11.5. Внутрибарабанные процессы и устройства

Барабан представляет собой цилиндрический горизонтальный сосуд с внутренним диаметром до 1600-1800 мм и длиной, зависящей от паропроизводительности котла (до 15-20 м и более). В барабан подается вода или пароводяная смесь из экономайзера (рис. 11.17). При подаче воды над уровнем ее в барабане и падении на поверхность водяного объема образуется большое количество водных капель, поднимающихся в паровое пространство барабана. Если же ввод воды производить под уровень воды, то слой воды частично погасит энергию струи, но он недостаточен для полного ее гашения, поэтому образуются сложные линии тока в объеме воды, волнообразование и выброс капель в паровое пространство. Отсюда вытекает первая задача внутрибарабанных устройств — гашение кинетической энергии водяной или пароводяной струи из труб после экономайзера.

Рис. Схема потоков воды и пара

Из барабана часть воды направляется в опускные трубы контура, цирку­ляции. Из анализа работы опускных труб вытекает вторая задача: организация плавного входа воды в опускные трубы с малым сопротивлением входа; предусмотреть устройства, предотвращающие воронкообразование и захват (снос) пара опускающейся водой. Для того чтобы высота уровня воды над входом в опускные трубы была максимальной, опускные трубы надо выводить из барабана как можно ближе к нижней его образующей.

В барабан из контура циркуляции по отводящим трубам поступает пароводяная смесь с большой скоростью. Если организовать сосредоточенный ввод подводящих труб (рис. 11.17), то за счет большой кинетической энергии струи и значительного объема паровой фазы уровень воды, насыщенной паровыми пузырями, будет значительно выше среднего, т. е. произойдет «набухание» уровня. При прохождении пара через границу вода-пар будет образовываться большое количество водных капель, поднимаемых потоком пара. Отсюда третья задача: организовать равномерный по длине и сечению барабана ввод пароподводящих труб и гашение энергии поступающей пароводяной струи; обеспечить равномерность распределения паровой фазы по сечению барабана, с тем чтобы пар барботировал через слой воды с малой скоростью, при этом возмущение уровня воды будет минимальным, образование капель и их выброс в паровое пространство уменьшится.

Насыщенный пар, поступивший в барабан, поднимается в верхнюю часть барабана и отводится через трубы в пароперегреватель. Ясно, что эти трубы должны быть расположены вдоль верхней образующей барабана, иначе может образоваться застойная зона. Поток пара, направляющийся к сосредоточенному отводу, плохо заполняет сечение барабана, скорость пара в средней части при этом существенно увеличивается. Поток пара может унести часть капель воды из парового пространства в отводящие трубы и дальше в пароперегреватель. Так как унос капель по массе не велик, то эта влага на условия теплообмена в пароперегревателе не влияет. Если произойдет «заброс» влаги, т. е. большой ее унос с паром, то вода, попадая на стенки труб пароперегревателя, вызовет их резкое охлаждение и термическое растрескивание металла. Но и малое количество уноса влаги приносит большие неприятности: в каплях воды содержится большое количество примесей, которые при испарении воды на стенке пароперегревателя оставляют отложения с низкой теплопроводностью, а при испарении в потоке перегретого пара передают ему примеси, которые уносятся в турбину. Четвертая задача: организовать равномерное заполнение потоком пара сечение барабана, чтобы снизить скорость пара; обеспечить интенсивную сепарацию пара от воды, уменьшив унос влаги до приемлемого значения.

При высоком давлении насыщенный пар, барботирующий через слой воды в барабане, содержит значительное количество примесей, и тогда возникает пятая задача — организация очистки пара внутри барабана.

Из общего анализа процессов в барабане видно, что при проектиро­вании и эксплуатации барабана приходится решать сложные задачи. Их конструктивное решение приводит к сильному загромождению внутрибарабанного пространства различными устройствами, усложняющими ремонт и эксплуатацию котла. Наблюдение за процессами поддержания постоянного уровня воды в барабане является одной из главных задач эксплуатации котла, обеспечивающей надежность и экономичность его работы и работы всего блока.

Прежде чем рассматривать конструктивное выполнение внутрибарабанных устройств, необходимо провести анализ процессов барботажа и уноса влаги.

Барботаж пара через воду — подъем паровой фазы и жидкости, приведенная скорость направленного движения которой мала или равна нулю. Барботаж пара имеет место в барабанах котлов, в подъемных трубах контура циркуляции при образовании свободного уровня, застоя или опрокидывания циркуляции. В общем случае, аппарат, в котором происходит процесс барботажа пара через слой жидкости, называется барботером.

