Модульна транспортабельна автоматизована котельня

Реферат: Модульна транспортабельна автоматизована котельня містить водонагрівні котли, виконані у вигляді котельних модулів повної заводської готовності, насосне устаткування, термогідравлічний розподільник, установку водопідготовки, трубопроводи із запірною і регулюючою арматурою, електрощит та блок автоматики. Котельня додатково містить від 2 до 6 котельних модулів WESSEX із забезпеченням потужності від 200 кВт до 1320 кВт, причому котельня виконана у вигляді розміщеної в одному придатному для транспортування контейнері закінченої автономної установки, готової до експлуатації після підключення зовнішніх інженерних мереж. UA 68809 U (54) МОДУЛЬНА ТРАНСПОРТАБЕЛЬНА АВТОМАТИЗОВАНА КОТЕЛЬНЯ UA 68809 U UA 68809 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі теплоенергетики і стосується модульної транспортабельної автоматизованої котельні, призначеної для опалення і/або гарячого водопостачання об'єктів, віддалених від відповідних централізованих мереж. Із рівня техніки відомі численні конструкції транспортабельних блочно-модульних котелень: В патенті України на корисну модель UA 273 U, F22B333/00, опубл. 25.12.1998 описана транспортабельна котельна установка, що містить котел і системи водопідготовки, автоматики, подачі палива, блочно встановлені у транспортабельному боксі із забезпеченням необхідних проходів і площадок обслуговування, у якій котел виконано паровим, установка обладнана двома пластинчастими теплообмінниками і паровою магістраллю, причому теплообмінники з'єднані паралельно з котлом по замкнутому циклу, один із них з'єднаний з магістраллю гарячого теплопостачання, а другий із магістраллю гарячого водопостачання. Установка здатна видавати три види теплоносія - гарячу воду для опалення, для гарячого водопостачання, а також насичену пару для технологічних потреб. Працює в автоматичному режимі. Складання котельні здійснюють на заводі-виробнику "під ключ". Паливо - мазут, дизпаливо, природний газ. Зважаючи на габаритні розміри, для її транспортування необхідні відповідні транспортні засоби і дозволи автодорожніх служб. Крім того, в матеріалах заявки відсутні дані про можливість встановлення котельні на даху обслуговуваної будівлі. В заявці на патент України на корисну модель UA 67908 А, Е04В1/00, опубл. 15.07.2004 описаний спосіб облаштування автономної міні-котельні, що передбачає монтаж у верхніх частинах будівлі котельної установки, що містить один або кілька міні-котлів вітчизняного виробництва і необхідне теплотехнічне обладнання. Міні-котельну складають на заводівиробнику крупними модулями, які монтують на місці експлуатації. Недоліками такої мінікотельні є необхідність монтажу на місці, а також потреба у окремому приміщенні або принаймні в огорожі і дашку. В патенті Росії на корисну модель RU 15508 U1, F22B333/00, опубл. 20.10.2000 описана транспортабельна блочно-модульна котельна установка, що містить рамну основу, несучий каркас, встановлений на ньому дах, який встановлюють після розміщення всередині на різних рівнях модулів теплотехнічного обладнання. Рішення стосується конструктивного виконання власне контейнера, призначеного для транспортування залізною дорогою. При цьому в описі не згадано про можливість встановлення котельної установки на даху обслуговуваної будівлі. Конструкція установки передбачає складальні роботи на місці її монтажу. В заявці на патент Росії на корисну модель RU 2007119695 A, F24H1/00, опубл. 10.12.2008 описана модульна котельня, що містить один або два водогрійних котли, оснащені установкою водопідготовки і витяжною трубою, вентилятор, димосос, мережні і циркуляційні насоси, пульт керування, теплообмінники, розміщена всередині 20- або 40-тонного залізничного контейнера, призначеного для перевезення повітряним, водним чи автомобільним транспортом. Зважаючи на вагу, установка не придатна для встановлення на даху будівлі. Крім того, вона транспортабельна, але через значні габарити для її транспортування потрібні дозволи і супровід дорожніх служб. Найближчим аналогом заявленої корисної моделі за функціональністю і технічною суттю є модульна котельна установка згідно з патентом РФ на корисну модель RU 22522 U1, F22B333/00, опубл. 10.04.2002, яка містить один чи кілька котельних модулів, модулі водопідготовки, деаерації води, блоки керування і видалення димових газів, трубопроводи та лінії керування і контролю. Технічне рішення полягає у тому, що модулі виконані у вигляді контейнерів повної заводської готовності і містять силові механічні кріпильні елементи, а також елементи з'єднання трубопроводів модулів між собою з компенсаторами похибок монтажу. При цьому котельні модулі монтуються між собою в єдину установку в горизонтальній або у горизонтальній і вертикальній площинах, а кожний котельний модуль містить котел з пальником, економайзер, тягопродувну машину, блок підготовки палива, блок керування, лінії керування і контролю. Складання котельної установки з окремих модулів здійснюється на місці