Модульные котельные установки (МКУ)

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топли-ва в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные - для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные - для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.
Котел - это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превраща-ется в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.
Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химиче-ской энергии в тепло нагретых газов.
Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.
Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовозду-ховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача не-обходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газохо-дам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.
Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, слу-жащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.
Кроме того, к оборудованию, обеспечивающему работу котельной установки, относятся: склады топлива, топливоподающие устройства, топливоподготовительные устройства (дробилки, сушилки, мельницы, бункеры, питатели и т. д.), устройства золо- и шлакоудаления, дымососы и дымовые трубы, водоподготовительные устройства (для удаления из воды примесей) и некоторые другие устройства.
Модульные котельные установки МКУ изготавливаются от 0,1 до 40,0 МВт по-ставляются заказчику в максимальной заводской готовности со всем необходимым оборудованием для надежной и экономичной работы.
Выбор оборудования зависит от особенностей исполнения установки и технических требований и задач Заказчика. Объединенные блок-модули котельной представляют собой цельнометаллический несущий каркас с ограждениями из панелей типа «сэндвич», тепловая изоляция которых определяется в зависимости от региона размещения и составляет от 50 до 150 мм.
Конструкция данных котельных удобна своей универсальностью, она позволяет выбрать оптимальное расположение оборудования и комплектность поставки, в зави-симости от существующих требований и поставленных задач. При возрастании потребности в теплоснабжении не требуется проектировать модернизацию котельной, достаточно лишь установить дополнительный блок-контейнер теплопроизводительностью равной величине возросшей потребностям.
Срок изготовления варьируется от 30 до 90 дней. Он зависит от разных факто-ров, в том числе таких: состав оборудования, производитель, теплопроизводительность котельной установки, наличие/отсутствие сетевого контура и других. Доставка котель-ной установки до места монтажа производится а/м транспортом (низкорамный трал) или ж/д транспортом. Блок котельной МКУ устанавливается на фундамент, затем они монтируются в одну модульную систему и затем подключаются к внешним сетям. Вы-полнение монтажных и наладочных работ может осуществляться как специалистами, так клиентами самостоятельно.
Модульные котельные установки имеют ряд классификаций:
1)    По виду топлива:
- Твердое (каменный уголь, дрова, щепа, пеллеты);
    - Жидкое (дизельное, мазуты, сырая нефть, отработанные масла);
- Газообразное (природный газ, сжиженный газ, попутный нефтяной газ);
- Комбинированные.
2) По степени механизации:
- Ручные;
- Механические;
- Автоматические.
3) По назначению:
- Водогрейные;
- Паровые;
- Паро-водогрейные.
4) По изготовителю оборудования:
- Импортные;
- Отечественные.
5) По назначению:
- Энергетические;
- Производственно-отопительные;
- Отопительные
Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабаты-вающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопи-тельно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обес-печивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоя-щие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.
Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.
Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.
Высокая степень автоматизации котла и котельной в целом обеспечивает беспе-ребойную работу  без участия человека в течение 3-20 дней на 1 загрузке топли-ва. Ручной труд сведен до минимума: в котельной не нужны кочегары и операторы. Управлять работой можно, как с постоянным присутствием персонала так и  дистанци-онно с помощью системы диспетчеризации и GSM.
Основные требования, предъявляемые к котельной установке – безаварий-ность работы, легкое регулирование, высокая производительность, минимальная стои-мость пара.
Основными показателями, характеризующими экономичность работы котельно-го агрегата, являются тепловой баланс и коэффициент полезного действия.
Тепловой баланс устанавливает соотношение между количеством теплоты, по-ступившей в котельный агрегат, и суммой израсходованной теплоты, которая слагается из полезно используемой теплоты (затраченной на получение пара) и неизбежных тепловых потерь.
Потери теплоты в котельной установке складываются из потерь с уходящими дымовыми газами (самые значительные потери тепла), потерь на химическую и меха-ническую неполноту сгорания топлива, и потерь тепла в окружающую среду через об-муровку котельного агрегата.
Уменьшают потери тепла с уходящими газами путем снижения их температуры на выходе из котельного агрегата. Этого можно достичь, используя различные подогреватели, теплообменники и экономайзеры для нагревания воды, используемой для технологических и отопительных целей. Однако чрезмерное охлаждение дымовых газов нежелательно, поскольку это влечет за собой появление конденсата, вызывающего коррозию труб и металлических частей котельного агрегата. При этом коррозия увеличивается воздействием серной кислоты, образующейся в результате взаимодействия влаги с двуокисью серы SO2, содержащейся в продуктах сгорания.
Потери от химической неполноты сгорания чаще всего зависят от правильности выбора режима подачи воздуха в топку. Потери от механической неполноты сгорания зависят от вида и качества топлива, способа его сжигания и условий эксплуатации ко-тельной установки.
Для характеристики экономичности котельного агрегата вводят поня-тие брутто-коэффициента полезного действия, который представляет собой отно-шение полезно использованной теплоты ко всей теплоте, полученной в результате сжигания топлива.
Обычно котельные установки имеют брутто-коэффициент полезного действия в пределах 0,7…0,93.
В зависимости от назначения котлы подразделяются на паровые и водогрейные.
Паровые служат для превращения воды в пар определенного давления с дальнейшим использованием его кинетической энергии.
Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды, которая может быть использована в системах теплоснабжения жилищно-коммунальных объектов, тех-нологических нужд промышленных предприятий и сельского хозяйства, объектов про-мышленного и бытового назначения. Применение паровых котлов для этих целей, как это реализовано во многих котельных, не рационально.
Применяемые в настоящее время водогрейные котлы можно условно разделить по материалу изготовления на чугунные и стальные.