Техническое описание и руководство по монтажу котлов Терморобот ТР-300 Статьи

Назначение и краткое описание

Стальные водогрейные жаротрубные котлы Терморобот с автоматизированной шнековой системой подачи угля и удаления золы. Предназначены для автономного водяного отопления многоквартирных жилых домов и зданий производственного и социально-культурного назначения (детских садов, школ, клубов; складских и гаражных комплексов, теплиц; баз отдыха, гостиниц, предприятий сервиса) площадью 2 000–10 000 м2. Могут применяться в качестве источника горячей (до 90ºС) воды в технологических процессах, например, при производстве ЖБИ где газификация невозможна.

Для увеличения вырабатываемой мощности и надежности теплоснабжения котлы могут включаться параллельно для работы на единую систему отопления (2×300, 3×300 кВт).

Применяются в системах отопления закрытого типа. Забор воды из системы отопления на нужды горячего водоснабжения (ГВС) не допускается! Для ГВС объекта в его систему отопления устанавливается пластинчатый теплообменник (двухконтурная система), либо специальный бойлер косвенного нагрева.

Объем штатного угольного бункера 1,3 м3 (17–50 часов работы в зависимости от теплопотерь отапливаемого объекта), увеличенного бункера — 3,3 м3 (2–6 дней работы). Допускается ручная и механизированная загрузка угля в бункер с помощью кран-балки, скипового, ленточного или шнекового податчика.

Предназначены для установки в оборудованную котельную. Котел работает в автоматическом режиме, без участия человека. Режим работы Терморобота — непрерывный; во время отопительного сезона гашение и повторный розжиг котла не требуется.

Основные технические характеристики

ТР-300
КВа-0,3 Б/К ГОСТ 30735-2001

Номинальная мощность (1), кВт (Гкал/ч)

Диапазон изменения мощности, %

КПД котла (1) (2) (3), %

Методы автоматической регулировки

• по t° на улице (погодозависимая);
• по длительности подачи;
• по t° подачи теплоносителя.

Рекомендуемый сорт угля
Допустимый сорт угля

3БМ (13–25 мм), 3БОМ (13–50 мм),
БОМСШ (0–50 мм)

Объем (вес) загружаемого в бункер угля
— штатный бункер
— увеличенный бункер

1,3 м3 (1 т)
3,3 м3 (2,65 т)

Расход угля (1) (2), кг/час
кг/сутки

Время работы на 1 загрузке (1) (2), часов
— штатный бункер
— увеличенный бункер

Габаритные размеры зольника

d=1 150 мм, h=830 мм, V=0,9 м3

Объем теплоносителя в котле, л

Рекоменд. проток теплоносителя, м3/час

Давление в системе, кгс/см2
— номинальное
— срабатывания аварийного клапана;
— испытательное

Температура подачи теплоносителя, ºС

Фланцы Dy65 Py10

Мощность, потребляемая от сети (4)
— средняя, Вт
— пиковая (при подаче угля), Вт

Площадь зеркала горения (3), м2

Температура дымовых газов (3), не более, ºС

Внутр. диаметр патрубка дымохода, мм

Содержание оксида углерода (СО)
в неразбавленных уходящих газах, мг/м3

Длина в рабочем состоянии, мм

Высота в транспортном состоянии, мм

Высота в рабочем состоянии, мм

Масса с зольником, кг

1) При работе на рекомендованном угле (см. описание котлов), на других сортах угля соответствие указанных показателей не гарантируется!
(2) При работе на номинальной мощности.
(3 КПД модульной котельной зависит также от уличной температуры, так как меняются теплопотери контейнера и теплотрассы.
(4) При отключенном резервном электрокотле (9 кВт).

В котле следует использовать сухой сортовой уголь марки Б (бурый) фракции М («мелкий», 13–25 мм) или ОМ («орех мелкий», 13–50 мм). Такой уголь обеспечивает бесперебойную работу котла.

Допускается использование угля марки Д (каменный длиннопламенный), а также рядового угля (БР, ДР) при условии его отсева через решетку с размером ячейки 35–40 мм (фракции от 0 до 50 мм, ОМСШ), или дробления, например, с помощью дробилки ДТ-1, производимой заводом «Терморобот».

