10.1.1 В котельных с паровыми котлами с давлением пара свыше 0,07 МПа и водогрейными котлами с температурой воды выше 115°С (независимо от давления) трубы, материалы и арматура должны соответствовать требованиям национальных стандартов и .
Использование восстановленных стальных труб, и бывших в употреблении материалов и арматуры не допускается.
10.1.2 В котельных с паровыми котлами с давлением пара не более 0,07 МПа и водогрейными котлами с температурой нагрева воды не выше 115°С выбор труб и арматуры в зависимости от параметров транспортируемой среды следует проводить в соответствии с требованиями национальных стандартов и .
10.1.3 Магистральные трубопроводы, к которым присоединяют паровые котлы, следует предусматривать одинарными секционированными или двойными в котельных первой категории. В остальных случаях секционирование определяют в задании на проектирование.
Магистральные питательные трубопроводы паровых котлов давлением свыше 0,07 МПа следует проектировать двойными для котельных первой категории. В остальных случаях эти трубопроводы предусматривают одинарными несекционированными.
Магистральные подающие и обратные трубопроводы систем теплоснабжения, к которым присоединяют водогрейные котлы, водоподогревательные установки и сетевые насосы, следует предусматривать одинарными секционированными или двойными для котельных первой категории независимо от расхода тепла и для котельных второй категории - при расходе тепла 350 МВт и более. В остальных случаях эти трубопроводы должны быть одинарными несекционированными.
Магистральные паропроводы, питательные трубопроводы, подающие и обратные трубопроводы систем теплоснабжения для котельных с паровыми котлами с давлением пара до 0,07 МПа и температурой воды не выше 115°С независимо от категории принимают одинарными несекционированными.
10.1.4 При установке котлов с индивидуальными питательными насосами питательные трубопроводы следует предусматривать одинарными.
10.1.5 Трубопроводы пара и воды от магистралей к оборудованию и соединительные трубопроводы между оборудованием следует предусматривать одинарными.
10.1.6 Диаметры паропроводов следует принимать исходя из максимальных часовых расчетных расходов теплоносителя и допускаемых потерь давления.
При этом скорости пара следует принимать не более:
для перегретого пара при диаметре труб, мм,
до 200 - 40 м/с;
свыше 200 - 70 м/с;
для насыщенного пара при диаметре труб, мм,
до 200 - 30 м/с;
свыше 200 - 60 м/с.
10.1.7 Горизонтальные участки трубопроводов в котельных необходимо прокладывать с уклоном не менее 0,004, а для трубопроводов тепловых сетей допускается уклон не менее 0,002.
10.1.8 Отбор среды от паропроводов следует проводить из верхней образующей трубопровода.
10.1.9 Отключаемые участки, а также нижние и концевые точки паропроводов должны иметь устройства для периодической продувки и отвода конденсата: штуцера с вентилями, конденсатоотводчики. Во избежание обратного тока при остановке системы за конденсатоотводчиком следует устанавливать обратный клапан.
10.1.10 Для периодического спуска воды или периодической продувки котла, дренажа трубопроводов, паропроводов и конденсатопроводов следует предусматривать в нижних точках трубопроводов устройства для спуска воды (спускники) и общие сборные спускные и продувочные трубопроводы, а в высших точках трубопроводов устройства для выпуска воздуха (воздушники) в соответствии с приложением Г.
10.1.11 Минимальные расстояния в свету между поверхностями теплоизоляционных конструкций смежных трубопроводов, а также от поверхности тепловой изоляции трубопроводов до строительных конструкций зданий следует принимать в соответствии с приложением Д.
10.1.12 Соединение всех трубопроводов, кроме гуммированных, следует предусматривать на сварке. На фланцах допускается присоединение трубопроводов к арматуре и оборудованию.
Применение муфтовых соединений допускается на трубопроводах пара и воды диаметром до 100 мм с температурой среды не выше 250°С и давлением до 1,6 МПа, для котельных с котлами с давлением пара до 0,07 МПа и температурой воды не выше 115°С. Для трубопроводов, расположенных в пределах котлов, с давлением пара свыше 0,07 МПа и температурой выше 115°С допускается предусматривать применение муфтовых соединений согласно .
10.1.13 Для установки измерительных и отборных устройств на трубопроводах следует предусматривать прямые участки длиной, определяемой инструкцией завода-изготовителя устройства.
10.1.14 Оснащение запорных устройств котельных электрическими приводами следует проводить в зависимости от степени автоматизации технологического процесса, требований дистанционного управления и безопасности эксплуатации по заданию на проектирование.
10.2.1 Каждый элемент котла, внутренний объем которого ограничен запорными органами, должен быть защищен предохранительными устройствами, автоматически предотвращающими повышение давления сверх допустимого путем выпуска рабочей среды в атмосферу.
10.2.2 В качестве предохранительных устройств допускается применять:
- рычажно-грузовые предохранительные клапаны прямого действия;
- пружинные предохранительные клапаны прямого действия;
- выкидные предохранительные устройства (гидрозатворы, мембранные предохранительные устройства).
10.2.3 Предохранительные клапаны устанавливают на патрубках, непосредственно присоединенных к котлу или трубопроводу без промежуточных запорных органов.
При расположении на одном патрубке нескольких предохранительных клапанов площадь поперечного сечения патрубка должна быть не менее 1,25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на этом патрубке.
Отбор рабочей среды через патрубок, на котором расположены предохранительные клапаны, не допускается.
10.2.4 Конструкция предохранительных клапанов должна предусматривать возможность проверки их действия в рабочем состоянии путем принудительного открывания клапана.
Грузы рычажных предохранительных клапанов должны быть закреплены на рычаге способом, исключающим их произвольное перемещение. Навешивать новые грузы после регулировки клапана не допускается.
При установке на котле двух предохранительных клапанов один из них должен быть контрольным. Контрольный клапан снабжают устройством (например, кожухом, запирающимся на замок), не позволяющим обслуживающему персоналу регулировать клапан, но не препятствующим проверке его состояния.
10.2.5 Предохранительные клапаны должны иметь устройства (отводные трубы) для защиты обслуживающего персонала от ожогов при срабатывании клапанов. Среду, выходящую из предохранительных клапанов, отводят за пределы помещения. Конфигурация и сечение отвода должны быть такими, чтобы за клапаном не создавалось противодавление. Отводящие трубопроводы должны быть защищены от замерзания и оборудованы устройствами для слива конденсата, причем как на отводящих трубопроводах, так и на сливных устройствах не должно быть запорных органов.
10.2.6 Водогрейные котлы теплопроизводительностью свыше 0,4 МВт оборудуют не менее чем двумя предохранительными клапанами с минимальным диаметром каждого 40 мм. Диаметры всех устанавливаемых клапанов должны быть одинаковыми.
Водогрейные котлы без барабанов теплопроизводительностью 0,4 МВт и менее оборудуют одним предохранительным клапаном.
Число и диаметр предохранительных клапанов определяют расчетом.
10.2.7 На любых котлах (в том числе имеющих один предохранительный клапан) вместо одного предохранительного клапана допускается устанавливать обвод с обратным клапаном, пропускающим коду из котла в обход запорного устройства на выходе горячей воды. В этом случае между котлом и расширительным сосудом не должно быть другой запорной арматуры, кроме указанного обратного клапана.
Допускается не устанавливать предохранительные клапаны на водогрейных котлах, работающих на газообразном и жидком топливе, оборудованных автоматическими устройствами согласно 15.9, и на водогрейных котлах с механическими топками, оборудованных автоматическими устройствами согласно 15.10.
10.2.8 Диаметр соединительного и атмосферного трубопровода расширительного сосуда должен быть не менее 50 мм. Для предотвращения замерзания воды сосуд и трубопровод следует утеплять; расширительный сосуд следует плотно закрывать крышкой.
10.2.9 В случае включения котлов в систему отопления без расширительного сосуда заменять предохранительные клапаны на котлах обводами не допускается.
10.2.10 При наличии в котельных нескольких секционных либо трубчатых водогрейных котлов без барабанов, работающих на общий трубопровод горячей воды (если кроме запорных устройств на котлах имеются запорные устройства на общем трубопроводе), допускается вместо предохранительных клапанов на котлах устанавливать на каждом котле обводы с обратными клапанами у запорных устройств котлов, а на общем трубопроводе горячей воды (в пределах котельной) - два предохранительных клапана между запорными устройствами на котлах и запорными устройствами на общем трубопроводе. Диаметр каждого предохранительного клапана следует принимать по расчету для одного из котлов, имеющего наибольшую теплопроизводительность, но не менее 50 мм.
