Вопрос3

Водогрейные котлы серии КВ-ГМ

Стальные прямоточные газомазутные котлы серии КВ-ГМ в соответствии со шкалой теплопроизводительности конструктив­но подразделяются на четыре унифицированные группы: 4 и 6,5; 10, 20 и 30; 50 и 100; 180 Гкал/ч (4,7 и 7,5; 11,7, 23,4 и 35; 58,5 и 117 МВт). Такие котлы не имеют несущего каркаса, обмуровка у них облегченная трехслойная (шамотобетон, минераловатные пли­ты и магнезиальная обмазка), крепится к трубам топки и конвек­тивной части. Котлы КВ-ГМ-4 и -6,5 имеют единый профиль, так же как и котлы теплопроизводительностью 10; 20 и 30 Гкал/ч, и в пределах своих групп различаются глубиной топочной камеры и конвективной части. Котлы КВ-ГМ-50 и -100 по конструкции также сходны между собой и различаются только по типоразмерным параметрам.

Водогрейные котлы КВ-ГМ-4 и -6,5 имеют топочную камеру 6 (рис. 4.11) и конвективную поверхность 5. Топочная камера пол­ностью экранирована трубами диаметром 60 х 3,0 мм. Боковые экра­ны, верх и под топочной камеры образованы одинаковыми Г- образными трубами. На фронтальной стене котла установлены газо­мазутная ротационная горелка 1 и взрывной предохранительный клапан 2. Неэкранированные поверхности фронтальной стены за­крыты огнеупорной кладкой, примыкающей к воздушному коро­бу горелки.

На левой боковой стене котла имеется лаз 4 в топочную каме­ру. Часть труб заднего экрана в верхней части выдвинута в топку и эти трубы сварены между собой при помощи вставок для устра­нения попадания в топку дроби при работе установки 3 дробеочистки, используемой для устранения загрязнений с конвектив­ных поверхностей.

Все трубы экранов выведены в верхние и нижние коллекторы диаметром 159 ^х 7 мм. Внутри коллекторов имеются глухие перего­родки, направляющие воду. Топочная камера отделена от конвек­тивной части перегородкой из огнеупорного кирпича. Продукты горения топлива через фестон верхней части топочного простран­ства поступают в конвективную часть котла, проходят ее сверху вниз и через боковой отвод ПГ уходят из котельного агрегата.Конвективная поверхность 5 котла состоит из двух пакетов, каждый из которых набирается из U-образных ширм, выполнен­ных из труб диаметром 28x3 мм. Ширмы расположены парал­лельно фронтальной стене котла и образуют в шахматном поряд­ке пучок труб. Боковые стены конвективной части экранированы трубами диаметром 83 х 3,5 мм, имеющими плавники, и являются коллекторами (стояками) для труб конвективных пакетов. Пото­лок конвективной части также экранирован трубами диаметром 83 х 3,5 мм. Задняя стена не экранирована и имеет лазы 4 вверху и внизу. Вес котла передается на нижние коллекторы, имеющие опоры.

Водогрейные котлы КВ-ГМ-4 имеют КПД 90,5 % при работе на газе и 86,4 % при работе на мазуте, а КПД котлов КВ-ГМ-6,5 достигает 91,1 % при работе на газе и 87 % — на мазуте.

Водогрейные котлы ПТВМ-50 и -100 имеют башенную компо­новку и выполнены в виде прямоугольной шахты, в нижней части которой находится экранированная топочная камера 3 (рис. 4.9). Экранная поверхность изготовлена из труб диаметром 60 х 3 мм и состоит из двух боковых, фронтального и заднего экранов. Сверху (над топочной камерой) размещается конвективная поверхность нагрева 2, выполненная в виде змеевиковых пакетов из труб диа­метром 28 х 3 мм. Трубы змеевиков приварены к вертикальным коллекторам.

Топка котла ПТВМ-50 оборудована газомазутными горелками 4 (12 шт.) с индивидуальными дутьевыми вентиляторами 5. Горелки расположены на боковых стенах топки (по 6 шт. на каждой сторо­не) в два яруса по высоте. Топка котла ПТВМ-100 оборудована газо­мазутными горелками (16 шт.) с индивидуальными вентиляторами.

Над каждым котлом установлена опирающаяся на каркас ды­мовая труба 1, обеспечивающая естественную тягу. Котлы уста­навливаются полуоткрыто, по­этому в помещении размещает­ся лишь нижняя часть агрегата (горелки, арматура, вентиляторы и др.), а все остальные его эле­менты расположены на откры­том воздухе Циркуляция воды в котле обеспечивается с помощью на­сосов. Расход воды зависит от режима работы котла: при рабо­те в зимний период (основной режим) применяется четыреххо-довая схема циркуляции воды (рис. 4.10, а), а в летний период (пиковый режим) — двухходовая

Билет № 12

Регуляторы давления

РД служат для снижения давления газа и автоматического поддержания его на выходе постоянным, независимо от изменения расхода газа и колебания давления на входе.

