книги из ГПНТБ / Романов Б.А. Котельные установки предприятий нефтяной и газовой промышленности

Для надежной работы насосов необходимо, чтобы высота вса­ сывания или подпора обеспечивала такое давление воды перед насосом, которое не допускало бы образования пара при входе в насос; образование же пара при входе в насос приведет к умень­ шению производительности и давления насосов и к возможности возникновения гидравлических ударов.

Глава VI

ТРУБОПРОВОДЫ, АРМАТУРА, ГАРНИТУРА

§ 17. ПИТАТЕЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ И ПАРОПРОВОДЫ. КОМПЕНСАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ УДЛИНЕНИЙ

Питательные трубопроводы и паропроводы котельной отно­ сятся к числу вспомогательных устройств. Они предназначены для бесперебойного подвода питательной воды к котлам и отвода от них пара к потребителям.

Трубопроводы состоят из труб и соединительных деталей к ним, арматуры регулирования и управления, опор и подвесных креплений труб, компенсаторов для восприятия термических удли­ нений и тепловой изоляции.

Трубопроводы делятся на главные и вспомогательные. Главны­ ми трубопроводами являются паропроводы насыщенного и пере­ гретого пара и питательные трубопроводы. Вспомогательными — служебные паропроводы (обдувочные, паропроводы форсуночного

няется в связи с изменением его температуры. Удлинение тру­ бопровода зависит от температурного коэффициента линейного расширения материала и изменения его температуры. Стальные трубы из углеродистой стали на каждые 100° С изменения темпе­ ратуры стенки изменяют свою длину в размере 1 , 2 мм на 1 м пер­

воначальной длины. Во избежание разрушения конструкция трубопроводов должна предусматривать возможность свободного расширения при нагревании и, наоборот, — сокращения при охлаждении.

Наиболее просто и надежно компенсация термических дефор­ маций трубопровода достигается путем выбора самокомпенсирую­ щей его формы (рис. 49), при которой температурные расширения прямолинейных участков воспринимают изгибы отдельных участ­ ков трубопровода.

Для компенсации тепловых удлинений прямых участков тру­ бопроводов большой длины применяют специальные компен­ саторы.

4* .103

которые отключаются при нормальной работе. Согласно Прави­ лам1 отвод конденсата должен быть предусмотрен из нижних то­

чек каждого участка паропровода, отделенного задвижками. Для лучшего удаления конденсата горизонтальные участки должны иметь уклон (2 —3%) в сторону движения пара; дренажные отво­

ды в этом случае устраиваются через каждые 100—200 м. В верх­ них точках паропроводов должны быть установлены краны (воз­ душники) для отвода воздуха из трубопровода.

Паропроводы насыщенного пара и тупиковые участки паро­ провода перегретого пара должны быть оборудованы устройства­ ми для непрерывного отвода конденсата, называемые кондепсатоотводчн ками.

Различают несколько групп конденсатоотводчиков: кондепсатоотводчнки периодического действия с открытым цилиндрическим поплавком (I), конденсатоотводчики непрерывного действия с за­ крытым полым внутри поплавком с золотниковым пли шиберным затвором (II), сопловые конденсатоотводчикп непрерывного дей­ ствия с однократным или многократным расширением пара (III), термостатические конденсатоотводчикп периодического действия (IV). Простейшими конденсатоотводчиками являются подпорные шайбы. Для выбора группы конденсатоотводчиков могут служить

Большое распространение получил конденсатоотводчик с от­ крытым поплавком (рис. 51). Конденсат поступает в патрубок 1, накапливается в пространстве между корпусом 2 и поплавком 3 и переливается через край открытого поплавка, утапливая его. Вместе с поплавком опускается шпиндель 5 и клапан 6 ', открывая

отверстие в крышке конденсатоотводчика. Конденсат через на­

1 Здесь и далее имеются в виду «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов».

105

правляющую трубку и это отверстие давлением пара вытесняется из поплавка. После освобождения от конденсата поплавок всплы­ вает, и клапан 6 закрывает выходное отверстие. Конденсатоотводчик снабжен обратным клапаном 7 и спускной пробкой 4.

Рис. 51. Чугунный конденсатоотводчнк с открытым по­ плавком

Признаками нормальной работы кондепсатоотводчика является характерный стук пульсирующего поплавка и нагрев дренажной трубы.

Чугунные конденсатоотводчики применяются при рабочем дав­ лении до 1,3 МПа; для паропроводов повышенного давления при­ меняют стальные конденсатоотводчики.

§ 19. АРМАТУРА И ГАРНИТУРА КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ

Арматура и гарнитура — устройства, приборы и приспособле­ ния, обеспечивающие безопасную работу котельного агрегата и позволяющие надежно и быстро производить его пуск, останов и регулирование его рабочего процесса.

