книги из ГПНТБ / Говерт А.А. Водоподготовка для локомобилей

г,) Остаточная жесткость при внутрикотловой термохи­ мической водоподготовке (три равномерном вводе реаген­

должна быть выше 0,15—0,2.

Г Л А В А Т Р Е Т Ь Я

ПРОДУВКА КОТЛОВ ЛОКОМОБИЛЕЙ И ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ

7. СПОСОБЫ ПРОДУВКИ к о т л о в

По истечении определенного срока работы локомобиля в его котле может накапливаться недопустимо большое ко­ личество солей, шлама или щелочей. Поэтому надо систе­ матически производить продувку, т. е. удаление часта кот­ ловой воды с находящимися в ней примесями, чтобы сни­ зить их концентрацию в котловой воде до допускаемой по нормам величины. Продувку можно производить периоди­ чески через определенные промежутки времени или же не­ прерывно, в зависимости от чего она называется периоди­ ческой или непрерывной продувкой. В зависимости от того, какие примеси в котловой воде определяют продувку, она подразделяется на продувку по солесодержанию, продувку по шламу и продувку по щелочности. Кроме того, разли­ чают продувку из нижней <и верхней части водяного объе­ ма котла, и по этому признаку продувка называется ниж­ ней или верхней. В практике эксплуатации локомобилей применяется, как правило, только нижняя продувка; верх­ няя продувка может применяться в редких случаях, напри­ мер для удаления с поверхности зеркала испарений масла, высокодисперсного шлама и пены, причем для осуществле­ ния такой продувки внутри локомобильного котла необхо­ димо делать дополнительные продувочные устройства.

'Продувка может быть с использованием продувочной воды, ее тепла и химических реагентов или же без их ис­ пользования. Если продувочная вода, а иногда и содержа­ щиеся в ней химические реагентьи возвращается в котел, то такая продувка называется регенеративной или продувкой

41

с возвратом продувочной воды. При отсутствии возврата продувочной воды в котел продувка может быть названа безвозвратной. Рекомендуется производить периодическую продувку спустя примерно 30—45 мин после остановки ло­ комобиля при давлении в котле не выше 2—3 ати и пога­ шенной тапке. Так, например, согласно инструкции заводаизгото'вителя, продувка котла локомобиля СК-350 должна производиться при давлении в нем не более 3 ати. Вы­ держка 30—45 мин с момента остановки локомобиля до на­ чала продувки необходима для того, чтобы дать возмож­ ность шламу и грязи осесть в нижнюю часть котла, откуда их легче удалить через продувочное отверстие. Перерыв этот не должен быть слишком велик (не более 4 ч), так как шлам может настолько уплотниться, что будет удаляться лишь в небольшом объеме около продувочного отверстия.

Недостатком периодической продувки является то, что шлам удаляется лишь на расстоянии 0,5—0,7 м от проду­ вочного отверстия. В местах, удаленных от продувочного отверстия, количество осевшего шлама все время увели­ чивается и удаляется только при очистках и промывках котла.

В целях улучшения условий шламоудаления за послед­ ние годьи в локомобильных котлах стали устраивать спе­ циальные продувочные трубы с тем, чтобы можно было удалять шлам из всей нижней части котла. Продувочные трубы делают диаметром 32—100 мм, перфорированными, имеющими отверстия диаметром 6—8 мм, концы труб долж­ ны быть тщательно заглушены. Сумма площадей всех от­ верстий должна быть не более 50%' площади поперечного сечения самой продувочной трубы. Продувочные трубы рас­ полагают на расстоянии 20—60 мм от нижней образующей котла. На одной из локомобильных электростанций в ниж­ ней части локомобильного котла для улучшения шламовой продувки был уложен швеллер (рис. 15).

Более эффективной, чем периодическая продувка, удоб­ ной в эксплуатации, надежной и более экономичной яв­ ляется непрерывная продувка локомобильных котлов, ко­ торая может осуществляться посредством термосифонного шламоудаления, а также со сбросом продувочной воды в питательный приямок, систему отопления или дренаж.

Сущность метода термосифонного шламоудаления заключается в том, что котловая вода вместе со шламом забирается термосифоном из места наибольшего скопления шлама в котле, проходит через шламоотделитель, в котором она освобождается от основной массы шлама (за исключением мелкодисперсных фракций) и затем попадает обрат­

42

но в котел. Шлам из шламоотделителя удаляется периодической про­ дувкой. Циркуляция в термосифонном контуре осуществляется обычно за счет .разности удельных весов воды в опускном и подъемном уча­ стках. В зависимости от местных условий подъемный участок можно прокладывать либо внутри котла, либо вне его (рис. 16). Наклон подъ­ емного участка к вертикали должен составлять не более 30°. При про­ кладке вне котла подъемный участок заключается в паровую рубашку; в случае, если подъемный участок прокладывается внутри котла, в па­ ровую рубашку заключается лишь часть контура, расположенная над котлом. Вместо паровой рубашки можно устраивать теплоизоляцию (например, асбестовую) толщиной 40 мм. Котловую воду при термоси­ фонном шламоудалении забирают трубой снизу вверх, что предотвра­