В городских и производственных ГРП, ГРУ обычно устанавливаются механические мембранные регуляторы, которые делятся на регуляторы прямого и непрямого действия.Мембранные регуляторы давления прямого действияЭти регуляторы просты по устройству, надежны в работе и широко применяются в ГРП и ГРУ с небольшой пропускной способностью. Они состоят из корпуса вентильного типа и мембранной коробки. Дроссельный клапан через шток соединен с мягкой мембраной, при перемещении которой перемещается шток и клапан; снижение давления происходит за счет дросселирования газа при проходе через небольшой зазор между седлом и дроссельным клапаном. При изменении этого зазора изменяется степень дросселирования и, следовательно, конечное давление газа за РД.При работе регулятора давления можно выделить два режима: установившийся и неустановившийся.Установившийся режим работы РД – это такой режим, при котором остаются постоянными расход газа и давление Р₁ перед РД. В этом случае выходное давление Р₂ также будет постоянным. При этом система деталей регулятора находится в состоянии равновесия (клапан, шток, мембрана, пружина). Давление газа сверху на мембрану уравнивается действующей снизу силой сжатия пружины. Дроссельный клапан открыт на определенную величину.При неустановившемся режиме работы изменяется расход газа или входное давление Р₁, при этом начинает изменяться выходное давление Р₂. Изменение Р₂ ведет к перемещению мембраны вместе со штоком и дроссельным клапаном, при этом изменяется и величина зазора между дроссельным клапаном и седлом. Это приводит к изменению пропуска газа через дроссельный клапан и восстановлению Р₂ до заданной величины.При увеличении расхода газа или уменьшении Р₁ давление Р₂ начинает уменьшаться. Импульс уменьшающегося Р₂ по трубке передается в надмембранное пространство. Мембрана под действием пружины начинает перемещаться вверх, перемещая шток и дроссельный клапан. Зазор между клапаном и седлом увеличивается, возрастает пропуск газа через дроссельный клапан и давление Р₂, увеличиваясь, восстанавливается до заданной величины. Система снова приходит в состояние равновесия, но при новом положении дроссельного клапана.При уменьшении расхода газа или увеличении Р₁ давление Р₂ увеличивается, мембрана под действием возрастающего давления опускается, увлекая за собой шток и дроссельный клапан. Зазор между клапаном и седлом уменьшается, уменьшается пропуск газа через клапан, что ведет к уменьшению и восстановлению Р₂ до заданной величины. Снова наступает состояние равновесия, но при новом положении дроссельного клапана.Настройка РД на заданное давление Р₂ осуществляется вращением регулировочного винта. При ввертывании винта увеличивается сила давления пружины на мембрану и мембрана поднимается вместе со штоком и дроссельным клапаном, что приводит к увеличению зазора и пропуска газа через клапан. Давление Р₂ увеличивается. При вывертывании винта давление Р₂ уменьшается.Устойчивость работы РД при резких изменениях расхода газа или входного давления обеспечивается за счет отверстия в нижней крышке мембранной коробки, оно называется дыхательным и сообщает подмембранную полость с атмосферой. Через него атмосферный воздух входит и выходит из мембранной коробки, обеспечивая свободное перемещение мембраны. Это отверстие выполняется калиброванным, т.е. его диаметр определяется специальным расчетом. Диаметр дыхательного отверстия составляет 0,5 – 1 мм; так как отверстие очень мало, то вход и выход воздуха через него происходит очень медленно, что обеспечивает медленное плавное перемещение мембраны даже при резких изменениях расхода газа или входного давления. При плавном перемещении мембраны со штоком и дроссельным клапаном быстро затухают колебания деталей и выходного давления Р₂. Следовательно, дыхательное отверстие является демпфером – гасителем колебаний и обеспечивает устойчивую работу РД на всех режимах.РД прямого действия обычно применяются в шкафных ГРУ с небольшой пропускной способностью. Например, РД – 32М, РД – 50М, имеющие D_у = 32 и 50 мм. Они выпускаются с встроенными в мембранную коробку ПСК. Регуляторы давления прямого действия обладают небольшой пропускной способностью, низкой чувствительностью к изменению расхода газа и входного давления и могут применяться только при небольшом перепаде давления Р₁/Р₂. Мембранные регуляторы давления с пилотомВ системах газоснабжения большое распространение получили РД непрямого действия с командным прибором, называемым пилотом. Среди пилотных регуляторов наибольшее распространение получили регуляторы типа РДУК – регулятор давления унифицированный инженера Казанцева. РДУК состоит из:

