Типы насосов для котельной и как их подобрать

Крупные отопительные системы не могут существовать без трубопроводных систем: воздух, вода, конденсат, мазутопроводы. Порой они имеют длинные участки с большими гидравлическими сопротивлениями, преодолеть которые помогают различные насосы.

В котельной средней мощности установлено до двух десятков подобных агрегатов разной функциональности, конструкций и габаритов. Сетевой насос для котельной имеет самые большие габариты и производительность.

Он устанавливается в котельном зале и служит для перекачки магистрального теплоносителя от 1 т/ч для малых отопительных районов до несколько тысяч т/ч для крупных мегаполисов.

Сетевой насос Wilo для котельной отбирает воду из обратного сетевого трубопровода, прогоняет ее через сетевую нагревательную установку (бойлерную), где компактно расположены несколько подогревателей сетевой воды водоводяных или пароводяных, в которых теплоноситель отопительного контура нагревается по графику в зависимости от температуры наружного воздуха. Греющей средой выступает пар или горячая воды, на выходе из котла.

Для преодоления всех сопротивлений, немецкий агрегат должен обеспечивать перепад давления до 3 атм. Неправильно подобранное или смонтированное оборудование, так же как и нарушения требований эксплуатации тепловых сетей вызовет сбой рабочего режима или аварийную остановку оборудования системы производства тепловой энергии.

Типы насосов котельной

Сетевые агрегаты относятся к самому крупному насосному оборудованию котельной, хотя и не единственные перекачивающие механизмы.

Существуют следующие типы насосов, применяемые в котельных установках:

• питательные паровые и водяные;
• подпиточные;
• сырой воды;
• циркуляционные насосы сетевые;
• рециркуляции жидкого топлива;
• мазутные;
• конденсатные.

Все агрегаты предварительно тщательно рассчитываются и подбираются в соответствующих разделах проекта котельной установки. Это вызвано особо высокими требованиями к надежности используемого оборудования, обеспечивающего производство тепловой энергии.

Основным назначением всех насосов — является циркуляция и подача среды к точке распределения. При этом они должны непрерывно работать на протяжении длительного времени.

Сетевой насос и его назначение

Этот агрегат должен перекачивать с оптимальной скоростью и напором греющий теплоносителя в подающем трубопроводе по температурному графику 150-70 С, в зависимости от температуры наружного воздуха. Их особенностью является близость расположения контура системы охлаждения к его уплотнениям.

Еще они отличаются своей производительностью и высокой работоспособностью. Детали агрегата, например, кожух и рабочее колесо изготавливается из прочного чугунного сплава, что обеспечивает износоустойчивость всей конструкции.

Надежность конструкторской разработки подтверждена многолетним опытом эксплуатации агрегатов в зонах высоких температур и гидравлических ударов. Циркуляционный агрегат неприхотлив , ему не нужно трудоемкое техническое обслуживание.

Они легко монтируются в тепловую систему, имея простую конструкцию и длительный гарантированный период работы. Условия для подбора сетевого агрегата — рабочий напор, максимально температура нагретой воды, качество рабочей среды. Они предназначены для воды, с концентрацией механических примесей не выше 5 мг/л.

Питательный насос и его назначение

Эта группа агрегатов работает только с паровыми котлами с давлением свыше 0,7 ати, они служат для заполнения котла водой взамен того количества, которое ушло на выработку пара и с продувкой соленой воды из котла.

Это очень ответственный агрегат, от его надежности зависит работоспособность котла, и если он не будет подпитываться водой, то произойдет перегрев трубных поверхностей нагрева с последующим взрывом парогенератора.

Поэтому требованиями Котлонадзора предписана обязательная установка не менее двух питательных агрегатов, причем с разными движениями рабочей поверхности — один с паровым преобразователем, а один с электрическим источником.

Существуют также требования по минимальной производительности устройств, каждый должен обеспечивать 150 % нагрузку одновременно работающих котлов, то есть работать с существенным запасом.

Если по схеме в котельной установлены 3 и более агрегата, тип выбирают таким образом, чтобы при выходе самого мощного, суммарная производительность оставшихся в эксплуатации насосов обеспечивала 120 % номинальной нагрузки котлов. Применяются электрические цен¬тробежные и поршневые паровые насосы.

Насос подачи сырой воды

Эта группа насосов используется в системе химводоподготовки. Их задача сделать забор среды из бака сырой воды и направить воду для химической очистки от солей жесткости и взвешенных веществ, после обработки она поступает в бак химочищенной воды или деаэратор, для удаления лишнего кислорода.

Обычно это агрегаты небольшой мощности и рабочего давления, поскольку работают в замкнутом контуре системы трубопроводов, не имеющих больших гидравлических потерь.