10.2.11 Диаметры обводов и обратных клапанов должны быть приняты по расчету, но не менее:
40 мм - для котлов теплопроизводительностью до 0,28 МВт;
50 мм - для котлов теплопроизводительностью свыше 0,28 МВт.
10.2.12 Суммарная пропускная способность устанавливаемых на паровом котле предохранительных устройств должна быть не менее номинальной часовой паропроизводительности котла.
10.2.13 Число и размеры предохранительных клапанов рассчитывают по следующим формулам:
а) для водогрейных котлов с естественной циркуляцией
ndh
= 0,516Q
, (10.1)
б) для водогрейных котлов с принудительной циркуляцией
ndh
= 0,258Q
, (10.2)
где n
- число предохранительных клапанов;
d
- диаметр клапана, мм;
h
- высота подъема клапанов, мм;
Q
- максимальная производительность котла, кВт.
Высоту подъема клапана при расчете по указанным формулам для обычных малоподъемных клапанов принимают не более 1/20d.
Трубы от предохранительных устройств паровых котлов должны выводиться за пределы котельной и иметь устройства для отвода воды. Площадь поперечного сечения выхлопной трубы должна быть не менее двойной площади поперечного сечения предохранительного устройства.
Трубы от предохранительных клапанов для водогрейных котлов с температурой теплоносителя ниже 100°С выводят в канализацию, для котлов не выше 115°С - через пароводоотделитель - в атмосферу и канализацию.
10.2.14 Предохранительные клапаны должны защищать котлы от превышения в них давления более чем на 10% расчетного (разрешенного) значения.
10.2.15 Предохранительные клапаны следует устанавливать:
- на верхнем барабане или сухопарнике в паровых котлах с естественной циркуляцией без пароперегревателя;
- на выходных коллекторах или барабане в водогрейных котлах;
- не менее чем по одному предохранительному устройству на выходе и входе воды в отключаемых экономайзерах
10.2.16 Проверку исправности действия предохранительных клапанов следует проводить не реже одного раза в смену на котлах с рабочим давлением до 1,4 МПа включительно и не реже одного раза в сутки на котлах с рабочим давлением свыше 1,4 МПа.
10.2.17 На паровых котлах вместо предохранительных клапанов допускается устанавливать выкидное предохранительное устройство (гидрозатвор), рассчитанное так, чтобы давление в котле не превышало избыточное рабочее давление более чем на 10% разрешенного. Между котлом и выкидным предохранительным устройством и на самом устройстве установка запорных органов не допускается.
Выкидное предохранительное устройство должно иметь расширительный сосуд с трубой в верхней части для отвода пара, которая должна быть выведена в безопасное для людей место. Расширительный сосуд соединяют с нижним коллектором выкидного предохранительного устройства переливной трубой.
Диаметры труб выкидного предохранительного устройства должны быть не менее приведенных в таблице 10.1.
Таблица 10.1
| Паропроизводительность котла, т/ч | Внутренний диаметр трубы, мм | |
|---|---|---|
| от | до | |
| 0,124 | 0,233 | 65 |
| 0,233 | 0,372 | 75 |
| 0,372 | 0,698 | 100 |
| 0,698 | 1,241 | 125 |
| 1,241 | 2,017 | 150 |
| 2,017 | 3,103 | 173 |
| 3,103 | 4,654 | 200 |
| 4,654 | 6,982 | 225 |
Диаметр трубы, отводящей пар от выкидного предохранительного устройства, должен быть не менее диаметра труб самого устройства. При установке нескольких выкидных устройств допускается устройство общей отводной трубы с площадью сечения не менее 1,25 суммы площадей сечения труб присоединенных устройств.
Для заполнения гидрозатвора водой его следует соединять с водопроводной трубой, имеющей запорный вентиль и обратный клапан, и оборудовать приспособлениями для контроля за уровнем воды и спуска воды.
Выкидное предохранительное устройство должно быть защищено от замерзания в нем воды. Эксплуатация котлов с недействующим предохранительным выкидным устройством не допускается.
10.2.18 У водогрейных котлов, работающих на систему горячего водоснабжения, вместо предохранительных клапанов допускается устройство отдельной выкидной трубы, соединяющей верхнюю часть котлов с верхней частью бака для воды. На этой выкидной трубе не должно быть запорных устройств, а бак следует соединять с атмосферой. Диаметр выкидной трубы должен быть не менее 50 мм.
10.3.1 Водогрейный котел должен быть снабжен штуцером с краном отбора проб воды, установленным в верхней части барабана котла, а при отсутствии барабана - на выходе воды из котла в магистральный трубопровод (до запорного устройства).
10.3.2 На паровом котле для постоянного наблюдения за положением уровня воды в барабанах следует устанавливать не менее двух водоуказательных приборов прямого действия.
10.3.3 Для паровых чугунных и стальных водотрубных котлов с площадью поверхности нагрева менее 25 м 2 допускается установка одного водоуказательного прибора.
Чугунный котел с барабаном (паросборником) необходимо оборудовать циркуляционными трубами, соединяющими нижнюю часть барабана с секциями котла.
10.3.4 Водоуказательные приборы прямого действия следует монтировать в вертикальной плоскости или с наклоном вперед под углом не более 30°. Они должны быть расположены и освещены так, чтобы уровень воды был хорошо виден с рабочего места машиниста (кочегара), оператора.
10.3.5 На водоуказательных приборах против предельно допустимого низшего уровня воды в котле следует устанавливать неподвижный металлический указатель с надписью "Низший уровень". Этот уровень должен быть не менее чем на 25 мм выше нижней видимой кромки прозрачной пластины (стекла) водоуказательного прибора. Аналогично следует размещать указатель высшего допустимого уровня воды в котле, который должен находиться не менее чем на 25 мм ниже верхней видимой кромки прозрачной пластины (стекла).
10.3.6 Водоуказательные приборы или краны для отбора проб следует устанавливать на барабане котла отдельно друг от друга. Допускается совместное размещение двух водоуказательных приборов на соединительной трубе (колонке) диаметром не менее 70 мм.
10.3.7 Трубы, соединяющие водоуказательные приборы с барабаном (корпусом) котла, должны быть защищены от замерзания.
10.3.8 В указателях уровня прямого действия паровых котлов следует применять плоские прозрачные стекла. Водоуказательные приборы с цилиндрическими стеклами могут быть использованы на паровых котлах производительностью не более 0,5 т/ч.
10.3.9 Водоуказательные приборы должны иметь наружные защитные устройства, обеспечивающие безопасность обслуживающего персонала при разрыве стекла. Защитные устройства не должны затруднять наблюдение за уровнем воды.
10.3.10 Водоуказательные приборы должны быть снабжены запорной арматурой для отключения от парового и водяного пространства котла, обеспечивающей возможность замены стекол и корпуса во время работы котла, а также продувочной арматурой. Допускается применение для этих целей пробковых кранов. Для спуска воды при продувке водоуказательных приборов следует использовать воронки с защитным приспособлением и отводной трубкой для свободного слива.
10.3.11 Полностью автоматизированные котлы должны быть оснащены автоматизированными устройствами указателя и поддержания уровня воды в барабане котла.
10.4.1 Манометры, устанавливаемые на котлах и питательных линиях, должны иметь класс точности не ниже 2,5.
10.4.2 Манометры следует выбирать с такой шкалой, чтобы при рабочем давлении их стрелка находилась в средней трети шкалы.
10.4.3 На шкалу манометра следует наносить красную черту по делению, соответствующему разрешенному давлению в котле с учетом добавочного давления от веса столба жидкости.
Взамен красной черты разрешается прикреплять или припаивать к корпусу манометра металлическую пластинку, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра, над соответствующим делением шкалы. Наносить красную черту на стекло краской запрещается.
10.4.4 Манометр следует устанавливать так, чтобы его показания были видны обслуживающему персоналу, при этом циферблат манометра должен находиться в вертикальной плоскости или с наклоном вперед до 30°.
10.4.5 Диаметр корпусов манометров, устанавливаемых от уровня площадки наблюдения за манометром на высоте до 2 м, должен быть не менее 100 мм, на высоте 2-5 м - не менее 160 мм и на высоте 5 м - не менее 250 мм.
10.4.6 На каждом паровом котле должен быть установлен манометр, сообщающийся с паровым пространством котла через соединительную сифонную трубку или через другое аналогичное приспособление с гидравлическим затвором.
10.4.7 У котлов, работающих на жидком топливе, на трубопроводе подвода топлива к форсункам (горелкам) необходимо устанавливать манометры после последнего по ходу топлива запорного органа, а также на общем паропроводе к мазутным форсункам после регулирующего клапана.