Регулятора давления, являющегося исполнительным механизмом;Регулятора управления – командного прибора, называемого пилотом;Соединительных и импульсных трубок.При установившемся режиме, т.е. при постоянном расходе газа и постоянном давлении Р₁ давление Р₂ также будет постоянным. Система подвижных деталей РД (мембрана, шток, дроссельный клапан) находятся в неподвижном состоянии, то – есть в состоянии равновесия.При увеличении расхода газа или при уменьшении Р₁ давление Р₂ также начинает уменьшаться. Импульсы уменьшающегося Р₂ по импульсным трубкам передаются в надмембранные полости регулятора давления и пилота. Под действием основной пружины мембрана пилота вместе с клапаном поднимаются. Увеличивается зазор между седлом и клапаном пилота. Возрастает пропуск газа начального давления через клапан пилота в подмембранное пространство регулятора давления, что ведет к увеличению давления под мембраной РД; мембрана РД и дроссельный клапан поднимаются, увеличивается пропуск газа через дроссельный клапан и давление Р₂, увеличиваясь, восстанавливается до заданной величины. Система снова приходит в состояние равновесия, но при новом положении дроссельного клапана. При уменьшении расхода газа или увеличении Р₁ давление Р₂ начинает увеличиваться. Импульсы увеличивающегося Р₂ по импульсным трубкам передаются в надмембранные полости РД и пилота. Мембрана пилота вместе с клапаном опускаются, уменьшается зазор между седлом и клапаном пилота, уменьшается пропуск газа начального давления через пилот, а за счет непрерывного сброса газа по сбросной трубке уменьшается давление в подмембранной полости РД. Мембрана РД с дроссельным клапаном опускаются, уменьшается пропуск газа через дроссельный клапан и давление Р₂, уменьшаясь, восстанавливается до заданной величины. Снова наступает состояние равновесия системы, но при новом положении дроссельного клапана.Настройка РДУК на заданное выходное давление Р₂ производится вращением регулировочного винта пилота. При ввертывании винта увеличивается сила сжатия основной пружины, мембрана вместе с клапаном пилота поднимаются, увеличивая зазор и пропуск газа начального давления через пилот в подмембранное пространство РД. Давление под мембраной РД увеличивается, мембрана РД и дроссельный клапан поднимаются, увеличивается зазор и пропуск газа через дроссельный клапан, что ведет к увеличению Р₂.

Включение в работу РДУК производится при полностью ослабленном винте пилота. Постепенно ввертывая винт, устанавливают требуемое выходное давление, наблюдая за манометром на выходе ГРП, ГРУ.При вывертывании винта пилота его клапан под действием возвратной пружины опускается, уменьшается зазор и пропуск газа через пилот, а за счет непрерывного сброса газа по сбросной трубке уменьшается давление под мембраной РД. Она опускается вместе с дроссельным клапаном и давление Р₂ уменьшается. Если винт пилота ослабить полностью, клапан пилота садится на седло и пропуск газа начального давления через пилот прекращается. За счет сброса газа давления под мембраной РД и над ней выравниваются, и за счет силы тяжести дроссельный клапан опускается, садится на седло, прекращается пропуск газа через дроссельный клапан, избыточное давление после РД становится равным нулю. При останове ГРП, ГРУ выключают РД, вывертывая винт пилота до отказа.

Устойчивость работы РДУК обеспечивается за счет установки дросселя на трубке для сброса газа. Дроссель – это калиброванное отверстие малого диаметра (d=0,5–1мм). За счет малого сечения дросселя сброс газа из подмембранной полости РД происходит очень медленно. Это обеспечивает плавное перемещение мембраны и дроссельного клапана даже при резких изменениях Р1 или расхода газа. При этом колебания движущихся деталей РД быстро затухают, что и обеспечивает устойчивую работу РДУК при любых режимах.РДУК рассчитаны на входное давление газа 1,2 МПа и способны снижать давление до среднего или низкого. Они выпускались Dу = 50,100 и 200 мм. Все они снабжаются пилотом одного типа КН-2.

Каждый типоразмер РДУК имеет 2 модификации с разным диаметром дроссельного клапана d=35,50 мм, d=50,70мм, d=105,140мм. В зависимости от диаметра клапана они имеют разную пропускную способность.

В настоящее время вместо РДУК выпускаются регуляторы типа РДБК-1, РДБК-1П. Они имеют такие же характеристики, как и РДУК.РДУК-1П практически не отличается от РДУК, а РДБК-1, в отличие от РДУК, кроме пилота имеет дополнительное устройство – стабилизатор давления, который повышает устойчивость работы регулятора. Внешне стабилизатор давления похож на пилот и крепится к корпусу регулятора с противоположной стороны от пилота.Пилотные регуляторы в отличие от РД прямого действия обладают большой пропускной способностью и высокой чувствительностью к изменению входного давления и расхода газа. Благодаря большой подъемной силе на мембране РД они имеют небольшие размеры и массу. Подъемная сила на мембране пилотных РД определяется разностью Р₁–Р₂ т.е. составляет несколько атмосфер. В РД прямого действия эта подъемная сила измеряется разностью Р₂ – 0,1 МПа т.е. очень мала, что заставляет увеличивать размеры мембраны и размеры всего регулятора.В ГРП с большим расходом газа (на ТЭС) применяются электрические регуляторы давления. Они представляют собой поворотную регулирующую заслонку (ПРЗ) с электроприводом. Заслонка располагается внутри круглого корпуса, присоединяемого к газопроводу на фланцах. Ось заслонки соединяется рычагами с электрическим исполнительным механизмом типа МЭО. Он представляет собой электродвигатель с редуктором в одном корпусе. Управление МЭО осуществляется с помощью датчиков, контролирующих давление газа до и после ПРЗ.ПРЗ и МЭО устанавливаются в разных помещениях, что обеспечивает повышенную безопасность и исключает вероятность взрыва при утечке газа в регуляторном зале. Рычаги, соединяющие ПРЗ и МЭО проходят через разделительную стенку и заключаются в герметичные футляры.При небольшом расходе газа в настоящее время применяются комбинированные регуляторы давления, объединяющие в одном корпусе основные элементы ГРУ (фильтр, ПЗК, РД, ПСК).

