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

устанавливать для наблюдения за уровнем воды не менее чем'по одному водоуказательному прибору в каждом чистом отсеке. Ъ котлов с последовательно включенными верхними барабанами, па барабанах, но которым ведется наблюдение за уровнем воды, должно быть установлено не менее чем по одному водоуказатель-

к которой на сетке крепится асбестовый лист.

Все эти устройства должны отвечать одному общему требо­ ванию— обеспечение необходимой плотности во избежание боль­ ших присосов воздуха в топку и газоходы котельного агрегата..

Поворотные и выдвижные заслонки (шиберы) предназначены для отключения и регулирования тяги. Они должны обеспечивать необходимую газовую плотность, требовать малые усилия для из­ менения их положения.

Обдувочные аппараты служат для внешней (с газовой сторо­ ны) очистки и обдувки поверхностей нагрева котельного агрегата от загрязнений (сажи, золы и др.).

114

Внешние загрязнения увеличивают термическое сопротивление стенки труб и тем самым уменьшают теплопередачу, уменьшают проходное сечение для газов, что приводит к возрастанию газо­ вого сопротивления котельного агрегата и увеличению расхода энергии на собственные нужды. Для устранения ухудшения рабо­ ты котельных агрегатов и применяют обдувку и очистку иоверхно-

1

/

Рис. 60. Предохранительный взрывной клапан откидного типа:

/ — кровельная сталь; 2 — асбестовый картон: 3 — металлическая сетка; 4 — смесь шамотной гліін'ы с асбестом

стей нагрева. В качестве рабочего вещества для обдувки приме­ няют воздух, горячую воду, насыщенный и перегретый пар. Реко­ мендуется обдувку поверхностей нагрева, расположенных в обла­ сти высоких температур, производить насыщенным паром, а в об­

Переносные обдувочные приборы с ручным обслуживанием требуют применения тяжелого физического труда, малоэффектив­ ны ввиду использования пара или воздуха малого давления 0 ,6 —

0,8 МПа, неэкономичны и находят, применение для котлов малой производительности.

Стационарные обдувочные аппараты с ручным или электриче­ ским приводом бывают многосопловые (мелкосопловые) и одноили двусопловые (крупносопловые). Для обдувки экранов и паро­ перегревателей применяются крупносопловые обдувочные аппара­

115

ты, а для водяных экономайзеров н воздухоподогревателей — мел­ косопловые аппараты.

Для очистки поверхностей нагрева котельных агрегатов при­ меняются также специальные методы — вибрационная очистка н ударная очистка с помощью металлической дроби.

Глава VII

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА КОТЕЛЬНЫХ

УСТАНОВОК

§ 20. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ '

Эксплуатация котельных агрегатов невозможна без контроль­ но-измерительных приборов (КИП). Контрольно-измерительные приборы необходимы для систематического контроля за соответ­ ствием заданным величинам параметров рабочего процесса ко­ тельных агрегатов (температуры, давления перегретого пара, раз­ режения в топке и т. д.), для измерения расхода топлива, воды, воздуха, количества получаемого пара и т. д. Таким образом, за­ данный режим работы котельных агрегатов поддерживается по показаниям КИП.

По своему устройству и назначению все КИП котельных агре­ гатов делятся па две основные группы: показывающие и регист­ рирующие.

Показывающие приборы применяются в тех случаях, когда из­ меряемые параметры допускают периодическую запись их значе­ ний. В противном случае применяются регистрирующие приборы, позволяющие вести наблюдение и запись измеряемых параметров рабочего процесса непрерывно.

КИП располагаются на видном месте в следующих местах: вблизи места замера, на щите котельного агрегата, на общем центральном щите котельной установки. Приборы, необходимые для периодического контроля за режимом работы котла, устанав­ ливаются «по месту». Такими приборами являются тягомеры для измерения разрежения по газоходам котла, ртутные термометры для измерения температуры воды, пара, воздуха и т. д. Все основ­ ные показывающие и регистрирующие КИП устанавливаются иа щите управления котельного агрегата. На щите управления котла устанавливаются также аппаратура автоматического и дистанци­ онного управления (регуляторы питания, перегрева пара, количе­ ства подаваемого воздуха и регуляторы разрежения). На общем

1 Подробнее см. в книге Н. Ф. Пантаева, П. Ф. Смирнова «Контроль и ав­ томатизация теплосиловых установок». М., «Недра», 1969.

