Инструкция по эксплуатации паровых котлов ДКВр

Водотрубный котел ДКВр, разработанный в конце 50-х гг. прошлого столетия, предназначен для получения сухого пара и может использоваться в системах отопления. В семейство входит несколько модификаций, отличающихся мощностью и типом топлива. Оборудование характеризуется простотой конструкции и высоким КПД, достигающим 91% при использовании мазута либо природного газа.

Котел ДКВР предназначен для получения сухого пара.

Особенности паровых котлов ДКВр

Оборудование отличают трубки, ориентированные вертикально вверх, по которым циркулирует водопроводная вода. Камера сгорания оснащена экранами и конвективным блоком, увеличивающим эффективность работы оборудования. Трубопроводы соединены в единый контур и позволяют прогревать воду до точки кипения и получать насыщенный пар, имеющий температуру до +200°С. Оборудование рассчитано на монтаж на фундамент и предусматривает обустройство обмуровки из красного либо шамотного кирпича с оштукатуриванием внешних стен для герметизации.

Изготовители предлагают оборудование, имеющее производительность от 2,5 до 20 т пара в час. Особенностью котлов является единое значение давления в магистралях, составляющее 1,3 МПа.

Расшифровка

Код ДКВр расшифровывается как:

• Д – двухбарабанный;
• К – котел;
• В – вертикальный (в ряде нормативных документов – вертикально-водотрубный);
• р – реконструированный.

По трубкам котла циркулирует водопроводная вода.

В обозначение вводится дополнительная информация из пары 2-значных чисел, позволяющая быстро определить рабочие характеристики оборудования. Например, индекс ДКВр-10-13 присвоен изделию, вырабатывающему до 10 т пара за час работы при напоре в трубах теплообменника до 13 кгс/см². Обозначение содержит информацию о дополнительном оснащении (например, радиаторе для формирования перегретого пара).

Добавление литер ГМ указывает на возможность эксплуатации на мазуте или газообразном топливе, а буквы С – на антраците.

Преимущества

Основные достоинства, отмеченные компаниями, эксплуатирующими оборудование:

• универсальность конструкции;
• возможность быстрого переключения в водогрейный режим для использования в контурах отопления или горячего водоснабжения;
• поддержка твердого (угля, торфяных брикетов), нефтяного топлива и газа;
• простота обслуживания и текущего ремонта;
• высокая надежность и способность выдерживать перегрузки (давление до 39 кгс/см² и температуру до 440°С);
• КПД, доходящий до 91%;
• падение рабочего давления, не оказывающее негативного влияния на КПД;
• наличие на корпусе предохранительных клапанов, предотвращающее взрывное разрушение;
• небольшой расход топлива;
• быстрый прогрев (генерация пара начинается через 5–10 минут после включения горелок);
• сборная конструкция, позволяющая установить оборудование в готовом здании котельной;
• простота подключения и ввода в эксплуатацию;
• регулировка производительности работы;
• срок эксплуатации без капитального ремонта до 25 лет.

Универсальность конструкции является главным достоинством.

Технические характеристики

Для сокращения затрат топлива и повышения производительности в котлах устанавливают дополнительные поверхности для обогрева воды. Одним из направлений модернизации является интеграция теплообменников в верхний барабан, что усложняет конструкцию оборудования и процедуру обслуживания. Альтернативное решение предусматривает установку радиатора выше барабана, что обеспечивает слив конденсата в котел естественным путем.

Оборудование серии ДКВр имеет КПД в интервале от 72 до 91%. Эффективность зависит от характеристик и агрегатного состояния топлива и мощности котла. При подаче газа КПД на 1–2% выше, чем при использовании мазута. Габариты доходят до 9776х3215х6246 мм, а масса – до 53,3 т (без учета веса воды, топлива и обмуровки). Существуют модификации котлов, работающие на торфяных брикетах или лузге и отличающиеся сниженной топливной эффективностью (КПД не выше 79,6%).

При использовании системы перегрева пара в конструкцию вводится пучок трубок диаметром 32 мм, изготовленных из конструкционной стали Ст10 со стенками толщиной 3 мм. Система обдува имеет магистрали из стали марки Х25Т. Модели котлов на твердом топливе оснащены приспособлением для возврата мелкодисперсного уноса в зону горения. Для повышения эффективности работы в ДКВр устанавливается экономайзер, снижающий температуру газов на входе в дымоход до +140…+180°С.

