Устройство и эксплуатация блочно-модульных котельных

Классификация по типу топлива

Газовая котельная

Чтобы эффективно отопить частный дом или загородный коттедж, стоит не только подобрать тип установки. Необходимо задуматься о виде используемого топлива. По этому критерию блок-котельные подразделяются на несколько групп.

Газовые устройства

Природное топливо или бутан обеспечивают экономичность работы котельных. Минус установок – дорогой монтаж, но дешевизна газа окупает затраты уже в первый сезон эксплуатации. Модульная газовая котельная подключается к бойлеру, что решает задачи обеспечения дома горячей водой.

Газовый котел отличается безопасностью, оснащается атмосферными горелками с минимальным уровнем шума, адаптирован к низкому давлению. Оборудование подходит для жилых строений и промышленных цехов.

Системы на жидком топливе

Блочные котельные работают на дизеле или керосине. Они будут неплохим решением для местностей без газовых магистралей. Дизельный вид модулей отличается невысокой себестоимостью топливных ресурсов, автономностью работы и высоким КПД.

Твердотопливные модели

Твердотопливная котельная

Установка, работающая на угле, брикетах или дровах, является резервным вариантом. Твердый вид топлива отличается невысокой стоимостью, а сама котельная не зависит от электрической или газовой линии.

Системы автоматически отводят дым, имеют КПД более 85%. Недостатком твердотопливных БМК является необходимость места для хранения угля, дров или пеллет.

Электрические установки

Строительство котельной не занимает длительное время за счет дешевизны и простоты подключения оборудования. Конструкции не наносят вред окружающей среде, безопасны, отличаются КПД больше 90%. Электрический вид блочных котельных имеет один недостаток – стоимость эксплуатации в 10 раз дороже, чем при использовании газа.

Строительство котельных

Стационарная котельная — это объект капитального строительства, где металлоконструкции и другие элементы собираются на подготовленной площадке. Как правило, это котельные большой мощности, например более пятнадцати МВт. Оборудование стационарной котельной монтируется в существующем или вновь построенном капитальном здании, поставляется в виде отдельных элементов (котлы, горелки, теплообменники, насосы и т.д.) и крупных сборных узлов (коллекторы с арматурой, насосная обвязка, комплект обвязки ХВП и т.п.), заранее изготовленных и собранных на заводе-изготовителе и монтируется на фундамент (основание) здания.
Стационарные котельные могут быть паровыми, водогрейными и паро-водогрейными. По видам топлива могут различаться по видам топлива: природный, сжиженный, попутный газы, дизельное топливо, мазут, сырая нефть, твердое топливо: Щепа, пеллеты, уголь, шпалы, торф, RDF, CDF.
Ниже приведена классификация стационарных объектов:

• Водогрейные котельные (вода до 115° С, перегретая вода до 200° С);
• Паровые котельные (паровые котлы, парогенераторы с температурой пара от 130 ° С и свыше 250° С ) и паро-водогрейные котельные;
• Технологические установки на деатермическом масле с возможностью выработки электроэнергии до 3 МВТ.

В отличии от блочно-модульной котельной, стационарная котельная строится и сдается в соответствующие органы на основании РД-11-02-2006. Ниже приведены основные нормы и правила в которых указана остальная документация:
1. СНиП 41-01-2003, СНиП 41-01-2008 (Внутренние санитарно-технические нормы)
2. СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве
3. СНиП 3.04.03-85 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии
4. И 1.13-07 Инструкция по оформлению приемо-сдаточной документации по электромонтажным работам
5. РД 11-05-2007 Порядок ведения общего и (или) специального журнала учета выполнения работ при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства
6. СНиП 12-01-2004 Организация строительства
7. СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы
8. СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции
9. СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты
10. СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации
11. СНиП 3.05.03-85 Тепловые сети
12. СНиП 3.05.04-85* Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации
13. СНиП 3.05.05-84 Технологическое оборудование и технологические трубопроводы
14. СНиП 3.05.06-85 Электротехнические устройства 15. СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия
16. СНиП 3.01.04-87 Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения

Принцип работы пеллетных котлов

По сути, это твердотопливный агрегат, в котором в качестве топлива используются пеллеты. Это гранулы, которые изготавливаются из древесных отходов (коры, опилок, стружки), торфа или соломы. Они имеют цилиндрическую конфигурацию. Высококачественное экологически чистое топливо не загрязняет атмосферу и безвредно для человека.

