8677

21

Более экономичной, хотя и более сложной, является закрытая конденсатосборная установка.

Допустимая норма растворенного кислорода в перекачиваемом конденсате, при которой не происходит коррозии стальных конденсатопроводов, составляет 0,1 мг/л. Особенно активно происходит процесс коррозии при наличии в конденсате, кроме кислорода, еще и углекислоты.

Помимо разрушения трубопроводов, коррозия увеличивает их гидравлическое сопротивление вследствие роста шероховатости стенок и уменьшения поперечного сечения трубопроводов. Объем продуктов коррозии в 3-4 раза больше объема исходного металла (стали), участвующего в процессе коррозии. Продукты коррозии, образующиеся на внутренней поверхности конденсатопроводов, смываются и уносятся конденсатом, что приводит в результате к затруднениям в эксплуатации котельного оборудования. В конденсатных системах наблюдается как язвенная коррозия, так и равномерная коррозия. Особенно опасна язвенная коррозия вследствие образования сквозных свищей, выводящих трубопроводы из строя в короткое время. Интенсивность язвенной коррозии имеет место локальное поглощение кислорода, растворенного в воде, на сравнительно ограниченной поверхности трубопровода.

Язвенная коррозия возникает в условиях отсутствия движения конденсата по трубопроводу. Для ее предупреждения необходимо непрерывно откачивать конденсат и избегать периодической откачки. Кислородная коррозия конденсатопроводов устраняется применением закрытых конденсатопроводов устраняется применением закрытых конденсатосборных установок, в которых конденсат находится под избыточным (выше атмосферного) давлением паровой подушки и не имеет контакта с атмосферным воздухом.

22

Рис. 5. Закрытая конденсатосборная установка

На рис. 5 представлена закрытая конденсатосборная установка. Конденсат из пароприемников через конденсатоотводчик 7 подается в закрытый конденсатосборник 1, в котором постоянно поддерживается избыточное (по отношению к атмосферному) давление паровой подушки (магистраль II) посредством регуляторов давления 2 ("после себя") и 3 ("до себя"). При снижении давления в конденсатосборнике открывается клапан 2, регулирующий давление. В конденсатосборник поступает пар и давление в конденсатосборнике восстанавливается. При повышении давления в конденсатосборнике выше заданной величины открывается регулятор давления 3, пар из конденсатосборника отводится в пароводяной подогреватель 4.

В пароводяном подогревателе 4 пар конденсируется, отдавая теплоту воде (магистраль III), отводимой после подогревателя в систему горячего водоснабжения I. Конденсат из пароводяного подогревателя отводится в конденсатосборник, откуда откачивается насосом 5 по конденсатопроводу на котельную или ТЭЦ (конденсатопровод 8). Подача конденсатного насоса регулируется регулятором уровня 6. для контроля качества конденсата на конденсатных подстанциях устанавливают солемеры с контактными устройствами, дающими

23

импульс на отключение электродвигателей конденсатных насосов при превышении допустимой нормы загрязнения конденсата.

Если на действующих промышленных предприятиях затруднена замена действующих открытых конденсатосборников на закрытые, можно при помощи несложных мероприятий уменьшить аэрацию конденсата и при открытых конденсатосборниках. Конденсат интенсивно поглощает кислород в местах свободного слива в открытые баки. Для ослабления аэрации поступающего конденсата рекомендуется вводить конденсат под уровень жидкости возможно ближе к месту забора его насосом. В тех случаях, когда конденсат поступает в открытые конденсатосборники при температуре ниже 110 ° С, желательно подводить его не в бак, а непосредственно к всасывающему патрубку конденсатного насоса. Конденсатосборник служит в этом случае только расширительным сосудом.

При эксплуатации открытых систем температуру возвращаемого конденсата необходимо поддерживать на уровне 95-110 ° С. Чем выше температура конденсата, тем ниже содержание в нем растворенного кислорода и тем долговечнее система. Для защиты конденсата от аэрации с поверхности открытых конденсатных баков применяют сталестружечный затвор с поплавком

5. Отвод конденсата от пароприемников и трубопроводов

Нагревание какой-либо среды паром возможно двумя путями: непосредственным контактом пара с нагреваемой средой или путем передачи теплоты через разделительную стенку, что имеет место в пароводяных подогревателях. В первом случае пар, попадая в нагреваемую среду, отдает часть содержащейся в нем теплоты в результате чего происходит его полная конденсация. В этом случае конденсат остается вместе с нагреваемой средой.