Для равномерного распределения паровой фазы по сечению барботера (в том числе и в барабане) и выравнивания скоростей пара в барботажном слое устанавливается распределительное устройство. Обычно применяют погруженный в слой жидкости дырчатый лист с соответствующим образом рассчитанным количеством отверстий выбранного диаметра. Правильно рассчитанные дырчатые листы гасят также кинетическую энергию пароводяных струй.

Режим работы дырчатого листа зависит от расхода паровой фазы и диаметра паровых пузырей и отверстия в листе (рис. 11.18). При небольших расходах пара и малом диаметре пузырей (меньше диаметра отверстий) они свободно проходят через отверстия в виде отдельных пузырей, не сливаясь. Если диаметр пузыря больше диаметра отверстий, то паровой пузырь втягивается в отверстие, разделяясь на две части. На часть пузыря, уже находящуюся над листом, действуют подъемная сила и конвективные токи, стремящиеся оторвать ее от листа.

Рис.11.19. К определению паровой подушки под дырчатым листом: 1 – дырчатый листом:

1 – дырчатый лист; 2 – отбортовка.

Пока над листом будет формироваться новый пузырь, оставшиеся под листом части пузыря могут слиться в единую паровую подушку. Следо­вательно, для данного давления в системе и диаметра отверстия в листе существует скорость пара в отверстиях , при превышении которой под дырчатым листом образуется устойчивая паровая подушка.

Средняя скорость пара в отверстиях дырчатого листа определяется по формуле

где f_отв — суммарное сечение отверстий, м².

В паровых котлах, парогенераторах, испарителях и подобных элементах применяют погруженные дырчатые листы с диаметром отверстий 812 мм и более, так как в пароводяной смеси может находиться шлам (взвеси, чешуйки оксидов железа с внутренних поверхностей труб) и он будет забивать мелкие отверстия.

При значительном диаметре отверстий паровая подушка под дырчатым листом образуется при более высоком расходе паровой фазы. В этом случае через отверстия листа будет вытекать пар в виде сплошного потока. При дальнейшем барботировании струи пара через слой жидкости она разбивается на отдельные пузыри. Для того чтобы пар не обходил по бокам дырчатый лист, делается отбортовка.

Сечение барабана изменяется по высоте, Поэтому скорость пара также меняе5тся по высоте. Чтобы придать определенное значение скорости пара её определяют на границе между пароводяным и паровым объемом, эту границу называют зеркалом испарения, и сечение барабана принимают на зеркале испарения – f_з.исп. Тогда приведенная скорость пара , отнесенная к этому сечению:

(11.46)

Объемный расход пара G_n/ρ", отнесенный к площади зеркала испарения f_з.исп = 1 м², называется объемной нагрузкой зеркала испарения R^v_s, м³/(см²):

(11.47)

или , м³/(чм²):

(11.48)

Введенный параметр упрощают расчеты внутрибарабанных процессов.

Обратная задача возникает при проектировании парового дотла: по заданной паропроизводительности D, кг/с, определить геометрию барабана и погруженного дырчатого листа. Задаемся величиной , определяем сечение зеркала испарения f_з.исп, по типовому диаметру барабана находим длину барабана. Наметив место вывода опускных и ввода пароотводящих труб контура циркуляции, находим размеры дырчатого листа. При расчете дырчатого листа два взаимосвязанных параметра неизвестны: скорость пара и сечение отверстий. На скорость пара накладывается два ограничение — по организации паровой подушки, которая рассчитывается в зависимости от давления пара по выражению

,

где σ – коэффициент поверхностного натяжения, Н/м².

Парпромывочные устройства выполняются двух типов: погруженного, когда паропромывочный дырчатый лист находится в объеме жидкой фазы, «подвешенного», находящегося в паровом объеме, над зеркалом испарения. На паропромывочное устройство подается питательная вода, которая растекается по дырчатому листу, образуя слой воды высотой Н_вес, и сливается по периферии листа. Толщина слоя промывочной воды определяется высотой бортиков Н_борт. Пар направляется с помощью отбортовок (щек) под промывочный лист, проходит через отверстия в нем, барботирует через слой промывочной воды и уходит на паросепарационные устройства. Проходящий через отверстия листа пар препятствует протеканию через них жидкости. Скорость пара в отверстиях дырчатого листа должна быть выбрана такой, чтобы жидкость удерживалась на промывочном листе и сливалась только по периферии листа или специальным сливным линиям — такой режим называется беспровальным.

Высота бортиков Н_борт обычно составляет 40-60 мм (эту высоту называют также высотой перелива Н_пер). Действительный уровень Н превосходит уровень перелива на 510 мм, т. е.

Н = Н_пер + (510) мм.

Унос влаги паром. Как указывалось, дробление жидкости на капли происходит при возмущении зеркала испарения пароводяной струей и при выходе парового пузыря из водяного объема в паровой. В современных барабанах устанавливаются системы гашения кинетической энергии струй воды и пароводяной смеси, поступающих в барабан, и равномерной раздачи по сечению барабана. В этих условиях определяющим генератором капель воды в паровой объем является разрыв пузырей пара (рис. 11.22). Всплывающий пузырь пара подвержен воздействию двух сил: внутреннего давления, стремящегося разорвать жидкую пленку вокруг пузыря, и силе поверхностного натяжения этой пленки. В начальный момент выхода пузыря из объема жидкости (рис. 11.22, в) вода с пленки стекает, она утоняется и разрывается, (рис. 11.22, г). Пар, вырываясь через образовавшееся отверстие, разрушает верхнюю часть пленки, превращая ее в мелкие капли воды. Остатки жидкой пленки опускаются вниз, заполняют образовавшуюся после выхода пара лунку в воде. Встреча потоков воды в центре лунки сопровождается гидравлическим ударом с выбросом крупных капель воды в паровой объём (рис. 11.22, д).

Рис.11.22. Схема образования капельной влаги в паровом объеме барабан при вводе парообразующих труб в водяной объем:

а – всплывающий пузырек пара; б – начальный период выхода пузырьков на зеркало испарения; в – перед разрывом водяной оболочки; г и д – разрушение водяной оболочки с образованием капелек влаги.

На каплю воды диаметром d_к в паровом пространстве действуют две силы:

— сила Архимеда, направленная вниз:

(11.52,а)

— сила динамического напора пара, направленная вверх:

(11.52,б)

где  — коэффициент сопротивления.

При равенстве этих сил капля воды будет витать в потоке пара. Скорость витания w_вит будет равна

(11.53)

Скорость w_вит зависит от давления и диаметра капель. При р = 10 МПа и d_к == 1 мм w_вит = 0,6 м/с; d_к = 0,2 мм, w_вит = 0,15 м/с, d_к = 0,1 мм, w_вит = 0,07 м/с. Для d_K = 0,1 мм и р =1 МПа w_витт = 0,25 м/с. С увеличением давления скорость витания уменьшается, т. е. при известной скорости унос капель увеличивается.

Капли диаметром d_к, у которых скорость витания меньше скорости пара , будут уноситься потоком пара. Капли с w_вит > будут оседать в водяной объем, скорость оседания w_ос равна разности:

Унос влаги паром характеризуется его влажностью , %, которая определяется как отношение массы водяных капель т_в к массе влажного пара:

(11.54)

где т_п — масса паровой фазы.

Таким образом, влажность пара определяется забросом капелек воды в пароотводящие трубы и уносом капелек потоком пара. При малых высотах парового пространства основную роль играет прямой заброс водяных капель, а при больших высотах — унос влаги. Поэтому  сильно зависит от высоты парового пространства (рис. 11.23), особенно до высоты 0,81 м.

Зависимость влажности пара от его скорости сложная и имеет вид

(11.55)

Это связано с распределением капель воды по размерам, по скорости их витания (рис. 11.24, а). При малой скорости пара (условно — до w₁ (рис. 11.24,б) показатель степени п < 2; с увеличением скорости пара уносятся паром все более крупные капли, показатель степени растет до 45; при скорости пара w'q, приближающейся к Швит (рис. 11.24), резко возрас­тает количество и масса унесенных капелек воды, влажность возрастает с показателем степени п > 5 ч- (?. В диапазоне скорости пара Wq и влажности пара ш = 0,01 ч- 0,1%, в котором работают промышленные агрегаты, расчет влажности можно вести по формуле

о; = СЮ²'⁷⁶/«з)²'³- (П-56)

Коэффициент С зависит от давления, он характеризует физические свойства пара и жидкости (рис. 11.25). С увеличением давления коэффици­ент поверхностного натяжения а снижается, соответственно уменьшается размер капель воды, скорость витания падает, а количество капель уве­личивается. Кроме того, увеличивается несущая способность пара за счет роста его плотности. Поэтому при изменении давления от 10 до 16 МПа коэффициент С и влажность пара ш изменяются в 5 раз. Отсюда вытекает

пара, уходящего из барабана, можно уменьшить по сравнению с уносом влаги путем организации сепарационных устройств.

Пароприемный потолок и жалюзийный сепаратор. Для выравнивания скорости пара по сечению барабана и, тем самым, уменьше­ния ее величины вверху барабана делается пароприемный потолок, пред­ставляющий собой дырчатый лист. Диаметр отверстий 6-10 мм, скорость пара в отверстиях принимается 6-10 м/с для высоких и 10-18 м/с для сред­них давлений. Гидравлическое сопротивление щита должно быть больше сопротивления входа пара в пароотводящие трубы.

Равномерное распределение пара по сечению барабана, отсутствие на­бухания двухфазного слоя и ценообразования, относительно высокое па­ровое пространство — все это создает хорошие условия для естественной сепарации влаги и снижения влажности пара. Для дополнительного улав­ливания капель воды перед пароприемным дырчатым листом устанавли­вают жалюзийный сепаратор* Варианты его конструкции представлены на рис. 11.31. При проходе пара в щелях направление движения его изме­няется и за счет инерционных сил капли воды осаждаются на пластинах сепаратора, сливаются в струи и стекают в водяной объем. Чтобы не про­исходило срыва пленки жидкости паром, скорость пара перед жалюзий-ным сепаратором не должна превышать 0,5 м/с при р = 4 МПа; 0,2 м/с при р = 10 МПа; 0,1 м/с при р = 15 МПа. Эффективность сепаратора увеличивается при снижении скорости пара в барабане (рис. 11.32). Жа-люзийные сепараторы устанавливаются на высоте более 400 мм от уров­ня воды.

Рис.11.31. Формы и расположение пластин жалюзийного сепаратора:

а, б, в – различные модификации конструктивного выполнения.

По конструктивному выполнению жалюзийные сепараторы могут быть горизонтальными (подвод пара снизу), вертикальными (подвод пара по бо­ковой поверхности) или наклонными. В барабанах паровых котлов установ­лены, как правило, горизонтальные жалюзийные сепараторы.

Внутрибарабанные устройства преднат значены для решения задач, сформулированных в начале параграфа.

По набору основных устройств барабаны можно, условно, разделить на две группы: для низкого и среднего давления (давление в бара­бане ре = 11 МПа и ниже); для высокого и сверхвысокого давления (рв = 15 ~- 19 МПа). Основное различие состоит в том, что при Рб ^ 11 МПа промывку пара, как праЬило, не делают, паровое пространство остается сво­бодным и создаются условия для естественной, осадительной сепарации влаги из пара. При бо­лее высоком давлении промывка пара делается обязательно, паропромывочное устройство за­громождает паровое пространство, оставшаяся высота парового объема недостаточна для есте­ственной сепарации, приходится делать устрой­ства для вынужденной, механической сепара­ции. Рассмотрим принципиальные схемы вы­полнения этих двух вариантов.

На рис. 11.33 представлена схема внутри барабанных устройств для котлов низкого и среднего давления. Промывка пара отсутствуем поэтому для снижения примеси в паре влаж-

ность его должна быть не более 0,02%. Опускные трубы 1 выведены по нижним образующим барабана, над ними стоят решетки 5 или крестови­ны, препятствующие воронкообразованию; чтобы предотвратить снос пара, между опускными 1 и подъемными 2 трубами стоит перегородка 6; кавита­ция на входе в опускные трубы не ожидается, так как столб жидкости над ними более 400 мм.

Рис.11.33. Схема внутрибарабанных устройств

для котлов низкого и среднего давления.

Подъемные пароотводящие. трубы 2 введены равномерно по длине ба­рабана в водяное и паровое пространство. В современных паровых котлах через каждую трубу подается до 1000 -г-1500 кг/ч при скорости смеси 0,3-0,8 м/с. Гашение кинетической энергии пароводяной смеси происходит за счет отбойных щитков 7 и водяного объема, через который проходит вся пароводяная смесь. При этбм происходит первое, грубое разделение паро­водяной смеси. Для равномерного распределения пара по сечению зеркала испарения выполнен погруженный дырчатый лист 8 с отверстиями диамет­ром 10-20 мм. Дырчатый лист устанавливается на 50-75 мм ниже н^иниз-шего уровня (весового) воды. Между листом и корпусом барабана должен быть зазор не менее 150 мм для стока воды (скорость воды должна быть не

более 0,1 м/с). Щеки 9 предотвращают прорыв паровой подушки 10 помимо дырчатого листа.