10.4.8 Манометры не допускается применять в случаях, когда:
- на нем отсутствует пломба или клеймо о проведении поверки;
- просрочен срок поверки;
- стрелка манометра при его включении не возвращается к нулевому показанию шкалы на значение, превышающее половину допустимой погрешности для данного прибора;
- разбито стекло или имеются другие повреждения, которые могут отразиться на правильности показаний.
10.4.9 На водогрейных котлах манометры следует располагать:
- на входе воды в котел после запорного органа;
- выходе нагретой воды из котла до запорного органа;
- всасывающих и нагнетательных линиях циркуляционных и подпиточных насосов.
10.4.10 У каждого парового котла манометр следует устанавливать на питательной линии перед органом, регулирующим питание котла.
При наличии в котельной нескольких котлов паропроизводительностью менее 2 т/ч допускается установка одного манометра на общей питательной линии.
Манометры на питательных линиях паровых и водогрейных котлов должны быть отчетливо видны обслуживающему персоналу.
10.4.11 В случае использования водопроводной сети взамен второго питательного насоса в непосредственной близости от котла на этой водопроводной линии должен быть установлен манометр.
10.4.12 Котлы, работающие на газообразном топливе, должны быть оснащены приборами контроля давления газа перед горелками.
10.5.1 У водогрейных котлов для измерения температуры воды необходимо устанавливать термометры при входе воды в котел и на выходе из него.
На выходе воды из котла термометр должен быть расположен между котлом и запорным органом.
При наличии в котельной двух и более котлов термометры размещают на общих подающем и обратном трубопроводах. В этом случае установка термометра на обратном трубопроводе каждого котла не обязательна.
10.5.2 На питательных трубопроводах паровых котлов следует устанавливать термометры для измерения температуры питательной воды.
10.5.3 При работе котлов на жидком топливе, требующем подогрева, топливопровод следует оборудовать термометром, измеряющим температуру топлива перед форсунками. Для котлов производительностью ниже 50 МВт допускается измерение температуры на входе в котельную.
10.6.1 Арматура, установленная на котлах и трубопроводах, должна иметь маркировку, в которой надлежит указывать:
- диаметр условного прохода;
- условное или рабочее давление и температуру среды;
- направление потока среды.
На штурвалах арматуры должны быть указаны направления вращения для их открывания и закрывания.
10.6.2 На паропроводе от котла устанавливают запорный вентиль или задвижку. Запорные органы на паропроводе следует располагать ближе к котлу.
10.6.3 На питательном трубопроводе парового котла устанавливают обратный клапан и запорную арматуру.
10.6.4 На подпиточном трубопроводе водогрейного котла устанавливают обратный клапан и запорную арматуру.
10.6.5 При наличии нескольких питательных насосов, имеющих общий всасывающий и нагнетательный трубопроводы, у каждого насоса на стороне всасывания и на стороне нагнетания устанавливают запорные органы. На напорном патрубке питательного или циркулирующего центробежного насоса до запорного органа устанавливают обратный клапан.
10.6.6 Питательный трубопровод должен иметь патрубки для выпуска воздуха из верхней точки трубопровода и дренажи для спуска воды из нижних точек трубопровода.
10.6.7 У каждого водогрейного котла, подключенного к общим трубопроводам сетевой воды, на подающем и обратном трубопроводах котла монтируют по одному запорному органу.
10.6.8 Для предотвращения перегрева стенок водогрейного котла и повышения в нем давления при аварийной остановке сетевых насосов в системе с принудительной циркуляцией между котлом и вентилем (задвижкой) на выходном трубопроводе должно быть установлено устройство для сброса воды с отводом в безопасное место.
10.6.9 На спускных, продувочных и дренажных линиях трубопроводов паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа и водогрейными котлами с температурой нагрева воды не выше 115°С следует предусматривать установку одного запорного органа; на трубопроводах паровых котлов с давлением пара свыше 0,07 МПа и водогрейных котлов с температурой воды выше 115°С согласно .
Арматура и гарнитура котла
Для нормальной, бесперебойной и безопасной работы паровой котел должен быть оборудован соответствующими устройствами, приспособлениями и приборами. Эти дополнительные устройства и приборы относятся к гарнитуре и арматуре котла. На рис. 11 показан общий вид расположения гарнитуры и арматуры на котле крана ПК-6.
К гарнитуре парового котла относят шуровочную дверцу, промывочные люки, лазовый люк, колосники, шиберную задвижку, т. е. съемные приспособления, а также устройства, при помощи которых осуществляется регулировка горения и подача воздуха в топку.
Арматурой котла называют устройства и приборы, служащие для управления работой той части парового котла, которая находится под давлением. К арматуре относят также и контрольные приборы.
Рассмотрим арматуру, питающую котел водой и указывающую изменение уровня воды и рабочее давление в котле.
К устройствам арматуры, питающим котел водой, относят питательные коробки с клапанами, инжекторы, водогон и вентили. Питательные коробки состоят из бронзового или чугунного корпуса, обратного клапана и пробки или клапана. На рис. 12 показаны питательные коробки. Они могут иметь пробковый кран (рис. 12, а) или запорный клапан (рис. 12, б). Для большей надежности на каждый котел устанавливают два комплекта приборов питания водой, две раздельные или одну сдвоенную питательные коробки. Последняя менее удобна, так как ее конструкция не допускает раздельного осмотра и притирки одного клапана при работе другого. Располагаются питательные коробки в нижней части котла.
Инжектор представляет собой пароструйный прибор для подачи в котел воды под давлением.
Принцип действия инжектора основан на превращении части тепловой энергии пара в кинетическую энергию движения, передаче паром тепловой и- кинетической энергии воде и на превращение кинетической энергии струи воды в потенциальную энергию давления, вследствие чего вода, преодолевая котловое давление, поступает в котел. Наиболее распространенным на крановых котлах является инжектор, изображенный на рис. 13.
Литой чугунный корпус этого инжектора состоит из двух частей, соединенных между собой,фланцами. Внутри корпуса строго по, одной оси расположены три конуса-сопла: паровой, конденсационный и нагнетательный.
Рис. 11. Общий вид расположения гарнитуры и арматуры на котле ПК-6:
1 - котел; 2 -водяные баки; 3 - шуровочная дверца; 4 - промывочный люк; 5 - главный вентиль; 6 - паровая магистраль к машине; 7 -регулятор пара; 8-выхлопная труба; 5 -манометр; 10 - трехходовой кран манометра; 11 – предохранительные клапаны; 12 - водопробные краники; 13 - водомерное стекло; 14 - свисток; 15 - инжекторы; 16- краны подачи воды к инжектору; 17 - питательные коробки; 18 - вестовые трубы; 19 - магистраль подачи пара к батарее отопления крана; 20 - вентиль к сажесдувателю; 21 - пароразборная колонка; 22 - патрубок для пожарного рукава; 23 - спускной кран котла; 24 - водогон; 25 -сифон; 26 - кран для расхолаживания котла; 27 - водопробные краники водяного бака
Первые два конуса имеют сужение по направлению движения пара, а последний имеет обратный конус. Паровой конус поставлен в корпус инжектора на уплотнительной прокладке из свинца или тонкого асбестового шнура. Конденсационный и нагнетательный конусы свинчены на резьбе между собой и вставлены в корпус с уплотнением из свинцового кольца.
Рис. 12. Питательные коробки с пробковым краном (а) и с запорным клапаном (б):
1-корпус; 2 - обратный клапан; 3 -заглушка; 4 - грундбукса; 5 - бронзовая пробка; 6 - отжимной винт; 7 -фланец; S -накидная гайка; 5 -сальник; 10 - запорный клапан
Внутрь парового конуса входит паровпускной клапан, плотно закрывающий своей конической частью кольцевой проход парового конуса. Паровпускной клапан опускается и поднимается при помощи рукоятки, имеющей два положения: «Открыто» и «Закрыто», отмеченные на ее секторе.
Снизу в корпус инжектора запрессован стакан, служащий опорой для нагнетательного конуса. Этот стакан имеет форму втулки с четырьмя ребрами, образующими ступицу, через отверстие которой проходит хвостовик обратного клапана.
Обратный клапан давлением воды в котле постоянно плотно прижат своей сферической головкой к гнезду, перекрывая доступ воды из котла в инжектор.
В средней части корпус инжектора имеет два патрубка: один, заканчивающийся фланцем, служит для подсоединения к инжектору водяной магистрали из бака, другой (вестовой) заканчивается резьбой, на которую навинчивается угольник для подсоединения вестовой трубы.
