Генераторы тепла

Максимальная  разрешенная мощность по нормативным  документам, 3,0 МВт — для жилых  зданий и 5,0 МВт — для производственных зданий (СНиП II-35-76, изм. 1 п. 1.6 и 1.7). Местные строительные нормы Санкт-Петербурга (ТСН 30-306-2002, п. 10.18) и для Москвы (ТСН АИТ-2004, МО п. 4.6) допускают увеличение мощности крышной котельной до 5,0 МВт.

Давление  газа на вводе в крышную котельную  должно быть:

• для жилого здания — до 0,005 МПа;
• для общественного, административного и бытового здания — до 0,3 МПа;
• для производственного здания — до 0,6 МПа (СНиП 42-01-2002, п. 4.4). При этом открытые участки газопровода должны прокладываться по простенку шириной не менее 1,5 м (СНиП II-35-76, изм. 1 п. 11.59). В этом же пункте говорится о давлении газа для крышной котельной не более 5 КПа (0,005 МПа), что противоречит более позднему СНиП 42-01-2002 (табл. 2).

Рекомендуется пользоваться при выборе давления требованиями более позднего документа СНиП 42-01-2002 (табл. 2).

• Для крышной котельной следует предусматривать выход на кровлю из основного здания по маршевой лестнице. При уклоне кровли более 10 % следует предусматривать ходовые мостки шириной 1,0 м с перилами от выхода на кровлю до котельной и по периметру вокруг котельной. Конструкция мостков должна быть из негорючих материалов, (рекомендуется выполнять мостки из просечной стали, высота перил не менее 900,0 мм).
• Несущие и ограждающие конструкции крышных котельных должны иметь предел огнестойкости не менее 0,75 часа; предел распространения пламени равным 0,00, а кровельное покрытие под котельной и на расстоянии 2,0 м по периметру, выполненным из негорючих материалов (СНиП II-35-76, изм. 1 п. 3.9 и 3.10).

Для крышных котельных  должна быть выполнена гидроизоляция пола на высоту не менее 100,0 мм и в выходных дверях должен быть выполнен порожек высотой не менее 100 мм.

Сопротивление воздухопроницанию и паропроницанию покрытия зданий для крышных котельных должны соответствовать СНиП «Строительная теплотехника» (СНиП II-35-76, изм. 1 п. 3.9).

3. В крышных котельных необходимо устанавливать малогабаритные, разборные, проточные котлы с соотношением массы котла с водой к мощности котла не более 1,5.
4. В крышных котельных жилых зданий необходимо устанавливать туалет (биотуалет) и раковину.
5. Приготовление воды первичного контура, теплообменное, насосное оборудование и расширительные баки, рекомендуется выносить из крышной котельной в подвал или технический этаж. Из котельной рекомендуется выпускать 2 трубы (подающая и обратная). Присоединение вторичного контура к крышной котельной рекомендуется выполнять через гидравлический разделитель.

На выходе труб из котельной необходимо устанавливать  виброизолирующие вставки. Отвод сливов от предохранительных клапанов необходимо осуществлять по отдельному выпуску, не соединяя его с общедомовой канализацией. Выпуск из котельной необходимо проектировать чугунной или стальной трубой. В случае применения пластмассы, она должна быть рассчитана на температуру выпуска (в зависимости от параметров теплоносителя температура м ожет доходить до 115 С).

От домовых  труб котельных необходимо предусматривать  отвод конденсата, при этом рекомендуется  в котельной устанавливать установки  раскисления конденсата.

Эффективным решением в автономном теплоснабжении выступают крышные  котельные. В сущности, крышная котельная  — это котельная, размещаемая  прямо на покрытии здания или же на специально оборудованном основании  над покрытием. Сооружаемые, а также  реконструируемые здания могут быть оборудованы крышными котельными, если нет возможности организации  теплоснабжения централизованного. Простыми словами, крышную котельную обустраивают сегодня, если не имеется практической возможности организовать централизованное теплоснабжение, либо отсутствует экономико-техническая  его целесообразность. Последнее  должно подтверждаться соответствующими расчётами.

Крышные котельные являются одним из наиболее востребованных способов решения задач организации децентрализованного  теплоснабжения. Причем, как в объектах гражданской, так и промышленной направленности. В настоящее время  автономные крышные источники теплоснабжения весьма востребованы, в особенности  в средней полосе России.

А теперь обозначим пять основных преимуществ, которые предоставляет  расположение технологического котельного оборудования на крыше зданий.

Во-первых, таким образом, существенно повышается энергетическая эффективность самой теплоснабжающей  системы, за счет ненужности теплотрасс. Уточним, что потери в последних  достигают более 30% от производимого  количества тепла.

