Турбулизатор для котла своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Турбулизатор для котла: проверка турбулизатора на износ. Твердотопливные котлы БРИК теплообменник и .

Турбулизатор для котла: твердотопливные котлы БРИК теплообменник и турбулизаторы. Наглядное объяснение .

Движение газов. Почему одни котлы экономные, а другие нет? Одна из причин - конструкция труб теплообменника!

Где то так горение 14 часов этого котла есть у меня еще щепа которую я показывал на видео как я готовил ну че по на 70 .

сгорел дожигатель и турбулизатор, делаем сами. размеры и с какого материала сделаны, смотрите в видео.

Установка турбулизатора в камеру дожига способствует более полному снятию тепла стенками теплообменника и снизить .

Мы расскажем, почему котлы "АТЕМ" подходят Вам больше остальных и благодаря чему продукция уже на протяжении 20 лет занимает лидирующее положение на рынке отопительной техники!

В первую очередь это конечно многочисленные наработки конструкторов концерна "Житомирский котельный завод "АТЕМ". Они на минуту не прекращаем разрабатывать новые модели и совершенствовать уже зарекомендовавшие себя. Две специально спроектированные под эти задачи лаборатории позволяют блестяще справляться с этой задачей!

В котлах "АТЕМ" используют только абсолютно надежные комплектующие, известные во всем мире! Среди них автоматика безопасности с газовым клапаном "SIT" , горелочные устройства "BRAY" и "Polidoro".

Вместе с тем удалось добиться идеального соотношения цена-качество, что позволяет Вам организовать в доме комфортное, эффективное и безопасное отопление даже с минимальным бюджетом!

Чтобы обеспечить максимальную надежность и безопасность, каждый котел проходит 7 видов испытаний!:

• испытание корпуса котла на отсутствие течи под повышенным давлением,
• испытание газогорелочного устройства на герметичность,
• испытание коллекторного устройства,
• испытание работы терморегулятора газового клапана,
• испытание автоматики в сборе с горелочным устройством,
• испытание водонагревательного контура под давлением 9 атм.,
• испытание и наладка готового котла на максимальных режимах и на работу в нестандартных ситуациях.

Итак, о наиболее значимых конструктивных и технологических особенностях котлов "АТЕМ" по порядку:

Это основные состовляющие котла "АТЕМ"

Газовый энергонезависимый котел имеет следующие основные составные части:

• газогорелочный блок — это газовая горелка и автоматика безопасности с газовым клапаном;
• топка — место, где происходит горение газа;
• теплообменник — непосредственно та часть котла в которой происходит теплообмен (нагрев воды).

Принцип работы котла заключается в следующем: в газогорелочный блок подается газ, который, сгорая в топке выделяет тепло и нагревает трубы (стенки) теплообменника, а соответственно и воду в нем, которая в дальнейшем подается в систему отопления.

Газогорелочный блок.

В производстве котлов мы применяем секционные и трубные горелки европейских производителей (BRAY, POLIDORO), которые по характеристикам практически однотипны, хотя применение секционных горелок предпочтительней из-за получения более равномерного пламени в топке (так называемое "ковровое" пламя) и меньшей тепловой нагрузки, что обеспечивает больший срок их эксплуатации.

Ошибки при конструировании горелок приводят к:
• их повышенному износу,
• снижению эффективности горения газа,
• неравномерности огня в топочной камере, что снижает равномерность нагрева теплообменника и в итоге снижает КПД котла.

Как уже упоминалось выше, топка — это место где сгорает газ. В котле должны быть точно подобраны размеры топки, поскольку маленькая топка из-за недостатка кислорода приводит к неполному сгоранию газа, а слишком большая – к охлаждению горячих газов холодным воздухом. Эффективность горения газа в топке "АТЕМ" может достигать 95%, что приводит в высвобождению дополнительной энергии при сгорании газа и поднимает КПД котла.

НО: самый главный элемент котла — теплообменник — та его часть где собственно и нагревается вода. От архитектуры теплообменника, его конструкции и зависит эффективность котла и количество потребляемого им газа.

Именно в теплообменнике происходит отбор энергии у горячего газа и передача её теплоносителю (воде). И чем эффективнее происходит этот обмен, тем меньше расходуется газа, а соответственно и денежных средств.

Так что же нужно для максимальной эффективности теплообмена?