В вестовом патрубке поставлен клапан, который нормально закрыт при помощи небольшой пружины.
В работе инжектора различают два периода: первый - это присос воды (инжектор «забрал» воду) и второй - нагнетание воды в котел.
Рис. 13. Инжектор: Л -паровая камера; Б -водяная камера; В -смесительная камера; Г-нагнетательная камера; 1-корпус; 2 -паровой конус; 3- конденсационный конус; 4 - нагнетательный конус; 5 - двойной паровой клапан; 6 -вестовой клапан; 7 - пружина вестового клапана; 8 - обратный клапан; 9 - регулирующая рукоятка; 10 - уплотняющее кольцо из свинца; 11 - сальник; 12 - стакан обратного клапана
В начальный момент, когда паровпускной (игольчатый) клапан незначительно приподнят, пар из котла в небольшом количестве устремляется в кольцевой проход парового конуса. Проходя через суживающееся сопло парового конуса, пар приобретает большую скорость движения. Выходя из сопла с большой скоростью, пар увлекает за собой воздух и оставшуюся воду в водяной камере, в которой вследствие этого создается разрежение. В результате разрежения вода из подводящей трубы начнет поступать в водяную камеру инжектора. В это же время смесь пара, воздуха и воды, выйдя из сопла, поступает в конденсационный конус и, выходя через его боковые отверстия, создает незначительное давление в смесительной камере. Этого давления недостаточно, чтобы открыть обратный клапан, но достаточно для открытия вестового клапана, при этом, когда вестовой клапан откроется, из вестовой трубы начнет выходить смесь пара, воды и воздуха.
С поступлением холодной воды в водяную камеру подаваемый в небольшом количестве пар быстро конденсируется, объем его уменьшается, что создает дополнительное разрежение, которое передается и в смесительную камеру. При разрежении вестовой клапан под действием атмосферного давления и пружины садится на место.
Закрытие вестового клапана сопровождается характерным щелчком, свидетельствующим о том, что в водяную камеру начала поступать холодная вода, т. е. инжектор присосал воду.
После того как раздастся этот щелчок, пусковую рукоятку необходимо повернуть до упора с тем, чтобы паровой клапан был полностью поднят, что даст возможность пару в большом количестве поступать в инжектор. С этого момента начинается второй период в работе инжектора, т. е. подача инжектором воды в котел.
В первый момент поступления большого количества пара в смесительной камере создастся избыток воды, давление возрастет, вестовой клапан снова откроется и из вестовой трубы начнет вытекать избыточная вода. В последующий момент давление в смесительной камере понизится, вестовой клапан закроется, а в нагнетательной камере нагнетательного конуса давление увеличится. В результате обратный клапан откроется и инжектор начнет подавать воду в котел.
При выключении инжектора, т. е. при прекращении подачи в инжектор пара, в смесительной камере также образуется избыток воды, который сливается через вестовую трубу. При нормальной работе инжектора из вестовой трубы не должно выходить ни пара, ни воды.
В силу того что конденсация пара имеет важное значение в работе инжектора, питательная вода должна быть достаточно холодной. При температуре питательной воды свыше 35° С условия конденсации ухудшаются, работа инжектора становится неустойчивой или вовсе прекращается.
Боковые отверстия в конденсационном конусе имеют также большое значение для нормальной работы инжектора: через них в начальный момент удаляется вода, не получившая необходимой скорости движения, и проходит пар для восстановления в инжекторе требуемого разрежения. Если эти отверстия засорятся или закипят, нормальная работа инжектора нарушится.
Для правильной работы инжектора очень важно, чтобы все соединения были плотными и не было бы подсоса воздуха.
Инжекторам в зависимости от производительности присваивается нумерация; чем больше номер инжектора, тем выше его производительность. Номер инжектора определяется размером диаметра выходного отверстия конденсационного конуса (в миллиметрах) и равного ему диаметра нагнетательного конуса.
Для образования запаса воды, необходимой для питания котла, на кране установлены водяные баки. Их заполняют водой от стационарной водоразборной колонки, но можно использовать воду из тендера паровоза или из другого источника, расположенного ниже уровня крана; Для этого кран оборудуется водогоном (рис. 14).
Действие водогона основано на том же принципе, что и действие инжектора. После открытия соответствующего вентиля на паровой магистрали пар из котла поступает в паровой конус водогона.
Из-за большой скорости движения пара в камере создается разрежение и вода через присоединенный к патрубку гайкой ротта всасывающий рукав начинает засасываться по каналу в камеру струей пара увлекается в нагнетательный конус. При проходе воды через расширяющийся нагнетательный конус в нем создается давление, достаточное для подачи воды на высоту 2-2,5 м.
К арматуре, показывающей уровень воды в котле, относятся: водопробные краники, водомерное стекло и контрольная пробка.
Рис. 14. Водогон:
1 – корпус водогона; 2 -конус паровой; 3 - патрубок водяной; 4- прокладка: 5 -гайка ротта; 6 - штуцер паровой; 7 -паровая труба
Водопробный краник (рис. 15) состоит из корпуса и костылика. При завинчивании или отвинчивании костылика он закрывает или открывает своей конусной частью канал и пар или вода из котла выходит через нижнее отверстие корпуса. Таких краников на котле устанавливаются три: один точно на высоте среднего уровня воды, а два других - на 100 мм выше и ниже среднего уровня. Действительный уровень воды в котле должен находиться между крайними краниками, т. е. при открытии верхнего из него должен всегда выходить пар, а при открытии нижнего - вода.
Средний краник зачастую не ставится, так как он не очень характерен и при открытии его может поступать как пар, так и вода. На котлах крана ПК-6 устанавливаются как три, так и два краника, при этом расстояние между верхним и нижним составляет 150 мм.
О понижении уровня воды в котле ниже допустимого сигнализирует контрольная пробка. В этом случае пробка, оказавшись над поверхностью воды, перегревается, отчего сплав, которым пробка залита, выплавляется, и тогда через образовавшееся отверстие в топку котла начинает поступать пар, что свидетельствует об аварийном состоянии котла.
Пробка (рис. 16) состоит из бронзового корпуса, залитого внутри легкоплавким сплавом (10% олова и 90% свинца). Корпус пробки имеет коническую резьбу, которой он ввинчивается в дымогарную трубу в котлах с дымогарными трубами или в заплечико жаровой трубы в котлах с кипятильными трубами. Контрольная пробка ввинчивается в тело трубы таким образом, что конец ее корпуса и торец легкоплавкого сплава омываются горячими газами.
Водомерное стекло предназначено для показания уровня воды в котле. Принцип действия водомерного стекла основан на законе сообщающихся сосудов, согласно которому уровень жидкости, находящейся в сосудах, сообщенных между собой, независимо от формы и объема сосудов всегда одинаков.
Рис. 15. Водопробный краник:
1 - корпус; 2 - костылик; 3 - ручка костылика; 4 - отросток; 5 -резьбовой фланец; 6 - чечевичное кольцо; 7 -фланец котла
Рис. 16. Пробка контрольная
Комплект водомерного стекла (рис. 17) состоит из двух кранов: верхнего и нижнего. Между ними установлено или цилиндрическое (круглое) стекло, или металлический футляр (рамка), внутрь которого поставлено плоское стекло.
Нижний кран имеет дополнительно продувочный краник.
Кран водомерного стекла установлен так, чтобы при нормальной работе котла верхний кран постоянно был сообщен с паровым пространством, а нижний - с водяным. При такой установке кранов пар и вода из котла попадают в водоуказательное стекло и вода устанавливается в нем на том же уровне, что и в котле. Малейшее изменение количества воды в котле немедленно сказывается на уровне воды в стекле, что дает возможность судить о положении уровня воды в котле.
Нормально при работе котла уровень воды в стекле непрерывно колеблется: внутри котла происходит бурный процесс парообразования и поверхность воды в нем неспокойна. Если нет колебания воды в стекле при работающем котле, кран неисправен, его каналы засорены или закипели.
При засорении канала в нижнем кране вода в стекле спокойна и будет находиться на одном и том же уровне или даже медленно повышаться. Если при этом через продувочный краник выпустить воду из стекла и снова краник закрыть, то вода в стекле вновь появится не сразу, а будет постепенно накапливаться за счет конденсации пара, поступающего в стекло через верхний кран. Вода в стекло может поступать в этом случае и через нижний кран, если его канал засорен неполностью. Если засорен канал верхнего крана, то уровень воды в стекле будет находиться выше действительного уровня в котле.
