Проект издательского дома «МедиаПро»
Получать дайджест новостей

Статьи

Назад к списку статей
Советы практиков

Твердотопливный котел на предприятии: практика установки

• Что нужно учесть при выборе места установки котла?
• Как правильно выполнять работы по установке котла?
• Как подключить котел и эксплуатировать его?

В период ускоряющейся технической революции многие традиционные технологии претерпевают значительные изменения, в том числе меняются технологии и оборудование для отопления помещений.

Котел, работающий на твердых видах топлива, — тепловое устройство, оснащенное камерой сгорания открытого типа. Такие котлы применяются для обогрева административных и производственных помещений, а также жилых помещений частных домов, не подключенных к газовым магистралям.

С П Р А В К А
Смешиваясь, пиролизный газ и кислород воздуха в условиях высокой температуры начинают гореть. Теплота, которая выделяется, и используется для отопления здания. Для горения пиролизного газа требуется значительно меньше кислорода, чем для горения древесины при обычном сжигании дров, а температура горящего газа более высокая. В таких условиях появляется возможность отопления дополнительных помещений при обычном количестве используемого твердого топлива.

Используемые на предприятии котлы до 100 кВт не подлежат регистрации в территориальном органе Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору.

При установке твердотопливного котла нужно учесть обязанности, которые должен выполнить подрядчик и предприятие.

Обязанности подрядчика

1. Предоставить заказчику лицензию и разрешение на выполнение работ по установке твердотопливных котлов и свидетельство о качестве монтажа.
2. Сдать в эксплуатацию котел.

Обязанности предприятия

1. Создать комиссию по приему в эксплуатацию твердотопливного котла, о чем издать приказ. В составе комиссии должен быть представитель подрядчика. Комиссия составляет акт приема котла в эксплуатацию, к которому прилагаются все протоколы (запуска, остановки, проверки автоматики и т. д.).
2. Назначить приказом ответственного за эксплуатацию котла и обслуживающий персонал, который будет следить за работой котла (закладывать топливо и т. д.).
Ответственный за эксплуатацию котла и обслуживающий персонал должны быть обучены и иметь соответствующие удостоверения. Это может быть один работник, но прошедший обучение как ответственный за эксплуатацию котла и как оператор котла.

Какое помещение выбрать и как его оборудовать для установки котла?

Сжигание твердых видов топлива приводит к повышению уровня запыленности помещения, и во время горения дров или угля дым может проникать в другие помещения. Поэтому устанавливать котел в непосредственной близости от помещений с постоянным нахождением рабочих и служащих предприятия нежелательно.

ВНИМАНИЕ
Площадь котельной должна составлять не менее 5 м2 при высоте помещения от пола до потолка 2,5 м.

Накануне приобретения и монтажа твердотопливного котла следует тщательно проверить соответствие его высоты высоте котельной, а также рассчитать площадь, необходимую для размещения другого оборудования больших размеров, предусмотренного проектом установки тепловой системы (теплового аккумулятора, буферной емкости и бойлера косвенного нагрева).

Твердотопливный тепловой агрегат лучше разместить в подвале, на первом или цокольном этаже, оборудовав для этого отдельное помещение — котельную.

Отдельное помещение для котельной можно построить возле здания в виде пристройки. Такое проектное решение будет довольно удобным.

Оптимальное место для установки котла — отдельное специализированное помещение, отделенное от здания.

Один из вариантов — пристроенное к зданию и должным образом оборудованное помещение технического назначения.

Пол

Практически все твердотопливные котлы имеют большие габариты, поэтому исполнение их всегда напольное.
Пол в месте установки твердотопливного котла следует сделать идеально ровным и прочным. В большинстве случаев котлы устанавливают на специальные плиты, изготавливаемые из негорючих материалов. В некоторых случаях котел располагают на ровном основании, представляющем бетонную стяжку, толщиной бетонного слоя 5 см и более.
Перед установкой отопительного агрегата стены и пол котельной необходимо покрыть противопожарным материалом с минимальным пределом огнестойкости 0,75 ч. Для этих целей могут использоваться огнестойкие гипсокартонные и огнеупорные минеритовые плиты, защитные нержавеющие и асбестоцементные листы.
Все производители тепловых агрегатов в инструкциях по монтажу и эксплуатации котлов (далее — инструкция) рекомендуют возводить фундамент для его установки.

