Какая сталь используется для изготовления котлов

Виды и устройство котлов из нержавеющей стали

Слово «котел» у большинства людей ассоциируется с массивной установкой в напольном исполнении. Но котел из нержавеющей стали нашел свое применение почти во всех сферах: бытовой, производственной и даже в походных условиях.   Универсальный агрегат используется для отопления, производства, готовки и горячего водоснабжения. Рассмотрим яркие примеры каждого  из типов стальных котлов.

Разновидности и их особенности

Рассмотрим основные виды печей, выполненных из металла. Самыми известными заслуженно считаются котлы длительного горения.  Стальные твердотопливные котлы в основном выполнены из черных металлов, но со временем стенки подвергаются коррозии. Это происходит из-за повышенного уровня КПД и снижения количества выделяемых продуктов горения в виде золы.

Агрегаты,  выполненные из жаростойкой нержавеющей стали, более выносливы к долгому воздействию повышенных температур. Газогенераторы длительного горения также отличаются высоким КПД и представляют собой сварную герметичную конструкцию. Они более экономны в расходе топлива и могут применяться в быту.

В качестве топлива для агрегатов длительного горения может быть использован уголь, торф, отходы деревообработки и т.д. По сути, для целей отопления подойдет любое топливо, которое можно приобрести с максимальной экономией. Самой большой популярностью пользуются, конечно, теплогенерирующие устройства на дровах.

Для отопления котеджных домов или дач, где нет магистрального газопровода, дрова являются оптимальным вариантом.

Походный  котел длительного горения – распространенное устройство среди любителей кемпинга или различных походов. Разумеется, в условиях дикой природы единственное, что подойдет в качестве топлива – это древесина.

Размеры котлов также разительно отличаются друг от друга. Для отопления производственных помещений  теплогенерирующие агрегаты длительного горения имеют довольно внушительные размеры с отдельно вынесенным бункером. В бункер загружается топливо, и с помощью автоматики  топливо частями поступает в печь.

Устройство котла может быть различным в зависимости от ценовой категории. Бункер для загрузки топлива встроенный, к нему по мере необходимости может быть подключена автоматика или второй контур горячего водоснабжения.  Нередки и комбинированные модели котлов, работающие сразу на 2-х видах топлива.

Походные печи имеют множество вариантов исполнения –  от самодельного котла до многофункциональных компактных устройств. Для отдыха на открытом воздухе лучше применять медную посуду: она легкая, удобная, и современные модели довольно прочные. Также во многих агрегатах использованы медные теплообменники.

Котел алюминиевый также применятся в походах. Легкую удобную посуду из данного метала выбирают дачники и любители отдохнуть на свежем воздухе прежде всего из-за толщины стенок. Еда, приготовленная в такой посуде, томится на огне, а сама посуда довольно долговечная.

При втором типе котла горение происходит сверху вниз, обеспечивается тление топлива  выработка энергии и газов, которые впоследствии дожигаются в верхней камере.

В пиролизе осуществляется горение дров при низком содержании кислорода, выделяемые газы также отправляются в камеру дожига. По внутреннему устройству и расположению камер стальные котлы могут различаться.

Для производства корпуса используется жаропрочная нержавеющая сталь, она более практична. Для изготовления внутренних элементов используются медные трубки или медные емкости.  Медные емкости используются для котлов длительного горения с выполненной обвязкой бойлера или имеющих несколько контуров.

Преимущества печей из металла:

• процесс длительного горения топлива, сведение к минимуму участия человека;
• использование различных видов топлива;
• экономичный расход и высокий КПД;
• простота использования и экологичность;
• широкий выбор устройств – от производственных до походных моделей.

Некоторые особенности изготовления печей

Котел нержавеющий длительного горения имеет довольно приличную цену, поэтому многие умельцы для небольших помещений сооружают самодельные агрегаты для отопления.  Котлы из металла, собранные своими руками, имеют меньшую мощность, так как в домашних условиях изготовить полностью изолированную и герметичную топку практически невозможно.

Зато цена более приемлема, а медные детали можно купить в специализированном магазине. Но любая погрешность в сборке может привести к необратимым последствиям и угрозе жизни и здоровью, поэтому лучше весь процесс доверить специалистам.

Стальные котлы в основном используются для нужд отопления, поэтому необоснованная экономия может привести к взрыву или повреждению всей отопительной системы.

Есть несколько вариантов изготовления котлов длительного горения. Самым простым является шахтный котел. Для его изготовления потребуются трубы и лист из металла.  В устройство самодельного котла обязательно должна входить и печная фурнитура.

Стальные котлы для туристических целей сделать намного проще, для них подойдет практически любой материал, начиная от консервных банок до труб. Походные печки топятся щепками и мелкими ветками, при этом они дают хорошее отопление и горячую еду.  Заготовить котел лучше всего дома, в этом случае печь может быть многоразового использования.

Источник: https://poluchi-teplo.ru/kotlyi/tverdo/kotel-iz-nerzhaveyushhey-stali.html

Труба для котла: применение

Труба котловая производится из кованной, катанной, сверленной или ободранной заготовки из углеродистой, легированной либо высоколегированной стали путем выплавки в мартеновских или электрических печах.