Если предполагается питание агрегатов мазутом с повышенным содержанием серы, то в состав топлива вводят присадки.

Не допускается паление напора пара ниже 5–6 кгс/см² из-за риска прожога теплообменников. Независимо от вида топлива на оборудовании имеются автоматический регулятор уровня воды в верхнем резервуаре и звуковая предупредительная или аварийная сигнализация.

Функции

Оборудование предназначено для генерации насыщенного пара, который используется для привода силовых механизмов или отопления жилых домов или производственных помещений. Возможности котла зависят от мощности и используемого топлива. При установке на территории деревообрабатывающих предприятий оборудование применяется для утилизации отходов, являющихся топливом. Недостаток древесины можно компенсировать лузгой или торфяными брикетами.

Возможности котла ДКВР зависят от его мощности.

Котлы ДКВр могут использоваться как водогрейное оборудование. В конструкции предусмотрен пароводяной бойлер. Узел включается в цепь циркуляции жидкости, а в нижнем барабане имеется штуцер для слива конденсата из дополнительного резервуара. Котлы отличаются конструкцией хвостовых элементов поверхности нагрева. Тепловая мощность при использовании твердого топлива – от 1,745 до 7,56 МВт, а при переводе на газ или мазут параметр возрастает до 2,44–10,58 МВт соответственно.

Принцип работы

Вода из напорной магистрали или линии обратного слива поступает по 2 каналам в барабан, находящийся в верхней части котла. После смешивания жидкость с повышенной температурой сливается по конвективным трубам в нижние коллекторы, немного прогреваясь потоком продуктов сгорания. Дальнейшая циркуляция через стенки экранов приводит к образованию смеси пара и частиц воды, которая возвращается в верхний резервуар.

Сепаратор отделяет водяную взвесь, а сухой пар под давлением поступает в напорную магистраль или в резервуар для дополнительного прогрева. После повышения температуры вещество может использоваться для отопления помещений или привода силовых механизмов. Отработавший и частично остывший пар с конденсатом возвращается в агрегат, цикл повторяется.

В основе работы котлов ДКВр лежит принцип гравитационной циркуляции, насосы конструкцией не предусмотрены.

Устройство (схема)

В нижней части котла расположена камера сгорания с экранами и набором изогнутых труб, омываемых потоком раскаленных газов. Для предотвращения затягивания пламени в пространство за теплообменник предусмотрено разделение топки на основную часть и зону догорания. В котлах производительностью до 6,5 т в час в камере находится перегородка из шамотного кирпича. В установках с повышенной мощностью отсек догорания отделен задним экраном. Разделенная камера предотвращает локальные перегревы и прожиг металлических стенок и увеличивает ресурс котла.

Устройство котла ДКВР.

Пучок нагревательных труб разделен на 2 газохода чугунной перегородкой. Отражатель обеспечивает горизонтальное перемещение потока газов, омывающих радиатор в поперечном направлении. Для отвода продуктов сгорания из отсеков топки используются асимметричные каналы. Если в конструкции предусмотрен перегреватель пара, то теплообменник располагается вместо части кипятильных магистралей. У котла он состоит из верхнего и нижнего барабанов (с ревизионными люками, позволяющими очищать внутреннюю поверхность от накипи), соединенных трубопроводами.

Горизонтальные барабаны отличаются по конструкции и габаритам. В верхнем резервуаре установлен сепаратор и предусмотрены патрубки подачи воды и системы принудительной продувки насыщенным либо перегретым паром. В нижнем баке расположены перфорированная труба продувки и устройства для прогрева барабана при розжиге и на начальном этапе горения. Конвективный пучок состоит из задних магистралей для стока воды вниз и фронтальных рукавов для подъема смеси нагретой жидкости и пара.

В конструкции предусмотрены 2 клапана для сброса избыточного давления пара. Верхний барабан оснащен запорным вентилем и патрубками для отбора проб рабочей среды, установки манометра и подключения оборудования, используемого при проведении испытаний. Для определения уровня воды применяются смотровые окна со стеклами. Нижний барабан оснащен вентилем для слива воды. Имеются патрубки для продувки оборудования.

В камере сгорания предусмотрены смотровые глазки, на обмуровке установлены технологические люки для ревизии и очистки теплообменников.

Основные виды и классификация

Котлы серии ДКВр принято разделять на категории по:

• габаритам корпуса и производительности;
• типу горючего.