От обычных твердотопливных агрегатов пеллетные котлы отличаются тем, что процесс подачи топлива можно полностью автоматизировать. Благодаря чему прибор может работать при минимальном вмешательстве человека.

Пеллетные котлы отопления состоят из бункера для хранения и подачи топлива, горелки и системы автоматики. Для подачи пеллетов в предтопочную установлены шнеки. Оттуда по внешнему шнеку гранулы транспортируются на форсунку горелки. Здесь они автоматически разжигаются, полностью сгорают.

В сравнении с дровами пеллеты горят более эффективно, дают больше тепловой энергии. При этом пеллеты не могут самовозгораться. Золу можно убирать только раз в неделю

Количество углекислого газа, который выбрасывает котел в атмосферу, намного ниже, что важно для защиты от парникового эффекта

Преимущество мобильных устройств

Со стороны БМК кажутся достаточно массивными и неудобными с точки зрения их перевозки и размещения, но это ложное впечатление.

Сами изготовители стремятся подгонять конструкции под условия доставки и установки. Большинство унифицированных мобильных станций можно перевозить как железнодорожным, так и автомобильным транспортом. Подобные нюансы лучше оговаривать на этапе разработки проекта.

Вариант блочно-модульной котельной.

Тот факт, что система является мобильной, вовсе не снижает другие эксплуатационные достоинства, в числе которых возможность каскадного объединения модулей, универсальность в плане соединения с различными теплосетями и доступность техобслуживания.

Транспортируемые модели на твердом топливе и мазуте также рассчитываются на независимую от централизованных сетей эксплуатацию в условиях удаленности от городского массива. От владельца требуется лишь обеспечивать котельную электричеством для работы автоматики, что можно сделать с помощью генератора, а также своевременно доставлять топливо на рабочий объект.

Применение противопожарного инвентаря в котельных

Процедура использования противопожарного инвентаря определяется типом пожара. Так, огнетушители с порошком и углекислым газом используются для тушения пожара класса Е. Мазут засыпается песком от края к центру очага возгорания.

Места установки первичных средств тушения возгорания обозначаются специальными знаками. Порошковые, пенные и углекислотные огнетушители устанавливаются возле технологических установок в котельной. Количество и вид огнетушителей подбирается, исходя из требований в технической документации установок котельной. Каждый огнетушитель имеет отдельный паспорт и порядковый номер.

Технические работы и перезарядку огнетушителей выполняют ответственные сотрудники предприятий, имеющих лицензию на данные работы. На запорную арматуру огнетушителей вешается пломба. Асбест, войлок и кошма хранятся в коробочках из металла на участках, где нужна зашита оборудования от искр и горения.

Чистый песок после просеивания хранится в закрытых металлических коробках, к каждому ящику предусматривается несколько лопат. Комплект пожарного крана хранится в специальном шкафу с пломбой и применяется строго при возгорании. Для герметичности соединений применяются прокладки из резины.

Устройство газовой котельной модульного типа

По своему устройству, БМК делятся на несколько классов:

• По типу конструкции и установке – предлагаются передвижные модули, устанавливаемые на шасси, а также, стационарные котельные, монтируемые на фундамент.
• По принципу работы – котельные работают на нагрев теплоносителя, горячее водоснабжение, продуцирование пара.
• По типоразмерам мощности – производительность котельных варьируется от 0,1 до 40 мВт.

Независимо от своей конструкции и используемого принципа работы, котельные работают автономно, с минимальным вмешательством обслуживающего персонала. Предусмотрена многоуровневая система безопасности.

Стационарные БМК на газе

Стационарные блочно-модульные котельные на газе – это полностью укомплектованные и собранные в заводских условиях сооружения, предназначенные для нагрева теплоносителя и горячего водоснабжения.

Модуль отличаются следующие технические и эксплуатационные характеристики:

• Высокая производительность – конструкция почти не ограничена весом и размерами, что позволяет подключить теплогенератор любой мощности, или выполнить каскадное подключение, объединив несколько котлов в единую сеть. При необходимости, для наращивания мощности, к теплотрассе подключают 2-3 котельных одновременно.
• Универсальность – автономная блочно-модульная котельная, работает на природном и сжиженном газе. Подключается к газгольдеру или центральному газопроводу. Переоборудование на другой вид газа, не требует длительной остановки котельной и не несет существенных материальных затрат.
• Монтаж и транспортировка – контейнерные модульные газовые котельные установки, монтируются на специально изготовленный под потребности БМК фундамент. Во время разгрузки, используется автокран. Средний вес котельной, достигает 4-6 тонн.
• Комплектация – в заводских условиях, БМК полностью укомплектовывается всеми необходимыми рабочими узлами. Ставятся котельные установки, автоматика, блок управления, циркуляционное оборудование. Контейнер оснащают электропроводкой, системами безопасности, пожаротушения и вентиляции. По желанию заказчика, предусматривают отдельное помещение для обслуживающего персонала.

