Projektowanie kotłowni wodnych na paliwa ciekłe i gazowe

W niniejszym opracowaniu przedstawiono zagadnienia związane z projektowaniem nowoczesnych, niskoparametrowych kotłowni wodnych na paliwa ciekłe i gazowe, małej i średniej wielkości.

Rozdział pierwszy poświęcono charakterystyce paliw i procesu spalania oraz konstrukcjom kotłów i palników. Zapoznanie się z nimi ułatwia zrozumienie działania i prawidłowy dobór urządzeń. Podstawy projektowania, omówione w rozdziale drugim, obejmują zasady przygotowania bilansu cieplnego kotłowni, ogólny opis schematów ideowych instalacji kotłowni oraz zasady wykonywania obliczeń hydraulicznych. Szczegółowe informacje na temat urządzeń i armatury W poszczególnych obiegach - grzewczych i ciepłej wody użytkowej oraz sposoby ich wymiarowania zamieszczono w rozdziale trzecim i czwartym. Instalacje paliwowe i magazynowanie paliw są przedmiotem rozdziału piątego. Instalacje spalinowe i powietrzno-spalinowe omówiono w rozdziale szóstym. Wymagania stawiane pomieszczeniom, w których są zainstalowane kotły oraz ich wyposażenie przedstawiono w rozdziale siódmym. Ostatni, ósmy rozdział zawiera podstawowe warunki wykonania i odbioru kotłowni. W załącznikach zamieszczono schematy ideowe prezentujące wybrane rozwiązania, wraz z kompletną armaturą instalacyjną.

Pracę oparto na materiałach źródłowych, wśród których znalazły się aktualne do czasu przygotowania publikacji przepisy prawne i normy, materiały informacyjne wytwórców urządzeń oraz literatura przedmiotu. Wykorzystano także doświadczenia nabyte w czasie pracy projektowej i dydaktycznej Autorki.

Książka jest przeznaczona dla studentów Wyższych uczelni technicznych, będących słuchaczami kierunków i specjalności związanych z inżynierią środowiska, inżynierią sanitarną i ogrzewnictwem. Może ona również stanowić materiał pomocniczy dla osób zajmujących się zawodowo projektowaniem.

SPIS TREŚCI:

WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ I SKRÓTÓW 7

WSTĘP 11

1. CHARAKTERYSTYKA PALIW I PROCESU SPALANIA  13
1.1. Charakterystyka paliw 13
1.1.1. Paliwa gazowe 14
1.1.2. Paliwa ciekłe 21
1.2. Procesy spalania paliw 24
1.2.1. Spalanie paliw gazowych 28
1.2.2. Spalanie paliw ciekłych 34
1.2.3. Wpływ produktów spalania na urządzenia i środowisko 37
1.3. Kotły wodne na paliwa ciekłe i gazowe 39

2. PODSTAWY PROJEKTOWANIA KOTŁOWNI 56
2.1. Klasyfikacja kotłowni 56
2.2. Parametry obliczeniowe 57
2.2.1. Parametry obliczeniowe obiegu wody grzejnej 57
2.2.2. Parametry obliczeniowe ciepłej wody użytkowej 60
2.3. Bilans mocy cieplnej 60
2.3.1. Bilans mocy cieplnej do ogrzewania 60
2.3.2. Bilans mocy cieplnej do przygotowania ciepłej wody użytkowej 61
2.3.3. Bilans mocy cieplnej kotłowni i dobór kotłów 71
2.4. Schematy ideowe kotłowni 74
2.4.1. Schematy ideowe kotłowni wyposażonych w kotły standardowe i niskotemperaturowe  77
2.4.2. Schematy ideowe kotłowni wyposażonych w kotły kondensacyjne 88
2.4.3. Schematy ideowe kotłowni wyposażonych w kotły tradycyjne i kondensacyjne 92
2.4.4. Schematy ideowe kotłowni wyposażonych w kotły wiszące tradycyjne lub kondensacyjne  95
2.4.5. Schematy ideowe kotłowni wielopaliwowych 99
2.5. Zasady obliczeń hydraulicznych 100

