Котлы водогрейные на твердом топливе: модели и применение

Выбор системы отопления для производственного помещения начинается с вопроса об зависимости от топлива. Газ не везде подведен, электричество дорожает, а дизель требует хранения. В такой ситуации лучшим решением становятся водогрейные котлы на твердом топливе. Однако твердотопливные водогрейные котлы российского производства стали высокотехнологичным оборудование: от ручных агрегатов до полностью автоматизированных станций. В этой статье мы разберем четыре основных модели котлов на твердом топливе для отопления и ГВС по способу подачи топлива — ручные, механические, полумеханические и автоматические. Статья будет полезна, тем кто выбирает промышленные водогрейные котлы на твердом топливе — чем отличаются модели, их плюсы и минусы, где используются.

Про какие водогрейные котлы на твердом топливе идёт речь?

В рамках данного материала мы детально рассмотрим линейку промышленных водогрейных котлов, функционирующих на твердом топливе. Диапазон их тепловой производительности варьируется от 0,15 до 4,0 МВт при рабочей температуре теплоносителя не выше 115 °С. Оборудование адаптировано под сжигание бурого и каменного угля, пеллет, а также различных видов биомассы: дров, опилок, стружки, коры и щепы.

В зависимости от модификации, техника разделяется по рабочему давлению:

модели мощностью до 0,3 МВт функционируют при давлении 0,1–0,3 МПа;
агрегаты производительностью 0,35–2,5 МВт рассчитаны на давление 0,3–0,6 МПа.

Также модели отличаются различными уровнями механизации процесса горения — от полностью ручных версий до полумеханических, механизированных и полностью автоматических систем. Отдельное внимание заслуживают типы топочных устройств: РПК, ЗП РПК, ТШПМ и ТЛПХ.

Попутно заметим, что все перечисленные модели котлов присутствуют в каталоге котельного завода "HEATEXPERT". Например, на фото вы видите одну из моделей завода — водогрейный котел КВр на твердом топливе, модель с ручной топкой.

котел КВр на твердом топливе

Модели водогрейных промышленных твердотопливных котлов с различными топками

В промышленных водогрейных котлах на твердом топливе ключевую роль играет топочное устройство — именно оно определяет, насколько эффективно будет сжигаться топливо, как часто потребуется обслуживание и какой уровень автоматизации возможен.

Среди наиболее распространенных типов топок для котлов мощностью до 4 МВт выделяются РПК, ЗП РПК, ТШПМ и ТЛПХ. Рассмотрим их устройство, принцип работы и отличия.

Общая классификация топок водогрейных котлов на твердом топливе

Все топки для сжигания твердого топлива делятся на три категории по степени механизации:

Ручные — все операции (подача топлива, шурование, удаление шлака) выполняются вручную;
Полумеханические — часть операций механизирована, но требуется участие оператора;
Механические — в конструкции предусмотрены механизированные процессы подачи топлива, шурования и удаления шлака.
Автоматические — все процессы автоматизированны (минимальное обслуживание).

К каждой из этих категорий относятся рассматриваемые типы топок: РПК, ЗП РПК, ТШПМ, ТЛПХ.

Топка РПК (ручная)

Ручная топка РПК — это ручное топочное устройство с неподвижной колосниковой решеткой, состоящей из поворотных колосников. Она предназначена для слоевого сжигания каменных и бурых углей, а также антрацитов марок АМ и АС в малых паровых и водогрейных котлах.

Устройство: Основной элемент топки РПК — колосниковая решетка, на которой находится слой горящего топлива. Колосники выполнены поворотными — это позволяет удалять шлак без остановки котла: при повороте секции колосников шлак проваливается в зольник .

Применение: Топки РПК используются в котлах малой мощности (до 2 МВт), где не требуется высокая степень автоматизации. Их главные преимущества — простота конструкции, низкая стоимость и неприхотливость к качеству топлива. Недостаток — необходимость ручного труда для загрузки топлива и удаления золы.

