Арматура парового котла. Обратные клапана. Предохранительные клапана. Редукционные клапана.

К арматуре относятся устройства и приборы, обеспечивающие безопасное обслуживание, управление работой элементов котельного агрегата и теплоэнергетического оборудования, находящихся под давлением. Арматура – это регулирующие и запорные устройства для подачи, продувки

и спуска воды, включения, регулирования и отключения трубопроводов воды, пара, топлива и предохраняющие от превышения давления.

Поназначению арматура делится на запорную (кран, вентиль,

задвижка), регулирующую (редукционный клапан), защитную (предохранительный и обратный клапан).

По способу соединения : фланцевую и муфтовую.

По материалу – на латунную, чугунную, комбинированную.

В местах соединения с фланцами устанавливаются прокладки или уплотнения. Запорная арматура должна иметь паспорт и маркировку: завод-изготовитель, давление и температура среды, условный диаметр, направление потока.

Обратный клапан служит для пропуска рабочей среды в одном направлении. Состоит из корпуса, внутри которого имеется перегородка с горизонтальным седлом, клапана, штока, крышки. При повышении давления под клапаном он вместе со штоком перемещается вверх и пропускает рабочую среду (основное рабочее положение). При падении давления рабочая среда (вода) давит на клапан, и он садится на седло, перекрывая тем самым проход рабочей среды.

Предохранительный клапан – устройство для автоматического предотвращения повышения давления сверх допустимого путем выпуска рабочей среды в атмосферу (или в дренаж). После снижения давления до рабочего клапан автоматически закрывается. Пар, выходящий из клапана, выводится трубой на крышу котельной (в атмосферу). Предохранительных клапанов должно быть установлено не менее двух, один из которых контрольный.

Редукционный клапан применяется для понижения давления пара и поддержания сниженного давления в определенных заданных пределах.

Он состоит из корпуса с тарелкой, свободно скользящей по штанге, на нижнем конце которой укреплен поршень с резиновым уплотнительным кольцом. Над цилиндром поршня находится поперечина, служащая опорой пружины. Пар выходит в отверстие под тарелку и одновременно проникает в цилиндр, где производит давление вверх – на тарелку и вниз – на поршень.

До и после редукционного клапана должны быть установлены запорные устройства, а за клапаном – предохранительный клапан и манометр.

21. Арматура парового котла. Редукционно-охладительная установка.

К арматуре относятся устройства и приборы, обеспечивающие безопасное обслуживание, управление работой элементов котельного агрегата и теплоэнергетического оборудования, находящихся под давлением. Арматура – это регулирующие и запорные устройства для подачи, продувки

и спуска воды, включения, регулирования и отключения трубопроводов воды, пара, топлива и предохраняющие от превышения давления.

Поназначению арматура делится на запорную (кран, вентиль,

задвижка), регулирующую (редукционный клапан), защитную (предохранительный и обратный клапан).

По способу соединения : фланцевую и муфтовую.

По материалу – на латунную, чугунную, комбинированную.

В местах соединения с фланцами устанавливаются прокладки или уплотнения. Запорная арматура должна иметь паспорт и маркировку: завод-изготовитель, давление и температура среды, условный диаметр, направление потока.

Редукционно-охладительная установка(РОУ) предназначена для снижения давления пара до требуемого путем дросселирования – пропуска пара через сужение. В результате термодинамического процесса пар переходит из состояния сухого насыщенного в область перегретого, с понижением давления и температуры. Для возврата его состояния в область насыщенного пара в него вспрыскивают конденсат или питательную воду.

Редукционно-охладительные установки (Схема РОУ, рис. 2.9) работают следующим образом: по паропроводу острый пар через запорную задвижку 1 поступает к регулирующему клапану 2, в котором осуществляется первая ступень снижения давления (дросселирования) пара.

Требуемые значения давления и температуры редуцированного пара поддерживаются автоматически электронными регуляторами путем воздействия на регулирующие клапаны паровой 2 и водяной 9.

Для полного перекрытия (открытия) потока охлаждающей воды для РОУ и ОУ предусмотрены вентили запорные 8.

Рис. 2.9.Схема редукционно-охладительной установки. 1-задвижка; 2-клапан регулирующий (пар); 3-охладитель пара или узел шумоглушителя с дроссельно-охладительной решеткой; 4-клапан импульсный; 5-клапан предохранительный; 6-клапан регулирующий (вода); 7-вентиль запорный; 8-вентиль игольчатый.

Гарнитура парового котла.

Гарнитурой называют устройства, позволяющие безопасно обслуживать топочную камеру, газоходы котельного агрегата и газовоздушный тракт.

К ней относят: топочные дверцы и лазы в обмуровке; смотровые лючки – гляделки для визуального наблюдения за горением и состоянием поверхностей нагрева, футеровки и торкрета; шиберы и заслонки для регулирования тяги и дутья; лючки для обдувки.

К гарнитуре также относят и взрывной предохранительный клапан, который устанавливают на котлах, работающих без наддува (с разрежением),

и в процессе работы он проверяется визуально.

