Блочно-модульные котельные (БМК) – надежное современное решение задач теплоснабжения и горячего водоснабжения (ГВС) зданий, а также обеспечения технологическим паром производственных предприятий. Такие котельные серийно изготавливаются в виде готовых блоков, которые доставляются на место установки автомобильным или железнодорожным транспортом. Если габариты и вес БМК затрудняют ее доставку на объект в одном контейнере, то она изготавливается в виде нескольких модулей полной заводской готовности, монтаж которых выполняется непосредственно на объекте. Например, автоматизированные водогрейные котельные серии MKS Alfa 200, изготавливаемые компанией «Модульные котельные системы» (Москва), собираются из набора стандартизированных модулей заводской готовности. В базовый набор входят 12 котельных модулей на базе котлов Viessmann, более 30 модулей ИТП, 11 топливных, 6 газорегуляторных, а также дымовые трубы 22 типов.

По своему назначению БМК делятся на водогрейные, паровые и комбинированные. Первые используются для отопления и ГВС жилых и административных зданий, промышленных и коммерческих объектов, вторые обеспечивают тепло- и пароснабжение технологических процессов на промышленных и коммерческих предприятиях. Комбинированные БМК, в которых вместе работают водогрейные и паровые котлы, способны решать обе эти задачи одновременно. Такие котельные предлагает, например, ОАО «МПНУ Энерготехмонтаж» (Москва), ЗАО «Белогорье» (Шебекино, Белгородская обл.).
Мощность большинства водогрейных БМК находится в диапазоне от 100 кВт до 30 МВт. Самый распространенный температурный режим (прямая/обратная линии) – 90/70 °С. Производительность паровых БМК, как правило, составляет от 0,2 до 30 т пара в час. Температура пара может достигать 440 °C, давление – 63 бар. Выбор теплоносителя – вода, перегретый или насыщенный пар, незамерзающие теплоносители – определяется установленным котельным оборудованием.
Что касается топлива, то сегодня на российском рынке предлагаются БМК, работающие практически на любых энергоресурсах: на природном и сжиженном газе, биогазе, попутном нефтяном газе, дизельном топливе, мазуте, нефти, угле, древесных и сельскохозяйственных отходах и др. Наиболее распространенной комбинацией является применение природного газа в качестве основного топлива, и жидкого – в качестве резервного.
Здание БМК представляет собой металлический каркас, обшитый утепленными сэндвич-панелями с теплоизоляцией толщиной от 80 до 150 мм. Многие производители предусматривают дополнительное утепление для регионов с холодным климатом – так называемое «северное исполнение» БМК. Помимо основного оборудования, помещение котельной обеспечивается системами освещения, отопления и вентиляции. Некоторые производители БМК предлагают также аварийные бензиновые или дизельные электрогенераторы с системой автозапуска.

По конструкции и используемому оборудованию БМК принципиально не отличаются от стационарных. В состав БМК входят один или несколько водогрейных или паровых котлов с блочными горелочными устройствами, система подачи основного и резервного топлива, насосное оборудование, обеспечивающее независимую работу контуров отопления и ГВС, системы водоподготовки и поддержания давления, система отвода продуктов сгорания, автоматика управления и безопасности (контроллеры, датчики, щит электропитания). БМК обязательно оборудуются приборами коммерческого учета произведенной тепловой энергии и потребленных ресурсов.