Низшая теплота сгорания углей (в сертификатах этот показатель обозначается Qir), поставляемых компанией «Терморобот» присервисном обслуживании своих покупателей, составляет:

• 3БОМ (Красноярский край) — 4 800–4 900 ккал/кг;

• ДОМ, ДМ (Кузбасс) — 5 000–5 200 ккал/кг.

Другие угли могут сильно отличаться по этому показателю (типичная теплота сгорания бурых углей — 3 000–4 500 ккал/кг), это нужно учитывать при расчете суточного расхода конкретного угля. Угли марок Г («газовые»), Ж («жирные»), Т («тощие») применять в котлах ТР не рекомендуется, а антрацит (А) — не допускается.

Не рекомендуется использовать уголь низкого качества (шлам,отсев, влажную пыль):

• влажный уголь содержит 10–12% лишней воды, это снижает эффективную теплоту его сгорания и усиливается химическая коррозия металлических частей узла подачи;

• может снизиться номинальная мощность котла и его КПД;

• в низкосортном угле высоко содержание породы, это сильно снижает теплоту сгорания угля (увеличивается его расход), происходит интенсивный унос золы дымовыми газами, что приводит к загрязнению окружающей территории, и нужно чаще чистить съемные золоуловители;

• большое содержание породы и инородных тел приводит к ускоренному износу механизма подачи, может привести к остановке котла из-за заклинивания или повреждения шнека.

Использование любых других видов топлива (дрова, пеллеты,щепа, опилки, шелуха, торф, отходы производств, угольные гранулы и брикеты, а также различные смеси) не допускается, и является основанием для снятия с гарантии.

Применяемый теплоноситель

Котлы предназначены для использования в закрытой системе отопления, разбор горячей воды из системы не допускается. В таком режиме работы специальная водоподготовка не требуется, в качестве теплоносителя можно использовать водопроводную воду.

Разбор горячей воды и подпитка системы неподготовленной водой приводит к быстрому «обрастанию» солями дымогарных труб теплообменника; эффективность теплообмена снижается и возникают зоны локального перегрева труб, что резко снижает их ресурс.

В качестве теплоносителя можно использовать этилен- или пропиленгликолевый антифриз; применение спиртовых антифризов не допускается.

Экологические показатели котла

При использовании рекомендованного угля котел имеет высокие экологические показатели, содержание вредных газов соответствует классу I по ГОСТ 30735-01.

Полное сгорание летучих компонентов угля достигается за счет:

1. футерованных шамотом стенок топки и перегородки-дожигателя, образующих длинный раскаленный канал для дожига дымовых газов;

2. медленной (практически непрерывной) подачи угля и точно сбалансированного количества первичного и вторичного воздуха.

Также котел имеет высокие показатели по выбросам твердых частиц (зола уноса собирается в специальных зольниках), допускается установка дополнительных систем очистки дымовых газов.

Состав и конструкция котла

Производитель постоянно работает над совершенствованием конструкции котла, поэтому возможны расхождения между описанием и фактическим исполнением, не ухудшающие характеристик изделия.

Допускаются также изменения в конструкции и комплектации, связанные с индивидуальными требованиями заказчика.

Общий вид

Котел ТР-300 состоит из топки [1.2], конструктивно объединенной с теплообменником [1.1]; угольного бункера [1.7]; вентилятора поддува воздуха [1.9], дымососа [1.6]; системы подачи угля [1.8]; блока автоматики с датчиками [фото 5]; группы безопасности котла [фото 3].

Указанное оборудование смонтировано на стальной раме, либо наполу и стенах корпуса, если котел входит в состав модульной котельной Терморобот. Опоры рамы раздвижные, с помощью домкратов [1.5] котел по месту поднимается в рабочее положение, при этом под него устанавливается металлическая емкость для сбора золы [фото 6], при транспортировке она может размещаться в угольном бункере (чертеж 1).

Жаротрубный стальной 5-ходовый теплообменник теплоизолирован слоем минеральной ваты и закрыт декоративным кожухом [1.1].

Топка со встроенной горелкой

Топка котла состоит из стального водоохлаждаемого корпуса [2.3], изнутри частично футерованного асбестовым картоном и шамотным кирпичом [2.7]. В центральной части топки расположен дожигатель [2.8], формирующий поток дымовых газов внутри топки. Футеровка топки относится к расходным материалам, срок гарантии на нее составляет 3 года, после чего может потребоваться ее частичная замена.