Работа его может проводиться оператором ХВО вручную, через кнопку «Пуск» или системой автоматики по датчикам уровня воды в баке. Подбор делают по проектной мощности системы химводоподготовки с учетом 100 % резерва.

При выходе со строя агрегата сырой воды, не будет подпитываться деаэратор, запасов которого обычно хватает на несколько часов работы котла, впоследствии котел будет остановлен автоматикой безопасности из-за низкого уровня воды в деаэраторе.

Конденсатный

Конденсатные насосы применяются на крупных тепловых объектах, например, на ТЭЦ , где они служат для перекачки конденсата, полученного из отработанного пара и подачи его через группу подогревателей низкого давления в деаэраторы, и в схемах парового отопления промышленных предприятий, когда нужно перекачивать отработанный конденсат от потребителей в котельную.

Они отличаются низкими рабочими давлениями, поскольку ограничены давлением среды в конденсато-сборниках, поэтому при исполнении требуют обеспечение высокой антикавитационной защиты, поскольку даже небольшое понижение давления среды в момент перекачки вызывает ее вскипание.

Конденсатные насосы в схемах устанавливаются с резервом от 2 до 4 единиц. Производительность рассчитывается по максимальному объему конденсата, а давление должно быть достаточным для погашения сопротивления в системе между конденсатопроводом и деаэратором, с учетом гидростатического напора из-за разности уровней мест установки оборудования: конденсато-сборник — нижняя установка на «ноль» отметке, деаэратор – верхняя, примерно на втором или третьем этаже здания котельного зала.

Подпиточный насос

Это устройство обслуживает теплофикационную установку в тепловой схеме котельной и предназначено для пополнения утечек воды из магистральной сети.

Его производительность рассчитывается по объему сети теплоснабжения, исходя из норм определенных СНИП и выполняется при расчёте тепловой схемы. При этом результирующая производительность равняется двойному запасу по нормативным утечкам в сети, составляющих 0,75% от общего объема воды в системе.

Количество агрегатов должно быть не менее двух, равной производительности, один из которых должен быть резервным. Насосы устанавливаются на обратной магистрали, поэтому их рабочее давление должно превышать давление в ней не менее чем на 50%. Управление выполняется в ручном режиме операторами котельной , по падению давления в обратной сетевой воде и автоматически, когда срабатывает датчик низкого давления в сети.

Чем управляются насосы

В современных котельных, управление насосами относится к функциям комплексной автоматики. Тем не менее, это не исключает в аварийных ситуациях, возможность ручного управления, выполняемого оперативным персоналом.

По всем направлениям перемещения технологической жидкости, существует резервное оборудование, такое же требование предъявляются для наличия резервного электропитания.

Для больших тепловых схем это должен быть независимый источник электроэнергии, например, от другой трансформаторной подстанции, а для устройств малой и средней мощности, должны быть автономные источники электропитания, например, дизель генераторы.

Для сокращения аварийных ситуаций, особенно в тепловых сетях из-за гидроударов, в последнее время применяют систему частотных преобразователей (пч), которая способствует:

• экономии электроэнергии до 20 %;
• снижению расхода воды, из-за снижения утечек до 5 %;
• снижению затрат на ремонт систем отопления, так как из-за изменения частоты, срок службы группы насосов повышается 1,5 раза;
• снижение расходов топлива на нагрев сетевой воды.

Как подобрать насос: расчет

Для подбора агрегата учитывают производительность, среду перекачки и рассчитывают необходимый напор. Он показывает разницу перепада среды при, выключенным и включенным агрегате, измеряемую в м.в.с., он рассчитывается по формуле:

H=(L хR хZ )/( ρ хg),

L – общая протяженность трубопровода в двух направлениях, м.
R – потери в трубах на 1 м принимают 150 Па;
ρ – удельная водяная плотность 1000.0 кг/м3 ;
g – 9.80 м/с2.
Z – поправочный коэффициент.

Расчет: 2000Х150Х1.3/1000Х9.8 = 39,79 м или 4атм.

Какими бывают насосы для котельной?

Насосы часто используются для обеспечения стабильной работы котельной. Они необходимы для того, чтобы перекачивать горячую воду в теплосетевой системе. Главное преимущество подобных устройств в том, что они отличаются простой конструкцией, что позволяет без проблем установить или заменить их при необходимости.

Особенности

Работу современной котельной практически невозможно представить без насосного оборудования. Среди основных особенностей можно отметить ряд характеристик.

