Тягодутьевое оборудование котельной: назначение дымососов и дутьевых вентиляторов

Котел может быть исправен, но работать нестабильно из-за нарушений в газовоздушном тракте: воздуха для горения поступает недостаточно или с избытком, требуемое разрежение не поддерживается, а продукты сгорания проходят газоходы не в расчетном режиме. Отклонения могут появиться после замены горелки, реконструкции газоходов, изменения нагрузки или состояния оборудования.

Тягодутьевое оборудование котельной обеспечивает движение воздуха и продуктов сгорания там, где для этого предусмотрены механические устройства. Состав и режим работы оборудования зависят от конструкции котла, схемы газовоздушного тракта, сопротивления воздуховодов и газоходов и способа организации тяги.

Что такое тягодутьевое оборудование котельной и какие задачи оно решает

Тягодутьевое оборудование обеспечивает принудительное перемещение воздуха и продуктов сгорания по воздушному и газовому трактам котельной установки. К основным тягодутьевым машинам относятся дутьевые вентиляторы и дымососы.

Воздух поступает к горелочному или топочному устройству, участвует в горении, после чего продукты сгорания проходят поверхности нагрева и газовый тракт и отводятся к дымовой трубе. Какая часть этого пути требует принудительного перемещения среды, зависит от конструкции котла и принятой проектной схемы.

В составе системы тягодутьевые машины обеспечивают предусмотренный режим движения воздуха и дымовых газов. При этом отдельные вентилятор и дымосос требуются не для каждого котла: состав оборудования определяется схемой газовоздушного тракта.

Как работают дымосос и дутьевой вентилятор в газовоздушном тракте

Дутьевой вентилятор работает на стороне подачи воздуха, а дымосос — на стороне удаления продуктов сгорания. В зависимости от конструкции котла и принятой схемы тяги и дутья эти машины могут применяться совместно или по отдельности.

Дутьевой вентилятор

Дутьевой вентилятор для котла создает напор, необходимый для подачи воздуха через воздушный тракт к горелочному или топочному устройству. Его производительность должна соответствовать потребности оборудования в воздухе и сопротивлению тракта на предусмотренных режимах.

Подачу воздуха согласуют с режимом горения, работой горелки и подачей топлива. При изменении нагрузки требуемые параметры воздушного тракта также могут меняться.

Дутьевые вентиляторы в котельной могут быть выполнены как отдельные машины или входить в состав горелочного устройства. Конкретное решение зависит от конструкции котла, горелки и принятой схемы подачи воздуха.

Дымосос

Дымососы котлов обеспечивают принудительное перемещение продуктов сгорания по газовому тракту в схемах, где требуется создать предусмотренный режим тяги или разрежения. Рабочие характеристики машины должны соответствовать сопротивлению тракта и параметрам перемещаемой среды.

Необходимость установки зависит от конструкции котла, газоходов, дымовой трубы и принятого способа организации тяги. Поэтому наличие дымососа нельзя определять только по мощности или назначению котла.

Дымосос для котла подбирают по расчетным характеристикам газового тракта с учетом предусмотренных режимов работы.

Совместная работа тяги и дутья

Дымососы и вентиляторы для котлов при совместной работе должны согласованно обеспечивать подачу воздуха и удаление продуктов сгорания при изменении нагрузки. Их работа увязывается с подачей топлива и алгоритмами автоматики.

При уравновешенной тяге вентилятор и дымосос совместно поддерживают предусмотренный режим давления или разрежения в топке и газовом тракте. Такой принцип применяется только там, где он предусмотрен конструкцией оборудования и проектом.

При выборе дымососа для котельной учитывают весь газовый тракт. Изменение сопротивления газоходов, дымовой трубы или другого оборудования может изменить рабочую точку машины и потребовать повторной проверки режима.

Всегда ли котлу нужен дымосос

Наличие дымососа определяется аэродинамической схемой, конструкцией оборудования, сопротивлением газового тракта и способом удаления продуктов сгорания.

Котлы могут работать с естественной тягой, под наддувом или по схеме с совместной работой вентилятора и дымососа. Тип топлива или теплоносителя сам по себе не определяет состав тягодутьевого оборудования.

Газовые котлы

Дымосос газового котла требуется, если такая машина предусмотрена конструкцией оборудования и аэродинамической схемой объекта. В других установках удаление продуктов сгорания может обеспечиваться естественной тягой или иной схемой газовоздушного тракта.

При оценке конкретного объекта проверяют документацию котла и горелки, характеристики газоходов и дымовой трубы. После изменения горелочного устройства или газового тракта рабочий режим необходимо оценивать с учетом новых характеристик.

Использование газообразного топлива не является основанием для обязательной установки дымососа.

Паровые и водогрейные котлы

Необходимость дымососа парового котла определяется видом топлива, конструкцией топки, сопротивлением газового тракта, параметрами дымовой трубы и способом организации тяги. 

Для водогрейного оборудования действует тот же принцип: оценивают конструкцию и режим конкретной установки. Даже котлы близкой мощности могут различаться по способу подачи воздуха и отвода продуктов сгорания.

Дымосос водогрейного котла выбирают только при наличии такой машины в принятой схеме и по расчетным характеристикам соответствующего газового тракта.

По каким параметрам выбирают тягодутьевое оборудование

Дымосос или вентилятор выбирают по расчетным характеристикам воздушного и газового трактов и рабочей характеристике конкретной машины. Одной тепловой мощности котла для подбора недостаточно.