встановлення з використанням зварювання. У матеріалах заявки відсутні дані про можливість встановлення котельної установки на даху. Задача, поставлена в основу корисної моделі, полягає у розробці модульної транспортабельної автоматизованої котельні для опалення і/або гарячого водопостачання об'єктів, віддалених від відповідних централізованих мереж, у якій за рахунок високої енергоефективності використаних котлових модулів та раціональної компоновки вузлів забезпечене поєднання широкого діапазону продуктивності без додаткового переналагоджування, зручності обслуговування, а також компактності конструкції і габаритних 1 UA 68809 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розмірів і ваги котельні, які роблять можливим її транспортування без спеціальних дозволів і узгоджень, а також встановлення на даху обслуговуваної будівлі. Заявлене технічне рішення полягає у тому, що модульна транспортабельна автоматизована котельня, що містить водонагрівні котли, виконані у вигляді котельних модулів повної заводської готовності, насосне устаткування, термогідравлічний розподільник, установку водопідготовки, трубопроводи із запірною і регулюючою арматурою, електрощит та блок автоматики, згідно з корисною моделлю, містить від 2 до 6 котельних модулів WESSEX із забезпеченням потужності від 200кВт до 1320кВт, причому котельня виконана у вигляді розміщеної в одному придатному для транспортування контейнері закінченої автономної установки, готової до експлуатації після підключення зовнішніх інженерних мереж. У переважній формі виконання котельна розміщена у контейнері, який конструктивно виконаний з можливістю транспортування до місця монтажу автомобільним, залізничним, водним транспортом, а також з можливістю монтажу на даху обслуговуваної будівлі. Блок автоматики заявленої котельні містить контролер, виконаний зі здатністю здійснення дистанційного моніторингу котельні, а також передачі сповіщень аварійної сигналізації дротовим зв'язком на диспетчерський пульт або у вигляді SMS через GSM-сигналізатор, а також систему керування газовими пальниками, виконану зі здатністю забезпечити відповідний європейським екологічним нормативам низький вміст шкідливих речовин у відхідних газах у всьому діапазоні потужності котельні. Ознаки та переваги корисної моделі детальніше пояснюються далі на прикладі виконання з посиланнями на креслення. На них схематично представлено: Фіг.1. Модульна транспортабельна автоматизована котельня; вид зверху, без даху контейнера; Фіг.2. Ізометричне зображення розміщення основних вузлів; Фіг.3. Ізометричне зображення зовнішнього вигляду котельні. На Фіг.1 зображена заявлена модульна автоматизована котельня, функціональні вузли якої скомпоновані у придатному для транспортування контейнері 1, виконаному на базі стандартного металевого каркаса, обшитого металевими профільованими листами. Усі модифікації типового ряду заявленої котельні мають значення ширини і висоти контейнера (2450мм і 2700мм відповідно), а також довжини (4500мм або 6000мм - в залежності від теплової потужності), узгоджені з правилами перевезення вантажів автомобільним і/або залізничним транспортом без спеціальних дозволів автодорожніх служб і додаткового оснащення. Контейнер розрахований на встановлення котельні на ґрунт. Крім того, вагове навантаження на одиницю площі основи контейнера дозволяє встановлювати котельні на даху обслуговуваної будівлі без додаткового підсилення бетонних конструкцій перекриттів. У контейнері 1 встановлено водонагрівні котли, виконані у вигляді котельних модулів 2 повної заводської готовності, які в залежності від необхідної потужності котельні та зовнішніх умов експлуатації розміщені поруч один з іншим і/або у вигляді вертикальної стійки. Крім того, в контейнері розміщені котловий насос 3, термогідравлічний розподільник 4, триходовий клапан 5, насос 6 системи теплопостачання, підвищувальні насоси 7, установка 8 водопідготовки, блок 9 автоматики, електрощит 10, а також не зображені елементи підведення і відведення зовнішніх інженерних мереж. Всі ці вузли і агрегати, а також необхідні для функціонування котельні водо- і газотрубопроводи із запірною та регулюючою арматурою розміщені в контейнері вкрай раціонально і компактно, завдяки чому забезпечується не лише ефективна робота автоматизованої котельні, але й доступ до вказаних вузлів і агрегатів для контролю, обслуговування, налагоджування чи ремонту. Доступ персоналу для виконання вказаних дій здійснюється через двері 11, розміщені на передній торцевій стінці контейнера 1. Крім того, у контейнері передбачено також вікна 12 і вентиляційні отвори. У заявленій автоматизованій котельні використано від 2 до 6 високопродуктивних котельних модулів WESSEX з попереднім змішуванням газу з повітрям із забезпеченням діапазону теплової потужності від 200кВт до 1320кВт. Вказані котлові модулі містять газові пальники з плавним регулюванням параметрів, які забезпечують високу продуктивність котла і ефективно узгоджують робочі параметри котельного