Табл. 1. Обзор моделей промышленных стальных котлов Biasi
Начало производства промышленных стальных котлов Biasi датируется 1938 г. С того времени и по сей день сталелитейные заводы этой итальянской компании выполняют заказы по изготовлению отопительных приборов различного назначения: паровых и водогрейных котлов для систем отопления, парогенераторов и другого оборудования для железнодорожного транспорта и пр. Значительная часть комплектующих в приборах Biasi является запатентованной продукцией собственного производства.
Все остальные компоненты закупаются исключительно у европейских поставщиков. Благодаря гибкости в использовании современных технологий, постоянному внедрению инновационных разработок, а также удачному сочетанию прогресса и традиций в условиях постоянно меняющегося рынка Biasi уже долгое время является одним из лидеров отопительного рынка. Промышленные стальные отопительные котлы Biasi представлены в трех сериях, различающихся диапазоном допустимой мощности горелки.
Котлы серии RCM могут быть укомплектованы газовой или жидкотопливной вентиляторной горелкой с максимальной мощностью от 105 до 300 кВт, котлам серии RCA подойдут горелки 350–1163 кВт, а для очень крупных объектов предусмотрена серия RCH, представители которой могут достигать максимальной мощности от 1,5 до 6 МВт. Сердцем котла является первичный стальной теплообменник, основной задачей которого является эффективная передача тепла от сгорающих газов к теплоносителю контура отопления.
Остановимся поподробнее на преимуществах стали в качестве конструкционного материала теплообменников большой мощности. Чем выше максимальная мощность установки, тем чаще производители предпочитают сталь чугуну. Стали, используемые при изготовлении теплообменников, обладают хорошей свариваемостью. Применение сварных конструкций позволяет делать топки оптимальной конструкции с точки зрения теплообмена и движения газов.
Стальные теплообменники имеют ощутимые преимущества перед чугунными в силу своей пластичности, благодаря которой они с легкостью переносят резкие перепады температур в подающей и обратной магистралях. Это же качество помогает им не растрескаться от случайного удара, поэтому котлы со стальными теплообменниками Biasi поставляют цельносваренными, в максимально собранном виде.
Стальные котлы имеют вдвое, а то и втрое меньший вес по сравнению с чугунными, масса всей установки в среднем сравнима с весом воды, заполняющей теплообменник. К тому же, на стальной котел идет значительно меньше исходного материала, чем на чугунный. Толщина стенок составляет 2,5–4 мм. Котлы со стальными теплообменниками обладают меньшей теплоаккумулирующей способностью и меньшей тепловой инерционностью, чем чугунные термоблоки.
Это удобно, если требуется обеспечить оперативное реагирование при изменении условий эксплуатации (единовременный нагрев больших объемов теплоносителя, большое количество контуров с переменным расходом). Применение сварных конструкций позволяет делать топки оптимальной конструкции с точки зрения теплообмена и движения газов, а также обеспечивать равномерные тепловые нагрузки на все стенки.
В стальных котлах Biasi применена современная трехходовая система горизонтально-вертикального движения дымовых газов с инверсией пламени и горизонтальное размещение «водяной рубашки». Такая конструкция реверсивного движения дымовых газов по каналам позволяет на сегодняшний день обеспечивать наиболее полный и эффективный теплообмен, а также предотвратить высокие тепловые нагрузки.
Омываемая со всех сторон камера сгорания имеет цилиндрическую форму. Первый горизонтальный ход — движение горячих продуктов сгорания непосредственно от горелки в заднюю часть котла по цилиндрической камере сгорания, окруженной широкой «водяной рубашкой». Котел сконструирован таким образом, что пламя от горелки не доходит до задней стенки теплообменника (короткий факел). Второй ход дымовых газов осуществляется по краям основной топки в реверсивном направлении, т.е. от задней стенки к передней.
В этот период происходит основной нагрев теплоносителя в котельном блоке. Третий горизонтальный ход представляет собой множество маленьких трубочек, расположенных по периметру установки, в которых котловой воде передается оставшееся в дымовых газах тепло в рамках первичного нагрева пришедшего из системы остывшего теплоносителя. Для максимального улучшения теплообмена трубки третьего хода оснащены спиральными турбулизаторами.
Благодаря многолетним исследованиям компании Biasi удалось достичь оптимального баланса между эффективной теплопередачей и сопротивлением топочных газов в жаровых трубах и гидравлическим сопротивлением теплоносителя в котле, поскольку подъем нагретой воды осуществляется естественным путем. Проведенные испытания позволили добиться наиболее удачного соотношения мощности горелки и объема «водяной рубашки», аккумулирующего энергию сгорания и влияющего на цикл работы горелки.