Габариты котла и особенности его установки рассмотрим в схеме 1.

Схема 1
Особенности монтажа котла

Твердотопливные котлы разрешено устанавливать на пол из дерева. Однако для начала место установки необходимо усилить брусообразными лагами, минимальное сечение которых составляет 100 × 50 мм.

Если планируется установить в котельной дополнительное тяжелое оборудование, то нецелесообразно заливать фундамент под каждую его единицу. В таком случае можно залить так называемые промышленные полы, то есть сделать стяжку из бетона на высоту 12 см и заполнить ее арматурой диаметром 8–14 мм. Затем нужно сделать плотную подушку из щебня, а сверху положить сетку, размер ячейки которой составляет 20 × 20 см.

Вентиляция

Вентиляция помещения имеет большое значение для нормальной работы котла: если свежего воздуха мало, процесс горения твердого топлива затруднен, если избыток — трудноконтролируемый.
Для нормальной работы твердотопливного котла в котельной должна быть установлена вентиляционная система, которая обеспечит:
• подачу свежего воздуха на уровне, необходимом для поддержания процесса горения в топке котла;
• вывод наружу из помещения продуктов горения твердого топлива, случайно выходящих из топки в котельную;
• процесс поступления адекватного объема свежего воздуха.
Такие простые меры помогут безопасно и эффективно эксплуатировать твердотопливный котел длительное время. Для обеспечения полноценного отвода продуктов горения в котельной должна быть устроена вентиляционная система естественного или механического типа. Процесс вентиляции должен проходить на достаточном уровне — не менее трехкратного воздухообмена в помещении котельной в час.
Помещение котельной должно быть оборудовано системой приточной вентиляции. Это может быть обычное окно или же отверстие, проделанное в стене. При этом площадь вентиляционного проема рассчитывается исходя из мощности котла: на 1 кВт мощности котла должно приходиться 8 см2 вентиляционного проема.

На 1 кВт мощности котла должно приходиться 8 см2 вентиляционного проема

При наличии в помещении котельной только искусственного освещения рекомендуется установить в нем и розетки (для включения при необходимости дополнительных приборов освещения в сеть напряжением 220 В).
Чтобы вентиляция в котельной была эффективной, ее следует предварительно рассчитать, учитывая:
• размеры котельной (объем);
• скорость перемещения воздуха по вентиляционным каналам при их наличии (минимум 1 м/с);
• соотношение высоты потолка в помещении к коэффициенту кратности воздухообмена.
Приведем расчет естественной вентиляции для помещения котельной размером 3 × 4 × 2,8 м.
Объем помещения составляет 33,6 м3.
Рассчитаем воздухообмен:
[6 (оптимальная высота от пола до потолка) – 2,8 (реальная высота от пола до потолка)] × 0,25 + 3 (увеличение кратности воздуха на каждый метр опускания потолка) = 3,8.
Вычисляем показатель циркуляции воздуха в помещении: 33,6 × 3,8 = 127,68 м3.

На основе этих данных по таблице определяется диаметр труб, необходимых для прокладки вентиляционных каналов. При скорости воздушного потока 1 м/с и расходе воздуха 113 м3/ч необходимо выбрать трубы диаметром не менее 200 мм.

