Циркуляційна система котлів та вимоги до насосів

• Циркуляція котлової води
• Живильне обладнання котлів та вимоги до нього
• Класифікації насосів за різними ознаками
• Відцентрові й парові поршневі насоси

Циркуляція котлової води

Циркуляція – це рух води по замкнутому контуру, а контур циркуляції – шлях, яким рухається вода. Контур циркуляції є замкнутою системою безперервного руху води та пароводяної суміші по трубах, під’єднаних до парового та водяних колекторів котла. Котел може мати один або кілька самостійних контурів циркуляції. Контури циркуляції бувають незалежними та змішаними.

Розрізняють природну та примусову циркуляцію води.

Природна циркуляція відбувається завдяки різній щільності води та пароводяної суміші. У трубах котла, що посилено обігріваються, у воді утворюються бульбашки пари, які піднімаються вгору, захоплюючи із собою воду. А на це місце надходить вода менш обігрівними трубами, які називають спускними. Пароводяна суміш рухається вгору підіймальними трубами.

Завдяки циркуляції води в котлі тепло відводиться, запобігаючи перегріванню
та перепаленню труб.

Примусову циркуляцію забезпечують циркуляційні насоси.

Одночасне живлення кількох котлів може бути груповим із загальним
для під’єднання котлів живильним трубопроводом або індивідуальним лише
для кожного окремого котла. Групове живлення дозволено застосовувати за умови,
що різниця робочого тиску в різних котлах не перевищує 15%.

Живильне обладнання котлів
та вимоги до нього.
Експлуатаційні заходи

Щоб живити котли водою, дозволено застосовувати:

1. відцентрові та поршневі насоси з електричним приводом;
2. відцентрові та поршневі насоси з паровим приводом;
3. насоси з ручним приводом;
4. водопровідну мережу.

Замість одного насоса дозволено використовувати водопровід, якщо тиск води
у водопроводі безпосередньо біля котла перевищує робочий тиск не менше ніж на 0,1 МПа (1 кгс/см²). У цьому разі на водопроводі в безпосередній близькості від котлів потрібно встановити запірний вентиль, зворотний клапан і манометр.

На корпусі кожного живильного насоса слід прикріпити табличку, в якій вказати такі дані:

• найменування заводу-виробника;
• рік виготовлення та заводський номер;
• номер за схемою котельні;
• номінальну продуктивність за номінальної температури води;
• частоту обертання відцентрових насосів або кількість ходів для поршневих насосів;
• максимальний напір за номінальної продуктивності;
• номінальну температуру води перед насосом.

Для живлення парових котлів слід установити щонайменше два живильних насоси, зокрема один резервний. Якщо продуктивність котлів не перевищує 500 кг/год, дозволено: застосовувати ручний насос як резервний; установлювати один живильний насос із електричним приводом, паровим приводом або ручним.

Якщо в котельні встановлено три і більше живильних насоси, сумарна продуктивність їх має бути такою, щоб у разі тимчасового виходу з ладу найпотужнішого насоса сумарна продуктивність становила не менше ніж 120% продуктивності всіх котлів, що працюють.

Якщо резервне живлення котлів здійснюється від водопроводу, то резервного живильного насоса не застосовують. У разі примусової циркуляції води в системі опалення в котельні має бути щонайменше два мережних насоси, один з яких резервний. Дозволено не встановлювати резервного насоса, якщо в одній групі містяться чотири робочих мережних насоси.

Кількість і продуктивність мережних насосів має вибирати проєктна організація
за умови, що забезпечено нормальну роботу системи опалення.

Для підживлення системи без розширювальної посудини в котельні треба встановити щонайменше два насоси з електричним приводом. Підживлювальні насоси автоматично підтримують тиск у системі.

Натомість для системи опалення з розширювальною посудиною в котельні має бути щонайменше два насоси, один з яких може бути ручний.

Для водогрійних котлів із робочим тиском до 0,4 МПа (4 кгс/см) та загальною поверхнею нагрівання не більше ніж 50 м, що працюють на систему опалення
з природною циркуляцією, можна застосовувати один ручний насос.

