Chaufferie. Types de chaufferies

Apport de chaleur

Les systèmes de chauffage urbain se caractérisent par une combinaison de trois maillons principaux: sources de chaleur, réseaux de chaleur et systèmes locaux de consommation de chaleur (utilisation de la chaleur) des bâtiments et structures individuels.

Lors de l'utilisation de combustibles fossiles la source d'énergie thermique peut être une chaufferie ou une centrale thermique, dans les centrales de production de chaleur nucléaire Le combustible nucléaire est utilisé pour produire de l’énergie thermique ; dans certains cas, il est utilisé comme combustible auxiliaire. sources de chaleur renouvelables– l'énergie géothermique, l'énergie du rayonnement solaire, etc.

Types de carburant

Selon la définition de D.I. Mendeleïev, « le combustible est une substance combustible qui est délibérément brûlée pour produire de la chaleur ».

Bien connu principaux types de carburant-bois de chauffage, tourbe, charbon, schiste, résidus pétroliers, gaz. Tous sont des composés organiques capables de réagir avec l’oxygène de l’air à haute température, libérant ainsi de la chaleur.

Le carburant est produit en grande quantité, ses réserves dans la nature sont très importantes. L'oxygène nécessaire à la réaction est extrait de l'air ambiant. À la suite de la réaction, des gaz de combustion très chauffés sont obtenus, dont la chaleur est utilisée dans la chaufferie. Les gaz refroidis sont rejetés dans l’atmosphère par la cheminée.

Pour la combustion peut utiliser des carburants naturels et artificiels, obtenu après traitement d'un carburant naturel afin d'en isoler des produits précieux, parmi lesquels des résines, de l'essence, des benzènes, des huiles lubrifiantes minérales, des peintures, des produits pharmaceutiques, du sulfate d'ammonium utilisé pour les besoins agricoles, etc.

Combustible solide :

a) naturel - bois de chauffage, charbon, anthracite, tourbe ;

b) artificiel - charbon de bois, coke et charbon pulvérisé, obtenu à partir de charbon broyé.

Carburant liquide :

a) naturel - huile ;

b) artificiel - essence, kérosène, mazout, goudron.

Carburant gazeux:

a) naturel - gaz naturel ;

b) gaz artificiel - générateur obtenu à partir de la gazéification de divers types de combustibles solides (tourbe, bois de chauffage, charbon, etc.), de coke, de haut fourneau, d'éclairage et d'autres gaz.

Types d'installations de chaudières

Chaufferie stationnaire n'est plus la seule option pour un chauffage autonome. L'équipement nécessite une pièce - mais son emplacement peut être n'importe lequel.

Bloquer les chaufferies par exemple, il peut être placé aussi bien au sous-sol que sur le toit (si un certain nombre de conditions sont remplies). De plus, les chaufferies elles-mêmes sont devenues beaucoup plus fiables. Cela est principalement dû au fait que les usines de fabrication ont commencé à proposer des installations clé en main : tous les équipements nécessaires sont déjà installés en blocs ou dans un module et vous pouvez démarrer l'installation. Il existe ainsi deux types de chaufferies : les chaufferies en bloc et les chaufferies modulaires. Les deux types de structures sont pratiques en termes de transport (en règle générale, elles sont transportées par chemin de fer ou par route).

Équipement de base de la chaufferie: chaudière, pompe à eau, récipient à liquide, canalisations, dispositif brûleur. Certains achètent également des équipements supplémentaires permettant de réaliser des économies : chaudières non volatiles, chaudières avec fonction d'allumage électrique, chaudières en fonte à deux passes et combinées.

Relativement récemment, des équipements thermiques sont apparus sur le marché TKU – chaudières transportables. Leur besoin s'est fait sentir avec l'émergence de nouvelles industries situées dans des bâtiments non reliés au système de chauffage central. L'avantage du nouveau produit est qu'il est assez facile à transporter (la conception modulaire est équipée de roues), il est facile à manipuler et ne nécessite pas la présence constante d'un opérateur. De plus, en règle générale, les TCU sont entièrement automatisées, leur gestion est donc assez simple. Dans le même temps, il est capable de générer une quantité suffisante de chaleur et ne nécessite aucune connexion aux communications.

Classement des chaufferies.

Selon l'endroit où se situe l'installation, on distingue :

· Toit;

· Intégré au bâtiment;

· Bloc-modulaire;

· Cadre.

Dans tout système de chauffage, son élément principal est la chaudière. Il remplit la fonction principale - le chauffage. En fonction de la base sur laquelle fonctionne l'ensemble du système et en particulier la chaudière, il existe les éléments suivants types de chaudières :

§ Chaudières à vapeur

§ Eau chaude;

§ Mixte ;

§ Chaudières à huile diathermique.

Tout système de chauffage fonctionne, comme indiqué précédemment, à partir de l'un ou l'autre taper matières premières carburant ou une ressource naturelle. DANS En fonction de cela, les chaudières sont divisées en :

· Combustible solide. Pour cela, du bois de chauffage, du charbon et d'autres types de combustibles solides sont utilisés.

· Combustibles liquides – pétrole, essence, fioul et autres.

· Gaz.

· Mixte ou combiné. On suppose que différents types et types de carburants seront utilisés.

Introduction

Informations générales et concepts sur les systèmes de chaudières

1 Classification des installations de chaudières

Types de chaudières de chauffage pour chauffer les bâtiments

1 Chaudières à gaz

2 Chaudières électriques

3 chaudières à combustible solide

Types de chaudières pour chauffer les bâtiments

1 Chaudières à tubes de gaz

2 chaudières à tubes d'eau

Conclusion

Bibliographie

Introduction

Vivant sous des latitudes tempérées, où la majeure partie de l'année est froide, il est nécessaire d'assurer l'approvisionnement en chaleur des bâtiments : immeubles d'habitation, bureaux et autres locaux. L'approvisionnement en chaleur assure une vie confortable s'il s'agit d'un appartement ou d'une maison, un travail productif s'il s'agit d'un bureau ou d'un entrepôt.

Voyons d’abord ce que l’on entend par le terme « apport de chaleur ». L'approvisionnement en chaleur est l'approvisionnement en eau chaude ou en vapeur des systèmes de chauffage d'un bâtiment. Les sources habituelles d'approvisionnement en chaleur sont les centrales thermiques et les chaufferies. Il existe deux types d'approvisionnement en chaleur des bâtiments : centralisé et local. Avec l'approvisionnement centralisé, des zones individuelles (industrielles ou résidentielles) sont approvisionnées. Pour le fonctionnement efficace d'un réseau de chauffage centralisé, il est construit en le divisant en niveaux, le travail de chaque élément consiste à effectuer une tâche. A chaque niveau, la tâche de l'élément diminue. Approvisionnement local en chaleur - fourniture de chaleur à une ou plusieurs maisons. Les réseaux de chaleur centralisés présentent de nombreux avantages : réduction de la consommation de combustible et réduction des coûts, utilisation de combustibles de moindre qualité, amélioration de l'état sanitaire des zones d'habitation. Le système centralisé d'approvisionnement en chaleur comprend une source d'énergie thermique (CHP), un réseau de chaleur et des unités consommatrices de chaleur. Les centrales de cogénération se combinent pour produire de la chaleur et de l'énergie. Les sources d'approvisionnement local en chaleur sont les poêles, les chaudières et les chauffe-eau.

Mon objectif est de me familiariser avec les informations générales et le concept des systèmes de chaudières, quelles chaudières sont utilisées pour fournir de la chaleur aux bâtiments.

1. Informations générales et concepts sur les systèmes de chaudières

Une chaufferie est un ensemble de dispositifs situés dans des pièces spéciales et utilisés pour convertir l'énergie chimique du combustible en énergie thermique de la vapeur ou de l'eau chaude. Les principaux éléments d'une installation de chaudière sont une chaudière, un appareil de combustion (four), des dispositifs d'alimentation et de tirage.

Une chaudière est un dispositif d'échange de chaleur dans lequel la chaleur des produits chauds de combustion du combustible est transférée à l'eau. En conséquence, l’eau est transformée en vapeur dans les chaudières à vapeur et chauffée à la température requise dans les chaudières à eau chaude.

Le dispositif de combustion est utilisé pour brûler du combustible et convertir son énergie chimique en chaleur de gaz chauffés.

Les dispositifs d'alimentation (pompes, injecteurs) sont conçus pour alimenter la chaudière en eau.

Le dispositif de tirage se compose de ventilateurs soufflants, d'un système de conduits gaz-air, d'extracteurs de fumée et d'une cheminée, qui assurent l'alimentation de la quantité d'air requise au foyer et le mouvement des produits de combustion à travers les conduits de la chaudière, ainsi que leur évacuation. dans l'atmosphère. Les produits de combustion, se déplaçant dans les conduits de fumée et entrant en contact avec la surface chauffante, transfèrent de la chaleur à l'eau.

Pour assurer un fonctionnement plus économique, les systèmes de chaudières modernes disposent d'éléments auxiliaires : un économiseur d'eau et un aérotherme, qui servent respectivement à chauffer l'eau et l'air ; dispositifs d'alimentation en combustible et d'élimination des cendres, pour l'épuration des gaz de combustion et de l'eau d'alimentation ; des dispositifs de contrôle thermique et des équipements d'automatisation qui assurent un fonctionnement normal et ininterrompu de toutes les parties de la chaufferie.

Selon l'usage pour lequel l'énergie thermique est utilisée, les chaufferies sont divisées en énergie, chauffage et industriel et chauffage.

Les chaufferies énergétiques fournissent de la vapeur aux centrales électriques à vapeur qui produisent de l'électricité et font généralement partie d'un complexe de centrales électriques. Les chaufferies de chauffage et industrielles sont construites dans les entreprises industrielles et fournissent de l'énergie thermique aux systèmes de chauffage et de ventilation, à l'approvisionnement en eau chaude des bâtiments et aux processus de production. Les chaufferies de chauffage sont destinées aux mêmes objectifs, mais desservent des bâtiments résidentiels et publics. Ils sont divisés en autoportants, emboîtables, c'est-à-dire adjacent à d’autres bâtiments et intégré à des bâtiments. Récemment, de plus en plus souvent, des chaufferies agrandies séparées sont construites dans l'espoir de desservir un groupe de bâtiments, une zone résidentielle ou un microquartier. L'installation de chaufferies intégrées dans des bâtiments résidentiels et publics n'est actuellement autorisée qu'avec une justification appropriée et un accord avec les autorités d'inspection sanitaire. Les chaufferies de faible puissance (individuelles et en petits groupes) sont généralement constituées de chaudières, de pompes de circulation et d'alimentation et de dispositifs de tirage. En fonction de cet équipement, les dimensions de la chaufferie sont principalement déterminées. Les chaufferies de moyenne et haute puissance - 3,5 MW et plus - diffèrent par la complexité de l'équipement et la composition des locaux de service et de service. Les solutions d'aménagement de l'espace de ces chaufferies doivent répondre aux exigences des Normes Sanitaires pour la Conception des Entreprises Industrielles.