Оборудование можно классифицировать по конфигурации барабанов. На установках, рассчитанных на давление 13 кгс/см², верхний резервуар длиннее нижнего. Остальные элементы конструкции унифицированы. Котлы, работающие с повышенным напором, оснащены одинаковыми по длине барабанами.

По типоразмеру

Промышленностью предлагаются установки, вырабатывающие от 2,5 до 20 т пара в час при номинальном давлении 13 кгс/см². Модели производительностью более 4 т могут оснащаться системой перегрева пара, позволяющей довести температуру рабочей среды до +250°С. Существуют котлы, развивающие давление 23 кгс/см² и генерирующие от 6,5 т пара в час (с возможностью нагрева до +370°С). Установки на 10 т позволяют прогревать рабочую среду до +440°С при 39 кгс/см². Описание возможностей соответствует температуре воды в питательном контуре +100°С.

Установки могут оснащаться системой перегрева пара.

По виду используемого топлива

Рекомендованный тип горючего зависит от модификации топки:

• при использовании узлов моделей ПМЗ-РПК, ПМЗ-ЛЦР и МЗ-ЧЦР необходим бурый или каменный уголь (загрузка антрацита не допускается);
• при установке конструкции ЧЦР котел работает на антраците марок АС либо АМ;
• применение устройства ЦКТИ системы Померанцева позволяет использовать перемолотые отходы древесины, имеющие влажность менее 55%;
• для АКТИ системы Шершнева необходим торф влажностью не выше 55%.

Критерии выбора: на что обратить внимание

При приобретении оборудования для котельной учитывают:

• производительность генерации пара в т/ч (она определяет способность котла поддерживать работу систем отопления или механизмов);
• давление рабочей среды, которое варьируется от 13 до 39 кгс/см² и зависит от производительности;
• размеры установки с учетом кирпичной кладки;
• тип топлива, определяемый конструкцией топки;
• цену, зависящую от характеристик оборудования;
• вес котла, который может разрушить слабое основание помещения котельной.

При приобретении оборудования учитывают его размеры.

Приблизительная стоимость

Цена оборудования зависит от типа топлива и производительности (данные по состоянию на апрель 2021 г.):

• 10-13ГМ – 2,8 млн руб.;
• 10-13КШ – 3,3 млн руб.;
• 10-13ПМ – 3,32 млн руб.;
• 10-13С – 3,37 млн руб.;
• 2,5-13ГМ – 1,3 млн руб.;
• 2,5-13КШ – 1,16 млн руб.;
• 2,5-13ПМ – 1,31 млн руб.;
• 20-13ГМ – 5,3 млн руб.

Доставка компонентов к месту монтажа, сборка и возведение кирпичной кладки оплачиваются отдельно. Необходимо приобрести строительные материалы в соответствии с разработанной сметой. В цену не входят дополнительное оборудование и устройства для автоматизации работы котла.

Стоимость зависит от производительности котла.

Нюансы установки

Котлы ДКВр поставляются в виде комплекта деталей или готового модуля, состоящего из барабанов и соединительных магистралей. Оборудование необходимо установить на фундамент и окружить стеной из кирпича. В перегородках требуется предусмотреть ревизионные люки для очистки и промывки внутренних полостей от нагара или обслуживания теплообменников. Котлы оснащены обвязкой из стального профиля, которая фиксируется на опорной раме, воспринимающей силовые нагрузки в процессе эксплуатации оборудования.

Обмуровка

Для монтажа оборудования в помещениях котельных используют тяжелую обмуровку из красного кирпича. Фронтальная и боковые переборки имеют толщину 510 мм (что соответствует габаритам кладки в 2 кирпича), но задняя стенка уменьшена до 380 мм. Тыльную поверхность покрывают слоем штукатурки, обеспечивающим защиту от подачи дополнительного воздуха в камеру сгорания. Толщина отделки для ДКВр составляет 20 мм.

При кладке обмуровки необходим шамотный кирпич, из которого возводятся участки напротив экранов топки и газовых каналов вдоль трубок конвективного нагрева. Толщина жаропрочного покрытия – 125 мм. Для соединения элементов используют соответствующий раствор. Из-за повышенных термических нагрузок стенки камеры догорания имеют отделку толщиной 250 мм из шамотного кирпича. Аналогичная по габариту конструкция возводится для разделения магистралей конвекционного пучка.