• максимально допустимая, для заданной мощности площадь теплообмена (это поверхность горячих труб, с которыми соприкасается теплоноситель (вода). И чем эта площадь больше, тем вода быстрее нагревается);
• максимально возможное снижение показателя отношения объема воды в котле к площади теплоотдачи. ( если площадь теплообмена большая, но воды в котле слишком много, она всё равно будет нагреваться очень медленно).

Отношение объема воды к площади теплопередачи в теплообменнике “АТЕМ” намного меньше чем у многих других теплообменников!

Для чего это нужно?
1. Малая инерционность котла (высокий КПД уже через 3-5 минут после включения!).

При минимальном отношении объема воды в котле к площади теплоотдачи (как у "АТЕМ") — котел быстро выходит на рабочий режим и обеспечивает комфортную температуру в Вашем доме в кратчайшее время!

2. Отсутствие падения КПД при малых температурах.

Дело в том, что при высоких температурах ( максимальных режимах) эксплуатации котла, а именно при 80-90°С — коэффициент полезного действия у котлов всех производителей примерно одинаковый – 85-92%.

В реальных же условиях, котлы очень редко эксплуатируются в максимальных режимах!

Например, при температуре на улице минус 3-7°С (для наших широт – это средняя температура воздуха зимой), для поддержания в доме наиболее комфортной температуры +22°С, котел достаточно нагреть до 50-60°С, и в таком режиме он работает большую часть отопительного сезона.
НО! При таком температурном режиме возникают нежелательные вещи:
• образование газовой пленки с наружной стороны нагрева;
• образование пленки жидкости с внутренней стороны теплообменника;
• снижение теплопроводимости воды.
Фактически эти факторы работают как теплоизоляторы, поэтому теплообмен в котле при низких температурах замедляется на 15-30% и площади теплообмена некоторых других теплообменников недостаточно для выдачи КПД 90%!

Т.е. при небольших площадях теплообмена, фактический КПД в низкотемпературных режимах падает до 70-85%!

Единственным способом поддержания в низкотемпературных режимах высокого КПД, является увеличение площади теплообмена, а также снижение показателя отношения объема воды в котле к площади теплоотдачи, т.е. увеличение скорости водяного потока, который к тому же смывает значительную часть накипи, что успешно было реализовано в котлах "АТЕМ" .

Уникальные турбулизаторы "АТЕМ"

Турбулизаторы — это специальные металлические пластины, которые монтируются в трубы теплообменника котла и замедляют выброс горячих газов в дымоход.

Зачем нужны турбулизаторы?

Вода в котле нагревается за счет горячих газов, которые проходят через теплообменник по специальным жаровым трубам. Следовательно для наиболее полной теплоотдачи, газы должны находится в теплообменнике как можно дольше, но без потери тяги.

Если горячие газы не задерживать, то большая часть полученного тепла будет просто улетать в трубу!

Турбулизаторы "АТЕМ" спроектированны таким образом, что наиболее эффективно выполняют принцип теплообмена в котле, максимально задерживая и турбулизируя газы.

Борьба с сажей

Сажа — это страшнейший враг любого котла!

Сажа — это продукт неполного сгорания газа, и мельчайших грязевых микрочастиц в газе, которые при его сжигании обугливаются и превращаются в один из самых мощных теплоизоляторов! Теплопроводимость сажи в 400 раз ниже, чем теплопроводимость стали. То есть, слоя сажи на поверхности теплообмена в 0,01 мм (меньше толщины волоса) достаточно для того, чтобы теплообмен упал в 2 раза! Годовое же сажеотложение превращает котел из отопительного прибора в средство для бесполезного сжигания газа, и ни про какой КПД речь уже не может идти.

А теперь внимательно посмотрите на рисунок, где показано строение турбулизаторов "АТЕМ". Сажа на них показана пунктирной линией.

Таким образом мы создали систему отвода газов, в которой 90-92% сажи оседает на турбулизаторах, а не на поверхностях теплообменника. Во многих других теплообменниках сажа оседает на самих трубах, а применение винтовых турбулизаторов только усугубляет этот эффект — газы, проходя через них, приобретают центробежную силу (вихрь), которая как магнитом притягивает к трубам (поверхностям теплообмена) сажу, значительно уменьшая эффективность котла.

Поетому, ГОСТовские испытания новых котлов, особенно при максимальных режимах, и показивают примерно одинаковый результат эфективности техники, но уже через 2-3 месяца эксплуатации Вы начнете замечать, что потребление газа котлом "АТЕМ" не изменилось, а вот у большинства других — постоянно растет!

О дымоходах

Качество изготовления дымохода – одно из наиболее значимых условий качественной работы отопительной системы. Хороший дымоход должен обеспечивать стабильную тягу вне зависимости от наружной температуры и направления ветра.