Взрывной предохранительный клапан. Защиту аппаратов от разрушения при взрыве осуществляют путем создания условий для своевременного стравливания из них образующихся продуктов сгорания. Предохранительные клапаны имеют недопустимо большую инерционность срабатывания и малое для стравливания продуктов взрыва живое сечение.

По характеру разрушения различают разрывные, срезные, ломающиеся, хлопающие, выщелкивающиеся и отрывные взрывные мембраны (рис. 2.12).

Взрывной предохранительный клапан выполнен в виде металлической рамки (500×500 мм), закрытой листом асбеста. Асбест выдерживает высокие температуры, но не выдерживает избыточного давления. При взрыве топочной смеси (хлопок) создается избыточное давление внутри топочной камеры и в газоходах, в результате чего асбест разрывается и выпускает часть топочных газов в атмосферу через специальный канал, а обмуровка котла и оборудования при этом остается не нарушенной

Рис. 2.12. Предохранительные устройства с разрушающимися мембранами: а

— с разрывной мембраной; б—со срезной мембраной; в—с ломающейся мембраной; г—с хлопающей мембраной; б—с выщелкивающейся мембраной; в—с отрывной мембраной; 1—мембрана; 2—прижимные кольца; 3— разрезной нож

23. Основные типы компоновок паровых котлов.

Компоновка парового котла. Компоновкой парового котла называют взаимное расположение газоходов и направление движения в них продуктов сгорания. Различают П-, Т-, U-образную, четырехходовую и башенную компоновки (рис 1 ).

П-образная компоновка — наиболее распространенная (рис.1а). В подъемной шахте располагается топочная камера, в опускной — конвективные поверхности нагрева. Ее преимущество — подача топлива и выход газов производятся в нижней части агрегата, что удобно для вывода жидкого шлака и установки дробевой очистки конвективных поверхностей нагрева. Тягодутьевые машины устанавливают на нулевой отметке, что исключает вибрационные нагрузки на каркас котла. Недостатки компоновки: в связи с разворотом на 180° возникают неравномерности омывания поверхностей нагрева продуктами сгорания и концентрации золы по сечению конвективной шахты.

Шахты и высоты соединительного газохода в мощных котлах применяют Т-образную компоновку с двумя конвективными шахтами, расположенными по обе стороны топки (рис. 1в). Суммарное сечение обеих конвективных шахт увеличивается при сохранении обычных габаритов и способов крепления конвективных поверхностей нагрева. Тяго - дутьевые машины также устанавливаются на нулевой отметке. Т-образная компоновка особенно подходит для котлов, работающих на топливе с абразивной золой (типа экиба

- стузских), для которых в целях уменьшения золового износа ограничивают скорость продуктов сгорания. Однако при такой компоновке возникают конструктивные затруднения в отводе продуктов сгорания от двух конвек-тивных шахт. Конструкция Т-образного котла сложнее П-образного, она требует и большего расхода металла.

Рисунок 1– Схемы компоновок котлов: а- П-образная; б- П-образная двуходовая; в - Т-образная схема; г- U- образная схема; е- башенная.

По виду сжигаемого топлива различают паровые котлы для газообразного, жидкого и твёрдого топлив. По фазовому состоянию выводимого из топки шлака – котлы с твёрдым и жидким шлакоудалением. По виду газовоздушного тракта котлы делят на котлы с уравновешенной тягой и с наддувом. По виду пароводяного тракта – на барабанные с естественной и

многократно принудительной циркуляцией, прямоточные и с комбинированной циркуляцией.

Преимущественно применяемые котлы с естественной и принудительной

циркуляцией принципиально различаются только организацией гидродинамики в испарительных поверхностях нагрева.

Тепловая схема котла.

Тепловой схемой котла называют размещение пакетов поверхностей нагрева вдоль потока газов и их взаимную коммуникацию. При выборе этой схемы желательно соблюдать два условия: для сохранения высоких температурных напоров рабочее тело с более высокой температурой должно омываться продуктами сгорания также с более высокой температурой; необходимо при-менить противоток рабочего тела и продуктов сгорания. Однако выполнение этих требований не всегда возможно. Так, тепловые нагрузки радиационных поверхностей нагрева, расположенных в зоне работы горелок, могут достигать огромных значений, что понижает надежность работы металла. Поэтому в зоне интенсивного обогрева располагают поверхности с пониженной температурой рабочей среды, подогревательные и парообразующие поверхности, а также «холодные» пакеты пароперегрева-теля; выходные пакеты располагают в зонах с умеренной температурой продуктов сгорания.

При значительных тепловосприятиях отдельных поверхностей нагрева (чаще пароперегревателей) в интересах обеспечения надежности (уменьшения тепловой разверки и лучшего перемешивания потока) их делят на несколько последовательно включенных участков с меньшим тепловосприятием (см. рис. 18.10 и 18.11).

Ограниченные возможности тепловосприятия настенных топочных экранов в агрегатах большой мощности привели к необходимости применения двусветных экранов (см. § 7.1) и ширмовых пароперегревателей (см. § 18.1). Они снижают температуру продуктов сгорания на выходе из топки до необходимого уровня.

