Общие сведения о проектировании котельных
Технические решения, принятые в
проекте котельной должны соответствовать требованиям экологических,
санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм, действующих в Российской
Федерации, и обеспечивать безопасную эксплуатацию объекта при соблюдении правил
технической эксплуатации и предусмотренных проектом требований.
Выполнение проекта разрешается компаниям, имеющим лицензию и свидетельство СРО на выполнение проектных работ.
Документация проекта, является основой для прохождения государственной экспертизы, а также для монтажа и
строительства котельной.
Тепловые нагрузки потребителя Перед проектированием определяются нагрузки потребителя тепла и температурные нагрузки:
- на систему отопления
- на систему вентиляции
- на тепловые завесы
- на систему горячего водоснабжения
- на собственные нужды котельной
и определяется "Суммарный расход с учетом собственных нужд"
Климатические данные о работе котельной Для проектирования собираются данные о климатических условиях применения котельной: Район строительства
Количество рабочих дней в году
Продолжительность отопительного периода
Расчетная температура наружного воздуха
Средняя температура воздуха за отопительный период Нормативные нагрузки и воздействия на
строительные конструкции Нормативные нагрузки и воздействия на
строительные конструкции определяются согласно
СНиП 5.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» и СНиП 23-01-99 «Строительная
климатология»
1.Скоростной напор ветра по ветровому району
2.Вес снегового покрова по снеговому району
Выбор степени безопасности котельной
В зависимости от характеристик потребителя тепла и вид топлива, выбираются основные параметры безопасности помещения котельной:
1.Степень огнестойкости
строительных конструкций. 2.Категория производства по пожароопасности 3.Наличие пожарной сигнализации и систем автоматического пожаротушения 4.Наличие запасных выходов и легко сбрасываемых конструкций
Основные решения принимаемые в проекте
В начальной стадии проектирования выбирается тип, количество и марка основного оборудования - котлов, горелок, теплообменников и насосов. Далее разрабатывается компоновка оборудования в помещении котельной.
Самым важным оборудованием котельной являются водогрейные или паровые котлы. Рассмотрим параметры на примере турецкого парового котла 
Горелки
специально предназначены для работы на природном газе;
высокопроизводительные, автоматические, малошумные. Выбор вспомогательного оборудования При проектировании котельной необходимо предусмотреть множество вспомогательного оборудования:
- Теплообменники- Насосы
циркуляционные контура отопления - Насосы контура
вентиляции - Умягчители воды подпитки
Тепловая схема Важным этапом проектирования котельной является разработка тепловой схемы. Выбор предусматривает
приготовление сетевой воды котлами расчетной температуры (стандартная схема 95-70 0С). Подача сетевой воды на
нужды системы отопления, вентиляции и ГВС осуществляется сетевыми насосами.
Для компенсации теплового
расширения теплоносителя в системе теплоснабжения устанавливаются расширительные
баки (экспанзоматы).
Встроенная автоматика котла поддерживает разность температур
на входе и выходе котлов не более 400С.
Для приготовления воды на нужды
горячего водоснабжения (ГВС) предусматривается пластинчатый теплообменник.
Регулирование температуры горячей воды происходит путем включения/выключения
сетевых насосов. Для рециркуляции воды устанавливается рециркуляционный насос. Для компенсации теплового
расширения и гидравлических ударов перед теплообменником на линии подачи холодной воды
устанавливается расширительный бак. Давление воды в исходном водопроводе выбирается из внешних условий (обычно около 4
бар).
Подпитка сетевой воды
осуществляется с помощью взаимодействия электромагнитного клапана и реле
давления. Приготовление подпиточной воды происходит в блочной
водоподготовительной установке, которая отвечает за водно-химический режим
работы котельного оборудования. Для предотвращения попаданий механических загрязнений в систему на входе водопровода
в котельную обязательно устанавливается сетчатый фильтр. Для уменьшения потерь тепла в
окружающую среду и предотвращения случайных ожогов персонала, поверхность
оборудования и трубопроводов с температурой выше 450С должна быть предусмотрена
тепловая изоляция трубопроводов, включая арматуру и фланцевые соединения.
На обратной магистрали
теплоносителя перед входом в котлы устанавливается фильтр грубой очистки,
предназначенный для защиты котельного оборудования от повреждений, возникающих
из-за проникновения инородных тел, таких как частицы сварки, уплотнительные
материалы, металлическая стружка, ржавчина и т.п. Это подливает срок службы
систем и предотвращает их преждевременный выход из строя. Если в исходной воде содержится
много растворенного кислорода и углекислого газа необходимо предусмотреть атмосферный деаэратор или деаэратор-дозатор химического действия
Внутреннее газоснабжение
Для нужд котельной проектируется внутренний газопровод низкого давления. В состав оборудования внутреннего
газопровода входит:
- арматура для
механической отсечки подачи газа в котельную;
- отсечной электромагнитный
газовый клапан нормально закрытый, срабатывающий по сигналу от
датчиков загазованности, а также при срабатывании пожарно-охранной сигнализации;
- термозапорный клапан КТЗ,
осуществляет автоматическое перекрытие газа в газопроводе при возникновении
пожара в помещении котельной.
Газопровод оборудуется
коммерческим узлом учета газа, который подбирается исходя из требуемых нагрузок
и технических характеристик установленного оборудования.
Для очистки газа от примесей
перед счетчиком устанавливается специальный газовый фильтр с индикацией уровня загрязнения фильтра.
Газопровод должен быть оборудован
компенсатором тепловых расширений.
Для заполнения газопровода и удаления газа проектом необходимо предусмотреть продувочные газопроводы, которые
необходимо вывести за пределы котельной согласно принятым нормам проектирования
Проектирование дымоходов и дымовой трубы Для удаления продуктов сгорания
проектом предусматриваются индивидуальные дымоходы для каждого котла.
Для отвода конденсата и
попадающих через устье трубы атмосферных осадков необходимо применять
специальные элементы. Проектом котельной рассчитывается
· наличие тяги в канале
· параметр разряжения Проектирование отопления и вентиляции в котельной
Рабочий проект по отоплению и
вентиляции котельной разрабатывается на основании технологического задания,
архитектурно-строительных чертежей и с учетом действующих на территории
Российской Федерации нормативных документов
СНиП41-01-2003 «Отопление, вентиляция и
кондиционирование»
СНиП II-35-76 «Котельные установки».
Климатические данные приняты по СНиП 23.01-99
«Строительная климатология» В помещении котельной предусматривается система вентиляции
с принудительным притоком и вытяжкой. Наружный воздух в объеме необходимом для
горения и создания не менее трехкратного часового воздухообмена в помещении через приточную решетку в специальном
исполнении поступает в помещение котельной, где нагревается от технологического оборудования и
системы отопления. Из помещения воздух удаляется через дефлекторы,
которые устанавливаются на крыше котельной. Вытяжные каналы подбираются таким образом, чтобы
создать в помещении котельной требуемый нормами воздухообмен.
Расчет воздухообмена производится в соответствии со СНИП
11-35-76 «Котельная установка» п.16.9. и СНИП 2.04.05-91.Расчетный расход
воздуха складывается из трехкратного воздухообмена за 1час и воздуха, необходимого
для поддержания горения. Проектирование системы отопления котельной Отопление в помещении котельной
проектируется для обеспечения расчетной температуры внутреннего воздуха, учитывая: потери
теплоты через ограждающие конструкции, потери тепла на нагрев приточного
воздуха и тепловыделения от оборудования. Для определения необходимой
мощности системы отопления помещения котельной проводится расчет теплопотерь
через ограждающие конструкции.
Теплопотери через ограждающие
конструкции определяются по формуле:
Q = k*F*(tвнр – tнр) Для поддержания заданной
положительной температуры воздуха в помещении котельной в холодный период года
проектом предусматривается установка водяных стальных настенных конвекторов, которые подключаются к двухтрубной системе отопления котельной
через отдельную линию от трубопроводов системы отопления здания.
Водоснабжение и канализация в котельной
Эта часть проекта
разрабатывается в соответствии с действующими нормами и правилами СНиП 2.04.01-85*
(Внутренний водопровод и канализация зданий), СНиП II-35-76* (Котельные установки).
Внутреннее пожаротушение предусматривается согласно СНиП II-35-76* и СНиП 2.04.01-85* из
расчета двух струй по 2,5 л/сек каждая.
Все трубопроводы из стальных труб
окрашиваются эмалью 2 раза. Опознавательная маркировка и краска принимается в
соответствии с ГОСТ 14202-69.
Монтажно-сварочные работы и
испытания внутренних систем водопровода и канализации производятся в
соответствии со СНиП 3.05.01-85* (Внутренние санитарно-технические системы).
В соответствии с характером
водопотребления и водоотведения проектируются следующие сети водопровода и
канализации:
1. Водопровод противопожарный для подачи воды к пожарным гидрантам. Шкафы пожарные
необходимо укомплектовать всем необходимым: рукав, ствол, корзина,
огнетушители.
2. Хозяйственный водопровод для
подачи воды на ГВС и подпитку контура отопления.
3. При эксплуатации котельной
установки образуются следующие стоки:
- условно-чистые стоки воды из
котлов периодически (2 раза в год)
- стоки от системы водоподготовки
для регенерации
- стоки конденсата с газоходных
каналов
Для приема стоков в помещении котельной устанавливаются
приемные трапы.
Проект электроснабжения котельнойПроект электрооборудования и
электроосвещения котельной выполняется в соответствии с ПУЭ и СНиП II-35-76 «Котельные установки». В процессе сбора требований к проекту выясняется требуемая степень
надежности электроснабжения потребители котельной, которая принимается в расчетах на надежность котельной. Электроснабжение
проектируемой котельной должно осуществляться по двум взаиморезервируемым
кабелям.
В котельной устанавливается
главный распределительный электрощит, в котором предусмотривается следующее
оборудование:
- контроль наличия и чередования
фаз,
- Автоматика ввода резерва (АВР)
- электросчетчик активной энергии
- отдельные автоматы на каждого
потребителя электропитания
- реле коммутаций
Общая электрическая нагрузка и
нагрузка на отдельных потребителей котельной определяется проектом.
