Паровой котел своими руками

Паровой котел – одна из наиболее популярных и широко используемых разновидностей отопительных агрегатов. Главной конструктивной частью рассматриваемого агрегата является топочное отделение. В нем происходит сгорание загруженного топлива с интенсивным выделением тепловой энергией. Образовывающееся тепло используется для нагрева воды с дальнейшим выделением пара. Пар применяется для различных промышленных и бытовых нужд, в частности – отопления дома. При этом с изготовлением простейшего котла вы легко справитесь своими руками.

Паровой котел своими руками

Особенности конструкции

В основе конструкции рассматриваемого котла лежит своего рода барабан. В этот элемент оборудования посредством системы насосов и труб подается предварительно подготовленная вода. В нижнем отсеке котла размещены опускные трубы. Эти элементы имеют разный диаметр и не нагреваются в процессе работы котла. По системе труб жидкость из барабана переходит в коллекторы. Последние чаще всего размещаются внизу котла.

Паровой котел

Коллектор сопрягается с барабаном при помощи подъемного трубопровода. За счет трубопровода в месте сгорания загруженного топлива создаются поверхности нагревания.

К парогенератору подключается система трубопроводов, работающая по механизму сообщающихся сосудов. В горячих трубах циркулирует смесь жидкой воды и водяного пара. Данная смесь имеет довольно низкую плотность, что позволяет ей беспрепятственно поступать в сепараторное отделение, где происходит разделение пара и воды. Жидкая составляющая направляется в барабан парового котла.


Пар переходит в паропровод, а затем – в специальные нагреватели, где происходит повышение давления, а также температуры пара до нужных параметров. В завершении пар направляется в соответствующую паровую турбину.

Делаем паровой котел

Разновидности паровых котлов

Существует несколько модификаций паровых котлов. Их разделяют в соответствии со следующими признаками:

  • способом перемещения смеси пара с водой. В соответствии с этим параметром оборудование подразделяется на котлы с принудительным и естественным перемещением;
  • методом возврата конденсата: разомкнутые и замкнутые устройства;
  • характером движения теплоносителя: газотрубные и водотрубные агрегаты.

Газотрубное и водотрубное отопительное оборудование имеет различную конструкцию и эффективность. К категории газотрубного оборудования относятся котлы, в которых перемещение газа осуществляется в жаровых и дымогарных трубках. В процессе движения газы нагревают воду в системе. Трубки опираются на боковые грани топочной камеры.

В водотрубном же оборудовании по трубкам циркулирует вода. Газы в данном случае омывают трубы с внешней стороны.

Рассматриваемые котлы могут использовать для работы твердое топливо, а также мазут и газ.

Пример организации парового отопления

Как работает типичный паровой отопительный котел?

В топочной камере образуется тепло. В дальнейшем оно поступает на поверхности подогрева. Существует 2 разновидности поверхностей обогрева: конвективные и радиационные.

Принцип действия парового котла

В состав конвективных поверхностей входят следующие элементы:

  • воздухоподогрева тели;
  • экономайзеры;
  • теплообменные устройства.

Перечисленное дополнительное оборудование нужно для увеличения эффективности котла, рационализации расхода горючего и снижения уровня тепловых потерь.

Важно, чтобы вода, используемая для работы котла, была исключительно чистой – примеси недопустимы. Поэтому перед подачей в котел жидкость обязательно очищается от газов и разного рода примесей, становясь в итоге питательной.

Очищенная жидкость направляется в экономайзер. В этом ей помогает специальный насос. В экономайзере осуществляется подогрев жидкого теплоносителя под воздействием газов. Далее жидкость переходит в верхнее отделение барабанного отсека. Здесь котловая вода перемешивается с питательной жидкостью.

Некоторый объем воды переходит из верхнего отделения барабанного отсека в его нижнее отделение. Движение воды происходит по кипятильным трубкам.

Вверху парового котла газы имеют меньшую температуру, которая постепенно увеличивается по мере приближения к нижнему отсеку агрегата.

Вода подогревается и в совокупности со смесью пара с водой направляется в верхнюю камеру барабана.

Вторая же часть жидкости из верхнего барабанного отсека уходит на перераспределени е. Осуществляется нагрев котловой воды. Создающиеся пузырьки пара идут в верхнее отделение барабанного отсека.

В верхней камере барабана за счет сепаратора происходит практически полное разделение смеси жидкости и пара. В результате создается насыщенный пар, что способствует дополнительному увеличению полезного действия котла. Именно этот насыщенный пар и используется конечным потребителем.

С целью увеличения эффективности котлов их работа организована так, что в верхней камере барабанного отсека уровень «низшей» и «высшей» воды колеблется. Между упомянутыми уровнями жидкости имеется резервный запас воды, предназначенный для поддержания работы отопительного агрегата в случае прекращения поступления жидкости в систему.

Допустимый «высший» уровень жидкости в барабанном отсеке определяется с расчетом на то, чтобы вода не попадала в пароперегревател ь.