Водомерное стекло, будучи сообщено с внутренней полостью котла, всегда находится под давлением пара и испытывает действие высокой температуры. Поэтому применение простого круглого стекла опасно. На современных паровых кранах применяют специальное плоское стекло,отлитое в форме толстого бруска. Оно вставляется на прокладках в металлический корпус (рамку). Такое стекло, если даже оно лопнет, не опасно для обслуживающего персонала. Задняя плоскость стекла имеет вертикальные призматические ребра-бороздки. Ребристая поверхность позволяет более отчетливо видеть уровень воды в стекле, так как лучи света, падающие на стекло, преломляются различно в зоне воды и зоне пара, отчего часть стекла, занятая водой, кажется темной, а занятая паром - светло-серебристой.
Кроме водопробных кранов и водомерного стекла, на каждом котле на видном месте имеется металлическая пластинка, отмечающая наинизший допустимый уровень воды в котле. К арматуре, контролирующей рабочее давление пара в котле, относятся манометр и предохранительные клапаны.
Рис. 17. Водомерное стекло: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - стекло; 4 - верхний краник; 5 - нижний краник; 6 - штуцер; 7 - продувочный краник; 8 - чечевичное кольцо; 9 - фланец когла
Манометр предназначен для измерения давления жидкостей и газов (выше атмосферного). Он показывает разность между давлением газа или жидкости в закрытом сосуде и атмосферным давлением. Эту разность принято называть избыточным давлением. Наиболее распространенными являются пружинные манометры. Пружинный манометр (рис. 18) состоит из металлического корпуса, в котором помещена дугообразная упругая трубка. Один конец этой трубки закрыт наглухо, а другой соединен со штуцером. К глухому концу трубки присоединена система рычажков, связанных через зубчатую передачу с указательной стрелкой.
С паровым пространством котла манометр соединен посредством; сифонной трубки, имеющей минимально два витка диаметром 180 мм. Наличие этой трубки исключает попадание в манометр горячего пара: дугообразная трубка оказывается заполненной водой под давлением, равным котловому. Вода эта образуется вследствие конденсации пара в сифонной трубке.
Рис. 18. Пружинный манометр
Дугообразная трубка манометра имеет форму вытянутого эллипса, но под действием давления воды она стремится выпрямиться. Выпрямление трубки заставляет стрелку 4 через зубчатую передачу 3 отклоняться. Чем выше давление, тем больше отклонение стрелки, тем больше ее показание на циферблате манометра. Красная черта на шкале котлового манометра отмечает предельно допустимое давление для данного котла.
Манометр должен быть запломбирован, иметь клеймо и дату очередной проверки госповерителем.
Для проверки правильности показаний манометра предназначен трехходовой кран, которым можно отключить манометр от котла, при этом указательная стрелка должна занять точно нулевое положение, что свидетельствует об исправности прибора. Трехходовой кран манометра имеет фланец, к которому специальной струбцинкой можно присоединить контрольный манометр.
Предохранительные клапаны, устанавливаемые на котлах, служат для предохранения от превышения давления пара в котле сверх допустимого.
На предохранительный клапан действуют одновременно две силы: – сила нажатия пружины или груза, действующая обычно сверху, и сила давления пара, действующая снизу. Силу давления пружины или груза можно регулировать.
Сила же давления пара на клапан изменяется с изменением давления в котле.
Пока сила давления пара меньше давления пружины или груза, клапан плотно прижат к своему седлу силой пружины или груза и выход пару из котла закрыт. В момент, когда сила давления пара на клапан превысит давление пружины или груза, клапан приподнимается и через образовавшийся проход пар начнет выходить наружу. Он будет выходить до тех пор, пока давление в котле не снизится и клапан снова не закроет выход. Вследствие того что посадке клапана на место противодействует струя выходящего пара, клапан обычно садится на место при давлении в котле на 0,3-0,5 кГ/см? ниже давления, при котором он был открыт.
На каждом паровом котле с поверхностью нагрева свыше 5 м2 устанавливается не менее двух предохранительных клапанов, один из которых является контрольным, а другой - рабочим.
Контрольный клапан срабатывает несколько раньше рабочего и как бы сигнализирует о предельном давлении пара в котле. В случае непринятия соответствующих мер начинает действовать рабочий клапан и избыток пара из котла выпускается через оба клапана в атмосферу.
Регулировка клапанов на открытие производится согласно табл. 3. При давлениях в котле, указанных в таблице, клапаны должны открываться.
Рис. 19. Предохранительный клапан пружинного типа
Предохранительные клапаны могут быть рычажными и пружинными. На крановых котлах применяются исключительно пружинные предохранительные клапаны.
На рис. 19 показан предохранительный клапан пружинного типа. Основными частями его являются корпус с притертым по клапану гнездом и клапан в виде стаканчика. Притертой поверхностью он плотно садится на гнездо корпуса. Во внутрь клапана поставлена основная пружина, регулируемая винтом, который нажимает на пружину через тарелочку. На корпус клапана сверху навинчена головка, являющаяся патрубком для выхода пара.
Таблица 3
Гайка служит для регулировки клапана. Поворотом гайки изменяется величина зазора между ней и фланцем клапана. С изменением этого зазора меняется скорость и направление струи пара. Струя пара ударяет во фланец клапана и способствует быстроте его подъема. Чем меньше зазор, тем это воздействие больше, тем резче подъем и посадка клапана на место. Изготовленная из пружинной стали марки 55С2 или 6ОС2 пружина термически обработана и сохраняет свои свойства независимо от изменения температуры. Клапан, отрегулированный на определенное давление, пломбируют пломбой; проволока пропускается через колпачок и фиксирующий винт. Рычаг служит для периодической проверки действия клапана. Оттягивая рычаг, можно поднять клапан и выпустить пар при меньшем давлении.
Рис. 20. Золотниковый регулятор
Регулятор предназначен для регулирования подачи пара к паровой машине. Он может быть как золотниковым, так и клапанным, причем клапанный является более совершенным и более чувствительным.
Золотниковый регулятор (рис. 20) состоит из чугунного корпуса и чугунной крышки, соединенных между собой болтами.
Между крышкой и корпусом в специальном углублении помещается поводок, в который своей цилиндрической заточкой заходит бронзовый золотничок, прижатый пружиной к притертой поверхности крышки.
Поводок выполнен в виде рычажка, который сидит на квадратном хвостовике шпинделя. Для уплотнения корпуса предусмотрена прокладка из паронита, а для валика - сальник с грундбуксой. При вращении рукоятки, надетой на хвостовик шпинделя, поводок поворачивается и пер-лющает при этом золотничок, открывая на требуемую величину‘отверстие для прохода пара из котла в паровую машину.
Клапанный регулятор (рис. 21) состоит из чугунного трехфланцево-го корпуса с запрессованным в него седлом. Внутри седла помещен большой клапан, в котором размещен малый клапан. Уплотнение клапанов достигается посадочными коническими притертыми поверхностями. Поперек корпуса регулятора проходит валик, имеющий в качестве опор специальные штуцера, ввинченные в корпус и снабженные сальниками. На внешнем конце валика сделан квадрат, на который садится поводковый рычаг, а в средней части на валик при помощи квадрата посажен кулачок.
Рис. 21. Клапанный регулятор
Своей вилкой кулачок опирается на заплечики хвостовика малого клапана. При повороте поводкового рычага валик регулятора приводит в движение кулачок, который первоначально поднимает малый клапан, а когда хвостовик этого клапана дойдет до упоров большого клапана, последний также начнет открываться.
Рис. 22. Пароразборная колонка:
1-корпус; 2 -седло клапана; 3 - клапан; 4 - крепящее кольцо; 5 - колонка; 6 -гайка; 7 -шпиндель; 8 - накидная гайка; 9 - грундбукса; 10 - сальник; 11 -маховичок
Для открытия малого клапана требуется незначительное усилие, а большой клапан открывается, когда под ним находится пар: большой клапан оказывается разгруженным.
Пароразборная колонка (рис. 22) предназначена для питания паром инжекторов, турбогенератора, водогона, отопительной системы и пр. Она представляет собой чугунный корпус с рядом фланцев, к которым присоединяются магистрали потребителей пара. К корпусу также присоединена специальная колонка с резьбовым шпинделем, на который насажен маховичок. К другому концу шпинделя присоединен клапан. При вращении маховичка клапан плотно садится на седло или отходит от него. Такое вентильное устройство позволяет отключать от котла все магистрали потребителей пара на случай осмотра и мелкого ремонта.