Вдоль топки располагается водоохлаждаемая линейная горелка [2.4] с большим количеством форсунок подачи первичного воздуха, а также водоохлаждаемый шнек с лопастями из нержавеющей стали [2.9] для перемещения угля и золы. Шлак через металлическую трубу-переходник ссыпается во внешний зольник, а зола уноса собирается в двух съемных золосборниках [1.10]. Для чистки котла предусмотрены лючки [1.3], [2.2], а также набор инструмента (ерш для чистки дымовых труб; совок; кочерга; щуп для прочистки форсунок горелки).

Воздух в топку подается вентилятором [4.3], потоки воздуха можно регулировать с помощью двух заслонок. Заслонка [4.12] меняет соотношение первичного и вторичного воздуха, что позволяет настраивать котел на сжигание различных видов угля. Заслонка [4.7] меняет распределение первичного воздуха между форсунками горелки, что позволяет уменьшить поддув во 2-ю, внешнюю половину горелки, это полезно при работе на малой мощности (менее 150 кВт), когда горение сосредоточено в 1-й половине горелки.

Спереди топка закрыта теплоизолированной откидной дверцей [1.4] с двумя смотровыми отверстиями; в рабочем положении дверца уплотняется стекловолоконным шнуром [2.6].

На выходе теплообменника установлена группа безопасности котла, включающая в себя 1 или 2 предохранительных сбросных клапана [3.2], соединенных медными трубами с баком для сбора теплоносителя; манометр [3.5]; биметаллический термометр [3.6]; автоматический воздухоотводчик (воздушный клапан) [3.4]; аварийный датчик перегрева теплоносителя [3.3], а также кран для сброса воздуха из системы при ее заполнении теплоносителем [3.1]. Вместо раздельных измерительных приборов может использоваться термоманометр.

Подача угля в топку осуществляется шнеком из нержавеющей стали, который приводится во вращение от электродвигателя [1.8] через низкооборотный редуктор и зубчатую передачу. Работой электродвигателя управляет микропроцессор блока автоматики.

Шнек разборный, состоит из двух частей. Первая часть («холодная») расположена в шнековой трубе механизма подачи, она подает уголь из течки бункера [4.2] в топку. Вторая («горячая») часть шнека [2.9], находится в топке. Место соединения частей шнека расположено под хомутом [4.6].

Внутри угольного бункера [1.7] установлен ворошитель, обеспечивающий надежное осыпание угля, он приводится во вращение от шнека с помощью зубчатой передачи. Угольная пыль из этого узла высыпается наружу через отверстие в шнековой трубе, при работе это отверстие должно быть открыто, и под него установлена емкость для сбора пыли. Для обслуживания узла предусмотрен люк [4.5].

Система циркуляции теплоносителя

Тело котла, горелка и шнек водоохлаждаемые, они включены в систему отопления, циркуляция теплоносителя обеспечивает их охлаждение и необходимый тепловой режим в топке. Шнек подключен через 2 ротационные муфты [2.10], обеспечивающие его вращение. Гибкие вставки [2.5], расположенные на обоих концах шнека, компенсируют его тепловое расширение и облегчают режим работы муфт, исключая их перекос.

Обратная труба системы подключается к фланцу [4.9], в нем теплоноситель разветвляется на 3 потока. Основной поток направляется в тело котла напрямую. По левой внутренней трубе теплоноситель попадает в заднюю часть шнека, его передняя часть соединена с водяной рубашкой котла.

По правой внутренней трубе теплоноситель подается в горелку, выход горелки [4.11] также соединен [4.10] с водяной рубашкой котла. На всех соединительных трубах установлены краны, позволяющие отключить любой из перечисленных элементов для ремонта котла. Из водяной рубашки теплоноситель поступает в теплообменник через фланцевое соединение в передней части котла

В нижней части котла расположены краны [4.13] для подключения расширительного бака, заполнения и слива теплоносителя.

Котел может поставляться с комплектом вспомогательного оборудования (насосы, расширительный бак). Насосная группа должна обеспечивать рекомендуемый (12 м3 в час) проток теплоносителя через котел и циркуляцию теплоносителя при отказа насоса и перебоях в электроснабжении.