• Объем, который насос может выкачивать за промежуток времени, измеряется в куб. метрах в час.
• Предельная температура жидкости, которая перекачивается. Для каждого насоса производитель устанавливает определенный лимит, при достижении которого устройство может просто сломаться.
• Сила напора, что создается насосом. Здесь тоже все зависит от определенной модели. На рынке представлено множество видов, благодаря чему можно подобрать оптимальный для любой котельной.

Большинство экспертов советуют использовать в крупных котельных одновременно 2 насоса, так как это позволит обеспечить большую надежность в процессе эксплуатации.

Отличительными чертами насосов для котельных являются легкость установки и простота ухода. Во время производства подобных элементов используются высококачественная сталь и чугун, что обеспечивает отличную прочность и долговечность изделия.

Из-за своих технических свойств подобные агрегаты способны работать только с чистой водой, поэтому нередко требуется установка фильтров. Для большинства представленных на рынке моделей количество примесей в воде не должно превышать 0,2 мм.

Назначение

Сегодня сложно представить себе котельную без насоса, так как именно он обеспечивает ее стабильную и бесперебойную работу. Данные агрегаты в большинстве случаев применяются для создания циркуляции воды, а также при обслуживании бойлерной.

Способ применения зависит от того, как именно был изготовлен насос: с одной или двумя передачами. Следует отметить, что насосы можно использовать не только для котельных. Данный вид оборудования активно применяется для подачи ГСМ на базы, а также в процессе подкачки различных реагентов и других подобных жидкостей.

Что касается котельных, то в них обычно используются сетевые насосы, которые могут похвастаться наличием электрического мотора.

Разновидности

На современном рынке представлено множество разновидностей насосного оборудования для котельных, которые различаются своими конструктивными особенностями. Данные устройства бывают сетевые, циркуляционные и водяные. Кроме того, большим спросом сегодня пользуется подпиточный, центробежный или паровой вариант.

Сетевые

Сетевые насосы пользуются огромной популярностью и используются для гарантирования идеальной скорости движения воды внутри котельной. Другими словами, основная работа подобного насоса заключается в том, чтобы обеспечить стабильную работу котельной путем работы с носителем тепла. Именно поэтому в половине котельных можно увидеть такие агрегаты.

Главный минус подобного оборудования в том, что оно способно перекачивать воду, которая не горячее 180 градусов по Цельсию. В противном случае детали насоса сразу же выйдут из строя. Установка пары устройств позволит создать мощную сеть, которой хватит даже для промышленных нужд.

Среди главных достоинств сетевого насоса можно отметить высокую прочность и отличный КПД. Прочности удалось добиться благодаря высокому качеству элементов конструкции, которые могут похвастаться стойкостью к износу. Во время изготовления в основном используются сплавы чугуна, что и делает детали столь прочными.

Кроме того, сетевые насосы отличаются своей неприхотливостью в уходе, а также не требуют серьезного обслуживания. Подключить их к системе сможет любой человек, а при грамотном использовании они прослужат долгие годы.

В процессе эксплуатации пристальное внимание нужно уделить ограничениям, которые установлены производителем. Предельно допустимая температура является не единственным, что может вывести устройство из строя. Стоит принимать во внимание также качество используемой жидкости. Если это вода, то в ней не должно быть никаких дополнительных примесей и загрязнителей.

Для большинства моделей максимальный размер частицы не должен превышать 0,2 мм. Такие варианты отлично подходят, если котельные мазутные или работают на твердом топливе.

Водяные

Водяные насосы сегодня также пользуются большим спросом. Они используются для котельной, чтобы обеспечить стабильный напор сырой воды. Кроме того, такие агрегаты сегодня активно применяются для того, чтобы подавать обработанную при помощи специальных веществ воду в сосуды с горячей водой.

Другими словами, основная задача данного вида насоса состоит в том, чтобы обеспечить наличие нужного уровня воды в емкости с горячей водой. Для того чтобы данный вид насосного оборудования мог в полной степени выполнять возложенные на него обязательства, пристальное внимание в процессе выбора нужно уделить мощности.

Она должна быть подобрана на основе реальных условий, в которых насос будет работать.

Циркуляционные

Если первостепенной задачей насоса является обеспечить высокую скорость движения теплоносителя по трубам, то для таких задач лучше всего выбирать циркуляционные варианты. Обычно устанавливается несколько единиц одновременно, которые при этом отличаются разной мощностью. Благодаря этому удается образовать надежную сеть, способную бесперебойно работать и обеспечивать перекачку теплоносителя.

Отличительной чертой циркуляционного насоса являются его конструктивные особенности. Наличие патрубка позволяет проводить крепление прямо на магистраль, что в значительной степени упрощает процесс установки и эксплуатации.