Мобильные газовые БМК

Транспортабельные модульные газовые котельные, эффективно используются для обогрева помещений с максимальной площадью до 5000 м². Конструкция ограничена в весе, поэтому, производительность БМК, как правило, не превышает 500 кВт, по этой же причине, дальнейшая доукомплектация и модификации не возможны.

Мобильные БМК малой мощности, имеют свои преимущества:

• Простой монтаж, не требующий подготовительных работ.
• Транспортировка осуществляется без участия погрузочной техники. БМК установлено на шасси и перевозится по типу прицепа.

Стоимость передвижной БМК, приблизительно на 30% превышает цену за аналогичную стационарную БМК. Каждый тип блочно-модульной конструкции (стационарный и передвижной), является востребованным в различных областях теплоснабжения.

Что это такое?

Сразу стоит сказать, что блочно-модульные котельные и транспортабельные установки – это синонимы. Оба термина подразумевают полную готовность к эксплуатации сразу после доставки на место и простейшего монтажа. Комплексы такого типа могут подавать горячую воду и теплоноситель на самые разные объекты: от жилых домов до больших заводов, от детских садов до портов и ветеринарных клиник. Разработано немало типов готовых котельных, и все нюансы их конфигурации продуманы до мелочей. Вместе с тем критически важен грамотно продуманный проект, точность сборки и аккуратность доставки.

Модульные котельные могут относиться к двум разным категориям. Первый разряд присваивают тем, что оказываются единственным источником теплоносителя либо горячей воды. В этом случае предусматривается не меньше двух котлов, чтобы застраховаться по максимуму от неожиданностей.

Несмотря на все частные вариации и разнообразие используемых блоков, мобильные котельные состоят из более или менее однородного набора главных частей. В его состав входят:

• главное здание (почти всегда это одноэтажная постройка каркасного типа, выполненная из негорючих материалов);
• основное оборудование (котлы водогрейной, паровой, смешанной разновидности — их число и характеристики определяются поставленными целями);
• газовая техника (регуляторы, фильтры, аппараты управления давлением, газопроводы, запирающие и предохранительные системы, дымоходы);
• насосы (обеспечивающие работу сети, подпитку водой, циркуляцию, противодействие конденсации);
• теплообменное оборудование;
• комплексы подготовки и очистки воды;
• баки для расширения (сброса избытка давления);
• автоматические и контрольные устройства.

Сверх этого могут ещё потребоваться аккумулирующие водяные баки, бойлеры, деаэраторы и ряд других систем. В любом случае полный спектр используемых систем подбирается всегда строго индивидуально. С практической точки зрения, разницы между стационарными и мобильными котельными идентичной мощности почти нет. С бухгалтерской позиции универсальной амортизационной группы блочно-модульным котельным не присвоено. Обычно из положения выходят, назначая 5 группу (котлы отопительные и всё, что с ними связано); если возникают сложности, необходима консультация в министерстве экономического развития.

Необходимо понимать, что блочно-модульная котельная, за исключением крышных образцов, требует подготовки основания. Поэтому необходимо тщательно рассчитывать величину нагрузки на фундамент. При этом фундамент под дымовую трубу должен обосабливаться от того, что создаётся под основным зданием.

Он назначается сообразно:

• виду топлива;
• главному признаку опасности;
• техническим характеристикам объекта.

Газовые котельные могут потреблять природный или сжиженный газ. Их главный признак опасности — само обращение с опасным веществом. Лишь в незначительной степени на классность угрозы влияет использование оборудования, работающего под давлением свыше 0,07 МПа и при температуре более 115 градусов. Ко второму уровню рисков относят объекты, где природный газ находится под давлением свыше 1,2 МПа (для сжиженного газа критичен уровень 1,6 МПа).

