котла либо у камина, либо у воды. Если это условие соблюдается, котел следует незамедлительно осмотреть.

Минимизация продувки котла

Наличие слишком большого количества растворенных твердых частиц (TDS) в котловой воде может вызвать образование накипи и снизить эффективность котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых частиц ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые частицы выпадут в осадок из воды и образуют накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых частиц и поддержания концентрации TDS ниже уровня, на котором они будут выпадать в осадок.Последовательная и частая продувка небольшого объема — лучшая практика, чем нечастая продувка большого объема, поскольку она позволяет экономить энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой небольшое количество воды непрерывно сливается из котла, а свежая подпиточная вода подается.

Осмотрите и отремонтируйте изоляцию

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги несут большие потери энергии.Обычно экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130 ° F (4). Трубопроводы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, дают двойное наказание, поскольку потери тепла в трубах необходимо устранять с помощью дополнительного кондиционирования воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котла

начинаются с ведения регулярных плановых проверок и списков проверок для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температуру воды и температуру дымовых газов следует регистрировать ежедневно, поскольку они могут служить в качестве исходных данных для работы системы и устранения неисправностей. Для документирования характеристик системы следует проводить более подробные проверки и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий работы системы с течением времени может быть не так очевидно без использования такой документации. В Руководстве по передовой практике O&M Федеральной программы управления энергопотреблением для достижения операционной эффективности (5) содержатся примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему предприятию.Следующие ниже контрольные списки обслуживания составлены на основе передовых методов, которые также можно найти в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котлов

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

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котлов

Источник таблицы: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 3: Образец ежемесячного контрольного списка котлов

Таблица 4: Образец годового контрольного списка котлов

Рекомендации

1. Кейпхарт, Б., Тернер, В. и Кеннеди, В., 2006. Руководство по управлению энергопотреблением.
2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
3. Котлы и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г. http://oee.nrcan.gc.ca/publica …
4. Информационный бюллетень Федеральной программы энергоменеджмента, PNNL, январь 2005 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/om_combustion.pdf
5. FEMP O&M Best Practices, a Guide to Achiting Operational Efficiency, U.S. Министерство энергетики, август 2010 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
6. Справочник по эффективной эксплуатации котла, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
7. The Control of Boilers, 2nd Edition, Sam G. Dukelow, 1991.

Другие источники

1. Национальный совет инспекторов котлов и сосудов под давлением, http: // www.nationalboard.org/default.aspx.
2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

BetterBricks | Котельные работы и обслуживание котлов

Вступление

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

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

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

• Правила строительства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел IV-2007
• Рекомендуемые правила по уходу за отопительными котлами и их эксплуатации, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел VII-2007

крупнейших потребителей энергии в здании.Каждый год котельная установка остается без присмотра, затраты на котел могут увеличиваться примерно на 10% (1). Поэтому эксплуатация и техническое обслуживание котла — хорошее начало, когда вы ищете способы снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

Как работают котлы

В котлах, работающих на газе и жидком топливе, используется регулируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

Рисунок 1: Firetube Boiler (источник изображения: www.hurstboiler.com)

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

Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках кондиционирования воздуха, оборудовании для нагрева горячей воды и оконечных устройствах. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

При обсуждении различных типов котлов ниже приводится более подробная информация о конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

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

Двумя основными типами котлов являются котлы Firetube и Watertube. В котле Firetube горячие газы сгорания проходят через ряд труб, окруженных водой. В качестве альтернативы в водотрубном бойлере вода течет внутри трубок, а горячие газы от горения протекают по внешней стороне труб.Чертеж водотрубного котла показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Водотрубный котел

Firetube обычно используются для пара низкого давления или горячего водоснабжения и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в системах с паром более высокого давления и широко используются для систем комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более 20 000 000 БТЕ на входе (5).

Чугунные секционные котлы (рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемый в системах отопления коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они построены из чугунных секций, которые имеют каналы для воды и продуктов сгорания. Чугунные отливки скреплены болтами, как в старом паровом радиаторе. Секции соединены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Чугунные секционные котлы выгодны тем, что их можно собрать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их главный недостаток заключается в том, что секции герметизированы вместе с помощью прокладок, они подвержены утечкам по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котла.