Во втором случае непосредственного контакта конденсата пара с нагреваемой средой не происходит, но происходит интенсивный теплообмен между паром и конденсатом, образующемся при конденсации пара. Поэтому температура конденсата при установившемся режиме работы подогревателя (при регу-

24

лярном отводе конденсата и подводе пара) будет практически равна температуре насыщенного пара, соответствующей давлению в подогревателе около выходного патрубка конденсата. В случае нерегулярного отвода конденсат из подогревателя уровень конденсата повышается, он начинает несколько охлаждаться относительно значения температуры насыщения, но при этом часть активной поверхности нагрева пароводяного подогревателя начинает работать как в водоводяном теплообменнике, в результате чего существенно снижается теплопроизводительность подогревателя.

Из сказанного можно сделать вывод, что для экономичной работы теплоиспользующей установки требуется, с одной стороны, чтобы пар в ней сконденсировался полностью и не было бы проскока пара в конденсатопровод, а с другой - чтобы конденсат регулярно отводился в конденсатопровод. Отвод конденсата из пароиспользующих аппаратов без пропуска пара в конденсатопровод обеспечивается при помощи специальных устройств - конденсатоотводчиков. Нарушение нормальной работы конденсатоотводчиков приводит либо к большим неоправданным потерям теплоты вследствие проскока пара, либо к чрезмерному скоплению конденсата в камере конденсации и, как следствие, к возникновению гидравлических ударов.

Гидравлические удары вызываются тем, что пар, движущийся с большой скоростью, встречает на своем пути накопившийся конденсат, приводит его в движение, вследствие чего возникают удары конденсата о стенки труб или аппарата. При значительных скоростях пара и большом количестве конденсата такие удары могут быть достаточно сильными, чтобы причинить повреждения отдельным элементам системы.

Значительную опасность представляют гидравлические удары в паропроводах, особенно при транспортировании насыщенного пара. При обязательно имеющем место охлаждении пара, часть его конденсируется и увлекается паром с большой скоростью.

При изменении направления движения пара (поворот) или появлении препятствия (клапан, вентиль) происходит гидравлический удар, сопровожда-

25

ющийся разрушением фланцевых соединений. Для предотвращения таких явлений необходимо своевременно удалять конденсат из паропроводов. Чтобы конденсат имел возможность стекать по трубопроводу, паропроводы прокладывают с уклоном 0,003-0,005 в сторону движения пара. В местах возможного скопления конденсата паропроводы снабжаются спускными (дренажными) линиями. Дренажи паропроводов бывают постоянные и временные. Постоянные используются при нормальной работе паропровода, т.е. при установившемся режиме. При этом конденсат от них собирается и в дальнейшем используется в производственном цикле котельной.

Временные дренажи включаются в работу при пуске холодного паропровода, когда имеет место повышенное охлаждение пара. Устраиваются такие дренажи в нижних точках паропровода, местах подъема, а так же на участках перед запорными устройствами, которые при пуске паропровода обычно бываю закрытыми. Временный дренаж осуществляется по самостоятельным трубопроводам и конденсатоотводчики на них не устанавливаются. При появлении пара без примеси конденсата временные дренажи закрываются.

Примерная схема дренажа нескольких паропроводов приведена на рис. 6. Для удаления загрязненного конденсата устраивают специальные дрена-

жи. Иногда предусматривают дренажи для контроля работы конденсатоотводчиков. В этом случае конденсат удаляется через воронки, подключенные к трубопроводу свободного слива.

26

Рис. 6. Схема дренажа паропроводов 1-6 - вентили; 7 - конденсатоотводчик; 8 - обратный клапан; 9 - паропро-

вод; 2- постоянный дренаж; 3 - пусковой дренаж; 5 - для контроля конденсатоотводчиков.

6.Проектирование паровых и конденсатных сетей.

6.1.Прокладка тепловых сетей по территории промышленного предприятия

6.1.1. Трасса тепловых сетей

Трассу инженерных сетей, включая и тепловые, по территории промышленных предприятий, прокладывают вне проезжей части дорог в специально отведенных технических полосах, обеспечивающих занятие наименьших участков территории и увязку со зданиями и сооружениями. По не застраиваемой территории трассу прокладывают вдоль дорог.

27

6.1.2. Способы прокладки тепловых сетей.

На площадках промышленных предприятий следует предусматривать преимущественно наземный и надземный способы размещения инженерных сетей.

При размещении тепловых сетей допускается пересечение производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий.

При проектировании систем теплоснабжения промпредприятий вначале выполняют проработку магистральных тепловых сетей от источника теплоснабжения по основному - магистральному направлению в соответствии с расположением основных потребителей тепловой энергии. После определения трассы магистральных тепловых сетей и увязки их с другими инженерными коммуникациями намечают ответвления к отдельным зданиям и сооружениям.