Тепловой контур БМК может соединяться с отопительной системой объекта напрямую (открытый тепловой контур), через теплообменник (закрытый) или через короткозамкнутый коллектор (гидравлическая стрелка). Первое решение дешевле, а второе – надежнее, поскольку в этом случае оборудование котельной защищено от возможного воздействия тепловых сетей объекта (некачественный теплоноситель, высокие динамическое и статическое давление, перепады температур) и срок службы БМК увеличивается. При условии правильной эксплуатации срок службы БМК без замены составляет до 15-ти и более лет.
БМК может быть оборудовано системой ГВС на базе емкостного водонагревателя (бойлера) или скоростного пластинчатого теплообменника. Оборудование для ГВС и насосы всех отопительных контуров котельных рекомендуется резервировать. Также закрытый тепловой контур позволяет использовать в БМК незамерзающие теплоносители, которые можно не сливать при перерывах в работе котельной в холодное время года, что ускоряет ее ввод в эксплуатацию. В то же время организация работы через теплообменник увеличивает стоимость котельной и требует большей площади.
Гидравлическая стрелка – это компромиссное решение. Она эффективно стабилизирует давление в системе теплоснабжения и защищает от гидроударов, но не изолирует гидравлическую систему БМК от сети теплоснабжения объекта. Применение незамерзающего теплоносителя при этом исключено.
БМК могут работать с несколькими (до четырех и более) контурами теплоснабжения. В этом случае для оптимизации работы котельной в ней рекомендуется устанавливать оборудование, автоматически поддерживающее индивидуальный температурный режим для каждого контура. СП 89.13330.2012 «Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76», вступившие в силу с 1 января 2013 г., рекомендуют: «для теплоснабжения зданий и сооружений от блочно-модульных котельных следует предусматривать возможность работы оборудования котельной без постоянно присутствующего персонала». Для решения этой задачи БМК оборудуются системами автоматического регулирования режима работы и дистанционного контроля.
Автоматические системы, применяемые в БМК, способны выполнять множество функций, связанных с управлением работой различных узлов котельной, регулированием основных параметров, обеспечением безопасности. Они контролируют давление газа, регулируют температуру сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха, запускают и останавливают котлы, контролируют содержание метана и оксида углерода в помещении котельной, сигнализируют о сбоях в работе оборудования, фиксируют работу котельной с сохранением архива событий и т. д. Информация о работе БМК может выводиться на панель контроллера, установленного в помещении котельной, а также передаваться на пульт диспетчера через модем, проводную линию, GSM-связь.
Многие поставщики БМК сегодня предлагают такую услугу, как удаленный мониторинг. Эта опция практически полностью освобождает заказчика от хлопот по обслуживанию котельной. Системы автоматизации предусматривают обязательную диспетчеризацию с выводом сигналов на дистанционный пульт или на персональный компьютер по сотовой связи, выделенной линии или радиоканалу. Оповещение об аварийной или предаварийной ситуации происходит путем передачи SMS-сообщений на мобильные телефоны обслуживающего персонала. Кроме того, по желанию заказчика система автоматики котельной установки может быть интегрирована в общую систему диспетчеризации и управления предприятия. В зависимости от размещения по отношению к объекту, БМК могут быть отдельно стоящими, встроенными в здание другого назначения или пристроенными к нему, а также крышными. Встроенные котельные представляют собой открытую платформу (или раму), на которой установлено основное оборудование. Такую платформу размещают в помещении объекта и подключают к инженерным системам. Применение встроенных котельных позволяет избежать расходов на строительство или монтаж отдельного помещения, но на проектирование и эксплуатацию таких котельных накладываются дополнительные ограничения – например, их нельзя размещать в многоквартирных жилых домах. Крышные котельные (как блочно-модульные, так и стационарные) позволяют сэкономить место в районах с плотной городской застройкой или с высокой стоимостью земли. Такие котельные размещаются непосредственно на крыше зданий, что позволяет не только сократить занимаемую объектом площадь, но и снизить протяженность теплотрасс, а также уменьшить высоту дымохода. При проектировании, монтаже и эксплуатации крышных БМК необходимо соблюдать ряд требований. Так, крышные котельные нельзя размещать непосредственно на перекрытиях или смежно с жилыми помещениями. Не допускается применение паровых котлов давлением выше 0,07 МПа и водогрейных — с температурой в прямой линии выше 115 °С. Тепловая мощность котельных не должна превышать 5 МВт для производственных зданий и 3 МВт – для жилых.

Особый тип БМК – аварийные, так называемые мобильные . Такие котельные полностью собираются на заводе, монтируются на автомобильный прицеп, доставляются на объект и подключаются к сетям. Мобильные БМК часто применяются при авариях на стационарных котельных, а также для временного теплоснабжения вахтовых поселков, строек и объектов, часто меняющих свое местоположение. Как правило, они работают на жидком топливе, реже – на твердом. Их мощность редко превышает 2,5–3 МВт. Обычно мобильные котельные эксплуатируются при постоянном присутствии обслуживающего персонала.

Поставщиками БМК часто выступают производители котельного оборудования. Например, БМК на базе котлов собственного производства предлагают Бийский и Ижевский котельные заводы, «Дорогобужкотломаш» (пос. Верхнеднепровский, Смоленская обл.), «Рэмэкс» (Черноголовка, Московская обл.), «Энтророс» (Санкт-Петербург). Направление БМК развивают и крупные инжиниринговые фирмы, комплектующие свои БМК котлами ведущих российских и мировых производителей. Поставка и ввод в эксплуатацию серийной БМК может занять от одной недели до нескольких месяцев. Изготовление БМК по индивидуальному заказу увеличивает этот срок.