Таблица
Соответствие диаметра трубы и расхода воздуха

Диаметр трубы,
мм

Расход воздуха, м3/ч, при скорости воздушного потока, м/с

1

2

3

4

5

6

7

8

100

28,3

56,5

84,8

113

141

170

198

226

125

44,2

88,3

132

177

221

265

309

353

140

55,4

111

166

222

277

332

388

443

160

72,3

145

217

289

362

434

506

579

200

113

226

339

452

565

678

791

904

225

143

286

429

572

715

858

1001

1145

250

177

353

530

707

883

1060

1236

1413

280

222

443

665

886

1108

1329

1551

1772

315

280

561

841

1122

1402

1682

1963

2243

355

356

712

1068

1425

1781

2137

2493

2849

400

452

904

1356

1809

2261

2713

3165

3617

450

572

1145

1717

2289

2861

3434

4006

4578

500

707

1413

2120

2826

3533

4239

5946

5652

Советы по обустройству вентиляционной системы для котельной

1. Отверстия вытяжной и приточной систем вентиляции должны быть расположены по разным сторонам котельной

2. Вытягивающее отверстие в наружной стене помещения целесообразно разместить ближе к крыше, а приточный канал следует расположить в нижней части помещения, в непосредственной близости к самому твердотопливному котлу.

3. Нецелесообразно устанавливать вытяжное устройство неподалеку от теплового генератора, в конструкции которого предусмотрен вентилятор (нагнетатель) или же дымосос. В таком случае во время работы турбины тяга в воздуховоде принудительно изменит направление воздушных потоков, и воздух, который должен уйти в вытяжку, будет вновь подан притоком в помещение котельной. Если вход в котельную оборудован напрямую через дверь из помещения с постоянным пребыванием людей, целесообразно установить приточную решетку в нижнюю часть двери. Приток теплого воздуха из другого помещения увеличит тепловую отдачу сжигаемого твердого топлива.
Большая часть приточного воздуха оказывается непосредственно в камере сгорания котла, где вступает в реакцию с углеродом, выделяющимся в результате сгорания твердого топлива, после чего выходит наружу в форме углекислого газа, поэтому отверстие вытяжки должно иметь меньший диаметр, нежели отверстие притока.

Изоляция

Если планируется разместить котел от стены на расстоянии менее 38 см, достаточно изолировать эту стену листом огнестойкого материала.
Жаропрочным листом следует закрыть пол непосредственно в месте установки котла так, чтобы защитный материал выдавался вперед на 80 см от передней стенки котла во избежание пожара в случае выпадения жара из топки.

Если помещение для установки теплового агрегата выбрано неправильно, то во время монтажа тепловой и вентиляционной систем может возникнуть много вопросов:

1. Где предусмотреть новое место для установки твердотопливного котла?

2. Как исправить или переделать подвод тепловых сетей к отопительному котлу<

3. Как исправить или переделать подвод вентиляционной системы?

4. Как выполнить новый отвод дымовых газов от котла?

5. Во сколько раз увеличится стоимость работ по установке котла при необходимости выполнения перечисленных работ?

Какая последовательность действий при установке котла?

При установке котла должны соблюдаться требования следующих нормативных документов:
• Свода правил СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01–2003», утвержденного приказом Министерства регионального развития Российской Федерации от 30 июня 2012 года № 279;
• Свода правил СП 89.13330.2016 «Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76», утвержденного приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 16 декабря 2016 года № 944/пр.

Все работы, связанные с установкой твердотопливного котла и подключением периферийных систем и устройств, выполняются последовательно по определенному алгоритму.

Для выполнения работ по монтажу котла необходимо иметь проект или схему, на которой указывается место и способ его установки. Установка твердотопливного котла требует немало времени и материалов, которые можно сократить, определив этапы, т. е. последовательность выполнения работ по его установке.

Первый этап — правильное расположение корпуса теплового агрегата как по вертикали, так и по горизонтали.

ВНИМАНИЕ!
Оптимальным вариантом будет установить котел ближе к внешним стенам, что позволит сократить объем работ, которые необходимо выполнить при прокладывании длинного горизонтального дымоходного канала, особенно в тех случаях, когда его нужно вывести через крышу.

Процедура установки отопительного котла на специальный фундамент или на пол проста: тепловой агрегат нужно выставить в положение, в котором он будет в дальнейшем работать.

Необходимое вертикальное и горизонтальное расположение котла обеспечивается за счет регулирования ножек или же использования специальных подкладок из металла.