Конец водозаборной трубы термосифона на 40—70 мм удален от нижней образующей цилиндрической части котла. Этот конец должен быть ровным; его нельзя скашивать или устраивать в виде горизон­ тального участка. Конец водозаборной трубы должен располагаться на расстоянии 1—3 м от места ввода питательной воды в направле­ нии циркуляционного потока. Возврат ©светленной воды надо осу­ ществлять на максимальном расстоянии от места забора с таким рас­ четом, чтобы эта вода не забиралась Ънова термосифонным контуром. В обратную линию термосифона можно включать дозатор для ввода реагентов. Возврат осветленной воды при необходимости можно осу­ ществлять через линию периодической продувки.

Опускные участки контура и шламоот,делитель теплоизоляцией не покрываются, так как за счет их охлаждения улучшается циркуляция в контуре. В целях улучшения циркуляции необходимо сводить до ми­ нимума гидравлические сопротивления в контуре. Диаметр обратного трубопровода от шламоотделителя к котлу рекомендуется принимать в 2 раза большим диаметра подъемного участка. В подъемном участке контура происходит самоиспарение воды от уменьшения давления на величину столба воды в этом участке, что значительно способствует ускорению циркуляции. В иаивысшей точке контура устанавливают кран для выпуска воздуха. Ширина термосифонного контура принима­ ется наименьшей при условии обеспечения конденсации пара самоис-

Рис. 15. Продувочное устройство со швеллером.

43

а)

Рис. 16. Схема термосифонного контура.

а — с подъемным участком внутри котла; б — с подъемным участком вне котла.

парения. Горизонтальные участки контура прокладываются с уклоном 2—5% в направлении циркуляции. При термосифонном шламоудаленни удается вывести из котла лишь 45—70% образующегося шлама; для большей эффективности шламоудаления иногда устраивают два термосифонных контура для одного котла.

Для локомобильных котлов применение термосифонного шламо­ удаления ограничивается величиной удельного напряжения водяного объема котла по шламу, которое не должно превышать 1 г-экв/м3 ■ч, или

По формуле (6) можно определить величину максимальной общей жесткости питательной воды локомобиля, в пределах которой допу­ стимо применение термосифонного шламоудаления; численные значения общей жесткости для отдельных типов локомобилей приве­ дены в приложении 2.

и циркуляция зависит от гидравлических сопротивлений, в контуре не­ избежны тепловые потери, не решается вопрос снижения солесодержания котловой воды. В связи с отсутствием у локомобильных котлов грязевиков шлам располагается по всей нижней части котла и осу­ ществить термосифонным контуром забор его из одного места прак­ тически не удается.

Более эффективным способам непрерывной продувки по сравнению с термосифонным шламоудалением является шламовая продувка в питательный приямок или питатель­ ный бак, которым обычно оборудуются локомобили. Сущ­ ность этого способа заключается в том, что котловая проду­ вочная вода после выхода из котла проходит через шламоотделитель, в котором она освобождается от шлама, и за­ тем через дроссельное устройство сбрасывается в питатель­ ный бак или питательный приямок локомобиля. Здесыпродувочная вода смешивается с добавочной водой (а иногда и с конденсатом), забирается питательным насосом или инжектором и подается в котел. Таким образом, в данном случае, как и при термосифонном способе, теплая проду­ вочная вода и химические реагенты не теряются, а возвра­ щаются в котел, и поэтому шламовая продувка в питатель­ ный бак получила название регенеративной. Продувка в питательный бак надежна и проста в эксплуатации, при

45

ней незначительны потери тепла и в отличие от терм-оси- фонного способа она не ограничивается величиной удель­ ного напряжения водяного объема котла по шламу и рабо­ чим давлением котлов.

Удаление шлама при данном способе продувки проис­ ходит интенсивно, так как через шламоотделитель прохо­ дит в 8—10 раз больше продувочной воды, чем при термосифонном шламоудалении. Схема продувки локомобильного котла в питательный приямок показана на рис. 17.

Рис. 17. Схема непрерывной продувки в питательный приямок.

У— игольчатый вентиль; 2—перфорированная продувочная труба.

В данном случае необязательно забирать котловую воду снизу вверх, трубопровод непрерывной продувки можно подключать снизу к линии периодической продувки. Во из­ бежание зашламления продувочной линии не рекомендует­ ся выключать непрерывную продувку из работы на дли­ тельное время.

Имеется положительный опыт устройства комбинирован­ ных установок непрерывной продувки, которые при работе локомобиля сбрасывают продувочную воду в питательный бак, а при остановках работают как термосифонный контур. В целях снижения тепловых потерь трубопроводы продув­ ки в питательный бак и шламоотделитель необходимо по­ крывать теплоизоляцией, а длину трубопроводов прини­ мать наименьшей.

