книги из ГПНТБ / Эстеркин, Р. И. Эксплуатация котлоагрегатов на газовом топливе

назначенный для настройки на минимальное давление газа. Под мембрану 10 через импульсный штуцер 5 подается газ конечного давления, удерживающий мембрану и коромысло 15 в опреде­ ленном положении, при котором штифт 16 ударника удерживает ударник 7 в верхнем положении. При этом рычаг 9 также нахо­ дится в верхнем положении, основной клапан 2 поднят, штифт 8 рычага сцеплен с крючком анкерного рычага 4. Регулировочный стакан 14, изменяя натяжение пружины 11, позволяет настраи­ вать клапан на срабатывание при повышении конечного давле­ ния газа в недопустимых пределах.

При повышении конечного давления газа выше установлен­ ной величины мембрана 10 перемещается вверх, преодолевая усилие пружины 11, что выводит из зацепления штифт 16 удар­ ника .с коромыслом 15. Ударник 7 падает и ударяет по анкер­ ному рычагу 4, в результате чего рычаг 9 выходит из зацепле­ ния со штифтом 8 и падает, закрывая сначала основной клапан, а затем разгрузочный клапан 3. При понижении конечного дав­ ления газа ниже установленной величины мембрана 10 под дей­ ствием груза 13 опустится, что освободит ударник 7 и анало­ гично описанному приведет к закрыванию основного и разгру­

зочного клапанов.

Клапаны ПКН и ПКВ рассчитаны на начальное давление газа б кгс/см2 (по специальному заказу — до 12 кгс/см2). Кла­ паны ПКН могут настраиваться на срабатывание при повыше­ нии конечного давления в пределах 0,01—0,60 кгс/см2 и при по­ нижении конечного давления — в пределах 0,003—0,030 кгс/см2. Клапаны ПКВ могут настраиваться на срабатывание при по­ вышении давления на 0,3—6,0 кгс/см2 и понижении давления

в открытом положении. В мембранной головке ПК мембрана 7 жестко связана со штоком, на котор'ом находится защелка 11. Груз 9 служит для настройки клапана от повышения давления, а груз 10 — от понижения. Под мембрану 7 подается по им­ пульсной трубке газ конечного давления, удерживающий ее в определенном положении. При уменьшении давления ниже за­ данной величины мембрана опускается и защелка 11, подни­ маясь, освобождает ударник, который падает и, ударяя по ры­ чагу 5, выводит его из зацепления с рычагом 4, что приводит к опусканию клапана 2 и прекращению подачи газа. При повы­ шении конечного давления газа выше определенного значения мембрана 7, поднимаясь, преодолевает вес груза 9 и защелка И опускается вниз, освобождая ударник, что в результате при­ водит к опусканию клапана 2 и прекращению подачи газа.

Настройка предохранительно-запорных клапанов типа ПКН (ПКВ) и ПК на необходимые пределы срабатывания произво­

120

дится воздухом, накачиваемым под мембрану. Сначала клапан настраивается на минимально допустимое давление, при кото­ ром он должен срабатывать, а затем на максимально допусти­ мое давление. Настройка клапана производится в такой после­ довательности.

К импульсной линии клапана присоединяют U-образный ма­ нометр и насосик, как показано на рис. 31, а. Затем полностью

Рис. 30. Предохранительно-запорный клапан ПК.

снимают груз 13 и ослабляют пружину 11 у клапанов типа ПКН и ПКВ (см. рис. 29), а у клапанов ПК (см. рис. 30) грузы 9 и 10, вводят защелку ударника в зацепление (защелка 16 у кла­ панов ПКН и 11 у клапанов ПК), подкачивают насосом воздух, создавая под мембраной давление. Сбрасывая воздух из-под мембраны, наблюдают по U-образному манометру, при каком давлении ударник выходит из зацепления. Постепенно добавляя груз 13 при настройке ПКН и груз 10 при настройке ПК, уста­ навливают заданное минимальное давление, при котором клапан должен сработать. Настройка на максимальное давление про­

121

изводится путем повышения давления воздуха под мембраной при постепенном вворачивании стакана 14 у ПКН или добавле­ нии груза 9 у ПК и наблюдении по U-образному манометру за величиной давления, при котором произойдет срабатывание кла­ пана.

Проверка настройки предохранительного запорного клапана возможна и при работе регулятора давления воздухом или пу­ тем подачи газа начального давления. Проверка воздухом про­ изводится аналогично описанной, только до начала проверки не­ обходимо крепко привязать рычаг 9 у клапана ПКН (ПКВ), чтобы он не упал при срабатывании ударника, и связать ры-

чаги 4 я 5 у ПК, чтобы они не расцепились. Затем закрыть кран подачи газа под мембрану предохранительного запорного клапана и подключить тройник с U-образным манометром и на-

сосиком.