Сжиженные газы образуют с воздухом взрывоопасные смеси приконцентрации паров пропана от 2,1 до 9,5%, изобутана от 1,8 до 8,4%, нормальногобутана от 1,5 до 8,5%. объемных при давлении 98066 Па (1 атм) и температуре

15-20°ССжиженные газы могут проявлять следующие опасные свойства:- токсичность продуктов неполного сгорания газов;

- удушающее действие газов при содержании в воздухе кислорода ниже допустимого;- сильное охлаждающее действие жидкой фазы, вызывающее тяжелоеобморожение. Меры первой помощи:- при отравлении - свежий воздух (кислород), тепло, вата, смоченная нашатырным спиртом, для приведения пострадавшего в сознание - горячее питье, при

необходимости искусственное дыхание;- при попадании жидкой фазы на одежду - немедленно удалить одежду с целью

исключения соприкосновения жидкой фазы с телом человека;

- при обморожении - наложить сухую стерильную повязку на обмороженнуюповерхность кожи и немедленно обратиться к врачу. При работе со сжиженными газами глаза необходимо защищать очками сбоковыми открылками, так как попадание капель в глаза может вызвать потерю зрения. Допускается не определять интенсивность запаха при массовой доле меркаптановой серы в сжиженных газах марок ПТ, ПБТ и БТ 0,002 % и более, а марок ПА и ПБА - 0,001 % и более. При

массовой доле меркаптановой серы менее указанных значений

или интенсивности запаха менее 3 баллов сжиженные газы

должны быть одорированы в установленном порядке.

КВ – котёл водогрейный;РН – рециркуляционный насос;

СН – сетевой насос (циркуляционный);ППН – подпиточный насос;РК – регулирующий клапан;Т – термопара (датчик температуры воды);Д – диафрагма (датчик расхода воды);

ЗУ – запорное устройство (задвижка);ОК – обратный клапан.

При подготовке к пуску необходимо осмотреть котёл и вспомогательное оборудование и убедиться в исправности:

- обмуровки котла и изоляции трубопроводов;

- опор трубопроводов, подключённых к котлу;

- арматуры, её приводов, КИП, автоматики;

- тягодутьевых машин;- дробеочистительной установки;

- насосов сетевых, подпиточных, рециркуляционных;

- газовых и мазутных горелок, арматуры обвязочных газопроводов и мазутопроводов.После проверки производится заполнение котла водой, для чего необходимо:

- проверить наличие воды в трубопроводах тепловой сети; при отсутствии воды производится заполнение водой тепловой сети;- открыть воздушные вентили на котле;

- открыть задвижку на входе воды в котёл; - при появлении сплошных струй воды из воздушников закрыть на них вентили;

- убедиться по манометрам, что давление воды в котле соответствует давлению в сетевых трубопроводах.

После заполнения водой котла и трубопроводов тепловой сети необходимо осмотреть котёл и убедиться в отсутствии утечек воды, затем открыть задвижку на выходе воды из котла. Заполнение котла и тепловой сети производится подпиточным насосом из деаэратора водой с температурой 40…70 ^оС.

Далее необходимо включить сетевые и рециркуляционные насосы и установить расход и давление воды не ниже минимальных знеачений.После установления требуемого гидравлического режима приступают к растопке котла. При растопке постоянно контролируют режим горения и температуру воды на входе в котёл и на выходе.После достижения заданной теплопроизводительности работа котла переводится на автоматическое управление.

При сжигании сернистых мазутов очень опасна местная коррозия труб под неудаляемыми золовыми и сажевыми отложениями. Наличие в золовых отложениях сернистых соединений вызывает местные язвы на трубах. Для защиты труб от местной коррозии необходимо систематически производить очистку поверхностей нагрева от золовых и сажевых отложений путем их обдувки сжатым воздухом, обмывки струей воды под давлением и дробеочистки.

Стояночная коррозия возникает в летний период времени в неработающих котлах. Она особенно проявляется в котлах, в которых сжигаются сернистые мазуты. Коррозия усиливается, если при останове котла поверхность нагрева была плохо очищена от сажи и золы. Для предотвращения стояночной коррозии тщательно очищают поверхность нагрева при останове котла, после чего трубы обмывают щелочной водой, производят сушку труб, пропуская через котел горячую воду с температурой более 70°С. После остывания наружную поверхность труб котла покрывают минеральным маслом (отработанное машинное, турбинное или трансформаторное).

Для предотвращения внутренней кислородной коррозии подпитку тепловой сети выполняют деаэрированой водой. Для подпитки тепловой сети используется химочищенная (умягчённая) вода, прошедшая одну ступень натрийкатионитовых фильтров

Билет № 13

Внутренние газопроводы предприятий и котельных

Одним из основных элементов системы газопотребеления являются внутрицеховые (внутренние) газопроводы, прокладываемые внутри зданий. По назначению они делятся на:Распределительные, служащие для подачи газа от ввода в цех или цеховой ГРУ до ответвлений к агрегатам.

