Блочно-модульные котельные завоевывают в системе энергетики все большую популярность. Достоинств у этого типа котельных очень много.
Во-первых, не нужно тратить средства на строительство стационарного здания котельной. Модульно-котельная установка (МКУ) состоит из готовых модулей, собранных в заводских условиях, готовых к монтажу и имеющих всё необходимое оборудование для запуска в работу.
Во-вторых, небольшие габариты позволяют выбрать рациональное место для размещения, тем самым сократить протяженность теплотрасс, а, следовательно, снизить теплопотери и себестоимость производства тепла.
В-третьих, сборка узлов котельной в заводских условиях гарантирует высокое качество всего оборудования. Заводы-изготовители МКУ работают в тесном сотрудничестве с заказчиком и проектируют и изготавливают блок-модули в соответствии с конкретными условиями и требованиями заказчика.
Блочно-модульные котельные дают возможность получать автономное тепло и не зависеть от теплоцентралей.
Виды блочно-модульных котельных
По виду теплоносителя котельные подразделяются на:
- водогрейные,
- паровые,
- комбинированные,
- на диатермическом масле.
Водогрейные котельные используются для отопления и горячего водоснабжения жилых, административных, общественных и коммерческих объектов. Большинство водогрейных МКУ имеет диапазон мощности от 100 кВт до 30 МВт. Температура воды на выходе +90 °С, на входе +70 °С.
Паровые блочно-модульные котельные вырабатывают пар для обеспечения технологических процессов в пищевой, текстильной, табачной, химической промышленности, производстве строительных материалов и других отраслях. Производительность таких котельных может составлять от 0,2 до 30 тонн пара в час, температура пара 440 °С, давление - 63 бар.
В комбинированных блочно-модульных котельных задачи тепло- и пароснабжения решаются одновременно размещением как водогрейных, так и паровых котлов.
В котельной на диатермическом масле вместо воды или пара используются высокотемпературные органические жидкости, температура теплоносителя может достигать до 300 °С.
Любая котельная может состоять из одного и более модульных блоков в зависимости от требуемой мощности.
Блочно-модульные котельные могут работать на любом типе топлива:
- на газовом: природном и сжиженном газе, биогазе, попутном нефтяном газе;
- на жидком: мазуте, нефти, дизельном топливе;
- на твердом: различных сортах угля, отходах деревообрабатывающей промышленности (сучья, стружка, опилки), на торфе, на сельскохозяйственных отходах в виде брикетов или пеллет).
В зависимости от типа сжигаемого топлива модульные котельные имеют свои отличия и особенности.
Газовые блочно-модульные котельные просты в эксплуатации, экономически эффективны и экологичны. В комплект оборудования входит система подачи топлива (газопроводы, топливопроводы и горелки).
Котельные, работающие на жидком топливе, должны иметь соответствующие склады и устройства подготовки топлива к сжиганию. Чаще всего они оборудованы устройствами для его подогрева, чтобы была возможность его распыления в горелках для более полного сжигания.
Преимущество твердотопливных котельных - доступность и низкая стоимость энергоресурса. МКУ такого типа часто используют там, где отсутствуют газопроводы или нет возможности регулярного подвоза топлива. Они дополнительно оборудуются системами топливоподачи, золошлакоудаления, тягодутьевым оборудованием для обеспечения реакции горения и золоулавливающими устройствами для очистки воздуха. Системы могут быть ручными, механизированными или автоматизированными.
Конструкция
Здание блочно-модульной котельной состоит из одного или более модулей с размещенным в них технологическим оборудованием и трубопроводной системой.
Модуль представляет собой металлический каркас из труб прямоугольного сечения и является жесткой пространственной конструкцией. Стены модуля, как правило, выполнены из сэндвич-панелей толщиной от 80 до 150 мм, а кровля - до 200 мм. Пол изготавливается из негорючих материалов, утеплен, водостоек. Все поверхности окрашивают огнезащитной краской.
Блочно-модульные котельные обычно комплектуются следующим оборудованием (состав может меняться в зависимости от вида топлива и типа котла):
- один или несколько водогрейных/ паровых котлов с горелочными устройствами,
- система подачи топлива (основного и резервного),
- насосы, обеспечивающие независимую работу контуров отопления и горячей воды,
- система водоподготовки и поддержания давления,
- теплообменники,
- система отвода продуктов сгорания,
- автоматика управления и безопасности (щит электропитания, контроллеры, датчики),
- приборы учета воды, электрической и тепловой энергии,
- средства пожаротушения,
- дымовые трубы.