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

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями Кодекса по котлам и сосудам под давлением ASME.Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на кв. Дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на кв. Дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, являются котлами низкого давления. Котлы высокого давления сконструированы для работы выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250 ° F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным котельным топливом, потому что он обычно легко доступен, чисто горит и обычно дешевле, чем масло или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору запас топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут в «пиковые периоды» для природного газа. Во времена, когда расценки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в периоды «непиковой нагрузки».

Электрические котлы используются на объектах, где требуется небольшое количество пара или где нет природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие горения приводит к уменьшению сложности конструкции и эксплуатации и меньшему количеству технического обслуживания. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены правилами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ на входе с общим КПД от 92 до 96% (2).

Тяговые методы
Разница давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая переносит продукты сгорания через котел в дымоход. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выводят продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: принудительная тяга, при которой воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания положительного давления; и Индуцированная тяга, при которой воздух втягивается через камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания отрицательного давления.

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

Конденсационный метод
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это очень важно для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре возвратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло в результате фазового перехода от водяного пара к жидкости и увеличивает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для обработки коррозионной конденсации, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные котлы без конденсации обычно работают в диапазоне КПД сгорания 75% — 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне КПД сгорания от 88% до 95% (2).

Ключевые компоненты котлов

Ключевые элементы котла включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, выхлопную трубу и органы управления. Аксессуары котла, включая экономайзер дымовых газов, также обычно используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла от котла и будут кратко обсуждены в разделе «Лучшие практики для эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с наддувом, также называемые механическими горелками. В связи с более строгими федеральными и государственными правилами качества воздуха горелки с низким уровнем выбросов NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более широко используемыми и даже требующимися в некоторых регионах. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива при его поступлении в горелку, эти типы горелок могут гарантировать снижение выбросов NOx.

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

Камера сгорания, обычно сделанная из чугуна или стали, вмещает горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, стальных трубных пучков или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали, плакированной медью.

Дымоход — это трубопровод, по которому горячие газы сгорания отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для обработки коррозионного конденсата. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как должны быть герметизированы стыки выхлопной трубы.

Управление котлом помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и работой регулируют скорость использования топлива для удовлетворения спроса.Главный рабочий орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и отправляет сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Обычные последовательности розжига горелки включают в себя включение / выключение, высокое / низкое / выключение и плавное регулирование.
Средства безопасности котла включают в себя средства контроля высокого давления и температуры, высокого и низкого давления газа / масла, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и защиты от пламени. Эти средства управления считаются мерами безопасности или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь для предотвращения возгорания котла.Например, если давление в котле превышает настройку предельного давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки низкого уровня воды, высоких пределов, реле контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Датчики пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае отсутствия воспламенения или другого небезопасного состояния.Органы управления защитой от пламени запрограммированы на управление горелкой и ее циклическое переключение между этапами работы.

Вопросы безопасности

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

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

Безопасность котлов — ключевая задача Национального совета инспекторов котлов и сосудов высокого давления.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что категорией инцидентов номер один, повлекшей за собой травмы, были плохое обслуживание и ошибка оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо проверять целостность сосуда под давлением, проверку предохранительных клапанов, устройств отключения воды и надлежащую работу поплавка, манометры и индикаторы уровня воды.Система подачи топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и обслуживания для обеспечения эффективной работы, теплопередачи и правильного обнаружения пламени. Руководство по передовой практике O&M Федерального проекта управления энергопотреблением (FEMP) по достижению операционной эффективности является хорошим ресурсом, описывающим план профилактического обслуживания, а также объясняющим важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

КПД

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, улавливаемой рабочим телом (например,грамм. вода) в котле определяется как полнота сгорания котла. Эффективность горения 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или масло, горит и выделяет только диоксид углерода, воду и тепло. При недостаточном количестве кислорода и / или плохом смешивании топлива и кислорода произойдет неполное сгорание, что приведет к появлению других продуктов сгорания, включая монооксид углерода и несгоревшее топливо.