Ответвления к агрегатам, служащие для подачи газа от распределительного газопровода до главных отключающих устройств на ответвлениях.Обвязочные, служащие для подачи газа от главных отключающих устройств на ответвлениях до горелок агрегатов.Продувочные, служащие для продувки газопроводов газом при его пуске или сжатым воздухом при выводе в ремонт.Трубопроводы безопасности – специальные продувочные газопроводы, предотвращающие проникновение газа в топки неработающих агрегатов через неплотности запорной арматуры у горелок. Они врезаются между двумя запорными устройствами перед горелками агрегатов и сообщают пространство между запорными устройствами с атмосферой в период, когда агрегаты не работают.Объединение продувочных и трубопроводов безопасности запрещается.

Схемы обвязочных газопроводов агрегата

На газопроводах газоиспользующих агрегатов перед горелками могут устанавливаться одно или два отключающих устройства. Схемы с одним отключающим устройством у горелок очень просты, но не обеспечивают достаточной надежности и безопасности в процессе эксплуатации, т.к. неисправность запорного устройства может привести к загазовыванию топки неработающего котла и последующему взрыву. Схема с одним запорным устройством применяется в агрегатах малой мощности при использовании газа низкого давления. 1. Распределительный цеховой газопровод; 2. Отключающее устройство на вводе в цех; 3. Ответвления к агрегатам; 4. Главное отключающее устройство на ответвлении к агрегату; 5. Фланцевое соединение для установки заглушки; 6. Подвод продувочного агента; 7. Запальный газопровод к ЗУ или ЗЗУ;

8. Универсальный клапан - отсекатель (ПЗК) 9. Поворотная регулирующая заслонка (ПРЗ) регулятора расхода газа. 10. Контрольное запорное устройство. 11. Рабочее запорное устройство; 12. Газовая горелка с принудительной подачей воздуха; 13. Ручная переносная запальная горелка; 14. Продувочные газопроводы; 15. Трубопровод безопасности; 16. Краны для взятия пробы газа; 17. Манометры для измерения давления газа и воздуха; 18. Тягонапоромер; 19. Дутьевой вентилятор; 20. Воздуховод; 21. Воздушный шибер регулятора соотношения газ-воздух.Наиболее распространенной является схема обвязочных газопроводов с двумя отключающими устройствами у горелок агрегатов и трубопроводами безопасности между ними. Наличие двух запорных устройств у горелок повышает надежность отключения газа, а трубопроводы безопасности исключают проникновение газа в топку неработающих агрегатов даже при неисправности запорных устройств. Возможные пропуски газа будут выбрасываться в атмосферу по трубопроводу безопасности. Эта схема применяется при любой мощности агрегатов (за исключением котлов электростанций) и любом давлении газа перед горелками. В схемах с одним отключающим устройством у горелок отсутствуют контрольное отключающее устройство и трубопровод безопасности.

Билет №14

Схема обвязочных газопроводов агрегатов с двумя ПЗК у горелокВ соответствии с новыми СНиП «Газораспределительные системы» и "Правилами безопасности систем газораспределения и газопотребления" существенно изменяется обвязка агрегатов и тип газового оборудования перед горелками агрегатов. На газопроводе – вводе в котельную с наружной стороны здания на высоте не более 1,8 м от земли должно устанавливаться запорное устройство с изолирующими фланцами. На газопроводе – вводе внутри котельной должен устанавливаться быстродействующий электромагнитный клапан с временем быстродействия не более 1 секунды, который автоматически прекращает подачу газа к агрегатам при аварии в котельной.

Горелки пусковой мощностью свыше 0,4МВт, должны оснащаться ЗЗУ, обеспечивающим факел у основной горелки в режиме розжига, а также на всех режимах работы агрегата. На котлах с большим количеством горелок выделяется несколько растопочных, которые оснащаются ЗЗУ. Остальные горелки могут не оснащаться ЗЗУ и растапливаются от факелов растопочных горелок. На газопроводах перед горелками должны устанавливаться 2 ПЗК, т.е. электромагнитные клапаны с временем действия не более 1 секунды. Они являются исполнительными механизмами автоматики безопасности и прекращают подачу газа к горелкам при отклонении контролируемых параметров от заданных значений. Между двумя ПЗК врезается газопровод безопасности, на котором устанавливается быстродействующий электромагнитный клапан типа НО, автоматически открывающийся в течение не более 1 секунды. На горелках единичной мощностью свыше 1,2МВт клапан типа НО, должен обеспечивать автоматическую проверку герметичности затворов двух ПЗК перед растопкой основной горелки. Непосредственно перед горелкой устанавливается ПРЗ регулятора расхода газа. Прекращение подачи электроэнергии на электромагнитные клапаны (ПЗК) должно вызывать автоматическое закрытие ПЗК и открытие клапана НО. Каждая газоиспользующая установка должна быть оснащена блокировками, которые исключают неправильные действие персонала.В промышленных и отопительных котельных они должны:Исключать подачу газа в топку при отсутствии факела на ЗЗУ.Исключать возможность подачи газа на установку в ручном режиме.Если при розжиге горелки или в процессе регулирования произошел отрыв, проскок или погасание пламени, подача газа на горелку и ее ЗЗУ должна быть немедленно прекращена. К повторному розжигу горелки разрешается приступить после устранения причины неполадок, вентиляции топки и газоходов в течении не менее 10 минут, а также проверки герметичности затвора отключающей арматуры перед горелкой.Для котлов электростанций система блокировок более сложная и задействована по многим параметрам.

