Что лежит в основе НР, НИИСТУ, ЗИО, ВК, ВСТ?

28 июля 2019 18:30

Ключевой особенностью всех рассматриваемых котлов является трубчатый теплообменник. Этот тип теплообменника отличается простотой в производстве, так как для его изготовления можно использовать обычную водопроводную холоднокатаную электросварную трубу. Это позволяет существенно снизить стоимость трубной части котла, но, к сожалению, также снижает его долговечность и надёжность.

В предыдущей статье мы уже обсуждали такие стальные водотрубные сварные котлы, как ВК-1, ВСТ-5, ЗИО-30, ЗИО-60, НИИСТУ-5, НР-17, НР-18, НР-55 и СВИБ-3М. Также мы определили порядок проведения ремонта котельной, работающей на этих котлах. Сегодня мы углубимся в технические характеристики этой группы котлов и выясним, почему они всё ещё находят применение, несмотря на свой возраст.

Трубчатый теплообменник

При заказе котла у нас заказчик может выбрать материал для теплообменника. Для котлов, которые должны проработать один-два отопительных сезона, обычно используются шовные трубы. Они рассчитаны на работу при небольшом давлении теплоносителя и обычно находятся в резерве, включаясь лишь несколько раз за отопительный сезон. Если же котёл является основным источником тепла и требуется максимальная надёжность, то применяются горячекатаные бесшовные трубы с обычной или увеличенной стенкой.

Часто вертикальные элементы теплообменников изготавливаются из стальных бесшовных труб диаметром 89 мм, а горизонтальные коллекторы — из труб диаметром 108 мм.

Способы изготовления поворотов труб

Вторая особенность — это способы изготовления поворотов труб. Существует три варианта: изгиб, применение крутоизогнутых отводов или сварка под углом.

Изгиб — это технически сложное и дорогостоящее решение, требующее наличия у производителя специального трубогибочного станка. Применение труб большого диаметра с толстой стенкой в котлах также требует закупки дорогостоящего оборудования. Однако результат будет максимально качественным и долговечным. Отсутствие швов повышает надёжность, а больший радиус поворота по сравнению с другими способами снижает гидравлическое сопротивление и предотвращает образование зон застоя и турбулентности теплоносителя.

Если изгиб невозможен, можно использовать крутоизогнутые отводы. Они бывают под разными углами, что позволяет подобрать наиболее подходящий вариант для конструкции теплообменника. Недостатком по сравнению с гнутыми трубами является наличие двух кольцевых швов. Гидравлическое сопротивление не меняется, а турбулентность минимальна.

Если рассматривать наиболее бюджетный вариант, то поворот трубы может быть выполнен за счёт сварки труб под необходимым углом без использования отводов. Такое решение часто применялось в старых котлах ЗИО-30, ЗИО-60 и ВК-1 XX века, когда промышленность ещё не освоила производство дешёвых крутоизогнутых отводов. Все три варианта поворота труб могут быть использованы в нашем производстве. В опросном листе есть специальный пункт, где можно указать эти условия заказа.

Процесс сгорания топлива и передача тепла

Рассмотрим процесс сгорания топлива в котле и механизм передачи тепла от нагретых дымовых газов к теплоносителю. Нетрудно заметить, что все теплообменники котлов в верхней части топки (на потолке) не имеют труб или имеют только один ряд труб. Боковые стенки же состоят из нескольких рядов вертикальных труб. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, изготовление многорядного теплообменника достаточно сложно. Во-вторых, поток дымовых газов, двигаясь в направлении, указанном стрелками, дважды огибает вертикальные трубы теплообменника, и основная передача тепла происходит именно в этом месте.

Для увеличения расстояния, которое проходят дымовые газы, между рядами вертикальных труб теплообменника устанавливают огнеупорные кирпичи или листы термостойкого материала (на рисунке они обозначены красным). Это снижает скорость потока горячего воздуха, создаёт турбулентность и увеличивает теплопередачу.

В этой статье мы обсудим особенности котлов, которые имеют схожие черты, отличаясь лишь формой секций.