1.1 Classification des installations de chaudières

Les installations de chaudières, selon la nature des consommateurs, sont divisées en énergie, production et chauffage et chauffage. En fonction du type de liquide de refroidissement produit, ils sont divisés en vapeur (pour produire de la vapeur) et eau chaude (pour produire de l'eau chaude).

Les chaudières électriques produisent de la vapeur pour les turbines à vapeur des centrales thermiques. Ces chaufferies sont généralement équipées de chaudières de haute et moyenne puissance qui produisent de la vapeur avec des paramètres accrus.

Les systèmes de chaudières industrielles (généralement à vapeur) produisent de la vapeur non seulement pour les besoins industriels, mais également pour le chauffage, la ventilation et l'approvisionnement en eau chaude.

Les systèmes de chaudières de chauffage (principalement à eau chaude, mais ils peuvent également être à vapeur) sont conçus pour entretenir les systèmes de chauffage des locaux industriels et résidentiels.

En fonction de l'ampleur de l'approvisionnement en chaleur, les chaufferies de chauffage sont divisées en local (individuel), groupe et district.

Les chaufferies locales sont généralement équipées de chaudières à eau chaude qui chauffent l'eau à une température ne dépassant pas 115°C ou de chaudières à vapeur avec une pression de service allant jusqu'à 70 kPa. De telles chaufferies sont conçues pour fournir de la chaleur à un ou plusieurs bâtiments.

Les systèmes de chaudières collectives fournissent de la chaleur à des groupes de bâtiments, des zones résidentielles ou de petits quartiers. Ces chaufferies sont équipées à la fois de chaudières à vapeur et à eau chaude, qui, en règle générale, ont une capacité de chauffage plus élevée que les chaudières des chaufferies locales. Ces chaufferies sont généralement situées dans des bâtiments séparés spécialement construits.

Les chaufferies de chauffage urbain sont utilisées pour fournir de la chaleur aux grandes zones résidentielles : elles sont équipées de chaudières à eau chaude ou à vapeur relativement puissantes.

2. Types de chaudières de chauffage

.1 Chaudières à gaz

Si le site est alimenté en gaz principal, alors, dans la grande majorité des cas, chauffer la maison à l'aide d'une chaudière à gaz est optimal, car vous ne trouverez pas de combustible moins cher. Il existe de nombreux fabricants et modèles de chaudières à gaz. Pour mieux comprendre cette diversité, nous diviserons toutes les chaudières à gaz en deux groupes : les chaudières au sol et les murales. Les chaudières murales et au sol ont des conceptions et des composants différents.

Une chaudière au sol est un objet traditionnel et conservateur qui n'a pas subi de changements majeurs au cours de plusieurs décennies. L'échangeur de chaleur des chaudières au sol est généralement en fonte ou en acier. Il existe différentes opinions sur le meilleur matériau. D'une part, la fonte est moins sensible à la corrosion : un échangeur de chaleur en fonte est généralement plus épais, ce qui peut avoir un effet positif sur sa durée de vie. Dans le même temps, un échangeur de chaleur en fonte présente également des inconvénients. Il est plus fragile et il existe donc un risque de formation de microfissures lors du transport, du chargement et du déchargement. De plus, lors du fonctionnement de chaudières en fonte utilisant de l'eau dure, en raison des caractéristiques de conception des échangeurs de chaleur en fonte et des propriétés de la fonte elle-même, elles sont progressivement détruites en raison d'une surchauffe locale. Si nous parlons de chaudières en acier, elles sont plus légères et sont peu sensibles aux chocs pendant le transport. Dans le même temps, s'il est mal utilisé, l'échangeur de chaleur en acier peut se corroder. Mais il n'est pas très difficile de créer des conditions de fonctionnement normales pour une chaudière en acier. Il est important que la température dans la chaudière ne descende pas en dessous de la température du point de rosée. Un bon concepteur sera toujours capable de créer un système qui maximisera la durée de vie de la chaudière. À leur tour, toutes les chaudières à gaz au sol peuvent être divisées en deux groupes principaux : avec brûleurs atmosphériques et avec brûleurs à air pulsé (parfois appelés remplaçables, ventilés, montés). Les premiers sont plus simples, moins chers et en même temps plus silencieux. Les chaudières équipées de brûleurs à air pulsé ont un plus grand rendement et sont sensiblement plus chères (compte tenu du coût du brûleur). Les chaudières fonctionnant avec des brûleurs à air pulsé ont la possibilité d'installer des brûleurs fonctionnant au gaz ou au combustible liquide. La puissance des chaudières à gaz au sol avec brûleur atmosphérique varie dans la plupart des cas de 10 à 80 kW (mais il existe des entreprises produisant des chaudières plus puissantes de ce type), tandis que les modèles avec gonflable remplaçable

les brûleurs peuvent atteindre une puissance de plusieurs milliers de kW. Dans nos conditions, un autre paramètre d'une chaudière à gaz est très important : la dépendance de son automatisation à l'électricité. Après tout, dans notre pays, il y a souvent des cas de problèmes d'électricité - quelque part, elle est fournie par intermittence et, dans certains endroits, elle est complètement absente. La plupart des chaudières à gaz modernes équipées de brûleurs atmosphériques fonctionnent quelle que soit la disponibilité d'électricité. Quant aux chaudières importées, force est de constater qu'il n'y a pas de tels problèmes dans les pays occidentaux, et la question se pose souvent : existe-t-il de bonnes chaudières à gaz importées qui fonctionnent de manière autonome grâce à l'électricité ? Oui, ils existent. Cette autonomie peut être obtenue de deux manières. La première consiste à simplifier au maximum le système de contrôle des chaudières et, en raison de l'absence quasi totale d'automatisation, à atteindre l'indépendance vis-à-vis de l'électricité (cela s'applique également aux chaudières domestiques). Dans ce cas, la chaudière ne peut maintenir que la température spécifiée du liquide de refroidissement et ne sera pas guidée par la température de l'air de votre pièce. La deuxième méthode, plus progressive, consiste à utiliser un générateur de chaleur, qui, à partir de la chaleur, génère l'électricité nécessaire au fonctionnement de l'automatisation de la chaudière. Ces chaudières peuvent être utilisées avec des thermostats d'ambiance à distance, qui contrôleront la chaudière et maintiendront la température ambiante que vous avez réglée.

Les chaudières à gaz peuvent être à un étage (fonctionner à un seul niveau de puissance) et à deux étages (2 niveaux de puissance), ainsi qu'avec une modulation (contrôle en douceur) de la puissance, puisque la pleine puissance de la chaudière est requise pendant environ 15- 20% de la saison de chauffage, et 80-85% Puisque cela n'est pas nécessaire, il est clair qu'il est plus économique d'utiliser une chaudière à deux niveaux de puissance ou à modulation de puissance. Les principaux avantages d'une chaudière à deux allures sont : augmenter la durée de vie de la chaudière en réduisant la fréquence d'allumage/extinction du brûleur, travailler en 1ère allure avec une puissance réduite et réduire le nombre d'allumages/extinctions du brûleur permet d'économiser du gaz. , et, par conséquent, de l’argent.

Les chaudières murales sont apparues relativement récemment, mais même au cours de cette période relativement courte, elles ont gagné de nombreux partisans dans le monde entier. L'une des définitions les plus précises et les plus complètes de ces appareils est « mini chaufferie ». Ce terme n'est pas apparu par hasard, car dans un petit boîtier il y a non seulement un brûleur, un échangeur de chaleur et un dispositif de contrôle, mais aussi, dans la plupart des modèles, une ou deux pompes de circulation, un vase d'expansion, un système qui assure le un fonctionnement sûr de la chaudière, un manomètre, un thermomètre et bien d'autres éléments sans lesquels une chaufferie normale ne peut pas fonctionner. Malgré le fait que les chaudières murales mettent en œuvre les développements techniques les plus avancés dans le domaine du chauffage, le coût des « chaudières murales » est souvent 1,5 à 2 fois inférieur à celui de leurs homologues au sol. Un autre avantage non négligeable est la facilité d’installation. Les acheteurs pensent souvent que la facilité d’installation est un avantage qui ne devrait concerner que les installateurs. Ce n'est pas tout à fait vrai, car le montant qu'un consommateur réel devra payer pour l'installation d'une chaudière murale ou pour l'installation d'une chaufferie, où la chaudière, la chaudière, les pompes, le vase d'expansion et bien plus encore sont installés séparément, diffère très significativement. La compacité et la possibilité d'installer une chaudière murale dans presque tous les intérieurs sont un autre avantage de cette classe de chaudières.

Malgré le fait que les chaudières murales mettent en œuvre les développements techniques les plus avancés dans le domaine du chauffage, le coût des « chaudières murales » est souvent 1,5 à 2 fois inférieur à celui de leurs homologues au sol. Un autre avantage non négligeable est la facilité d’installation. Les acheteurs pensent souvent que la facilité d’installation est un avantage qui ne devrait concerner que les installateurs. Ce n'est pas tout à fait vrai, car le montant qu'un consommateur réel devra payer pour l'installation d'une chaudière murale ou pour l'installation d'une chaufferie, où la chaudière, la chaudière, les pompes, le vase d'expansion et bien plus encore sont installés séparément, diffère très significativement. La compacité et la possibilité d'installer une chaudière murale dans presque tous les intérieurs sont un autre avantage de cette classe de chaudières.

Selon la méthode d'évacuation des gaz d'échappement, toutes les chaudières à gaz peuvent être divisées en modèles à tirage naturel (l'évacuation des gaz d'échappement se produit grâce au tirage créé dans la cheminée) et à tirage forcé (à l'aide d'un ventilateur intégré à la chaudière). La plupart des entreprises produisant des chaudières murales à gaz produisent des modèles à tirage naturel et à tirage forcé. Les chaudières à tirage naturel sont bien connues de beaucoup et une cheminée au-dessus du toit ne surprend personne. Les chaudières à tirage forcé sont apparues assez récemment et présentent de nombreux avantages lors de l'installation et du fonctionnement. Comme mentionné ci-dessus, les gaz d'échappement sont évacués de ces chaudières à l'aide d'un ventilateur intégré. De tels modèles sont idéaux pour les pièces sans cheminée traditionnelle, car dans ce cas, les produits de combustion sont évacués par une cheminée coaxiale spéciale, pour laquelle il suffit de faire uniquement un trou dans le mur. Une cheminée coaxiale est aussi souvent appelée « tuyau dans un tuyau ». Par le tuyau intérieur d'une telle cheminée, les produits de combustion sont évacués vers la rue à l'aide d'un ventilateur et l'air pénètre par le tuyau extérieur. De plus, ces chaudières ne brûlent pas l'oxygène de la pièce, ne nécessitent pas de flux supplémentaire d'air froid dans le bâtiment depuis la rue pour soutenir le processus de combustion et réduisent les investissements lors de l'installation, car il n'est pas nécessaire de fabriquer une cheminée traditionnelle coûteuse, à la place de laquelle une cheminée coaxiale courte et peu coûteuse peut être utilisée avec succès. Les chaudières à tirage forcé sont également utilisées dans les cas où il y a une cheminée traditionnelle, mais il n'est pas souhaitable de prélever l'air de combustion de la pièce.

