Автоматический котел пульсирующего горения серии ПВ

Котел водогрейный пульсирующего горения предназначен для теплоснабжения зданий и сооружений, оборудованных системами водяного отопления с принудительной циркуляцией. Котел работает на природном газе низкого давления и может использоваться в автоматическом режиме в составе автоматизированных котельных, без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

В конструкции котла используется принцип пульсирующего горения. Это обуславливает простоту и надежность котла, высокие показатели экономичности, надежности и трудоемкости обслуживания.

Преимущества котлов пульсирующего горения:

• Простота конструкции, отсутствие горелки и дымососа;
• Малые габариты и масса на единицу теплопроизводительности: в 2 раза выше, чем в традиционных котлах;
• Отсутствие дымососа и постоянно действующего вентилятора;
• Малое гидравлическое сопротивление контура котла;
• Высокий КПД котла - 93-95 %;
• Малая поверхность теплообменного аппарата и малая собственная теплоемкость котлоагрегата - малые потери тепла временно остановленным и повторно запускаемым котлом;
• Малый расход тепла на собственные нужды котельной вследствие ее малогабаритности;
• Работа в системе старт-стопного регулирования, дающая значительную экономию газа;
• Котлы ПВ могут объединяться с помощью блока автоматического управления (БАУ) в группы до шести котлов включительно;
• Котлы ПВ работают на низком давлении газа и малочувствительны к его колебаниям;
• Высокий уровень пассивной безопасности из-за малого объема, заполняемого газовоздушной смесью, и высокой прочности оболочек. Котлы ПВ имеют столь малые объемы всех полостей, что суммарная энергия хлопка незначительна, а прочность всех элементов конструкции котлоагрегата позволяет выдержать избыточное давление при хлопке 16 кг/см², хотя теоретически достижимое давление при хлопке 8 кг/см²;
• Невысокая стоимость, обусловленная отсутствием дорогостоящих элементов: горелки и дымососа.

Устройство и работа котла ПВ

Работа котла основана на использовании принципа пульсирующего горения. Камера сгорания котла совместно с дымогарными трубами образуют объемный акустический резонатор. Для периодической подачи топливного газа в камеру сгорания служат мембранные клапаны: воздушнопульсирующий и газопульсирующий, которые расположены в ресиверных камерах и соответственно. Дымовые газы из дымогарных труб поступают в выхлопной ресивер. Отсечной клапан (12) служит для включения и отключения подачи топливного газа. Для продувки камеры и дымогарных труб перед розжигом используется вентилятор. Для первичного воспламенения применяют электрозапальную свечу.

Камера сгорания и резонансные трубы окружены водяной рубашкой и, по которой движется противотоком к дымовым газам нагреваемая вода.

Розжиг котла происходит автоматически. При получении команды "нагревание" включается продувочный вентилятор на 30 секунд. После этого происходит подача напряжения на свечу и через 1 и 5 секунд на соленоиды газовых клапанов. Происходит первая вспышка газовоздушной смеси, приводящая к кратковременному повышению давления в камере и возникновению акустических волн в резонаторе. Пульсирующие клапаны и являются мембранными обратными клапанами. Они приходят в закрытое состояние, когда давление в камере превышает давление в ресиверах. При этом дальнейшее поступление газа и воздуха в камеру сгорания приостанавливается. Дымовые газы под избыточным давлением выходят из камеры сгорания в выхлопной ресивер и далее через дымоход выхлопа в окружающую среду. Через определенное время, около 25 мсек, давление в камере вновь снижается и пульсирующие клапаны открываются, впуская очередную порцию газа и воздуха, и цикл повторяется. Устанавливается периодический (колебательный) процесс, именуемый пульсирующим горением. Частота этого процесса составляет примерно 35-50 Гц.

После установления процесса пульсирующего горения вентилятор и электроподжиг отключаются. Всасывание воздуха происходит благодаря периодическим полуволнам разрежения, а повторное воспламенение свежих порций газовоздушной смеси осуществляется остаточным пламенем, которое постоянно присутствует в зоне завихрения (на свечном конце камеры сгорания). Пульсирующее горение может происходить неограниченное время, пока не будет прекращена подача топливного газа.

При достижении нагреваемой водой заданной, максимальной температуры подача топливного газа прекращается. Котел гаснет, вода начинает остывать. При остывании воды до заданной, минимальной температуры цикл розжига котла и горение снова повторяются. Таким образом, в старт-стопном режиме, поддерживается необходимая температура воды и обеспечивается необходимая среднечасовая теплопроизводительность котла.

Все необходимые режимы работы, в том числе: розжиг котла, поддержание заданной температуры воды, индикация информации о состоянии котла, обеспечение безопасности и выдача сигнала "ТРЕВОГА" при возникновении нештатных ситуаций обеспечиваются электрооборудованием котла.

Основным элементом управления котлом является блок автоматического контроля. Входной информацией для блока автоматического контроля является состояние датчиков горения, продувки, уровня, давления и температуры воды. На основании анализа входных данных блок включает необходимый режим работы котла, выдавая последовательность управляющих сигналов на вентилятор, узел зажигания и газовый клапан.