Вода после экономайзера 3 подводится к раздающей трубе 11, распо­ложенной в правой части дырчатого листа. По длине трубы расположены отверстия диаметром более 10 мм, через которые вода равномерно вытекает и проходит над дырчатым листом. При этом происходит частичная промыв­ка пара и предотвращается пенообразование. Мдлая высота двухфазного слоя ограничивает возможность набухания, уровня и увеличивает высоту парового пространства.

Отвод пара 4 выполняется по верхним образующим вдоль барабана через пароприемный потолок — дырчатый лист 12 и жалюзийный сепара­тор 13. _ ...... .■■..-.■;•;. • ''

С увеличением паропроизврдительнрсти котла нагрузка на зеркало ис­парения увеличивается, погруженный дырчатый; листне может обеспечить хорошие условия для барботажа пара, .паровой объ.$\$ не,справляется с се­парацией влага да потока пара. В этом случае ц, в ротлах среднего давления могут быть установлены внутрибарабанные и выносные диклоны. В бара-

Рис.11.36. Схема внутрибарабанных устройств:

1 – погруженный дырчатый лист; 2 – жалюзийный сепаратор; 3 пароприемный дырчатый лист.

11.7. Упражнение. Расчет внутрибарабанных сепарационных устройств

Задачи расчета: рассчитать погруженный дырчатый лист, жалюзий-ный сепаратор, пароприемный потолок, определить эффективность сепара­ции пара в паровом объеме барабана и в жалюзийном сепараторе.

Исходные положения: одноступенчатая схема испарения; в барабане: погруженный дырчатый лист, жалюзийный сепаратор, пароприемный пото­лок.

Схема внутрибарабанных устройств представлена на рис. 11.36.

Задано:

Паропроизводительность котла D = — т/ч

Давление перегретого пара : р ~ — МПа

Температура пара t = — °С Барабан:

- внутренний диаметр d_BH = 1600 мм;

- длина рабочей части 1_рч = 3000 + 30 х D мм;

- ширина погруженного дырчатого щита Ь_щ = 1200 мм;

- ширина пароприемного потолка Ь_п = 770 мм.

Последовательность расчета

а) Расчет погруженного дырчатого листа:

1) Характеристики пароводяной смеси над погруженным дырчатым листом:

11.7. УПРАЖНЕНИЕ. РАСЧЕТ ВНУТРИБАРАБАННЫХ УСТРОЙСТВ

— площадь зеркала испарения S₃, м², — приведенная скорость пара с зеркала испарения w'q , м/с

425

— нагрузка зеркала испарения R_a, кг/(м²-с), R_s = D/(3,6S_S);

доля сечения, занятая паром в слое над погруженным дырчатым

листом,

= (0,576 + 0,0414рЖ')°'⁷⁵-

б) Расчетные скорости пара в отверстиях погруженного дырчатого листа:

— расчетный радиус пузырька пара Ro, м, при значении коэффициента поверхностного натяжения воды а, Н/м²,

До = 0,676(<т/ Теплофизические параметры воды на линии насыщения

р,	МПа	та,°с	р'	кг/м3	р", кг/м3	a, Wmz
	11	318		672	62,46	10,2 х Ю-3
	15	342		603	96,6	4,4 х 10~3

— минимальная скорость пара в отверстиях щита, м/с

<_ин = 2,44(_<т/(р"До))⁰'⁵;

— расчетная скорость пара в отверстиях щита, м/с,

в) конструкция щита:

— сечение для прохода пара через щит, м²,

—. площадь шита, м ,

/щ — {щО

— живое сечение дырчатого щита

Vnj = /п//_щ;

— количество отверстий в щите (di = 8 мм=0,008 м)

n_OTB = /_n/(0,785df).

Примем одинаковый шаг расположения отверстий по ширине и длине щита.

Относительная ширина щита Ь_Щ/1_Щ — а. Тогда число отверстий в ряду по ширине щита щ = (ап_тв)⁰'⁵. Шаг отверстий Si = b_m/(ni + 1). Число

рядов отверстий по длине щита п^ = n_mB/ni; шаг 5₂ = /_щ/(п2 + 1).

г) Влажность пара в верхней части парового объема в результате объемной сепарации:

— высота парового пространства, м,

Я = 690 + 50 = 740 мм = 0,74 м;

— среднее расчетное сечение для прохода пара в паровом объеме, м²,

— средняя расчетная скорость пара в паровом объеме барабана, м/с,

влажность пара перед пароприемным потолком, %,

и - (С • 10-⁴«)²-⁷⁶/Я_п²'³) • 100.