От главного электрощита силовое
питание распределяется к основным потребителям котельной (насосному
оборудованию, горелкам, автоматики регулирования и управления) по лотковым
трассам. Кабели прокладываются открыто на лотках, подводка к электродвигателям
и приборам осуществляется в металлорукавах или в алюминиевых трубах. В
котельной предусматриваются системы рабочего и аварийного освещения.
Электроосвещение осуществляется светильниками класса защиты IP 65. В
качестве аварийного освещения используются светильники с
аккумуляторами аварийного питания.
Заземление и молниезащита Для защиты обслуживающего персонала от поражения
электрическим током все металлические нетоковедущие части электрооборудования
(корпуса светильников, электродвигателей, главного электрощита, котлов и т.д.) должны быть заземлены с помощью защитного РЕ-проводника. Заземление с корпусом
потребителей выводится на общую шину, которая соединяется с внешним контуром заземления
здания. Сопротивление растеканию электрического тока должно быть не более 4 Ом.
Молниезащита проектируется в соответствии с РД 34.21.122-87 «Инструкция по
устройству молниезащиты»
Защита котельной установки от прямых ударов молнии
осуществляется молниеприемником из круглой стали, установленным в здании и
соединенным токоотводом с контуром заземления здания. Сопротивление растеканию
электрического тока должно быть не более 10 Ом. Автоматика и защитные системы котельной
Регулирование температуры теплоносителя
по выбранному температурному графику осуществляется автоматически, путем регулирования подмеса из
обратного трубопровода теплосети в подающий.
Система регулирования состоит из:
- центра регулирования
(контроллера котла)
- трехходового клапана с электроприводом
- датчика наружного воздуха
- датчика температуры подающей
линии системы отопления
Для регулирования температуры
горячей воды в системе ГВС в пределах санитарных норм (55-60 грС) используется
система автоматики в составе:
- центр регулирования
- клапан регулировки давления
- клапан двухходовой с
электроприводом
- датчики температуры.
Давление в обратном трубопроводе поддерживается автоматически.
Для визуального контроля за
работой котельной, на трубопроводах предусматриваются манометры и термометры Автоматика безопасности котлов
обеспечивает прекращение подачи топлива:
- при прекращении подачи электроэнергии
- при неисправности цепей защиты
- при погасании факелов горелки Противопожарная система Конструкции здания котельной
имеют пределы огнестойкости. Котельный
зал относиться к категории производств «Г» по взрывной, взрывопожарной и
пожарной опасности.
Для ограждающих конструкций,
тепловой изоляции, отделки помещения котельной применяются негорючие строительные
материалы. В котельной устанавливаются приборы контроля загазованности и
пожарной сигнализации, сблокированные с предохранительным запорным клапаном,
автоматически отключающим подачу топлива в котельную. В котельной проектируется
линия освещения, светильники и проводка которой принята в исполнении для помещения
класса В-1а.
Помещение котельной должно быть оборудовано
пожарно-охранной сигнализацией. Сигнал о задымлении от пожарных извещателей,
установленных на потолочном перекрытии здания котельной, передается на
центральный диспетчерский пульт с постоянным пребыванием персонала.
Системой пожаротушения предусмотрено
использование пожарных гидрантов в помещении котельной
При проектировании котельной также разрабатываются:
- Требования к техники безопасности - Требования к безопасной эксплуатации котлов
- Требования техники безопасности в аварийных ситуациях
- Требования по электробезопасности
Проектирование общих разделов Охрана окружающей среды и ГОЧСВ дымовых газах при работе котлов
на природном газе содержатся загрязняющие вещества, оксид углерода и оксиды
азота. Мероприятиями по охране атмосферы предусматривается:
- снижение концентрации вредных
веществ в приземном слое путем рассеивания дымовых газов на определенной высоте
с помощью дымовой трубы;
- уменьшение удельного содержания
загрязняющих веществ в продуктах сгорания за счет более эффективного сжигания
топлива;
- уменьшения объема выбросов
загрязняющих веществ, благодаря снижению количества сжигаемого топлива за счет
установки котла с высоким КПД и внедрению автоматического регулирования
выработки и отпуска теплоты.
По данным завода изготовителя для
котлов содержание оксидов углерода и оксидов азота (в пересчете на NOx) в продуктах сгорания при работе
на природном газе не превышает установленных допустимых санитарных норм.
В целях охраны водного бассейна в
проекте предусмотрена экономия воды, благодаря установке закрытого
расширительного бака для компенсации температурных расширений воды при
нагревании, и снижения расхода воды на собственные нужды.
Расчет технико экономических показателей котельной.В процессе проектирования производятся следующие экономические расчеты: - Расчетная производительность
котельной (с учетом собственных нужд котельной
и тепловых потерь в ней) ;
- установленная
производительность котельной - годовая выработка тепла: - годовой отпуск тепла
потребителям
- годовое число часов
использования
- часовой расход топлива
- годовой расход натурального и условного топлива
- годовой расход воды
- удельный расход условного
топлива на 1 Гкал выработанного
тепла
|