Selon le type d'allumage, les chaudières murales à gaz peuvent être à allumage électrique ou piézo. Les chaudières à allumage électrique sont plus économiques, car il n'y a pas d'allumeur avec une flamme allumée en permanence. En raison de l'absence de mèche brûlante en permanence, l'utilisation de chaudières à allumage électrique peut réduire considérablement la consommation de gaz, ce qui est particulièrement important lors de l'utilisation de gaz liquéfié. Les économies de gaz liquéfié peuvent atteindre 100 kg par an. Les chaudières à allumage électrique présentent un autre avantage : en cas de panne de courant temporaire, la chaudière s'allumera automatiquement lorsque l'alimentation électrique sera rétablie, tandis qu'un modèle avec allumage piézo devra être allumé manuellement.

Selon le type de brûleur, les chaudières murales peuvent être divisées en deux types : avec un brûleur ordinaire et avec un brûleur modulant. Le brûleur modulant offre le mode de fonctionnement le plus économique, puisque la chaudière ajuste automatiquement sa puissance en fonction de la demande de chaleur. De plus, le brûleur modulant offre un confort maximal en mode ECS, permettant de maintenir la température de l'eau chaude à un niveau constant et spécifié.

La plupart des chaudières murales sont équipées de dispositifs garantissant leur fonctionnement en toute sécurité. Ainsi, un capteur de présence de flamme coupe l'alimentation en gaz lorsque la flamme s'éteint, un thermostat de blocage éteint la chaudière lorsque la température de l'eau de chaudière augmente de manière inattendue, un dispositif spécial éteint la chaudière en cas de coupure de courant, un autre dispositif bloque la chaudière lorsque le gaz est coupé. Il existe également un dispositif permettant d'arrêter la chaudière lorsque le volume du liquide de refroidissement descend en dessous de la normale et un capteur de contrôle de tirage.

2.2 Chaudières électriques

Il existe plusieurs raisons principales limitant la diffusion des chaudières électriques : toutes les zones n'ont pas la possibilité d'allouer la puissance électrique nécessaire au chauffage d'une maison (par exemple, une maison d'une superficie de 200 m² nécessite environ 20 kW), le coût très élevé de l’électricité et les coupures de courant. Les chaudières électriques présentent réellement de nombreux avantages. Parmi eux : prix relativement bas, facilité d'installation, légers et compacts, ils peuvent être accrochés au mur, résultat - gain de place, sécurité (pas de flamme nue), facilité d'utilisation, une chaudière électrique ne nécessite pas de pièce séparée (chaufferie), une chaudière électrique ne nécessite pas d'installation de cheminée, la chaudière électrique ne nécessite pas d'entretien particulier, elle est silencieuse, la chaudière électrique est respectueuse de l'environnement, il n'y a pas d'émissions nocives ni d'odeurs étrangères. De plus, dans les cas où des pannes de courant sont possibles, une chaudière électrique est souvent utilisée en conjonction avec une chaudière de secours à combustible solide. La même option est également utilisée pour économiser de l'énergie (la maison est d'abord chauffée avec un combustible solide bon marché, puis la température est automatiquement maintenue à l'aide d'une chaudière électrique).

Il convient de noter que lorsqu'elles sont installées dans de grandes villes soumises à des normes environnementales strictes et à des problèmes de coordination, les chaudières électriques surpassent souvent tous les autres types de chaudières (y compris celles à gaz). En bref sur la conception et la configuration des chaudières électriques. Une chaudière électrique est un appareil assez simple. Ses principaux éléments sont un échangeur de chaleur, composé d'un réservoir dans lequel sont montés des radiateurs électriques (éléments chauffants) et d'une unité de contrôle et de régulation. Les chaudières électriques de certaines entreprises sont fournies déjà équipées d'une pompe de circulation, d'un programmateur, d'un vase d'expansion, d'une soupape de sécurité et d'un filtre. Il est important de noter que les chaudières électriques de faible puissance existent en deux versions différentes : monophasée (220 V) et triphasée (380 V).

Les chaudières d'une puissance supérieure à 12 kW sont généralement produites uniquement en triphasé. La grande majorité des chaudières électriques d'une puissance supérieure à 6 kW sont produites en versions multi-étages, ce qui permet d'utiliser rationnellement l'électricité et de ne pas allumer la chaudière à pleine puissance pendant les périodes de transition - au printemps et en automne. Lors de l’utilisation de chaudières électriques, l’utilisation rationnelle de l’énergie est la plus importante.

2.3 Chaudières à combustible solide

Le combustible pour les chaudières à combustible solide peut être du bois de chauffage (bois), de la houille ou de la houille, du coke, des briquettes de tourbe. Il existe à la fois des modèles « omnivores » qui peuvent fonctionner avec tous les types de carburants ci-dessus, et d'autres qui fonctionnent avec certains d'entre eux, mais qui ont une plus grande efficacité. L'un des principaux avantages de la plupart des chaudières à combustible solide est qu'avec leur aide, vous pouvez créer un système de chauffage complètement autonome. Par conséquent, ces chaudières sont plus souvent utilisées dans les zones où il existe des problèmes d'approvisionnement en gaz et en électricité principaux. Il existe deux autres arguments en faveur des chaudières à combustible solide : la disponibilité et le faible coût du combustible. L'inconvénient de la plupart des représentants des chaudières de cette classe est également évident : ils ne peuvent pas fonctionner en mode entièrement automatique et nécessitent un chargement régulier de combustible.

Il est à noter qu'il existe des chaudières à combustible solide qui combinent le principal avantage des modèles existants depuis de nombreuses années : l'indépendance vis-à-vis de l'électricité et sont capables de maintenir automatiquement une température donnée du liquide de refroidissement (eau ou antigel). Le maintien automatique de la température s'effectue comme suit. La chaudière est équipée d'un capteur qui surveille la température du liquide de refroidissement. Ce capteur est relié mécaniquement au registre. Si la température du liquide de refroidissement devient supérieure à celle que vous avez réglée, le registre se ferme automatiquement et le processus de combustion ralentit. Lorsque la température baisse, le registre s'ouvre légèrement. Ainsi, cet appareil ne nécessite pas de connexion à un réseau électrique. Comme mentionné ci-dessus, la plupart des chaudières à combustible solide traditionnelles peuvent fonctionner avec de la houille, du bois, du coke et des briquettes.

La protection contre la surchauffe est assurée par la présence d'un circuit d'eau de refroidissement. Ce système peut être contrôlé manuellement, c'est-à-dire lorsque la température du liquide de refroidissement augmente, il est nécessaire d'ouvrir la vanne sur le tuyau de sortie du liquide de refroidissement (la vanne sur le tuyau d'entrée est constamment ouverte). De plus, ce système peut également être contrôlé automatiquement. Pour ce faire, un réducteur de température est installé sur le tuyau de sortie, qui s'ouvrira automatiquement lorsque le liquide de refroidissement atteint la température maximale. De plus, quel combustible utiliser pour chauffer votre maison, il est très important de sélectionner correctement la puissance de chaudière requise. Généralement, la puissance est exprimée en kW. Environ 1 kW de puissance est nécessaire pour chauffer 10 mètres carrés. m d'une pièce bien isolée avec une hauteur sous plafond allant jusqu'à 3 m. Il faut garder à l'esprit que cette formule est très approximative.

Le calcul final de la puissance ne doit être confié qu'à des professionnels qui, en plus de la superficie (volume), prendront en compte de nombreux autres facteurs, notamment le matériau et l'épaisseur des murs, le type, la taille, le nombre et l'emplacement des fenêtres, etc.

Les chaudières à combustion de bois par pyrolyse ont un plus grand rendement (jusqu'à 85%) et permettent un contrôle automatique de la puissance.

Les inconvénients des chaudières à pyrolyse incluent tout d'abord un prix plus élevé par rapport aux chaudières à combustible solide traditionnelles. À propos, il existe des chaudières qui fonctionnent non seulement au bois, mais aussi des chaudières à paille. Lors du choix et de l'installation d'une chaudière à combustible solide, il est très important de respecter toutes les exigences relatives à la cheminée (sa hauteur et sa section interne).

3. Types de chaudières pour chauffer les bâtiments

fourniture de chauffage par chaudière à gaz

Il existe deux principaux types de chaudières à vapeur : à tube de gaz et à tube d'eau. Toutes les chaudières (tube à fumée, tube à fumée et tube à fumée) dans lesquelles des gaz à haute température passent à l'intérieur des tubes à feu et à fumée, dégageant de la chaleur à l'eau entourant les tuyaux, sont appelées tube à gaz. Dans les chaudières à tubes d'eau, l'eau chauffée circule dans les tuyaux et les gaz de combustion nettoient l'extérieur des tuyaux. Les chaudières à tubes de gaz reposent sur les parois latérales du foyer, tandis que les chaudières à tubes d'eau sont généralement fixées à la charpente de la chaudière ou du bâtiment.

3.1 Chaudières à tubes de gaz

Dans l'ingénierie thermique moderne, l'utilisation de chaudières à tubes de gaz est limitée à une puissance thermique d'environ 360 kW et une pression de fonctionnement d'environ 1 MPa.

Le fait est que lors de la conception d'un récipient à haute pression, tel qu'une chaudière, l'épaisseur de paroi est déterminée par les valeurs données de diamètre, de pression de fonctionnement et de température.

Si les paramètres limites spécifiés sont dépassés, l'épaisseur de paroi requise s'avère inacceptable. De plus, il est nécessaire de prendre en compte les exigences de sécurité, car l'explosion d'une grande chaudière à vapeur, accompagnée du dégagement instantané de gros volumes de vapeur, peut conduire à une catastrophe.

Compte tenu du niveau actuel de technologie et des exigences de sécurité existantes, les chaudières à tubes de gaz peuvent être considérées comme obsolètes, bien que plusieurs milliers de chaudières de ce type d'une puissance thermique allant jusqu'à 700 kW soient toujours en service, desservant des entreprises industrielles et des bâtiments résidentiels.

3.2 Chaudières à tubes d'eau

La chaudière à tubes d'eau a été développée en réponse aux demandes toujours croissantes d'augmentation du débit et de la pression de vapeur. Le fait est que lorsque la vapeur et l'eau à haute pression se trouvent dans un tuyau de petit diamètre, les exigences en matière d'épaisseur de paroi s'avèrent modérées et faciles à satisfaire. Les chaudières à vapeur à tubes d'eau sont de conception beaucoup plus complexe que les chaudières à tubes de gaz. Cependant, ils chauffent rapidement, sont pratiquement antidéflagrants, s’ajustent facilement pour s’adapter aux changements de charge, sont faciles à transporter, sont facilement reconfigurables dans leur conception et peuvent tolérer des surcharges importantes. L'inconvénient d'une chaudière à tubes d'eau est que sa conception contient de nombreuses unités et composants dont les connexions ne doivent pas permettre de fuites à des pressions et des températures élevées. De plus, les unités d'une telle chaudière fonctionnant sous pression sont difficilement accessibles lors des réparations.

