Газовые водогрейные котлы пульсирующего горения, Кимовский радиоэлектромеханический завод
Газовые водогрейные котлы пульсирующего горения – уникальное оборудование, не имеющее аналогов в СНГ. Оно вырабатывает тепло по принципиально новой технологии, которая имеет низкую себестоимость. Достигнутые технические характеристики позволяют утверждать, что котлы пульсирующего горения являются одним из наиболее эффективных и безопасных средств решения задачи отопления.
Систему автоматического управления имеет каждый поставляемый котел, предусмотрена поставка (по желанию заказчика) системы автоматического управления группой котлов (до шести включительно), что позволяет автоматизировать работу котельной мощностью до 2,4 МВт.
Котлы взрывобезопасны.
Котлы сертифицированы Госстандартом России, на все модели имеются разрешительные документы Госгортехнадзора России, сертификат соответствия и необходимые Санитарно-эпидемиологические заключения. Устройство котлов модели ПВ защищено патентом на изобретение.
Климатическое исполнение — УХЛ 4.2 по ГОСТ (отапливаемые помещения).
Автоматические водогрейные котлы пульсирующего горения — лауреаты программы «100 лучших товаров России» в 2004 и 2005 гг.
Единичная мощность котлов составляет 100 и 400 кВт.
Применение
Автоматические водогрейные котлы пульсирующего горения предназначены для теплоснабжения зданий и сооружений, оборудованных системами водяного отопления с принудительной циркуляцией.
Основная особенность
Принцип действия: в замкнутом объеме сгорает газовоздушная смесь с частотой 20-40 Гц. Сама конструкция котла заметно упрощается, благодаря отсутствию горелки. Котлы действуют в системе «старт-стопного» регулирования: котел работает на полную мощность до получения заданной потребителем температуры воды в контуре, затем автоматически отключается и не работает до снижения температуры воды до заданного потребителем уровня.
Преимущества:
· предельная простота конструкции: в котле принципиально не предусмотрены горелка и дымосос;
· высокий КПД (93-95%) и достижение значительной экономии газа (в т. ч. за счет режима «старт-стопного» регулирования);
· работают на низком давлении газа: от 100 до 200 мм вод. ст.;
· высокий уровень автоматизации: нет необходимости в дежурстве персонала в котельной;
· низкий уровень эмиссии (выброса) вредных веществ (СО, NO, NO2);
· минимальное электропотребление (не более 110 Вт при запуске);
· малые габариты и масса на единицу теплопроизводительности, благодаря высокому коэффициенту теплоотдачи от продуктов сгорания стенкам теплообменного аппарата и высокими скоростями течения газовых сред;
· экономное использование энергетических ресурсов за счет отсутствия дымососа, невысокого гидравлического сопротивления контура котла, небольшой площади поверхности теплообменного аппарата и малой собственной теплоемкости котлоагрегата, минимального расхода тепла на собственные нужды котельной;
· возможность строить котельные установки на малых площадях за счет их компактного размещения (например, возможна установка двух котлов ПВ-400 друг на друга, для чего в конструкции предусмотрены специальные установочные элементы);
· высокий уровень пассивной безопасности из-за малого объема, заполняемого газовоздушной смесью, и высокой прочности оболочек.
Схема работы
Устройство котла основано на использовании принципа пульсирующего горения. Камера сгорания котла, совместно с дымогарными трубами, образуют объемный акустический резонатор (типа резонатора Гельмгольца). Для периодической подачи топливного газа в камеру сгорания служат мембранные клапаны: воздушнопульсирующий и газопульсирующий, расположенные в ресиверных камерах. Дымовые газы из дымогарных труб поступают в выхлопной ресивер. Для включения и отключения подачи топливного газа служит отсечной клапан. Для продувки камеры и дымогарных труб перед розжигом служит вентилятор. Для первичного воспламенения используется электрозапальная свеча.
Камера сгорания и резонансные трубы окружены водяной рубашкой, по которой движется противотоком к дымовым газам нагреваемая вода.