Во-вторых, значимо более  низкими выступают снижение затрат на сооружение самой котельной.

В-третьих, использоваться может  облегченная конструкция котельного оборудования с медными либо алюминиевыми теплообменниками или трубками оребренными.

В-четвертых, намного лучшими  становятся условия проживания жильцов  в экологическом плане, т.к. на крыше  рассеивание продуктов сгорания выступает более благоприятным, чем при местоположении котельной  внизу.

В-пятых, за счет поддержания  для отопления здания нужного  температурного режима обеспечиваются максимально комфортные условия  проживания жильцов.

Как правило, котельные на крышах оснащают многофункциональными автоматическими  устройствами, позволяющими обойтись вовсе без присутствия в котельной  дежурного оператора. Однако при  этом все котельные (автономные) обязательно  контролируются диспетчерской службой, обычно размещенной в каком-либо из удаленных помещений. Посредством  кабельных линий на рабочий компьютер  дежурящего оператора, постоянно приходят все нужные характеристики работы каждой из котельных. Все сбои в работе независимого оборудования подлежат автоматической регистрации.

Проведенные исследования показали, что цена 1 Гкал тепла, которая производится крышными котельными выступает примерно в 1,4 раза ниже, чем стоимость тепловой энергии, производимой системами централизованными.

Далее рассмотрим особенности применения котлов для котельных крышных. Итак, для котельных на крышах домов  жилых разрешено применение исключительно  водогрейных котлов, которые функционируют  на природном газе. Температура теплоносителя  не может превышать при этом 115°С. Для котельных на крышах зданий производственных и предприятий промышленных допустимо  применение котлов с давлением пара до 0,07 Мпа (0,7 кгс/см2). Температура воды, как и с жилыми домами не должна превышать 115°С. Стоит отметить, что  для размещения котельных на производствах  и в общественных зданиях имеются  некие ограничения. Недопустимо  размещение котельных над производственными  помещениями, а также складами категорий  “А” и “Б”. Запрещено их применение в зданиях дошкольных детских  и школьных заведений, в корпусах лечебных больниц и поликлиниках (в которых больные пребывают  круглосуточно), в корпусах спальных санаториев и заведений отдыха, прямо  на перекрытии жилых помещений, а  также смежно с любыми жилыми помещениями. Необходимо также указать и особые требования, предъявляемые к высоте. Так, возможность установки крышной  котельной на здании любого назначения, если оно выше 26,5 м, должна подлежать  согласованию с местными органами противопожарной  Государственной службы.

Имеются и особые технические требования для установки, а также эксплуатации котлов в котельных на крышах. Так, если уклон кровли представляет больше 10%, то проект должен предусматривать  ходовые мостики с шириной  в 1 метр. Оборудованы они должны быть и перилами по всему периметру  котельной, а также от выхода на кровлю и до котельной. Также неукоснительным  требованием выступает негорючесть  материалов относительно мостиков, перил  и кровельного покрытия здания непосредственно  под котельной и на расстоянии двух метров от ее стен. В крайнем  случае, они должны быть защищенными  от возгорания стяжкой бетонной с  толщиной не меньше 20 мм. Все системы  крышных котельных обязаны быть заполненными водой, которая исключает  повреждения коррозионные, а также  отложения накипи. Как правило, перед  подключением к котельной всю  отопительную систему предварительно промывают с помощью гидропневматического или химического способа для  удаления накопившейся накипи и грязи. Как смягчение, так и химочистку воды необходимо проводить обязательно, а также в соответствии с проектом либо советами пусконаладчика.

В газопроводе в самом помещении  котельной давление газа не должно превышать 5 кПа.

Как правило, газопровод подводят к  котельной открыто по наружной стене  сооружения, в местах которые удобны для обслуживания и исключают  вероятность его повреждения. Газопроводы  не могут при этом пересекать решетки  вентиляционные, дверные и оконные  проемы. Также газопроводы обязаны  быть оборудованными трубопроводами продувочными с диаметром не меньше 20 мм, концы коих должны защищаться от попадания в них осадков. Если котлоагрегат отключают от газовой магистрали, то арматура запорная на продувочном газопроводе обязана находиться в положении открытом. Категорически запрещено продувать газопроводы теплогенераторов сквозь горелочные устройства. В помещении котельной газопроводы обязаны быть проложенными открыто, т.е. должен быть обеспечен к ним свободный доступ по всей длине, как для регулярного осмотра, так и контроля.   