Помимо основных технологических устройств помещение блочно-модульной котельной оборудуется системами освещения, отопления и вентиляции, кабиной оператора, сантехническим узлом.
Система работы
Тепловой контур блочно-модульных котельных может быть открытым, закрытым или осуществляться через гидравлическую стрелку.
Открытый тепловой контур соединяется с тепловой системой напрямую, что наименее затратно. При соединении с отопительной системой через теплообменник (закрытый вариант) оборудование котельной защищено от непредвиденного воздействия тепловых сетей (некачественный теплоноситель, высокое динамическое и статическое давление, перепады температур). В этом случае срок службы МКУ составит 15 и более лет. Теплообменник может быть емкостным (бойлер) или пластинчатым. В закрытой системе есть возможность использовать незамерзающий теплообменник, что позволяет не сливать воду в перерывах между работой котельной в холодное время года. Однако организация системы через теплообменник требует большей площади и увеличивает стоимость котельной.
Гидравлическая стрелка защищает систему от ударов, поддерживая постоянное давление, но не предотвращает возможное негативное воздействие тепловых сетей.
Котельные блочно-модульного типа могут работать с одно- или многоконтурной (до 4 контуров) системами. В случае использования многоконтурной системы в котельной должно быть установлено оборудование, автоматически поддерживающее температурный режим в каждом контуре.
Этапы строительства
Первый этап - проектирование котельной. В случае отсутствия специфических требований и условий в месте размещения блочно-модульной котельной могут быть использованы типовые проекты МКУ. Однако в любом случае требуется проведение изысканий для привязки котельной на местности с учетом имеющихся инженерных коммуникаций.
По желанию заказчика может быть разработан индивидуальный проект, учитывающий все нюансы места и особенности дальнейшей эксплуатации. При проектировании принимаются во внимание условия размещения, вид топлива, назначение объекта, вид теплоносителя, электроснабжение объекта, резервные источники тепло- и электроснабжения.
Спроектированная энергосистема должна работать на 100% своей мощности. Кроме того, проектно-сметная документация должна быть согласована с контролирующими органами: госпожнадзором, технадзором, санэпиднадзором, архитектурой.
После утверждения проекта и выбора оборудования на заводе изготавливается каркас модуля с основанием, затем в него монтируется основные технологические системы. Доставка блоков на площадку осуществляется автомобильным или железнодорожным транспортом.
Блочно-модульные котельные могут быть отдельно стоящими, крышными, встроенными или пристроенными к зданию.
Отдельно стоящая модульная установка обойдется дороже встроенной, но на встроенную накладываются дополнительные ограничения - экологические, противопожарные и т.д., их нельзя размещать в многоквартирных жилых домах. Крышные котельные позволяют сэкономить занимаемую площадь, уменьшить протяженность теплотрасс, снизить высоту дымоходов, что в целом снижает себестоимость производства тепла. Но здесь есть еще больше ограничений - нельзя монтировать котельные непосредственно на перекрытие или смежно с жилыми помещениями, давление паровых котлов не должно превышать 0,07 МПа, тепловая мощность не может быть больше 5 МВт для производственных зданий и 3 МВт - для жилых. Необходим также расчет несущих конструкций на дополнительную нагрузку от блока котельной.
Модули можно устанавливать практически на любую поверхность: бетонные блоки, фундамент. Котельная должна стоять на поверхности всеми восемью или десятью опорными точками. Стены здания являются навесными, они крепятся к каркасу самонарезными винтами с резиновыми шайбами. Панели крыши крепятся к балкам и прогонам тем же способом. Угловые и коньковые стыки закрываются нащельниками посредством заклепок.
После установки дымовой трубы и сборки всех блоков производится подключение модульной котельной к коммунальным сетям.
Пусконаладочные работы при запуске модульной котельной включают проверку соответствия оборудования требованиям технических условий и пожарной безопасности. Происходит опробование всей системы, а также режимная наладка котла, то есть подбираются оптимальные режимы работы котла, выполняются замеры напряжения в сети и замеры тяги. После этого проводится инструктаж работников котельной по правилам эксплуатации оборудования.
Если отсутствуют замечания и отклонения в работе всех систем блочно-модульной котельной, составляется акт о приемке и запуске в работу. После этого котельная должна быть зарегистрирована в Ростехнадзоре. Основанием для вступления объекта в эксплуатацию станет получение лицензии, которую также выдает Ростехнадзор.