Спускной кран, устанавливаемый внизу котла, предназначен для спуска воды, а также продувки котла во время работы. Этот кран должен быть стальным или, как исключение, может иметь корпус из ковкого чугуна.
В качестве спускного крана применяется обыкновенный пробковый кран или чаще кран золотникового типа, аналогичный по устройству золотниковому регулятору (см. рис. 20).
Рис. 23. Свисток:
1 - корпус; 2 - колпак- резонатор: 3 - верхний диск; 4 - нижний диск; 5 -клапан; 6 - пружина клапана; 7 -пробка; 8 - прокладка; 9 - рычаг; 10 - хвостовик резонатора
Свисток для подачи сигналов установлен на паровом котле. В зависимости от количества резонирующих камер свистки могут быть однозвучными, двухзвучными или трехзвучными, причем свистки многозвучные дают более ровный и устойчивый звук. На рис. 23 показан трехзвучный паровой свисток. Он состоит из чугунного корпуса с клапанным устройством и двух дисков - верхнего стального и нижнего бронзового, образующих между собой кольцевую щель. Сверху корпус накрыт колпаком-резонатором, сделанным в виде чугунной отливки, образующей три различные по объему камеры. Колпак в нижней части имеет три полукруглых окна, края которых являются рассекающими кромками. При открытии клапана пар через кольцевую щель бьет сильной струей и, встречая на своем пути рассекающие кромки резонатора, дает звуковой эффект, усиливающийся резонирующим колпаком. Вследствие наличия трех различных по размерам камер звук свистка получается достаточно мощным, ровным и многотонным.
К атегория: - Общие сведения о кранах и котлах
Арматурой называются устройства и приборы, служащие для ^правления работой парового котла и для обеспечения безопасности эксплуатации его элементов, находящихся под давлением.
Часть арматуры, обеспечивающая безопасность эксплуатации котла, является обязательной по правилам Котлонадзора. Эксплуатация котла, не снабженного этой арматурой, не допускается.
К такой обязательной арматуре относятся: водоуказательные приборы, манометры, предохранительные клапаны, обратные питательные клапаны, питательные запорные вентили, спускная арматура, паровые запорные вентили. Остальная арматура котла предназначается для улучшения его обслуживания.
Водоуказательные приборы устанавливаются для контроля и наблюдения за уровнем воды в барабане котла. В качестве водоуказательных приборов у отопительно-производственных котлов применяют водоуказательные стекла и пробные краны.
Водоуказательное или водомерное стекло (рис. 56) присоединяется к водяному и паровому пространствам котла и по закону сообщающихся сосудов показывает уровень воды в барабане котла. Нормальный уровень воды в барабане котла во время его эксплуатации не должен опускаться ниже так называемого «наинизшего» уровня. Этот уровень находится на 100 мм выше «огневой линии», ограничивающей поверхность нагрева кот-
4 ла, омываемую горячими газами. Нижний
Рис" 56. Цилиндрическое допускаемый уровень указывается метал-
Водомерное стекло: лической стрелкой, прикрепленной к рам-
^1Сводяной2”кран-ОВО|-^про - Ке в0Д0МеРН0Г0 СТеКЛа. С ДруГОЙ СТОрОНЫ,
Дувочный кран; 5-сальники. уровень ВОДЫ В барабане Не ДОЛЖен ПОД-
Ниматься выше некоторого верхнего допускаемого предела, при котором возможно попадание воды вместе с паром в паропровод котла.
Водомерное стекло снабжается тремя кранами: даровым, водяным и продувочным. Для того чтобы продуть паровую соединительную трубку водомерного стекла, нужно* закрыть водяной и открыть продувочный краны. Для продувки водяной соединительной трубки закрывают паровой и открывают продувочный краны. Чтобы защитить персонал от действия пара и осколков в случае разрыва водомерного стекла, оно снабжается предохранительным приспособлением, состоящим из толстого полуцилиндрического стекла с залитой в нем металлической сеткой.
Иногда в качестве водомерного стекла используется плоское стекло специального профиля (рис. 57). Это стекло не нуждается в каких-либо предохранительных приспособлениях, так как при
Повреждении оно не разбивается на куски, а последние не разбрасываются из рамки.
Согласно правилам Котлонадзора, для наблюдения за уровнем воды на барабане котла должно быть установлено не менее двух водомерных стекол. У небольших котлов второе водомерное стекло можно заменять двумя водопробными кранами. Один из них присоединяется к барабану котла на высоте наинизшего допускаемого уровня воды, другой - на высоте наивысшего допускаемого уровня. Если из открытого водопробного крана действующего парового котла выходит широкой струей жидкость молочного цвета, то это указывает, что на уровне крана в барабане находится вода. Если из открытого крана будет выходить прозрачная узкая струя, то это показывает, что на уровне крана в барабане котла находится пар. Кочегар обязан продувать водопробные краны два-три раза в смену.
Водопробные краны устраиваются так, чтобы их можно было прочистить прямой стальной проволокой.
В котлах с высоко расположенными верхними барабанами применяются сниженные указатели уровня специальной конструкции, передающие показания положения уровня к рабочему месту кочегара.
Манометры служат для измерения избыточного давления пара или воды в котле и применяются двух типов: трубчатые и пластинчатые.
Трубчатый манометр (рис. 58) имеет изогнутую овального сечения полую трубку /, которая одним своим концом сообщается с камерой 2. Другой закрытый конец трубки при помощи тяг связан с зубчатым сектором 3, вращающимся вокруг оси. С этим сектором находится в зацеплении зубчатое колесико, на оси которого насажена стрелка 5 манометра, указывающая на шкале величину давления пара. Манометр присоединяется к барабану котла посредством изогнутой сифонной трубки 6, эта трубка вследствие конденсации в -ней пара всегда заполнена водой. Таким образрм, на трубчатую пружину 1 манометра воздействует не горячий пар, а охлажденная вода. Это предохраняет пружину от порчи и температурных деформаций. При увеличении давления трубка деформируется, причем радиус кривизны ее сечения уменьшается, а сама трубка выпрямляется. В результате стрелка манометра будет передвигаться по направлению движения часовой! стрелки. Чем больше давление внутри трубки, тем больше будёт перемещение свободного конца трубки и стрелки манометра. При уменьшении давления пара трубка будет сгибаться,
а стрелка 5 под действием пружины 4 двигаться направлении, обратном направлению движения часовой стрелки.
На шкале манометра наносятся деления, соответствующие величине давления пара.
У п л а с т и н ч а т ого манометра вместо трубчатой пружины имеется стальная пластинка - мембрана, которая с одной сто роны сообщается с атмосферой, а с другой с паровым про-
Странством котла. Под действием разности давлений пластинка прогибается и посредством связанных с нею рычажков поворачивает стрелку манометра.
Наивысшее рабочее давление пара отмечается на шкале манометра красной чертой.
Манометр присоединяется к сифонной трубке обязательно при помощи трехходового крана с фланцем диаметром 38 мм (рис. 59). Этот фланец предназначен для укрепления контрольного манометра. Пробкг крана имеет два канала, положение которых указывается рискам«, нанесенными на переднем торце пробки. Трехходовой крап может быть в следующих положениях (рис. 59, в) 1 - рабочее положение манометра; 2- положение при продувке манометра; 3- положение при продувке сифонной трубки; 4 - положение при проверке контрольным манометром прав лышети показания рабочего манометра.
Манометр котла должен иметь шкалу: предельное давление шкале манометра должно быть на 2 атм больше гидравлического давления, которому подвергается котел при испытании.
Не реже одного раза в год должна производиться проверка исправности всех манометров с опломбированием их в организациях Главного управления по делам мер и - измерительных приборов.
Предохраните л ь и ы е л а п а и ы служат для автоматического выпуска пара из котла в атмосферу при повышении давления пара сверх допустимой, разрешенной величины.
Предохранительные клапаны применяются двух типов: рычажные и пружинные. Стационарные котлы снабжаются рычажными предохранительными клапанами, число которых не должно быть меньше двух. Один из установленных предохранительных клапапов должен быть контрольным* для чего он снабжается кожухом с откидной крышкой, запирающейся на замок (рис. 60).
Проверить действие этого "лапана можно только при помощи цепочки. Диаметр клапанов рассчитывается согласно требованиям правил Котлонадзора.
Рычажные предохранительные клапаны могут быть с малым чъемом. равным Ччи диаметра клапана, пли большим подъемом, равным "/.I диаметра клапана (рис. 61).
Положение груза на рычаге клапана должно быть отрегулировано таким образом, чтобы клапан открывался при давлении пара, величина которого приведена в табл. 21.