Котлы "АТЕМ" относятся к высокоэффективным котлам. За счет оптимизации работы горелки, мы снизили температуру отходящих газов до 110-130°С, следовательно, требования к дымоходу стали выше. Он должен иметь малое аэродинамическое сопротивление и быстро прогреваться. Диаметр дымохода должен быть не менее диаметра выходного патрубка котла.

95% всех проблем с котлом связаны с неправильно спроектированным или смонтированным дымоходом!

Уважаемый покупатель, Вам необходимо помнить, что современная отопительная техника может эффективно эксплуатироваться лишь при ее правильном монтаже!

Если Вы меняете старый котел с невысоким КПД на современный, Вы должны уделить особое внимание конструкции Вашего дымохода. Раньше, при КПД старого котла ниже 80% температура уходящих газов составляла не менее 200°С, что обеспечивало хорошую тягу даже при плохом дымоходе, хотя и приводило к огромному перерасходу газа.

При установке котла "АТЕМ" с КПД более 90% Вы значительно сократите свои расходы на отопление, но нужно помнить , что температура исходящих газов составляет около 110-130°С, и стабильная работа котла гарантирована только при хорошо утепленном дымоходе!

Поэтому мы настоятельно рекомендуем Вам доверить подключение котла специализированной организации и, перед монтажом и вводом котла в эксплуатацию, самым тщательным образом ознакомиться с руководством по эксплуатации. Исполнение изложенных в нем требований обеспечит Вам гарантированно долгую, экономную и безотказную работу котла производства концерна "Житомирский котельный завод "АТЕМ".

Настенные газовые котлы KITURAMI (Корея)

Газовые настенные котлы Kiturami –это основная продукция корейской компании с одноименным названием. Она специализируется на выпуске ее с 1962 года и на сегодняшний день достигла .

Продукция АТЕМ

Газовые котлы Vaillant

Газовые котлы Vaillant представляют собой современные решения проблемы с водонагревом. Так, серия Vaillant VUW предназначена для постоянной подготовки горячей воды. Для .

Газовые котлы RODA (Германия)

Компания Roda известна далеко за пределами своей родины – Германии. По сути, только главный офис ее расположен в этой стране, а крупные представительства открыты в пяти крупнейших .

Газовые котлы BIASI (Италия)

Итальянская компания Biasi известна, прежде всего, как надежный производитель газового отопительного оборудования (котлов). Сегодня в ее ассортименте находится большой ассортимент .

Одной из распространенных конструкций газотрубных котлов является конструкция с использованием встроенных трубных пучков. Появление такой конструкции относится к началу прошлого века и было обусловлено необходимостью получения дополнительных поверхностей нагрева в пароперегревателях и кипятильных трубах паровых котлов, либо улучшения циркуляции воды внутри котла при помощи водоподъемных труб, располагавшихся внутри жаровой трубы.

Жаротрубно-дымогарные котлы, имеющие в своей конструкции трубные пучки, относятся к классу комбинированных котлов [1, 2]. Как правило, такие сравнительно компактные агрегаты ранее использовались в качестве парогенераторов и находили широкое применение на передвижных установках, локомобилях, паровозах, а также на водном транспорте [2].

Конструктивные особенности комбинированного котла

В результате исследовательских работ, проведенных специалистами Института технической теплофизики национальной Академии наук Украины (ИТТФ НАНУ), был разработан котел КВВД-0,63 Гн (рис. 1) - водогрейный водотрубно-дымогарный котел номинальной теплопроизводительностью 630 кВт с принудительной циркуляцией теплоносителя. Котел рассчитан для работы на природном газе или жидком топливе и предназначен для получения горячей воды с температурой до 95 ОС и давлением до 0,6 МПа для отопления, технологических нужд и горячего водоснабжения.

В топочной камере между задней и передней кольцевыми водяными камерами вварены 36 экранных труб, формирующих экранный топочный пучок и разделенных на 12 трехходовых элементов. Обратная сетевая вода подается в заднюю водяную камеру, проходит в переднюю водяную камеру, назад в заднюю и снова в переднюю. Трехходовая схема в отличие от одноходовой позволяет увеличить скорость движения теплоносителя в трубах и не допустить его вскипание. Из передней камеры вода через 12 радиально расположенных отверстий далее поступает в водяной объем корпуса котла. Внутренняя поверхность двери покрыта огнеупорной футеровкой.

