Бойлерные. Водоподготовка в энергетике: враги ТЭЦ, системы очистки воды

Чтобы газ лучше горел, в котлах установлены тягодутьевые механизмы. В котел подается воздух, который служит окислителем в процессе сгорания газа. Для снижения уровня шума механизмы снабжены шумоглушителями. Образовавшиеся при горении топлива дымовые газы отводятся в дымовую трубу и рассеиваются в атмосфере.

Раскаленный газ устремляется по газоходу и нагревает воду, проходящую по специальным трубкам котла. При нагревании вода превращается в перегретый пар, который поступает в паровую турбину. Пар поступает внутрь турбины и начинает вращать лопатки турбины, которые связаны с ротором генератора. Энергия пара превращается в механическую энергию. В генераторе механическая энергия переходит в электрическую, ротор продолжает вращаться, создавая в обмотках статора переменный электрический ток.

Через повышающий трансформатор и понижающую трансформаторную подстанцию электроэнергия по линиям электропередач поступает потребителям. Отработавший в турбине пар направляется в конденсатор, где превращается в воду и возвращается в котел. На ТЭЦ вода движется по кругу. Градирни предназначены для охлаждения воды. На ТЭЦ используются вентиляторные и башенные градирни. Вода в градирнях охлаждается атмосферным воздухом. В результате выделяется пар, который мы и видим над градирней в виде облаков. Вода в градирнях под напором поднимается вверх и водопадом падает вниз в аванкамеру, откуда поступает обратно на ТЭЦ. Для снижения капельного уноса градирни оснащены водоуловителями.

Водоснабжение осуществляется от Москвы-реки. В здании химводоочистки вода очищается от механических примесей и поступает на группы фильтров. На одних она подготавливается до уровня очищенной воды для подпитки теплосети, на других - до уровня обессоленной воды и идет на подпитку энергоблоков.

Цикл, используемый для горячего водоснабжения и теплофикации, также замкнутый. Часть пара из паровой турбины направляется в водонагреватели. Далее горячая вода направляется в тепловые пункты, где происходит теплообмен с водой, поступающей из домов.

Высококлассные специалисты « Мосэнерго» круглосуточно поддерживают процесс производства, обеспечивая огромный мегаполис электроэнергией и теплом.

Как работает парогазовый энергоблок

1 – электрический генератор; 2 – паровая турбина; 3 – пульт управления; 4 – деаэратор; 5 и 6 – бункеры; 7 – сепаратор; 8 – циклон; 9 – котел; 10 – поверхность нагрева (теплообменник); 11 – дымовая труба; 12 – дробильное помещение; 13 – склад резервного топлива; 14 – вагон; 15 – разгрузочное устройство; 16 – конвейер; 17 – дымосос; 18 – канал; 19 – золоуловитель; 20 – вентилятор; 21 – топка; 22 – мельница; 23 – насосная станция; 24 – источник воды; 25 – циркуляционный насос; 26 – регенеративный подогреватель высокого давления; 27 – питательный насос; 28 – конденсатор; 29 – установка химической очистки воды; 30 – повышающий трансформатор; 31 – регенеративный подогреватель низкого давления; 32 – конденсатный насос.

На схеме, представленной ниже, отображен состав основного оборудования тепловой электрической станции и взаимосвязь ее систем. По этой схеме можно проследить общую последовательность технологических процессов протекающих на ТЭС.

Обозначения на схеме ТЭС:

1. Топливное хозяйство;
2. подготовка топлива;
3. промежуточный пароперегреватель;
4. часть высокого давления (ЧВД или ЦВД);
5. часть низкого давления (ЧНД или ЦНД);
6. электрический генератор;
7. трансформатор собственных нужд;
8. трансформатор связи;
9. главное распределительное устройство;
10. конденсатный насос;
11. циркуляционный насос;
12. источник водоснабжения (например, река);
13. (ПНД);
14. водоподготовительная установка (ВПУ);
15. потребитель тепловой энергии;
16. насос обратного конденсата;
17. деаэратор;
18. питательный насос;
19. (ПВД);
20. шлакозолоудаление;
21. золоотвал;
22. дымосос (ДС);
23. дымовая труба;
24. дутьевой вентилятов (ДВ);
25. золоуловитель.

Описание технологической схемы ТЭС:

Обобщая все вышеописанное, получаем состав тепловой электростанции:

• топливное хозяйство и система подготовки топлива;
• котельная установка: совокупность самого котла и вспомогательного оборудования;
• турбинная установка: паровая турбина и ее вспомогательное оборудование;
• установка водоподготовки и конденсатоочистки;
• система технического водоснабжения;
• система золошлокоудаления (для ТЭС, работающих, на твердом топливе);
• электротехническое оборудование и система управления электрооборудованием.