Данный вид перекачивающих агрегатов также работает только с чистыми жидкостями. Именно поэтому процессу очистки стоит уделить пристальное внимание, чтобы не было никаких механических частиц. Технические свойства позволяют устанавливать такие аппараты как на частные, так и на крупные системы.

Главное при этом – правильно подобрать мощность устройства, чтобы ее хватало на перекачку необходимого объема жидкости.

Маркировка

Перед тем как выбрать наиболее подходящий насос для котельной, нужно внимательно изучить и расшифровать цифро-буквенные обозначения, расположенные на этикетке. Вне зависимости от типа насоса, обычно туда вносится определенная важная информация.

• UP – показывает тип используемого насоса.
• S/E – указывает на способ управления. Благодаря этой маркировке можно понять, каким образом происходит переключение скорости.
• Теперь идут численные указатели. Вначале указываются данные диаметра насоса изнутри, а потом максимально допустимый напор.
• Последние цифры показывают монтажную длину, которая обычно указывается в миллиметрах. Данный показатель имеет важное значение в случае, если будет проводиться врезка агрегата.

Следует отметить, что некоторые производители могут указывать дополнительную информацию. Это могут быть данные о материалах, которые использовались в процессе производства корпуса, способ соединения с трубами, а также класс потребления электроэнергии.

Подбор и расчет напора

Для того чтобы насосное оборудование отлично справлялось со своими задачами, нужно пристальное внимание уделить именно процессу выбора, учитывая следующие моменты:

• протяженность системы отопления, к которой будет подключаться приобретенный агрегат;
• количество этажей, к которым будет подключаться система;
• характеристики рельефа региона, где проходит магистраль.

Во время подбора оптимального варианта важное значение также имеют требования, выдвигаемые компанией-изготовителем. Это могут быть предельно допустимая температура жидкости в трубах, давление в системе или количество жидкости, которое насос может выкачивать.

Насосы для котельных нужно выбирать на основе требований, которые присутствуют в самой отопительной системе. В первую очередь речь идет о напоре. Для того чтобы определить необходимый напор, нужно воспользоваться специально созданной для этого формулой, которая выглядит следующим образом:

H= (L сум *R уд+r) / (Pt*g).

Изначально может показать, что все довольно сложно, однако на практике стоит только разобраться в расшифровке.

• Н – необходимый размер напора.
• L сум– протяженность контуров. Здесь следует учитывать все. Например, если установлен теплый пол, то обязательно берем в расчет длины всех смонтированных труб под полом.
• R уд – уровень сопротивления труб.
• r – сопротивление трубопровода системы.
• Pt – плотность жидкости, которая используется в отопительной системе.
• G – неизменная величина, которая составляет 9,8 м.

Если расчеты производятся для обычной системы, то следует принимать во внимание наличие фитингов стандартного крана, поэтому берется поправочный коэффициент в 1,3.

Грамотно проведенные расчеты позволяют создавать в трубопроводе необходимый напор жидкости, чтобы он мог справиться с гидравлическим сопротивлением. Кроме того, это дает возможность быть уверенным в том, что движение жидкости будет постоянным и сможет достичь всех элементов отопительной системы.

Расчет напора имеет важное значение для определения места, где будет использоваться насос: для отопления жилища или промышленный вариант.

Установка

Монтаж насоса хоть и довольно простое занятие, однако стоит быть предельно внимательным. Если провести установку неправильно, то устройство будет работать со сбоями и рано или поздно полностью выйдет из строя.

Во время установки стоит следовать рекомендациям специалистов.

• Чтобы монтаж проходил как можно удобнее, лучше всего прикрепить шаровые краны со всех сторон насоса.
• Насосы ломаются из-за наличия в воде механических примесей. Поэтому лучше всего установить специальный фильтр, который позволит установить их.
• Монтаж автоматического или ручного воздушного клапана упростит удаление кислорода, который нередко скапливается внутри трубы.
• Каждая модель имеет свои особенности, которые обязательно должны учитываться в процессе проведения монтажных работ. Именно поэтому нужно внимательно изучить корпус прибора и рекомендации производителя.
• Врезать насосы в отопительные системы необходимо горизонтально, чтобы не навредить работе электрического мотора.
• Все стыки обрабатываются при помощи специальных герметиков и заделываются шайбами и выдержкой расстояния.

Перед началом установки обязательно нужно изучить схему, составить план изготовления шкафа управления и его установки.

Таким образом, насосы для котельной представляют собой уникальные агрегаты, которые предназначены для перекачки жидкости по отопительной системе. В процессе выбора пристальное внимание нужно обращать на принцип работы и мощность устройства, так как именно от них зависит способность агрегата выполнять свои функции.

Насос для котельной представлен в видео далее.