При работе котла факел горелки находится в кольцевой экранной камере (внутри экранного топочного пучка), которая закрыта с тыльной стороны. Камера работает под избыточным давлением дымовых газов (под наддувом). Дымовые газы из камеры поступают в две огневые трубы, затем в поворотную камеру и по дымогарным трубам удаляются в дымовую коробку, расположенную с задней стороны котла.

В дымогарные трубы котла вставлены пластинчатые турбулизаторы (завихрители), которые придают потоку газов турбулентность и обеспечивают более тесный контакт между газами и стенками дымогарных труб. За счет использования турбулизаторов удается улучшить условия теплообмена в дымогарных трубах.

В качестве горелочного устройства была применена двухступенчатая газовая блочная вентиляторная горелка и система электронной автоматики производства одной из итальянских фирм. Автоматика выполняет полный цикл розжига, пуск на первой ступени (малое горение), переход на вторую ступень (большое горение), отключение горелки котла (при достижении установленной температуры сетевой воды на выходе), последующую продувку газодутьевого тракта котла, а также защитное отключение подачи газа при аварийных ситуациях. Возможно подключение электронного устройства для регулирования температурного режима теплосети с учетом температуры наружного воздуха (погодозависимое регулирование), что позволяет эксплуатировать котел в автоматическом режиме.

Испытания котла

Для проведения приемочных и сертификационных испытаний был изготовлен и смонтирован опытный образец котла КВВД-0,63 Гн в районной котельной (г. Киев, пр. Науки, 24). Наряду с новым котлом в котельной эксплуатируются 7 ранее установленных водогрейных котлов НИИСТУ-5 тепловой мощностью по 0,56 Гкал/ч (0,65 МВт).

Суммарная мощность котельной после установки нового котла составила 4,46 Гкал/ч (5,19 МВт). Топливом является природный газ. На рис. 2 представлен котел КВВД-0,63 Гн, установленный в помещении котельной.

Основные результаты теплотехнических испытаний котла КВВД-0,63 Гн при работе на природном газе приведены в таблице. В правой части таблицы приведены данные испытаний типового современного жаротрубно-дымогарного котла КВа-0,63 Гн (Гс) при работе на расчетной нагрузке [3]. Сопоставление этих результатов тем более интересно, что котел КВа-0,63 Гн (Гс) имеет сходную конструкцию (за исключением отсутствия в его топке трубного пучка) и оснащен аналогичным горелочным устройством.

Эффективность конструктивных решений

Разработанная конструкция топки котла в комплексе с горелочным устройством позволила:

■ выйти на устойчивый и весьма низкий показатель избытка воздуха (α=1,08 против α=1,11÷1,13, характерного для подобного оборудования) без нарушения удовлетворительного горения и роста количества вредных выбросов в дымовых газах в режимах, близких к расчетным;

■ повысить фактическую полезную тепловую нагрузку котла на 4,6% по отношению к расчетной (678 кВт фактической нагрузки против расчетной 630 кВт) без ухудшения прочих теплотехнических показателей;

■ снизить содержание оксидов азота в уходящих дымовых газах на 20 ppm по отношению к типовому жаротрубно-дымогарному котлу с жаровой трубой, не имеющей экранного топочного пучка (57 ppm против 77 ppm);

■ сделать допустимой и надежной длительную работу поверхностей нагрева котла при понижении температуры обратной сетевой воды до 48 ОС (при работе котла на расчетной нагрузке и расчетном расходе сетевой воды) без дополнительных изменений режимов работы котла;

■ значительно уменьшить тепловую инерцию котла.

Применение экранного топочного пучка в конструкции топки дало возможность интенсифицировать топочный теплообмен за счет введения дополнительных поверхностей нагрева, работающих в данном случае в жаровой трубе не только как лучевоспринимающие, но и как конвективные поверхности [1, 4]. Передача тепла конвекцией в топке котла осуществляется не только при движении газов вдоль жаровой трубы. Интенсивный конвективный теплообмен происходит и при поперечном омывании газами той части экранного топочного пучка, которая примыкает к огневым трубам и образует подобие топочного фестона.

Сравнение турбулизаторов различных конструкций

Для интенсификации теплообмена в дымогарных трубах котла при проведении пусконаладочных работ опробовались турбулизаторы двух конструкций:

а) винтовые - представляющие собой стальные полосы шириной 44 мм с длиной рабочей части турбулизатора 1350 мм и шагом крутки на 180О, равным 270 мм, изготовленные из металла толщиной 1 мм;

б) пластинчатые - представляющие собой стальные квадратные пластины (со стороной квадрата 30 мм), надетые на стальной стержень диаметром 6 мм, шаг между пластинами составлял 150 мм, соседние пластины были повернуты по отношению друг к другу на 45О, длина рабочей части турбулизатора равнялась 1050 мм.