Сбрасываемая в питательный бак или питательный

46

приямок горячая продувочная вода отдает значительную часть 'своего тепла добавочной воде, в результате чего тем­ пература последней повышается. Как показывают расчеты, при непрерывной продувке <в питательный бак в размере 10% количества испаряемой в котле воды (с учетом по­

поэтому при продувке в питательный приямок в размере 10% температура добавочной воды не должна превышать 21° С. Это условие легко соблюдается при снабжении ло­ комобильных установок артезианскими водами и в подав­ ляющем большинстве случаев при поверхностных источни­ ках водоснабжения. При особо неблагоприятных условиях температура воды поверхностных источников может дости­ гать в летнее время около 30° С. В таких случаях для обеспечения нормальной работы инжектора необходимо уменьшить продувку в питательный бак, компенсируя ее периодической продувкой, термосифоном (если он имеется) или сбрасыванием в дренаж части воды непрерывной про­ дувки. Для обеспечения нормальной работы питательного насоса температура питательной воды не должна превы­ шать 50—60° С.' Если поддерживать такую температуру воды в питательном приямке, то для питания инжектора необходимо подавать отдельно воду с температурой не

Р— размер продувки в питательный бак в долях паропроизводительности котла;

47

тельном приямке локомобиля Сампо мощностью 175 л. с. при размере

При такой температуре воды работа инжектора и питательного на­ соса нарушаться не будет.

Надо отметить, что плунжерные питательные насосы

При временных перерывах в работе локомобиля или постановке его в горячий резерв следует прекращать про­ дувку котла в питательный приямок во избежание перегре­ ва в нем воды.

При осуществлении непрерывной продувки необходимо систематически удалять шлам из шламоотделителя путем продувки последнего; при этом «е исключается незначи­ тельный вынос шлама в питательный приямок. Для того чтобы шлам не засасывался питательным насосом, можно устраивать в питательном приямке перегородки и всасы­ вающую трубу питательного насоса не доводить до дна приямка на 200—300 мм. Питательный приямок надо ре­ гулярно очищать от осадков.

Непрерывная продувка в питательный бак, так же как и термосифонное шламоудаление, не снижает солесодержания котловой воды, вследствие чего этот способ должен обязательно дополняться продувкой с безвозвратным сбро­ сом продувочной воды.

При'высокоминерализованных исходных водах, несмот­ ря на' применение пеногасителей и сочетаемого с небольшой периодической продувкой циркуляционного шламоудаления, наблюдается нарушение нормальной работы локомо­ биля. Для снижения солееодержапия котловой воды не­

48

обходимо применять непрерывную продувку котла (с ис­ пользованием тепла продувочной воды) со сбросом проду­ вочной воды в систему отопления, горячего водоснабжения или, в крайнем случае, в дренаж. Схема такой 'продувки 'по­ казана на рис. 18.

В данном случае продувочная вода забирается из кот­ ла, проходит шламоотделитель 1, затем теплообменник 2 и через дроссельное устройство 3 сбрасывается в систему отопления или дренаж. Вместо теплообменника можно про­ пускать продувочную воду через змеевик, расположенный в питательном баке или питательном приямке 8.

7

Рис. 18. Схема непрерывной безвозвратной продувки с использованием тепла продувочной воды.

/ — шламоотделитель; 2—теплообменник; 3—дроссельная шайба или игольчатый вентиль; 4—сброс продувочной воды; 5— пита­ тельный насос; б—водоподогреватель; 7—вариант продувки через змеевик, расположенный в питательном приямке;

8—питательный приямок.

Сравнивая рассмотренные способы продувки, можно от­ метить, что наилучшим способом шламоудаления для кот­ лов стационарных локомобилей является непрерывная продувка через шламоотделитель со сбросом в питатель­ ный бак (или приямок) в сочетании с устройством проду­ вочной трубы вдоль нижней части котла.

Этот способ продувки является более эффективным и более экономичным, чем периодическая продувка: он на­ дежен и безопасен в эксплуатации и позволяет в большин­ стве случаев использовать продувочную воду, ее тепло и содержащиеся в ней химические реагенты. Кроме того, при непрерывной продувке можно отсепарировать пар (до25% количества продувочной воды) и использовать его в деаэ­ раторе, для химводоочистки и других целей.

В качестве дроссельных устройств для непрерывной продувки могут служить либо дроссельные шайбы, либо игольчатые вентили. Дрос­ сельные ограничительные шайбы устанавливаются после шламоотделителей на вертикальных участках тру­ бопроводов и применяются обычно при размере продув­ ки в пределах 0,5—2%. Бо­ лее удобными являют-

ся игольчатые вентили, позволяющие устранять засорение проходного отверстия и регулировать количество продувоч­ ной воды без выключения продувочной линии из работы.

50