Труба котловая производится из кованной, катанной, сверленной или ободранной заготовки из углеродистой, легированной либо высоколегированной стали путем выплавки в мартеновских или электрических печах.

Применение изделий в промышленности

Труба бесшовная применяется в котельных установках разных типов и размеров.

Производство котловых труб осуществляется по разным технологиям, в зависимости от сферы применения труб.

Производство осуществляется разнообразными способами, в результате которых получаются конструкции различных характеристик, влияющих на область и условия их эксплуатации.

Как правило, изготовители и реализаторы предлагают системы бесшовные для котлов двух видов:

• холоднодеформированные, производимые из низколегированной, легированной и углеродистой стали;
• горячедеформированные, изготавливаемые из легированной и углеродистой стали.

Как правило, бесшовная котловая труба из стали производится немерной длины согласно технологии производства. Наружные диаметры и толщина стенок устанавливаются исходя из предполагаемого назначения изделий.

Труба бесшовная для котла должна быть изготовлена из марочной стали 12Х1МФ, 12Х2МФСР, 12Х11В2МФ, 12Х18Н12Т, 15ГС, 15 ХМ, 15Х1М1Ф, 20.

Поверхность, как наружная, так и внутренняя, должна быть без грубых дефектов, а именно:

Готовые бесшовные трубы в обязательном порядке проходят дефектоскопию.

• без плен;
• закатов;
• трещин;
• глубоких рисок;
• рванин;
• грубой ряби.

В противном случае они должны удаляться с помощью зачистки холодным способом либо шлифовки, расточки, полировки, обточки.

Стоит отметить, что толщина стенки в данных местах должна оставаться в минимально допустимых пределах.

Возможны допущения в виде вмятин от проката или окалины, продольных риск (при условии отсутствия острых углов), мелкой ряби и прочих дефектов, связанных с методом производства, но не более 10% толщины стенки.

Готовая бесшовная труба должна в обязательном порядке проходить дефектоскопию согласно инструкции завода-производителя по согласованию с ЦНИИТМАШ и ВНИТИ.

Концы системы обрезаются под углом 90 градусов. Обрезка некоторых бесшовных изделий (например, диаметром более 426 мм), изготовленных из легированной и углеродистой стали, возможна с применением автогена или пилы горячей резки. При осуществлении автогенной резки оставляют припуск минимум 20 мм.

Обязательная термическая обработка

Для изделий марочной стали 15 ХМ независимо от диаметра и для марочной стали 12Х1МФ диаметром до 140 мм температура окончания процесса прокатки должна достигать пределов 900 — 960 °С.

Поставка горячедеформированных деталей из марочной стали 15 ГС и 20 возможна с прокатного нагрева.

Для изделий марочной стали 15 ХМ независимо от диаметра и для марочной стали 12Х1МФ диаметром до 140 мм температура окончания процесса прокатки должна достигать пределов 900 — 960 °С, для марки 15ХМ и 950 — 990 °С для марки 12Х1МФ. Возможность обработки труб стали иных марок и прочих размеров определяется по соглашению сторон.

Для марочной стали 12Х1МФ, при условии выплавки в электропечи, возможно снижение температуры до 700 °С. Выдержка в процессе отпуска — минимум 1 час.

Для конструкций 15Х1М1Ф, при условии выплавки в электропечи, разрешено увеличение температуры нормализации до 1070 °С, а из марочной стали 12Х1МФ — до 1030 °С.

Для холоднодеформированных изделий из марочной стали 12Х1МФ, при условии выплавки в мартеновской печи, допускается увеличение температуры до 990 °С.

Макроструктура готовых систем должна быть свободна от расслоений, трещин, флокенов, которые видны без увеличительных приборов. Макроструктура контролируема в деталях с толщиной стенки от 15 мм. Поставщик имеет право самостоятельно гарантировать качество макроструктуры без осуществления специальных испытаний, но только в случае 100% контроля ультразвуковыми дефектоскопами.

Каждая бесшовная труба диаметром более 25 мм, с толщиной стенки от 3 мм должна быть снабжена маркировкой, включающей товарный знак, марку стали, номер партии.

Обозначения таких изделий

На каждую бесшовную трубу для котла (за исключением изделий из марочной стали 12Х18Н12Т), несмываемой краской наносится цветная маркировка. Нанесение осуществляется одной продольной полосой по протяженности конструкции.

Концы диаметром менее 108 мм плотно закрываются специальными колпачками либо заглушками. Холоднодеформированные элементы из марочной стали 12Х18Н12Т упаковываются в ящики или решетки, рейки (возможен иной способ, обеспечивающий безопасность транспортировки).

Трубы диаметром до 25 мм, независимо от толщины стенок, и более 25 мм с толщиной стенки до 3 мм связываются в пакеты с биркой, на которой указаны товарный знак, размер, марка стали, номер партии и номер ТУ.

Изделия диаметром более 159 мм поставляются единично.

Каждая партия поставки обязательно сопровождается документом, подтверждающим качество и соответствие требованиям ТУ.