Коэффициент С, учитывающий влияние давления на сепарацию влаги:

р, МПа	8	10	11	13	15
С	30	50	90	240	300

Сравнить полученное значение и — в отсутствии промывки пара должно быть и> < 0,02%.

Гарнитура и арматура котла

Арматура котла подразделяется на следующие виды:

1. Запорная арматура

2. Предохранительная арматура

3. Регулирующая арматура

4. Контрольная арматура

Запорная арматура.

Назначение: служит для полного отключения или включения потоков сред, используемых в котле (топливо, вода, пар, воздух). Это могут быть задвижки, вентили. Иногда запорную арматуру используют для регулирования, но это не рекомендовано.

Предохранительная арматура.

Предохранительные и обратные клапаны. Используются при выходе из строя насосов или других подающих устройств, когда резко падает давление и обратный клапан закрывается и не пропускает потоков с верхних уровней на нижние.

Предохранительные клапаны предназначаются для предохранения элементов котла от чрезмерного увеличения давления среды (по пару, по воде, по газу). При увеличении давления сверх допустимого, все эти клапаны открываясь, сбрасывают давление за счет выпуска среды.

На котлах предохранительные клапаны устанавливаются: по пару на барабане котла в количестве 2-х штук - рабочий и контрольный. Рабочий клапан настраивается на превышение давления от 25 % от рабочего давления в трубопроводе, резервный – на 15 %. Предохранительные клапаны также устанавливаются на паропроводе за котлом в таком же порядке и при таких же пределах настройки.

Выбор давления производится по формуле

Используют 3 типа клапанов:

1. рычажные

2. пружинные

3. импульсные предохранительные клапаны (на крупных котлах)

Предохранительный клапан (ПК) за пароперегревателем (п/п) срабатывает раньше, тогда сброс пара в атмосферу будет происходить из пароперегревателя и будет охлаждаться.

Импульсные предохранительные клапаны.

В рычажных и пружинных клапанах усилия от давления пара (среды) уравновешиваются давлением груза (в рычажных клапанах) или воздействия пружины (в пружинных). Клапаны открываются под действием давления, действующего на площадь клапана. На мощных котлах сечение клапана большое (большой расход, высокое давление), следовательно, большой вес при использовании пружинных и рычажных клапанов, что не представляется реально возможным. ПК должен открываться легко, а для этого он должен быть разгружен. Его разгружают подачей давления под клапан и над ним, используя дополнительный импульсный клапан. Он имеет небольшое сечение, может быть грузовым и позволяет точную настройку на давление. Когда он открывается, то сбрасывает пар в разгружающую камеру основного клапана.

Взрывные клапаны.

На котлах, сжигающих газ и мазут, а также другое высокореакционное топливо (по существующим нормам - на всех котельных установках) в обязательном порядке устанавливаются взрывные клапаны. Они предназначены для быстрого сброса давления в топке и газоходах котлов при возникновении в них взрывов. Взрывные клапаны устанавливаются в верхней части топки ( 2 шт.), в котлах большой паропроизводительности – за поворотной камерой (1 шт.), в газоходах перед дымососом.

Регулирующая арматура

К этому виду относятся регулирующие клапаны (РК), поворотные регулирующие заслонки, направляющие аппараты тягодутьевых устройств, питатели пыли на станциях

РК клапаны используются на средах с большим давлением (питательная вода, мазут, пар). Заслонки используются для регулирования сред с малым давлением. Направляющий аппарат используется для регулирования производительности тягодутьевых устройств (вентилятор, дымосос).

Для регулирования подачи пыли в горелки исплоьзуются станции питателей пыли. Для подачи угля в мельницы используется станция шахтных мельниц.

Контрольная арматура.

К ней относятся указатели уровня воды в барабане котла и указатели давления (манометры), а также два показывающих прибора – указатели уровня воды в барабане котла. Обязательным элементом является снижение указателя уровня, если котел имеет большую паропроизводительность (уравнительный сосуд).