Подача и забор теплоносителя осуществляются в верхней части котла. Расположение обратной линии воды обеспечивает оптимизацию распределения воды и предотвращает расслоение, которое может быть причиной перегрева котла. Стальные аппараты RCM, RCA и RCH являются высокоэффективными водогрейными котлами с КПД 91,3–92,3 %, максимальная рабочая температура — 90 °C, минимальная температура — 50 °C, максимальное рабочее давление — 5 бар.
При подборе и эксплуатации котла и горелки важно избегать низкотемпературной коррозии, способной нанести вред стальному теплообменнику. Она возникает при конденсации продуктов сгорания на его стенках при температуре, равной «точки росы» для используемого вида топлива. При охлаждении до этого значения содержащийся в дымовых газах водяной пар становится насыщенным и переходит в жидкое состояние.
В зависимости от вида и состава топлива температура начала конденсации может отличаться: для метана она составляет примерно 55–57 °C, для дизеля — около 45–50 °C. При этом вредна не столько сама вода, сколько растворенные в ней кислоты: угольная, серная, сернистая и некоторые другие. Выпадение конденсата на поверхности теплообменника возможно в начальные моменты периодического запуска котла и при поступлении в котел из обратной трубы системы отопления или из подпитки теплоносителя с температурой ниже «точки росы».
Важное значение имеют и физико-химические качества теплоносителя в отопительной системе — они участвуют в обеспечении безопасности установки и хорошей работы котла. Подпиточная вода должна обязательно подвергаться предварительной подготовке и контролю качества. Особое внимание необходимо обратить на жесткость воды, которая в идеале должна полностью отсутствовать, поскольку даже минимальная толщина накипи, изолируя стенки теплообменника, становится причиной снижения теплопроводности.
В результате стенки не получают достаточного охлаждения и подвергаются перегреву, что вызывает неравномерное расширение и локальный тепловой шок. Общая жесткость воды в системе не должна превышать 20 °F. Изделия из стали имеют ограниченную коррозионную стойкость, поэтому необходимо также контролировать содержание свободного кислорода (не более 0,0005 мг/л) и значение pH (не менее 8,5) во избежание кислотной коррозии.
Максимально допустимое содержание органических субстанций предписывается 0,5 мг/л. Стальные котлы Biasi поставляются без горелки, которая должна подбираться индивидуально в зависимости от местных условий. Они должны иметь втулку, длина которой будет слегка превышать толщину огнеупора, чтобы пламя развивалось внутри топки, а не в огнеупоре. С сериями котлов RCM, RCA и RCH можно использовать природный магистральный газ (метан), а также дизельное горючее с вязкостью 5,5 ± 0,5 мм2/с (при 20 °C).
К котлам моделей RCM, RCA и RCH подходят стандартные горелки большинства известных производителей. Панель управления котлов снабжена всеми необходимыми основными элементами: термометр котла, главный выключатель питания, индикатор сети, индикатор блокировки горелки, индикатор и выключатель насоса, аварийный термостат и терморегуляторы первой и второй ступеней. Расширенное и погодозависимое управление системой может осуществляться силами специализированных контроллеров.
Обшивка котла изготовлена из окрашенной листовой стали и покрыта защитной пленкой. На внутренней стороне обшивки имеется слой минеральной ваты. Корпус котла также покрыт слоем теплоизоляции: двойная изоляция сводит к минимуму теплопотери и обеспечивает высокий КПД. Дверца котла, которая легко открывается вправо или влево, обеспечивает удобный доступ к камере сгорания и дымогарным трубам без демонтажа горелки.
Внутренняя часть дверцы покрыта высокоэффективной термоизоляцией из керамического волокна. Немаловажное значение имеет и эффектный внешний вид, благодаря которому котлы Biasi не только обеспечивают объект теплом, но и являются украшением котельной, предметом гордости ее владельца. Промышленные котлы Biasi установлены на многих крупных объектах в России и за рубежом. В качестве примера последних лет можно привести Тамбовский тракторный завод. Оборудование итальянского производителя снабжает теплом также административное здание в Ростове-на-Дону (два котла Biasi RCM 200), жилые дома в городе Аксае (крышные котельные на промышленных котлах Biasi RCA 600) и многие другие.