Поделитесь полезной статьей:

:

Источник: https://experttrub.ru/dlya-otopleniya/kotlovaya.html

Жаропрочная сталь: марка, подробное описание

Жаропрочная сталь, марки и виды которой рассмотрим далее, предназначена для длительного использования с учетом воздействия высоких термических и электрических нагрузок.

Способ изготовления данного материала предусматривает последующую его эксплуатацию в течение длительного периода без деформаций. Особенности этого вида стали: высокая прочность и ползучесть.

Рассматриваемые металлы преимущественно используются для постройки конструкций ненагруженного типа, эксплуатируемых под воздействием газовой окислительной среды и температур в диапазоне от 500 до 2000 градусов по Цельсию.

Характерные особенности

Марки жаропрочных и жаростойких сталей отличаются длительной прочностью. Этот показатель подразумевает возможность противостояния материала отрицательным внешним факторам на протяжении длительного времени. Высокая ползучесть – это влияние на непрекращающуюся деформацию стали в условиях повышенной трудности в плане эксплуатации и обслуживания.

От указанных факторов зависит возможность использования материала в той или иной сфере. Ползучесть характеризует предельный процент деформации, который в рассматриваемом случае составляет от 5 процентов на 100 часов до 1 % на 100 тысяч часов.

По ГОСТУ 5632-72 любая марка жаропрочной стали не должна включать в себя добавки сурьмы, свинца, олова, мышьяка и висмута. Это обусловлено тем, что указанные материалы имеют малую температуру плавления, а это негативно сказывается на характеристиках конечного продукта.

В результате оптимальным составом для изготовления материала является железная основа с примесью хрома, никеля и прочих металлов, устойчивых к высоким температурам и окислительным процессам различного рода.

Жаропрочная сталь: марки

Ниже приведены основные марки рассматриваемого материала:

• Марка P-193 содержит не более одного процента углерода, 0,6 % марганца и кремния, а также порядка 30 % никеля и хрома, 2 % титана.
• Тинидур: углерод – до 0,13 %, марганец и кремний – не выше 1 %, хром – 16 %, алюминий – до 0,2 %, никель – 30-31 %.
• Жаропрочная сталь марки А-286 включает в себя в процентном соотношении 0,05 % углерода, 1,35 % марганца, 25 % никеля, 0,55 % кремния, 1,25 % молибдена, 2 % титана.
• Тип DVL42: 0,1 % углерода, не более одного процента марганца, 33 % никеля, 23 % кобальта, до 1 % кремния, 5 % молибдена, 1,7 % титана.
• DVL52 имеет похожий состав с указанной выше маркой, только вместо титана в состав входит до 4,5 процента тантала.
• Хромадур: 0,11 % углерода, 0,6 % кремния, 1,18 % марганца, 0,65 % ванадия, 0,75 % молибдена.

Все указанные разновидности жаропрочной стали производятся по схожей технологии, отличается только состав. Оставшаяся часть приходится на железо. Оно является основой для любых типов рассматриваемого материала.

Производство

Марки жаропрочных сталей для печей, как и их аналоги, требуют соблюдения определенных условий при выплавке.

В отличие от производства обычных сталей, в состав сплава должно интегрироваться минимальное включение углерода, что направлено на обеспечение требуемой степени прочности. В связи с этим кокс не подходит для топки печей.

Вместо него используется кислород газообразного типа. Он дает возможность достигать быстрой температуры плавления металла за короткий срок.

Как правило, рассматриваемый материал производят преимущественно из вторичного сырья. Хром и сталь помещают одновременно в печь, а сжигаемый кислород разогревает металл до степени плавления.

В процессе происходит окисление выделяемого углерода, который по технологии нужно убрать из состава сплава. Кремний в небольших количествах дает возможность защитить хром от окисления, также в начале плавления добавляется никель.

Остальные присадки смешиваются с основным сырьем в конце процесса. Температура проведения процедуры составляет порядка 1800 градусов по Цельсию.

Обработка

Обработка любой марки нержавеющей жаропрочной стали осуществляется при помощи подготовленных твердых резцов. Они изготавливаются из металлов, вмещающих кобальтовые и вольфрамовые сплавы.

Остальной технологический процесс практически идентичен обработке стандартных марок. Она проводится на штатных винторезных токарных станках с использованием стандартных смазочных и охлаждающих жидкостей.

Техника безопасности также не отличается.

Сварочные работы по рассматриваемому материалу выполняются дуговым либо аргонным методом.

Важно при этом сохранить степень качества шва на уровне основного материала, иначе могут появиться серьезные неполадки во время эксплуатации.

Применение

Рассматриваемый материал используется в условиях, когда подразумевается постоянная тепловая нагрузка на деталь.

Например, назначьте марку жаропрочной стали сильхром для клапанов либо похожих изделий, и убедитесь в ее эффективности. Также данный состав используется часто для специальных печей с высокой температурой нагрева.

Особенности стали позволяют выдержать до нескольких десятков тысяч рабочих циклов, что существенно снижает себестоимость продукции.

Аустенитные марки применяются в производстве роторов, турбинных лопастей и клапанов двигателей. Они имеют отличную сопротивляемость высоким температурам и усиленную устойчивость к вибрационным и механическим воздействиям.