Une chaudière à tubes d'eau est constituée de faisceaux de tubes reliés à leurs extrémités à un ou plusieurs tambours de diamètre modéré, l'ensemble du système étant monté au-dessus de la chambre de combustion et enfermé dans une enveloppe extérieure. Les chicanes de guidage forcent les gaz de combustion à traverser plusieurs fois les faisceaux de tubes, ce qui permet un transfert de chaleur plus complet. Des tambours (de différentes conceptions) servent de réservoirs d'eau et de vapeur ; leur diamètre est choisi minimal afin d'éviter les difficultés caractéristiques des chaudières à tubes de gaz. Les chaudières à tubes d'eau sont des types suivants : horizontales avec un tambour longitudinal ou transversal, verticales avec un ou plusieurs ballons de vapeur, à rayonnement, verticales avec un tambour vertical ou transversal, et des combinaisons de ces options, dans certains cas avec circulation forcée.

Conclusion

Ainsi, en conclusion, on peut dire que les chaudières sont un élément important dans l'approvisionnement thermique d'un bâtiment. Lors du choix des enjeux, il est nécessaire de prendre en compte les indicateurs techniques, technico-économiques, mécaniques et autres pour le meilleur type d'approvisionnement en chaleur du bâtiment. Les installations de chaudières, selon la nature des consommateurs, sont divisées en énergie, production et chauffage et chauffage. En fonction du type de liquide de refroidissement produit, ils sont divisés en vapeur et eau chaude.

Mon travail examine les types de chaudières à gaz, électriques et à combustible solide, ainsi que les types de chaudières, telles que les chaudières à tubes de gaz et à tubes d'eau.

De ce qui précède, il convient de souligner les avantages et les inconvénients des différents types de chaudières.

Les avantages des chaudières à gaz sont : la rentabilité par rapport aux autres types de combustible, la facilité d'utilisation (le fonctionnement de la chaudière est entièrement automatisé), la puissance élevée (vous pouvez chauffer une grande surface), la possibilité d'installer des équipements dans la cuisine ( si la puissance de la chaudière atteint 30 kW), taille compacte, respect de l'environnement (peu de substances nocives seront rejetées dans l'atmosphère).

Inconvénients des chaudières à gaz : avant l'installation, il faut obtenir l'autorisation de Gazgortekhnadzor, le danger de fuite de gaz, certaines exigences pour la pièce où est installée la chaudière, la présence d'un automatisme qui bloque l'accès au gaz en cas de fuite ou de manque de ventilation.

Avantages des chaudières électriques : petit prix, facilité d'installation, compacité et légèreté - les chaudières électriques peuvent être accrochées au mur et permettent de gagner de la place utilisable, sécurité (pas de flamme nue), facilité d'utilisation, les chaudières électriques ne nécessitent pas de pièce séparée ( chaufferie), ne nécessitent pas l'installation d'une cheminée, ne nécessitent pas de soins particuliers, sont silencieux, respectueux de l'environnement - il n'y a pas d'émissions nocives ni d'odeurs étrangères.

Les principales raisons limitant la diffusion des chaudières électriques ne se trouvent pas dans tous les domaines, il est possible d'allouer plusieurs dizaines de kilowatts d'électricité, le coût assez élevé de l'électricité et les coupures de courant.

Soulignons tout d'abord les inconvénients des chaudières à combustible solide : tout d'abord, les chaudières à combustible solide utilisent du combustible solide, qui a un transfert de chaleur relativement faible. En effet, pour bien chauffer une grande maison, il faudra dépenser beaucoup de combustible et de temps. De plus, le carburant s'épuisera assez rapidement - en deux à quatre heures. Après cela, si la maison n’est pas suffisamment chauffée, vous devrez rallumer le feu. De plus, pour ce faire, vous devrez d'abord nettoyer le foyer des charbons et des cendres formés. Ce n’est qu’après cela qu’il sera possible d’ajouter du carburant et de raviver le feu. Tout cela est fait à la main.

D’un autre côté, les chaudières à combustible solide présentent également certains avantages. Par exemple, ne pas être pointilleux sur le carburant. En effet, ils peuvent fonctionner efficacement sur tous les types de combustibles solides – bois, tourbe, charbon et, en général, tout ce qui peut brûler. Bien entendu, un tel combustible peut être obtenu rapidement et à moindre coût dans la plupart des régions de notre pays, ce qui constitue un argument sérieux en faveur des chaudières à combustible solide. De plus, ces chaudières sont totalement sûres, elles peuvent donc être installées soit au sous-sol de la maison, soit juste à proximité. Dans le même temps, vous pouvez être sûr qu'une terrible explosion ne se produira pas en raison d'une fuite de carburant. Bien entendu, vous n’avez pas besoin d’aménager un endroit spécial pour le stockage du carburant : enterrez les réservoirs de stockage d’essence ou de diesel dans le sol.

Actuellement, il existe deux principaux types de chaudières à vapeur, à savoir les chaudières à gaz et les chaudières à tubes d'eau. Les chaudières à tubes de gaz comprennent les chaudières dans lesquelles des gaz à haute température circulent à l'intérieur de tubes de flammes et de fumées, dégageant ainsi de la chaleur à l'eau qui entoure les tuyaux. Les chaudières à tubes d'eau se distinguent par le fait que l'eau chauffée circule dans les tuyaux et que l'extérieur des tuyaux est lavé avec des gaz.

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La vapeur d'eau est utilisée dans les machines à vapeur, les centrales à vapeur des centrales thermiques, dans les installations technologiques des entreprises, dans les systèmes de chauffage, de ventilation et d'alimentation en eau chaude des bâtiments industriels, publics et résidentiels. Eau chaude - principalement dans les systèmes de chauffage et de ventilation des bâtiments, ainsi que pour répondre aux besoins en plomberie de la production et de la population. Parfois - pour fournir de la chaleur aux consommateurs de processus. Dans de nombreux cas, la vapeur ou l'eau chaude produite dans les chaudières est utilisée comme fluide caloporteur pour fournir de la chaleur aux points de chauffage, appelés points de chauffage central (CHP), dans lesquels sont installés des échangeurs de chaleur (récupérateurs ou à mélange) pour chauffer l'eau circulant entre le système central. point de chauffe et les consommateurs qui y sont raccordés (circuits double circuit). Il est également possible de raccorder les consommateurs aux stations de chauffage centrales via des points de chauffage supplémentaires (chaufferies) pour fournir de la chaleur à des consommateurs individuels ou à des groupes de consommateurs (schémas à trois circuits). Pour plus de détails, voir [9].

La vapeur et l'eau chaude dans les chaufferies, à l'exception des chaufferies équipées de réacteurs nucléaires, sont obtenues en utilisant la chaleur du combustible organique brûlé dans des unités spéciales appelées respectivement chaudières à vapeur, de chauffage de l'eau et de vapeur-eau.

Selon leur destination, les chaufferies sont divisées en énergie, industrielle, chauffage industriel, chaufferies du secteur des services publics (KBS) ou de l'habitat et des services communaux (HCS). Ces derniers couvrent les besoins en chaleur des logements et des services communaux principalement pour le chauffage et la fourniture d'eau chaude. Les chaufferies électriques sont conçues pour fournir de la vapeur aux générateurs turboélectriques des centrales thermiques (TPP) et des moteurs à vapeur. La chaufferie énergétique fait partie intégrante de la centrale thermique. Les chaufferies industrielles fournissent de la vapeur et de l'eau chaude aux consommateurs de traitement et aux systèmes de chauffage, de ventilation, de climatisation et d'alimentation en eau chaude.

Dans l'industrie, les grands consommateurs technologiques de vapeur sont les installations d'évaporation, de distillation, de rectification, de séchage, les réacteurs chimiques, les installations de purification par sorption-désorption du gaz naturel à partir de sulfure d'hydrogène et de dioxyde de carbone, les machines à laver, les presses, les bains chauffés de lignes galvaniques, les machines pour laminage (revêtement avec des films polymères) papier, etc.

Dans le tableau Le tableau 1.1 montre quelques caractéristiques de la consommation de chaleur des entreprises de diverses industries [2].

Les chaufferies de chauffage industriel sont conçues pour produire de la vapeur ou de l'eau chaude, utilisées à la fois dans la production et pour chauffer des bâtiments industriels, administratifs et autres sur le territoire de l'entreprise, ainsi que pour chauffer et fournir de l'eau chaude aux zones résidentielles voisines.

Les chaudières à vapeur sont le plus souvent installées dans les chaufferies industrielles et de chauffage industriel. Les chaufferies de chauffage produisent principalement de l'eau chaude destinée au chauffage des bâtiments et à répondre aux besoins domestiques de la population. Par conséquent, des chaudières à vapeur et à eau chaude sont utilisées dans les chaufferies de chauffage. Dans les stations modernes de fourniture de chaleur pour les logements et les services communaux, il y a principalement des chaudières à eau chaude. Et les chaudières à vapeur disponibles sur place sont destinées à couvrir les besoins propres de la station, principalement pour approvisionner en vapeur l'industrie du fioul (dans les chaufferies à gaz, le fioul est utilisé comme combustible de secours ou de secours). Une direction prometteuse est l'utilisation de chaudières combinées vapeur-eau dans les chaudières de chauffage. Au cours des dix dernières années, les chaufferies autonomes sur toit et modulaires en blocs, ainsi que les chaufferies à vapeur et à eau se sont également généralisées. Les chaufferies modulaires en blocs sont installées en usine et livrées sur le site d'installation sous forme assemblée. Pour les mettre en service, il suffit de les installer après la livraison, de les connecter aux consommateurs et à une source d'alimentation en carburant et d'effectuer les travaux de mise en service de la manière prescrite.

Les principaux schémas thermiques d'une installation de chaudière à vapeur et à eau chaude sont présentés dans la Fig. 1.1 et 1.2.

En fonction du nombre de consommateurs raccordés à la source d'alimentation en chaleur des logements et des services communaux, on distingue les chaufferies de quartier, de groupe et individuelles [1]. Les chaufferies de district et de groupe sont généralement situées dans des bâtiments séparés. Individuel - souvent dans les sous-sols ou sur les toits des bâtiments chauffés. Les chaufferies autonomes automatisées sur toit fonctionnant au gaz naturel ne se sont généralisées que ces dernières années.

