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

- 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

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:

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 

Aralsan ABR-A-DG-1000-6

   Горелки специально предназначены для работы на природном газе;

высокопроизводительные, автоматические, малошумные.

 Выбор вспомогательного оборудования

- Насосы циркуляционные контура отопления

Тепловая схема

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.

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.

·       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»

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

Теплопотери через ограждающие конструкции определяются по формуле:

Q = k*F*(t_вн^р – t_н^р)

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 котельной

Проект электрооборудования и электроосвещения котельной выполняется в соответствии с ПУЭ и СНиП II-35-76 «Котельные установки».

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

- при прекращении подачи электроэнергии

- при неисправности цепей защиты

- при погасании факелов горелки

Противопожарная система

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

Проектирование общих разделов Охрана окружающей среды и ГОЧС

В 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 NO_x) 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:

- 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