116

щите котельной помещаются только самопишущие приборы по каждому котельному агрегату. На центральном щите устанавли­ ваются также солемеры и приборы для измерения примесей в

паре.

Приборы для измерения температуры. В котельных установках измеряют температуру воды в питательном баке, воды до и после

измеряемой среды. Манометрическими термометрами в зависи­ мости от природы рабочей жидкости или газа можно измерять температуру от — 130 до 550° С. Манометрические термометры просты, дешевы, но. требуют частой проверки. Эти термометры могут быть использованы для измерения температур питательной воды, мазута и газообразного топлива.

Термоэлектрический пирометр (рис. 62) состоит из термопа­ ры /, соединительных проводов 5, защитной фарфоровой трубки 3 и гальванометра 6. Две из разных металлов проволочки, спаян­ ные на одном конце, составляют термопары. Эти проволочки изо­ лированы друг от друга фарфоровыми трубочками 2 или бусами. Спаянный конец термопары называется горячим спаем, а свобод­ ные концы 4 — холодным спаем. Горячий спай термопары поме­ щается в измеряемую среду, а холодный спай с помощью соеди­ нительных проводов присоединяется к измерительному прибору. При разности температур горячего и холодного спаев в замкну-

117

той цепи пирометра возникает электродвижущая сила, под дей­ ствием которой отклоняется стрелка измерительного прибора. Возникающая электродвижущая сила будет тем больше и, следо­ вательно, отклонение стрелки гальванометра тем сильнее, чем больше разность температур обоих спаев. Шкала измерительного прибора проградуирована в градусах Цельсия, и по положению стрелки судят о температуре измеряемой среды. В качестве мате­

и заключенную в защитную арматуру. Измерение температуры этим термометром основано на изменении электрического сопро­ тивления проволоки с изменением температуры. Измерительный прибор измеряет сопротивление термометра, а следовательно, его температуру. Платиновые термометры сопротивления можно при­ менять для измерения температур от — 120° С до +500° С, а мед­ ные — до +150° С.

Для измерения высоких температур — свыше 800° С (например, температуры газов в топке котла) применяют пирометры излу­ чения (оптические, фотоэлектрические и радиационные).

Приборы для измерения давления разделяются на барометри­ ческие— для измерения абсолютного давления (барометры) и ма­ нометрические— для измерения избыточного давления или раз­ режения (манометры, вакуумметры, мановакуумметры, тягомеры, напоромеры).

1 Копель — сплав никеля и меди; хромель—■сплав никеля, хрома и железа; алюмель — сплав никеля, кремния, алюминия, железа и марганца; платинородин — сплав платины и родия.

1.18

По принципу действия приборы для измерения давления де­ лятся на жидкостные и пружинные.

Жидкостные приборы широко используются для измерения давления при эксплуатации котельных установок. Для измерения малых избыточных давлений или разрежения применяется жид­ костный U-образный манометр ('рис. 63, а). Он состоит из U-об- разной стеклянной трубки, заполненной жидкостью (водой, спир-

а

Рис. 63. Жидкостные манометры (тягомеры)

том или ртутью) и корпуса со шкалой. Одно колено стеклянной трубки соединено с пространством, в котором измеряется давле­ ние, другое колено сообщается с атмосферой. Величина давления или разрежения определяется по разности высот уровней жидко­ сти в обоих коленах трубки.