Благодаря разнообразию форм секций и возможности варьировать количество вертикальных труб и секций, можно регулировать мощность котла, сохраняя при этом заданные параметры теплопередачи, гидравлического и аэродинамического сопротивления системы.

История создания котлов

Развитие этой линейки котлов происходило параллельно с эволюцией промышленности и технологий в СССР, начиная с момента их появления и вплоть до 50-х годов XX века.

Первыми были созданы котлы серии ВК-1, которые расшифровываются как «Водогрейный котёл». Их конструкция была довольно простой: трубы не имели изгибов, а крутоизогнутые отводы не применялись, поскольку в то время их не существовало в Советском Союзе. Это создавало значительное гидравлическое сопротивление, и для его уменьшения приходилось использовать трубы большого диаметра, что, в свою очередь, повышало стоимость котла и усложняло его монтаж из-за значительного веса трубной части.

В сороковые годы были разработаны новые модели — ЗИО-30 и ЗИО-60. Название котла происходит от аббревиатуры «ЗиО», что означает «Завод имени Орджоникидзе». Этот завод был основан под Москвой в 1919 году и первоначально назывался Подольский паровозоремонтный завод, а в 1939 году был переименован в Подольский машиностроительный завод имени Орджоникидзе.

В котлах серии ЗИО нижний водяной коллектор был перемещён из внутренней части топки на её внешние стороны. Это решение значительно улучшило циркуляцию и теплоотдачу, а также позволило использовать отводы под 90 градусов в нижней внутренней части теплообменника.

Примерно в то же время инженер Николай Ревокатов создал котлы серии НР (НР-17, НР-18, НР-55), которые получили своё название по первым буквам имени и фамилии конструктора. Использование изогнутых вертикальных труб уменьшило гидравлическое сопротивление системы и позволило применять трубы меньшего диаметра.

Сегодня котлы НР-18 являются наиболее распространённой конфигурацией водотрубных котлов на кирпичном фундаменте. Они предназначены для теплоснабжения промышленных и гражданских зданий, работают при давлении 5 кг/см2 и температуре воды до 100 °C. Также могут использоваться в качестве паровых котлов низкого давления до 0,7 кг/см2.

Существует три основных модификации с 16, 24 или 32 секциями. Обычно используются стальные трубы диаметром 89 мм и горизонтальные коллекторы диаметром 108 мм. Для заказа изготовления таких теплообменников необходимо заполнить опросный лист и отправить его для расчёта стоимости и сроков изготовления.

Дальнейшим развитием котлов НР стали серии СВИБ-3М и ВСТ-5. Они имели ещё более высокий КПД, но из-за сложности конструкции не получили широкого распространения.

Отдельно стоит упомянуть котёл НИИСТУ-5, который был разработан в Научно-исследовательском институте по строительству трубопроводов. Этот котёл не разделён на две части — правую и левую. Он имеет цельную конструкцию со встроенными дополнительными панелями теплообмена спереди и сзади. Это значительно увеличивает поверхность теплообмена котла, но делает невозможным транспортировку и ремонт путём его разделения на две части. Боковые и задние экраны имеют диафрагмы, которые перекрывают негерметичные зазоры. Это улучшает теплообмен и увеличивает поверхность нагрева. Дымовые газы поднимаются вверх, проходят между трубами и опускаются вниз по конвективным каналам.

Мощность котла зависит от количества вертикальных секций и используемых диаметров труб.

Все перечисленные варианты можно заказать у нас для изготовления. Мы предоставляем полный спектр услуг: демонтаж обмуровки и котла, ремонт фундамента, расчёт и изготовление новых элементов теплообменника по вашим размерам и пожеланиям, доставку, монтаж, опрессовку и пусконаладочные работы котельной.

Для получения более подробной информации свяжитесь с нами по телефонам +7 999 401-90-00, +7 908 148-02-97 или по электронной почте e5klimat@yandex.ru. Подробнее на нашем сайте kotelsales.ru.

Предлагаем ознакомиться с другими нашими статьями на тему отопления: