Разновидности котельных
Каждая котельная представляет собой здание, предназначенное для выработки теплоносителя. Помещение может быть расположено в основном объекте или вынесено на отдельную территорию. Работа котельных основывается на использовании специализированного оборудования, где в качестве топлива может быть применен твердый, жидкий или газообразный материал. Наличие таких комплексов позволяет поддерживать тепло в отдельных частных домах, целых населенных пунктах или промышленных объектах. Перемещение теплоносителя осуществляется по трубопроводам, расположенным в теплотрассах.
Работа котельных
Каждый населенный пункт или промышленный объект требует отопления. Именно такие функции возлагаются на котельные, которые могут быть разного масштаба. Некоторые из них обслуживают малое количество домов, а другие — большие промышленные предприятия. В качестве теплоносителя может выступать вода или пар, а подогрев осуществляется в установленных котлах, где происходит сжигание различного вида топлива.
Котельная представляет собой сложное инженерное сооружение, которое требует разработки серьезного проекта, соответствующего требуемым нормативам. На основании созданных чертежей, которые предварительно проходят экспертизу в государственных органах, происходит строительство здания и установка запланированного оборудования. Кроме основных агрегатов, к которым относятся котлы, вырабатывающие тепловую энергию, устанавливаются дополнительные приборы. Сюда включаются теплообменники, емкости, насосы, запорная арматура. Доставка нагретой воды осуществляется по трубопроводам. Они прокладываются по теплотрассам и состоят из отдельных участков, соединенных между собой специальными муфтами.
Разновидности котельных
Современные котельные имеют большое количество разновидностей. Различаются они в зависимости от используемого топлива, типа теплоносителя, а также места размещения. При этом основным параметром является расстояние от котельной с установленным оборудованием до отапливаемой территории. Оно должно соответствовать разработанным нормам, поэтому проектировщики всегда ориентируются на существующую документацию. В том случае, когда отапливаемый объект имеет небольшие размеры, котельная занимает часть территории здания. Только при обслуживании крупных промышленных предприятий или больших населенных пунктов строится отдельное сооружение.
Газовые
Использование в качестве топлива газа позволяет существенно увеличить мощность котельных. Кроме того, обеспечивается экономия и отсутствует загрязнение окружающей среды. Принцип работы газового оборудования заключается в следующем:
- На горелку котла из трубы поступает газ, который сгорает в камере и этим нагревает теплоноситель, циркулирующий по теплообменнику оборудования.
- Разогретый до нужной температуры теплоноситель движется в направлении коллектора, от которого отводится ряд отопительных контуров.
- Проходя через ответвления, теплоноситель постепенно охлаждается, нагревая отопительные контуры.
- На последнем этапе охлажденный теплоноситель возвращается в котел с целью последующего нагрева.
На этом этап работы заканчивается и тут же начинается новый цикл. В состав газовых котельных входят следующие виды оборудования:
- Регуляторные установки. Это агрегаты, обеспечивающие в системе постоянное давление газа.
- Газорегуляторные пункты. Оборудование, отвечающее за очистку поступающего газа. При необходимости оно может остановить протекающий процесс в автоматическом порядке.
- Фильтры. Устанавливаются перед запорной арматурой с целью задержания посторонних предметов.
Газ, как топливо, обладает повышенной горючестью, поэтому ко всем котельным установкам предъявляются очень высокие требования.
Жидкотопливные
В качестве жидкого топлива чаще всего используется дизельное горючее. Это очень доступный вариант, поскольку солярку всегда можно купить и удобно хранить. Чаще всего дизельное топливо используется при оборудовании домашних котельных или в случае отопления промышленных объектов.
Также в качестве горючего может быть использовано отработанное масло, которое хорошо работает в котлах. Применяется оно в тех случаях, когда использование по назначению уже становится невозможным. Очень редко в качестве жидкого топлива используются мазут и нефть. Исключение составляют только тепловые электростанции.
Во время монтажа жидкотопливных котельных обязательно следует продумывать хранение горючего. Для его содержания специально устанавливаются недалеко от объекта баки, сделанные из металла, пластика или стекловолокна. Монтаж возможен на земле или в небольшом углублении.