Электромагнитный клапан на вводе газа в котельную.

Распределительный цеховой газопровод.Ответвление газопровода к агрегатам.Главное отключающее устройство.

Подвод продувочного агента.Диафрагма расходомера Запальный газопровод.ПЗК с временем быстродействия до 1 сек. (эл. магнитный клапан).Запальная горелка.

ПЗК на рабочей линии.Трубопровод безопасности.

Быстродействующий электро- магнитный клапан типа НО (нормально открытый).ПРЗ.Основная грелка.Продувочная свеча.

Кран для взятия пробы газа.Вентилятор.Воздуховод.

Воздушный шибер.Манометры давления газа и воздуха.

Тягонапоромер.Ручной переносный запальник.

Запорное устройство снаружи здания

Билет № 15

Автоматика безопасности

Она служит для автоматического прекращения подачи газа к горелкам при отклонении контролируемых параметров от заданных значений. Исполнительным механизмом автоматики безопасности является универсальный клапан – отсекатель, который прекращает подачу газа к горелкам по команде датчиков, контролирующих основные параметры работы агрегата. В качестве универсального клапана - отсекателя (ПЗК) применяются специальные электромагнитные клапаны с временем быстродействия не более 1 сек. Они представляют собой вентильную конструкцию, в которой шток клапана жестко соединяется с сердечником электромагнита.При наличии напряжения на катушке электромагнита его сердечник втянут внутрь катушки, при этом отсечной клапан открыт для прохода газа. При исчезновении напряжения на катушке сердечник электромагнита вместе с отсечным клапаном под действием силы тяжести опускаются, клапан садится на седло и происходит отсечка газа. В промышленных и отопительных котельных в качестве универсального клапана - отсекателя очень часто используется ПЗК типа ПКН, ПКВ со специальной электромагнитной приставкой, которая и придает ПЗК универсальность. Сердечник электромагнита соединяется с коромыслом ПКН или непосредственно с ударным молотком. При наличии напряжения на катушке сердечник электромагнита втянут внутрь катушки и удерживает ударный молоток в вертикальном положении. При отсутствии напряжения сердечник опускается и освобождает ударный молоток, который падая, ударяет по анкерному рычагу, вследствие чего, происходит отсечка газа.Отсечка газа происходит по команде датчиков, контролирующих основные параметры работы агрегата. На катушку электромагнита клапана - отсекателя подается напряжение , при этом клапан открыт. При отклонении любого из контролируемых параметров от заданных значений, соответствующий датчик размыкает цепь питания электромагнита ПЗК и происходит отсечка газа.Автоматика безопасности должна прекращать подачу газа к горелкам агрегата, независимо от его назначения, в следующих случаях:

При погасании факела в топке. Датчиком является автомат контроля пламени АКП, состоящий из фотоэлектрического датчика или датчика сопротивления;При недопустимом понижении или повышении давления газа у горелок;При недопустимом понижении давления воздуха перед горелками (при останове вентилятора);При недопустимом понижении разряжения в топке (останове дымососа). Датчиками, контролирующими давление газа, воздуха и разряжения в топке могут быть: ДН (напора) и тяги – ДТН, а также ДТ – 2.При исчезновении напряжения в цепях питания автоматики безопасности.Кроме этого в паровых котлах автоматика безопасности должна прекращать подачу газа при недопустимом понижении или повышении уровня воды в барабане, или при недопустимом понижении расхода воды в прямоточных котлах. Датчиками уровня воды являются дифманометры.В водогрейных котлах автоматика безопасности дополнительно прекращает подачу газа в следующих случаях: При повышении давления воды в котле на 5% выше расчетного;2. При недопустимом понижении давления воды в котле;3. При недопустимом повышении температуры воды на выходе из котла;

4. При недопустимом снижении расхода воды через котел.

При применении сжиженных газов марок ПТ и ПБТ в качестве

топлива для автомобильного транспорта массовая доля суммы

непредельных углеводородов не должна превышать 6 %, а

давление насыщенных паров должно быть не менее 0,07 МПа длямарок ПТ и ПБТ при температурах минус 30 °С и минус 20 °С соответственно. марки сжиженных газов:, Пропан автомобильный Пропан-бутан автомобильный,Марка газа ПБА допускается к применению во всех климатических районах притемпературе окружающего, воздуха не ниже минус 20°С. Марка ПА применяется взимний период в тех климатических районах, где температура воздуха опускается

ниже минус 20°С и рекомендуемый температурный интервал ее применения отминус 20°С до минус 35°С. В весенний период времени с целью, полногоизрасходования запасов сжиженного газа марки ПА допускается ее применение