Топливное хозяйство в зависимости от вида используемого на станции топлива включает приемно-разгрузочное устройство, транспортные механизмы, топливные склады твердого и жидкого топлива, устройства для предвари-тельной подготовки топлива (дробильные установки для угля). В состав ма-зутного хозяйства входят также насосы для перекачки мазута, подогреватели мазута, фильтры.

Подготовка твердого топлива к сжиганию состоит из размола и сушки его в пылеприготовительной установке, а подготовка мазута заключается в его подогреве, очистке от механических примесей, иногда в обработке спецприсадками. С газовым топливом все проще. Подготовка газового топлива сводится в основном к регулированию давления газа перед горелками котла.

Необходимый для горения топлива воздух подается в топочное пространство котла дутьевыми вентиляторами (ДВ). Продукты сгорания топлива — дымовые газы — отсасываются дымососами (ДС) и отводятся через дымовые трубы в атмосферу. Совокупность каналов (воздуховодов и газоходов) и различных элементов оборудования, по которым проходит воздух и дымовые газы, образует газовоздушный тракт тепловой электростанции (теплоцентрали). Входящие в его состав дымососы, дымовая труба и дутьевые вентиляторы составляют тягодутьевую установку. В зоне горения топлива входящие в его состав негорючие (минеральные) примеси претерпевают химико-физические превращения и удаляются из котла частично в виде шлака, а значительная их часть выносится дымовыми газами в виде мелких частиц золы. Для защиты атмосферного воздуха от выбросов золы перед дымососами (для предотвращения их золового износа) устанавливают золоуловители.

Шлак и уловленная зола удаляются обычно гидравлическим способом на золоотвалы.

При сжигании мазута и газа золоуловители не устанавливаются.

При сжигании топлива химически связанная энергия превращается в тепловую. В результате образуются продукты сгорания, которые в поверхностях нагрева котла отдают теплоту воде и образующемуся из нее пару.

Совокупность оборудования, отдельных его элементов, трубопроводов, по которым движутся вода и пар, образуют пароводяной тракт станции.

В котле вода нагревается до температуры насыщения, испаряется, а образующийся из кипящей котловой воды насыщенный пар перегревается. Из котла перегретый пар направляется по трубопроводам в турбину, где его тепловая энергия превращается в механическую, передаваемую на вал турбины. Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор, отдает теплоту охлаждающей воде и конденсируется.

На современных ТЭС и ТЭЦ с агрегатами единичной мощностью 200 МВт и выше применяют промежуточный перегрев пара. В этом случае турбина имеет две части: часть высокого и часть низкого давления. Отработавший в части высокого давления турбины пар направляется в промежуточный перегреватель, где к нему дополнительно подводится теплота. Далее пар возвращается в турбину (в часть низкого давления) и из нее поступает в конденсатор. Промежуточный перегрев пара увеличивает КПД турбинной установки и повышает надежность ее работы.

Из конденсатора конденсат откачивается конденсационным насосом и, пройдя через подогреватели низкого давления (ПНД), поступает в деаэратор. Здесь он нагревается паром до температуры насыщения, при этом из него выделяются и удаляются в атмосферу кислород и углекислота для предотвращения коррозии оборудования. Деаэрированная вода, называемая питательной, насосом подается через подогреватели высокого давления (ПВД) в котел.

Конденсат в ПНД и деаэраторе, а также питательная вода в ПВД подогреваются паром, отбираемым из турбины. Такой способ подогрева означает возврат (регенерацию) теплоты в цикл и называется регенеративным подогревом. Благодаря ему уменьшается поступление пара в конденсатор, а следовательно, и количество теплоты, передаваемой охлаждающей воде, что приводит к повышению КПД паротурбинной установки.

Совокупность элементов, обеспечивающих конденсаторы охлаждающей водой, называется системой технического водоснабжения. К ней относятся: источник водоснабжения (река, водохранилище, башенный охладитель — градирня), циркуляционный насос, подводящие и отводящие водоводы. В конденсаторе охлаждаемой воде передается примерно 55% теплоты пара, поступающего в турбину; эта часть теплоты не используется для выработки электроэнергии и бесполезно пропадает.

Эти потери значительно уменьшаются, если отбирать из турбины частично отработавший пар и его теплоту использовать для технологических нужд промышленных предприятий или подогрева воды на отопление и горячее водоснабжение. Таким образом, станция становится теплоэлектроцентралью (ТЭЦ), обеспечивающей комбинированную выработку электрической и тепловой энергии. На ТЭЦ устанавливаются специальные турбины с отбором пара — так называемые теплофикационные. Конденсат пара, отданного тепловому потребителю, возвращается на ТЭЦ насосом обратного конденсата.

На ТЭС существуют внутренние потери пара и конденсата, обусловленные неполной герметичностью пароводяного тракта, а также невозвратным расходом пара и конденсата на технические нужды станции. Они составляют приблизительно 1 — 1,5% от общего расхода пара на турбины.