• Электрооборудование и блок котельной автоматики

Котельная автоматика (контроллер) может устанавливаться либо отдельным блоком [5.1], либо в шкафу, в котором располагается также группа автоматических выключателей [5.4], 3-фазный частотный регулятор [5.2] и вспомогательное оборудование (магнитный пускатель [5.3], источник бесперебойного питания и т. д.).

Конкретный состав оборудования указывается в принципиальной электрической схеме, либо в типовом проекте на котельную.

К контроллеру подключается ряд основных и аварийных температурных датчиков (воздуха [5.5]; подачи; обратки [4.13]; шнековой трубы, перегрева теплоносителя [3.3]); а также датчик давления в системе [4.1], вращения шнека. Их подключение и логика работы описаны в «Руководстве по программированию контроллера», а также в принципиальной схеме котла.

Еще ряд датчиков являются опционными, они могут входить в отдельные модификации котла.

Описание работы котла

Уголь под действием собственного веса ссыпается из течки бункера в трубу узла подачи, далее шнеком перемещается в топку. В бункере расположен ворошитель, исключающий слипание (зависание) угля. Лопасти «горячей» части шнека перемещают горящий уголь по горелке и перемешивают его, улучшая горение и уменьшая спекание золы. Через форсунки в горелку дозированно подается воздух, здесь происходит выгорание твердой (коксовой) части угля.

Оставшаяся зола выталкивается шнеком за пределы горелки, и ссыпается во внешний зольник. Летучие компоненты угля газифицируются, смешиваются в нужном соотношении со вторичным воздухом и сгорают в раскаленном объеме топки.

Необходимое количество воздуха рассчитывается контроллером в зависимости от скорости подачи угля. Регулируя заслонкой, расположенной в горелке, соотношение первичного и вторичного воздуха, можно настраивать Терморобот на оптимальное сжигание разных марок угля (бурый или каменный длиннопламенный).

Футеровка топки, а также водяное охлаждение горелки и шнека обеспечивают в зоне горения оптимальную температуру (800–1 100ºС), необходимую для полного сгорания угля, но недостаточную для спекания шлака и прогорания элементов конструкции.

Полностью сгоревшие раскаленные газы проходят через дымогарные трубы теплообменника, где отдают тепло теплоносителю, который с помощью внешнего циркуляционного насоса подается в систему отопления обогреваемого здания.

Работой котла управляет микропроцессорный блок автоматики

Он поддерживает заданную температуру в отапливаемом помещении, меняя мощность котла. Регулирование мощности осуществляется изменением длительности подачи угля в топку (количества одновременно горящего угля), а также режима подачи воздуха.

В контроллере предусмотрено несколько методов автоматического управления мощностью. Если котел установлен в отдельно стоящую или пристроенную котельную, рекомендуется погодо- зависимое управление (по внешнему «уличному» датчику температуры), если котел установлен внутри помещения, он может работать от комнатного датчика. Можно зафиксировать нужную температуру теплоносителя, либо задать время подачи угля (мощность котла).

Транспортировка котла

Габаритные размеры и вес котла позволяют транспортировать его грузовым автомобилем. Необходимо использовать тентованные автомобили (фуры), чтобы избежать попадания пыли и влаги в механизмы котла. Габариты котла в транспортном состоянии приведены на чертеже 1.

Погрузка котла на автотранспорт производится бортовым краном, его стропы («паук») зацепляют за 4 проушины, расположенные над 4-мя передними ножками котла (центр тяжести пустого котла расположен между ними).

Внимание! Минимально допустимая рабочая температура для бортового крана –20–25ºС, для автокрана –25–30ºС. Также в мороз возможны проблемы с растентовкой закрытых автомобилей.

Установка на место и траспортировка в пределах помещенияпроизводится вилочным автопогрузчиком или с помощью вилочной гидравлической тележки («рохли») с грузоподъемностью не менее 2,5 т. Котел подхватывается сбоку или спереди с учетом центровки.

Работы по продаже котла и погрузке на автомобиль должны выполняться в соответствии с требованиями безопасности по ГОСТ 12.3.009-76.