при температуре до 10°С

Билет № 16

Автоматика регулирования

Автоматика регулирования предназначена для поддержания на постоянном заданном уровне основных параметров работы агрегатов. Например: в паровых котлах постоянными поддерживается давление и температура вырабатываемого пара, коэффициент избытка воздуха в топке, разрежение в топке, уровень воды в барабане; в водогрейных котлах постоянными поддерживаются разряжение в топке и коэффициент , расход воды, температура воды на выходе или она изменяется в соответствии с изменением температуры наружного воздуха. Автоматика регулирования котлов состоит из нескольких регуляторов, работающих независимо один от другого. Каждый регулятор состоит из регулирующего органа, исполнительного механизма, датчиков, а также соединительных связей в виде электропроводки или импульсных трубок. Датчики, контролирующие параметры, управляют работой исполнительных механизмов, которые в свою очередь изменяют положение регулирующих органов. В результате этого регулируемый параметр восстанавливает свое значение. В качестве исполнительных механизмов могут использоваться: гидравлические исполнительные механизмы (ГИМ), пневматические исполнительные механизмы (ПИМ) и электрические. Наиболее часто используются механизмы электрические однооборотные (МЭО). МЭО состоит из электродвигателя с редуктором, через систему рычагов он соединяется с регулирующим органом регулятора. В паровых котлах, вырабатывающих насыщенный пар, устанавливают 4 регулятора:Регулятор расхода газа (регулятор нагрузки) поддерживает постоянным давление пара независимо от нагрузки. Он включает в себя: МЭД – манометр электрический дистанционный, который контролирует давление пара и является датчиком; МЭО (ГИМ, ПИМ) - исполнительный механизм (электрический, гидравлический, пневматический) и регулирующий орган – ПРЗ на газопроводе, которая является регулирующим органом. При изменении нагрузки на котел (уменьшении или увеличении расхода пара) изменяется давление пара. Это изменение фиксирует МЭД, который через электронный усилитель посылает сигнал на МЭО, а он, в свою очередь, изменяет положение ПРЗ. При этом изменяется подача газа на горелку агрегата, в результате чего давление пара восстанавливается до заданного.Регулятор соотношения газ – воздух поддерживает постоянным коэффициент избытка воздуха в топке. Его датчиками являются датчики давления газа и воздуха перед горелками. Они управляют работой МЭО (исполнительным механизмом), а он изменяет положение воздушного шибера на воздуховоде перед горелкой, который является регулирующим органом.Регулятор разряжения поддерживает постоянным разряжение в верхней части топке (20 - 30 Па). Датчиком регулятора является датчик разряжения (тяги), который управляет работой МЭО, а МЭО изменяет положение регулирующего органа, которым является направляющий аппарат дымососа.Регулятор уровня воды или регулятор питания, поддерживает постоянным уровень воды в барабане котла. Датчиком регулятора является дифманометр, контролирующий уровень воды. Исполнительный механизм – МЭО изменяет положение регулирующего клапана на питательной линии при изменении уровня воды, в результате уровень восстанавливается до нормы.На котлах, вырабатывающих перегретый пар, должны устанавливаться регуляторы температуры перегретого пара при температуре перегрева больше 400^оС. Они могут быть нескольких видов. Главным элементом этого регулятора является пароохладитель, который может быть впрыскивающим или поверхностным.Гидравлический расчёт газопроводов

Гидравлический расчёт газопроводов производится последовательно по участкам.Задачами гидравлического расчёта являются:- определение диаметров участков газопровода;- определение падения давления газа на участках;

- определение давления газа в начале или в конце участков (одно из указанных давлений должно быть известно)Расчёт разветвлённого газопровода может выполняться последовательно по участкам против хода газа или по ходу газа в зависимости от того, какое давление газа известно – в начале газопровода или в его конечной точке. Существует несколько методик гидравлического расчёта газопроводов, причём расчёт рекомендуется выполнять на ЭВМ. При отсутствии соответствующих программ для ЭВМ допускается гидравлический расчёт выполнять по формулам или по номограммам, которые приводятся в СП 42-101-2003. Внутренний диаметр участка газопровода можно определять из уравнения расхода газа, проходящего по данному участку По каталогу выбирают стандартную трубу с внутренним диаметром близким по своему значению к d', причём принимают ближайший больший – для стальных газопроводов и ближайший меньший – для полиэтиленовых.

Билет № 17

Нормы потребления газа

Годовое потребление газа является основой при разработке проекта газоснабжения любого населённого пункта. Годовые расходы газа для каждой категории потребителей следует определять на конец расчётного периода с учётом перспективы развития потребителей газа.Продолжительность расчётного периода устанавливается на основании плана перспективного развития объектов-потребителей газа.Расход газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды населения зависит от множества факторов, большинство из которых не поддаются учёту, поэтому годовое потребление газа рассчитывают по средним нормам, разработанным в результате анализа многолетнего опыта фактического его потребления. Эти нормы (выраженные в тепловых единицах измерения МДж, Мкал) приведены в ГОСТ Р 51617-2000. «Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические условия» Нормы потребления теплоты приводятся на 1 условную единицу в год. Под условной единицей следует понимать 1 человека в жилых домах, 1 тонну сухого белья в прачечных, 1 помывку в банях, 1 обед (завтрак, ужин) в столовых, кафе и ресторанах, 1 койку в больницах, 1 тонну изделий в пекарнях и т.д.Зная норму потребления теплоты и количество условных единиц, можно определить суммарный расход теплоты за год, а затем и годовой расход газаМетоды сжигания горючих газовВ зависимости от способа и места перемешивания горючего газа с воздухом различают 3 метода сжигания газа:- диффузионный – горение яркосветящимся пламенем;- кинетический – беспламенное горение;