Топка ЗП РПК (полумеханическая)

ЗП РПК — это полумеханическая топка с пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой с поворотными колосниками. Ее отличительная особенность — комбинированный процесс горения: часть топлива сгорает в слое на решетке, а мелкие фракции — во взвешенном состоянии в топочном объеме.

Устройство: Топка состоит из следующих основных узлов.

Стационарной решетки с поворотными колосниками;
Пневмомеханического забрасывателя (типа ЗП), который подает топливо на горящий слой;
Бункера для топлива;
Приводов управления воздушными заслонками.

Колосниковая решетка разделена по ширине на две секции, каждая из которых имеет собственный привод для поворота колосников. Это позволяет удалять шлак частями, не нарушая процесс горения.

Особенности сжигания: Пневмомеханический забрасыватель выбрасывает топливо в топку. Крупные частицы падают на решетку и сгорают в слое, а наиболее мелкие пылевидные фракции сгорают в объеме топки, создавая факел. Благодаря этому достигается:

Интенсивное нижнее зажигание свежего топлива по всей площади решетки;
Возможность работать на трудновоспламеняющихся топливах и углях с высокой влажностью (до 40%) ;
Автоматизация процесса горения.

Применение: Топки ЗП РПК устанавливают на котлы водогрейные на твердом топливе для сжигания каменных и бурых углей, антрацитов. Содержание фракций 0-6 мм в топливе не должно превышать 60%, максимальный размер куска — до 40 мм.

Топка ТШПМ механическая

ТШПМ — это механическая топка с шурующей планкой. Иногда тшмп расшифровывается как "топка с шурующей планкой механизированная". В отличие от движущихся решеток, здесь колосниковая решетка неподвижна, а перемешивание и продвижение топлива осуществляется возвратно-поступательными движениями шурующей планки.

Устройство: конструкция топки ТШПМ включает.

Водоохлаждаемую колосниковую решетку (приварена к основанию);

Шурующую планку (трехгранная, с внутренним водяным охлаждением);
Секторный питатель для дозированной подачи топлива из бункера;
Электромеханический привод каретки;
Решетку дожигания с поворотными колосниками в задней части;
Дутьевой вентилятор и щит управления.

Принцип работы: шурующая планка совершает возвратно-поступательные движения над неподвижной решеткой. При движении вперед планка перемещает топливо по горизонтали, поднимает его и перебрасывает через себя (волнообразное движение). При движении назад топливо смещается в прямом направлении лишь на 15-25% от величины сдвига.

Ходы планки чередуются на разную длину, что обеспечивает равномерное заполнение всей решетки и правильную шуровку слоя. Параметры движений выбираются в зависимости от длины решетки, свойств топлива и тепловой нагрузки.

Образовавшаяся зола движется к решетке дожигания, где при опрокидывании поворотных колосников сбрасывается в канал шлакоудаления.

Степень автоматизации: топки ТШПМ являются полностью автоматизированными, то есть подходят на твердотопливный котел с автоматической подачей топлива. Система автоматики регулирует скорость движения планки и подачу дутьевого воздуха, отключает дутьевой вентилятор и прекращает подачу топлива при отклонениях давления, температуры или разрежения, включает светозвуковую сигнализацию при аварийных ситуациях.

Применение: топки ТШПМ используются с водогрейными котлами мощностью от 0,6 до 3,0 МВт. Рабочий модельный ряд включает ТШПМ-0,8; 1,45; 1,5; 2,0; 2,5 МВт. Топливо — каменный и бурый уголь, допускается содержание мелочи (0-6 мм) до 50%, максимальный размер куска до 100 мм.

Твердотопливный котел автоматический

Топка ТЛПХ (механическая)

ТЛПХ — это механика с ленточной колосниковой решеткой прямого хода. В отличие от ТШПМ, здесь сжигание происходит на движущемся полотне, которое медленно перемещается от передней стенки к задней, транспортируя топливо через все стадии горения.

