Равномерная и постоянная циркуляция теплоносителя через нагреватель – условие нормального функционирования самого котла и обеспечения продолжительного срока службы диатермического масла. Поэтому важнейшим элементом схемы котельной установки является циркуляционный насос. Он подбирается таким образом, чтобы его напора было достаточно для поддержания давления в контуре теплогенератора на уровне, заданном производителем котла.
В случае использования нескольких нагревателей, каждый из них оборудуется собственным «циркуляционником». Хорошим решением для мощных и многофункциональных пользовательских схем является наличие дополнительного насоса для запуска в байпасной линии между входом и выходом котла, позволяющей избежать снижения напора масла в нагревающем контуре ниже допустимого значения.
Байпас с насосом разделяет схему на два контура – теплогенератора и потребителя. Благодаря этому в качестве штатного для нагревателя может быть выбран насос с минимальным запасом напора, достаточным лишь для компенсации потерь давления в первичном контуре. А потери напора во вторичном контуре компенсируются насосами для запуска.
Ввиду большого разнообразия возможных решений мы не приводим типовой схемы подобной компоновки.
Следующим элементом схемы по ходу движения теплоносителя является автоматический дегазатор. Его установка необходима из-за возможного образования паров при нагреве масла, вызывающего нарушение нормальной циркуляции.
Для полной дегазации установки необходимо производить продувку всех высоко расположенных ее частей. В конце (в зависимости от направления движения жидкости) таких участков следует предусмотреть линейные дегазаторы, имеющие трубку выпуска пара с краном, расположенным на удобной для обслуживания высоте. Соответственно для полного слива масла при его замене или работах по чистке системы, необходимо предусмотреть краны в самых нижних точках контура.
В различных режимах работы теплогенератора объем масла в контуре изменяется в соответствии с изменениями температуры. Его «прирост» при повышении температуры на 100°С составляет около 7%. Поэтому в схеме должен быть предусмотрен расширительный бак. Бак выбирают таким образом, чтобы в «холодном» состоянии установки он был заполнен как минимум на 25, а в «горячем» – не более чем на 75 %. Это исключает возможность переливаний.
Если ввиду особенностей установки представляется затруднительным поддержание достаточно низкой (не выше 70°С в рабочем режиме) температуры масла в расширительном баке, на трубках его подсоединения требуется предусмотреть теплоотборник.
Расширительные баки открытого типа, чаще всего используемые в схемах обвязки котлов на диатеримическом масле, следует размещать на такой высоте, чтобы минимальный уровень масла в них был, по крайней мере, на 1,5 м выше максимального уровня масла в теплогенераторе или контуре потребления.
Кроме того, высота размещения атмосферного расширительного бака, за исключением особых случаев, должна позволять производить забор масла из него на высоте не менее 6 м от оси линии всасывания циркуляционного насоса. Бак следует размещать на защищенном от попадания воды, но проветриваемом (чтобы не допустить чрезмерного повышения температуры) участке.
При необходимости создания большего давления в установке, или если по какой-то причине разместить расширительный бак на требуемой высоте не представляется возможным (хотя бы по эстетическим соображениям), применяется экспанзомат закрытого типа. Его располагают в самой теплоцентрали, как это делается в установках перегретой воды. Такой бак заполняется азотом с использованием баллонов и оборудования для снятия давления. Его конструкция должна предусматривать соответствующие устройства безопасности, а место в гидравлическом контуре – соответствовать рабочей схеме процесса.
В схеме используется также накопительный бак, который представляет собой простую теплоизолированную емкость объемом, превышающим общий объем масла в установке. Его следует устанавливать вне помещения котельной, желательно в открытых и проветриваемых местах, защищенных от дождя. По высоте емкость может размещаться как подвальным способом, ниже уровня пола первого этажа, так и на уровне пола первого этажа – при расположении котла на втором этаже.
При подвальном размещении бака необходимо расположить ниже его уровня блок загрузки. Это позволит избежать возникновения повышенных нагрузок при всасывании. Блок загрузки состоит из шестеренчатого насоса с электродвигателем в комплекте с двухканальными стальными кранами, обеспечивающими перемещения масла в различных направлениях.
В зависимости от мощности котла, режимов и технологических особенностей его эксплуатации, иногда целесообразно пойти на более высокие начальные расходы для установки некоторого дополнительного оборудования. Использование соответствующих аксессуаров обеспечивает более продолжительный срок службы теплогенератора, повышает безопасность работы и производительность всей системы.
Подогреватель дутьевого воздуха представляет собой теплообменник с перекрещивающимися потоками дымовых газов и воздуха для горения. В контуре дымоотвода он разме щается между котлом и дымовой трубой (газоходом к трубе). Применение этого аппарата позволяет увеличить КПД системы на 4–5 %. Его установка возможна при использовании горелки промышленного типа с автономным вентилятором, который монтируется на самом воздухоподогревателе. В котлах призматической конструкции наличие воздухоподогревателя предусматрено базовой комплектацией. Необходимое количество дутьевого воздуха подается в теплообменник вентилятором, минуя байпас, предназначенный для поддержания стабильной температуры уходящих газов. Установка воздухоподогревателя позволяет уменьшить количество конденсата при холодном старте котла; поддерживать стабильную температуру уходящих газов, вне зависимости от действительной тепловой нагрузки котла; обеспечить допустимые температуры уходящих газов, независимо от применяемого топлива.
Блок электрогенератора или насос с автономным приводом рекомендуются для котлов, оборудованных системой сжигания так называемого бедного топлива (обычно такие системы имеют высокую тепловую инерционность, связанную с большой массой использованных жаропрочных материалов) и, в обязательном порядке, при аварийных остановках, вызванных сбоями в электропитании.
То есть необходимо предусмотреть автономную резервную установку с автоматическим запуском, способную обеспечить по крайней мере частичные параметры циркуляции теплоносителя в котле для предотвращения процесса крекинга пленки теплоносителя. Такая установка обычно представляет собой электрогенератор, обеспечивающий питание основного насоса, или насос с автономным приводом, имеющий аккумулятор с автоматической подзарядкой, автоматическим запуском и все прочие характеристики, предусмотренные для подобных агрегатов.
Парогенератор (водоперегреватель) является генератором пара или перегретой воды (параметры – в зависимости от технологической потребности) косвенного нагрева с паровым (водяным) контуром, изготавливаемым из нержавеющей стали. В зависимости от назначения и характеристик теплоносителя этот агрегат может иметь различные параметры.
Главное преимущество данной опции заключается в возможности производства пара непосредственно в месте его потребления, без использования длинных паро- и водопроводов. Кроме того, становится возможным получение стерильного пара из глубокоочищенной воды. Типовая упрощенная схема обвязки парогенератора с котлом на высокотемпературном теплоносителе приведена на рис.
В случае отсутствия достаточного места в котельной при использовании парогенератора/испарителя, а также в случае поставки оборудования с большой степенью монтажной готовности, парогенератор может устанавливаться над котлом, образуя моноблочную монтажную схему. Такая схема является стандартной для поставки котлов с цилиндрической камерой сгорания.
При необходимости могут быть найдены и другие системы компактного размещения компонентов с использованием специально изготовленных на заводе труб. В этом случае монтаж установки значительно облегчается. Остается изготовить и обвязать только второстепенные контуры труб.
Мы не приводим всех схем, которые могут быть получены из комбинации двух вышеприведенных типовых схем, ввиду их огромного многообразия.