По своему назначению различают арматуру запорную, регу­ лирующую, предохранительную (защитную) и продувочную. За­ порная арматура служит для включения и отключения котельного агрегата, его элементов и трубопроводов. Запорная арматура должна обеспечивать высокую плотность при отключении и иметь малое гидравлическое сопротивление при протекании через нее потоков пара и воды. Регулирующая арматура предназначена для

106

изменения или поддержания заданного давления или расхода среды. Предохранительная арматура служит для ограничения давления, расхода и направления движения среды. К арматуре котла относятся также манометры и водоуказательиые приборы.

Материалы для изготовления арматуры выбирают в зависимо­ сти от давления и температуры рабочей среды.

равен внутреннему диаметру трубопровода, к которому присоединяется арматура.

Условное давление соответствует рабоче­ му давлению среды при определенной тем­ пературе. При повышении температуры до­ пускаемое рабочее давление уменьшается^ Запорная арматура разделяется на при­

водную и самодействующую.

К приводной запорной арматуре относятся вентили, задвижки и краны. Привод в действие этой арматуры производится вруч­

ную или с помощью электрических, гидравлических или пневма­ тических устройств.

Ксамодействующей арматуре принадлежат предохранительные

иобратные клапаны. Привод самодействующей арматуры осуще­

зана на рис. 52. Стальные вентили высокого давления изготов­ ляются бесфланцевыми и присоединяются к трубопроводам на сварке.

Гидравлическое сопротивление вентилей сравнительно велико из-за резкого изменения движения потока и площади его попе­ речного сечения. Запорные вентили применяются преимущественно при небольшом проходном сечении (до 150—200 мм), когда тре­ буется большая плотность отключения (дренажные, спускные ли­ нии). В основном вентили применяют в качестве регулирующих органов.

107

Широко распространены в качестве запорных устройств за­ движки. Задвижки имеют относительно небольшое гидравличе­ ское сопротивление, допускают протекание среды в обоих направ­ лениях, могут быть изготовлены для большого проходного сече­ ния, требуют небольшого усилия для открытия и закрытия. Основ­ ными недостатками задвижек являются более сложная конструк­ ция по сравнению с вентилями, быстрый износ уплотнительных поверхностен, больший, по сравнению с вентилями, подъем затво­

пара и воды. Рабочие регулирующие органы вентилей находятся под воздействием среды, протекающей с большой скоростью, быстро изнашиваются, поэтому регулирующие вентили не могут быть одновременно и запорными.

Регулирующие вентили изготовляют с односедельными и двухседелыіыми клапанами. Вентили с односедельнымп клапанами выполняются с подачей среды иа клапан или под клапан. В пер­ вом случае требуется большее усилие для открытия, во втором — для закрытия вентиля. В двухседельных регулирующих вентилях клапаны разгружены и поэтому требуют небольшого усилия для своего перемещения.

Регулирующие вентили применяются золотниковые, поворот­ ные и скальчатые. Более рациональную конструкцию имеют скальчатые регулирующие клапаны, у которых регулирующим органом

(рис. 54). Эти задвижки имеют треугольный вырез в шибере и овальный вырез в седлах. При перемещениях шибера происходит постепенное изменение площади проходного сечения и, следова­ тельно, расхода воды. Эти задвижки имеют наилучшую характе­ ристику, небольшое сопротивление в открытом положении и срав­ нительно небольшой нерегулируемый расход воды.

Предохранительной арматурой являются обратные и предохра­ нительные клапаны. Эти клапаны относятся также к самодейст­ вующей арматуре.

Обратные клапаны действуют автоматически, т. е. пропускают среду только в одном направлении и закрываются при обратном ее движении (рис. 55о, б). Пружинные обратные клапаны харак­ теризуются высокой плотностью посадки запирающего органа. Обратные клапаны-хлопушки обладают меньшим гидравлическим сопротивлением. Устанавливаются обратные клапаны на питатель­ ной линии при входе в котел для исключения возможности упуска воды из котла при падении давления в питательном трубопроводе.

108

1500

<601

Обратные клапаны устанавливаются также на нагнетательных ли­ ниях питательных насосов для предотвращения обратного движе­ ния воды при их останове.

Предохранительные клапаны представляют собой запорные устройства, служащие для защиты оборудования (котлов, паропе­ регревателей, водяных экономайзеров) при повышении давления

Рис. 55. Обратные клапаны:

о — пружинный; о — клапан-хлонѵшка

пара или воды сверх допускаемого предела. Предохранительные клапаны по способу удержания в закрытом положении запираю­ щего органа разделяются на пружинные и рычажные.

На рис. 56 изображен рычажный предохранительный клапан, состоящий из корпуса 1, тарелки 2, шпинделя 3 и рычажно-грузо­ вого механизма 4. Под действием груза, помещенного на рычаге, клапан закрывается и удерживается в закрытом состоянии. При нормальном давлении в барабане котла груз плотно прижимает клапанную тарелку 2 к седлу; в этих условиях сила от давления среды, действующая на тарелку снизу, и'сила от веса груза, дей­ ствующая сверху на клапан, уравновешены. При повышении дав­ ления в барабане котла выше нормы равновесие нарушается, та­ релка поднимается и излишний пар выпускается. При достижении

ЛО