Жаротрубный и водотрубный котел — разница

Жаротрубные и водотрубные котлы представляют собой два основных вида промышленного отопительного оборудования, в перечень задач которого входит обогрев помещений промышленных зданий и получения пара для технологических нужд. Главным отличием двух типов промышленных котлов выступает процесс нагрева теплоносителя — в жаротрубных моделях внутри труб теплообменника перемещаются продукты сгорания топлива, а в водотрубных моделях по трубам теплообменника перемещается теплоноситель.
Жаротрубные приборы были изобретены существенного раньше водотрубных котлов и служили источником энергии для первых паровых двигателей. Появление водотрубных приборов отопления существенно повысило надежность отопления промышленных зданий, а высокая эффективность процесса получения перегретого пара высокого давления обеспечила широкое применение котлов этого типа в сфере электроэнергетики.

Принцип работы и особенности жаротрубных котлов

Конструкция жаротрубных котлов представляет собой резервуар с теплоносителем, внутри которого расположена камера сгорания топлива и проходят стальные трубы основного теплообменника. По этим трубам перемещаются продукты сгорания угля или природного газа, которые нагревают теплоноситель.
Принцип работы жаротрубного котла заключается в передаче энергии от сгорающего топлива к теплоносителю отопительного контура. Металлические поверхности теплообмена обеспечивают хорошую передачу тепла, а перемещение теплоносителя исключает локальный перегрев металла продуктами сгорания топлива с высокой температурой.
Из особенностей работы жаротрубных моделей отопительного оборудования отметим достаточно высокую инерционность передачи тепла, а также необходимость установки станций водоподготовки сетевой воды. В качестве меры повышения эффективности процесса теплопередачи очень часто используют двух и трехходовую конструкцию топки. В первом варианте работы используется реверсивная топка, а во втором — еще один пучок дымогарных труб, которые меняют направление движения дымовых газов на 180° перед их отправкой в дымоход.

Принцип работы и особенности водотрубных котлов

Принцип работы водотрубных агрегатов аналогичен принципу работы жаротрубных котлов, а все основные отличия заключены в конструкции узла передачи тепловой энергии от сгорающего топлива к теплоносителю. В водотрубных приборах отопления теплоноситель находится внутри труб теплообменника, рабочая часть которого размещена прямо внутри камеры сгорания. Такая конструкция позволяет существенно уменьшить рабочий объем теплоносителя, увеличить скорость его перемещения и снизить общую инерционность агрегата.
Из конструктивных особенностей водотрубных котлов отметим повышенные требования к качеству труб теплообменника — работы при высоких температура внутри топки требует повышенной жаропрочности металла для изготовления труб. Также необходимо отметить и несколько вариантов конструкции самой камеры сгорания — топки водотрубного котла. Двух и трехходовые конструкции топки увеличивают путь прохождения продуктов сгорания и повышают общий КПД конструкции.
Важным отличием паровых водотрубных котлов выступает их повышенная производительность по получению пара, а также высокие предельные значения давления и температуры насыщенного или перегретого пара. Такая особенность определяет преимущество данного типа отопительной техники в сфере электроэнергетики.

Сравнение жаротрубных и водотрубных котлов

Преимущества и недостатки двух видов промышленных котлов

И тот и другой тип отопительных агрегатов обладают целым рядом преимуществ, но каждый вид также имеет и свои недостатки.
Из комплекса преимуществ жаротрубных котлов отметим несколько основных факторов, которые определяют их сохраняющуюся популярность в промышленном секторе:

• простая и надежная конструкция жаротрубных агрегатов определяет более низкую цену отопительного прибора;
• большая площадь контакта теплоносителя с продуктами сгорания топлива снижает требования к жаропрочности металлических труб теплообменника;
• • легкость и простота гарантийного и сервисного обслуживания снижают профессиональные требования к квалификации обслуживающего персонала;
• Из недостатков жаротрубных котлов стоит отметить высокую взрывоопасность, повышенные требования к качеству сетевой воды и большую инерционность отопительного агрегата, которая не позволяет быстро отрабатывать резкие колебания наружных температур.
  Из главных преимуществ водотрубных котлов выделим несколько факторов, которые объясняют растущую популярность этого вида техники:
• быстрый нагрев сетевой воды определяет низкую инерционность отопительного контура, который максимально приспособлен для точного поддержания заданной температуры;
  небольшой объем теплоносителя снижает параметры веса и габаритов отопительного прибора;
• высокая скорость перемещения теплоносителя в месте его контакта с продуктами сгорания снижает требования к качеству сетевой воды и не требует обязательной установки станций водоподготовки;
• прямой контакт сгорающего топлива с жаропрочными трубами теплообменника обеспечивает высокую эффективность получения перегретого пара, что особенно важно для паровых агрегатов электрических турбин;
• компактная конструкция и отработанные технологии обработки металлов существенно увеличивают общий срок эксплуатации и бесперебойной работы котлов водотрубного типа.

Из недостатков котлов с теплоносителем внутри труб теплообменника необходимо отметить повышенную цену, сложность технического обслуживания и высокие требования к качеству сварных соединений.

Отличия и сферы применения двух видов отопительной техники

Принципиальная разница в конструкции узла контакта продуктов сгорания с теплоносителем определяют и основные отличия и сферы применения промышленных котлов водотрубного и жаротрубного типа:

• агрегаты с водяной конструкцией теплообменника находят оправданное применение в промышленных системах отопления с повышенными требованиями к точности поддержания температуры внутри отапливаемых зданий;
• жаротрубные котлы промышленного типа хорошо подходят для получения насыщенного пара небольшого давления и температуры. Такие требования имеют большинство технологических процессов в области деревообработки, в пищевой промышленности и в сфере фармацевтики;
• агрегаты жаротрубного типа плохо приспособлены для получения большого количества нагретой воды для контура горячего водоснабжения с бойлерами косвенного нагрева.

Более низкая цена мощных котлов жаротрубного типа часто выступает решающим аспектом выбора для систем отопления больших производственных зданий с небольшим требованиями к точности поддержания температуры.