Второй этап — установка электрических элементов нагрева (если они входят в комплектацию котла). Как правило, твердотопливные котлы оснащены креплениями для монтажа трубчатых электронагревателей, рядом с которыми установлен регулятор температуры.

Третий этап — монтаж и подключение труб системы отопления. Важно все соединения замыкать посредством промежуточных запорных кранов, а места стыковых соединений уплотнять сантехнической лентой или материалом, состоящим из волокон льна. Это в будущем упростит проведение ремонтных работ.

Монтаж тепловых коммуникаций выполняется так, чтобы при эксплуатации системы отопления можно было легко провести работы по их обслуживанию и ремонту.

Для удобства обслуживания и очистки теплообменника твердотопливного агрегата необходимо со всех сторон, откуда планируется проведение этих действий, создать возможность доступа к котлу. В связи с этим котел нужно установить не ближе 5 см от стены помещения, при этом должно быть свободное пространство не менее 1 м с остальных трех сторон.

Если в работе системы отопления предусмотрено подключение к электросети дома, то на этом этапе необходимо произвести все нужные подключения проводов, их изоляцию и заземление.

Соосность осей патрубка дымоотвода и соответствующего отверстия в стене настраивается посредством регулировки колен.

Четвертый этап — монтаж системы безопасности. Ее комплектация зависит от модели твердотопливного котла. Как правило, система состоит из предохранительного и воздушного клапанов, регулятора температурного режима, датчика тяги, манометра и прочих устройств.

Эти приборы монтируются до установки всех устройств запирания.

Для монтажа отопительной системы, основанной на использовании твердотопливного котла, необходимы тепловой агрегат, трубы и отопительные радиаторы, расширительный бачок, циркуляционный насос, тепловой аккумулятор, составляющие системы автоматического управления котлом.

Котельные агрегаты, сжигающие дрова и уголь, нередко оснащаются специальным штуцером для монтажа группы клапанов с манометром, о чем сказано в инструкции. Поэтому искать отдельное место установки группы клапанов не понадобится.

Безопасные режимы эксплуатации котла обеспечиваются так называемой группой безопасности, в которую входят:
• предохранительный клапан;
• воздушный клапан;
• манометр;
• регулятор температуры.

Рекомендации по установлению и подключению группы безопасности к котлу

1. Место установки — подающий трубопровод на выходе отопительного агрегата.

2. Максимальное расстояние от источника тепла до устройства безопасности — 50 см.

3. На участке трубы, соединяющем теплогенератор с элементом, не допускается устанавливать краны либо тройники с ответвлением к мембранному расширительному баку.

4. Участок трубопровода от теплогенератора до элемента должен быть изготовлен из металла (полипропилен, металлопластик и сшитый полиэтилен от воздействия пара могут деформироваться).

5. Положение воздухоотводчика должно быть строго вертикальным.

6. К предохранительному клапану подключается гибкий шланг, конец которого необходимо направить в прозрачную пластиковую бутылку либо на пол

Установка крана перед группой безопасности оправдана в единственном случае, если изделие — некачественное, клапаны протекают, не работают и т. д. Чтобы не опорожнять для замены все трубопроводы с радиаторами, следует временно поставить вентиль, но снять со штока рукоятку-бабочку.

ВАЖНО!
Нельзя опускать гибкий шланг от предохранительного клапана твердотопливного котла в канализацию. Если он сработает и вернется в нормальный режим работы, не будет признаков аварийной ситуации (перегрева), о которой могут свидетельствовать пятна на полу или вода в бутылке.

Пятый этап — монтаж трубы дымоотвода. В местах стыковки элементов системы по выводу дыма осуществляют герметизацию уплотняющим веществом, устойчивым к высоким температурам.

Методика монтажа, высота дымоотводного, канала, а также площадь сечения рассчитываются так, чтобы в дальнейшем обеспечить на должном уровне процесс естественной тяги, для чего необходимо неуклонно соблюдать все предписания инструкции устанавливаемой модели котла.