Допускается прокладка тепловых сетей по строительным конструкциям снаружи и внутри зданий, если это допустимо по условиям прочности этих конструкций и не сопровождается нарушением норм пожарной безопасности и техники безопасности, а также ухудшением освещенности рабочих мест.

При надземной прокладке трубопроводов облегчается их эксплуатация, а также обнаружение и ликвидация аварий.

Если по каким-либо причинам надземная прокладка невозможна, применяют подземную бесканальную, в непроходных или полупроходных каналах, в тоннелях или коллекторах.

Бесканальная прокладка тепловых сетей на территории промпредприятий не находит широкого применения вследствие высоких параметров теплоносителя - пара и ограничение допускаемой температуры теплоносителя при бесканальной прокладке - не выше 150 ° С.

Прокладка тепловых сетей в непроходных каналах применяется в случае, когда температура теплоносителя выше 150 ° С, или когда невозможна бесканальная прокладка по грунтовым условиям (просадочные или пучинистые грунты, высокий уровень грунтовых вод).

Прокладка тепловых сетей при рабочем давлении пара выше 2,2 МПа и температуре выше 350 ° С в непроходных каналах и тоннелях не допускается.

28

Пересечение тепловыми сетями рек, автомобильных дорог, зданий и сооружений следует предусматривать, как правило, под прямым углом. При обосновании допускается пересечение под меньшим углом, но не менее 45о, а железных дорог - не менее 60о.

Пересечение дорог подземными сетями рекомендуется выполнять в полупроходных каналах или тоннелях.

При прокладке теплопроводов на эстакадах компенсаторы можно размещать над проездами и дорогами с соблюдением необходимых габаритов.

При пересечении тепловыми сетями железных дорог общей сети, а также рек, оврагов, преимущество должно отдаваться надземной прокладке.

Расстояния по горизонтали и вертикали от наружной грани строительных конструкций каналов и тоннелей или оболочки изоляции трубопроводов при бесканальной прокладке тепловых сетей до зданий, сооружений и инженерных сетей по территории промышленных предприятий следует принимать следующие:

Таблица 2

Примечание: расстояние от тепловых сетей при бесканальной прокладке до зданий и сооружений следует принимать как для водопровода.

Высоту от уровня земли до низа труб (или поверхности их изоляции), прокладываемых на низких опорах на свободной территории вне проезда транспортных средств и прохода людей, следует принимать не менее

при ширине группы труб до 1,5 м - 0,3 м; при ширине группы труб более 1,5 м - 0,5 м.

Размещение трубопроводов диаметром 300 мм и менее на низких опорах следует предусматривать в два ряда или более по вертикали, максимально сокращая ширину трассы сетей.

Высоту от уровня земли до низа труб или поверхности тепловой изоляции, прокладываемых на высоких опорах следует принимать:

внепроезжей части площадки, в местах прохода людей - 2,2 м;

вместах пересечения с автодорогами (от верха покрытий проезжей части)- 5 м;

30

в местах пересечения с внутренними железнодорожными подъездными путями и путями общей сети - в соответствии с ГОСТ 9238-83.

6.2.Гидравлический расчет паропроводов

6.2.1.Особенности гидравлического расчета па-

ропроводов

Отличительной особенностью гидравлического расчета паропроводов при давлении пара >0,07 МПа, является необходимость учета при определении гидравлических потерь изменения плотности пара.

Сжимаемость пара, в отличие от воды, значительно выше. Так, 1 кг воды занимает объем 1л. При испарении при атмосферном давлении образующийся пар занимает объем ~ в 700 раз больший. Если увеличивать давление - объем пара будет уменьшаться, а плотность увеличиваться. И, наоборот, с уменьшением давления - увеличивается объем, но уменьшается плотность.

При расчете паропроводов плотность пара определяют в зависимости от давления по таблицам. Так как давление пара в свою очередь, зависит от гидравлических потерь, расчет паропроводов ведут методом последовательных приближений. Сначала задаются потерями давления на участке, по среднему давлению определяют плотность пара и далее рассчитывают действительные потери давления. Если ошибка оказывается недопустимой, производят перерасчет.

При расчете паровых сетей заданными являются расходы пара, его начальное и конечное - необходимое давление перед пароиспользующими установками.

При расчете паропроводов с давлением пара < 0,07 МПа, изменение плотности пара не учитывают вследствие его малой величины.

Расчет паропроводов может выполняться как по таблицам, так и по номограммам. При этом пользоваться следует таблицами и номограммами для

Кэ= 0,0002м или 0,2 мм