На ТЭЦ могут быть и внешние потери пара и конденсата, связанные с отпуском теплоты промышленным потребителям. В среднем они составляют 35 — 50%. Внутренние и внешние потери пара и конденсата восполняются предварительно обработанной в водоподготавливающей установке добавочной водой.

Таким образом, питательная вода котлов представляет собой смесь турбинного конденсата и добавочной воды.

Электротехническое хозяйство станции включает электрический генератор, трансформатор связи, главное распределительное устройство, систему электроснабжения собственных механизмов электростанции через трансформатор собственных нужд.

Система управления осуществляет сбор и обработку информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования, автоматическое и дистанционное управление механизмами и регулирование основных процессов, автоматическую защиту оборудования.

Одним из самых важных вопросов в энергетике была и остается водоподготовка на ТЭЦ. Для предприятий энергетики вода - основной источник их работы и потому к ее содержанию предьявляются очень высокие требования. Поскольку Россия - страна с холодным климатом, постоянными сильными морозами, то работа ТЭЦ - это, то от чего зависит жизнь людей. Качество воды, подаваемой на теплоэгергоцентраль влияет очень сильно на ее работу. Жесткая вода выливается в очень серьезную проблему для паровых и газовых котельных, а также паровых турбин ТЭЦ, которые обеспечивают город теплом и горячей водой. Чтобы четко понимать, как и на что именно отрицательно влияет жесткая вода, не мешало бы сперва разобраться, что такое ТЭЦ? И с чем ее "едят"? Итак, ТЭЦ - теплоэнергоцентраль - это разновидность тепловой станции, которая не только обеспечивает теплом город, но и поставляет в наши дома и на предприятия горячую воду. Такая электростанция устроена как конденсационная электростанция, но отличается от нее тем, что может отобрать часть теплового пара, уже после того, как он отдал свою энергию.

Паровые турбины бывают разными. В зависимости от вида турбины и отбирается пар с различными показателями. Турбины на энергоцентрали позволяют регулировать количество отбираемого пара. Пар, который был отобран, проходит конденсацию в сетевом подогревателе или подогревателях. Вся энергия из него передается сетевой воде. Вода в свою очередь идет на пиковые водогрейные как котельные, так и тепловые пункты. Если на ТЭЦ перекрываются пути отбора пара, она становится обычной КЭС. Таким образом, теплоэнергоцентраль может работать по двум различным графикам нагрузки:

• · тепловой график - прямопропорциональная зависимость электрической нагрузки от тепловой;
• · электрический график - тепловой нагрузки либо нет вообще, либо электрическая нагрузка от нее не зависит. Достоинство ТЭЦ состоит в том, что она совмещает как тепловую энергию, так и электрическую. В отличии от КЭС, оставшееся тепло не пропадает, а идет на отопление. В результате растет коэффициент полезного действия электростанции. У водоподготовки на ТЭЦ он составляет 80 процентов против 30 процентов у КЭС. Правда, об экономичности теплоэнергоцентрали это не говорит. Здесь в цене другие показатели - удельная выработка электричества и КПДцикла. К особенностям расположения ТЭЦ следует отнести тот факт, что строить ее следует в черте города. Дело в том, что передача тепла на расстояния нецелесообразна и невозможна. Поэтому водоподготовка на ТЭЦ всегда строят рядом с потребителями электроэнергии и тепла. Из чего состоит оборудование водоподготовки для ТЭЦ? Это турбины и котлы. Котлы производят пар для турбин, турбины из энергии пара производят энергию электричества. Турбогенератор включает в себя паровую турбину и синхронный генератор. Пар в турбинах получают за счет применения мазута и газа. Эти вещества и нагревают воду в котле. Пар под давлением прокручивает турбину и на выходе получается электроэнергия. Отработанный пар поступает в дома в виде горячей воды для бытовых нужд. Потому то, отработанный пар и должен иметь определенные свойства. Жесткая вода со множеством примесей не даст получить качественный пар, который к тому же можно потом поставить людям для использования в быту. Если пар не отправляют на поставку горячей воды, то его тут же в ТЭЦ охлаждают в градирнях. Если вы видели когда-нибудь огромные трубы на тепловых станциях и как их них валит дым, то это и есть градирни, а дым, вовсе не дым, а пар, который подымается от них, когда происходит конденсация и охлаждение. Как работает водоподготовка на ТЭ? Больше всего влиянию жесткой воды здесь поддается турбина и, конечно же, котлы, которые преобразовывают воду в пар. Главная задача любой ТЭЦ получить в котле чистую воду. Чем так плоха жесткая вода? Каковы ее последствия и почему они обходятся нам так дорого? Жесткая вода отличается от обычной высоким содержанием солей кальция и магния. Именно эти соли под воздействием температуры оседают на нагревательном элементе и стенках бытовых приборов. То же относится и к паровым котлам. Накипь образовывается в месте нагрева и точке кипения по краям самого котла. Удаление накипи в теплообменнике в таком случае затруднено, т.к. накипь нарастает на огромном оборудовании, внутри труб, всевозможных датчиков, систем автоматизации. Промывка котла от накипи на таком оборудовании - это целая многоэтапная система, которая может даже проводится при разборе оборудования. Но это в случае высокой плотности накипи и больших ее залежей. Обычное средство от накипи в таких условиях конечно не поможет. Если говорить о последствиях жесткой воды для быта, то это и влияние на здоровье человека и удорожание использования бытовых приборов. К тому же жесткая вода очень плохо контактирует с моющими средствами. Вы станете использовать на 60 процентов больше порошка, мыла. Расходы будут расти как на дрожжах. Умягчение воды потому и было придумано, чтобы нейтрализовать жесткую воду, ставишь себе в квартиру один умягчитель воды и забываешь, что есть очистка от накипи, средство от накипи.