При попадании топлива в камеру котла оно сжигается, что приводит к формированию тепловой энергии. При этом горючая смесь поступает вместе с воздухом, который предварительно проходит очистку. На следующем этапе происходит нагрев теплоносителя, который начинает свою цикличную циркуляцию.
Твердотопливные
Если котельная работает на твердом топливе, то для сжигания используются древесные щепы, уголь или специальные гранулы. Во время их сгорания энергия преобразуется в тепло, подогревающее воду или пар. Работа такого оборудования имеет КПД, составляющее порядка 90%, что немного ниже, чем при использовании солярки или газа. При этом цена на твердое топливо полностью компенсирует такой недостаток. Установленная система имеет несложную конфигурацию, в которой отсутствуют многие дорогостоящие компоненты. Здесь нет баков-накопителей и топливных насосов.
Мощность котельной, работающей на твердом топливе, обычно составляет интервал 100 кВт-20 МВт. Подача горючего происходит в ручном или полуавтоматическом режиме. В зависимости от размера загрузочной камеры, повышается или понижается выработка котлом тепла в единицу времени.
В качестве оборудования используются котлы КВМ. Поступающее топливо здесь равномерно распределяется по колосниковому полотну. Образующийся шлак и зола через некоторое время удаляются вручную, путем поворота колосника, установленного на оси. Обычно такого типа котельные создаются в организациях с небольшим бюджетом, которые не могут себе позволить приобретать дорогостоящее оборудование.
Паровые
В специальных установках происходит формирование из воды пара, который поступает в циркуляционную систему. Работают такое оборудование на разных видах топлива. В котлах может формироваться два вида пара:
- Насыщенный. Чаще всего используется в бытовых и коммунальных службах.
- Перегретый. Применяется на объектах промышленного масштаба.
При этом в оборудовании может присутствовать давление следующей силы:
- Низкое. Составляет порядка 1 атм.
- Высокое. Находится в интервале от 1 до 10 атм.
- Сверхвысокое. Оно равняется 18-20 атм.
Котел выглядит в виде сосуда, где происходит процесс превращения воды в пар. Внутри проложена система труб, имеющая широкий диапазон размеров. В состав котельной установки кроме основного оборудования входят дополнительные агрегаты:
- Пароперегреватель. Устройство нагревает воду свыше 100°. В результате формируется пар, температура которого составляет 500°. Иногда такие агрегаты встраиваются в общую установку или могут располагаться отдельно.
- Паровой сепаратор. Здесь из пара удаляется вся оставшаяся жидкость с целью максимального обезвоживания. В результате эффективность котла существенно повышается.
- Аккумулятор. Его наличие стабилизирует работу оборудования. Сначала им поглощается выработанный избыточный пар и по мере необходимости обратно возвращается в систему.
- Водоочиститель. Присутствие такого прибора уменьшает наличие в воде различных примесей, что снижает со временем в котле количество накипи.
Кроме того, в состав оборудования входят клапаны, воздухонагреватели, блоки управления системой и регуляторы использования энергоресурсов.
Водогрейные
В водогрейной котельной используется оборудование специальной конструкции. Здесь устанавливаются котлы, в которых ведется подогрев жидкости до температуры 95°. Временами этот показатель увеличивается и превышает 115°, но за счет высокого давления закипания жидкости не происходит, и это исключает ее превращение в пар.
Водогрейные котельные разделяются на два типа:
- Водотрубные. Теплоноситель движется трубкам, которые располагаются внутри котла, а нагревается он в результате сгорания топливной смеси.
- Жаротрубные. В этом случае по установленным трубкам передвигаются уже продукты сгорания горючего, а теплоноситель располагается снаружи и нагревается от соприкосновения с металлом.
В качестве исходного топлива может быть использован газ, уголь, топливные гранулы, мазут и солярка.
Водогрейные котлы имеют высокий коэффициент полезного действия. Этот показатель достигается в результате небольшого количества теплопотерь. Такие виды котельных разрабатываются 3 типов:
- Для отопления населенных пунктов. Размер котельных зависит от площади отапливаемой территории.
- Для отопления крупных промышленных комплексов. Это крупные системы, способные обеспечить обогрев масштабных производственных предприятий.
- На теплоэлектростанциях. Такие системы вырабатывают горячий пар, необходимый для функционирования электрогенераторов.