Схема автоматизации парового котла

MAX

Специфи

кация

No

Наименование

No

Наименование

1 Котел паровой TANSAN

Система регулирования уровня и модулируемой подачи питательной воды (подпитка)

6 Экономайзер для парового котла TANSAN

31 NRGT26-1 GESTRA Электрод непрерывного измерения уровня

7

LESER тип 4421

Фланцевый полноподъ

емный предохранительный

клапан

с открытым кожухом

30

KS 92

-

1

Универсальный контроллер

Система регулирования паропроизводительности

32

FlowPak V725 Flowserve клапан регулирующий DN15

-

100 PN1

0

-

40

5

Шкаф уп

равления

парового

котла

TANSAN

33

HS203m

фильтр HORNHOF

Горелка

34

RK86 GESTRA обратный клапан

2

Горелка

(

газовая, дизельная, мазутная, комбинированная)

34

RK86 GESTRA обратный клапан

ГРУППА БЕЗОПАСНОСТИ

35

IDMAR Кран шаровый для пара

Запорно

-

предохранительная арматура

36

IDMAR Кран шаровый для пара

10

LESER тип 4421

Фланцевый полноподъ

емный предохранительный

клапан

с открытым кожухом

Система контроля солесодержания и постоянной продувки (солеудаление)

11

WIKA Манометр с трубчатой пружиной Тип

111.10

41

LRG16

-

4

GESTRA Электрод проводимости

12

WIKA Вентиль игольчатый трехходовой Тип 910.11.

40

LRS1

-

7 GESTRA реле контроля проводимости

13

BSP DANFOSS Реле давления для паровых котлов

42

BAE46 GESTRA клапан непрерывной продувки

15

IDMAR

Кран шаровый для пара

43

IDMAR Кран шаровый для пара

16

IDMAR

Кран шаровый для пара

44

VK14

GESTRA

Смотровое стекло

Контроль минимального уровня 1

45

RK86 GESTRA обратный клапан

21

NRG

16

-

50

GESTRA

Э

лектрод нижн

его

уровня

Система периодической продувки (шламоудаление)

22

NRS1

-

50

-

For

-

TWO GESTRA Р

еле нижнего уровня (2 электрода)

50

TA7 GESTRA

П

рогр

аммируемая

сист

ема

авт

оматической

продувки котла

Контроль минимального уровня 2

52

MPA46 GESTRA клапан период продувки

23

NRG

16

-

50

GESTRA

Э

лектрод нижн

его

уровня

54

IDMAR Кран шаровый для пара

Контроль максимального уровня

Модуль питательных насосов

25

NRG

16

-

51

GESTRA

Электрод верх

н

его

уровня

Состав модуля:

26

NR

S1

-

51 GESTRA Э

лектрод верхнего у

ровня

61

CR

GRUNDFOS

Насос повысительный

Контроль уровня визуальный

62

Шкаф управления насосным модулем котла TANSAN

27

R100

-

D

KLINGER Указатель

уровня

63

HB301

HORNHOF

З

атвор поворотный

Система регулирования подачи пара

66

RK86 GESTRA обратный клапан

17

IDMAR

Кран шаровый для пара

65

HS203m фильтр HORNHOF

18

RK86 GESTRA обратный клапан

19

FlowPak V725 Flowserve клапан регулирующий DN15

-

100 PN10

-

40

Схема автоматизации парового котла

MIN

22

21

23

21

20

1

35

5

9

11

17

31

34

2

32

33

6

10

13

ОПЦИЯ

ОПЦИЯ

12

7

3

8

18

ОПЦИЯ

4

14

ОПЦИЯ

Спецификация

No

Наименование

1

TANSAN котел паровой

2

ILKA

-

N

Горелка

(

дизельная, мазутная

)

3

BSP DANFOSS Реле давления для паровых котлов

4

Шкаф управления

паровым котлом

TANSAN

5

LESER тип 4421 Фланцевый полноподъемный предохранительный клапан с открытым кожухом

6

WIKA Манометр с трубчатой пружиной Тип 111.10

7

WIKA Вентиль игольчатый трехходовой Тип 910.11.

8

MBS 3200 DANFOSS преобразователь давления

9

IDMAR

Кран шаровый для

пара

10

IDMAR

Кран шаровый для пара

11

IDMAR Кран шаровый для пара

12

NRGS 16

-

1

GESTRA

Компактная система

уровня

13

NRG

16

-

50

GESTRA

Электрод нижнего уровня

14

NRS1

-

50

-

For

-

ONE GESTRA Реле нижнего уровня (1 электрод)