В очень мощных барабанных котлах тракт перегрева пара, а в прямоточных котлах весь водопаровой тракт выполняют в виде нескольких автономно регулируемых потоков. Число потоков, исходя из удобств автоматизации, выбирают равным двум, четырем. Разделение водопарового тракта на потоки снижает тепловую неравномерность по ширине котла, уменьшает диаметр трубопроводов, но усложняет и удорожает конструкцию агрегата, увеличивает число единиц арматуры, усложняет автоматизацию.

В качестве примеров рассмотрим тепловые схемы барабанного и прямоточного котлов. В барабанном котле (рис. 21.7) применен двухступенчатый подогрев воздуха и соответственно двухступенчатый подогрев пи-

Рис. 21.7. Тепловая схема барабанного пылеугольного котла.

1 — парообразующие поверхности (топочные экраны); 2 —ШПП; 3 и 4 — горячая и холодная ступени КПП; 5 и 7 — вторая и первая ступени экономайзера; 6 и 8 — вторая и первая ступени ТВП.

Питательной воды, которая после второй ступени экономайзера поступает в барабан. На стенах топочной камеры расположены парообразующие экраны, составляющие вместе с необогреваемыми опускными трубами контуры циркуляции. Насыщенный пар после сепарации в барабане поступает в пароперегреватель. Пароперегреватель состоит из последовательно включенных по пару радиационного и ширмового элементов и двух конвек-тивных пакетов, включенных по смешанной схеме, но с расположением выходного пакета в зоне более высокой температуры. Впрыски для регулирования температуры перегрева пара на схеме не показаны. Ординаты на графике (вертикальная штриховка) изображают температурные напоры, в которых работают поверхности нагрева. Видно значительное снижение температурных напоров по мере движения газов к выходу.

В прямоточном котле, тепловая схема которого показана на рис. 21.8, предусмотрен одноступенчатый подогрев воздуха в вынесенном за пределы котла РВП и одноступенчатый подогрев питательной воды в экономайзере. Подогретая в экономайзере вода поступает в НРЧ, откуда рабочая среда направляется сначала в СРЧ, затем в первый пакет ШПП, ВРЧ, второй пакет

ШПП и, наконец, КПП, откуда выходит перегретый пар заданных параметров. Предусмотрены два впрыска воды в пар для регулирования температуры свежего пара.

Промежуточный перегрев пара осуществляется в двух пакетах пароперегревателя, включенных по смешанной схеме и расположенных в конвективной шахте. Регулирование температуры вторично-перегретого пара на схеме не показано.

J Z ' 7 . t : 5 В ; 7 ' 8 І 9 і tO

Рис 21.8. Тепловая схема

прямоточного газомазутного котла.

/ — НРЧ; 2 — СРЧ; З — ВРЧ; 4 — ШППІ; 5 — ШППІІ; 6 — КПП; 7 и 8

— горячая и холодная ступени

промперегревателя;		—
экономайзер; W — РВП.

25. Эксплуатация котельных установок. Растопка котла и подключение его к паропроводу. Поддержание материального равновесия котла.

Надёжная и экономичная работа котельных установок зависит от правильной организации эксплуатации технического совершенствования оборудования и квалификации персонала.

После длительной остановки или капитального ремонта котельная установка принимается спец комиссией, которая проводит осмотр и следит за пуском его в работу и правильной растопкой.

При осмотре котла необходимо проверять: очищен ли котёл, нет ли дефектов, и др; исправность арматуры и газового тракта котла, внутреннюю исправность топки; очистки топки и газоходов от шлаков и золы; нет ли каких то предметов в топке; плотность закрытия люков; готовность к пуску дымососов и вентилятора и др; наличие достаточного кол-ва топлива и питат воды; Проводят испытательный пуск, где проверяют исправное действие оборудования.

При растопке котла проверяют положение кранов и вентилей, должен быть открыт кран между пароперегревателем и котлом, верхний водопроводный кран для выхода воздуха должен быть открыт в период растопки. Спускной кран должен быть закрыт. Пароперегреватель предохраняет от перегрева водой, скопившейся в нём после очистки котла. Экономайзер и воздухоподогреватель отключают со стороны газоходов. Длительность растопки устанавливает начальник. При растопки вызывает неравномерное расширение, нагревание, поэтому растопку быстро проводить не рекомендуется.

Перед подключением парового котла к общему паропроводу его прогревают в течении 20 мин. Во избежание гидроудара открывают все дренажные вентили. Когда из паропровода будет выходить достаточно сухой пар, а в пропускной установки давление рабочее, котёл подключают к общему рабочему паропроводу. Нельзя допускать, что бы давление пара превысило величину отмеченной красной стрелкой, а повышение давления может повредить аппарат. На давление так же влияет подача пит воды. Равномерное давление в котле поддерживается путём изменения подачи топлива и воздушного режима.

Поддержание материального равновесия при ведении рабочего процесса котла сводится к:

1) что воду в котле нужно держать на уровне, и регулировать её.

2) топливо в топку котла необходимо подавать равномерно.

3) если манометр показывает снижение давления, то усиливают дутьё и

тягу.

4) если манометр показывет увеличение давления, то ослабляют тягу и сокращают подачу топлива.