3.5 Розрахунок та вибір арматури котла

На котлі встановлюється запобіжний клапан (на ПВК). Його прохідний перетин повинен пропустити годинну паропродуктивність.

Сумарна площа f, мм², вільного проходу запобіжних клапанів повинна бути не менш визначеної по формулах:

для насиченої пари [3]:

f = к , мм²,

де G = 5755 кг/год - розрахункова паропродуктивність;

P_w = 0,9 МПа - робочий тиск;

к = 3,3 - коефіцієнт гідравлічного опору

f = 3,3 = 1865 мм².

f = ,

де d = - мінімальний діаметр клапану

d = = 48,7 мм

Приймаємо діаметр запобіжного клапану Д_у = 50 мм.

Так як мінімальний діаметр клапана повинен бути в межах 32...100 мм, то коефіцієнт гідравлічного опору залишається колишнім.

На котлі встановлюється два запобіжні клапани. На ПВК встановлюється головний стопорний клапан. На вхідному колекторі економайзера встановлюється живильний клапан. Прохідний перетин цих клапанів - із рівняння безперервності середовища:

f = , м²,

де: W_доп - допустима швидкість середи в клапані (для води - 2…5 м/с, для пару - 20…50 м/с);

D - витрата середовища, кг/с;

- питомий об'єм середовища, м³/кг.

Для головного стопорного клапану:

f = = 0,0079 м²,

d = 1000 =100,3 мм ,

Приймаємо діаметр стопорного клапану Д_у = 100 мм.

Для живильного клапана витрата середовища:

D = D_k + D_{продувки} = 1,005·D

D = 0,0069 + 1,390 = 1,397 кг/с

V_жв = 0,0010117 м³/кг

f = = 0,00071 м²= 0,71мм²

d = 1000 · = 30,1мм.

Приймаємо діаметр живильного клапану Д_у = 30 мм.

На кожному котлі повинно бути встановлено не менш двох водопоказникових приладів. Вибір типу приладу роблять у залежності від робочого тиску.

Водо-показникові прилади водотрубних котлів із опуском, який обігрівається, повинні розташовуватися таким чином, щоб нижній проріз скла знаходився на 50 мм вище крайок найбільш високо розташованих трубок. У котлах із опуском, котрий не обігрівається, положення колонок визначається рівнем води, прийнятим з умови забезпечення надійності циркуляції.

Діаметр клапана верхньої продувки приймається рівним 20...40 мм у залежності від паропродуктивності котлу. Цей клапан виконується голчастим, щоб мати можливість регулювати кількість води, яка продувається.

Діаметр клапана нижньої продувки приймається рівним діаметру клапана верхньої продувки; діаметр клапана продувки пароперегрівників – рівним 15...25 мм; діаметр клапана для випуску повітря з котлу - 6...10 мм.

У клапана для приєднання манометра повинен бути діаметр не менше 8 мм, звичайно він дорівнює 10 мм. Діаметр клапана для відбору проб приймається 8...10 мм [3].

3.6 Система автоматичного живлення котла водою

Котлоагрегати, що встановлені на суднах вітчизняної будівлі, оснащують засобами автоматики, що забезпечують безвахтове обслуговування. Автоматизовано процеси живлення котла водою, розпалювання і горіння палива, регулювання в'язкості важкого палива, тиску пари і зупинки котла. Здійснюються блокування і захист, а також видача розшифрованої сигналізації на МПУ й узагальненої аварійної — у ЦПУ.

Термогідравлічний датчик рівня (рис. 3.7, б) застосовують у парових котлах. Він складається зі сталевої трубки 8,що закріплена усередині кожуха 9 з ребрами. Верхній кінець трубки з'єднаний з паровим, а нижній -з водяним простором пароводяного барабана котла , тому відповідно до властивості сполучених посудин рівень води в них завжди однаковий. Простір між трубкою 8 і кожухом 9, заповнено конденсатом, з'єднується трубкою 10 із сигналізатором тиску або виконуючим механізмом , керуючим живильним клапаном котла (на малюнку не показані). Установлюють датчик так, щоб кут нахилу його до горизонтальної осі барабана котла дорівнює приблизно 30°, а його середина відповідала рівневі води в барабані [19].

Рисунок. 3.7. Схеми дії датчиків рівня рідини

При зміні рівня води в барабані змінюється співвідношення між площами поверхонь трубки 8, що омиваються водою і парою. З термодинаміки відомо, що тепловіддача води вище, ніж пари, при однаковій їхній температурі, тому кількість теплоти, переданою водою і парою через трубку 8 конденсатові, що заповнює кільцевий простір датчика, буде різною. Зміна кількості теплоти, що підводиться до конденсату, викликає його випар (при зниженні рівня води) або конденсацію унаслідок віддачі теплоти через ребра кожуха 9 у навколишнє середовище (при підвищенні рівня води). Це приводить відповідно до пропорційного підвищення або зниження тиску р_д пари конденсату на виході датчика.

Термогідравлічний датчик рівня застосовують при автоматизації малонапружених котлів, тому що він через значну теплову інерційніость повільно реагує на швидку зміну рівня води в котлі. Крім того, вихідний сигнал датчика змінюється внаслідок зміни параметрів пари в котла і температури навколишнього середовища.

Живлення котла водою виконується насосом, що включається і виключається по сигналу від реле позиційного регулювання тиску пари 17. Заданий рівень підтримується термогідравличним регулятором і контролюється по імпульсах від трьох поплавкових сигналізаторів з магнітокерованним контактами. Один з них (вимірник) видає сигнал на стрілочний прилад, що показує, встановлений у ЦПУ, а два інших забезпечують роботу світлової сигналізації, що розшифровує, на табло МПУ і захист котла по аварійно-низькому рівні з видачею узагальненої сигналізації в ЦПУ.