Самым простым вариантом дымоотовода в плане как конструкции, так и монтажа будет вертикальный дымоотоводной канал приставного типа в виде трубы, примыкающей к строению снаружи. Труба к стене крепится в вертикальном положении при помощи опорного или обжимного хомута, а уже к ней посредством тройника подсоединяется газоход от твердотопливного котла.

Для установки вертикального дымоотоводного канала необходимо:

1. Вырезать в перекрытии проем в виде равностороннего четырехугольника. Если перекрытие выполнено из деревянных элементов, размеры его сторон должны превышать размеры внутренней дымоотоводной трубы на 380 мм с каждой стороны (рис. 1). Например, если диаметр дымоотводного канала 100 мм и толщина утеплителя трубы-сендвича 50 мм, то размер проема составит 960 мм (200 + 380 × 2).

Рис. 1. Узел прохода трубы дымоотводной системы через перекрытие, изготовленное из деревянных элементов

2. Произвести монтаж проходного узла, изготовленного в виде короба из стали с цинковым напылением. Через этот короб протягивается труба-сэндвич, а пустоты, окружающие ее, заполняются базальтовой ватой. Итоговой операцией будет закрепление крышки узла, располагающейся снаружи.

ВАЖНО!
В кирпичной стене или стене из пеноблока легче проложить дымоходный канал, применив уплотнение и стальную гильзу.

В процессе монтажа дымоотводного канала необходимо соблюдать следующие правила:
• трубу следует повернуть не более трех раз, при этом ее минимальная высота, считаемая от колосниковой решетки твердотопливного агрегата, должна составлять не менее 5 м;
• отрезки дымоходной трубы должны быть соединены так, чтобы дождевая вода стекала по наружной стенке, а конденсатная влага — по внутренней;
• горизонтальная часть трубы должна быть установлена под уклоном в сторону котла.

3. Установить в нижней части дымоотвода (вертикальной дымовой трубы) ревизионный люк и резервуар для сбора скопившейся конденсатной влаги. Карниз кровли можно обогнуть трубой посредством использования двух переходников под углом 30°.
В процессе монтажа дымоотводной трубы необходимо следить за тем, чтобы стыки секций дымохода не совпали с размещением крепежей трубы к стене. На вершину дымоотводной трубы целесообразно поместить защитный колпак или же крутящийся флюгер (искрогаситель).

На рис. 2 приведен пример монтажа модульной дымоотводной трубы, проходящей через крышу здания.

Рис. 2. Монтаж модульной дымоотводной трубы

Работая над созданием дымоотводной системы, необходимо учесть, что оголовок трубы дымохода не должен располагаться в зоне ветрового подпора другого здания.

ВНИМАНИЕ!
Запрещено соединение газохода теплового агрегата с кирпичными колодцами вентиляционных магистралей здания, проходящими во внутреннем пространстве стен.

Шестой этап — заполнение водой теплового контура твердотопливного котла. На первых порах уровень давления воды должен быть чуть выше рабочего. На этом этапе система тестируется на предмет протеканий.

Седьмой этап — проверка расположения всех внутренних элементов топки твердотопливного котла: заглушки для прочистки, растопочной заслонки, шамотных камней, колосников и т. п.

Восьмой этап — сброс давления в котле до рабочих показателей, установка заслонок в топке и дымоходе в положение, указанное в инструкции, и загрузка твердого топлива в котел.

После выполнения перечисленных этапов система отопления запускается, для чего достаточно загрузить топливо в котел и поджечь. Затем через 10–15 мин необходимо плотно закрыть заслонку для растопки.

Когда температура установится на уровне 80–85 °С, необходимо установить регулятор температуры в нужный режим теплоподачи. В дальнейшем по мере необходимости нужно загружать в котел твердое топливо.

Только при соблюдении порядка выполнения работ по установке твердотопливного котла можно избежать проблем при его монтаже и дальнейшей эксплуатации.

Особенности подключения котла к отопительной системе

После завершения работ по монтажу твердотопливного котла и системы дымовыведения следующим этапом работ будет так называемая обвязка котла (подключение к отопительной системы).

Котел устанавливается при подаче теплоносителя сверху или снизу (рис. 3).