Riz. 1.1. Schéma thermique schématique d'une chaufferie à vapeur

1 – unités de chaudière ; 2 – collecteur de vapeur vive ; 3 – unité de réduction ; 4 – collecteur de vapeur R.= 0,6 MPa ; 5 – collecteur de vapeur R.= 0,3...0,12 MPa ; 6 – séparateur à soufflage continu ; 7 – chauffe-eau à vapeur ; 8 – refroidisseurs de condensats après les chauffe-eau à vapeur ; 9 – dégazeur thermique ; 10 – refroidisseur de vapeur ; 11 – chauffe-eau; 12 – chauffe-eau à vapeur ; 13 – dispositif de traitement chimique de l'eau ; 14 – pompes d'alimentation à entraînement électrique ; 15 – pompes d'alimentation en vapeur ; 16 – pompes du réseau ; 17 – pompe d'appoint ;

symboles des canalisations : T1 – eau chaude fournie pour le chauffage et la ventilation (HT) ; T2 – retour d'eau du système de chauffage ; T21 – inverse, après chauffage dans le refroidisseur de condensats (OK) ; T3 – fourniture d'eau chaude sanitaire, fourniture ; T4 – retour d'eau du système d'alimentation en eau chaude ; T5 – eau chaude pour les besoins technologiques ; T6 - retourner l'eau après les besoins technologiques ; T61 – retour d'eau après OK ; T71 – vapeur de la chaudière ; T73 – paire après le dispositif réducteur ( R.= 0,3...0,12 MPa); T72 – paire après réduction ( R.= 0,6 MPa); T74 – vapeur provenant du séparateur à soufflage continu ; T79 – vapeur du dégazeur ; T81 – condensat à R.= 0,6 MPa ; T82 – condensat à R.= 0,2 MPa ; T84 – condensats de production ; T91 – eau d'alimentation ; T92 – soufflage continu ; T93 – purger l'eau après évaporation ; B1 – eau brute provenant du réseau d’approvisionnement en eau ; B20 – eau après traitement chimique de l’eau

Riz. 1.2. Schéma thermique schématique d'une chaufferie à eau chaude

1 – chaudière à eau chaude ; 2 – pompe réseau ; 3 – pompe de recirculation ; 4 – régulateur de recirculation ; 5 – régulateur de température d'alimentation en eau ; 6 – désaérateur sous vide ; 7 – refroidisseur de vapeur du dégazeur ; 8 – échangeur de chaleur eau-eau ; 9 – pompe à eau chimiquement purifiée ; 10 – éjecteur gaz-eau ; 11 – réservoir d'alimentation en eau de travail ; 12 – pompe à eau brute ; 13 – échangeur de chaleur-chauffe-eau brute ; 14 – pompe de transfert ; 15 – réservoir de stockage d'eau d'appoint ; 16 – pompe d'appoint ; 17 – régulateur de température d'eau devant le dégazeur ; a, b – fourniture et retour de l'eau chaude de la production ; c – l'eau brute du robinet ; d – retour eau du réseau

brûleurs

usines de traitement de l'eau

tuyaux de chaudière, vannes d'arrêt

générateurs de chaleur

indicateurs de niveau d'eau

capteurs et contrôleurs

et beaucoup plus

L'équipement de la chaudière est choisi en fonction des conditions de fonctionnement et des caractéristiques techniques requises pour une installation de chaudière donnée.

Chaufferies à gaz

Les chaufferies à gaz constituent aujourd’hui le type d’installation de chaudière le plus répandu. Les avantages évidents sont leurs faibles coûts de construction et d'exploitation par rapport à d'autres types d'installations de chaudières. Le vaste réseau de gazoducs du pays, en constante évolution, permet d'approvisionner en gaz presque n'importe où. Cela conduit à une réduction du coût de livraison du carburant de travail par le transport conventionnel. De plus, le gaz a une capacité thermique et un transfert de chaleur plus élevés que les autres types de combustibles ; il laisse moins de substances nocives après la combustion.

Dans les entreprises industrielles, les chaufferies à gaz constituent la principale source d'approvisionnement en chaleur pour les processus technologiques et pour fournir de la chaleur au personnel en activité. Dans le même temps, les chaufferies à gaz ont également commencé à apparaître plus souvent dans les immeubles d'habitation privés. Les gens ont apprécié les avantages de telles installations.

Les chaufferies à gaz sont une source d'énergie irremplaçable, moins chère que l'électricité.

Chaufferies modulables

Les chaufferies modulaires sont des systèmes d'ingénierie prêts à l'emploi qui peuvent être facilement transportés et installés n'importe où. En utilisant des chaufferies modulaires, vous pouvez économiser considérablement sur la conception et l'installation, car ces systèmes sont généralement installés prêts à l'emploi dans un conteneur et équipés de tous les équipements nécessaires au fonctionnement et à l'automatisation du processus.

Les chaufferies modulaires comprennent les équipements suivants :

chaudières à eau chaude
équipement technologique
systèmes d'automatisation
systèmes de traitement de l'eau
et beaucoup plus

La composition des équipements inclus dans les chaufferies modulaires dépend de la puissance requise des chaufferies. L'avantage évident des chaufferies modulaires est leur mobilité et leur moindre coût d'installation et d'exploitation.

Le dispositif de combustion est utilisé pour brûler du combustible et convertir son énergie chimique en chaleur de gaz chauffés.

Les dispositifs d'alimentation (pompes, injecteurs) sont conçus pour alimenter la chaudière en eau.

Chaufferies modulaires en bloc d'une puissance de 200 kW à 10 000 kW (gamme de modèles)

Il existe des chaufferies conçues individuellement de différents types :

Chaufferies en toiture
Chaufferies indépendantes
Chaufferies en blocs et modulables
Chaufferies intégrées
Chaufferies attenantes
Chaufferies transportables et mobiles

Chaque chaufferie est conçue sur la base du SNiP II-35-76 « Installations de chaudières ». Le calcul et la conception de la chaufferie sont effectués par des spécialistes certifiés et formés dans les usines de fabrication d'équipements de chaudière.

Tous les paramètres de fonctionnement sont contrôlés par des systèmes de contrôle automatisés sans présence humaine.

Composé chaufferies en version de base :

Chaudières à eau chaude
La fiabilité de l'apport de chaleur est garantie par la présence dans la composition chaufferies au moins deux unités de chaudière, représentées par des chaudières à tubes de fumée en acier provenant d'entreprises allemandes fiables et éprouvées sur le marché russe Budérus, Viessmann.
Brûleurs Weishaupt
Dans les chaufferies, ils sont utilisés brûleurs de la société allemande Weishaupt. Utilisé pour brûler du gaz naturel Brûleurs LN, garantissant une faible teneur en impuretés nocives dans les produits de combustion.
Approvisionnement en gaz domestique
Équipement du système d'alimentation en gaz chaufferies régule le débit de gaz et contrôle les niveaux de pression de gaz minimum et maximum. En cas de situations d'urgence, le flux de gaz vers chaufferie s'arrête automatiquement.
Régulation de la température de l'eau du réseau
Des contrôleurs programmables à microprocesseur sont utilisés pour contrôler automatiquement le système de régulation de la température de l'eau du réseau en fonction de la température extérieure et des besoins du consommateur.
Équipement de pompe
Les pompes du circuit de chaudière assurent un fonctionnement indépendant chaudières. Des pompes de circulation jumelées dans le circuit réseau garantissent une redondance à 100 %.
Traitement de l'eau et maintien de la pression dans le système de chauffage
L'unité de traitement de l'eau réduit la dureté de l'eau de chaudière et évite la formation de tartre sur les surfaces d'échange thermique des équipements. Le dispositif de maintien de pression remplit automatiquement les circuits de la chaudière et du réseau en eau, assurant ainsi le niveau de pression requis dans le système de chauffage.
Séparateur hydraulique
L'équipement de découplage hydraulique de la chaudière et des circuits réseau permet un fonctionnement stable de la chaufferie dans des systèmes avec un grand volume d'eau sous une dynamique intense de changements de débits, de température et de pression.
Signalisation
Des systèmes d'alarme incendie et des systèmes d'alarme gaz pour le méthane et le monoxyde de carbone sont installés dans les chaufferies.
Appareils de mesure
Des instruments et instruments de mesure inscrits au Registre national des instruments de mesure sont utilisés, permettant de :
– comptabilisation de l'énergie thermique fournie
– comptabilisation de la consommation d’eau froide
– comptage de consommation de gaz
– comptage de l’électricité consommée
– contrôle des paramètres de fonctionnement des équipements de chaufferie.
Automatisation complète
Le système d'automatisation intégré assure un fonctionnement stable des chaufferies sans la présence constante de personnel de maintenance. Le contrôle à distance du fonctionnement des principaux équipements de la chaufferie s'effectue à l'aide d'une centrale d'alarme à distance (incluse dans la livraison).
Communication par modem pour la répartition à distance
Chaufferies au moment de l'installation ou à toute période d'exploitation ultérieure, ils peuvent être connectés à des systèmes de répartition à distance modernes. Le système d'automatisation complexe dispose d'une unité modem intégrée pour transmettre des données sur le fonctionnement des équipements de la chaufferie via les canaux de communication téléphonique ou Internet.
Tuyaux de fumée
Les parois extérieures et intérieures des cheminées sont en acier inoxydable et isolées avec un isolant rigide en laine minérale. Les cheminées utilisées disposent d'un certificat de conformité aux normes de sécurité incendie. Un tuyau séparé est installé pour chaque chaudière de chauffage. Les cheminées d'une hauteur de 6 mètres sont incluses dans la fourniture des chaufferies de 200 kW à 10 MW. S'il le souhaite, l'Acheteur peut refuser la cheminée, et a également la possibilité d'installer des cheminées d'une hauteur différente.

Des décisions constructives
Chaufferies, selon les tailles et quantités chaudières, sont constitués d’un ou plusieurs blocs. Selon les conditions climatiques, la charpente métallique des modules est isolée par des panneaux sandwich rigides à trois couches avec isolation en laine minérale d'une épaisseur de 80 à 150 mm. Les caractéristiques des structures entourant les modules sont conformes aux exigences réglementaires en matière de résistance au feu et de sécurité incendie.

Les chaufferies de faible puissance (individuelles et en petits groupes) sont généralement constituées de chaudières, de pompes de circulation et d'alimentation et de dispositifs de tirage. En fonction de cet équipement, les dimensions de la chaufferie sont principalement déterminées.

Les chaufferies de moyenne et haute puissance - 3,5 MW et plus - diffèrent par la complexité de l'équipement et la composition des locaux de service et de service. Les solutions d'aménagement de l'espace de ces chaufferies doivent répondre aux exigences des Normes Sanitaires pour la Conception des Entreprises Industrielles (SI 245-71), SNiP P-M.2-72 et 11-35-76.

Classification des installations de chaudières
Les installations de chaudières, selon la nature des consommateurs, sont divisées en énergie, production et chauffage et chauffage. En fonction du type de liquide de refroidissement produit, ils sont divisés en vapeur (pour produire de la vapeur) et eau chaude (pour produire de l'eau chaude).

En fonction de l'ampleur de l'approvisionnement en chaleur, les chaufferies de chauffage sont divisées en local (individuel), groupe et district.

chaufferie avec chaudières à vapeur. L'installation se compose d'une chaudière à vapeur comportant deux tambours - supérieur et inférieur. Les tambours sont reliés entre eux par trois faisceaux de tuyaux qui forment la surface chauffante de la chaudière. Lorsque la chaudière fonctionne, le tambour inférieur est rempli d'eau, le tambour supérieur est rempli d'eau en partie inférieure et de vapeur d'eau saturée en partie supérieure. Au bas de la chaudière se trouve un foyer avec une grille mécanique pour brûler du combustible solide. Lors de la combustion de combustible liquide ou gazeux, au lieu d'une grille, des buses ou des brûleurs sont installés, à travers lesquels le combustible et l'air sont fournis à la chambre de combustion. La chaudière est limitée par des murs en briques - revêtement.