17

R100

-

D KLINGER Указатель уровня

18

RK86 GESTRA обратный клапан

32

IDMAR Кран шаровый для пара

34

IDMAR Кран шаровый для пара

20

Насос повысительный

GRUNDFOS

22

RK86 GESTRA обратный клапан

21

Затвор поворотный

23

Фильтр фланцевый

31

Клапан периодической продувки

PA 46, DN40, PN40, артикул 0051700

33

Клапан непрерывной продувки с ручным приводом BA 46, DN20, PN40, артикул 0171400

35

Экономайзер для

парового

котла

Задвижка — вид запорной арматуры, в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Задвижки — очень распространённый тип трубопроводной арматуры. Они широко применяются практически на любых технологических и транспортных трубопроводах диаметром от 15 до 2000 мм в системах ЖКХ, газо- и водоснабжения, нефтепроводах, объектах энергетики и многих других, при рабочих давлениях до 25 МПа и температурах до 565 град. Цельсия.   Широкое распространение задвижек объясняется рядом достоинств этих устройств, среди которых: сравнительная простота конструкции; относительно небольшая строительная длина; возможность применения в разнообразных условиях эксплуатации; малое гидравлическое сопротивление. Последнее качество делает задвижки особенно ценными для использования в магистральных трубопроводах, для которых характерно постоянное высокоскоростное движение среды. К недостаткам задвижек можно отнести: большую строительную высоту (особенно для задвижек с выдвижным шпинделем, что обусловлено тем, что ход затвора для полного открытия должен составить не менее одного диаметра прохода; значительное время открытия и закрытия; изнашивание уплотнительных поверхностей в корпусе и в затворе, сложность их ремонта в процессе эксплуатации

Клапан запорный (вентиль) Клеточный регулирующий орган - регулирующий орган, в котором изменение пропускной способности достигается поступательным перемещением цилиндрического полого затвора в клетке - направляющей, имеющей поперечные сверления. Направляющая служит одновременно и седлом затвора. Краткая характеристика: большая строительная длина; малый ход затвора; малое время открывания и закрывания; большое гидравлическое сопротивление;

Предохранительные клапаны обеспечивают автоматический выпуск пара или воды из котлов, пароперегревателей и отключаемых (по воде) экономайзеров, в которых давление поднялось выше нормы. Они делятся на рычажно-грузовые, пружинные и импульсные. На каждом паровом и водогрейном котлах, экономайзере, отключаемом по рабочей среде, должно быть установлено не менее двух предохранительных клапанов (рабочий и контрольный). Предохранительные клапаны защищают котлы и водяные экономайзеры при превышении в них давления более чем на 10 % расчетного (разрешенного).

Рисунок: Предохранительные клапаны:

а-рычажный грузовой; б-пружинный; 1-кожух предохранительного клапана; 2 — цепочка для подрыва клапана; 3-груз; 4-замок; 5-шток; 6-корпус; 7-седло; 8-тарелка; 9-рычаг; 10-нажимной винт; 11-пружина; 12-ручка для открывания клапана; => — направление движения потока.

В рычажном грузовом предохранительном клапане (рис, а) выход пара из клапана закрывается тарелкой 8, которая грузом 3, закрепленным на рычаге 9, прижимается к седлу 7, вставленному в корпус 6. Направляющие ребра тарелки не дают ей перекашиваться относительно седла. Рычажный контрольный клапан после настройки заключают в кожух 7 и закрывают на замок 4. Для проверки работы клапана к рычагу прикрепляют цепочку 2, которую пропускают через крышку кожуха. Для выхода пара в корпусе имеется отверстие. Методика и периодичность регулирования предохранительных клапанов на котлах, пароперегревателях и экономайзерах и давление начала их открывания должны быть указаны предприятием-изготовителем в инструкции по монтажу и эксплуатации котла. В пружинных предохранительных клапанах (рис, б) давление на тарелку 8 создает пружина 11. Для настройки предохранительных клапанов на срабатывание при необходимом давлении используются нажимные винты 10. Импульсные предохранительные клапаны устанавливаются на паровых котлах с рабочим давлением более 3,9 МПа.

• дмитрий 30.03.12 17:31 Ответить

Неплохо было-бы если бы в инструкции по предохранительным клапанам или на "худой" конец в паспорте указывался способ и порядок настройки, а то как правило (как-никак , это требование правил) приходиться сочинять самим !!!

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ «ЕЭС РОССИИ»

ДЕПАРТАМЕНТ СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ПОРЯДКУ И СРОКАМ ПРОВЕРКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ КОТЛОВ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

РД 153-34.1-26.304-98

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ОРГРЭС

Москва 1999

Разработано Открытым акционерным обществом «Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС»

Исполнитель В.Б. КАКУЗИН

Согласовано с Госгортехнадзором России 25.12.97 г.

Утверждено Департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО «ЕЭС России» 22.01.98 г.

Первый заместитель начальника А. П. БЕРСЕНЕВ

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ПОРЯДКУ И СРОКАМ ПРОВЕРКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ КОТЛОВ ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

РД 153-34.1-26.304-98

Вводится в действие с 01.10.99 г.