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

Рисунок 5: Эффективность сгорания в зависимости от избытка воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяемое при сгорании, должно эффективно передаваться рабочей жидкости. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через кожух котла или дымовой газ. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим показателем теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем у рабочего тела в котле. В котлах без конденсации он должен быть достаточно высоким, чтобы водяной пар в выхлопных газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи коррозионным конденсатом. Конденсационные газовые котлы спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла от конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

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

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа с электрическими горелками, которая показывает взаимосвязь между избыточным воздухом, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, отслеживая линию этапа 1, при 9% кислорода дымовых газов (что эквивалентно примерно 67% избыточного воздуха, как видно на графике) и повышению температуры дымовых газов на 500 ° F, соответствующая эффективность сгорания составляет около 76.5%. При таком же повышении температуры дымовых газов на 500 ° F, этап 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к повышению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как Шаг 2 на Рисунке 6 выше. По мере того, как процентное содержание кислорода в дымовых газах уменьшается, меньше тепла передается избыточному кислороду, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовому газу, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте регуляторы котла для оптимального соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к неэффективному нагреву воздуха и его выбросу из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст проблему безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания за счет обеспечения достаточного количества избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком большого для снижения эффективности. Сколько избыточного воздуха достаточно для полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различных скоростей воспламенения горелки, но обычно считается между 2% — 3%.Избыточный воздух также должен быть отрегулирован с учетом колебаний температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых суточных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

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

Обычно избыток воздуха около 10% для газового котла является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха свыше 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов.Поэтому предпочтительным является поддержание оптимального уровня избытка воздуха во всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства контроля перекрестного ограничения и средства регулирования подачи кислорода. Эти типы органов управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим органам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа управления горелкой приведено ниже (3):

• Механическое управление промежуточным валом — это простейший тип модулирующего управления горелкой, обычно используемый на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один механический рычажный механизм управляет как воздухом, так и топливом. Эти органы управления не могут измерять расход воздуха или топлива. Диапазон регулирования ограничен, что приводит к чрезмерному избытку воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и скоростях стрельбы. Неровность рычагов затрудняет точное и повторяющееся управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
• Элементы управления параллельным расположением используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, что позволяет регулировать каждый из них во всем диапазоне горения котла.Во время настройки многие точки «наносятся на карту», ​​обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего потока топлива. Следовательно, соотношение воздух-топливо может изменяться во всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение во всех условиях стрельбы. Кроме того, с использованием электронных серводвигателей этот метод управления очень воспроизводим.
• Перекрестные ограничения регулирования , обычно применяемые к более крупным котлам, используют средства управления для определения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
• Регулировка кислородной коррекции используется вместе со стандартным параллельным позиционированием или перекрестным ограничением. Он анализирует кислород в дымовых газах и соответственно регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти элементы управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым расходом топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Контрольные датчики котла

Возможно возникновение утечки в распределительном контуре горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды в системе, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены пара или воды, которые теряются из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки системы.Счетчик следует снимать еженедельно для проверки непредвиденных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для компенсации потерь. Мониторинг подпиточной воды гарантирует, что вы максимизируете возврат конденсата, тем самым уменьшив потребность в подпиточной воде.

Сезонная работа

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

Эксплуатация нескольких котельных

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

Если на предприятии установлено несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частой работы. При использовании немодулирующих котлов может быть лучше включить последующие котлы, как только основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для соответствия нагрузке.С другой стороны, с модулирующими котлами КПД котла увеличивается при частичной нагрузке. Поэтому может быть выгоднее использовать несколько котлов одновременно в условиях частичной нагрузки, а не один котел на 100% мощности. На рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между интенсивностью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования как расхода воздуха, так и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД как функция расхода топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическое переключение котлов необходимо для эффективной работы.Когда нагрузка на здание снижается в ночное время и в выходные дни, вероятно, будет происходить повышенная цикличность котла, если никто не сможет выключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем предприятии несколько котлов, вы должны оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к снижению энергии. Резервный котел будет не только циклически включаться и выключаться, но и терять тепло в окружающую среду из-за потерь на излучение, которые значительно увеличиваются в процентах от мощности котла при пониженной мощности сжигания.При низких скоростях горения, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановить его в случае выхода из строя ведущего котла, но это необходимо сопоставить с этим большим штрафом за электроэнергию. Если резервный котел не критичен для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Последовательность управления блокировкой котла агрегата

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

Конденсационные котлы

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

Рисунок 8: Влияние температуры оборотной воды на КПД конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопных газах котла, которые передают тепло от топочного газа либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже в эффективных котлах, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы в дымовую трубу. Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Поддерживайте бойлер в чистоте

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

План химической очистки воды

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

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались на поверхности теплообмена котла либо у камина, либо у воды. Если это условие соблюдается, котел следует незамедлительно осмотреть.

Минимизация продувки котла

Наличие слишком большого количества растворенных твердых частиц (TDS) в котловой воде может вызвать образование накипи и снизить эффективность котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых частиц ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые частицы выпадут в осадок из воды и образуют накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых частиц и поддержания концентрации TDS ниже уровня, на котором они будут выпадать в осадок.Последовательная и частая продувка небольшого объема — лучшая практика, чем нечастая продувка большого объема, поскольку она позволяет экономить энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой небольшое количество воды непрерывно сливается из котла, а свежая подпиточная вода подается.

Осмотрите и отремонтируйте изоляцию

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги несут большие потери энергии.Обычно экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130 ° F (4). Трубопроводы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, дают двойное наказание, поскольку потери тепла в трубах необходимо устранять с помощью дополнительного кондиционирования воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котла

начинаются с ведения регулярных плановых проверок и списков проверок для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температуру воды и температуру дымовых газов следует регистрировать ежедневно, поскольку они могут служить в качестве исходных данных для работы системы и устранения неисправностей. Для документирования характеристик системы следует проводить более подробные проверки и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий работы системы с течением времени может быть не так очевидно без использования такой документации. В Руководстве по передовой практике O&M Федеральной программы управления энергопотреблением для достижения операционной эффективности (5) содержатся примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему предприятию.Следующие ниже контрольные списки обслуживания составлены на основе передовых методов, которые также можно найти в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котлов

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

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котлов

Источник таблицы: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 3: Образец ежемесячного контрольного списка котлов

Таблица 4: Образец годового контрольного списка котлов

Рекомендации

1. Кейпхарт, Б., Тернер, В. и Кеннеди, В., 2006. Руководство по управлению энергопотреблением.
2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
3. Котлы и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г. http://oee.nrcan.gc.ca/publica …
4. Информационный бюллетень Федеральной программы энергоменеджмента, PNNL, январь 2005 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/om_combustion.pdf
5. FEMP O&M Best Practices, a Guide to Achiting Operational Efficiency, U.S. Министерство энергетики, август 2010 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
6. Справочник по эффективной эксплуатации котла, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
7. The Control of Boilers, 2nd Edition, Sam G. Dukelow, 1991.

Другие источники

1. Национальный совет инспекторов котлов и сосудов под давлением, http: // www.nationalboard.org/default.aspx.
2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

Как работает котел? Нью-йоркский техник объясняет — Ranshaw

Как работает котел, на самом деле зависит от типа котла, который у вас есть.

Но основное назначение всех котлов — передача тепла воде. Обычно котлы работают за счет нагрева воды или производства пара, который затем используется для обогрева дома .

Но, конечно, это простое объяснение того, как работают котлы.Внутреннее устройство котла становится более сложным, когда вы начинаете изучать различные типы котлов.

Мы объясним, как работают разные типы котлов. Но сначала давайте подробнее рассмотрим рабочий процесс, который есть у всех котлов.

У проблемы с котлом и нужна помощь специалиста? Просто свяжитесь с нами . Мы сразу же пришлем техника.

Процесс котла

1. Термостат вашего дома определяет падение температуры в вашем доме и требует включения котла.
2. Ваш котел включается и использует масло, газ или электричество для производства тепла.
3. Тепло от источника топлива используется для нагрева воды внутри котла.
4. Нагретая вода или пар разносится по всему дому (через радиаторы или системы теплых полов), где отдает тепло для обогрева воздуха.
5. По мере того, как вода охлаждается (или пар конденсируется), она возвращается в ваш котел, где снова нагревается и отправляется обратно для продолжения обогрева вашего дома.
6. Этот процесс продолжается до тех пор, пока в вашем доме не будет достигнута заданная температура и ваш термостат не потребует выключения бойлера.

Теперь, когда вы знаете общий процесс работы котла, давайте посмотрим на различные типы котлов и то, как они работают, немного отличающиеся друг от друга.

Различные типы котлов

Котлы классифицируются в соответствии с партией различных факторов, в том числе их:

• Давление и температура

• Вид топлива

• Форма нагрева (горячая вода против пар)

• Метод нагрева (дымовая труба против водяной)

• Тяговый метод

• Размер / мощность

• Возможность подачи только тепла по сравнению сотопление и горячая вода

• Эффективность (независимо от того, может он рекуперировать потраченное тепло или нет)

Но для простоты мы рассмотрим наиболее распространенные классификации: тип топлива , вид отопления и способность котла давать только тепло по сравнению с теплом и горячей водой.

Тип топлива

Как мы упоминали выше, котел должен сначала произвести тепло (во время так называемого «процесса сгорания»), прежде чем он сможет передать тепло воде.Но разные котлы используют разные источники топлива для создания этого тепла.

Для выработки тепла котел использует один из 3 различных источников топлива:

1. Газ

2. Нефть

3. Электричество

Газовые котлы

Когда поступает звонок для получения тепла от вашего термостата газовый котел использует либо запальную лампу, либо электрический пуск для воспламенения газа и кислорода внутри «камеры сгорания».Камера сгорания — это безопасная, защищенная камера, в которой газ сжигается для получения тепла. Этот горящий газ нагревает «теплообменник» — сеть медных трубопроводов, передающих тепло воде.

Газовые котлы являются наиболее распространенной формой котлов, и их установка и эксплуатация обычно на дешевле, чем на котлы на жидком топливе.

Масляные котлы

Масляные котлы работают так же, как газовые котлы: масло горит внутри камеры сгорания и нагревает теплообменник, который, в свою очередь, нагревает воду.

Однако основное различие между масляными и газовыми котлами состоит в том, что для масляного котла требуется резервуар для хранения масла. Масло необходимо доставить на дом и хранить в резервуаре до тех пор, пока оно не понадобится. Жидкотопливные котлы не так экологичны, как газовые горелки, но иногда они могут быть более эффективными, в зависимости от модели.

В то время как цены на нефть и газ колеблются, масляные котлы обычно на дороже в эксплуатации, чем газовые котлы.

Электрокотлы

Электрокотлы обычно используются в домах, где нет природного газа.Электрический котел создает тепло немного иначе, чем его нефтяные или газовые аналоги. Вместо сжигания топлива они используют электроэнергию для нагрева элементов. Эти горячие элементы затем передают тепло непосредственно воде.

Хотя электрические котлы горят «чище», они не так эффективны и стоят дороже в эксплуатации , чем жидкие или газовые котлы.

Форма отопления

Газовые, масляные и электрические котлы могут обогреть ваш дом двумя способами:

1. Горячая вода

2. Пар

Водогрейные котлы на самом деле не работают «кипящая вода.Они нагревают воду до 140–180 градусов по Фаренгейту. Электрический насос необходим, чтобы протолкнуть эту горячую воду по всему дому.

Паровые котлы , с другой стороны, нагревают воду выше точки кипения для получения пара. Затем пар распространяется по всему дому через радиаторы или теплые полы.

Поскольку для кипячения воды требуется больше энергии, чем для ее простого нагрева, паровые котлы обычно менее эффективны. Однако преобразование воды в пар увеличивает давление внутри системы, а это означает, что паровым котлам не требуется дополнительное потребление энергии циркуляционным насосом.

Бойлеры, работающие только на нагрев, и комбинированные / системные котлы

В то время как традиционные бойлеры предназначены только для обеспечения центрального отопления, некоторые бойлеры также могут работать как водонагреватель.

Котлы, которые предназначены для нагрева горячей воды и :

• Системы без резервуаров

• Непрямые системы

В системах без резервуаров теплообменник котла используется для нагрева воды по запросу.Это означает, что каждый раз, когда вы включаете кран с горячей водой, вода будет течь по горячему теплообменнику, нагревается и доставляется вам.

Этот метод нагрева воды очень эффективен в зимние месяцы, поскольку он использует тепло, создаваемое котлом, для обогрева вашего дома. С другой стороны, становится «пожирателем энергии» в теплые летние месяцы , потому что бойлер больше не используется для обогрева, но по-прежнему вынужден включаться каждый раз, когда требуется горячая вода.

Источник

Непрямые системы также используют теплообменник для нагрева воды, но горячая вода хранится в баке. Вода в накопительном баке остается горячей и используется только тогда, когда это необходимо. Обычно это более эффективный вариант нагрева воды , потому что он не требует, чтобы бойлер включался и выключался каждый раз, когда вам нужна горячая вода.