Installations de chaudières situés dans des zones spécialement désignées où les étrangers n’ont pas accès. Et les conduites de chauffage et les caloducs relient les chaufferies et les consommateurs.

Classement des chaufferies.

Les systèmes de chaudières modernes ont différentes classifications. Chacun d'eux repose sur un certain principe ou certaines valeurs. Il existe aujourd'hui plusieurs distinctions principales :

Emplacement.

Selon l'endroit où se situe l'installation, on distingue :

Toit;
Intégré au bâtiment ;
Bloc-modulaire ;
Cadre.

Chaudières à vapeur
Eau chaude;
Mixte;
Chaudières à huile diathermique.

Tout système de chauffage fonctionne, comme indiqué précédemment, à partir de l'un ou l'autre taper matières premières carburant ou une ressource naturelle. En fonction de cela, les chaudières sont divisées en :

Combustible solide. Pour cela, du bois de chauffage, du charbon et d'autres types de combustibles solides sont utilisés.
Combustibles liquides - pétrole, essence, fioul et autres.
Gaz.
Mixte ou combiné. On suppose que différents types et types de carburants seront utilisés.

Classification des chaudières
Les chaudières en tant que dispositifs techniques pour la production de vapeur ou d'eau chaude se distinguent par une variété de formes de conception, de principes de fonctionnement, de types de combustibles utilisés et d'indicateurs de production. Dans le même temps, selon le mode d'organisation du mouvement de l'eau et du mélange vapeur-eau, toutes les chaudières peuvent être divisées en deux groupes suivants :

Chaudières à circulation naturelle ;

Chaudières à mouvement forcé du liquide de refroidissement (eau, mélange vapeur-eau).

Dans les chaufferies modernes de chauffage et de chauffage industriel, les chaudières à circulation naturelle sont principalement utilisées pour produire de la vapeur, et les chaudières à mouvement forcé du liquide de refroidissement fonctionnant selon le principe du flux direct sont utilisées pour produire de l'eau chaude.

Les chaudières à vapeur modernes à circulation naturelle sont constituées de tuyaux verticaux situés entre deux collecteurs (tambours). Une partie des tuyaux, appelée « tuyaux montants » chauffés, est chauffée par la torche et les produits de combustion, et l'autre partie des tuyaux, généralement non chauffée, est située à l'extérieur de la chaudière et est appelée « tuyaux de chute ». Dans les tuyaux de levage chauffés, l'eau est portée à ébullition, s'évapore partiellement et pénètre dans le tambour de la chaudière sous la forme d'un mélange vapeur-eau, où elle est séparée en vapeur et eau. En abaissant les tuyaux non chauffés, l'eau du tambour supérieur pénètre dans le collecteur inférieur (tambour).

Le mouvement du liquide de refroidissement dans les chaudières à circulation naturelle s'effectue grâce à la pression motrice créée par la différence de poids de la colonne d'eau dans les tuyaux descendants et de la colonne de mélange vapeur-eau dans les tuyaux ascendants.

Dans les chaudières à vapeur à circulation forcée multiple, les surfaces chauffantes sont réalisées sous forme de serpentins qui forment des circuits de circulation. Le déplacement de l'eau et du mélange vapeur-eau dans de tels circuits s'effectue à l'aide d'une pompe de circulation.

Dans les chaudières à vapeur à flux direct, le rapport de circulation est l'unité, c'est-à-dire L'eau d'alimentation, lorsqu'elle est chauffée, se transforme successivement en un mélange vapeur-eau, vapeur saturée et surchauffée. Dans les chaudières à eau chaude, l'eau circulant dans le circuit de circulation est chauffée en un tour de la température initiale à la température finale.

En fonction du type de liquide de refroidissement, les chaudières sont divisées en chaudières à eau chaude et à vapeur. Les principaux indicateurs d'une chaudière à eau chaude sont la puissance thermique, c'est-à-dire capacité de chauffage et température de l'eau; Les principaux indicateurs d'une chaudière à vapeur sont le débit de vapeur, la pression et la température.

Les chaudières à eau chaude, dont le but est d'obtenir de l'eau chaude selon des paramètres spécifiés, sont utilisées pour fournir de la chaleur aux systèmes de chauffage et de ventilation, aux consommateurs domestiques et technologiques. Les chaudières à eau chaude, fonctionnant généralement selon le principe du flux direct avec un débit d'eau constant, sont installées non seulement dans les centrales thermiques, mais également dans le chauffage urbain, ainsi que dans les chaufferies de chauffage et industrielles comme principale source d'approvisionnement en chaleur.

La chaudière à vapeur est une installation destinée à générer de la vapeur saturée ou surchauffée, ainsi qu'à chauffer de l'eau (chaudière de chauffage).

En fonction du mouvement relatif des fluides caloporteurs (gaz de combustion, eau et vapeur), les chaudières à vapeur (générateurs de vapeur) peuvent être divisées en deux groupes : les chaudières à tubes d'eau et les chaudières à tubes de fumée. Dans les générateurs de vapeur à tubes d'eau, l'eau et un mélange vapeur-eau se déplacent à l'intérieur des tuyaux, et les gaz de combustion lavent l'extérieur des tuyaux. En Russie, au XXe siècle, les chaudières à tubes d'eau Choukhov étaient principalement utilisées. Dans les tubes à fumée, au contraire, les gaz de combustion se déplacent à l'intérieur des tuyaux et l'eau lave les tuyaux à l'extérieur.

Basés sur le principe du mouvement de l'eau et du mélange vapeur-eau, les générateurs de vapeur sont divisés en unités à circulation naturelle et à circulation forcée. Ces dernières sont divisées en circulation directe et circulation forcée multiple.

En règle générale, une pompe haute pression à trois pistons de la série P21/23-130D ou P30/43-130D est utilisée comme pompe d'alimentation.

Chaudières au-dessus de la pression critique (SCP) - pression de vapeur supérieure à 22,4 MPa.

Principaux éléments des chaudières à vapeur et à eau chaude
Fours pour brûler des combustibles gazeux, liquides et solides. Lors de la combustion de gaz et de fioul, ainsi que de combustibles solides à base de charbon pulvérisé, des fours à chambre sont généralement utilisés. La chambre de combustion est limitée par les parois avant, arrière, latérales, ainsi que par le fond et l'arche. Le long des parois du four se trouvent des surfaces de chauffage par évaporation (tuyaux d'ébullition) d'un diamètre de 50...80 mm, qui reçoivent la chaleur rayonnée de la torche et des produits de combustion. Lors de la combustion de combustibles gazeux ou liquides, il n'y a généralement pas de tamis sous le four à chambre, et dans le cas de poussière de charbon, un entonnoir « froid » est réalisé dans la partie inférieure de la chambre de combustion pour éliminer les cendres tombant de la torche en feu.

Les extrémités supérieures des tuyaux sont enroulées dans le tambour et les extrémités inférieures sont reliées aux collecteurs par laminage ou soudage. Pour un certain nombre de chaudières, les tuyaux d'ébullition de la lunette arrière, avant de les relier au tambour, sont placés en partie haute du foyer en plusieurs rangées, décalées et formant feston.

Pour entretenir la fournaise et les conduits de gaz de la chaudière, les équipements suivants sont utilisés : trous d'homme, portes verrouillables, judas, soupapes d'explosion, vannes, amortisseurs rotatifs, soufflantes, grenailleuses.

Les portes fermables et les ouvertures dans le revêtement sont destinées aux travaux d'inspection et de réparation lorsque la chaudière est à l'arrêt. Les mirettes sont utilisées pour surveiller le processus de combustion du combustible dans la chambre de combustion et l'état des conduits de convection. Les soupapes de sécurité contre les explosions sont utilisées pour protéger le revêtement de la destruction lors de l'éclatement des conduits du four et de la chaudière et sont installées dans les parties supérieures du four, le dernier conduit de l'unité, l'économiseur et dans la voûte.

Des registres de fumée en fonte ou des registres rotatifs sont utilisés pour réguler le tirage et arrêter le porc.

Lors de travaux avec du combustible gazeux, afin d'éviter l'accumulation de gaz inflammables dans les fours, les cheminées et les porcheries de l'installation de chaudière lors d'une interruption des travaux, un petit tirage doit toujours y être maintenu ; Pour ce faire, chaque porc de chaudière doit avoir sa propre porte avec un trou en partie supérieure d'un diamètre d'au moins 50 mm pour le porc préfabriqué.

Les souffleurs et les grenailleuses sont conçus pour nettoyer les surfaces chauffantes des cendres et de la suie.

Fûts de chaudière à vapeur. Il convient de noter la polyvalence des tambours des chaudières à vapeur, en particulier, les processus suivants y sont effectués :

Séparation du mélange vapeur-eau provenant des tuyaux de levage chauffés en vapeur et eau et collecte de vapeur ;

Réception de l'eau d'alimentation depuis un économiseur d'eau ou directement depuis la ligne d'alimentation ;

Traitement de l'eau en chaudière (adoucissement thermique et chimique de l'eau) ;

Soufflage continu ;

Séchage de la vapeur provenant des gouttelettes d'eau de chaudière ;

Laver la vapeur des sels qui y sont dissous ;

Protection contre la surpression de vapeur.

Les tambours de chaudière sont en acier de chaudière avec des fonds et des trous d'homme emboutis. La partie interne du volume du tambour, remplie jusqu'à un certain niveau d'eau, est appelée volume d'eau, et la partie remplie de vapeur pendant le fonctionnement de la chaudière est appelée volume de vapeur. La surface de l’eau bouillante dans le tambour, séparant le volume d’eau du volume de vapeur, est appelée miroir d’évaporation. Dans une chaudière à vapeur, seule la partie du tambour refroidie par l'eau à l'intérieur est lavée avec des gaz chauds. La ligne séparant la surface chauffée par les gaz de celle non chauffée est appelée ligne de feu.

Le mélange vapeur-eau s'écoule à travers des tuyaux d'ébullition ascendants enroulés au fond du tambour. Depuis le tambour, l'eau est acheminée par des tuyaux inférieurs vers les collecteurs inférieurs.

Des émissions, des crêtes et même des fontaines apparaissent à la surface de la surface d'évaporation, et un nombre important de gouttelettes d'eau de chaudière peuvent pénétrer dans la vapeur, ce qui réduit la qualité de la vapeur du fait d'une augmentation de sa teneur en sel. Les gouttes d'eau de chaudière s'évaporent et les sels qu'elles contiennent se déposent sur la surface interne du surchauffeur, aggravant le transfert de chaleur, ce qui entraîne une augmentation de la température de ses parois, ce qui peut conduire à leur épuisement. Des sels peuvent également se déposer dans les raccords des canalisations de vapeur et entraîner une perte d'étanchéité.

Pour assurer un flux uniforme de vapeur dans l'espace vapeur du tambour et réduire son humidité, divers dispositifs de séparation sont utilisés.

Pour réduire le risque de dépôts de tartre sur les surfaces chauffantes par évaporation, un traitement de l'eau intra-chaudière est utilisé : phosphatation, alcalinisation et utilisation de complexes.