На третьем уровне по рискам находятся объекты, где давление в природном газе занимает коридор до 0,005 до 1,2 МПа ровно. Или, для СУГ — до 1,6 МПа включительно. При этом количество обращающегося источника рисков роли не играет

Что немаловажно, при определении класса опасности не принимают во внимание и величину участка, на котором создаётся то или иное давление. Достаточно даже, чтобы определённый показатель был достигнут или превышен, к примеру, на вводе

Если говорить про котельные других типов, не использующие природный и сжиженный газ, то на них ключевым фактором риска является рабочее давление в инфраструктуре

3-й класс опасности назначается для объектов, которые отвечают за подачу тепла местным жителям и социально важным объектам. Его же отводят для котельных, в которых оборудование хотя бы частично работает при 1,6 МПа и более либо при температурах от 250 градусов. Во всех остальных ситуациях устанавливается 4-й класс опасности

Если говорить про котельные других типов, не использующие природный и сжиженный газ, то на них ключевым фактором риска является рабочее давление в инфраструктуре. 3-й класс опасности назначается для объектов, которые отвечают за подачу тепла местным жителям и социально важным объектам. Его же отводят для котельных, в которых оборудование хотя бы частично работает при 1,6 МПа и более либо при температурах от 250 градусов. Во всех остальных ситуациях устанавливается 4-й класс опасности.

Особенности монтажа БМК

Капитальное строительство в данном случае исключается, в чем состоит еще одно преимущество БМК. Основные мероприятия на этапе реализации проекта с готовой станцией относятся к подготовке площадки, где будет эксплуатироваться оборудование.

Должна быть обустроена фундаментная платформа по типу толстой стяжки, на которой в дальнейшем и будет размещена конструкция. Чаще всего поставка БМК на место эксплуатации осуществляется спецтехникой. Непосредственно на площадку блок ставится автокраном, после чего конструкция фиксируется на несущей подложке.

В перечень монтажных работ могут включаться и обвязочные мероприятия. Компоненты оборудования подключаются к источникам энергии, системе дымохода, вентиляционным каналам, водопроводным коммуникациям и контурам доставки топлива. В случае с твердыми горючими материалами организуется и участок для хранения топлива и загрузки в камеры сгорания.

Принцип (схема) работы газовой установки

Эксплуатация оборудования такого класса не включает в себя сложных процессов и схем (расчетов). Газоходы котельной выполняют газоснабжение, то есть подают топливо (природный или сжиженный газ) к горелке в котле или котлах (если в установке есть несколько газовых агрегатов согласно лицензии). Далее топливо сгорает в камере сгорания, в результате чего нагревается теплоноситель. Теплоноситель циркулирует в теплообменнике.

В котельных установках с газоснабжением есть распределительный коллектор. Этот элемент конструкции производит расчет и распределяет теплоноситель по установленным контурам (зависимо от схемы газовой котельной). Например, это могут быть отопительные радиаторы, бойлеры, теплые полы и т.д. Теплоноситель отдает свою тепловую энергию и возвращается в котел по обратному ходу. Таким образом, происходит циркуляция. Распределительный коллектор складывается из системы оборудования, благодаря которому циркулирует теплоноситель, а также контролируется его температура.

Выброс продуктов горения топлива (природный или сжиженный газ) совершается через дымоход, который должен проектироваться по всем характеристикам СНиП, чтобы не допустить опасной ситуации.

Установки с газоснабжением управляются автоматикой, что минимизирует вмешательство оператора в процесс эксплуатации. Автоматика в газовом оборудовании имеет многоуровневую защиту. То есть останавливает котлы при опасных аварийных ситуациях, совершает расчет всех параметров и выбросов и т.д. Современные автоматизированные системы могут оповещать оператора даже с помощью СМС.

Рис. 1 Отопительное оборудование на газу

Виды мини агрегатов и принцип работы

Модульные котельные системы в зависимости от типа используемого топлива бывают:

• Газовые. Работают на природном газе, подключаются к магистральному источнику, но не требуют постоянного наблюдения за работой или регулярной закладки топлива. Они очень экономичны в связи с низкой себестоимостью топлива.
• Жидкотопливные. В качестве топлива используется мазут, дизель, масло. Наиболее часто используются модульные дизельные котельные, если главным является мобильность.
• Твердотопливные. Для работы используют уголь, торф, древесные материалы. Угольные мини-системы являются основным конкурентом газовых, они не зависят от магистральных коммуникаций.
• Комбинированные. Позволяют использовать для работы несколько видов топлива, например, угольные установки могут работать на дизеле или газовые на солярке.

Модульные котельные системы — это готовые к эксплуатации, компактные, мобильные установки. Строительство модульных котельных требуется в случаях постоянного использования агрегата в одной локации. Часто их изготавливают в металлическом корпусе (контейнере) и с легкостью перевозят автомобильным или железнодорожным транспортом.

