Как выбрать котельную: алгоритм от инженера-проектировщика

Выбор котельной — непростое решение. От того, насколько грамотным оно будет, зависит эффективность отопления и водоснабжения, экономия на топливе и долговечность системы. Специалисты «ЧЗЭО» помогут понять, какие ключевые факторы нужно учитывать, оказавшись перед такой дилеммой. Из чего выбирать: газовая, газо-дизельная, дизельная, электрическая котельная или всё-таки угольная?

1. Топливо

Решение о том, на каком топливе будет работать котельная, зависит от наличия инфраструктуры и экономических возможностей заказчика. Иными словами, от двух исходных условий: стоимости топлива и его доступности в конкретном регионе.

• Газ — наиболее популярный и предпочтительный вариант в России, особенно в Центральном регионе, который практически полностью газифицирован. Газ дешев, доступен, экологичен и обеспечивает высокую эффективность сжигания. Газовые котельные классифицируются по давлению подводимого газа (низкое, среднее, высокое), что определяет необходимость установки ГРПШ (газорегуляторный пункт шкафного типа) или ГРУ (газорегуляторная установка).
• Уголь широко используется в регионах его добычи, таких как Забайкалье и Сибирь, где он является самым доступным и дешёвым энергоносителем. Главные недостатки — крайне низкая экологичность (даёт сильное загрязнение воздуха) и сложная, затратная система топливоподачи (требуется дробление, помол, удаление шлака).
• Дизель (мазут) и газ-дизель чаще используются как резервное топливо или в регионах, где нет газа. Газ-дизельные горелки дороже, но позволяют котельной продолжать работу при отключении основного газоснабжения. Из минусов можно отметить необходимость организовывать топливоподачу и подогрев мазута в зимний период, а также строить отдельное топливное хранилище. Газодизельные котельные работают на газе, дизель используют как резервное топливо. Их преимущество — непрерывность работы при отключении газа.
• Электричество — самый дорогой вид энергоносителя для котельных, а потому наименее эффективный. Применяется в основном в тех регионах, где есть льготные тарифы на электроэнергию (например, на Дальнем Востоке для промышленных предприятий), или там, где отсутствуют другие варианты. Электрические котельные делятся на низковольтные и высоковольтные.

2. Мощность

Мощность котельной определяется потребностями заказчика. От неё зависит необходимость и объём резервирования, то есть запас мощности котельной сверх расчётной потребности. Резерв обязателен на объектах, где остановка теплоснабжения недопустима (например, на производствах с непрерывным циклом). Также он может закладываться для компенсации пиковых нагрузок (в сильные морозы резервные мощности помогают справиться с возросшей нагрузкой на теплосети), на случай аварии на трубопроводе или планового ремонта котла (резервный продолжит подачу тепла).

Нормы резерва регламентируются сводами правил (СП) и зависят от двух факторов:

1. категории надёжности потребителя. Например, для наиболее критичных объектов может требоваться 100% резерв.
   
   Классификация категорий по Своду правил «Тепловые сети» СП 124.13330.2012:
   
   Первая — потребители, не допускающие перерывов в подаче расчетного количества теплоты и снижения температуры воздуха в помещениях ниже предусмотренных ГОСТ 30494. Например, больницы, родильные дома, детские дошкольные учреждения с круглосуточным пребыванием детей, картинные галереи, химические и специальные производства, шахты и т.п.
   
   Вторая — потребители, допускающие снижение температуры в отапливаемых помещениях на период ликвидации аварии, но не более 54 ч: жилые и общественные здания до 12 °C; промышленные здания до 8 °C.
   
   Третья — остальные потребители.   

2. климатических условий региона. Чем ниже расчетная температура воздуха в регионе, тем больший процент резерва требуется закладывать в проект (не менее 91% для районов с температурой ниже -50°C).

СП 124.13330.2012, п.5.5. 

3. Технические особенности проектирования

После определения топлива и мощности проектировщики переходят к конфигурации самой системы:

• Количество контуров

На сколько независимых контуров будет разделена система, зависит от количества и вида потребителей тепла, а также задач заказчика. Чем сложнее и разнообразнее задачи, тем больше контуров (например, контур на отопление, ГВС и вентиляцию).

• Наличие теплообменников на контурах

Установка теплообменников обязательна для контура ГВС, чтобы исключить смешивание технической воды из котельной с питьевой водой потребителя. Для системы отопления они, как правило, не устанавливаются. Технические характеристики теплообменников зависят от температуры и объёмов воды. 

• Давление в системе

Заказчик предоставляет данные о необходимом давлении, с которым нужно подать воду в систему, чтобы она дошла до потребителя и вернулась. Оно рассчитывается исходя из длины, диаметра трубопровода и количества сопротивлений на магистрали. Также, для того, чтобы система теплоснабжения работала эффективно, важно знать исходное давление воды. Давление на участке подачи должно быть больше давления в контуре. Иначе возможен обратный отток теплоносителя и нарушение работы системы.

• Химводоподготовка

Необходима для подготовки воды и предотвращения образования накипи и коррозии в оборудовании. Состав системы химводоподготовки зависит от качества исходной воды и типа котельной: для паровых котлов и систем с подпиткой требуется более сложная многоступенчатая очистка. 

• Высота дымовой трубы

Рассчитывается индивидуально в зависимости от мощности котлов, температуры выходящих газов и близости жилой застройки. В жилых зонах высота трубы может достигать 40 и более метров. 

• Узел учёта тепловой энергии

Устанавливается для коммерческого учёта потреблённой энергии, но на небольших котельных иногда не требуется – потребность в учёте определяет сам заказчик. Обязателен для объектов, подключенных к централизованным сетям.

4. Место размещения и тип исполнения

Выбор места и вида размещения котельной зависит от доступной площади, мощности и типа топлива. 

Стационарные здания подходят для больших мощностей (свыше 20-30 МВт), но их отличает высокая стоимость и длительный срок реализации проекта. Кроме того, строительство таких котельных требует значительной площади участка и получения разрешительной документации на строительство. Крышные котельные экономят пространство, но имеют ограничения по массе и вибрациям, типу и мощности оборудования. Встроенные котельные оптимальны для объектов с ограниченной территорией, но при их проектировании необходимо соблюдать повышенные противопожарные требования, а также учитывать жёсткие параметры помещения (высота потолков).

Наиболее оптимальным решением являются блочно-модульные котельные, например, такие. Оборудование доставляется до объекта в заводской готовности и монтируется в кратчайшие сроки. Среди других преимуществ — мобильность (возможность переноса на новое место), простота масштабирования мощности и минимальные затраты на подготовку площадки.

Для удобства специалисты ЧЗЭО разработали специальный алгоритм, который поможет вам сориентироваться в многообразии факторов, влияющих на выбор котельной.

Однако окончательное решение рекомендуется принимать исходя из технико-экономического обоснования, составленного непосредственно со специалистами производителя. Обращение к опытным проектировщикам позволит избежать ошибок, сэкономить средства на этапе эксплуатации и получить надёжную теплоэнергетическую установку, полностью соответствующую Вашим потребностям.

Источник: Пресс-служба ООО «Челябинский завод электрооборудования»