В опытах с турбулизаторами различных типов при выполнении пусконаладочных работ коэффициент избытка воздуха находился в диапазоне от 1,08 до 1,2. Влияние лучистого теплообмена на коэффициенты теплоотдачи в опытах было незначительным и не учитывалось, т.к. доля лучистого теплообмена в коэффициенте теплоотдачи в условиях опытов не превышала 10%.

В рассматриваемом случае аэродинамическое сопротивление пучка дымогарных труб при переходе котла от работы без турбулизаторов к работе с турбулизаторами пластинчатого типа возросло в 8,3 раза, а коэффициент теплоотдачи при этом увеличился только в 2,4 раза. Турбулизаторы винтового типа не обеспечивали требуемой интенсивности теплообмена в дымогарных трубах. Так при работе котла под нагрузкой 512 кВт (81% от расчетной нагрузки) и α=1,13 температура уходящих газов составляла 183 ОС. Сходные по конструкции турбулизаторы в жаротрубно-дымогарных котлах германской фирмы обеспечивают при таких нагрузках понижение температуры дымовых газов до 166 ОС. Поэтому для удовлетворительной организации теплообмена турбулизаторы винтового типа, подобные испытанным, должны иметь более интенсивную крутку. К сожалению, это не всегда достижимо при изготовлении турбулизаторов в условиях рядовой слесарной мастерской без специальной оснастки. Следует сказать, что применение турбулизаторов винтового типа в жаротрубно-дымогарных котлах весьма желательно, поскольку они, при всех прочих одинаковых условиях, создают меньшее аэродинамическое сопротивление и благодаря этому в меньшей степени влияют на работу горелочного устройства.

Применение турбулизаторов пластинчатого типа дало более существенный эффект. Так при длине их рабочей части равной 1050 мм (54% от общей длины дымогарных труб) температура уходящих газов за котлом не превышала 167 ОС при работе котла на нагрузке 678 кВт (таблица). Однако рост аэродинамического сопротивления тягодутьевого тракта котла при переходе от винтовых турбулизаторов к пластинчатым оказался весьма значительным и составил 25-30 мм вод. ст.

Опытный образец котла КВВД-0,63 Гн находится в опытной эксплуатации с октября 2005 г. и на момент написания статьи имел наработку 8720 часов. По отзывам обслуживающего персонала, котельный агрегат стабильно несет нагрузку, выдерживает заданную температуру сетевой воды и требует минимального обслуживания. Отмечено особое удобство в использовании котла при несении низких тепловых нагрузок (нагрузки горячего водоснабжения в летний период), а также при его работе в режиме пиковой теплогенерирующей мощности. В этом случае регулирование температуры сетевой воды происходит в автоматическом режиме путем периодического включения (переключения)

горелочного устройства. Работа устаревших котлов типа НИИСТУ-5 в этой котельной в таких режимах не представляется возможной.

В конструкции котла отсутствуют массивные и теплоемкие элементы, благодаря чему котел обладает незначительной тепловой инерцией. Поэтому внезапная остановка котла с прекращением расхода сетевой воды не приводит к вскипанию водяного объема в отличие от котлов НИИСТУ-5, где в таком случае котел приходится принудительно охлаждать.

По результатам исследований можно сделать следующие выводы:

■ котел прост в изготовлении и может производиться предприятиями коммунальных тепловых сетей;

Для более глубокого изучения теплотехнических характеристик топки котла КВВД-0,63 Гн и достижения еще более высоких экологических показателей весьма желательно исследовать работу топки с различными современными горелочными устройствами, в т.ч. иностранного производства, обладающими низкими выбросами оксидов азота.

1. Бузник В.М. Судовые парогенераторы. Л.: Судостроение, 1970. 480 с.

2. Ковалев А.П., Катковская К.Я., Котельные агрегаты, часть вторая. М-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1950. 204 с.

3. Протокол № 382/06 ВКС вiд 09.11.06. Державне гос-прозрахункове пiдприємство Сертифiкацiйний випробу-вальний центр опалювального обладнання (ДГП СВЦОО), 2006. 19 с.

4. ГурвичА.М. Теплообмен в топках паровых котлов. М-Л., Государственное энергетическое издательство, 1950. 175 с.