Черная марка жаропрочной стали с повышенной сопротивляемостью коррозии используется преимущественно для производства конструкций, применение которых выполняется на открытом воздухе либо в условиях повышенной влажности.

К особенностям этого вида можно отнести высокое включение в составе хрома, который дает возможность повысить эффективность противостояния окислению и прочим разрушительным процессам.

Литые жаропрочные стали: марки для звеньев цепи, трубопроводов и клапанов

Среди данной категории сталей мартенситного класса, наиболее известными являются следующие марки:

• Х-5. Из этой стали производят трубопроводы, ориентированные на работу при температуре не выше 650 градусов.
• 1Х8ВФ, Х5ВФ, Х5М – используются для выпуска труб и оборудования, рассчитанного на эксплуатацию при температуре 500-600 градусов. При этом период работы ограничен (от одной до ста тысяч часов).
• 4Х9С2, 3Х13Н7С2 – выдерживают термическую нагрузку до 950 градусов по Цельсию, служат для изготовления клапанов моторов транспортных средств.
• 1Х8ВФ – марка подходит для производства паровых турбин, выдерживает нагрузку в 500 градусов с ресурсом работы не менее 10 тысяч часов.

Марки жаропрочной стали для котлов с мартенситной структурой в своей основе имеют перлит. Он меняет свое состояние, в зависимости от содержания хрома.

Для получения изделий с внутренним показателем высокотвердого сорбита, материал сначала закаливают при температуре не менее 950 градусов, после чего подвергают отпуску. К таким маркам относятся: Х10С2М, Х6С, Х7СМ, Х9С2.

Перлитные виды относятся к хромомолибденовым и хромокремнистым категориям.

Стальные сплавы, которые содержат в составе до 33 процентов хрома, относятся к жаростойким материалам с ферритной внутренней конфигурацией. Изделия из этого материала подвергаются отжигу, что позволяет сформировать мелкозернистую структуру. При нагреве таких сталей выше 850 градусов, зернистость становится выше, что приводит к увеличению хрупкости материала. Марки этой категории: Х17, 1Х12СЮ, Х25Т, Х28, 0Х17Т.

Тугоплавкие стали

Для эксплуатации изделий, выдерживающих до двух тысяч градусов, используются тугоплавкие металлы. Ниже приведены элементы, которые используются в таких составах, и их температура плавления в градусах по Цельсию:

• Ванадий – 1900.
• Тантал – 3000.
• Вольфрам – 3400.
• Ниобий – 2415.
• Молибден – 2600.
• Рений – 3180.
• Цирконий – 1855.
• Гафний – 2000.

Конфигурация этих металлов меняется при нагреве, поскольку высокая температура позволяет перевести их в хрупкое состояние. Волокнистая структура элементов достигается путем рекристаллизации тугоплавких сталей. Повышение жаропрочности материала выполняется посредством добавления специальных смесей. Подобным образом составы защищаются и от окисления.

В заключение

Другое название жаропрочной марки стали (нержавейки) – окалиноустойчивая. Подобные материалы наделяются таким качеством в процессе производства.

В результате они способны функционировать длительный период в условиях высоких термических воздействий без деформаций, проявляя при этом противостояние газовой коррозии.

Проще говоря, посредством сплавов различных элементов добиваются оптимальных качеств жаростойких материалов, в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации.

Источник: http://fb.ru/article/336493/jaroprochnaya-stal-marka-podrobnoe-opisanie

Металл котлов

Металл паровых котлов работает в очень тяжелых условиях, так как на него воздействуют давление и температуры воды и пара (пароводяной смеси), собственный вес обмуровки и неравномерного расширения деталей котельного агрегата.

Толщину стенки барабанов, коллекторов и труб, размеры деталей каркаса и т.п. определяют в зависимости от величины суммарной нагрузки и требуемого запаса прочности, обеспечивающего длительную работоспособность деталей.

Кроме прочности, металл должен обладать пластичностью (отсутствие хрупкости), противостоять коррозии и иметь хорошую свариваемость.

Поэтому для производства деталей котельных агрегатов (особенно тех, что работают под давлением) применяют высококачественные сорта сталей.

Из углеродистой стали изготовляют водяной экономайзер, экраны и барабаны котельных агрегатов, работающих при температуре до 450 °С. При температуре более 450 °С прочность углеродистой стали резко снижается.

Поэтому для изготовления деталей, работающих при более высокой температуре, применяют специальную жаропрочную сталь, в состав которой вводят небольшое количество молибдена, хрома, никеля и других химических элементов для придания металлу определенных свойств. Такая сталь называется низколегированной.

Из низколегированной стали марок 12Х1МФ и 15Х1МФ изготовляют обычно радиационные поверхности нагрева прямоточных котельных агрегатов и пароперегреватели (за исключением выходной части), работающие при температуре до 540 °С.

Наибольшей жаропрочностью обладает хромоникелевая сталь марки Х18Н12Т аустенитного класса, называемая также нержавеющей сталью, у которой легирующие добавки никеля и хрома достигают 30 % массы металла. Из этой стали изготовляют трубы выходной части пароперегревателей котельных агрегатов высокого давления, металл которых эксплатируют при температуре 570—660 °С.

