Арматура и редукционно-охладительные установки
Устройства, предназначенные для прекращения подачи теплоносителя или изменения его количества, а также для обеспечения безопасной работы сосудов, находящихся под давлением, называются арматурой. Выбор арматуры производится по каталогам заводов-производителей.
В каталогах обычно указывают условное давление (наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается длительная работа изделия) и условный проход (указывается с добавлением внутреннего диаметра, мм, например Dу50).
К арматуре относят запорные и регулирующие органы, предохранительные устройства, указатели уровня воды.
В качестве запорных органов для паровых и водогрейных котлов применяют задвижки и вентили. Задвижки оказывают потоку меньшее сопротивление, чем вентили, так как в вентиле поток дважды меняет свое направление. При установке вентилей их располагают так, чтобы поток был направлен на клапан. Это обеспечивает более плотное отключение потока и требует меньших усилий при закрывании. Задвижки и вентили выполняют фланцевыми и безфланцевыми (присоединяют к трубопроводу сваркой, что обеспечивает большую плотность и надежность).
На рис. 2.49 (10-3 учеб) приведена конструкция задвижки с самоустанавливающимся клиновым затвором. Затвор состоит из двух тарелок 7, которые с одной стороны имеют уплотнительные поверхности, а с другой – выступы со сферической поверхностью. Этими выступами тарелки входят в цилиндрическую расточку обоймы. Крепление тарелок в обойме производится при помощи тарелкодержателей.
Между тарелками расположен распорный грибок 9 с регулирующей прокладкой. Задвижка с самоустанавливающимся клиновым затвором обеспечивает плотность при отключении потока, небольшое сопротивление и сохранность уплотнительных поверхностей затвора, так как он выводится из потока. Задвижка имеет дистанционный и местный привод.
На рис. 2.50 (10-4 учеб) показан вентиль для трубопроводов пара и воды при давлении до 2,5 МПа и температуре потока до 300ºС. В вентиле соприкосновение уплотнительных поверхностей тарелки и седла достигается самоустановкой тарелки затвора.
Регулирующая арматура применяется для ручного или автоматического изменения расходов теплоносителя. Регулирование расхода достигается изменением площади проходного сечения. Регулирующие клапаны (РК) бывают стаканчатого, скальчатого, игольчатого и шиберного типа.
В РК стаканчатого типа проходное сечение для потока изменяется путем перемещения стакана с окном седла. Клапаны работают удовлетворительно при перепаде давления не более 1 МПа.
В РК скальчатого типа (рис. 2.51 или 10-5 учеб) используется конусная скалка, при перемещении которой образуются два кольцевых проходных сечения. Площадь кольцевого проходного сечения изменяется в зависимости от положения скалки. Клапаны удовлетворительно работаю при перепаде давления не более 1,5 МПа. Клапаны игольчатого типа работают аналогично, но применяются на трубопроводах диаметром до 50 мм.
В клапанах шиберного типа регулирование производится подвижным шибером, в нижней части которого есть отверстие. При движении шибера вверх его отверстие начинает совмещаться с отверстием седла, что приводит к увеличению проходного сечения клапана.
Регулирующая арматура в закрытом состоянии не обеспечивает необходимой плотности. Поэтому устанавливается в сочетании с запорной арматурой (ЗА).
В качестве предохранительной арматуры применяют обратные и предохранительные клапаны. Обратные клапаны пропускают поток только в одном направлении. Они устанавливаются на питательной линии перед поступлением воды в барабан котла (для предотвращения обратного тока воды в питательную линию при снижении давления в ней), на напорной стороне центробежных насосов (во избежание обратного тока воды при аварийной остановке насоса).
Предохранительные клапаны предназначены для защиты сосудов от повышения давления в них за допустимый предел (предотвращают разрушение сосудов). На ПК устанавливают рычажно-грузовые или пружинные предохранительные клапаны, а при более высоком давлении – импульсные. На рис. 2.52 (10-6 учеб) показан рычажно-предохранительный клапан.
При увеличении давления среды клапан перемещается, обеспечивая выход среды. Регулировка клапана производится изменением положения груза на рычаге. Такой клапан не обеспечивает достаточной плотности вследствие небольшого давления на уплотнительные поверхности при закрытом положении.
В соответствии с Правилами Котлонадзора паровые котлы должны иметь не менее 2-х предохранительных клапанов (контрольный и рабочий). При наличии неотключаемого пароперегревателя один клапан устанавливается на выходном коллекторе перегретого пара. Этот клапан всегда должен открываться первым, а закрываться последним (для предотвращения поломки пароперегревателя).
На водогрейных котлах также устанавливается не менее двух предохранительных клапанов. На прямоточных водогрейных котлах с камерными топками и автоматикой безопасности предохранительные клапаны могут не устанавливаться.
Отключаемые по водяному тракту ВЭК оборудуются одним предохранительным клапаном на входе воды в экономайзер (после отключающего органа) и одним на выходе воды из него (до отключающего органа). Предохранительный клапан на входе открывается при превышение давления на 25% рабочего в парогенераторе, а на выходе – на 10%.
Контроль над уровнем воды в барабане осуществляется водоуказательными стеклами. На рис. 2.53 (10-7 учеб) показан водоуказательный прибор, применяемый на промышленных котлах. Он состоит из стекла, вставленного в металлическую рамку и соединенного стальными трубками с паровым и водяным пространством барабана котла. Уровень воды в стекле соответствует уровню воды в барабане котла. На трубках установлены вентили, позволяющие производить их продувку. В соответствии с Правилами Котлонадзора каждый котел должен иметь минимум 2 водоуказательных стекла. В котлах со ступенчатым испарением водоуказательный прибор должен стоять в каждом солевом отсеке. В выносных циклонах, являющихся солевыми отсеками, установка прибора необязательная.
Редукционно-охладительная установка, применяемая для снижения давления и температуры пара при непосредственном отпуске пара из котлов потребителям тепла, состоит из дроссельного или редукционного клапана, соединённого с увлажнителем. Увлажнение в целях снижения температуры пара после дросселирования достигается впрыскиванием в пар питательной воды, подаваемой в увлажнитель из магистрали питательной воды после питательных насосов, до подогревателей высокого давления.
Редукционно-охладительную установку снабжают автоматическими регуляторами температуры и давления. Первый из них действует на клапан, регулирующий подачу воды для увлажнения, а второй – на клапан, регулирующий подачу свежего пара.