Основные элементы топки ТЛПХ:

Колосниковое полотно, собранное из трех типов колосников: ведущих (тяговых), ведомых и крайних (боковое уплотнение);
Ведущий и ведомый валы с приводом;
Угольный ящик с регулятором слоя топлива;
Дутьевые короба с зонами дутья под решеткой;
Система натяжения полотна.

Колосники имеют зубцы на боковых поверхностях, которыми они входят друг в друга, что увеличивает площадь живого сечения при минимальных зазорах и предотвращает выворачивание отдельных элементов .

Принцип работы: Топливо из бункера самотеком поступает через угольный ящик на движущееся колосниковое полотно. Слой 100-200 мм регулирует вручную шибером.

Полотно движется от передней стенки к задней со скоростью от 1,3 до 19,3 м/ч . По мере движения топливо последовательно проходит стадии: сушка, воспламенение, активное горение, догорание. В конце полотна остается только шлак, который при огибании ведущего вала (звездочки) ссыпается в шлаковый бункер.

Под колосниковым полотном расположены дутьевые короба, разделенные на зоны для оптимального распределения воздуха по длине решетки. Воздух подается от одного вентилятора как под решетку, так и на вторичное дутье.

Применение: топки ТЛПХ применяются с водогрейными котлами мощностью от 1,5 до 4,0 МВт . Они предназначены для слоевого сжигания: сортированный и рядовой антрацит, каменный уголь влажность менее 12%, бурый уголь влажность до 20%.

Требования к топливу: зольность не более 25%, содержание мелочи (0-6 мм) до 40%, максимальный размер куска до 40 мм.

<Сравнительная таблица топок твердотопливных водогрейных котлов

Параметр	РПК	ЗП РПК	ТШМП	ТЛПХ
Степень механизации	Ручная	Полумеханическая	Механическая автоматизированная	Механическая
Тип решетки	Неподвижная, поворотные колосники	Неподвижная, поворотные колосники	Неподвижная, шурующая планка	Движущееся ленточное полотно
Подача топлива	Ручная	Пневмомеханический забрасыватель	Секторный питатель	Самотеком на движущуюся решетку
Диапазон мощностей котлов	До 2 МВт	0,4–4 МВт	0,6–3,0 МВт	1,5–4,0 МВт
Рекомендуемое топливо	Уголь, антрацит	Уголь, антрацит	Бурый/каменный уголь	Антрацит, каменный/бурый уголь
Особенность процесса	Простая конструкция	Факельно-слоевой (мелкие фракции горят в объеме)	Перемешивание планкой	Транспортировка топлива по зонам горения

Важно отметить, что к классификации котлы водогрейные на твердом топливе также относятся котлы на дровах и пеллетах. Котел на пеллетах 0.6 МВт на фото.

котел водогрейный на пеллетах

Как выбирать котлы водогрейные на твердом топливе

Оптимальный выбор водогрейного котла на твердом топливе по виду топки. При выборе типа топки следует учитывать:

1. Необходимую мощность — для котлов до 2 МВт подойдут РПК, до 3 МВт — ТШПМ, до 4 МВт — ЗП РПК или ТЛПХ.

2. Доступную степень автоматизации — если требуется минимальное участие оператора, выбирайте ТШПМ или ТЛПХ.

3. Вид топлива — ТШПМ хорошо работает на угле с размером куска до 100 мм. ЗП РПК эффективна на топливе с высоким содержанием мелких фракций (до 60%). ТЛПХ предъявляет более строгие требования к влажности.

4. Бюджет и затраты на обслуживание — ручные топки дешевле, но требуют постоянного присутствия персонала, механизированные — дороже, но значительно сокращают эксплуатационные расходы.

Заключение

Итак, в условиях роста тарифов на энергоносители твердотопливные водогрейные котлы остаются востребованным источником тепловой мощности для промышленных объектов различного масштаба. Ключевым параметром выбора котла остаётся способ подачи топлива в камеру сгорания. В статье мы рассмотрели особенности четырех моделей конструкции, нюансы применения и критерии выбора для конкретных задач.