Современная котельная техника малой и средней производительности развивается в следующих направлениях:

•          повышение энергетической эффективности путем всемерного снижения тепловых потерь и наиболее полного использования энергетического потенциала топлива;

•          уменьшение габаритов котельного агрегата за счет интенсификации процесса сжигания топлива и теплообмена в топке и поверхностях нагрева;

•          снижение вредных токсичных выбросов (СО, NO_x, SO_v);

•          повышение надежности работы котельного агрегата.

Новая технология сжигания реализуется, например, в котлах с пульсирующим горением. Топочная камера такого котла представляет собой акустическую систему с высокой степенью турбулизации дымовых газов. В топочной камере котлов с пульсирующим горением отсутствуют горелки, а следовательно, и факел. Подача газа и воздуха осуществляется прерывисто с частотой примерно 50 раз в секунду через специальные пульсирующие клапаны, и процесс горения происходит во всем топочном объеме. При сжигании топлива в топке повышается давление, увеличивается скорость продуктов горения, что приводит к существенной интенсификации процесса теплообмена, возможности уменьшения габаритов и массы котла, отсутствию необходимости громоздких и дорогих дымовых труб. Работа таких котлов отличается низкими выбросами СО и N0_x. Коэффициент полезного действия таких котлов достигает 96 %.

Энергетическая эффективность котельных агрегатов оценивается коэффициентом полезного действия. При работе на газообразном и жидком топливах КПД зависит в основном от потери теплоты с уходящими газами q₂. При полном сжигании топлива потери теплоты от химической неполноты сгорания q₃ равны нулю, а потери теплоты через наружные ограждения в окружающую среду q₅ для современн^хх котлов сведены к минимуму и составляют доли процента. При снижении температуры уходящих газов до такой степени, при которой происходит конденсация водян^гх паров продуктов горения, достигается двойной эффект: с одной стороны, выделяемая скрытая теплота конденсации водян^1х паров существенно повышает используемый энергетический потенциал топлива, который усваивается хвостовыми поверхностями нагрева котла, с другой — уменьшаются потери теплоты с уходящими газами.

Такие котлы получили название низкотемпературных при отсутствии конденсации водяных паров продуктов горения и конденсационных при наличии конденсации водяных паров. Данные котлы выпускают фирмы Wiessmann, Ecoflame и др.

В настоящее время для умягчения и обессоливания подпиточной воды используются весьма сложные установки, зачастую требующие для своей работы дорогостоящих компонентов. Кроме того, многим фирмам приходится платить и за сбросы солевого концентрата, который губительно сказывается на окружающей среде.

Вакуумный водогрейный котел японской фирмы Takuma — это герметичная емкость, наполненная определенным количеством хорошо очищенной воды. Топка котла представляет собой жаровую трубу, находящуюся ниже уровня жидкости. Выше уровня воды в паровом пространстве установлены два теплообменника, один из которых включается в отопительный контур, а другой — работает в системе горячего водоснабжения. Благодаря небольшому вакууму, автоматически поддерживаемому внутри котла, вода закипает в нем при температуре ниже 100 ^оС. Испарившись, она конденсируется на теплообменниках и затем поступает обратно. Очищенная вода никуда не выводится из агрегата, и обеспечить необходимое ее количество несложно. Таким образом, была снята проблема химической подготовки котловой воды, качество которой является непременным условием надежной и долгой работы котельного агрегата.

Отопительные котлы американской фирмы Teledyne Laars — это водотрубные установки с горизонтальным теплообменником из оребренных медныгх труб

Особенностью таких котлов, получивших название гидронные, является возможность использования их на неподготовленной сетевой воде. В этих котлах предусматривается обеспечение высокой скорости протекания воды через теплообменник (более 2 м/с). Таким образом, если вода вызывает коррозию оборудования, образующиеся частицы будут откладываться где угодно, только не в теплообменнике котла. В случае использования жесткой воды быстрый поток снизит или предотвратит образование накипи. Необходимость высокой скорости привела разработчиков к решению максимально уменьшить объем водяной части котла. В противном случае нужен слишком мощный циркуляционный насос, потребляющий большое количество электроэнергии.

В последнее время на российском рынке появилась продукция большого числа зарубежных фирм и совместных иностранного и российских предприятий, разрабатывающих самую разнообразную котельную технику

Рис. 1. Водогрейный котел марки Unimat международной компании LOOS:

I          - горелка; 2 - дверца; 3 - гляделка; 4 - тепловая изоляция; 5 - газотрубная поверхность нагрева; 6 - лючок в водяное пространство котла; 7- жаровая труба (топка); 8 - патрубок подвода воды в котел; 9 - патрубок для отвода горячей воды; 10 - газоход отходящих газов; II  - смотровое окно; 12 - дренажный трубопровод; 13 - опорная рама

Современные водогрейные и паровые котлы малой и средней мощности часто выполняются жаротрубными или жарогазотрубными. Эти котлы отличаются высоким КПД, низкими выбросами токсичных газов, компактностью, высокой степенью автоматизации, простотой эксплуатации и надежностью.

На рис. 1 приведен комбинированный жарогазотрубный водогрейный котел марки Unimat международной компании LOOS. Котел имеет топку, выполненную в виде жаровой трубы 7, омываемую с боковик сторон водой. В переднем торце жаровой трубы имеется откидывающаяся дверца 2 с двухслойной тепловой изоляцией 4. В дверце установлена горелка 1. Продукты горения из жаровой трубы поступают в конвективную газотрубную поверхность 5, в которой совершают двухходовое движение, а затем по газоходу 10 покидают котел. Подвод воды в котел осуществляется по патрубку 8, а отвод горячей воды — по патрубку 9. Наружные поверхности котла имеют тепловую изоляцию

4.         Для наблюдения за факелом в дверце установлена гляделка 3. Осмотр состояния наружной части газотрубной поверхности может быть выполнен через лючок 6, а торцевой части корпуса — через смотровое окно 11. Для слива воды из котла предусмотрен дренажный трубопровод 12. Котел устанавливается на опорную раму 13.

В Российской Федерации в целях создания технико-экономических и организационных условий для эффективного использования ТЭР принят закон «Об энергосбережении», который вместе с другими Федеральными законами и иными нормативными правовыми актами является основой осуществления государственного регулирования в области энергосбережения. В целях оценки эффективного использования энергетических ресурсов и снижения затрат потребителей на топливо- и энергообеспечение Законом предусматривается проведение энергетических обследований. По результатам этих обследований разрабатываются мероприятия по улучшению теплосилового хозяйства предприятия. Эти мероприятия следующие:

•          замена теплоэнергетического оборудования (котлов) на более современные;

•          гидравлический расчет тепловой сети;

•          наладка гидравлических режимов объектов теплопотребления;

•          нормирование теплопотребления;

•          устранение дефектов ограждающих конструкций и внедрение энергоэффективных конструкций;

•          переподготовка, повышение квалификации и материальное стимулирование персонала за эффективное использование ТЭР.

Для предприятий, имеющих собственные котельные, необходима подготовка квалифицированн^1х операторов. К обслуживанию котлов могут быть допущены лица, обученные, аттестованные и имеющие удостоверение на право обслуживания котлов.