В составе стали, кроме никеля и хрома, имеется небольшое количество титана, стабилизирующего структуру стали при высокой температуре. Такая сталь имеет светлую, блестящую поверхность. Основными преимуществами аустенитной стали являются ее высокая жаропрочность и способность противостоять коррозии при высокой температуре благодаря большому содержанию хрома (18 %) и никеля (12 %); отсюда и название — нержавеющая сталь.

Аустенитная сталь во много раз дороже перлитной стали.

Посмотрим, как влияют отдельные элементы химического состава стали на ее свойства.

Влияние углерода

С увеличением содержания в составе стали углерода она становится более прочной и менее пластичной. Чрезмерно высокое содержание углерода является вредным, так как слишком твердая и малопластичная сталь хуже сопротивляется разным механическим деформациям, возникающим, например, при защемлении экранных труб при растопке котла, а также ухудшается свариваемость стали.

Для изготовления поверхностей нагрева котельного агрегата, работающих при температуре пара до 450 °С, широко применяют углеродистую сталь марки 20 с содержанием углерода до 0,25 %, а для изготовления каркаса котлов — углеродистую сталь марки Ст. 3. В низколегированной стали углерод содержится в еще меньшем количестве. Например, в применяемой для изготовления пароперегревателей современных котельных агрегатов стали марки 12Х1МФ содержание углерода не должно превышать 0,15 %.

Влияние марганца

Марганец подобно углероду повышает прочность стали и несколько уменьшает ее пластичность. При плавке стали в мартеновской печи марганец способствует очистке металла от серы, образуя легко удаляемый шлак.

Применяемая для изготовления барабанов котлов сталь марки 22К содержит 0,75-1,0 % марганца. Сталь марки 20 содержит 0,35-0,65 % марганца.

Влияние кремния

Чем больше кремния в стали, тем больше её прочность и меньше пластичность. При плавке в металлургических печах его применяют для раскисления стали; соединяясь с растворенным в стали кислородом, кремний образует легко удаляемые шлаки, поднимающиеся на поверхность жидкого металла.

Влияние молибдена. Молибден повышает жаропрочность стали и ее пластичность. В стали 12Х1МФ содержится 0,25—0,5 % молибдена, в стали 15Х1М1Ф 0,9—1,1 %.

Влияние хрома

Хром повышает жаропрочность и прочность стали и понижает ее пластичность.

Перейти к контенту

Серьезные требования к маневренности ТЭС предъявляются в связи с необходимостью регулирования частоты и межсистемных Одним из способов прохождения суточных и недельных минимумов нагрузки является остановка части котлов и Продолжительность остывания турбины до температуры 150 °С, при которой по существующим правилам разрешается снимать Продолжающаяся тенденция разуплотнения графиков электрической нагрузки и роста их неравномерности, недостаточная пропускная способность межсистемных Пуск энергоблока или отдельных котлов и турбин на неблочных ТЭС является нестационарным режимом, при При определении коэффициентов регулирования и допустимого рабочего диапазона нагрузки энергоблоков максимальная мощность блока, как Подробные сведения об объеме и содержании подготовительных операций, предваряющих пуск энергооборудования, приводится в эксплуатационных Кошка представляет собой катучую грузоподъемную тележку на четырех роликах, перемещающуюся по нижним полкам двутавровой Такелажными работами называют горизонтальные и вертикальные перемещения оборудования, выполняемые при помощи специальных грузоподъемных устройств. Углерод является основным элементом, определяющим свойства стали. Чем больше углерода в стали, тем она Для определения качества сварки и механических свойств наплавленного металла одновременно со сваркой основных деталей Эксплуатация паровых турбин должна быть организована в строгом соответствии с требованиями инструкций завода-изготовителя, правил Способов складирования электроэнергии пока не существует, поэтому ее выработка всегда должна совпадать с потреблением. Частота электрического тока является важным показателем качества электроэнергии. Частота электричества в единой энергосистеме России На многих современных АЭС, в том числе и на АЭС Фокусима, установлены так называемые

Источник: http://tesiaes.ru/?p=6067

Делаем твердотопливный котел своими руками

Несмотря на кажущуюся сложность, изготовление твердотопливного котла своими руками, вполне осуществимый проект, позволяющий сократить расходы на приобретение оборудования, практически вдвое.

Потребуется правильно подобрать тип оборудования, конструкцию и выполнить все необходимые нюансы, связанные с производственным процессом.

При соблюдении рекомендаций, можно получить котел, практически не отличающийся теплотехническими характеристиками от модели, собранной в заводских условиях.

Выбираем тип изготавливаемого котла

Практически все самодельные котлы отопления на твердом топливе для частного дома, являются просто хорошей копией того оборудования, что выпускается на заводах отечественных и зарубежных производителей.

Хотя полностью воссоздать технологический процесс без специального оборудования невозможно, при изготовлении используются схемы и чертежи уже готовых моделей.При выборе типа котла, обращают внимание на КПД, требования, предъявляемые к качеству топлива и другие характеристики.

Все популярные конструкции, делятся на два вида, по особенностям расположения топочной камеры.