- смешанный (диффузионно – кинетический) – горение несветящимся факелом.Рассмотрим методы сжигания газа на примере работы инжекционной газовой горелки Диффузионное сжигание газаосуществляется без предварительного перемешивания газа и воздуха. В горелку подается только газ. Подача первичного воздуха в смеситель горелки отсутствует. Воздух подается в топку, где и смешивается с газом. Перемешивание газа и воздуха в топке осуществляется за счет диффузии.Диффузия – это способность молекул одного вещества (кислорода) проникать в толщу другого (горючего газа). Различают 2 вида диффузии:1. Молекулярная - за счет теплового движения молекул воздуха и газа, которые имеют большие скорости, но очень короткий пробег, что замедляет перемешивание.2. Турбулентная - за счет скорости движения потока воздуха относительно потока газа.П роцесс диффузии протекает очень медленно, особенно молекулярная диффузия. По этой причине требуется много времени на подготовку смеси, полное время горения очень продолжительно и примерно равно

физической стадии ( _физ). Поэтому, для полного сжигания газа требуется большое количество воздуха, т.е. большой его избыток  =1,2 – 1,3.В результате медленного горения факел имеет большие размеры и очень низкую температуру: в ядре факела в основной зоне - не более 1400^оС, а на его поверхности около 1000^оС. Внутри факела образуется большая по размерам зона неполного горения, куда затруднен доступ кислорода воздуха. При неполном сгорания газа образуется углерод в виде сажи. Частицы сажи под действием высокой температуры начинают светиться, что придает всему факелу яркосветящийся вид.Диффузионный факел обладает высокой устойчивостью, т.е. не стремится к отрыву или проскоку при любой нагрузке. При увеличении нагрузки на горелку увеличивается подача газа, при этом факел только увеличивает свои размеры, но не отрывается от горелки. Диффузионные горелки иногда называются горелками внешнего смешения, т.к. перемешивание газа и воздуха происходит за пределами горелки. Такие горелки применяются в промышленных печах, где требуется сравнительно низкая, но равномерная по объему топки температура. Они также применяются в паровых и водогрейных котлах малой мощности, которые имеют неэкранированные топки. При использовании диффузионного горения в экранированных топках светящийся факел отдает «холодным» экранам большое количество теплоты излучением, температура факела существенно снижается, что приводит к химическому недожогу и образованию сажи. Для интенсификации диффузионного горения стремятся увеличить турбулентную диффузию за счет подвода потока воздуха с большой скоростью под углом к потоку газа, а также за счет дробления потока газа на множество струек.Достоинства диффузионного горения:

1. Высокая устойчивость факела при любой нагрузке на горелку;

2.Возможность подачи воздуха в топку с высокой температурой превышающей температуру воспламенения газа;3. Равномерная температура по всему объему топки, что дает возможность в промышленных печах обеспечивать равномерный нагрев различных изделий. Недостатки диффузионного горения:

1. Для полного сжигания газа требуется большой избыток воздуха (), что увеличивает потери теплоты q₂ с уходящими газами.2. Для полного сжигания требуется большой объем топки, работающей с малым тепловым напряжением.

Слабая интенсивность горения и низкая температура факела приводят к уменьшению температурного напора и увеличению поверхности нагрева агрегатов.Кинетическое сжигание газа

о существляется с полным предварительным смешением газа и воздуха. Весь воздух, необходимый для сгорания газа, подается в смеситель горелки. Этот воздух называется первичным. Подача вторичного воздуха в топку отсутствует. Благодаря хорошему перемешиванию газа и воздуха в смесителе горелки отсутствует физическая стадия (_физ = 0) и полное время горения равно продолжительности химической стадии  = _хим, причем это время очень мало: = 0,003 – 0,007 сек.Ввиду быстрого сгорания смеси факел имеет минимальные размеры, в нем совершенно отсутствует зона неполного горения и развивается высокая температура порядка 2000^оС и выше.Благодаря хорошему перемешиванию газа и воздуха в смесителе, требуется минимальный избыток воздуха  =1,02 – 1,1, что способствует увеличению КПД агрегата. Главным недостатком кинетического горения является стремление факела к отрыву от горелки, особенно при больших нагрузках, что объясняется большой скоростью выхода газовоздушной смеси из горелки, т.к. в горелку подается весь воздух, необходимый для горения. Для предотвращения отрыва факела его окружают огнеупорами, которые под действием факела разогреваются и стабилизируют процесс горения. На фоне раскаленных огнеупоров пламени практически не видно, поэтому кинетическое горение называют беспламенным. С энергетической точки зрения кинетическое горение является наиболее эффективным, поэтому кинетические горелки являются самыми распространенными в энергетических установках. При кинетическом горении развивается высокая температура, требуется минимальный избыток воздуха и малые размеры топки, которая работает с высоким тепловым напряжением. Горелки с кинетическим методом сжигания применяются в котлах любой мощности, а также в промышленных печах, где требуется высокая температура (плавильные печи).