Встречается легкий вариант обмуровки, предусматривающий возведение тонких стен из красного кирпича. В конструкции не используется изолятор на основе минеральной ваты и не вводится рама из стального швеллера и листов. Конструкция отличается сниженной себестоимостью, но не обеспечивает хорошей теплоизоляции и плохо выдерживает внешние воздействия (например, сейсмическую активность). Независимо от типа обмуровки следует предусмотреть теплоизоляцию верхнего барабана от потока горячих газов (замечание касается котлов с удлиненным резервуаром).

Для монтажа оборудования используют тяжелую обмуровку.

Инструкция по эксплуатации

Перед включением оборудования серии ДКВр необходимо проверить:

• наличие воды в магистралях, исправность дополнительного оборудования;
• состояние дымоходов и топки, в которых не допускаются посторонние предметы;
• целостность кирпичной кладки и взрывных клапанов;
• исправность арматуры, вентиляторов и контрольных приборов.

На начальном этапе следует заполнить резервуар водой, имеющей температуру не ниже +5°С, определяя уровень через смотровое окно.

Не допускаются:

1. Течь жидкости через фланцы. Если затяжка болтов не позволяет устранить дефекты, то запуск котла следует отложить.
2. Самопроизвольное заполнение резервуара или падение уровня жидкости при закрытых вентилях.

Если неисправностей не обнаружено, то следует проверить работу электрических систем и приступить к растопке.

Перед включением оборудования необходимо проверить наличие воды в магистралях.

Процедура розжига возможна только после заполнения журнала и наличия распоряжения о включении котла. В документации необходимо указать температуру воды и время заполнения барабана. Для оборудования на твердом топливе растопку осуществляют при естественной тяге. При использовании мазута или природного газа необходимо включить систему отвода газов и вентилятор наддува.

Продувка производится на протяжении 5–10 минут, затем следует закрыть направляющие створки дутьевого аппарата и разжечь форсунку.

По мере постепенного прогрева котла необходимо открыть вентили, выводя оборудование в режим номинальной производительности. При появлении посторонних шумов или ударов заглушить установку и выяснить причины некорректной работы. К каждому котлу прилагается инструкция по эксплуатации, учитывающая конструктивные особенности агрегата. Обслуживать оборудование могут лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующее обучение и имеющие удостоверение на право работы с водогрейными и паровыми котлами промышленного типа.

Возможные проблемы и сбои в работе

Котлы ДКВр отличаются высокой надежностью. Проблемы возникают при неправильной установке или нарушении условий эксплуатации. Образующийся на внутренних поверхностях теплообменников налет солевых отложений нарушает нормальный теплоотвод. Локальные перегревы влекут к прожигу металлических стенок и появлению течи воды или уходу пара. Ошибочная регулировка форсунки приводит к неправильному сгоранию топлива, что вызывает неравномерный нагрев пространства топочной камеры.

Изначально агрегаты серии ДКВр были рассчитаны на каменный или бурый уголь, но впоследствии оборудование стали переводить на нефтяное горючее или природный газ. Рост производительности сопровождался разрушением боковых экранов, установленных в блоке первой топки. Для увеличения ресурса стали использоваться несколько разновидностей топок, что исключило возможность работы котлов на разных типах горючего (например, на угле или мазуте).

Утечки теплоносителя и образующиеся отложения приводят к деформации или разрыву магистралей с раскрытием в сторону зоны горения топлива. При неправильной эксплуатации или некорректной продувке возможно образование свищей с последующим формированием толстого слоя отложений. Простота конструкции котла позволяет быстро удалить поврежденные участки теплообменников, но оборудование необходимо вывести из эксплуатации на несколько недель.

Отрицательные стороны паровых котлов ДКВр

Недостатком серии ДКВр является повышенная металлоемкость конструкции, приводящая к росту ее массы. Стандартная кирпичная кладка отличается громоздкостью, а облегченная обмуровка имеет недостаточную прочность. Производители поставляют оборудование в разобранном виде, что упрощает процесс доставки и увеличивает сроки сборки. Согласно статистике, 30% котлов монтируют на протяжении года, а остальные устанавливают за 1,5–3 года. Импортные аналоги с сопоставимой производительностью монтируют и вводят в работу за несколько дней.

Возможно вам будет интересна тепловая схема котельной с водогрейными котлами, которая применяется в качестве отопительного устройства.