Шахтный с вертикальной загрузкой

Такая конструкция, впервые стала использоваться в котлах длительного горения отечественных производителей. В устройстве шахтного оборудования имеются следующие особенности:

• Используется принцип нижнего горения. В конструкции предусматриваются две дверцы: топочная и загрузочная.
• Топливо загружается в вертикальную топочную камеру. Размеры топки рассчитываются таким образом, чтобы поленья свободно опускались вниз, по мере прогорания нижнего слоя.
• Воздух подается сразу с двух сторон. Первый воздушный поток направляется сверху топочной камеры вниз, второй, распространяется внизу под колосниками и направлен к встроенному дымовому каналу.

Шахтный твердотопливный котел работает по принципу длительного горения, с применением газогенерации или пиролиза.

Изготовление модели данного типа трудоемко и требует проведения грамотных теплотехнических расчетов. На выходе, получается котел с КПД около 88%, неприхотливостью к качеству дров (допускается влажность до 42%).

Горизонтальный с боковой загрузкой

Конструкция с боковой загрузкой является классической и чаще всего, именно ее выбирают при самодельном изготовлении твердотопливного котла. По внутреннему устройству, модель напоминает обычную дровяную печь.

Самодельный твердотопливный отопительный котел с водяным контуром, использующий боковую загрузку, имеет следующие особенности:

• Вместительная топочная камера – объем топки рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить работу котла от одной закладки, в течение 4 часов.
• Топочная камера должна отделяться от зольного ящика, решеткой. В котлах, для сжигания угля, используются металлические или чугунные колосники. Дверка зольного ящика используется для регулировки интенсивности горения. Открытием и закрытием изменяются параметры тяги.
• Система дымоотведения – в зависимости от используемого принципа горения, изготавливается прямой или ломаный дымоходный канал.

Котлы с боковой загрузкой и горизонтальной топкой, имеют простую конструкцию, наиболее подходящую для самостоятельного производства.

Определяем тип горения топлива

Длительность горения топлива в самодельном твердотопливном котле, зависит от выбранной конструкции агрегата. Принято различать два основных используемых принципа работы:

1. Классическое горение.
2. Длительное горение.

При наличии необходимых инженерных навыков, возможно изготовить агрегат, способный проработать от одной закладки в течение нескольких суток.

Обычное классическое горение

Изготовление котла на твердом топливе с классическим горением своими руками, отличается простотой. Конструкция напоминает ту, что используется в дровяных печах и состоит из следующих частей:

1. Топочная камера.
2. Зольник.
3. Система дымоотведения.
4. Теплообменник.

В котлах, в качестве водяного контура, зачастую используется обычный змеевик. Особенностями внутреннего устройства классических твердотопливных котлов является:

• Скорость сгорания – от одной закладки, котел продолжает работать максимум 4 часа.
• КПД – классические модели малоэффективны. При работе, практически четвертая часть получаемого тепла, попросту уходит в дымоходную трубу.
• Тип топлива – классические котлы способны использовать любой вид твердого топлива: уголь, дрова, брикеты и т.п. Допускается сжигание дров с повышенной влажностью.

Затраты на изготовление классического твердотопливного котла меньше, чем на производство пиролизной модели, практически вдвое.

Длительное горение с пиролизом

Сделать своими руками твердотопливный котел длительного горения возможно, но, для этого потребуется провести грамотные теплотехнические расчеты и подобрать подходящий чертеж. Процесс пиролиза невозможен без двух составляющих:

1. Высокой температуры горения.
2. Ограниченного притока воздуха.

Чтобы обеспечить необходимые условия, устанавливается механический регулятор горения, а также, обкладывают камеру сгорания, шамотным кирпичом, для уменьшения теплопотерь. Подробные рекомендации относительно изготовления, находятся в статье «Изготовление пиролизного котла своими руками», расположенной на сайте.

КПД заводского котла длительного горения с пиролизом, достигает 92%.

При самостоятельном производстве, коэффициент полезного действия несколько ниже, 86-88%.

Из какого металла лучше сделать котел

От выбора металла, зависит время эксплуатации котла. При производстве в заводских условиях, существуют строгие требования, относительно типа используемого материала для каждой части котла.

Строгие требования предъявляются к составу металла, толщине стали и другим характеристикам.Подобным нормам, должен соответствовать и материал, используемый при самостоятельном изготовлении агрегата.

При выборе учитывают эксплуатационные особенности, термическое и механическое воздействие и многие другие аспекты. Для производства котла применяют сталь и чугун.

Чугун

Чугун имеет хорошие теплотехнические характеристики: устойчив к перегреву и выгоранию, долгое время сохраняет тепло. Срок эксплуатации котла, изготовленного из данного металла, составляет не менее 25 лет. Недостатком чугуна является подверженность к гидравлическим и механическим ударам, растрескивание нагретой поверхности при резком охлаждении.

Изготовление котла из чугуна в домашних условиях, невозможно. Теплообменник и другие части котла, производятся литьевым методом в плавильнях. Создать подобные условия и изготовить чугунные детали, нереально.

При изготовлении твердотопливного котла своими руками, можно использовать уже готовые элементы конструкции, изготовленные из чугуна: дверцы, колосники и т. д.