Коэффициент полезного действия водогрейных котельных может достигать 93%.
Комбинированные
Котельные такого типа способны вырабатывать разные виды теплоносителей, к которым относятся вода или пар. При этом работают они на двух видах топлива. Один тип у них считается основным, а второй — резервным. Именно поэтому такие котельные получили название комбинированные. Чаще всего для работы используется дизельное горючее и газ.
Комбинированные котельные чаще всего используются для отопления ответственных промышленных объектов. Связано это с тем, что в случае перебоев с поставками основного горючего всегда можно перейти на резервный вариант. В результате у производственного предприятия исключаются возможные экономические потери.
Обычно в качестве основного топлива используется газ потому, что он является наиболее экологически чистым горючим. Дизельное топливо удобно применять как запасной вариант ввиду его доступности. Использование твердого топлива на комбинированных котельных наблюдается редко. Иногда такое происходит на начальном этапе с перспективой дальнейшего перехода на газ.
На диатермическом масле
Иногда в качестве теплоносителя используется диатермическое масло, обладающее особыми физическими характеристиками. Преимущества такого материала заключаются в следующем:
- Высокая плотность. Этот параметр значительно превышает показатель воды.
- Длительное время удерживает тепло и очень медленно охлаждается.
- Теплоноситель способен разогреваться до температуры 300-360°.
- На поверхности металла от диатермического масла не остается накипи.
При использовании термомасла следует постоянно следить за его качеством и регулярно проводить замену. Кроме того, требуется постоянно наблюдать за состоянием трубопровода из-за повышенного его нагрева. С этой целью сюда ставятся бесшовные трубы, изготовленные из стали Ст. 20. Данный материал является пороговым, который подвергается цементации на глубину 1-1,5 мм.
Повышенные требования предъявляются к запорной арматуре, разработанной с учетом ее возможности выдерживать большие температуры. Во всех установленных клапанах присутствуют пневматические приводы регулирования. Проектирование котельных такого типа совершается не только по классическим нормам, но и с учетом особенностей характеристик теплоносителя.
Особенности блочно-модульных котельных
Блочно-модульные котельные относятся к зданиям облегченной категории. Фактически это передвижные помещения, полностью готовые для работы. Изготавливаются они из легких панелей, скрепленных между собой уголками разного размера. Конструкции обладают универсальностью и легкостью.
Такие системы не имеют больших затрат на обслуживание. Они часто оснащены блоком управления, который выполняет следующие функции:
- осуществляет непрерывный контроль над работой приборов;
- ведет управление всеми котлами;
- проводит подключение в случае необходимости резервных контуров;
- отключает подачу газа при возникновении аварийной ситуации.
Блочно-модульные котельные представляют собой конструкции, состоящие из отдельных составляющих. После изготовления они могут по отдельности транспортироваться в предназначенное место различными видами транспорта, что представляет большое удобство. Затем они составляются, образуя единое целое.
Встроенные котельные
Если в здании имеется свободное пространство, то сюда можно устанавливать встроенные котельные. Обычно это делается в тех случаях, когда отсутствует возможность подключения к централизованному отоплению. Для такой цели подойдет территория любого этажа, где есть возможность установить оборудование. При расчете обязательно следует в качестве исходных данных закладывать нужную мощность котельной, чтобы она обеспечивала подачу тепла на все помещение.
Однако для встроенных котельных существует ряд ограничений. Их не допускается устанавливать на следующих территориях:
- В школьных заведениях, учебных учреждения и многоквартирных домах.
- В оздоровительных организациях.
- В различных общественных и административных зданиях. Также нельзя устанавливать такие котельные на смежных с ними территориях. Однако это невозможно только в том случае, когда на них проживает более 50 человек.
Во время установки оборудования следует придерживаться следующих условий:
- Водонагревательные котлы должны иметь ограничение по нагреву 115°.
- Паровые установки — создавать давление не выше 70 КПа.
- Предел мощности для котлов, работающих на жидком или газообразном топливе, должен быть не больше 3 МВт.
- Если оборудование работает на твердом топливе, то предел его мощности должен составляет 1,5 МВт.
Данные положения для встроенных котельных являются обязательными.