Для проверки настройки клапана газом начального давле­ ния должна быть смонтирована схема, показанная на рис. 31,6. Для проверки настройки при работе регулятора давления по­ ступают следующим образом. Привязывают рычаг 9 у ПКН (см. рис. 29) и связывают рычаги 4 и 5 у ПК (см. рис. 33), закры­ вают кран 3 на импульсной линии (см. рис. 31,6). Затем мед­ ленно открывают кран 7, создавая повышенное давление, и на­ блюдают, при каком давлении ударник выйдет из зацепления. Для проверки минимального давления следует поднять давление под мембраной до рабочего и, отвертывая пробку 5, произво­ дить медленно сброс газа из-под мембраны, наблюдая, при ка­ ком давлении ударник выйдет из зацепления.

Настройка предохранительных запорных и предохранитель­ ных сбросных клапанов производится в зависимости от конеч­ ного давления газа, на которое настраивается регулятор давле­ ния при номинальном режиме. Выбор конечного давления газа после регулятора (рр) определяется необходимым давлением

122

газа перед горелками и потерями давления от места отбора им­ пульса конечного давления до наиболее удаленной горелки.

Пружинный или гидравлический предохранительный сброс­ ной клапан рекомендуется настраивать на (1,25-ь 1,50) рр. Мак­ симальное давление, на которое настраивается предохранитель­ ный запорный клапан, рекомендуется принимать равным 2 ,0 рр для ГРП (ГРУ) низкого конечного давления и 1,5 рр для ГРП (ГРУ) среднего конечного давления. Минимальное давление на­ стройки клапана выбирается в зависимости от нижнего предела устойчивой работы газовых горелок и принимается равным ему. Пределы настройки предохранительных запорных и сбросных клапанов должны уточняться после выполнения пусковой на­ ладки оборудования.

Настройка сбросных предохранительных клапанов на задан­ ное давление газа должна производиться воздухом или газом. Для настройки газом при первичном пуске повышают давление газа после регулятора, открывая задвижки обводной линии, и производят настройку предохранительного сбросного клапана.

НАЛАДКА И ИСПЫТАНИЕ ГАЗОГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

Полные испытания и наладка газогорелочных устройств яв­ ляются весьма трудоемкой работой, требующей специальных кон­ трольно-измерительных приборов и подготовленного персонала.

Ниже рассматриваются приемы и методика испытаний, кото­ рые могут быть выполнены силами эксплуатационного персо­ нала и не претендуют на высокую точность, но позволяют полу­ чить основные регулировочные характеристики наиболее распро­ страненных газогорелочных устройств.

Основной целью наладки инжекционных горелок среднего давления является получение коэффициента избытка воздуха на выходе из нее 1,03—1,05. Напомним, что изменение избытка воздуха при определенной теплоте сгорания газа и полностью открытой воздушно-регулировочной шайбе зависит от диаметра газового сопла горелки. При этом увеличение диаметра сопла приводит к снижению избытка воздуха и повышению произво­ дительности горелки; уменьшение диаметра сопла — к повыше­ нию избытка воздуха и снижению производительности горелки.

Исследованиями различных инжекционных горелок установ­ лено, что по мере увеличения давления газа перед горелкой (это равнозначно увеличению производительности горелки) наб­ людается небольшое снижение избытка воздуха на выходе из нее.

Кроме того, избыток воздуха на выходе из горелки зависит от разрежения в топочной камере и давления газа перед горел­ кой. При пониженном давлении газа изменение избытка воз­ духа особенно заметно. Следовательно, в ходе наладки инжекционной горелки основной задачей является проверка избытка

123

воздуха на выходе из нее при максимальной и минимальной производительности, которая должна быть указана в проекте.

До начала испытаний необходимо с точностью до 0,05 мм из­ мерить диаметр установленного сопла и сопоставить его с рас­ четным диаметром, который определяется по номограмме, при­ веденной на рис. 32, и поправкам, указанным в табл. 8 и 9.

1,6;

2)теплота сгорания газа Qu=8400 ккал/м3;

3)температура воздуха в места установки горелки ^В = 2 0 °С ;

4)диаметр горла инжектора (цилиндрической части го­ релки) dT= 100 мм;

5)давление газа перед горелкой (по данным проекта): но­

минальное рн = 7000 мм вод. ст., минимальное pmin= 2.000 мм вод. ст.;

124

Таблица 8

Поправка на изменение коэффициента избытка воздуха на выходе из горелки в зависимости от разрежения в топке для различных величин давления газа перед горелкой

Таблица 9

Поправка на изменение коэффициента избытка воздуха на выходе из горелки в зависимости от давления газа при нулевом разрежении

2.Задаемся величиной избытка воздуха на выходе из го­ релки так, чтобы он при заданном номинальном давлении газа перед горелкой (7000 мм вод. ст.) и разрежении в топке (2 мм вод. ст.) составлял аг=1,03.

3.Определяем, какую величину будет иметь избыток воз­ духа при нулевом разрежении в топке и давлении газа перед

125

горелкой 7000 мм вод. ст. По табл. 8 поправка при заданном разрежении 2 мм вод. ст. составит Aas = 0 ,0 1 , тогда

a™x>=av=A as = 1,03-0,01 = 1,02.