Техосмотр газопроводов внутренних, а также теплогенераторов проводить необходимо не реже раза в месяц, а ремонт текущий и очищение дымовых труб — не реже раза в год. Высота крышной котельной над крышей плоской (имеется в виду выступающая часть дымоотвода) должна быть не меньше 1,2 м. Для крыши неплоской высота самого дымоотвода может выступать на 0,8 м над коньком крыши. В случае, если расстояние до здания соседнего составляет менее 3 м, то дымоотвод должен ориентироваться и на него. Над уровнем крыши данного соседнего здания он может возвышаться всего на 0,8 м.

Допустимым уровнем давления звукового  и, в общем, уровня звука в крышной  котельной в процессе ее эксплуатации выступает не более 60 дБ. При этом конструкции ограждающие, крышной  котельной обязаны в полной мере обеспечивать допустимый уровень шума в помещениях, которые расположены  под котельной. В прилегающих  к крышной котельной жилых  квартирах уровень шума не может  превышать 35 дБ.

В обязательном порядке любая котельная  на крыше обязана быть оборудована  надежной защитой от молний. Все  без исключения детали оборудования котельной на крыше, при аварийном  состоянии которые могут быть под напряжением, должны характеризоваться  защитным заземлением с занулением. Покрытие пола котельной должно быть обеспечено гидроизоляцией, рассчитанной на высоту водного залива до 10 см. При этом обязательным выступает, как ежедневный осмотр состояния оборудования самой котельной, так и контроль за нормальным режимом работы. Если имеется в наличии диспетчеризация показания приборов крышной котельной, то данные должны постоянно поступать на диспетчерский пункт.

Ремонтные работы оборудования и агрегатов  контрольно-измерительных, а также  автоматики котельной на крыше обязаны  производиться строго по утвержденному  графику специализированной особой теплоснабжающей организацией, наделенной такими полномочиями.

Если осуществляется остановка  теплогенераторов, то в помещении котельной температура воздуха ни в коем случае не должна опускаться ниже 5°С.

Систему вентиляции любой крышной  котельной необходимо обустраивать независимо от вентиляции самого сооружения либо здания. Если зафиксирована утечка газа из аппаратов и приборов, а  также при любых неисправностях автоматических устройств безопасности, каналов вентиляционных, дымоходов, повреждении оголовков труб необходимо, в первую очередь, отключить соответственные  устройства с установкой заглушки от действующего газопровода. Строго запрещаются  работы по регулированию и ремонту  систем автоматизации, защиты противоаварийной и сигнализации при загазованности котельной.

На рынке Российской Федерации  среди оснащения для индивидуального  децентрализованного энергоснабжения  представлен достаточно широкий  выбор, как котлоагрегатов, так и котельных мобильных, которые позволяют обеспечивать действительно немалый диапазон нагрузок теплового характера. Одна из компаний, которая представляет на рынок России подобное оборудование, это фирма DOMINEX. Последняя выступает официальным дистрибьютором торговой марки Rendamax (Нидерланды) в Российской Федерации. Котлы бренда Rendamax отличает компактность, легкость по весу. Потому они оптимально подходят, как для установки на крыше здания, так и в котельной контейнерной.   

7.Физико-химические свойства природного газа

В состав газообразного топлива входят горючая  и негорючая части. Чем больше горючая часть топлива, тем больше удельная теплота его сгорания. Различия в физико-химических и теплотехнических характеристиках газового топлива  обусловлены разным количеством  в составе газа горючих и негорючих  газообразных компонентов (балластов), а также вредных примесей.

К горючим  компонентам относятся следующие вещества

Водород (Н2) 

Бесцветный  нетоксичный газ без вкуса  и запаха, масса 1 м3 которого равна 0,09 кг. Он в 14,5 раза легче воздуха. Удельная теплота сгорания водорода составляет: высшая -12 750 кДж/м3, 33 850 ккал/кг и 68 260 ккал/моль; низшая - соответственно 10 800 кДж/м3, 28640 ккал/кг и 57 740 ккал/моль и превышает  на теплоту, затрачиваемую на испарение  воды, образующейся при сгорании водорода; 1 м3 водорода, сгорая в теоретически необходимом количестве воздуха, образует 2,88 м3 продуктов горения.

 Водородно-воздушные смеси легко воспламенимы и весьма пожаро - и взрывоопасны.

 Метан (СН4)

Бесцветный  нетоксичный газ без запаха и  вкуса. В состав метана входит 75% углерода и 25% водорода; масса 1 м3 метана равна 0,717 кг. При атмосферном давлении и  температуре -162° С метан сжижается  и его объем уменьшается почти  в 600 раз. Поэтому сжиженный природный  газ является перспективным энергоносителем  для многих отраслей народного хозяйства.