Для безопасного выпуска пара в атмосферу к боковому фланцу клапана присоединяют трубу, которую выводят выше крыши котельной.
Надо помнить, что предохранительный клапан, кроме основной, предохранительной, функции, выполняет задачу сигнализации и контроля. Предохранительные функции клапана заключаются в том, что он выпускает в атмосферу некоторое количество пара
И тем самым предохраняет котел от опасного повышения в нем давления. Кроме того, выпуском пара в атмосферу предохранительный клапан сигнализирует персоналу котельной об опасности роста давления в котле, а также контролирует показания манометра.
Проверка исправности предохранительных клапанов должна производиться не реже одного раза в смену. Для проверки исправности действия предохранительного клапана следует его рычаг слегка приподнять легким нажатием пальцами руки. Для проверки контрольного клапана служит металлическая цепочка, присоединенная к концу рычага клапана и пропущенная через кожух.
Непосредственно к барабану котла или к прикрепленному к нему штуцеру питательной линии устанавливается питательный запорный вентиль, к которому присоединяется питательный обратный клапан (рйс. 62). Вода в питательный клапан должна поступать под его тарелку а. Если подача
Воды в котел происходит непрерывно, тарелка обратного клапана находится в поднятом положении. При пульсирующей подаче воды, как это бывает при работе поршневого питательного насоса, тарелка обратного клапана во время хода нагнетания насоса поднимается, а во время хода всасывания под давлением пара в котле опускается. Обратный клапан предохраняет от возможности обратного движения воды из котла в питательный трубопровод в момент остановки насоса или в случае раз - рыва трубопровода.
Спускная арматура служит для продувки котла и спуска из него воды; она устанавливается на продувочных линиях непосредственно у котла и у нижних коллекторов экранов.
Примен Ение пробКовых кранов на спускных и Пролувочных; линИях вно Вь запрещается. При откры
Тии Ттого крана" ёгХ> пробка нагревает Ся Сил Ьнее, чем корпус, и может заклиниться. Наиболее рационально устанавливать на продз? ЖШо! Глга спускные вентили с прямым проходом продувочной воды. У котлов, работающих при давлении свыше 8 ати, за спускным вентилем должен быть установлен второй дополнительный запорный - вентиль, которым пользуются в случае неплотного закрытия спускного приспособления.
От каждого котла прокладывается самостоятельная спускная линия до общей продувочной магистрали котельной. На спускных линиях никаких запорных органов, кроме указанной выше спускной арматуры, не ставят.
Парозапорные органы (задвижки, клапаны, вентили) предназначены для отключения котла от паровой магистрали. Они присоединяются непосредственно к котлу или к его
Патрубку. Открывать и закрывать запорные клапаны и задвижки следует медленно и постепенно.
К категории арматуры котла относятся также автоматические регуляторы питания, воздействующие на задвижки питательной линии котлов и автоматически поддерживающие уровень воды в барабане котла в соответствии с его нагрузкой. В Советском Союзе применяются достаточно надежные автоматические регуляторы питания (например, регуляторы системы лауреата Сталинской премии инженера Трубкина), освобождающие персонал от обязанности регулирования подачи воды в котел и обеспечивающие экономичную и безопасную эксплуатацию установок.
Требования, предъявляемые к арматуре паровых котлов с давлением пара, не превышающим 0,7 ати, несколько понижены. Эти котлы должны иметь: водомерные стекла (для чугунных котлов допускается постановка только одного стекла), манометр, питательные клапаны, спускную арматуру и парозапорные вентили. Присоединяется эта арматура к котлу так же, как и к котлам более высокого давления.
Предохранительным устройством у паровых котлов с давлением пара не свыше 0,7 ати служит выкидное приспособление (гидравлический затвор), показанное в правой части рис. 47 (см. стр. 144). Это приспособление выполняется так, чтобы давление пара в котле не могло превысить рабочее давление более, чем на 0,1 атм. Труба присоединена к участку паропровода, расположенному между котлом и парозапорным вентилем. Между котлом и предохранительным устройством, а также на самом этом устройстве, не допускается установка каких-либо запорных приспособлений.
Труба 02 соединяет верхний бак с нижним коллектором и имеет высоту, равную:
#= Ю р + 1 м,
Где р - давление пара в котле, выраженное в ати.
При отсутствии давления пара в котле выкидное устройство заполняется водой до уровня Ь =« 0,56 Я. Вода в трубах £>1 и £>г создает водяной затвор. При наличии давления пара в котле уровень воды в трубах и Г)з будет выше, чем в трубе Оь При повышении давления пара сверх допустимого вода в трубе £>I будет вытеснена паром, водяной затвор нарушится, пар попадет в трубу Г>з и выйдет наружу через верхний бак и трубу вследствие этого давление в котле снизится. Для" предохранения людей от ожогов паром и водой, выбрасываемыми из трубы И*, последняя ограждается или отводится в безопасное место, например, в дымовую трубу. Вода, выброшенная из трубы Дч, возвращается из верхнего бака в затвор по трубе £>2.
После снижения давления пара действие водяного (гидравлического) затвора восстанавливается. Диаметр трубы Ъ4 обычно принимается равным 1 диаметры остальных труб (£>ь £)3)
Установлены правилами Котлонадзора Министерства коммунального хозяйства РСФСР, утвержденными 18 января 1950 г., и приведены в табл. 22.
Таблица 22
В тех случаях, когда вследствие недостаточности высоты помещения котельной или невозможности устройства прия-мка нельзя выполнить гидравлический затвор необходимой высоты, применяют специальный петлеобразный затвор, имеющий небольшие габариты по высоте.
Арматура водогрейных котлов
Водогрейные котлы, работающие с температурой воды до 115° С, должны иметь предохранительные устройства, термометры, манометры - и задвижки.
В качестве предохранительных устройств у водогрейных котлов применяются предохранительные клапаны и предохранительные линии.
Каждый водогрейный котел должен иметь, как правило, не менее двух предохранительных клапанов, из которых один должен быть контрольным и находиться в кожухе, запирающемся на замок.
Грузы предохранительных клапанов, а также сами клапаны, должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в котле не могло подняться более чем на 0,2 ати сверх максимально возможного, давления, создаваемого статическим и динамическим напорами воды.
В том случае, когда на водяной линии от задвижки у котла до расширительного бака отсутствуют другие задвижки, вместо одного из предохранительных клапанов допускается устройство предохранительной линии - обвода с обратным клапаном,- включенной в магистраль до и после задвижки котла.
Термометры со шкалой до 130° вставляются в гильзы трубопроводов на входе и выходе воды из котла. Если в котель
ной установлено больше двух котлов, следует, кроме того, измерять температуру еоды на общей подающей и обратной линиях. В том случае, когда система работает с естественной циркуляцией, на котле или между котлом и задвижкой на линии горячей воды должен быть установлен манометр. Если циркуляция в системе осуществляется принудительно при помощи насоса, манометр ставится перед насосом и после него.
Задвижки у водогрейных котлов размещают в начале подающей линии, а также на обратной линии. Кроме того, водогрейный котел снабжают задвижкой или вентилем для спуска воды и грязи.
К арматуре котлов относятся: предохранительные устройства, водоуказательные приборы (ВУП), запорные и регулирующие устройства.
Предохранительные устройства.
Согласно Правил, каждый котел (сосуд под давлением) должен иметь предохранительное устройство, автоматически выпускающее пар или воду, если их давление превысило допустимую величину. Паровые котлы с давлением до 0,07 МПа защищаются выкидными устройствами в виде гидравлических затворов (рис.45).
Рис. 45. Выкидное приспособление:
1 спускная линия; 2, 3 - трубы гидрозатвора; 4 - контрольный кран; 5 - труба, сообщающаяся с котлом; 6 - отверстия для возврата воды в гидрозатвор; 7 - бак; 8 - труба для выброса пара в атмосферу; 9 - водопровод.
При работе котла с избыточным рабочим давлением 0,07 МПа уровень воды во внутренней трубе гидрозатвора должен быть равен 7 м. (точнее - на 1 м выше, чтобы избежать частых срабатываний затвора при колебаниях давления пара). При повышении давления в котле пар вытесняет воду из внутренней трубы гидрозатвора в бак и выходит из котла в атмосферу. После снижения давления в котле вода снова заполняет затвор, возвращаясь из бака через отверстия в трубе.
При давлении более 0,07 МПа применяются рычажно-грузовые и пружинные предохранительные клапаны прямого действия (рис.46).