3. OBIEGI WODY GRZEJNEJ 104
3.1. Pompy obiegowe 104
3.1.1. Pompy obiegów grzewczych 108
3.1.2. Pompy mieszające 114
3.1.3. Pompy kotłowe i kolektorowe 116
3.1.4. Pompy obiegu pierwotnego wymiennika ciepłej wody użytkowej 120
3.2. Sprzęgło hydrauliczne 122
3.3. Armatura regulacyjna 126
3.3.1. Armatura regulacyjna pośredniego działania 126
3.3.2. Armatura regulacyjna bezpośredniego działania 134
3.3.3. Armatura regulacji ręcznej 136
3.4. Układy sterowania i regulacji 139
3.5. Urządzenia zabezpieczające i stabilizujące ciśnienie  149
3.5.1. Zabezpieczenie kotła i instalacji 149
3.5.2. Zawór bezpieczeństwa 152
3.5.3. Naczynie wzbiorcze przeponowe 156
3.5.4. Naczynie wzbiorcze otwarte 161
3.5.5. Instalacja napełniania i uzupełniania zładu 163
3.6. Separacja powietrza 168
3.7. Separacja zanieczyszczeń 169
3.8. Armatura odcinająca, spustowa i zwrotna 171
3.9. Armatura kontrolno-pomiarowa 172
3.9.1. Pomiar ciśnienia 172
3.9.2. Pomiar temperatury 173
3.9.3. Pomiar strumienia objętości 174
3.10. Rurociągi 174

4. INSTALACJA CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ 176
4.1. Przygotowanie i magazynowanie ciepłej wody użytkowej 176
4.2. Pompy w obiegach ciepłej wody użytkowej 181
4.2.1. Pompa cyrkulacyjna ciepłej wody 181
4.2.2. Pompa ładująca zasobnik ciepłej wody 184
4.3. Armatura zabezpieczająca i stabilizująca ciśnienie 185
4.3.1. Zawór bezpieczeństwa 186
4.3.2. Naczynie wzbiorcze przeponowe 188
4.3.3. Armatura regulacji ciśnienia 189
4.4. Zabezpieczenie przed wtórnym skażeniem wody wodociągowej 189
4.5. Zabezpieczenie przed zagrożeniem mikrobiologicznym 192
4.6. Separacja zanieczyszczeń194
4.7. Armatura odcinająca, spustowa i zwrotna 195
4.8. Armatura kontrolno-pomiarowa 195
4.8.1. Wodomierze 195
4.8.2. Manometry i termometry 196
4.9. Rurociągi 197

5. INSTALACJE PALIWOWE I MAGAZYNOWANIE PALIW 200
5.1. Bilans paliwa 200
5.2. Instalacja gazowa 206
5.3. Instalacja zbiornikowa gazu skroplonego 212
5.4. Instalacja i magazynowanie oleju opałowego 216

6. INSTALACJA ODPROWADZANIA SPALIN 225
6.1. Przewody spalinowe 225
6.2. Przewody powietrzno-spalinowe 231
6.3. Uwarunkowania ciśnieniowe i temperaturowe wymiarowania przewodów spalinowych 234

7. POMIESZCZENIE KOTŁOWNI 239
7.1. Usytuowanie pomieszczenia z kotłami 241
7.2. Wymagania budowlane 243
7.3. Wentylacja pomieszczenia kotłowni 245
7.4. Oświetlenie i instalacja elektryczna 248
7.5. Instalacja wodociągowa i kanalizacyjna 249
7.6. Wyposażenie przeciwpożarowe kotłowni 251

8. WARUNKI TECHNICZNE WYKONANIA I ODBIORU KOTŁOWNI 252
8.1. Montaż rurociągów, urządzeń i armatury 253
8.2. Badania szczelności 255
8.3. Izolacje 257
8.3.1. Izolacja antykorozyjna 257
8.3.2. Izolacja termiczna 257

BIBLIOGRAFIA 261

ZAŁĄCZNIKI RYSUNKOWE 267

Załącznik 1. Schemat ideowy dwufunkcyjnej kotłowni tradycyjnej (niekondensacyjnej) z pompą mieszającą 267

Załącznik 2. Schemat ideowy jednofunkcyjnej kotłowni tradycyjnej (niekondensacyjnej) ze sprzęgłem hydraulicznym 268

Załącznik 3. Schemat ideowy jednofunkcyjnej kotłowni kondensacyjnej 269