Транспортабельные блочно-модульные котельные

А. Васянович

Учитывая последние тенденции в промышленной и коммунальной энергетике Украины, все большее распространение получают транспортабельные блочно-модульные котельные. Они экономные, позволяют транспортировать теплоноситель с меньшими потерями, не требуют больших капитальных вложений при сооружении, в ряде случаев позволяют достичь независимости от централизованного теплоснабжения

Физический и моральный износ большинства существующих в настоящее время в Украине котельных по оценкам специалистов составляет в среднем 60–70%. Не лучше и состояние теплотрасс. Это приводит к низкой эффективности систем теплоснабжения, требует комплексной реконструкции и технического перевооружения.

Одним из путей решения вопроса является применение блочно-модульных котельных установок, максимально автоматизированных и обеспечивающих работу оборудования по заданной программе с регулированием подачи тепла в зависимости от температуры наружного воздуха.

Применение

Экономия и рациональное использование энергии в последнее время коренным образом меняют взгляд на обеспечение теплом или паром промышленных и коммунальных объектов.

При этом котлы с огромными избыточными мощностями, а, следовательно, и менее экономные, заменяются более компактным оборудованием, с широкими возможностями регулирования его работы. Не менее важным является вопрос теплотрасс. Изрядно изношенные, они уже давно не обеспечивают требований рационального использования ресурсов и надежности теплоснабжения. Поскольку заменять их довольно затратно, то этот факт часто является решающим при выборе в пользу блочно-модульных котельных. При этом, часто, в ходе реконструкции энергетического хозяйства предприятия вместо одной старой стационарной котельной могут устанавливаться несколько новых модульных. Благодаря этому, источник тепла можно максимально приблизить к потребителю – отапливаемым объектам, уменьшив протяженность теплотрасс и, соответственно, теплопотери.

Блочно-модульные котельные отличаются сравнительно невысокой стоимостью проектирования и монтажа. Срок изготовления может составлять от нескольких недель до нескольких месяцев – в зависимости от мощности. Кроме того, их достаточно быстро и просто ввести в эксплуатацию, поскольку сборка большинства узлов осуществляется в заводских условиях. Относительно небольшие габаритные размеры позволяют выбрать оптимальное место для расположения оборудования.

Котельные поставляются автомобильным или железнодорожным транспортом практически готовыми к эксплуатации, в специальных контейнерах. Если габариты и вес котельной не дают возможности доставки в одном контейнере, то она изготавливается в виде нескольких модулей. Монтаж их выполняется непосредственно на объекте. Параметры контейнеров позволяют использовать при подъеме и разгрузке обычные автокраны. Таким образом, капитальные затраты на обустройство объекта минимальны.

Блоки котельной устанавливаются на фундамент (из железобетонных плит, монолитного бетона или ленточный – в зависимости от свойств грунта). Затем они монтируются в одну модульную систему и подключаются к внешним сетям (теплотрасса, водопровод, канализация, газопровод, электроэнергия). Устанавливается дымовая труба. В завершение проводится проверка всех соединительных элементов трубопроводов, испытания и пуско-наладочные работы.

После выполнения всего объема работ, предусмотренного договором, клиент получает комплект документов на блочно-модульную котельную. В неё входят инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию, паспорта на оборудование и др.

Срок службы котельных при соблюдении правил эксплуатации составляет до 25 и более лет.

Типы и топливо

По своему назначению блочно-модульные котельные делятся на водогрейные, паровые и комбинированные. Водогрейные применяются для отопления и ГВС жилых домов и административных зданий, промышленных и коммерческих объектов, паровые – обеспечивают паром технологические процессы на предприятиях. Комбинированные котельные, в которых совместно работают водогрейные и паровые котлы, призваны решать одновременно обе эти задачи.

Мощность большинства блочно-модульных водогрейных котельных варьируется в диапазоне от 50 до 10 000 кВт. В качестве теплоносителя могут выступать вода, перегретый или насыщенный пар, соответствующие требованиям НПАОП 0.00-1.26-96, а также незамерзающие теплоносители. При этом наиболее распространенный температурный режим (прямая/обратная линии) – около 90/70°С, а температура пара может превышать 400°C.

Что касается источника тепла, то сегодня на украинском рынке, в основном, предлагаются котельные, работающие на газообразном или твердом топливе: природном газе, биогазе, пеллетах, угле, древесных или сельскохозяйственных отходах и др. Возможна также комбинация применения природного газа в качестве основного энергоресурса, а жидкого топлива – как резервного.

Комплектация

Транспортабельная модульная котельная в готовом виде – это одно сооружение, не имеющее внутренних перегородок и собранное из отдельных блок-модулей, количество которых может быть разным в зависимости от назначения и условий эксплуатации установки. Каждый блок оснащается основным и вспомогательным оборудованием (рис. 1).