Накипь отличается еще и плохой теплопроводимостью. Этот ее недостаток главная причина поломок дорогой бытовой техники. Покрытый накипью тепловой элемент просто перегорает, силясь отдать тепло воде. Плюс из-за плохой растворимости моющих средств, стиральную машинку нужно дополнительно включать на полоскание. Это расходы воды, электричества. С любой стороны, умягчение воды - самый верный и экономически выгодный вариант предотвращения образования накипи. А теперь представьте что такое водоподготовка на ТЭЦ в промышленных масштабах? Там средство от накипи используется галлонами. Промывка котла от накипи проводится периодически. Бывает регулярной и ремонтной. Чтобы удаление накипи проходило более безболезненно и нужна водоподготовка. Она поможет предотвратить образование накипи, защитит и трубы и оборудование. С ней жесткая вода не будет оказывать свое разрушительное воздействие в таких угрожающихмасштабах. Если говорить о промышленности и энергетике, то больше всего жесткая вода приносит неприятностей ТЭЦ и котельным. То есть в тех областях, где происходит непосредственно водоподготовка и нагрев воды и перемещение этой теплой воды по трубам водоснабжения. Умягчение воды здесь необходимо, как воздух. Но поскольку водоподготовка на ТЭЦ это работа с огромными обьемами воды, водоподготовка должна быть тщательно просчитана и продумана с учетом всевозможным нюансов. От анализа химического состава воды да места расположения того или иного умягчителя воды. В ТЭЦ водоподготовка - это не только умягчитель воды, это еще и обслуживание оборудования после. Ведь удаление накипи все равно в этом производственном процессе придется делать, с определенной периодичностью. Здесь применяется не одно средство от накипи. Это может быть и муравьиная кислота, и лимонная, и серная. В различной концентрации, обязательно в виде раствора. И применяют тот или иной раствор кислот в зависимости от того из каких составных частей сделан котел, трубы, контроллер и датчики. Итак, на каких обьектах энергетики нужна водоподготовка? Это котельные станции, котлы, это тоже часть ТЭЦ, водонагревательные установки, трубопроводы. Самыми слабыми местами и ТЭЦ в том числе, остаются трубопроводы. Накапливающаяся здесь накипь может привести и к истощению труб и их разрыву. Когда накипь не удаляется во время, то она просто не дает воде нормально проходить по трубам и перегревает их. Наряду с накипью второй проблемой оборудования в ТЭЦ является коррозия. Ее также нельзя спускать на самотек. К чему может привести толстый слой накипи в трубах, которые подводят воду на ТЭЦ? Это сложный вопрос, но ответим на него мы теперь зная, что такое водоподготовка на ТЭЦ. Поскольку накипь - отменный теплоизолятор, то и расход тепла резко растет, а теплоотдача наоборот снижается. КПД котельного оборудования падает в разы, все это в результате может привести и к разрыву труб и взрыву котла.

Водоподготовка воды на ТЭЦ, это то, на чем нельзя экономить. Если в быту, вы все же подумаете, купить ли умягчитель воды или выбрать средство от накипи, то для теплового оборудования такой торг недопустим. На теплоэнергоцентралях подсчитывают каждую копейку, поэтому очистка от накипи при отсутствии системы умягчения обойдется куда дороже. Да и сохранность приборов, их долговечность и надежная эксплуатация тоже играют свою роль. Очищенное от накипи оборудование, трубы, котлы работают на 20-40 процентов эффективнее, чем оборудование не прошедшее очистку или работающее без системы умягчения. Главная особенность водоподготовки воды на ТЭЦ состоит в том, что здесь требуется глубоко обессоленная вода. Для этого нужно использовать точное автоматизированное оборудование. На таком производстве чаще всего применяют установки обратного осмоса и нанофильтрации, а также электродеионизации. Какие этапы включает в себя водоподготовка в энергетике в том числе и на теплоэнергцентрали? Первый этап включает в себя механическую очистку от всевозможных примесей. На этом этапе из воды удаляются все взвешенные примеси, вплоть до песка и микроскопических частиц ржавчины и т.п. Это так называемая грубая очистка. После нее вода выходит чистой для глаз человека. В ней остаются только растворенные соли жесткости, железистые соединения, бактерии и вирусы и жидкие газы.