Монтаж котла

Перевозка автомобильным и железнодорожным транспортом сопровождается вибрацией, это может привести к ослаблению резьбовых соединений котла. Перед началом монтажа нужно проверить и при необходимости подтянуть разборные соединения трубопроводов, а также убедиться в надежности механического крепления узлов. Ослабление соединений при доставке не являются заводским дефектом сборки.

• Подготовка помещения котельной

Котел предназначен для эксплуатации в оборудованном помещении (встроенной или пристроенной котельной). Не допускается установка и эксплуатация котла в общем помещении (в цеху, складе, гараже). При установке котла внутри здания, котел необходимо отделить от остального помещения противопожарными воздухонепроницаемыми стенами в соответствии со СНиП II-35-76.

Необходимо иметь выход из котельной непосредственно наружу здания (п. 3.10 СНиП). Также должна быть предусмотрена приточная вентиляция, исключающая накопление в помещениии газообразных продуктов горения. Невыполнение этих условия может привести к нарушению работы котла, задымлению помещения и возникновению пожарной опасности! Поставщик не несет ответственности за нарушение покупателем требований СНиП и правил пожарной безопасности.

Вес котла, заполненного теплоносителем и углем, составляет 3,6 т, поэтому для него необходимо подготовить твердую ровную горизонтальную площадку. Высота здания котельной должна быть достаточной для механизированной загрузки котла с помощью кран-балки или других средств механизации.

Часть оборудования, входящего в базовую поставку котла, и угольный бункер объемом 1,3 м3 смонтированы на металлической раме. Шкаф автоматики и дополнительное оборудование (циркуляционные насосы, расширительный бак, теплообменник) монтируются рядом с котлом.

Рама имеет 6 вертикальных раздвижных опор-ножек, внутренние трубы которых могут выдвигаться. В двух задних опорах внутренние трубы имеют свободный ход, в 4-х передних опорах они выдвигаются с помощью гидравлических домкратов, котел при этом поднимается в рабочее положение. При подъеме нужно следить за горизонтальностью котла, не допуская перекосов! После подъема котла между ножками устанавливаются раскосы (идут в комплекте) и фиксируются болтами. Схема монтажа раскосов приведена на чертеже 2. К ножкам приварены опорные площадки с отверстиями d=10 мм, их необходимо прикрепить к полу анкерными болтами.

Подключение котла

• Установка дымовой трубы

В базовую комплектацию котла дымовая труба не входит, покупатель приобретает ее самостоятельно, в соответствии с параметрами, указанными в проекте котельной. При выборе и монтаже дымовой трубы следует руководствоваться разделом 7 СНиП II-35-76.

В базовую комплектацию котла входит дымосос, поэтому нет необходимости создавать естественную тягу, достаточно длина дымовой трубы определяется экологическими требованиями (расположением окружающих зданий).

Необходимо применять утепленную трубу, иначе на ее стенках будет происходить конденсация пара и дымовых газов. Образующийся при этом химически агрессивный конденсат вызывает коррозию дымохода и элементов котла.

При проектировании дымохода нужно избегать горизонтальных и наклонных участков: на них будет скапливаться зола уноса и дымоход будет быстро забиваться. Если такие участки есть, нужно предусмотреть элементы (тройники, лючки), позволяющие прочищать эти участки. В нижнем колене тройника нужно сделать отверстие для слива конденсата. Наклонные участки рекомендуется прокладывать под углом не менее 45º от горизонта.

Котел комплектуется металлическим зольником объемом 0,9 м3. Его конструкция допускает как механизированную (с помощью борткрана), так и ручную очистку от золы.

Не допускается использовать в качестве зольника открытые емкости, так как в котле осуществляется принудительный поддув воздуха в топку. При открытом отверстии нарушается правильное распределение потоков газа и может происходить задымление помещения; унос золы, неполное сгорание угля и увеличивается содержания СО в дымовых газах.

Зольник рассчитан на сбор золы, образующейся при сжигании примерно 5 т балахтинского бурого угля с зольностью 10% или 3 т каменного угля с зольностью 15–20%. При использовании другого угля периодичность очистки зольника будет другая.

Для соединения зольника с топкой котла используется металлическая труба-переходник с выдвижным телескопическим механизмом.

Она надевается на фланец в нижней части топки (ее ручка должна быть при этом направлена к передней части котла) и прикручивается к фланцу двумя саморезами по металлу. Поворот ручки приводит к выдвижению трубы механизма на 50 мм, при этом труба охватывает кольцевой выступ на зольнике, что обеспечит достаточную герметичность зольника в рабочем положении.

