Блоки ТЭН для электрокотла на 720 кВт: как собрать батарею по чертежу

Короткий ответ: 720 кВт на промышленном электрокотле никогда не закрывают одним элементом, мощность набирают батареей блок-ТЭНов. Пример расчёта: 24 блока по 30 кВт или 40 блоков по 18 кВт. При стальной оболочке, уровень цены «норма», закупка от 10 шт, сумма одинакова при любой разбивке и составляет около 842 400 ₽, потому что итоговая цена зависит от суммарной мощности, а не от числа блоков.

Почему 720 кВт собирают из блоков, а не из одного элемента

Котельная или заводская линия на 720 кВт установленной мощности это уже не бойлер и не промышленная ёмкость на пару кВт, а серьёзная тепловая установка. Корпус такого котла физически не рассчитан на один нагревательный элемент такой мощности: трубка пришлось бы делать запредельной длины, с огромным диаметром, и она не прошла бы ни по одному стандартному посадочному фланцу.

Поэтому на практике мощность распределяют по нескольким группам блок-ТЭНов, каждая на своём фланце или наборе фланцев. Каждая группа это трёхфазное соединение звездой или треугольником на 380 В, и чаще всего котёл проектируют со ступенчатым регулированием: часть блоков включена всегда, остальные подключаются по мере роста нагрузки.

Сечение питающего кабеля и защита каждой группы (автоматы, УЗО, распределение по фазам) это зона электрика проекта, не нагревательной части. Здесь разбираем только то, как считается и собирается сама батарея блоков.

Пример разбивки 720 кВт на блоки

Ниже пример расчёта, не готовое решение: конкретную схему под конкретный котёл считают по чертежу корпуса и числу посадочных фланцев.

Цены по нашему калькулятору цен, уровень «норма», стальная оболочка, закупка от 10 шт. Для нержавеющего фланца коэффициент в формуле удваивается, и сумма вырастает кратно. Обратите внимание: итоговая сумма батареи одинакова во всех четырёх вариантах, потому что цена блок-ТЭНа линейно зависит от его мощности в кВт. Разбивка меняет не стоимость, а схему подключения, число групп регулирования и то, сколько производства встанет при отказе одного блока.

Мелкий шаг (больше блоков, каждый меньшей мощности) даёт точнее ступенчатое регулирование и меньше простоя при отказе одного элемента: встаёт не 60 кВт, а 18-24 кВт нагрузки. Крупный шаг проще по электрике (меньше групп, меньше контакторов), но при отказе одного блока теряется сразу 60 кВт мощности котла.

Расчёт сопротивления одного элемента по ГОСТ 13268-88

Возьмём блок 30 кВт, собранный звездой из трёх элементов по 10 кВт, каждый работает на фазное напряжение 220 В. Номинальное сопротивление одного элемента: R = U²/P = 220² ÷ 10000 ≈ 4,84 Ом.

ГОСТ 13268-88 нормирует допуск не по сопротивлению, а по мощности: +5/−10%. Отсюда коридор сопротивления получается несимметричным:

• При −10% мощность элемента 9000 Вт даёт верхнюю границу: R = 220² ÷ 9000 ≈ 5,38 Ом
• При +5% мощность элемента 10500 Вт даёт нижнюю границу: R = 220² ÷ 10500 ≈ 4,61 Ом

Что прислать для расчёта батареи блок-ТЭН

• Суммарную установленную мощность котла в кВт (в вашем случае 720 кВт)
• Напряжение питания и число фаз (как правило 380 В, три фазы)
• Количество и размер посадочных фланцев на корпусе котла, где можно установить блоки
• Нужно ли ступенчатое регулирование мощности и сколько ступеней
• Нужен ли резерв: сколько дополнительных блоков заложить на случай отказа одного элемента

По этим пяти пунктам считается количество блоков, мощность каждого, схема соединения групп и материал оболочки.

Главная ошибка при проектировании батареи

Самая частая ошибка на этапе выбора: попытка заказать один гигантский нагревательный элемент вместо батареи блоков, чтобы «было проще и меньше деталей». На бумаге это выглядит экономнее, на практике невозможно обслуживать: при выходе из строя единственного элемента останавливается весь котёл на 720 кВт, а не одна группа на 18-30 кВт.

Батарея из модульных блоков решает это иначе: каждый блок меняется отдельно, без остановки остальных групп, а при наличии резервных блоков котёл продолжает работать на сниженной мощности даже при отказе одного элемента. Это и есть смысл деления большой мощности на блоки: не только производственное ограничение, а способ сделать котёл ремонтопригодным.

Частые вопросы

Похожие темы в блоге: блок ТЭН для электрокотла 6, 9 и 12 кВт, блок-ТЭН 60 кВт и ТЭН большой мощности от 25 до 500 кВт.

Автор: Руслан Садыкбаев, производство ТЭН с 2017 года