Для измерения малых величин давления или разрежения при­ меняются также чашечные жидкостные манометры и манометры с наклонной трубкой или микроманометры (рис. 63,6, в, г). Одно колено этого манометра представляет собой широкий сосуд, сече­ ние которого значительно больше сечения наклонной трубки. При измерении избыточного давления соединяется с измеряемой сре­ дой широкий сосуд, а при измерении разрежения — конец наклон­ ной трубки. Давление или разрежение при измерении этим мано­ метром отсчитывается по уровню жидкости в наклонной трубке, так как уровень жидкости в широком сосуде изменяется незначи­ тельно и этим изменением можно пренебречь. Микроманометры обычно заливаются денатурированным спиртом и шкала прибора тарируется на эту жидкость. При использовании в манометре дру­ гой рабочей жидкости вводится соответствующая поправка. Мано­ метр устанавливается горизонтально по имеющемуся на нем уровню.

Для измерения перепада давлений, например при измерении

119

расхода жидкостей, паров и газов, применяются переносные и стационарные жидкостные дифференциальные манометры. Пере­ носные дифференциальные манометры служат для периодического

ния давлений от сотен Па до нескольких сотен МПа. Они просты по конструктивному оформлению, надежны в работе и сравни­ тельно дешевы.

Манометры с винтовой пружиной применяются главным обра­ зом как самопишущие приборы.

Вакуумметры и мановакуумметры отличаются от манометров только шкалой. У вакуумметров шкала градуируется в миллимет­ рах ртутного столба (мм рт. ст.); мановакуумметры, измеряющие давление выше и ниже атмосферного, имеют две шкалы: справа от нуля с давлениями в кгс/см2 и слева от нуля с давлениями в

мм рт. ст.

Пружинные манометры и вакуумметры используют в качестве самопишущих, контактных и регистрирующих приборов.

Эксплуатационные приборы для измерения давления устанав­ ливаются на котлах, экономайзерах, пароперегревателях, трубо­ проводах и насосах и проверяются в рабочих условиях на месте

120

<

установки в соответствии с требованиями Госгортехнадзора. Кро­ ме того, эти приборы в установленные сроки подвергаются про­ верке и градуировке по инструкции Госкомитета стандартов Сове­ та Министров СССР.

Приборы для измерения расхода жидкостей, паров и газов. Для измерения количества расходуемых жидкостей (питательной воды, мазута), топливного газа и пара применяются приборы — расходомеры, получившие наименование от вида жидкости, рас­ ход которой они измеряют (водомеры, нефтемеры, паромеры).

При эксплуатации котельных установок получили распростра­ нение следующие основные виды расходомеров: скоростные, объ­ емные и дроссельные.

Скоростные расходомеры (счетчики) применяются для измере­ ния количества протекающей воды или мазута по скорости пото­ ка. Жидкость, протекая через прибор, вращает вертушку, частота вращения которой пропорциональна скорости потока, а следова­ тельно, расходу жидкости.

Объемные счетчики могут быть поршневые, дисковые, ротаци­ онные и т. п. В этих приборах жидкость заполняет некоторый объем и приводит в движение поршень, диск или роторы, соеди­ ненные со счетным механизмом. Счетчики учитывают количество заполнений в единицу времени, а следовательно, количество про­ текающей жидкости.

В котельных установках небольшой мощности для определения расхода газа применяют ротационные объемные счетчики типа PC с пропускной способностью от 100 до 1000 м3/ч.

Наибольшее распространение для измерения расхода жидко­ стей паров и газов получили дроссельные расходомеры с перемен­ ным перепадом давления. Основными элементами этого расходо­ мера являются диафрагма, дифференциальный манометр и две соединительные трубки.

Диафрагма представляет собой тонкую стальную пластинку с центральным отверстием, диаметр которого меньше диаметра трубы. Она устанавливается в трубопроводе между двумя флан­ цами для создания перепада давления при протекании через нее жидкости, газа или пара. По обе стороны диафрагмы имеются спе­ циальные каналы, к которым присоединяются соединительные (импульсные) трубки. Вторые концы импульсных трубок присо­ единяются к дифференциальному манометру. При протекании жидкости, пара или газа через диафрагму (через сужение) ско­ рость потока возрастает, а давление падает. В результате чем больше жидкости, пара или газа проходит через диафрагму, тем больше падение давления в ней. Измеряя перепад давления в