Смену зольника и очистку его от золы следует производить при отключенном контроллере (без поддува воздуха в топку).

Подключение котла осуществляется в соответствии с электрической схемой. Если возможны перебои в электроснабжении, покупатель должен организовать резервное электропитание, установив бензиновый или дизельный электрогенератор. Повреждения котла, вызванные перебоями в электроснабжении, не относятся к гарантийным случаям.

• Подключение котла к системе отопления

1. Присоединить к котлу трубы системы отопления.

2. Мембранный расширительный бак с помощью медной трубки подключить к котлу. Емкость бака должна составлять 7% общего объема системы (включая котел) для воды, и 10% объема при использовании незамерзающей жидкости.

3. К аварийным клапанам группы безопасности присоединить медные трубы и вывести их свободные концы в металлическую емкость, например, в канистру. Использование пластмассовой емкости не допускается. При аварийном закипании котла в нее будет отводится паро-водяная смесь, что исключит повреждение оборудования котельной.

Отбор горячей воды из системы отопления не допускается, поэтому для горячего водоснабжения (ГВС) следует использовать двухконтурную систему. Для этого в систему отопления включается теплообменник, в нем горячая вода нагревает, не смешиваясь, воду вторичного контура, которая и используется для ГВС (проточная схема). Лучше использовать разборный пластинчатый теплообменник, который можно чистить от загрязнений. Иногда теплообменник объединяют с накопительным баком для горячей воды объемом 0,2–1 м3 и автоматикой, такое изделие (бойлер косвенного обмена) можно приобрести в специализированных фирмах, торгующих санитарно-техническими изделиями. Преимущество такого решения - отсутствие больших скачков отбираемой от котла мощности приводоразборе (может использоваться менее мощный котел).

• Заполнение системы теплоносителем

Заполнение котла теплоносителем производится от системы городского водоснабжения, либо автономно с помощью насосной станции из емкости с теплоносителем. Заполнение котла может производиться также от системы отопления здания, в этом случае она должна быть подключена к системе водоснабжения через подпиточный клапан. Убедитесь, что кран, соединяющий систему отопления дома с системой водоснабжения, исправен. Если он «травит», давление в котле будет повышаться и начнет срабатывать аварийный клапан, сбрасывая теплоноситель.

Давление в системе измеряется с помощью манометра, расположенного на группе безопасности. Заполнение системы холодной водой производится до достижения давления около 1,5 бар (кгс/см2).

Необходимое давление зависит от высоты отапливаемого здания (h) и должно составлять (h/10 + 0,3–0,5) кгс/см2. Следует учитывать, что при нагревании воды давление в системе повысится, при этом оно не должно превысить максимально допустимого.

Заполнение системы занимает около 1 часа. При этом находящийся в системе воздух выходит через воздушный клапан (воздухоотводчик) группы безопасности. Для ускорения этого процесса нужно открыть вентиль, расположенный на группе безопасности.

Воздух, растворенный в теплоносителе, постепенно выделяется и стравливается через автоматический воздухотводчик или вручную краном Маевского. Если в качестве теплоносителя используется вода, развоздушивание системы длится около суток, если залит антифриз, процесс занимает несколько дней. При этом может потребоваться пополнение объема теплоносителя и доведение давления в системе до рабочего. В первые три дня работы котла давление в системе следует контролировать регулярно.

Повышенное внимание следует уделять системам отопления, содержащим алюминиевые радиаторы. В них происходит химическое взаимодействие алюминия с водой, при этом непрерывно выделяется и накапливается водород (горючий газ!), и требуется регулярный контроль системы. Процесс выделения водорода усиливается в кислой среде (рекомендуемое значение pH = 9±0,5, слабощелочная реакция воды); при использовании загрязненной воды, а также при высокой скорости циркуляции, так как абразивные примеси механически счищают защитную окисную пленку на алюминии.

Внимание! Сразу после заполнения системы котел должен быть запущен в работу, так как при низкой уличной температуре возможно размораживание котла и системы отопления здания.

Порядок дальнейших действий описаны в инструкции «Руководстве по пуско-наладке, эксплуатации и техническому обслуживанию» котлов.