§ 13. Автоматическое регулирование главных конденсаторов и деаэраторов.

Автоматическое регулирование уровня конденсата в главном конденсаторе. Поплавковые регуляторы уровня в конденсаторе могут быть прямого или непрямого действия в зависимости от мощности установки.

Рис. 13.1. Принципиальная схема поплавкового регулятора уровня в конденсаторе прямого действия.

1 - конденсатор; 2 - трубопровод к теплому ящику; 3 - конденсатный насос; 4 - регулирующий орган; 5 - рычаг; 6 - поплавок; 7 - измерительная камера.

Принципиальная схема регулятора уровня в конденсаторе прямого действия, используемого в системе с теплым ящиком, рассмотренной в § 12, изображена на рис. 13.1. Перемещая регулирующий орган (золотник), регулятор осуществляет перепуск воды из нагнетательной магистрали конденсатного насоса в теплый ящик либо добавку воды из теплого ящика в конденсатор. Перепуск воды в теплый ящик, производимый при повышении уровня в конденсаторе, не должен быть слишком большим из-за опасности срыва работы питательного насоса, поэтому пропускная способность соответствующего окна регулирующего золотника делается ограниченной. Добавка воды в конденсатор из теплого ящика, наоборот, может быть большой, ввиду значительной емкости теплого ящика. Это обстоятельство используется для создания сильного регулирующего.воздействия при снижении уровня в конденсаторе для предупреждения срывов работы конденсатного насоса; пропускная способность соответствующего окна регулирующего золотника выбирается в два-три раза выше максимальной производительности насоса.

Рис. 13.2. Схема мембранного регулятора уровня в конденсаторе.

1.- конденсатный насос;2 - конденсатор; 3 - фиксирующая трубка; 4 - мембрана;

5 - пружина обратной связи; 7 - установочные пружины; 8 - усилительное реле;

9 - сервомотор.

В мощных установках применяются поплавковые регуляторы уровня в конденсаторе непрямого действия, использующие в качестве вспомогательной энергии энергию давления воды, нагнетаемой конденсатным насосом.

Кроме подверженности ложным срабатываниям из-за колебания уровня в измерительной камере при качке судна, недостатками поплавковых регуляторов являются повышенная нечувствительность и неудобство настройки.

Принципиальная схема мембранного регулятора уровня в главном конденсаторе с водяным усилительным реле и поршневым сервомотором показана на рис. 13.2, а одна из конструкций его чувствительного элемента на рис. 13.3.

Рис. 13.3. Конструкция чувствительного элемента мембранного регулятора уровня.

1 - подвод давления - от фиксирующей трубки; 2 - подвод давления от водосборника конденсата; 3 - накидные гайки; 4 - прокладка; 5 -грузы; 6 -крышка; 7 - передаточный валик к усилительному элементу; 8 - корпус; 9 - мембрана.

В зависимости от принятой схемы регулятор может управлять положением клапана в нагнетательной магистрали конденсатного насоса (рис. 13.2) или клапана обратного слива конденсата из этой магистрали в конденсатор (см. рис. 12.3).Груз, установленный над мембраной, воспринимает большую часть усилия, определяемого высотой столба воды H между уровнями в фиксирующей трубке и конденсаторе, и служит для компенсации влияния качки судна (см. § 5). Для поддержания постоянного уровня в фиксирующей трубке ее непрерывно прокачивают водой, сливаемой от усилительного реле. Во избежание влияния потоков пара, поступающего в конденсатор, на уровень в трубке ее закрывают сверху крышкой обтекаемой формы.

Кроме неподверженности влиянию качки судна мембранные регуляторы имеют меньшие, чем у поплавковых, нечувствительность и инерцию, они удобнее в настройке. Мембранный чувствительный элемент позволяет размещать регулятор в стороне от конденсатора в удобном для него месте.

Автоматическое регулирование давления в деаэраторе. Как отмечалось, в термическом деаэраторе необходимо поддерживать постоянное давление прежде всего для качественной деаэрации воды, происходящей в среде насыщенного пара.

Давление в деаэраторе определяется количествами воды и пара, подводимых к нему в единицу времени. Так как подача воды в деаэратор регулируется из условия поддержания уровней воды в емкостях конденсатно-питательной системы, то для поддержания заданного давления в деаэраторе воздействуют на подачу в него греющего пара, обычно отбираемого из магистрали отработавшего пара.

В качестве регулируемого параметра деаэратора вместо давления может быть взята температура, так как температура и давление насыщенного пара связаны между собой. Предпочтение отдается регуляторам давления благодаря простоте их конструктивного исполнения.

В зависимости от величины поддерживаемого в них давления различают вакуумные и безвакуумные термические деаэраторы. Первые в судовых установках морского флота СССР не получили распространения вследствие использования деаэраторов для подогрева воды с целью повышения к. п. д. теплового цикла, а также из-за трудности удержания вакуума в разветвленной сети трубопроводов. Обычно давление в деаэраторе поддерживается около 1,2 - 1,3 кгс/см².

Примеры схем регулирования давления в деаэраторе рассмотрены ранее (см. § 12). Применение в этих схемах астатических регулятором давления в магистрали отработавшего пара и регулятора перепада давления между этой магистралью и деаэратором обеспечивает поддержание давления в деаэраторе с равной нулю неравномерностью регулирования.

Паровые емкости деаэратора и магистрали отработавшего пара невелики и близки между собой, поэтому оба объекта взаимодействуют так, что отклонение давления в одном вызывает значительное отклонение давления в другом. В этих условиях применение регулятора перепада давления вместо регулятора давления в деаэраторе, который можно было бы использовать, несколько улучшает динамические качества обоих контуров регулирования, связывая их между собой.

Принципиальная схема регулятора перепада давления (дифференциального регулятора), применяемого в рассмотренных выше схемах, изображена на рис. 13.5, а конструкция его чувствительного элемента - на рис. 13.4. Регулятор измеряет регулируемый перепад давлений с помощью сильфона, наружной поверхностью воспринимающего давление отработавшего пара, а внутренней - давление в деаэраторе. Для уплотнения корпуса сильфона в месте выхода из него передаточной иглы установлен дополнительный малый сильфон. Усилительным элементом регулятора служит водяное усилительное реле, конструкция которого приводилась выше (см. § 5), либо усилитель со струйной трубкой (см. рис. 13.4), а исполнительным элементом – поршневой сервомотор.

Опыт эксплуатации показывает, что и при наличии регулятора перепада давления контуры регулирования давлений в деаэраторе и магистрали отработавшего пара при резких возмущениях, возникающих ввиду изменения подачи воды в деаэратор, имеют недостаточно быстро затухающие переходные процессы с большим числом колебаний. С целью устранения этого недостатка может быть применена связанная система регулирования давлений в деаэраторе и магистрали отработавшего пара.

Рис. 13.4 Конструкция чувствительного элемента дифференциального регулятора давления в деаэраторе.

1 – установочный винт; (настройка); 2 – установочная пружина; 3- передаточный валик к усилительному реле; 4 - ограничительные винты; 5 - малый сильфон; 6 - накидная гайка; 7 – пробка для выпуска воздуха; 8 - корпус сильфона; 9 - большой сильфон, 10 – передаточная игла; 11 - прокладка, 12 - весовой рычаг; 13 – крышка.

Рис. 13.5. Принципиальная схема дифференциального регулятора давления в деаэраторе.

1 - регулирующий клапан; 2 – трубопровод отработавшего пара; 3 – сильфон; 4 усилительное реле; 5- сервомотор; 6 – деаэратор.