3.5. Предохранительно-сливные устройства

Деаэратор атмосферного давления необходимо обеспечить защитой от недопустимого повышения давления в корпусе и недопустимого повышения уровня в деаэраторном баке [36, 38, 71].

Недопустимое повышение давления в корпусе деаэратора создает опасность его разрушения. При этом механическая прочность аппарата проверяется при его гидравлических испытаниях с абсолютным давлением в корпусе 0,3 МПа, а максимальное абсолютное давление в условиях эксплуатации ограничивается на уровне 0,17 МПа.

Переполнение деаэраторного бака опасно с точки зрения нарушения режима его нормальной вентиляции паром. При полном заливе деаэраторного бака водой неизбежны гидроудары, обусловленные прямым контактом воды с патрубком ввода основного пара. Эти гидроудары способны разрушить деаэратор. Для исключения таких режимов предусматривается аварийный перелив – защита от недопустимого повышения уровня воды в деаэраторном баке.

Защита от недопустимого повышения давления в корпусе атмосферного деаэратора выполняется с помощью гидрозатвора высотой 5 м, подключаемому непосредственно в паровому пространству деаэраторного бака или, реже, к поводящему паропроводу между регулирующим клапаном и деаэратором. Диаметр этого гидрозатвора определяется с учетом наибольшего допустимого абсолютного давления в корпусе (0,17 МПа) и максимально возможного в аварийной ситуации расхода греющего пара при полностью открытом регуляторе давления и максимальном давлении в источнике пара. Дополнительно возможна установка ограничительной диафрагмы на паропроводе, рассчитываемой на пропуск максимального количества пара (при номинальной гидравлической нагрузке деаэратора и максимальной тепловой).

Защита от недопустимого уровня воды в деаэраторном баке выполняется в виде гидрозатвора высотой 6 м. Диаметр этого гидрозатвора определяется с учетом максимально возможного в аварийной ситуации расхода воды в деаэратор. Реже рассматриваемая защита организуется с помощью электромагнитного клапана на дренажном трубопроводе, открывающегося по сигналу уровнемерного устройства.

В современных атмосферных деаэрационных установках обе указанные защиты обеспечиваются комбинированным предохранительно-сливным устройством (рис. 3.19) [36, 38, 71].

Рис. 3.19. Конструктивная схема предохранительно-сливного устройства атмосферной деаэрационной установки: 1 – расширительный бачок; 2 – гидрозатвор защиты от превышения уровня; 3 – гидрозатвор защиты от превышения давления; 4 – выхлопной трубопровод пара; 5 – сливной трубопровод воды; 6 – вентиль подачи воды на заполнение; 7 – вентиль контроля залива; 8 – вентиль опорожнения

Устройство состоит из расширительного бачка 1 и двух самостоятельных гидрозатворов 2 и 3, один из которых (длинной 5 м) обеспечивает защиту деаэратора от недопустимого повышения давления, а другой (длинной 6 м) – от недопустимого повышения уровня. Гидрозатворы 2 и 3 объединены в общую гидравлическую систему. Расширительный бачок 1 служит для накопления воды в объеме, необходимом для автоматической заливки гидрозатворов после срабатывания защиты, то есть для самозаливки гидрозатворов. Устройство подключено к деаэраторному баку по воде и пару. К расширительному бачку 1 прикреплен выхлопной трубопровод пара 4 и сливной трубопровод воды 5. Перед пуском деаэратора или после многократного срабатывания защиты от превышения давления гидрозатворы заливаются водой через вентиль 6 с контролем поступления воды в расширительный бачок с помощью вентиля 7.

Порядок заполнения предохранительно-сливного устройства перед пуском деаэратора показан на рис. 3.19 а.