Дозволено підживлювати систему опалення від водопроводу, якщо тиск води
у водопроводі перевищує статичний тиск у нижній точці системи не менше
ніж на 0,1 МПа (1 кгс/см).

Підживлення водогрійних котлів, що працюють на систему опалення з примусовою циркуляцією, має проводитися у трубопровід на всмоктуванні мережних насосів системи опалення, а з природною циркуляцією – у зворотний трубопровід системи опалення на відстані не менше ніж 3 м від запірного пристрою котла.

На живильному трубопроводі між запірним органом і поршневим насосом,
а створюваний напір перевищує розрахунковий тиск трубопроводу, слід установити запобіжний клапан.

Напір, який створюють циркуляційні та підпилкові насоси, має запобігати скипанню води в котлі та системі.

Насос – це машина, в якій механічна енергія приводного механізму перетворюється на енергію пересмоктувальної рідини, завдяки чому вона рухається.

Класифікації насосів за різними ознаками

Насоси поділяють:

За принципом дії: динамічні, об’ємні та струменеві.

У динамічних насосах енергія підвищується в результаті взаємодії потоку рідини
з робочим обертовим органом. Динамічні насоси поділяють на лопатеві та вихрові, а лопатеві насоси, у свою чергу, – на відцентрові – радіальні, діагональні та осьові.

В об’ємних насосах певний об’єм рідини перекачується, відокремлюється
та переміщається від вхідного патрубка до напірного, при цьому рідина набуває додаткової енергії переважно у вигляді тиску.

Об’ємні насоси поділяють на поршневі й роторні, а роторні, у свою чергу, – на шестерні (трибові), гвинтові, пластинчасті.

У струменевих насосах енергія підвищується завдяки руху потоку робочого середовища. Ці насоси поділяють на ежектори, інжектори й тарани.

За властивостями перекачуваної рідини:

• для чистих та злегка забруднених нейтральних рідин;
• для забруднених рідин;
• для агресивних рідин тощо.

За температурою перекачуваної рідини: холодні (до 1000°С) і гарячі (понад 1000°С).

За призначенням:

• насоси теплової схеми – живильні, конденсатні, циркуляційні / мережні;
• допоміжні насоси – насоси хімводоочищення (ХВО), паливні, підживлювальні – для підживлення водою системи опалення.

Відцентрові насоси

Нині найбільше поширені відцентрові насоси завдяки простоті й надійності
в експлуатації.

Під час обертання робочого колеса рідину, налиту в насос перед його пуском, закручують лопатки. Рідина під дією відцентрової сили рухається від центра
до периферії вздовж лопаток і подається через спіральну камеру в нагнітальний патрубок. На вході в колесо, де всмоктувальний патрубок приєднаний до корпусу, створюється розрідження, під дією якого вода підсмоктується в насос.

Робоче колесо, обертаючись, підхоплює рідину та викидає її в нагнітальний патрубок, унаслідок чого рідина безперервно рухається.

Відцентрові насоси поділяють:

• За кількістю коліс:
  • одноколісні або одноступінчасті;
  • багатоколісні або багатоступінчасті.
• За створюваним напором:
  • низьконапірні – з напором до 20 мм вод. ст.;
  • середньонапірні – з напором 20–60 мм вод. ст.;
  • високонапірні – з напором понад 60 мм вод. ст.
• За способом рознімання корпусу:
  • з горизонтальним рознімом;
  • з вертикальним рознімом.
• За способом підведення води до колеса:
  • з однобічним підведенням рідини;
  • з двобічним підведенням рідини.
• Консольні відцентрові насоси виготовляють двох модифікацій:
  • К – із горизонтальним валом на окремій стійці;
  • КМ – із горизонтальним валом, моноблокові, з електродвигуном.

Насоси типів К та КМ призначені, щоб перекачувати воду, а також інші рідини
з такою самою, що й вода, щільністю і в’язкістю, з температурою до 85°С та вмістом механічних домішок розміром до 0,2 мм у кількості не більше ніж 0,1% за об’ємом.

Відцентрові насоси з двобічним підведенням води до робочого колеса. До цього типу насосів належать горизонтальні відцентрові одноступінчасті насоси типу Д. Насоси використовують як циркуляційні насоси у квартальних і районних котельнях.