Розжиг котла происходит автоматически. При получении команды «нагревание» продувочный вентилятор включается на 30 секунд. После этого происходит подача напряжения на свечу и, через 1 и 5 секунд, на соленоиды газовых клапанов. Происходит первая вспышка газовоздушной смеси, приводящая к кратковременному повышению давления в камере и возникновению акустических волн в резонаторе.
Пульсирующие клапаны являются мембранными обратными клапанами. Они приходят в закрытое состояние, когда давление в камере превышает давление в ресиверах. При этом дальнейшее поступление газа и воздуха в камеру сгорания приостанавливается. Дымовые газы под избыточным давлением выходят из камеры сгорания в выхлопной ресивер и далее, через дымоход выхлопа, — в окружающую среду. По прошествии определенного времени (около 25 мсек.) давление в камере вновь снижается, пульсирующие клапаны открываются, впуская очередную порцию газа и воздуха, и цикл повторяется. Устанавливается периодический (колебательный) процесс, именуемый пульсирующим горением. Частота этого процесса составляет примерно 35-50 Гц.
После установления процесса пульсирующего горения вентилятор и электроподжиг отключаются. Всасывание воздуха происходит, благодаря периодическим полуволнам разрежения, а повторное воспламенение свежих порций газовоздушной смеси осуществляется остаточным пламенем, которое постоянно присутствует в зоне завихрения (на свечном конце камеры сгорания). Пульсирующее горение может происходить неограниченное время, пока не будет прекращена подача топливного газа.
При достижении нагреваемой водой заданной, максимальной температуры, подача топливного газа прекращается. Котел гаснет, вода начинает остывать. При остывании воды до заданной, минимальной температуры цикл розжига котла и горение снова повторяются. Таким образом, в старт-стопном режиме поддерживается необходимая температура воды и обеспечивается необходимая среднечасовая теплопроизводительность котла.
Технические характеристики
Наименование показателей | Величины показателей для котла | |
ПВ-100 | ПВ-400 | |
Номинальная теплопроизводительность, кВт | 100 ± 10 % | 400 ± 10 % |
Диапазон регулирования среднечасовой теплопроизводительности, % | 40...100 | |
Вид топлива | природный газ по ГОСТ 5542-87 | |
Номинальное давление топливного газа, кПамм вод. ст. | 1,5 ± 0,5 150 ± 50 | 2,2 ± 0,3 220 ± 30 |
Рабочее давление воды, МПа кгс/см2 | 0,15...0,4 1,5...4 | 0,35...0,6 3,5...6 |
Максимальная температура воды на выходе котла, °С, не более | 95 | 105 |
Минимальная температура воды на входе котла, °С, не менее | 50 | |
Гидравлическое сопротивление котла при температурном перепаде 20 °С, м вод. ст., не более | 1,0 | 6,0 |
Температура уходящих газов при температуре воды на входе котла 70 °С, °С | 160...200 | |
Коэффициент избытка воздуха за котлом, не более | 1,25 | |
Электропитание | однофазное 220 В ± 10%, 50 ± 1 Гц | |
Установленная мощность электропотребления, кВт | 0,06 | 0,11 |
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота | 635 608 1785 | 2700 900 994 |
Масса, кг, не более | 190 | 1200 |
Площадь сечения дымовой трубы, см2, не менее | 50 | 180 |
Установленная безотказная наработка, ч., не менее | 10000 | |
Уровень звука на расстоянии 1 м от фронта котла, дБа, не более | 80 | |
Удельное потребление электроэнергии при эксплуатации кВт/МВт, не более | 0,4 | 0,2 |
КПД котла при температуре воды на входе в ко°С, %, не менее | 93 | |
Расход природного газа с низшей теплотворной способностью 8000 ккал/м3, м3/час, не более | 11,5 | 46 |
Удельные выбросы вредных веществ в расчете на объем сухих уходящих газов при α = 1 и нормальных физических условиях (0 °С и 101 кПа): | ||
монооксид углерода, мг/м3, не более | 130 | |
оксиды азота (в пересчете на NO2), мг/м3 , не более | 80 |
Примечания:
1. использование глушителя позволяет снизить уровень звука на выходе из дымовой трубы на 15 дБ,
2. автоматическое отключение топливного газа в аварийных ситуациях обеспечивается блоком автоматического контроля и управления.