Сталь

В отличие от чугуна, сталь хорошо поддается обработке. Для производства, применяется металл, раскатанный в листы. Марки используемой стали, в зависимости от изготавливаемого узла:

• Топочная камера – обычная сталь не способна выдержать прямое воздействие огня и высокой температуры. Применение металла с низким содержанием углерода, приводит к быстрому прогоранию стенок.На заводском производстве, для изготовления топки, используют сталь с добавлением молибдена или хрома. Толщина листа не менее 5 мм. Этого же правила придерживаются и при самостоятельном изготовлении.
• Теплообменник – прямого воздействия пламени на металл не оказывается, поэтому, для производства допускается углеродистая сталь, толщиной 3 мм. Для обеспечения необходимой жесткости через 10-15 см привариваются металлические ребра, придающие конструкции прочность.

Сталь удобна в обработке, но имеет недостатки, связанные с эксплуатацией:

• Предельная нагрузка давления в системе отопления – при увеличении нагрузки свыше 2 мБар, стенки теплообменника выгибаются, со временем теряют прочность.
• Срок эксплуатации стальной топки, не больше 10-15 лет.

В виду сложности обработки чугуна, при самостоятельном изготовлении котла, применяется исключительно жаропрочная толстостенная сталь.

Тип теплообменника самодельного котла

От того, как сконструирован теплообменник, зависит КПД и остальные теплотехнические характеристики котла: время прогревания помещения, возможность работы в режиме пиролиза и т.п.

Устройство рассчитывается для максимальной аккумуляции вырабатываемого тепла с наименьшими теплопотерями и передачи энергии теплоносителю.

В котлах используется две базовых конструкции теплообменника, отличающихся показателями энергоэффективности. Традиционно, это «водяная рубашка» и змеевик.

Внешняя водяная рубашка

Если необходимо увеличить КПД, уменьшить вероятность перегрева теплоносителя, за счет более равномерного прогрева, используется теплообменник в виде водяной рубашки.Принцип «рубашки» основан на том, что жидкая среда, буквально окружает всю топочную камеру.

Независимо от интенсивности горения и степени горения огня, осуществляется нагрев теплоносителя. В моделях длительного горения пиролизного типа, теплообменник дополнительно окружает ломаный дымовой канал, что увеличивает КПД, приблизительно на 5%.

У данной конструкции есть свои недостатки:

1. Ограничения по давлению в системе отопления.
2. Большие затраты, связанные с ремонтом и обслуживанием.

При изготовлении в домашних условиях, теплообменник «водяная рубашка», требует больших материальных затрат и высокого качества проведения сварных работ. Некачественные сварочные швы, дадут течь уже через несколько недель эксплуатации и приведут к остановке агрегата.

Встроенный змеевик

В классических моделях котлов, в виде теплообменника, чаще всего используют обычную изогнутую трубку – змеевик. Нагрев осуществляется проточным способом. Теплоэффективность встроенного змеевика меньше чем у водяной рубашки.Данное решение имеет следующие особенности:

• На эффективность нагрева влияет интенсивность горения.
• Использование змеевика, требует тщательного контроля над температурой нагрева теплоносителя. При перегреве происходит нарушение герметизации змеевика.
• Змеевик можно установить в любую модель, независимо от размеров самодельного котла.
• Второй змеевик, может использоваться для нагрева горячей воды.

Установка встроенного змеевика требует меньших материальных затрат.

Водяной контур данного типа, проще в обслуживании, но имеет меньшую теплоэффективность.

Из чего лучше сделать колосники

В стальных котлах, традиционно используются металлические колосники. Сталь не лучшим образом реагирует на чрезмерный нагрев. Поэтому, после нескольких лет эксплуатации, решетку приходится менять. При усовершенствовании твердотопливного котла, стальные колосники часто заменяют на чугунные.

Преимуществ у данного решения несколько:

• Чугун устойчив к выгоранию и деформации – температура плавления не менее 1500°С, что невозможно достичь в бытовых условиях. Чугунные колосники проработают практически без деформации 20-25 лет.
• Применение угля, приводит к усиленному сажеобразованию, что в сочетании с влагой, оставшейся в топливе, образовывает конденсат – сильную кислоту, разъедающую металл. Чугун устойчив к воздействию кислот, чего нельзя сказать о стали.

Колосники из чугуна, несколько увеличивают общий вес котла, что необходимо учитывать при выборе материала.

Материалы для внешней теплоизоляции котла

При сжигании твердого топлива, рабочая температура нагрева, достигает 550°С, у пиролизных агрегатов, превышает 600°С. Теплоизоляция котла, служит для обеспечения безопасности эксплуатации и снижения теплопотерь к минимуму.При проведении изоляционных работ используют следующие материалы:

• Первичная теплоизоляция – рекомендуется обложить топочную камеру шамотным кирпичом.
• Вторичная изоляция – стенки и дно котла, обкладываются базальтовым негорючим теплоизоляционным материалом. Толщина плиты, варьируется от 4 до 8 см, в зависимости от мощности агрегата.

Базальтовый утеплитель способен выдерживать нагрев, до 1200°С.

Большинство производителей твердотопливного оборудования, использует именно такую изоляцию в конструкции котла.