Рис. 46. Предохранительные клапаны:
1 - корпус; 2 - седло; 3 - тарелка; 4 - патрубок для отвода пара; 5 - рычаг; 6 - груз; 7 - регулировочный болт; 8 - пружина.
В рычажно-грузовом клапане тарелка запорного органа находится в седле, если силы давления пара меньше сил, создаваемых грузом. При превышении допустимого давления тарелка приподнимается и пар выходит из котла в атмосферу через отводящую трубу, присоединенную к патрубку клапана.
В пружинном клапане пружина прижимает тарелку к клапану, пока давление пара в норме. Затягивая пружину винтом, можно регулировать давление открытия клапана. Рычажно-грузовые и пружинные клапаны применяются при давлении до 4 МПа.
На каждом котле устанавливается не менее двух предохранительных клапанов. Кроме того, по одному предохранительному клапану устанавливается на входе и выходе воды из отключаемого экономайзера.
Клапаны регулируются на открытие при превышении давления на 3-10% от рабочего.
Водоуказательные приборы .
Прибор состоит из стекла и труб, соединенных с паровым и водяным объемами котла. В трубах и после стекла установлены краны, которые служат для продувки соединительных труб и самого стекла от возможных загрязнений (рис.47).
Рис. 47. Водоуказательный прибор:
а- схема действия; б - прибор с плоским рифленым стеклом:
1 - продувочный кран; 2 - водяной кран; 3 - стекло; 4 - паровой кран; 5 - верхняя головка; 6 - оправа; 7 - нижняя головка.
К корпусу, в который вставляется стекло, крепятся металлические указатели высшего и низшего допустимых уровней воды в котле. При давлении до 4 МПа применяются как рифленые, так и плоские стекла (пластины). Рифленая поверхность пластины преломляет свет таким образом, что вода в стекле кажется темной, а пар светлым.
На каждом котле должно быть не менее двух водоуказательных приборов прямого действия.
В водогрейных котлах уровень воды контролируется водопробными кранами, положение которых соответствует предельным значениям уровня воды. Пробный кран устанавливается в верхней части барабана котла, а при его отсутствии - на выходе воды из котла в магистральный трубопровод до запорного устройства.
Запорная и регулирующая арматура котлов.
Арматура котла используется для управления работой котлов, посредством включения и отключения отдельных элементов, изменения расходов, давления и температуры рабочих сред.
При диаметрах прохода до 100-150 мм преимущественно применяются вентили (запорно-регулирующие устройства), а при больших диаметрах - задвижки (запорные органы). Для пропуска жидкости в одном направлении используются обратные клапаны.
Согласно требованиям Правил запорная и регулирующая арматура должна иметь четкую маркировку на корпусе, в которой должны быть указаны:
Наименование или товарный знак организации - изготовителя;
Условный проход;
Условное давление и температура среды;
Направление потока среды.
На маховиках арматуры обозначается направление вращения при открывании и закрывании арматуры.
Арматура устанавливается на котлах и присоединительных трубопроводах.
На верхнем барабане котла устанавливаются предохранительные клапаны с выхлопными трубами, водоуказательные приборы и манометры .
На паропроводе, соединяющим котел со сборным паропроводом котельной, вблизи барабана котла устанавливается главный запорный орган, который в котлах паропроизводительностью более 4 т/ч оборудуется дистанционным приводом с выводом управления на рабочее место машиниста котла.
Рис.48. Задвижка клиновая с невыдвижным шпинделем:
1 - маховик; 2 - втулка; 3 - сальник; 4 - прокладка; 5 - крышка; 6 - шпиндель;
7 - уплотнительная прокладка; 8 - ходовая гайка; 9 - корпус; 10 - затвор; 11 - седло.
Рис. 49. Вентиль запорный фланцевый:
1 - маховик; 2 - ходовая гайка; 3 - сальник; 4 - крышка; 5- шпиндель; 6 - тарелка; 7 - седло; 8 - корпус; 9 - стойка
Рис. 50. Клапан обратный поворотный:
1 - ось; 2 - рычаг; 3 - диск; 4 - корпус; 5 - седло
Питательные трубопроводы подсоединяются к верхнему барабану котла через запорный орган (он ближе к барабану) и обратный клапан. У отключаемого по воде экономайзера обратный клапан и запорный орган устанавливаютсядо и после экономайзера.
У водогрейных котлов запорные органы устанавливаются на входе и выходе воды из котла.
У котлов с давлением более 0,8 МПа на каждом трубопроводе, по которому котловая вода выводится из котла, устанавливается не менее двух запорных органов, либо один запорный и один регулирующий органы.
Облегченную обмуровку выполняют из двух или трех слоев различных материалов общей толщиной до 500 мм: внутренний огнеупорный шамотный слой (футеровка), толщиной 113 мм (230 мм при малой степени экранирования); средний изоляционный слой из диатомитового кирпича, толщиной 113; облицовочный слой из совелитовых плит толщиной 65 – 150 мм. Средний изоляционный слой часто выполняют из совелитовых плит толщиной 100 мм, заменяющих диатомитовый кирпич.
Рис. 20.4. Натрубная обмуровка: 1 - слой хромитовой массы; 2 - стальная стека; 3 и 4 - теплоизолирующие плиты; 5 - газоплотная обмазка
Уменьшение толщины и массы обмуровки позволило опирать ее непосредственно на каркас, в результате чего стало возможным выполнять ее любой высоты, устанавливая через 1 – 1,5 м разгрузочные пояса. При этом вся стенка делится на ряд ярусов, каждый из которых отпирается на чугунные или стальные кронштейны, укрепленные на каркасе котла. Для обеспечения возможности свободного расширения между кронштейном и кладкой предусматривают горизонтальные температурные швы, заполненные асбестовым шнуром. Снаружи обмуровку обшивают стальными листами или защищают газонепроницаемой штукатуркой.
Легкую обмуровку накаркасного типа выполняют из щитов, состоящих из двух слоев теплоизолирующих материалов, защищенных со стороны омывающих их газов слоем жароупорного бетона. Металлическую рамку щитов такой обмуровки крепят к каркасу котла. Достоинствами накаркасной конструкции обмуровки являются ее небольшая масса и существенное облегчение монтажных работ. Однако при такой обмуровке затрудняются ее ремонт и обеспечение плотности.
Натрубную обмуровку выполняют в виде отдельных слоев, последовательно наносимых в пластичном состоянии на трубы экранов и других поверхностей нагрева, или в виде плит-панелей с огнеупорными и теплоизоляционными лосями, устанавливаемых на поясах жесткости, закрепленных на трубах. В этом случае панели изготавливают на заводе, а жароупорный слой может быть нанесен в пластинном состоянии на трубы экрана вручную. Для натрубной обмуровки топочной камеры несущими элементами являются трубы экранов, и в результате тепловых удлинений обмуровка перемещается вместе с ними.
Разновидностью натрубной обмуровки являются применяемые в топке пояса зажигания.
Тема 21. Арматура и гарнитура паровых котлов
Назначение, классы арматуры. Гарнитура, применяемая для обслуживания топки и газоходов. Обдувочные аппараты и дробеочистка.
Арматура и гарнитура паровых котлов.
Арматурой называют приборы и предохранительные устройства, обеспечивающие безопасную и безаварийную работу котла, а также устройства, служащие для управления и регулирования котельного агрегата.
Арматура, применяемая для трубопроводов воды и водяного пара, в зависимости от назначения подразделяется на четыре класса:
запорная – служит только для герметичного отключения котельного агрегата или его элементов от сети (задвижки, вентили и краны);
регулирующая – предназначенная для изменения или поддержания заданного давления или расхода среды (регулировочные вентили, дроссельные клапаны, питательные клапаны, приборы для автоматического регулирования);
предохранительная – служит для ограничения давления, расхода и направления движения среды (предохранительные клапаны на питательных линиях, паропроводах, барабанах, обратные клапаны на питательных линиях);
контрольная – указатели уровня воды и пробоспусные краны.
Для обслуживания топки и газоходов в котельном агрегате используется следующая гарнитура (рис. 21.1, 21.2, 21.3): лазы, закрываемые дверцы, гляделки, взрывные клапаны, шиберы, поворотные заслонки, обдувочные аппараты, дробеочистка.
Закрываемые дверцы, лазы в обмуровке предназначены для осмотра и производства ремонтных работ при останове котла.
Для наблюдения за процессом горения топлива в топке и состоянием конвективных газоходов служат гляделки.
Взрывные предохранительные клапаны используются для защиты обмуровки от разрушения при хлопках в топке и газохода котла и устанавливаются в верхних частях топки, последнего газохода агрегата, экономайзере и в своде.