Источник

Остались вопросы, как работает ваш котел? Спросите у технического специалиста Нью-Йорка

Если вы живете в районе метро Нью-Йорка и вам нужен совет по работе с котлом или у вас проблемы с котлом, мы можем помочь.

Просто позвоните нам или назначьте встречу онлайн. Мы пришлем технику прямо сейчас!

Печи и котлы | Министерство энергетики

Хотя старые топочные и котельные системы имели КПД в диапазоне от 56% до 70%, современные традиционные системы отопления могут достигать КПД до 98,5%, преобразовывая почти все топливо в полезное тепло для вашего дома. Повышение энергоэффективности и новая высокоэффективная система обогрева часто могут снизить ваши счета за топливо и снизить выбросы загрязняющих веществ в печи вдвое.Повышение эффективности вашей печи или котла с 56% до 90% в среднем доме с холодным климатом позволит сэкономить 1,5 тонны выбросов углекислого газа ежегодно, если вы топите газом, или 2,5 тонны, если вы топите маслом.

Если ваша печь или котел старые, изношенные, неэффективные или значительно увеличенные по размеру, самое простое решение — заменить их современной высокоэффективной моделью. Старые угольные горелки, которые были переведены на работу на жидком топливе или газе, являются основными кандидатами на замену, так же как и газовые печи с запальными лампами, а не с электронным зажиганием.Новые системы могут быть более эффективными, но все же, вероятно, будут иметь большие размеры, и их часто можно модифицировать для снижения их эксплуатационной мощности.

Перед покупкой новой печи или котла или перед модификацией существующей установки сначала приложите все усилия для повышения энергоэффективности вашего дома, а затем попросите подрядчика по отоплению определить размер вашей печи. Повышение энергоэффективности позволит сэкономить деньги на новой печи или котле, потому что вы можете приобрести меньший блок. Печь или котел правильного размера будут работать наиболее эффективно, и вам нужно выбрать надежный агрегат и сравнить гарантии каждой печи или котла, которые вы рассматриваете.

При покупке высокоэффективных печей и котлов обратите внимание на этикетку ENERGY STAR®. Если вы живете в холодном климате, обычно имеет смысл инвестировать в наиболее эффективную систему. В более мягком климате с более низкими годовыми затратами на отопление дополнительные вложения, необходимые для повышения эффективности с 80% до 90% до 95%, могут оказаться трудными для оправдания.

Укажите герметичную топку для сжигания или котел, который будет направлять наружный воздух непосредственно в горелку, а отходящие дымовые газы (продукты сгорания) прямо наружу, без необходимости использования вытяжного колпака или заслонки.Печи и котлы, которые не являются герметичными установками для сжигания, втягивают нагретый воздух в установку для сжигания, а затем направляют этот воздух в дымоход, тратя впустую энергию, которая была использована для нагрева воздуха. Установки с закрытым сгоранием позволяют избежать этой проблемы, а также не создают риска попадания опасных газов сгорания в ваш дом. В печах, которые не являются герметичными установками сгорания, обратная тяга дымовых газов может быть большой проблемой.

Высокоэффективные агрегаты с закрытым сгоранием обычно производят кислые выхлопные газы, которые не подходят для старых дымоходов без футеровки, поэтому выхлопные газы следует либо отводить через новый канал, либо дымоход должен быть облицован для приема кислого газа (см. раздел о поддержании надлежащей вентиляции ниже).

Газовые котлы: Краткое руководство | Совет по котлу

В каждом доме нужен какой-то бойлер, но выбор из множества типов может сбить с толку новичка, которому нужно его купить. Это руководство предназначено для того, чтобы показать, что такое газовые котлы, чем они отличаются от других котлов и какую работу они выполняют.

Альтернативы газу

Стоит отметить, что существует несколько источников топлива для котлов.Действительно, 4 миллиона из 24 миллионов домов в Великобритании отапливаются не на газе, а на других видах топлива. Электрические котлы составляют значительное меньшинство в Великобритании, на их долю приходится около 1,7 миллиона домов, хотя эта цифра может увеличиться, поскольку более экологичные требования к электричеству повлияют на большее количество потребителей.

В сельской местности или в других отдаленных районах дома по-прежнему часто не подключаются к газовой сети. В этих домах обычно есть котлы, работающие на баллонном газе или масле, которые необходимо безопасно доставлять и хранить.В редких случаях котлы могут работать даже на угле или дровах.