До расчета собирают:

• расход воздуха и продуктов сгорания на предусмотренных режимах;
• аэродинамическое сопротивление трактов;
• температуру, состав и запыленность перемещаемой среды;
• рабочий диапазон котла;
• характеристики газоходов, воздуховодов и дымовой трубы;
• способ регулирования производительности;
• условия установки и обслуживания;
• требования к резервированию, электроприводу и автоматике.

Для объектов в области применения СП 346.1325800.2017 характеристики тягодутьевых машин определяют с учетом аэродинамического расчета газовоздушного тракта. Расчетные параметры и требуемые запасы принимают для конкретной установки и не переносят автоматически с другого объекта.

Как регулируют производительность дымососов и дутьевых вентиляторов

Способ регулирования выбирают с учетом конструкции машины и привода, характеристики тракта и требуемого рабочего диапазона. Одно решение нельзя считать обязательным или оптимальным для всех котельных.

Связь регулирования с режимом горения

Изменение подачи воздуха или тяги рассматривают вместе с подачей топлива и нагрузкой котла. При переходе на другой режим система должна сохранять параметры, предусмотренные проектом и алгоритмом горелочного устройства.

В зависимости от оборудования могут применяться регулирующие органы, изменение производительности привода и другие технические решения. Возможность каждого способа проверяют по характеристикам конкретной машины и электропривода.

Результат зависит от рабочей точки оборудования, характеристики сети и фактических режимов.

Автоматика и защиты

Автоматика получает предусмотренные проектом сигналы давления, разрежения, состояния приводов и другие необходимые параметры. На их основании формируются команды исполнительным механизмам и выполняются предусмотренные блокировки.

Уставки задают по проекту, документации оборудования и результатам наладки. Переносить значения с другого котла или другого газовоздушного тракта без проверки нельзя.

Общие принципы работы датчиков, контроллеров и исполнительных механизмов подробнее рассматриваем в статье «Автоматизация котельной: назначение и функции».

Что контролируют при эксплуатации дымососов и дутьевых вентиляторов

При эксплуатации контролируют состояние самих машин и влияние их работы на газовоздушный тракт и процесс горения. Изменение одного показателя оценивают вместе с текущим режимом котла и другими эксплуатационными данными.

В зависимости от состава оборудования контролируют:

• давление и разрежение в предусмотренных точках;
• устойчивость процесса горения;
• ток электродвигателя и электрическую нагрузку при наличии соответствующего контроля;
• вибрацию и посторонний шум;
• температуру подшипников, если такой контроль предусмотрен конструкцией;
• состояние рабочего колеса и регулирующих органов;
• загрязнение газового тракта;
• подсосы воздуха и другие нарушения герметичности.

Допустимые значения и пределы контроля определяют по проекту, режимным документам и документации изготовителя конкретного оборудования.

Изменение тяги, электрической нагрузки, вибрации или других показателей служит основанием для диагностики, но само по себе не указывает на единственную причину неисправности. После замены горелки, реконструкции газоходов, дымовой трубы или тягодутьевой машины может потребоваться повторная проверка рабочих режимов.

Подробнее — в статье «Режимно-наладочные испытания котлов: порядок проведения и результат».

Типичные ошибки при выборе и эксплуатации тягодутьевого оборудования

Ошибки возникают, когда оборудование выбирают или настраивают без учета характеристик всего газовоздушного тракта. В результате рабочая точка машины, режим тяги и подача воздуха могут не соответствовать расчетным условиям.

• Оборудование выбирают только по мощности котла. Без аэродинамического расчета характеристики машины могут не соответствовать фактическому сопротивлению тракта.
• Не проверяют рабочую точку. Чрезмерный запас производительности может привести к работе оборудования вне рациональной области характеристики и усложнить регулирование.
• Не учитывают температуру и свойства среды. Исполнение машины может не соответствовать фактическим условиям эксплуатации.
• Дымосос, вентилятор и горелку настраивают без взаимной увязки. В результате нарушается предусмотренное соотношение подачи воздуха, топлива и удаления продуктов сгорания.
• После изменения газовоздушного тракта оставляют параметры регулирования без проверки. Новое аэродинамическое сопротивление может изменить рабочую точку оборудования.
• Тягодутьевые машины смешивают с противодымной вентиляцией здания. Это разные инженерные системы с различными функциями и требованиями.

Ошибки подбора и настройки устраняют только после проверки расчетных и фактических параметров конкретной установки.

Помощь ТБ Индустрия при работе с тягодутьевым оборудованием

В ТБ Индустрия мы начинаем с обследования газовоздушного тракта: проверяем установленное оборудование, фактическую схему, режимы котла и причины отклонений по тяге и подаче воздуха.

По расчетным данным подбираем или проверяем характеристики дымососа и вентилятора, увязываем их с котлом, горелкой, газоходами, воздуховодами и автоматикой. При пусконаладке проверяем согласованную работу оборудования на предусмотренных режимах и корректируем настройки по результатам измерений.

Если требуется подобрать тягодутьевое оборудование, проверить существующую схему или выполнить наладку после реконструкции, обратитесь в ТБ Индустрия. Для предварительной оценки передайте нам данные по котлу, виду топлива, установленному оборудованию и существующей схеме газовоздушного тракта.