Правильная краска для покраски корпуса котла

Окрашивание корпуса выполняется порошковыми термостойкими красками. Главными требованиями, предъявляемыми к ЛКМ, являются:

1. Устойчивость к механическим повреждениям.
2. Стойкость к термическому воздействию.

3. Отсутствие шелушения, спустя несколько лет эксплуатации.
4. Хорошая адгезия.

Современные лакокрасочные материалы, способны выдерживать прямое воздействие огня без потери защитных свойств.

При выборе, ориентируются на порошковые краски, прямо предназначенные для окрашивания котлов.

Изготовление твердотопливного котла требует тщательного планирования и теплотехнических расчетов, использования грамотных чертежей, а также, правильного подбора комплектующих и расходных материалов. При соблюдении рекомендаций, у котла, изготовленного своими руками, будут хорошие теплотехнические характеристики и параметры.

Источник: http://avtonomnoeteplo.ru/otopitelnye_kotly/160-kotly-dlya-otopleniya-zagorodnogo-doma.html

Какой котел выбрать: стальной или чугунный?

14.05.2017 1078

При выборе отопительного котла материал, из которого изготовлена его «начинка», становится одним из наиболее важных факторов. И здесь, пожалуй, у покупателей возникает больше всего предубеждений: одни считают приемлемым вариантом только чугунные котлы, другие – исключительно стальные.

На практике однозначного ответа на вопрос, что лучше – чугун или сталь? – дать невозможно. У обоих типов изделий есть как сильные, так и слабые стороны, потому перед покупкой нужно проанализировать и плюсы приглянувшегося варианта, и его минусы.

Для производства газовых, жидкотопливные и твердотопливных котлов может использоваться листовая сталь – либо специальная, котловая, либо жаропрочная, с дополнительной обработкой противокоррозионными составами.

Если проанализировать мнения специалистов и отзывы владельцев, то основными плюсами стальных котлов будут следующие:

• Низкая (по сравнению с чугунными изделиями сопоставимого класса и мощности) стоимость. Это обеспечивается менее трудоемкой технологией обработки листовой стали.
• Повышенный КПД. Увеличение эффективности происходит в первую очередь за счет усовершенствования конструкции котла (повышение надежности теплообменника, добавление охлаждаемых колосников и конвекционных каналов и т.д.).
• Ударная прочность. Сталь, в отличие от чугуна, пластична, и потому риск, что котел треснет при погрузке или транспортировке, у стального изделия в разы ниже.
• Большая устойчивость котла к изменению температуры на входе. В результате сам котел лучше переносит экстремальные давления, обеспечивая повышение безопасности.
• Облегчение обслуживания. Чистить теплообменники у котлов из стали легче, чем приводить в порядок чугунные изделия.
• Ремонтопригодность. Стальные элементы конструкции относительно легко чинятся сварным способом, что позволяет не только «продлить жизнь» изделию, но и реанимировать, казалось бы, полностью «убитый» котел.

Все эти преимущества и объясняют популярность и востребованность стальных котлов на рынке отопительных приборов.

Минусы

Есть у котлов из стали и недостатки. Слабые стороны гораздо более выражены у бюджетных моделей (как правило, при их производстве используется тонкая сталь с низкой жаростойкостью), но и продукция компаний с мировым именем от них не избавлена.

Основные минусы:

• Повышенная вероятность деформации при воздействии слишком высоких температур.
• Риск прогорания котла при длительном использовании в активном режиме (особенно – без надлежащего обслуживания и профилактики).
• Существенно меньший – если сравнивать с чугунными изделиями – срок службы.

Конечно, эти недостатки нельзя называть фатальными. Да и компенсируются они достаточно просто – в первую очередь за счет подбора качественной модели с нужной мощностью (при необходимости вам помогут эксперты компании «Альфатэп») и своевременного обслуживания.

Наиболее требовательные к термостойкости детали чугунных котлов производятся литьевым методом. С одной стороны, это позволяет минимизировать количество сварных стыков, но с другой – усложняет производство.

Так что зачастую сложные котлы собираются из отдельных секций с помощью резьбовых соединений на термостойких герметиках.

В результате получается конструкция, способная справиться с экстремальными температурами без каких-либо последствий.

У чугунных котлов, таких как Protherm Гризли 150 KLO есть целый ряд плюсов:

• Повышенная коррозионная стойкость. Чугун (по сравнению со сталью) значительно менее подвержен окислению. Потому даже при регулярном нагреве чугунные детали сохраняют свою целостность и не разрушаются.

Что немаловажно, чугун также стоек к электрохимической коррозии, т.е. не деградирует в месте контакта с цветными металлами.

• Большая мощность при одинаковых габаритах. Если сравнить чугунную и стальную конструкцию сопоставимой мощности, то чугунный котел будет более компактным – иногда это очень важно!
• Меньшая восприимчивость к накипи. Отсутствие солевых отложений на теплообменниках повышает КПД за счет увеличения теплопроводности. При этом даже если накипь со временем образуется — она легко удаляется при промывке системы.
• Больший срок службы. За счет высокой прочности и химической инертности чугуна ресурс котла может достигать 25 лет, а при бережном использовании и регулярной профилактике – и существенно превышать этот срок.