Крышные конструкции
Более подробно о них мы рассказывали здесь. Обычно крышные котельные оборудуются в специально отведенном месте помещения. Это может быть не только крыша, а и подвал. Их задача состоит в выработке необходимого количества тепла, чтобы они полностью обслужили территорию. Это может быть промышленное предприятие или большой жилой район.
Для обустройства крышных котельных выдерживайте следующие требования:
- полное соблюдение всех норм пожарной безопасности;
- вывод газовых отходов исключительно через крышу;
- дверные приемы оборудованы так, чтобы через них свободно могло пройти любого размера оборудование;
- в каждом из агрегатов наличие всех датчиков и регуляторов, которые предусмотрены на основании технологической схемы.
Для такого вида котельных устанавливается оборудование повышенной мощности, которое может вырабатывать большое количество нагретой воды и пара. Примером являются котлы Clever L, о которых хорошо рассказано здесь.
Итого, каждая котельная представляет собой помещение, состоящее из целого технического комплекса. Основной фигурой в нем является котел. Также здесь присутствует дополнительное оборудование и трубопроводы. Чтобы вся система работала надежно, требуется поддерживать ее в надлежащем техническом состоянии.
Дать вторую жизнь
Процесс внедрения масштабной и максимально возможной переработки строительных отходов в стране пока замедляется недостаточным уровнем господдержки, отсутствием эффективно работающих законодательных механизмов и стандартов.
В России ежегодно образуется более 80 млн тонн строительных отходов. При этом только четверть от этого объема отправляется на переработку и производство вторичных стройматериалов.
По мнению экспертов, тормозит процесс внедрения масштабной и максимально возможной переработки строительных отходов множество факторов. В том числе слабая господдержка таких проектов на местах, нехватка федеральных норм и отраслевых стандартов, которые могли бы регулировать и стимулировать данный формат утилизации таких отходов. Для реформирования сферы обращения со строительными отходами Правительство РФ приняло программу «Применение вторичных ресурсов, вторичного сырья из отходов в сфере строительства и жилищно-коммунального хозяйства на 2022–2030 годы». Но в целом пока в настоящее время обращение со строительными отходами регулируется субъектами Федерации. В силу различных причин большинству регионов страны решить «мусорную» проблему достаточно сложно.
Региональный фактор
Во – первых, считает заместитель генерального директора ГК «Арасар» Антон Тарасов, как и для всей нашей страны, необходимо разделить Москву с Московской областью и все остальные регионы. И если в этих двух регионах ситуация с переработкой и последующим вовлечением строительных отходов уже весьма на высоком уровне и приближается к самым высоким стандартам, то в других регионах все намного печальнее, хотя государство и явственно показывает, что заинтересовано в экологичном тренде.
«Поэтому в целом ситуацию можно оценивать сдержанно и оптимистично. Ситуация в Петербурге и ЛО не сильно отличается от остальных регионов и очень отстает от Москвы, к сожалению. У нас все еще много компаний, которые занимаются демонтажом и безответственно относятся к экологии, бережливому производству и устойчивому развитию», – добавил он.
Схожие выводы делают и другие эксперты. «В настоящее время в России ситуация с утилизацией строительных отходов очень острая. Предприятий, имеющих лицензию на утилизацию строительных отходов, недостаточно, в итоге они не справляются с тем объемом, который необходим для строительной индустрии. В ряде регионов РФ проще вывезти отходы на размещение (на свалку) и заплатить плату за негативное воздействие, чем на утилизацию, так как стоимость за утилизацию очень высока», – отмечает главный эколог ООО «ГЕОИЗОЛ» Татьяна Шевченко.
Размещение и утилизация строительных отходов производятся на лицензированных полигонах, напоминает генеральный директор ГК «ПРАЙД» Антон Шевченко. Практически в каждом городе России есть по несколько полигонов.
Что касается нашего региона, то почти все полигоны расположены на территории Ленинградской области, на территории Санкт-Петербурга полигонов нет. Большинство полигонов практически исчерпали свои мощности и нуждаются в рекультивации.
Также на территории Санкт-Петербурга и ЛО есть лицензированные предприятия по утилизации строительных отходов. Но мощности действующих компаний для переработки образующегося строительного мусора, конечно, недостаточно. Однако компании готовы наращивать свои производственные потенциалы, если им будет обеспечен сбыт полученной продукции. При поддержке государства и региональных властей, – уверен он, – проблема может быть решена эффективно и в короткие сроки».