Разрабатывая систему водоподготовки воды нужно учитывать такой нюанс, как источник водопоставки. Это водопроводная вода из систем централизованного водоснабжения или это вода из первичного источника? Разница в водоподготовке состоит в том, что вода из систем водоснабжения уже прошла первичную очистку. Из нее нужно убирать только соли жесткости, и обезжелезивать при необходимости. Вода из первичных источников - это вода абсолютно не обработанная. То есть, имеем дело с целым букетом. Здесь обязательно нужно проводить химический анализ воды, чтобы понимать с какими примесями имеем дело и какие фильтры ставить для умягчения воды и в какой последовательности. После грубой очистки в системе идет следующий этап под названием ионообменное обезсоливание. Здесь устанавливают ионообменный фильтр. Работает на основе ионообменных процессов. Главный элемент - ионообменная смола, которая включает в себя натрий. Он образует со смолой непрочные соединения. Как только жесткая вода на ТЭЦ попадает в такой умягчитель, то соли жесткости мгновенно выбивают натрий из структуры и прочно встают на его место. Восстанавливается такой фильтр очень просто. Картридж со смолой перемещается в бак регенерации, где находится насыщенный соляной раствор. Натрий снова занимает свое место, а соли жесткости вымываются в дренаж. Следующий этап - это получение воды с заданными характеристиками. Здесь применяют установку водоподготовки воды на ТЭЦ. Главное ее достоинство - получение 100-процентно чистой воды, с заданными показателями щелочности, кислотности, уровнем минерализации. Если предприятию нужна техническая вода, то установка обратного осмоса создавалась именно на такие случаи.

Главной составляющей частью этой установки является полунепроницаемая мембрана. Селективность мембраны меняется, в зависимости от ее сечения можно получить воду с разными характеристиками. Эта мембрана разделяет бак на два части. В одной части находится жидкость с высоким содержанием примесей, в другой части жидкость с низким содержанием примесей. Воду запускают в высококонцентрированный раствор, она медленно просачивается через мембрану. На установку подается давление, под воздействием его вода останавливается. Потом давление резко увеличивают, и вода начинает течь обратно. Разность этих давлений называют осматическим давлением. На выходе получается идеально чистая вода, а все отложения остаются в менее концентрированном растворе и выводятся в дренаж.

Нанофильтрация по сути тот же обратный осмос, только низконапорный. Поэтому принцип действия тот же, только напор воды меньше. Следующий этап - устранение из воды, растворенных в ней газов. Поскольку в ТЭЦ нужен чистый пар без примесей, очень важно удалить из воды, растворенные в ней кислород, водород и углекислый газ. Устранение примесей жидких газов в воде называется декарбонацией и деаэрацией. После этого этапа вода готова для подачи в котлы. Пар получается именно той концентрации и температуры, которая необходима.

Как видно, из всего вышеописанного, водоподготовка воды в ТЭЦ - один самых главных составляющих производственного процесса. Без чистой воды, не будет качественного хорошего пара, а значит, не будет электричества в нужном обьеме. Поэтому водоподготовкой в теплоэнергоцентралях нужно заниматься плотно, доверять эту службу исключительно профессионалам. Правильно спроектированная система водоподготовки - это гарантия долгосрочной службы оборудования и получения качественных услуг энергопоставок.

Слово «бойлерная» так или иначе слышали все, большинство людей считает его обыденным и знакомым. И это же большинство на вопрос - а что это? - отвечает: «Ну, бойлерная - это…» Действительно, с ходу не каждый сможет ответить на такой, казалось бы, простой вопрос. Попробуем разобраться вместе.

Вконтакте

Что такое бойлерная

Бойлерная установка - что это такое, и для каких нужд используется? Логика подсказывает, что бойлерная - это помещение, где находится бойлер. Он представляет собой емкость для нагрева жидкости.

Проще говоря, - это стальной бак, в котором любым способом нагревается жидкость для системы ГВС дома.

Смысл в том, чтобы не доставлять горячую воду с ТЭЦ до жилого массива, а поднять ее температуру ее прямо на месте, исключая тем самым неизбежные потери тепла при транспортировке.