обладнання з характеристиками навантаження. Котли серії WESSEX обладнані системою повного контролю параметрів пальників попереднього змішування. Електронний термостат здійснює контроль робочих умов котла і автоматично регулює вихідну потужність пальника у відповідності з цими умовами. Система контролю співвідношення газ/повітря забезпечує чисте і ефективне спалювання газоповітряної суміші у всьому діапазоні продуктивності котла - від 20 % до максимальної при низьких значеннях концентрації шкідливих речовин (NOx) у димових газах, які відповідають європейським 2 UA 68809 U 5 10 15 20 25 30 35 екологічним нормам. Компактна конструкція котла дозволяє досягати значень вихідної 2 потужності до 985кВт на 1м , що значно зменшує розміри займаного котлом простору порівняно з традиційними котлами. Котли серії WESSEX поставляються у повній заводській готовності і не потребують додаткових складальних робіт на об'єкті. Для зменшення пульсацій тиску газу у внутрішньому газопроводі при запуску котлів підвідний газопровід всередині котельні виконано збільшеним діаметром, завдяки чому він функціонує як демпферна ємність. Завдяки встановленню термогідравлічного розподільника 4 забезпечене збільшення об'єму води у котловому контурі. За допомогою триходового клапана 5 здійснюється регулювання теплової потужності модульної транспортабельної автоматизованої котельні в залежності від температури навколишнього середовища. У разі відсутності у користувача тепла окремого теплопункту і підвищувальних насосів, в котельні може встановлюватись додатково мережний насос 6 і підвищувальні насоси 7. Установка 8 водопідготовки здійснює пом'якшення та знекиснення води для теплофікаційних контурів. У блоці 9 автоматики розміщений контролер, який здійснює автоматичне керування усіма процесами в котельні, забезпечуючи її роботу в автоматичному режимі без обслуговуючого персоналу. Зокрема він розподіляє необхідну теплову потужність між окремими котловими модулями, слідкуючи за ротацією їх експлуатації для забезпечення рівномірного використання ресурсу кожного з них. Завдяки наявності такого контролера заявлена автоматизована котельня може бути залучена до системи моніторингу, яка дозволяє здійснювати дистанційне спостереження за роботою котельні. У разі виникнення аварійних чи інших нештатних ситуацій здійснюється надсилання сповіщень аварійної сигналізації дротовим зв'язком на диспетчерський пульт або у вигляді SMS через GSM-сигналізатор. Компоновку вузлів заявленої котельні представлено в ізометричному зображенні на Фіг.2, на якій наочно видно взаємне їх розташування. Для зручності зображено лише основу контейнера. Зовнішній вигляд котельні в ізометричному зображенні представлено на Фіг.3. Завдяки використанню сучасних вузлів та агрегатів, їх раціональному розміщенню та умілому монтуванню забезпечено низький рівень шуму і вібрації, що особливо суттєво у разі встановлення котельні на даху обслуговуваної будівлі. Завдяки концептуальному вирішенню модульної транспортабельної автоматизованої котельні у формі конструктивного типоряду значно спрощується проектування і мінімізуються витрати на проектні роботи для створення котелень різної потужності. Завод-виробник поставляє заявлену котельню у стані повної готовності; вона може бути введена в експлуатацію після монтування на об'єкті, встановлення димових труб 13 і під'єднанання відповідних інженерних мереж. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Модульна транспортабельна автоматизована котельня, що містить водонагрівні котли, виконані увигляді котельних модулів повної заводської готовності, насосне устаткування, термогідравлічний розподільник, установку водопідготовки, трубопроводи із запірною і регулюючою арматурою, електрощит та блок автоматики, яка відрізняється тим, що містить від 2 до 6 котельних модулів WESSEX із забезпеченням потужності від 200 кВт до 1320 кВт, причому котельня виконана у вигляді розміщеної в одному придатному для транспортування контейнері закінченої автономної установки, готової до експлуатації після підключення зовнішніх інженерних мереж. 2. Котельня за п. 1, яка відрізняється тим, що конструктивно контейнер виконаний з можливістю транспортування до місця монтажу автомобільним, залізничним, водним транспортом. 3. Котельня за п. 1, яка відрізняється тим, що виконана з можливістю монтажу на даху обслуговуваної будівлі. 4. Котельня за п. 1, яка відрізняється тим, що блок автоматики містить контролер, виконаний з можливістю здійснення дистанційного моніторингу котельні, а також передачі сповіщень аварійної сигналізації дротовим зв'язком на диспетчерський пульт або у вигляді SMS через GSM-сигналізатор. 5. Котельня за п. 1, яка відрізняється тим, що блок автоматики містить систему керування газовими пальниками, виконану з можливістю забезпечити відповідний європейським 3 UA 68809 U екологічним нормативам низький вміст шкідливих речовин у відхідних газах у всьому діапазоні потужності котельні. Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4