Однако в Великобритании газ исторически является самым популярным, его используют более 80% домохозяйств. Это относительно дешевый и надежный источник тепла, который является предпочтительным топливом для приготовления пищи, поэтому не показывает немедленных признаков снижения его популярности.

Для чего нужен газовый котел?

Проще говоря, газовый котел нагревает воду. Это достигается путем перекачивания циркулирующей воды в трубопроводе через серию газовых пламен.Когда вода проходит через пламя, она нагревается, как вода в кастрюле или чайнике. Эта вода служит двум целям в современном доме: центральное отопление и горячее водоснабжение.

Центральное отопление

Центральное отопление работает по схеме — горячая вода перекачивается из бойлера в каждый радиатор по очереди и находится в постоянной или почти постоянной циркуляции при включении отопления. Хотя время от времени вам может потребоваться повышать давление в радиаторах, одна и та же вода используется снова и снова.К тому времени, когда вода пройдет через все радиаторы, она потеряет часть своего тепла, но оно восстанавливается в бойлере и снова отправляется по кругу.

Включено ли центральное отопление, определяется термостатом. По сути, это термометр с переключателем, который включается, когда температура ниже установленной, и выключается, когда она выше. В результате температура в доме остается более или менее постоянной, с точностью до нескольких градусов по обе стороны от выбранной вами температуры.

Горячая вода

Вторая задача газового котла — нагрев воды. Он выполняет эту задачу так же, как и в случае центрального отопления, то есть перекачивает циркулирующую воду над пламенем, чтобы оно нагрелось.

Это можно сделать двумя способами:

1. Мгновенная горячая вода, как в случае с комбинированным котлом
2. Нагревательная вода в баке, например, системный котел или котел только для нагрева

Однако в обоих случаях вода, нагретая над пламенем, составляет не вода, которая выходит из крана — она ​​просто используется как среда для нагрева воды, которую вы используете.Мы рассмотрим эти типы котлов ниже.

Котлы конденсационные

Раньше пламя воздействовало на воду в трубах, но затем тепло от пламени отводилось в атмосферу. Учитывая, что это может быть при температуре более 200 ° C, это большая потеря энергии.

Конденсационные котлы эффективно используют тепло дважды. Сначала пламя нагревает воду в трубах, и вода направляется в радиаторы, резервуар или краны. Но затем горячий воздух и дымовые газы проходят через серию перегородок, где они проходят по трубопроводу холодной воды, идущей в противоположном направлении.Таким образом, холодная вода начинает нагреваться до того, как попадает в пламя.

Это означает, что для нагрева воды до рабочей температуры требуется меньше тепловой энергии и, следовательно, меньше газа.

Закон требует, чтобы все новые котлы были конденсационными, и этот закон вступил в силу для газовых котлов в 2005 году (или в 2007 году для жидких котлов). Так что, если ваш котел новее, это уже должен быть конденсационный котел.

Также известные как обычные, обычные, открытые или традиционные бойлеры, эти системы нагревают воду, которая циркулирует вокруг системы центрального отопления, а отдельный контур нагревает бак с горячей водой, нагревая воду в баке.Резервуар питается от резервуара с холодной водой, обычно на чердаке, который питается водопроводной водой. Это традиционный тип котла, который использовался во всех домах до 1970-х годов.

Они полезны для больших домов, потому что после того, как резервуар наполнится горячей водой, из них можно одновременно открыть несколько кранов. В баке с горячей водой могут быть установлены электрические элементы для нагрева воды в ночное время, когда электричество дешевле, или для работы в качестве резервного на случай выхода бойлера из строя. Главный недостаток заключается в том, что после того, как горячая вода израсходована (т.е.е. если кто-то принимает глубокую ванну), всем приходится ждать, пока вода снова нагреется. Кроме того, они могут нагревать больше воды, чем требуется, что неэффективно.

Системные котлы похожи на котлы, работающие только на отопление, с той разницей, что в бак с горячей водой подается вода из водопровода, а не из холодного бака. Поэтому они занимают меньше места, но имеют те же преимущества и недостатки, что и системы, работающие только на обогрев.

Combi подходят для большинства небольших и средних домовладений.Как и два вышеупомянутых, они циркулируют горячую воду по системе центрального отопления, а также невероятно быстро нагревают поступающую воду из водопровода при открытии горячего крана.