4.Определяем, какую величину будет иметь избыток воздуха при нулевом разрежении в топке и давлении газа перед горел­ кой 5000 мм вод. ст. По табл. 9 поправка при заданном давле­ нии 7000 мм вод. ст. составит Дсср= 0,04, тогда

а^°=а™ °+Д ар= 1,02+0,04= 1,06.

5.Определяем коэффициент инжекции, который должна

обеспечивать горелка при заданной теплоте сгорания газа QH=

=0,01 (97,8-0,716+0,2-1,344+0,4-1,977+1,6-1,251)

=0,704 кг/м3.

7.Определяем действительную плотность воздуха:

9.Пользуясь номограммой рис. 32, по величине рв/рг= 1,705

иЛ = 9,91 определяем отношение диаметра горла горелки к диа­ метру ее сопла. Эта величина определяется путем пересечения штриховых линий, параллельных оси абсцисс и оси ординат: dr/dc= 13,9.

10.При заданном диаметре горла горелки dr=100 мм опре­ деляем, какое сопло должно быть установлено:

Если диаметр установленного в горелке сопла отличается от полученного в результате расчета более чем на 0,05 мм, то не­ обходимо установить новое сопло, диаметр которого будет ра­ вен расчетному. При этом необходимо помнить, что замена уста­ новленного сопла на сопло, полученное в результате расчета, и сохранение прежнего давления газа приведут к изменению про­ изводительности горелки. Для сохранения прежней производи­

те

тельности потребуется изменение давления газа перед ней. Дав­ ление газа, которое необходимо будет поддерживать перед го­ релкой для сохранения ее производительности при установке сопла расчетного диаметра, можно ориентировочно подсчитать по формуле

ленном сопле, мм вод. ст.; d c— диаметр установленного сопла, мм; d с— диаметр вновь устанавливаемого сопла, полученный в результате расчета, мм.

Рис. 33. Схема отбора газовоздушной смеси из выходного насадка инжекционной горелки.

После выполнения расчета и замены сопла, если это ока­ жется необходимым, производятся испытания горелки для опре­ деления действительного избытка воздуха на выходе из нее. Эти испытания выполняются по следующей методике. В конце диф­ фузора горелки, возможно ближе к выходному насадку (рис. 33), просверливается отверстие диаметром 3—4 мм так, чтобы в него было удобно вставить заборную трубку с резиновым шлангом, соединенным с газоанализатором ГХП-3.

Установив давление газа перед горелкой, равное проектному или подсчитанному по формуле (4), если производилась замена сопла, и разрежение в верхней части топки 2 мм вод. ст., сле-

127

дует убедиться в устойчивости работы горелки и затем посте­ пенно полностью открыть воздушно-регулировочную шайбу. После этого приступают к снятию поля концентраций в выбран­ ном сечении горелки, разбив его на ряд точек, расположенных до диаметру.

Установив трубку для забора газовоздушной смеси в одной из выбранных точек, производят отбор газовоздушной смеси и

анализ ее с определением СО 2 и COj + О 2 . -затем, переме­ щая трубку в направлении диаметра горелки, поочередно про­ изводят анализ газовоздушной смеси во всех выбранных точках. Результаты измерений заносят в сводную таблицу результатов расчета и испытаний горелки. Затем дважды отбирают и анали­

зируют на СО2 и СО] + 0 2 газ, поступающий в горелку. Во время опыта необходимо следить, чтобы установленное перед горелкой давление газа и разрежение в верхней части топки не изменялись.

По данным испытаний подсчитываются коэффициент инжек­ ции, избыток воздуха в каждой точке, коэффициент распреде­

128

Приведем пример испытаний для определения избытка воз­

+ 0 т>=4,4%, откуда 01=4,4 — 3,4=1,0%. Коэффициент распре­ деления концентрации кислорода, подсчитанный по формуле (7), k = 0,99. Средний коэффициент избытка воздуха, подсчитанный

по формуле (8 ), а сгр = 1,07.

Таблица 10

Результаты испытания и расчета поля концентраций и избытка воздуха на выходе из инжекционной горелки

Если в результате испытаний во всех точках сечения полу­ чится избыток воздуха больше единицы, то можно быть уверен­ ным, что горелка будет работать без потерь тепла от химиче­ ского недожога. Если же средний избыток воздуха на выходе из горелки окажется меньше единицы (при установке сопла с вы­ бранным расчетным диаметром), то это указывает на погреш­ ность испытаний или значительные отступления от чертежей, допущенные при изготовлении горелки. Испытания следует по­ вторить, а при совпадении результатов произвести полную реви­ зию горелки, проверив качество ее изготовления и соответствие рабочим чертежам.

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся недостатки в ра­ боте инжекционных горелок и способы их устранения путем режимных и конструктивных мероприятий.

Чаще всего неудовлетворительная работа инжекционных го­ релок полного предварительного смешения вызывается недоста­ точной инжекционной способностью, вследствие чего горелки ра­ ботают с недостатком воздуха. Наиболее эффективным меро­