В некоторых домах вообще не предусмотрено горячее водоснабжение, и бойлерная система для них является единственным источником горячей воды. Кроме собственно нагревателей, необходимо и другое оборудование - насосы для подпитки, запорная арматура, узел управления, измерительные приборы и т.д.

Внимание! Термин «бойлер» стал нарицательным. Те устройства, что находятся в подвалах домов, правильнее было бы объединять под названием «котельная», настоящие бойлеры находятся на ТЭЦ. Для простоты будем использовать общепринятые названия.

Зачем нужна бойлерная

Бойлерная нужна жителей дома. Процесс нагрева может производиться различными способами, которые выбираются в зависимости от наличия источника тепла, или наибольшей экономической выгоды от использования вида нагрева.

В многоквартирном доме

В многоквартирных домах источником тепла является горячая вода (или пар) из системы центрального отопления (ЦО). Бойлер в многоквартирном доме имеет то же назначение, что и в любом другом месте, но с конструктивной точки зрения он несколько отличается от других видов, являясь обычным теплообменником. Принцип его работы прост: горячая вода из системы ЦО (теплоноситель) пропускается через емкость, внутри которой находится система труб, не сообщающаяся с внутренним объемом этой емкости. Через них протекает холодная жидкость, которая нагревается от теплоносителя и направляется в систему ГВС дома. То есть, теплоноситель используется не только для обогрева помещений, он еще и обеспечивает наличие горячей воды.

В частном доме

В частном доме, не имеющем подключения к системе ЦО, бойлер выполняет функцию нагрева жидкости, используя тепло от котла . Топливом может быть электричество, газ, дрова, уголь, брикеты и т.п.

В данном случае термин «бойлер» применяется по традиции, но не совсем правильно. Точное наименование такого устройства - , а помещение для него соответственно - котельная. Если имеется подключение к системе ЦО, то можно установить теплообменник, но такая возможность пока еще редкость в сельской местности.

Существуют разные конструкции нагревателей, созданные для различных источников тепла или типов топлива.

Выбор типа обусловлен наличием определенного вида энергии или топлива. Если есть несколько возможностей, то обычно используется наиболее экономичный вариант.

Наиболее распространенными типами нагревателей являются:

• Косвенные. Используется передача тепловой энергии между разными средами.
• Проточные. Нагревается участок трубы. Эффективность зависит от расхода: чем он выше, тем меньшая эффективность у нагревателя - жидкость не успевает нагреваться до нужной температуры. При этом, пользоваться таким устройством можно сразу же, не ожидая, когда нагреется нужный объем, и горячая вода никогда не кончится.
• Накопительные. Нагрев жидкости в емкости определенного объема. Можно создавать любой напор — температура не изменится. Но, когда бак опустеет, придется ждать, пока нагреется новый объем, что требует некоторого времени.

По типу нагревателя устройства бывают:

• Теплообменные;
• Электрические;
• Газовые.

Рассмотрим их внимательнее.

Водонагреватели косвенного типа

Косвенный нагрев используется в теплообменниках. Принцип его действия заключается в передаче тепловой энергии от одной среды к другой без перемешивания. Конструкция бойлера косвенного типа чаще всего представляет собой емкость, в которую подводится холодная вода. Она находится внутри другой емкости большего размера, через которую пропускается горячий теплоноситель. Холодная жидкость забирает энергию теплоносителя и нагревается.

Скорость прохождения теплоносителя настраивается таким образом, чтобы он не слишком остывал и был пригоден для обогрева помещений.

Проточные электрические водонагреватели

Проточные водонагреватели представляют собой устройства, в которых нагревается участок трубы с проходящей через него водой . Для того, чтобы за время протекания жидкости через относительно небольшой участок, ее температура успевала подняться до нормированного значения, требуется достаточно мощный нагреватель. Он нуждается в соответствующей сети и проводке. Этот момент является самым слабым местом электрических нагревателей, так как не везде есть возможность установить мощный аппарат без риска уничтожить электролинию.

Кроме того, при большом расходе воды, она просто не успевает нагреваться. Вариант хорош в условиях ограниченности места, так как проточные водонагреватели имеют компактные размеры и могут быть установлены в небольших помещениях.

Проточные газовые водонагреватели

В обиходе именуются «газовыми колонками». Они эффективнее электрических, не требуют больших расходов. Размеры таких устройств весьма компактны, что также говорит в пользу газового оборудования.

Нагрев производится практически мгновенно, расход газа при этом весьма скромен.

К недостаткам можно отнести необходимость подключения к газовой магистрали.

Накопительные газовые нагреватели воды

Газовый нагреватель воды (бойлер) накопительного типа представляет собой бак с водой, которая нагревается при сгорании газа.

Устройства не зависят от наличия электроэнергии, что удобно в условиях сельской местности, где часто происходят отключения по разным причинам.

Одна из особенностей накопительных газовых нагревателей - невысокий расход топлива, что делает их очень экономичными приспособлениями.