Are_100Рис. 1. Внутренний вид блочно-модульной газовой котельной

Модули котельной монтируется на единой металлической раме, которая для удобства транспортировки обличена в контейнер, обшитый сэндвич-панелями с теплоизоляцией из минеральной ваты. Данная конструкция сверху может иметь кровельные элементы.

По устройству и используемому оборудованию такие котельные принципиально не отличаются от стационарных. То есть, к ним в полной мере применяются требования ДСТУ В.2.5-77:2014 «Котельные».

Состав котельных напоминает конструктор, поскольку комплектоваться они могут в зависимости от условий и пожеланий заказчика. Так, в них применяются один-два, а чаще – несколько водогрейных или паровых котлов. В качестве таких теплогенераторов могут использоваться жаротрубные или водотрубные котлы, парогенераторы и др. Горелочные устройства – блочного типа. Предусматривается система подачи основного и резервного топлива, насосное оборудование, система отвода продуктов сгорания. Комплект КИПиА включает приборы управления, контроля параметров, сигнализации, защиты и диспетчеризации.

Для водоподготовки можно использовать установки для очистки ионообменными смолами (рис. 2), обезжелезивания, электромагнитной обработки и другие, в зависимости от качества исходной воды.

Are_200Рис. 2. Ионообменные фильтры в составе системы подготовки теплоносителя

Блочно-модульная котельная также может быть оборудована системой ГВС на базе емкостного водонагревателя или скоростного пластинчатого теплообменника.

Установка дополнительно оснащается приборами коммерческого учета произведенной тепловой энергии и потребленных энергоресурсов.

Помимо основного оборудования, помещение котельной обеспечивается системами освещения, вентиляции и канализации. Некоторые производители предлагают также бензиновые или дизельные электрогенераторы для автономного (аварийного) питания электрооборудования.

Подключение к объекту

Тепловой контур блочно-модульной котельной может соединяться с системой отопления объекта напрямую (открытый тепловой контур или через гидравлическую стрелку), а также по независимой схеме (через теплообменник). Первое решение дешевле, а второе – надежнее, поскольку в этом случае котельное оборудование защищено от возможного негативного воздействия со стороны тепловых сетей объекта: загрязненного теплоносителя, высокого давления, перепадов температур.

Таким образом, в случае независимого присоединения (рис. 3) увеличивается срок службы котельной. В то же время, появляются дополнительные расходы на установку и обслуживание теплообменника.

Are_300Рис. 3. Узел подключения котельной с пластинчатым теплообменником

В качестве компромиссного решения можно выбрать присоединение посредством гидравлической стрелки. Она эффективно стабилизирует давление в системе теплоснабжения и защищает от гидроударов, но не изолирует гидравлическую систему котельной от сети теплоснабжения объекта.

В целом, модульные котельные могут обеспечивать теплоносителем несколько контуров теплоснабжения. В этом случае для оптимизации работы рекомендуется устанавливать регулирующее оборудование, автоматически поддерживающее температурный режим индивидуально для каждого контура.

Существенным фактором является то, что, как установку блок-модулей котельной на подготовленный для них фундамент, так и подключение к сетям и пусконаладочные работы могут осуществляться заказчиком самостоятельно по инструкциям, предоставляемым изготовителем. В ряде случаев это удешевляет проведение работ.

Автоматизация и управление

Оснащение современных блочно-модульных котельных включает в себя средства автоматического регулирования режима работы и дистанционные системы управления. Таким образом, предусматривается возможность работы оборудования без постоянного присутствия оператора.

Применяемые в котельных автоматические системы способны выполнять множество функций по управлению работой различных узлов, регулированию параметров и обеспечению безопасности. В частности, они контролируют параметры теплоносителя и энергоресурсов, запускают и останавливают котлы в случае аварии, контролируют содержание метана и оксида углерода в помещении котельной, сигнализируют о сбоях в работе оборудования, ведут архив событий и т. д. Информация о работе установки может выводиться на панель контроллера, установленного в котельной, а также передаваться на пульт диспетчера (компьютер или смартфон) через модем или мобильную связь.

Многие изготовители котельных предлагают такую услугу, как удаленный мониторинг. Эта опция значительно облегчает обслуживание установок. При этом оповещение об аварийной или предаварийной ситуации происходит путем передачи SMS-сообщений на мобильные телефоны ответственного за эксплуатацию персонала.

Одним из важнейших свойств современных блочно-модульных отопительных котельных является возможность погодозависимого регулирования, то есть управление температурой теплоносителя в зависимости от изменений температуры наружного воздуха. Это существенно сокращает потребление энергоресурсов.

Примеры оборудования

Поставщиками транспортабельных блочно-модульных котельных часто выступают производители котельного оборудования. Так, станции на базе теплогенераторов отечественного производства предлагают украинские компании «Apec», «Атон», «Теплоформат», «Укринтерм» и др.