Відцентрові секційні насоси. Як живильні насоси для котлів ДКВР і ДЕ використовують відцентрові багатоступінчасті секційні насоси:
ЦНСГ-38-220-ЦНСГ-44-220 (2-10 сг.), ЦНСГ-60-330-ЦНСГ-66-330(2-10 ст.).

Ц – відцентровий; Н – насос; С – секційний; Г – гарячої води; 38 (60) – продуктивність насоса, м³/год; 44 (330) – напір, створюваний насосом, м вод. ст.

На відцентрових насосах установлюють арматуру та контрольно-вимірювальні прилади (КВП):

• всмоктувальна лінія – засувка (клапан), термометр, мановакуумметр,
• нагнітальна лінія – зворотний клапан, засувка (клапан), манометр.

Щоб підготувати відцентрові насоси до пуску, слід перевірити:

• чи надійно насос прикріплений до фундаменту, чи наявний і закріплений кожух муфти, чи немає сторонніх предметів, чи наявне заземлення електродвигуна;
• чи наявна олія у масляній ванні / мастило в підшипниках, її рівень;
• чи в належному стані сальники;
• чи легко обертається ротор насоса (насос ЦНСГ – положення риски) від руки;
• чи правильно обертається вал, ненадовго ввімкнувши електродвигун.

Щоб запустити насос, треба:

• заповнити насос водою – відкрити арматуру на всмоктувальній лінії;
• закрити арматуру на напірній лінії;
• увімкнути електродвигун;
• установити засувкою / клапаном через 40–50 с на напірному трубопроводі потрібний тиск за манометром.

Наглядаючи за роботою насоса, треба перевіряти:

• показання манометра;
• температуру підшипників, щоб не перевищувала 60–70°С;
• наявність мастила на підшипниках;
• стан сальників на прокапування – 15–20 крапель/хв;
• стан з’єднувальної муфти;
• воду в лінії розвантаження та охолодження підшипників – у насосах ЦНСГ.

Щоб змінити робочий режим роботи насоса на резервний, треба:

• заповнити резервний насос водою;
• увімкнути електродвигун резервного насоса;
• відкрити на резервному насосі, водночас закрити арматуру на напірному трубопроводі – на робочому;
• вимкнути електродвигун робочого насоса;
• записати у змінному журналі про перехід із робочого режиму роботи насоса на резервний, зазначити час.

Парові поршневі насоси

Парові поршневі насоси в котельнях застосовують як резервні пристрої для живлення парових котлів водою.

Виробники випускають такі марки парових насосів: ПНВ-25/20 (ПДВ-25/20); ПНВ-25/40 тощо. Позначення: П – паровий, Н – насос, В – вертикальний,
Д – подвійної дії; 25 – продуктивність насоса, м/год; 20 (40) – напір,
який розвиває насос, кгс/см.

На парових поршневих насосах установлюють таку арматуру та КВП:

• всмоктувальна лінія гідроциліндрів – клапан;
• нагнітальна лінія гідроциліндрів – зворотний клапан, засувка / клапан, манометр;
• паропровід до парових циліндрів – клапан, манометр.

Щоб підготувати парових насоси до пуску, треба:

• оглянути насос;
• перевірити наявність олії в мазничках;
• змастити руками деталі, що труться;
• відкрити клапани на нагнітальному та всмоктувальному трубопроводах;
• відкрутити продувні крани на парових циліндрах.

Щоб запустити насос, треба:

• відкрити повільно паровий клапан перед паровими циліндрами;
• закрутити продувні крани під час виходу з них сухої пари;
• відрегулювати роботу насоса паровим клапаном за манометром, установлюючи потрібну кількість подвійних ходів;
• збільшити кількість мастила у разі появи ударів.

Щоб зупинити насос, треба:

• закрити паровий клапан;
• закрити клапан на нагнітальному та всмоктувальному патрубках;
• відкрутити продувні крани на парових циліндрах.

Правильний вибір обладнання котельні забезпечить безаварійну стабільну роботу котлоагрегату.