Обратная сторона низкого расхода - длительность нагрева, для набора нужной температуры потребуется немного подождать.

Накопительные электрические водонагреватели

Принцип работы электронагревателя похож на устройство газовых накопительных бойлеров, но в качестве нагревательного элемента используются ТЭНы. Они бывают разных типов:

• Сухой (закрытый) тип. Контакта ТЭНа и воды не имеется, нагревательный элемент размещается в керамической трубке, отсекающей его от жидкости.
• Мокрый (открытый) тип. ТЭНы погружены в воду, осуществляют непосредственный нагрев.

Мокрые нагреватели дешевле, но расположение ТЭНа прямо в воде вызывает быстрое образование накипи, существенно уменьшающей эффективность устройства. Приборы сухого типа более долговечны и практичны, но их стоимость намного выше.

Важно! Общим недостатком электрических нагревателей является высокий расход энергии, что сопровождается весьма информативными счетами за эту коммунальную услугу. Попытки сэкономить приводят к отсутствию комфорта при пользовании горячей водой, поэтому обычно такие устройства используются только при отсутствии других возможностей.

Типы накопительных бойлеров

Накопительные нагреватели делятся на два типа:

1. Открытые (безнапорные).
2. Закрытые (напорные).

Устройство бойлера для нагрева воды открытого (безнапорного) типа состоит из небольшой емкости примерно на 5-10 литров, снабженной специальным смесителем, способным перекрывать воду при завершении использования прибора. Нагреватель не создает давления и пригоден для использования на садовых участках для летнего душа.

Закрытые (напорные) нагреватели способны обеспечить горячей водой загородный дом. Они имеют большую емкость - 50-200 л, встраиваются в систему водоснабжения, и работают по принципу равномерного подмешивания. То есть при заборе горячей воды не происходит резкой замены холодной, а плавно добавляются новые порции, что способствует более ровному снабжению дома горячей водой.

Как устроен бойлер

Устройство нагревателя довольно просто. Если рассмотреть бойлер в разрезе, то можно увидеть основной элемент - емкость, внутри которой находится нагревательный элемент (это накопительный бойлер с электронагревателями), или систему трубок, по которым протекает жидкость (это теплообменник или бойлер с косвенным нагревом). Он также может представлять собой обычную трубку, окруженную нагревательными элементами (проточный тип: газовый или электрический).

Интересна схема бойлера послойного нагрева - относительно нового устройства, эффективность которого существенно превышает косвенные нагреватели. Емкость при послойном нагреве нужна лишь для аккумулирования и забора горячей воды. Нагрев производится в пластинчатом теплообменнике, горячая вода из которого поступает в емкость. По мере забора горячей жидкости из верхней части, в нее поступают новые порции из теплообменника.

Принцип работы бойлера

Принцип работы бойлера зависит от его конструкции. Классический прибор - это теплообменник, использующий горячий теплоноситель для нагрева холодной жидкости до нужной температуры. Кроме того, есть бойлеры, действующие по принципу котла - емкость с подогревом извне (так действуют газовые нагреватели), или как работает , имеющий внутри емкости нагревательные элементы, функционирующие, как обычный электрический чайник.

Требования к бойлерной

Бойлерная в частном доме должна обеспечить требования пожарной безопасности, удобства эксплуатации, ремонта, соответствовать техническим параметрам оборудования. Кроме того, надо вместить довольно большое количество оборудования - сам бойлер, аппаратуру управления и контроля, насосы и т.д. Все эти устройства должны устанавливаться в соответствии с техническими требованиями.

Размер бойлерной в частном доме должен быть не меньше 6 м 2 , а объем - не менее 15 м 3 , при высоте потолка 2,5 м. Эти требования установлены пожарной инспекцией и обязательны к соблюдению. Кроме того, такое помещение наиболее удобно для обслуживания или ремонта оборудования.

Можно ли сделать бойлерную или котельную в подвале частного дома

Часто возникает вопрос: “Можно ли делать котельную в подвале дома?” Для размещения котельной, подвал - самое удобное место, но есть ограничения.

Дело в том, что в СНиПах такое расположение прямо запрещено, но надо учитывать, что имеются ввиду котлы на сжиженном углеводородном топливе (СУГ), которое раньше использовалось для питания оборудования повсеместно.

На сегодняшний день в аппаратах используют природный газ, поэтому запрет снят. Для электрических котлов ограничений нет.

Важно! Для котельных на газовом топливе требуется отдельный вход.

Как должна выглядеть бойлерная

Устройство бойлерной в частном доме довольно плотно регламентировано правилами эксплуатации оборудования и техникой безопасности:

1. Стены должны иметь отделку согласно проекту, обеспечивающую влагоустойчивость стен.
2. Необходима качественная вентиляция.
3. Оборудуется собственный канализационный вывод.
4. Устанавливается электрооборудование специализированного типа для эксплуатации во влажных помещениях.