Между тем у почти образцовой и показательной Москвы и Московской области есть свои сложности с утилизацией строительных отходов. По словам коммерческого директора KSD Group Андрея Сарина, их собственный полигон по переработке отходов расположен в 9 км от МКАД. Он оснащен экологичным оборудованием и полностью соответствует всем стандартам.
«Стратегия на 2024 год – увеличение доли переработанных отходов на нашем полигоне с 95 до 99%. Ввиду нашего расположения заказчик может экономить в два раза свои издержки. Но на данный момент мы сталкиваемся с городскими нормативами на вывоз отходов на расстояние от объекта свыше 50 км. И это является достаточно частым условием для застройщика, что в свою очередь несет за собой повышение стоимости на логистику, транспортные расходы, увеличение сроков и т. д. Мы считаем, что необходимо более индивидуально подходить к вопросам нормативов и учитывать все факторы, такие как соответствие стандартам на перерабатывающих полигонах и возможность работать в рамках экономической целесообразности при соблюдении всех экологических нормативов», – считает Андрей Сарин.
Федеральный аспект
Если говорить о нормативной базе, продолжает тему Татьяна Шевченко, то в настоящее время отдельные законы и подзаконные акты, формулирующие требования по обращению со строительными отходами, отсутствуют. Есть ряд статей в федеральных законах, в которых отражены требования в области охраны окружающей среды при архитектурно-строительном проектировании, строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства. Также в Федеральном классификационном каталоге отходов (Приказ Росприроднадзора от 22.05.2017 № 242 «Об утверждении Федерального классификационного каталога отходов») глава 8 посвящена отходам строительства и ремонта. Чтобы повысить долю переработки строительных отходов, отмечает эксперт, нужно разработать методы переработки для каждого вида отхода и получения из него продукции.
По словам управляющего партнера ГК «ПРАЙД» Алексея Шевченко, обращение со строительными отходами до сих пор почти не регламентируется законодательством, а его оборот остается теневым. В настоящее время отсутствует определение понятия «отходы строительства и сноса» в федеральном законодательстве: «Необходимо разработать электронный контроль за всеми этапами обращения со строительными отходами (на примере Московского региона), что позволило бы навести порядок в обращении с ними и ликвидировать несанкционированные свалки. Одновременно эти меры позволили бы увеличить степень переработки отходов строительства и сноса с получением вторичной продукции и прекратить размещение таких отходов на полигонах. В связи с тем что субъекты Российской Федерации не имеют права вносить собственные инициативы по обращению с отходами, то распространение положительного опыта Московского региона в области обращения со строительными отходами по всей стране как начального этапа перехода к экономике замкнутого цикла на данный момент не представляется возможным. Для решения этой проблемы Минприроды разработало законопроект, который наделяет регионы компетенцией по сбору, вывозу и утилизации отходов строительства, ремонта и благоустройства».
Для того чтобы повысить долю переработки строительных отходов, добавляет Алексей Шевченко, необходимо применять рециклинг строительных отходов, который экономически выгоден и позволяет перерабатывать мусор и вторично запускать его в производственный цикл. Вторичные стройматериалы, полученные в результате рециклинга, можно ввести в гражданский оборот, использовать в собственных проектах, что позволяет уменьшить их себестоимость, снизить экологическую нагрузку на окружающую среду, значительно уменьшая количество не перерабатываемых отходов.
Тема законодательного регулирования утилизации строительных отходов, отмечает Антон Тарасов, поднималась на 4-м Российском Демонтажном Форуме (РДФ), прошедшем в ноябре в Москве. Специалистам он советует посмотреть материалы данного мероприятия. Вопросам утилизации строительных отходов было уделено большое внимание, тем более что на форуме присутствовали представители Министерства строительства и Министерства экологии.