Простой проект мини-агрегата включает такие основные узлы:

1. Защитный корпус.
2. Водогрейные и паровые котлы.
3. Циркуляционный насос.
4. Горелка.
5. Система труб, вентиляции.
6. Автоматика и электроника систем обеспечения бесперебойной работы (поддержание давления, температурного режима, теплообменник, дымоход и другое).

Блочные котельные технологии имеют общий принцип эксплуатации простого котла в замкнутой системе отопления. Сжигается топливо, нагревается вода в котлах, при достижении заданной температуры под давлением она направляется потребителю. Пройдя через систему отопления, вода возвращается в установленные модульные котельные системы, процесс повторяется снова. Паровые установки работают по такому же принципу, но теплоносителем является пар, а не горячая вода. Паровые мини-системы потребляют намного меньше воды, при нагреве доводя ее до состояния пара.

Требования к блочно-модульным котельным

Системы дымоудаления должны соответствовать п. 5.12.2 СНиПа

При покупке и подключении котельной необходимо учитывать следующие нюансы:

1. Установка осуществляется только после расчетов, согласования проекта и визуального осмотра модуля на предмет повреждений.
2. Системы дымоудаления должны соответствовать п. 5.12.2 СНиПа на котельные устройства.
3. Для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования на основании СП 89.13330 и 42.13330 организуется санитарно-охранная зона.
4. Модульные стационарные модификации устанавливаются только на фундамент.
5. Если используется опасный вид топлива, перед подключением котла организуется заземление, монтируется пожарная сигнализация, детекторы утечек.
6. Трубопроводы системы оснащаются контрольно-измерительными приборами, соединяются фланцево-болтовым способом.
7. Апробация конструкции в сборке производится на протяжении 72 часов.

По сравнению с традиционными системами отопления котельные блочно-модульного типа отличаются экономичностью. Частное хозяйство, производственный цех или владельцы жилого дома экономят до 50% оплаты за отопление. Помимо экономической целесообразности установки отличаются минимальным расходом топлива и теплоэффективностью.

Проектирование котельной

Проектирование котельной необходимо доверить специалистам. Они учтут все нюансы, как оборудования, так и привязки его к дому. Им легче согласовать проект с госслужбами, а таковых не одна, а сразу несколько:

• Пожарная служба
• Газовики
• Санитарная инспекция
• Технадзор

Впрочем, основные знания по проектированию нелишни для застройщика.

В проект должно быть четко указано месторасположение котельной и прочие исходные параметры:

1. Мощность котла
2. Размер и план помещения для котельной
3. Общий план дома и размещение всех помещений
4. Проект отопительной системы и при наличии – системы горячего водоснабжения
5. Общий план первого или цокольного этажа, где будет размещена котельная или пристроенного здания.
6. Сведения об общем устройстве дома – материале стен, системе утепления, вентиляции и т.д.

Плюсы и минусы

Современные передвижные модели представляют собой мобильные котельные для нагрева воды. Их используют в качестве временного теплоснабжения объектов или при возникновении аварийной ситуации. Всю конструкцию устанавливают на шасси для быстрого перемещения.

Стоит отметить, что данный вариант несущественно отличается от других блочно-модульных транспортабельных аналогов.

В качестве преимуществ отмечают следующие характеристики.

Автоматизация работы, благодаря которой котельная может выполнять множество функций без участия оператора. При этом задачи будут совершаться бесперебойно. Благодаря специальной системе, аппарат анализирует потребности конкретного объекта в тепле. Также учитываются погодные условия и другие особенности при выборе подходящего режима использования.
За счёт возможности транспортировки мобильная установка не является капитальным строительством. Это упрощает процесс использования оборудования и оформления нужной документации. Котельную легко перевозить и использовать на новом месте.
Передвижная установка имеет закрытую рабочую зону. Всё необходимое оснащение размещается внутри специального контейнера. Это обеспечивает дополнительную защиту.
Передвижные установки продаются уже готовыми к работе. Процесс сборки и настройки выполняется в заводских условиях. В этом случае заказчику не нужно тратить время и деньги на дополнительные манипуляции.
За счёт надёжного и крепкого корпуса аппарат защищён от различных капризов погоды. Нет необходимости приобретать дополнительные конструкции, чтобы уберечь котельную от снега, мороза, дождя и другой непогоды.
Отдельно стоит отметить внешний вид котельных

Современные варианты привлекают внимание эстетикой и утончённостью. Данная характеристика важна, если конструкция размещается в локации, доступной для общественности.