Помимо специфических требований к установке и подключению оборудования, существуют общие требования к бойлерным комнатам:

1. Стены должны быть из кирпича или бетона.
2. Запрещено хранение легковоспламеняющихся или взрывчатых веществ.
3. Между оборудованием и стенами необходим технологический зазор (определяется по паспорту оборудования).
4. Вентиляционная система рассчитывается по мощности котла.
5. Оптимальный вариант отделки - кафельная плитка, но можно применить минеральную штукатурку.
6. Двери должны открываться наружу, по пути следования при эвакуации.

Устройство бойлерной в частном доме должно полностью соответствовать потребностям жильцов и возможностям сетевых организаций. При отсутствии сетей ЦО или газовых магистралей можно создать полностью автономную систему обогрева и ГВС, независимую от поставщиков ресурсов или электроэнергии.

Эффективная работа теплового оборудования ТЭЦ невозможна без эксплуатации производственной (сетевой и подпиточной) воды нормативного качества. Несоблюдение отраслевых стандартов приводит к:

• повышенному расходу энергоресурсов;
• учащению профилактических работ по очистке теплопроводов и теплообменников от нерастворимых образований;
• ускоренному износу оборудования, внеплановым ремонтам и даже серьезным авариям.

Нормативы подготовки воды для ТЭЦ

Работа водоподготавливающего оборудования теплогенерирующих предприятий (ТЭС, ГРЭС, ТЭЦ и т.п.) регламентируется РД 24.031.120-91, ГОСТ 20995-75, методы контроля качества производственной воды тепловых станций – ОСТ 34-70-953.23-92, ОСТ 34-70-953.13-90, а также прочей техдокументацией и техусловиями.

Ключевые задачи водоподготовки для ТЭЦ:

• снижение рисков образования наростов на пути теплоносителя, вызванных накоплением взвешенных частиц, солевыми отложениями, биологическими образованиями;
• препятствование коррозии металлических элементов системы;
• получение водного и парового теплоносителя высокого качества;
• повышение КПД тепловых машин и транспортных коммуникаций, как следствие, минимизация эксплуатационных расходов.

Этапы водоподготовки для ТЭЦ

Установки, включенные в схему водоподготовки ТЭЦ, должны обеспечивать, определенные требованиями РД 24.031.120-91 уровни:

Доведение параметров производственной воды до требуемых уровней возлагается на комплекс водоподготовки, включающий следующие основные этапы:

1. Отделение крупных механических и коллоидных взвесей.

На этом этапе водоподготовки для ТЭЦ осуществляется извлечение из подпиточной жидкости нерастворенных частиц, всегда присутствующих в ней в виде мелкого и пылеватого песка, иловых, органических, а также прочих мелкодисперсных составляющих. Механические взвеси усиливают абразивную нагрузку на оборудование ТЭЦ, способствуют увеличению гидравлического сопротивления в трубопроводах за счет формирования твердых отложений на их внутренних стенках.

Рабочим телом традиционных фильтров для улавливания нерастворимых частиц являются насыпные материалы (гравий, песок). Для ультратонкой очистки может использовать более современный вариант фильтрации на основе волоконных мембран.

2. Осаждение осадкообразующих химических соединений.

Методы этого этапа направлены на выделение из раствора ионов элементов, которые при нагреве образуют нерастворимые соединения, накапливающиеся в системе, так же как и механические взвеси. В основном подобная проблема возникает с солями магния, кальция, а также солями и окислами железа.

Задача системы водоподготовки ТЭЦ по обессоливанию питательной воды решается реагентными, обратноосмотическими, ионообменными, магнитными и прочими технологиями промышленного масштаба. В каталоге компании «ВВТ Рус» представлен обширный ассортимент средств немецкого производства для решения этих задач.

3. Связывание коррозионных химических соединений.

Агрессивные химические вещества, присутствующие в водных растворах, представляют не меньшую опасность, чем инертные солевые отложения. К числу таких веществ, в первую очередь, относятся растворенные газы – кислород и углекислота. Они способствуют интенсивной коррозии металлов, причем интенсивность процесса с повышением температуры теплоносителя нарастает лавинообразно. Проблема решается методами дегазации, ионного обмена, введением в теплоноситель профильных реагентов.

Компания ВВТ РУС реализует реагентные составы для химводоподготовки для ТЭЦ в полном соответствии с действующими нормативами. Препараты способны одновременно решать задачи второго и третьего этапов нормализации качества воды для любого оборудования теплоэнергетики. Подобный подход позволяет значительно упростить построение всей схемы водоподготовки, а также обеспечить потребителю экономию средств.

Более подробную информацию о продукции можно получить у наших сотрудников.