La phosphatation vise à créer dans l'eau de chaudière des conditions dans lesquelles les agents calcaires sont libérés sous forme de boues antiadhésives. Pour y parvenir, il est nécessaire de maintenir une certaine alcalinité de l’eau de chaudière.

Contrairement à la phosphatation, le traitement de l'eau avec des complexes peut fournir une eau de chaudière sans tartre et sans boue. Il est recommandé d'utiliser le sel de sodium Trilon B comme complexe.

Le maintien d'une teneur acceptable en sel dans l'eau de chaudière s'effectue en purgeant la chaudière, c'est-à-dire en en retirant une partie de l'eau de chaudière, qui a toujours une concentration en sels plus élevée que l'eau d'alimentation.

Pour réaliser une évaporation progressive de l'eau, le tambour de la chaudière est divisé par une cloison en plusieurs compartiments dotés de circuits de circulation indépendants. L'un des compartiments, appelé compartiment « propre », reçoit l'eau alimentaire. En passant par le circuit de circulation, l'eau s'évapore et la teneur en sel de l'eau de chaudière dans le compartiment propre augmente jusqu'à un certain niveau. Pour maintenir la teneur en sel dans ce compartiment, une partie de l'eau de chaudière du compartiment propre est dirigée par gravité à travers un trou spécial - un diffuseur dans la partie inférieure de la cloison vers un autre compartiment, appelé « sel », puisque la teneur en sel dans il est nettement plus élevé que dans le compartiment propre.

Le soufflage continu de l'eau est effectué à partir de l'endroit où la concentration de sels est la plus élevée, c'est-à-dire du compartiment à sel. La vapeur générée dans les deux étapes d'évaporation est mélangée dans l'espace vapeur et sort du tambour par une série de tuyaux situés dans sa partie supérieure.

Avec l'augmentation de la pression, la vapeur est capable de dissoudre certaines impuretés présentes dans l'eau de chaudière (acide silicique, oxydes métalliques).

Pour réduire la teneur en sel de la vapeur, certaines chaudières utilisent un rinçage à la vapeur avec de l'eau d'alimentation.

Surchauffeurs de chaudières. La production de vapeur surchauffée à partir de vapeur sèche saturée est réalisée dans un surchauffeur. Le surchauffeur est l'un des éléments les plus critiques de la chaudière, car parmi toutes les surfaces de chauffe, il fonctionne dans les conditions de température les plus sévères (température de surchauffe jusqu'à 425 °C). Les serpentins et les collecteurs du surchauffeur sont en acier au carbone.

Sur la base de la méthode d'absorption de la chaleur, les surchauffeurs sont divisés en convection, rayonnement-convection et rayonnement. Les chaudières basse et moyenne pression utilisent des surchauffeurs de vapeur à convection avec une disposition de tuyaux verticale ou horizontale. Pour produire de la vapeur avec une température de surchauffe supérieure à 500 °C, on utilise des surchauffeurs de vapeur combinés, c'est-à-dire en eux, une partie de la surface (radiative) perçoit la chaleur due au rayonnement et l'autre partie - par convection. La partie rayonnante de la surface chauffante du surchauffeur est située sous forme d'écrans directement dans la partie supérieure de la chambre de combustion.

Selon les sens de déplacement des gaz et de la vapeur, il existe trois schémas principaux pour connecter le surchauffeur au flux de gaz : le flux direct, dans lequel les gaz et la vapeur se déplacent dans le même sens ; à contre-courant, où les gaz et la vapeur se déplacent dans des directions opposées ; mélangé, dans lequel dans une partie des serpentins du surchauffeur, les gaz et la vapeur se déplacent directement et dans l'autre - dans des directions opposées.

Le système de commutation de surchauffeur mixte est optimal en termes de fiabilité de fonctionnement, dans lequel la première partie du surchauffeur le long du flux de vapeur est à contre-courant et l'achèvement de la surchauffe de la vapeur se produit dans sa deuxième partie avec un flux direct de liquides de refroidissement. Dans ce cas, dans certains des serpentins situés dans la zone de charge thermique la plus élevée du surchauffeur, au début du conduit de gaz, il y aura une température de vapeur modérée et l'achèvement de la surchauffe de la vapeur se produit à une température thermique inférieure. charger.

La température de la vapeur dans les chaudières avec des pressions allant jusqu'à 2,4 MPa n'est pas régulée. A une pression de 3,9 MPa et plus, la température est régulée par les méthodes suivantes : injection de condensat dans la vapeur ; utiliser des désurchauffeurs de surface ; en utilisant la régulation du gaz en modifiant le débit des produits de combustion à travers le surchauffeur ou en déplaçant la position de la torche dans le four à l'aide de brûleurs rotatifs.

Le surchauffeur doit avoir un manomètre, une soupape de sécurité, une vanne d'arrêt pour déconnecter le surchauffeur du réseau de vapeur et un dispositif pour mesurer la température de la vapeur surchauffée.

Économiseurs d'eau. Dans un économiseur, l'eau alimentaire est chauffée par les gaz de combustion avant d'être fournie à la chaudière en utilisant la chaleur des produits de combustion du combustible. Parallèlement au préchauffage, une évaporation partielle de l'eau alimentaire entrant dans le tambour de la chaudière est possible. En fonction de la température à laquelle l'eau est chauffée, les économiseurs sont divisés en deux types : non bouillants et bouillants. Dans les économiseurs sans ébullition, selon les conditions de fiabilité de leur fonctionnement, l'eau est chauffée à une température inférieure de 20°C à la température de la vapeur saturée dans une chaudière à vapeur ou à la température d'ébullition de l'eau à la pression de fonctionnement existante dans une chaudière chaude. -Bouilloire. Dans les économiseurs bouillants, non seulement l'eau est chauffée, mais également son évaporation partielle (jusqu'à 15 %).

Selon le métal à partir duquel les économiseurs sont fabriqués, ils sont divisés en fonte et en acier. Les économiseurs en fonte sont utilisés à une pression dans le tambour de la chaudière ne dépassant pas 2,4 MPa, tandis que ceux en acier peuvent être utilisés à n'importe quelle pression. Dans les économiseurs en fonte, l'ébullition de l'eau est inacceptable, car cela entraîne des coups de bélier et la destruction de l'économiseur. Pour nettoyer la surface chauffante, les économiseurs d'eau disposent de dispositifs de soufflage.

Aérothermes. Dans les chaudières modernes, l'aérotherme joue un rôle très important, recevant la chaleur des gaz d'échappement et la transférant à l'air, il réduit l'élément de perte de chaleur le plus visible avec les gaz d'échappement. Lors de l'utilisation d'air chauffé, la température de combustion du combustible augmente, le processus de combustion s'intensifie et l'efficacité de la chaudière augmente. Dans le même temps, lors de l'installation d'un aérotherme, la résistance aérodynamique des trajets de l'air et de la fumée augmente, ce qui est surmonté en créant un tirage artificiel, c'est-à-dire en installant un extracteur de fumée et un ventilateur.

La température de chauffage de l'air est choisie en fonction du mode de combustion et du type de combustible. Pour la combustion du gaz naturel et du fioul dans les fours à chambre, la température de l'air chaud est de 200 à 250 °C, et pour la combustion de charbon pulvérisé de combustible solide de 300 à 420 °C.

S'il y a un économiseur et un aérotherme dans la chaudière, l'économiseur est installé en premier le long du flux de gaz et l'aérotherme est installé en second, ce qui permet de refroidir plus profondément les produits de combustion, car la température de l'air froid est inférieure à la température de l'eau d'alimentation à l'entrée de l'économiseur.

Sur la base de leur principe de fonctionnement, les aérothermes sont divisés en récupératifs et régénératifs. Dans un aérotherme à récupération, le transfert de chaleur des produits de combustion vers l'air s'effectue en continu à travers une paroi de séparation, d'un côté de laquelle se déplacent les produits de combustion et de l'autre, l'air chauffé.

Dans les aérothermes régénératifs, la chaleur est transférée des produits de combustion à l'air chauffé en chauffant et en refroidissant alternativement la même surface chauffante.

Installations à piston à gaz. L'unité à piston à gaz (GPU) est conçue pour fournir de l'électricité aux consommateurs de courant alternatif triphasé (380/220 V, 50 Hz). Les centrales électriques à gaz sont utilisées comme source d’approvisionnement électrique constante et garantie pour les hôpitaux, les banques, les centres commerciaux, les aéroports, les entreprises manufacturières et de production de pétrole et de gaz. La durée de vie d'un moteur à gaz est supérieure à celle des générateurs à essence et des centrales diesel, ce qui entraîne une période d'amortissement plus courte. L'utilisation de générateurs électriques à gaz permet au propriétaire d'être indépendant des pannes de courant planifiées et d'urgence, et de refuser souvent complètement les services des fournisseurs d'électricité.

Le fonctionnement des moteurs à pistons à gaz (ci-après dénommés GPA) est basé sur le principe de fonctionnement d'un moteur à combustion interne. Un moteur à combustion interne est un type de moteur, un moteur thermique, dans lequel l'énergie chimique du carburant (généralement un hydrocarbure liquide ou gazeux) brûlant dans la zone de travail est convertie en travail mécanique.

À l'heure actuelle, deux types de moteurs à piston fonctionnant au gaz sont produits dans l'industrie : les moteurs à gaz - à allumage électrique (par étincelle), et les moteurs diesel à gaz - avec allumage du mélange gaz-air par injection de carburant pilote (liquide). Les moteurs à gaz sont devenus largement utilisés dans le secteur de l'énergie en raison de la tendance généralisée à utiliser le gaz comme carburant moins cher (à la fois naturel et alternatif) et relativement plus respectueux de l'environnement en termes d'émissions de gaz d'échappement.

Du GPU aux échangeurs de chaleur, tout est fondamentalement le même, mais un système de récupération de chaleur est également utilisé.

L'unité fonctionne avec plusieurs types de combustibles, présente un investissement initial relativement faible par kW et dispose d'une large gamme de puissances.

Carburant pour unités à piston à gaz. L'un des points les plus importants lors du choix du type de turbine à gaz est l'étude de la composition du combustible. Les fabricants de moteurs à gaz ont leurs propres exigences concernant la qualité et la composition du carburant pour chaque modèle.

Actuellement, de nombreux constructeurs adaptent leurs moteurs au carburant approprié, ce qui dans la plupart des cas ne prend pas beaucoup de temps et ne nécessite pas de coûts financiers importants.

En plus du gaz naturel, les unités à piston à gaz peuvent utiliser comme combustible : propane, butane, gaz de pétrole associé, gaz de l'industrie chimique, gaz de cokerie, gaz de bois, gaz de pyrolyse, gaz de décharge, gaz d'eaux usées, etc.

L'utilisation de ces gaz spécifiques comme combustible apporte une contribution importante à la préservation de l'environnement et permet également l'utilisation de sources d'énergie régénératives.