«В целом повышать долю переработки строительных отходов не только можно, но и нужно. ГК «Арасар» уделяет этому вопросу большое внимание, и на своих объектах мы стараемся минимизировать процент строительного мусора, который утилизируется. В некоторых случаях процент переработанных строительных отходов достигает у нас 97%. В принципе при наличии желания и ответственности все, что необходимо компании, – это вложиться в специализированное оборудование, например дробильно-сортировочные комплексы для переработки железобетона или шредеры для переработки древесины. Мы уже это сделали и продолжаем вкладываться в технику и оборудование, поэтому любой заказчик, обращающийся к нам, может быть уверен в ответственном отношении к экологии и окружающей природе», – резюмирует Антон Тарасов.
Исследования доказали: потенциальный срок службы материала LOGICBASE V-SL составляет не менее 150 лет
Эксперты ТЕХНОНИКОЛЬ совместно со специалистами АО «ЦНИИПромзданий» провели исследования по определению химической стойкости ПВХ-мембран LOGICBASE V-SL и V-ST. Они подтвердили высокую устойчивость полимерных мембран к химически агрессивным средам.
Без устройства систем подземной гидроизоляции бетонным и железобетонным конструкциям угрожают различные виды химической и биологической коррозии. На них воздействуют химические вещества, содержащиеся в подземных водах и почве – например, хлориды, встречающиеся практически во всех типах грунтовых вод. Поэтому ПВХ-мембраны, применяемые в качестве гидроизоляционного слоя для защиты бетонных и железобетонных конструкций, должны обладать высокой химической устойчивостью.
Одними из главных показателей физико-механических характеристик полимерных мембран на основе ПВХ являются их прочность на одноосное растяжение в продольном/поперечном направлении и прочность на многоосное растяжение. Однако из-за воздействия химических веществ в подземных водах и почве деформативно-прочностные свойства материалов со временем могут измениться.
Эксперты ТЕХНОНИКОЛЬ совместно со специалистами АО «ЦНИИПромзданий» провели исследование по определению химической стойкости ПВХ-мембран LOGICBASE V-SL и V-ST для прогнозирования изменения их потенциального срока службы на реальных объектах.
Для испытания гидроизоляционного материала на деформативно-прочностные свойства по ГОСТ 31899-2 (прочность при растяжении и относительное удлинение) и ГОСТ 2678 (изменение массы, гибкости и водонепроницаемости) были подготовлены контрольные образцы-лопатки. Испытательные образцы из полимерных мембран погружали в растворы агрессивных химических веществ сроком на 30÷120 суток.
Выдерживание образцов в химических средах было выполнено в соответствии с методикой ГОСТ Р 56910 с небольшим изменением. Если по его «классическим» требованиям гидроизоляционные материалы полностью погружаются в химическую среду, то в процессе проводимых исследований испытательной жидкостью воздействовали только на одну сторону покрытия. Именно такое воздействие происходит в естественных условиях эксплуатации гидроизоляционных материалов при защите ими подземных конструкций зданий и сооружений.
В рамках испытаний использовались следующие химические среды: гидрокарбонат натрия NaHCO3 (3%-ый раствор), гидроксид натрия NaOH (1%-ый раствор), насыщенные растворы гидроксида кальция Ca(OH)2 и хлорида натрия NaCl, сернистая кислота H2SO3 (6%-ый раствор), серная кислота H2SO4 (0,5%-ый раствор). Отдельно стоит отметить новизну подхода: в ходе исследования учитывались практически все наиболее распространенные химические вещества, встречающиеся в подземных водах. Кроме того, были включены и соединения, воздействующие на ПВХ-мембрану при ее контакте с бетоном – например, щелочной компонент Са(ОН)2.
После воздействия испытательными жидкостями производился контроль изменения физико-механических характеристик материала (прочности на растяжение, относительного удлинения, потери массы и т.д.).
Исследования наглядно демонстрируют высокую химическую стойкость полимерных мембран LOGICBASE одновременно с сохранением их высокой прочности на разрыв.
Потенциальный срок службы рулонного гидроизоляционного материала LOGICBASE V-SL определен (оценен) расчётами и составляет не менее 150 лет, а материала LOGICBASE V-ST – не менее 100 лет, что значительно выше, чем у традиционных гидроизоляционных материалов. Подобные показатели позволяют применять эти материалы для гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений, в том числе зданий и сооружений повышенного уровня ответственности – высотных объектов, объектов атомной энергетики или при строительстве тоннелей.