Рис. 3. Схемы обвязки котла.

При выполнении обвязки котла следует неукоснительно соблюдать следующее правило: во время работы отопительного агрегата в него ни при каких условиях не должна попадать холодная вода. Особенно это относится к котлу, в котором теплообменник изготовлен из чугуна. Если же это случилось, то стенки котла тут же покроются конденсационной влагой. Причиной этому станет резкий перепад температур. Эта жидкость опасна тем, что при контакте с нагаром, оседающим на боках котла, она превращается в вязкий и плотный слой налета.

Липкий налет сложно удалить с поверхности стенок котла. Кроме того, он снижает коэффициент полезного действия теплового агрегата. Можно минимизировать процесс выделения конденсата при сжигании в котле твердого топлива, выполнив типовую схему обвязки с трехходовым клапаном и байпасом при настройке теплоносителя на стабильную температуру 50–55 °С.

Таким образом вода в системе будет перемещаться по кругу до того момента, пока не наберет температуру 50–55 °С, после чего клапан начнет впускать в систему холодную воду.

В процессе обвязки твердотопливного агрегата важно учитывать особенности конкретной модели, изучив инструкцию. Важно тщательно выполнять подсоединение блока управления и горелки. Иногда в котлах европейских марок установлена автоматическая противопожарная система, подключаемая к центральному водопроводу.

ВНИМАНИЕ!
Чтобы не ошибаться в процессе монтажа котла, работающего на пеллетах, необходимо получить техническую консультацию официальных представителей фирмы-производителя котла. Важно установить все компоненты твердотопливной системы так, как предписывают соответствующие инструкции.

После монтажа системы ее надо протестировать, заполнив водой так, чтобы создать давление в 1 Бар, затем проверить работоспособность котла пробной растопкой.

Советы по эксплуатации котла

►1. В процессе эксплуатации котла, потребляющего твердые виды топлива, в его топке остаются шлаковые отложения. По мере накопления их необходимо периодически удалять. Кроме того, необходимо соблюдать определенные правила поддержания энергоэффективности котла.

►2. Стенки котла необходимо периодически (не реже одного раза в семь дней) очищать от скопившихся налета, пепла и нагара. Из-за миллиметрового слоя нагара на стенках энергоэффективность твердотопливного котла уменьшается на 3 %. Выполнять работы по очистке котла необходимо при отключенном остывшем котле.  

►3. По мере забивания решетки колосников пеплом котел теряет свою энергетическую мощность. Для устранения такого явления следует слегка пошевелив содержимое топки.
Современные модели твердотопливных котлов оснащены специальным рычагом для переворачивания углей, к тому же в случае надобности он поможет сбросить угли.

►4. С целью улучшения обращения воды по тепловому контуру котла можно задействовать циркуляционный насос. Это позволит в значительной степени повысить энергоэффективность теплового агрегата, поскольку перемещение носителя тепла по системе будет происходить гораздо быстрее, и он будет возвращаться в котел с более высокой температурой. Для его повторного подогрева будет уходить меньше тепловой энергии, следовательно, энергоэффективность такого котла будет заметно больше.
Циркуляционный насос можно расположить перед входом в котел в трубе обратной подачи воды.

►5. Необходимо контролировать состояние тяги в дымовыводящем канале. Для ее поддержания в оптимальном состоянии дымоход необходимо прочищать не реже одного раза в год.
Отрезки дымоходного канала, пролегающие через помещения без обогрева, необходимо утеплить. Это нужно сделать для предотвращения образования конденсационных паров, которые препятствуют нормальному высвобождению продуктов горения.С целью эффективного использования топлива следует установить регулятор температуры в положение минимальной производительности, но лишь в том случае, когда здание хорошо прогрелось, а на улице потеплело.

Источник: «Журнал главного инженера» №10,2018
Статью готовил эксперт: Дмитрий Юрьевич Чернобровкин, эксперт в области автоматизации производства

Убедитесь, что вы подписаны на журнал и вся необходимая информация — под рукой!

Подписаться на рассылку