Предохранительно-сливное устройство работает следующим образом:

– работа предохранительно-сливного устройства при недопустимом увеличении уровня воды в деаэраторном баке (рис. 3.19 б). При увеличении уровня воды в деаэраторном баке до отметки установки переливной воронки вода из бака через гидрозатвор 2 поступает в расширительный бачок 1. Когда уровень воды в бачке поднимается до верхнего торца сливного трубопровода 5, вода удаляется из системы по этому трубопроводу. Если действиями персонала или автоматически уровень воды в деаэраторе уменьшен, гидрозатворы остаются заполненными водой;

– работа предохранительно-сливного устройства при недопустимом увеличении давления в деаэраторе (рис. 3.19 в). При увеличении давления в деаэраторе сверх допустимого значения пар вытесняет воду из гидрозатвора 3 и через расширительный бачок удаляется по выхлопному трубопроводу 4 в атмосферу. Вытесненная из гидрозатвора 3 вода большей частью остается в расширительном бачке и после нормализации давления в деаэраторе автоматически заливает трубопроводы гидрозатвора 3 через трубопровод связи между гидрозатворами 2 и 3 в их нижней части. При длительном превышении давления в деаэраторе (многократном срабатывании гидрозатвора 3) часть воды может быть потеряна через сливной трубопровод 5. В этом случае необходимо восполнение этой части воды через вентиль подачи воды на заполнение 6 с контролем появления воды в расширительном бачке 1 с использованием вентиля контроля залива 7.

В комплект поставки деаэратора входит предохранительно-сливное устройство соответствующего типоразмера. Основные геометрические характеристики этих устройств приведены на рис. 3.20 – 3.24, экспликация присоединительных трубопроводов представлена в табл. 3.13 [36, 38, 71].

Рис. 3.20. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 5, 15 и 25 т/ч: 1 – трубопровод перелива из деаэратора; 2 – выхлопном паропровод в атмосферу; 3 – соединение с деаэратором по пару; 4 – трубопровод заполнения; 5 – сливной трубопровод; 6 – дренажный трубопровод; 7 – трубопровод контроля залива; ГП – граница поставки

Рис. 3.21. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 50 т/ч: обозначения те же, что на рис. 3.20

Рис. 3.22. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 100 т/ч: обозначения те же, что на рис. 3.20

Рис. 3.23. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 200 т/ч: обозначения те же, что на рис. 3.20

Рис. 3.24. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 300 т/ч: обозначения те же, что на рис. 3.20

Таблица 3.13. Экспликация присоединительных трубопроводов предохранительно-сливных устройств атмосферных деаэраторов

Наименование присоединения	Условный диаметр трубопровода, мм, для деаэраторов с колонками номинальной производительностью, т/ч
	5, 15 и 25	50	100	200	300
1 – перелив воды из деаэратора	80	100	150	200	200
2 – выхлоп пара в атмосферу	100 или 80*	150	200	250	300
3 – соединение с деаэратором по пару	80	150	200	250	300
4 – заполнение устройства	25	25	25	25	25
5 – сливной трубопровод	80	100	150	250	250
6 – дренажный трубопровод	25	25	25	25	25
7 – трубопровод контроля залива	25	25	25	25	25

* В зависимости от завода-изготовителя

Кроме рассмотренной конструкции комбинированного предохранительно-сливного устройства в настоящее время еще эксплуатируются атмосферные деаэрационные установки с гидрозатворами устаревших конструкций (рис. 3.25) [2–4].

Рис. 3.25. Устаревшие конструкции гидрозатворов атмосферных деаэраторов: а – Уралэнергометаллургпрома комбинированный; б – Оргэнергостроя комбинированный; в – ОРГРЭС для защиты от повышения давления; г – ОРГРЭС для защиты от повышения уровня; 1 – соединение с деаэратором по пару; 2 – соединение с деаэраторным баком по воде (перелив деаэратора); 3 – выхлоп пара в атмосферу; 4 – перелив гидрозатвора; 5 – дренаж гидрозатвора; 6 – подвод воды на заполнение гидрозатвора; 7 – расширительный бачок