Максимально допустимый «низший» уровень жидкости в барабане рассчитывают так, чтобы не допустить перегревания верхнего отделения барабана, а также кипятильного пучка. Важно, чтобы вода заходила в опускные трубки в стабильном объеме.

Для дополнительного увеличения эффективности конструкция оснащается воздухоподогрева телем.

Жидкость в системе может циркулировать принудительно и естественно. В основе естественного движения лежит разность плотности жидкости и создающегося пара. Смесь воды с паром в подъемных трубках имеет меньшую плотность, чем аналогичный состав в опускных трубках. Однако показатель давления и значение температуры остаются одинаковыми по всей трубке. В итоге пар, по своей природе являющийся газом, устремляется кверху.

Принудительная же циркуляция обеспечивается специальным насосным оборудованием.

Сборка простого парового отопительного котла

При желании элементарный котел собирается своими руками. Самодельный агрегат будет иметь несколько упрощенную конструкцию по сравнению с оборудованием фабричной сборки, но на его эффективности и КПД это никоим образом не отразится.

Набор для сборки котла

Перед началом работы подготовьте следующие элементы:

  • трубы разного диаметра;
  • листовую нержавейку;
  • листовой асбест;
  • предохранительны й клапан;
  • ножовку;
  • линейку;
  • рулетку;
  • зубило;
  • молоток;
  • аппарат для сварки;
  • напильник.

Сборка агрегата

Работа по самостоятельному изготовлению котла выполняется в несколько несложных шагов. Выполните последовательно каждый этап инструкции, параллельно ориентируясь на чертежи и схемы.

Первый шаг. Определите оптимальные размеры будущего парового котла. От размеров оборудования напрямую зависит его производительнос ть. Этот момент уточняйте в индивидуальном порядке, учитывая особенности конкретно своей ситуации.

На этом же этапе подготовьте все необходимые чертежи. При желании можете заказать их составление профессионалу либо же использовать готовые чертежи из открытых источников.

Второй шаг. Заготовьте необходимые материалы. Ранее приводился перечень требуемых элементов. В первую очередь купите трубы диаметром 32 мм и 12 мм. Листовая нержавейка должна иметь толщину порядка 2-3 мм.

Третий шаг. Подготовьте корпус котла. Лучший вариант – сварить корпус самостоятельно из листового металла. Размеры корпуса подбирайте индивидуально, в соответствии со своими нуждами.

Четвертый шаг. Сделайте основание котла. Ранее рассказывалось, что в основе конструкции паровых котлов лежит система сообщающихся труб. Прежде всего, подготовьте кусок трубы длиной порядка 11 см с толщиной стенок примерно 3 мм.

Трубу, имеющую 11 см в диаметре, нарежьте на 12 элементов – они будут выполнять функции дымогарных труб. Трубу же большего диаметра нарежьте на жаровые трубки.

Длину труб подбирайте в соответствии с вашими схемами.

Медные трубы

Пятый шаг. Сделайте требуемое количество переборок и стенок парового котла. Для этого используйте нержавеющую листовую сталь.

Шестой шаг. Подготовьте в стенках агрегата отверстия для размещения жаровых и дымогарных труб. Присоедините упомянутые элементы в развальцованном виде к основанию котла. В этом вам поможет сварочный агрегат. На этом этапе тоже ориентируйтесь на имеющиеся чертежи и схемы.

Седьмой шаг. Прикрепите к корпусу агрегата предохранительны й клапан и паровой коллектор. Через клапан в дальнейшем вы будете спускать остаточный пар.

Восьмой шаг. Выполните теплоизоляцию котла с помощью асбестового листа.

Схема подключения парогенератора

Таким образом, разобравшись в основных положениях инструкции, вы сможете самостоятельно собрать простой парогенератор и включить его в систему обогрева собственного дома. На каждом этапе выполнения работы ориентируйтесь на имеющиеся у вас чертежи, т.к. понять порядок сборки агрегата по одним лишь текстовым рекомендациям невозможно.

Условия безопасной эксплуатации котла

Котел должен быть не только эффективным, но и безопасным. Залог надежного и эффективного функционирования парового отопительного котла – поддержание заданного уровня подогрева металлических элементов.

Ввиду этого теплоноситель должен все время циркулировать внутри нагреваемых трубок с одновременным охлаждением поверхностей подогрева. Важно, чтобы теплоноситель стабильно отводил тепло от материала труб, нагревающихся под воздействием топочных газов. Если отведение тепла будет недостаточным, металл попросту перегреется, станет менее прочным, а КПД и безопасность оборудования снизятся. В худшем случае трубы попросту разорвет.

Регулярно проверяйте работу котла. Все неполадки исправляйте сразу же после их обнаружения. Даже малейший дефект может быстро привести к существенному уменьшению КПД агрегата и ухудшению показателей безопасности системы. Вода выйдет из барабана, пар проникнет в опускные трубки, барабан и трубки нагреются слишком сильно, и возникнет авария.

Также вы как владелец должны позаботиться, чтобы все элементы конструкции и используемое оборудование были исключительно высокого качества.

Видео – Паровой котел своими руками

По материалам сайта: http://svoimi-rykami.ru