Point de contrôle du gaz. Le point de contrôle du gaz est un système de dispositifs permettant de réduire automatiquement et de maintenir constante la pression du gaz dans les conduites de distribution de gaz. Le point de contrôle du gaz comprend un régulateur de pression pour maintenir la pression du gaz, un filtre pour capturer les impuretés mécaniques, des soupapes de sécurité qui empêchent le gaz de pénétrer dans les conduites de distribution de gaz en cas de pression de gaz d'urgence dépassant les paramètres autorisés et des instruments pour enregistrer la quantité. du passage des gaz, de la température, de la pression et des mesures télémétriques de ces paramètres.

Des points de contrôle du gaz sont construits sur les gazoducs de distribution de gaz de ville, ainsi que sur le territoire des entreprises industrielles et municipales disposant d'un vaste réseau de gazoducs. Les points installés directement chez les consommateurs et conçus pour fournir du gaz aux chaudières, fours et autres unités sont généralement appelés dispositifs de contrôle du gaz. En fonction de la pression du gaz à l'entrée, les points de contrôle du gaz sont : moyen (de 0,05 à 3 kgf/cm 2 ) et élevé (jusqu'à 12 kgf/cm 2 ) pression (1 kgf/cm 2 =0,1 Mn/m2).

Dispositifs et instrumentation de sécurité. Pour les chaudières à eau chaude, les conduites de dérivation avec clapets anti-retour (Fig.), qui font passer l'eau dans le sens de la chaudière vers la canalisation du système de chauffage, peuvent servir de dispositif de protection contre l'augmentation de la pression à l'intérieur de celles-ci. Avec un dispositif aussi simple, si les vannes installées sur la chaudière sont fermées pour une raison quelconque, la connexion avec l'atmosphère à travers le vase d'expansion ne sera pas perturbée.

Si la canalisation entre les chaudières et le vase d'expansion, en plus des vannes spécifiées, comporte d'autres vannes d'arrêt, des vannes de sécurité à levier doivent être installées.

Les chaudières à vapeur jusqu'à 70 kPa sont équipées d'un dispositif de sécurité sous forme de volet hydraulique

Pour un fonctionnement sûr et correct, les chaudières à vapeur, en plus des dispositifs de sécurité, sont équipées de dispositifs indicateurs d'eau, de robinets à tournant sphérique et de manomètres.

Pour mesurer le débit d'eau alimentaire fournie à une chaudière à vapeur ou d'eau circulant dans un système de chauffage de l'eau, un compteur d'eau ou des diaphragmes sont installés. Pour mesurer la température de l'eau entrant dans le système de chauffage de l'eau et retournant à la chaudière, des thermomètres sont fournis dans des cas particuliers.

Les installations de chaudières, selon le type de consommateur, sont divisées en énergie, production et chauffage et chauffage. En fonction du type de liquide de refroidissement produit, ils sont divisés en vapeur (pour produire de la vapeur) et eau chaude (pour produire de l'eau chaude).

Chaudières énergétiques produire de la vapeur pour les turbines à vapeur des centrales thermiques. Ces chaufferies sont généralement équipées de chaudières de haute et moyenne puissance qui produisent de la vapeur avec des paramètres accrus.

Installations de chaudières industrielles(généralement de la vapeur) produisent de la vapeur non seulement pour les besoins industriels, mais également pour le chauffage, la ventilation et l'approvisionnement en eau chaude.

Systèmes de chaudières de chauffage(principalement de l'eau chaude, mais il peut aussi s'agir de vapeur) sont conçus pour entretenir les systèmes de chauffage, l'approvisionnement en eau chaude et la ventilation des locaux industriels et résidentiels.

En fonction de l'ampleur de l'approvisionnement en chaleur, les chaufferies de chauffage sont divisées en local (individuel), groupe et district.

Chaufferies de chauffage local généralement équipés de chaudières à eau chaude avec chauffage de l'eau à une température ne dépassant pas ou de chaudières à vapeur avec une pression de service allant jusqu'à. De telles chaufferies sont conçues pour fournir de la chaleur à un ou plusieurs bâtiments.

Chaufferies de chauffage collectif apporter de la chaleur à des groupes de bâtiments, des zones résidentielles ou des petits quartiers. Ces chaufferies sont équipées à la fois de chaudières à vapeur et à eau chaude, qui, en règle générale, ont une capacité de chauffage plus élevée que les chaudières des chaufferies locales. Ces chaufferies sont généralement situées dans des bâtiments spéciaux.

Chaufferies de chauffage urbain conçu pour l'approvisionnement en chaleur de grandes zones résidentielles ; ils sont équipés de chaudières à eau chaude et à vapeur relativement puissantes.

Riz. 1.1

En figue. 1.1. un schéma d'une chaufferie de chauffage urbain avec chaudières à eau chaude est présenté 1 type PTVM-50 d'une puissance calorifique de 58 MW. Les chaudières peuvent fonctionner au combustible liquide et gazeux, elles sont donc équipées de brûleurs et de buses 3 . L'air nécessaire à la combustion est fourni à la fournaise par des ventilateurs soufflants. 4 entraînés par des moteurs électriques. Chaque chaudière dispose de 12 brûleurs et du même nombre de ventilateurs.

L'eau est fournie à la chaudière par des pompes 5 entraînés par des moteurs électriques. Après avoir traversé la surface chauffante, l'eau est chauffée et fournie aux consommateurs, où elle dégage une partie de la chaleur et retourne à la chaudière à une température plus basse. Les gaz de combustion de la chaudière sont évacués dans l'atmosphère par un tuyau 2.

Cette chaufferie présente un aménagement de type semi-ouvert : la partie basse des chaudières (jusqu'à environ 6 m de hauteur) est située dans le bâtiment, et leur partie haute est à l'air libre. À l’intérieur de la chaufferie se trouvent des ventilateurs, des pompes et un panneau de commande. Un dégazeur est installé au plafond de la chaufferie 6 pour éliminer l'oxygène de l'eau.

Dans les installations de chaudières avec chaudières à vapeur(Fig. 1.2) la chaudière à vapeur 4 a deux tambours - supérieur et inférieur. Les tambours sont reliés entre eux par trois faisceaux de tuyaux qui forment la surface chauffante de la chaudière. Lorsque la chaudière fonctionne, le tambour inférieur est rempli d'eau, le tambour supérieur est rempli d'eau en partie inférieure et de vapeur d'eau saturée en partie supérieure. Au bas de la chaudière se trouve un foyer 2 avec une grille mécanique pour brûler du combustible solide. Lors de la combustion de combustibles liquides et gazeux, au lieu d'une grille, des buses ou des brûleurs sont installés, à travers lesquels le combustible et l'air sont fournis à la chambre de combustion. La chaudière est limitée par des murs en briques - revêtement.

Le processus de travail dans la chaufferie se déroule comme suit. Le combustible du stockage de combustible est acheminé par un convoyeur jusqu'au bunker, d'où il va à la grille du foyer, où il brûle. À la suite de la combustion du carburant, des gaz de combustion se forment - les produits de combustion brûlent.

Les gaz de combustion du four pénètrent dans les conduits de chaudière, formés par un revêtement et des cloisons spéciales installées dans les faisceaux de tuyaux. Au fur et à mesure de leur déplacement, les gaz lavent les faisceaux de tubes de la chaudière surchauffeur 3, traversent l'économiseur 5 et l'aérotherme, où ils sont refroidis grâce à l'apport de chaleur à l'eau entrant dans la chaudière et à l'air fourni au four.

Les fumées refroidies sont évacuées par la cheminée 7 dans l'atmosphère à l'aide d'un extracteur de fumée 8. Les fumées de la chaudière peuvent être évacuées sans extracteur de fumée sous l'influence du tirage naturel avec une cheminée intégrée.

L'eau de la source d'alimentation en eau jusqu'à la canalisation d'alimentation est pompée 1 dans l'économiseur d'eau, d'où, après chauffage, elle pénètre dans le tambour supérieur de la chaudière. Le remplissage du tambour de la chaudière en eau est contrôlé par un verre indicateur d'eau installé sur le tambour.

Riz. 1.2

Du tambour supérieur de la chaudière, l'eau descend par des tuyaux dans le tambour inférieur, d'où elle remonte à travers le faisceau de tuyaux gauche dans le tambour supérieur. Dans ce cas, l'eau s'évapore et la vapeur résultante est collectée dans la partie supérieure du tambour supérieur. Ensuite, la vapeur entre dans le surchauffeur 3, où elle est complètement séchée par la chaleur des fumées, ce qui entraîne une augmentation de sa température.

Du surchauffeur, la vapeur pénètre dans la conduite de vapeur principale et de là jusqu'au consommateur, et après utilisation elle est condensée et renvoyée à la chaufferie sous forme d'eau chaude (condensat). Les pertes de condensat du consommateur sont reconstituées avec de l'eau provenant du réseau d'approvisionnement en eau ou d'autres sources d'approvisionnement en eau. Avant d'entrer dans la chaudière, l'eau est soumise à un traitement approprié.

L'air nécessaire à la combustion du combustible est généralement prélevé par le haut de la chaufferie et fourni par le ventilateur 9 à l'aérotherme, où il est chauffé puis envoyé au foyer. Dans les chaufferies de petite capacité, il n'y a généralement pas d'aérothermes et l'air froid est fourni au foyer soit par un ventilateur, soit par le vide créé dans le foyer par la cheminée.

Une chaufferie avec chaudières à vapeur a un agencement de type fermé, lorsque tous les équipements principaux de la chaufferie sont situés dans le bâtiment.

Les installations de chaudières sont équipées de dispositifs de traitement de l'eau (non représentés sur le schéma), d'instruments de contrôle et de mesure et d'équipements d'automatisation appropriés, qui garantissent leur fonctionnement ininterrompu et fiable.

Chaufferies à eau chaude les installations sont conçues pour produire de l'eau chaude utilisée pour le chauffage, l'approvisionnement en eau chaude et à d'autres fins.

Riz. 1.1 Chaufferie avec chaudières à eau chaude en fonte 1 trémie pour la collecte des cendres et scories ; 2-grattoir ; Treuil d'entraînement à 3 grattoirs ; 4 collecteurs de cendres de type cyclone ; Aspirateur à 5 fumées ; Cheminée à 6 briques ; 7-chaudière ; Ventilateur à 8 coups ; 9-installation de purification chimique de l'eau (filtre); Canal à 10 racleurs pour l'élimination des scories et des cendres

Une chaufferie à eau chaude a un liquide de refroidissement - l'eau, contrairement à une chaufferie à vapeur, qui a deux liquides de refroidissement - l'eau et la vapeur. À cet égard, la chaufferie à vapeur doit disposer de canalisations séparées pour la vapeur et l'eau, ainsi que d'un réservoir pour collecter les condensats.

Les chaufferies à eau chaude et à vapeur diffèrent selon le type de combustible utilisé, la conception des chaudières, des fours, etc. Une installation de chaudière à vapeur et à eau comprend généralement plusieurs unités de chaudière, mais pas moins de deux et pas plus de quatre ou cinq. Tous sont reliés par des communications communes - pipelines, gazoducs, etc.

Les centrales fonctionnant au combustible nucléaire, dont la matière première est le minerai d'uranium, sont de plus en plus répandues.

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