Рассмотрим в качестве примера модульную транспортабельную котельную установку ТКУМ украинской торговой марки «Арес». В качестве топлива в ней могут исполь-зоваться дрова, уголь, брикеты либо древесные отходы.

Оборудование помещается в бокс, имеющий мобильное исполнение из несущего металлического каркаса и трехслойных панелей толщиной 80 мм – лист профнастила с утеплителем из негорючих минераловатных плит. Это обеспечивает степень огнестойкости – III. Категория взрывной, взрывопожарной и пожарной безопасности – «Г». Габариты контейнера для установки мощностью 200 кВт (Д × Ш × В) – 4500 × 4500 × 2600 мм.

В котельные ТКУМ устанавливаются стальные котлы украинских или зарубежных торговых марок: Altep, Liberator, Gefest-Profi, «КВТ» и др. Базовая комплектация оборудования (рис. 4) включает: два котла; насосное оборудование; систему управления котельной; оборудование химводоподготовки; арматуру и трубопроводы; контрольно-измерительные приборы; станцию подпитки. Дополнительно устанавливаются: блок горячего водоснабжения, коммерческий узел учета тепловой энергии, блок разделительных теплообменников котлового и сетевого контура, дымовая труба.

Are_400Рис. 4. Гидравлическая схема транспортабельной модульной котельной на твердом топливе:
К1 – котел водогрейный; К2 – насос котла; К3 – сетевой насос; К4 – насос подпитки; К5 – термогидравлический распределитель; К6 – установка умягчения воды; К7 – бак запаса воды для подпитки; К8 – расширительный бак; T1 – трубопровод прямой сетевой воды; Т2 – трубопровод обратной сетевой воды; Т94 – трубопровод подпиточной воды; Т95 – трубопровод дренажный напорный; B1 – трубопровод водопроводной воды

Всего в данном исполнении предлагаются котельные номинальной тепловой мощностью от 200 до 800 кВт, с уровнем модуляции 1:4. КПД – от 82 до 86%. Диапазон регулирования температуры теплоносителя (воды) – 70–90°С.

Котельная установка может работать как в автоматическом, так и в ручном режиме, с постоянным присутствием обслуживающего персонала. Предусмотрено погодозависимое регулирование температуры теплоносителя. Технологическая защита обеспечивается блоком котельной автоматики, которая срабатывает при загазованности помещения бокса угарным газом; исчезновении электроэнергии; снижении давления теплоносителя ниже нормы; чрезмерном повышении температуры теплоносителя и т. п.

Блок автоматической водоподготовки включает умягчение воды (до уровня не более 0,03 (мг-экв)/л) методом натрий-катионирования при фильтровании через слой ионообменной смолы с её периодической регенерацией раствором поваренной соли.

Отопление котельного зала осуществляется за счет тепловых поступлений от оборудования и технологических трубопроводов. При неработающих котлах предусмотрено отопление электрическими обогревателями мощностью 2 кВт, которые автоматически включаются в работу при снижении температуры в помещении ниже +5°С.

Проектирование электроснабжения котельной проводится с учетом норм ДБН 2.5-23-2003.6. При этом категория надежности электроснабжения – II. Предусмотрено основное освещение (светильниками на 220 В) и резервный переносной аккумуляторный светильник.

Вентиляция котельной – естественная, рассчитана на поддержание в помещении трехкратной смены воздуха в час с учетом воздуха, необходимого для поддержания горения топлива. Приток осуществляется через жалюзийные решетки, вытяжка – через дефлекторы в покрытии котельной. Отвод продуктов сгорания – за счет естественной тяги – в дымовую трубу. Её параметры (высота и диаметр) определяется отдельным проектом.

Котельная ТКУМ поставляется замкнутой на ключ на заводе-изготовителе. Все технологические отверстия закрыты заглушками. Это обеспечивает возможность хранения на открытой площадке. Гарантийный срок эксплуатации котельной – 18 месяцев со дня ввода в эксплуатацию, но не более 24 месяцев после отгрузки с предприятия-изготовителя.

Основная комплектация газовых транспортабельных котельных схожа с описанными твердотопливными с учетом особенностей использования топлива. Кроме того, предусматривается отдельным проектом подвод газа и распределительная станция.

Таким образом, можно сделать вывод, что блочно-модульные котельные, в частности, транспортабельные их модели, обладают рядом достоинств, которые говорят о перспективности их применения в Украине. Это экономность за счет сокращения теплопотерь, оперативность монтажа и возможность простой передислокации, низкая стоимость, высокая степень автоматизации и удобство управления.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!


Вас может заинтересовать:



1 комментарий

  • Спасибо за статью, особенно за перечень поставщиков транспортабельных блочно-модульных котельных

Оставьте комментарий

Telegram