Арматура котельных установок. Предохранительная арматура. Смотреть что такое "арматура котла" в других словарях

К числу арматуры котельной установки принято относить устройства и приборы, задачей которых является обеспечение безопасного обслуживания, 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. К арматуре также принято относить основные контрольные и измерительные приборы – водоуказательные стекла, манометры, предохранительные клапаны. Количество арматуры, ее обязательные типы регламентированы Правилами Госгортехнадзора.

По назначению делится на запорную (кран, вентиль, задвижка), регулирующую (редукционный клапан), защитную (предохранительный и обратный клапан). По способу соединения с трубопроводами арматуру разделяют на фланцевую и муфтовую , а 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.

Вентиль состоит из корпуса, внутри которого имеется перегородка с горизонтальным седлом, из клапана, шпинделя маховика, коронки, сальниковой гайки и втулки. Вентиль для воды имеет клапан с мягким уплотнителем (кожа, резина, фибр), а для пара уплотнений нет. Маховик вентиля должен быть окрашен красной краской для пара и голубой, если речь идет о воде. Подача теплоносителя всегда должна производиться под клапан, для чего на корпусе имеется указательная стрелка.

Задвижка – имеет корпус (из стали или чугуна), два вертикальных седла (из бронзы или латуни), два диска, клин, шпиндель маховика, коронку, сальник и втулки. При вращении маховика с гайкой происходит перемещение шпинделя вниз или вверх по отношению гайки крышки с подвешенными на шпинделе дисками. В тот момент, когда отверстие в корпусе окажется полностью перекрытым дисками, хвостовик клина, вставленного между дисками, упрется в дно корпуса задвижки, раздвинет диски и произойдет уплотнение их с бронзовыми кольцами корпуса. Рабочее тело через задвижку может двигаться в любом направлении.

Запорный кран – имеет корпус, внутри которого установлена коническая пробка с отверстием для прохода жидкости (газа), а в верхней части – риска для указания направления движения рабочего тела. Если говорить о сальных кранах, то прижатие пробки производится при помощи крышки сальника, тогда как в натяжных – натяжной гайкой. Запорный кран устанавливают обычно на газопроводе и продувочных линиях.

Трехходовой кран устанавливают для продувки, проверки и отключения манометров. 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 в трубопроводе или сосуде до обратного клапана рабочая среда (вода) давит на клапан, и он садится на седло, перекрывая тем самым проход рабочей среды. Работу обратного клапана можно определить по стуку клапана и штока о крышку.

Предохранительный клапан – устройство для автоматического предотвращения повышения давления сверх допустимого путем выпуска рабочей среды в атмосферу (или в дренаж). Клапаны бывают рычажно-грузовые или пружинные и должны защищать , пароперегреватели, экономайзеры от превышения в них давления более чем на 10 %. Методика их регулирования и начальное давление их открытия должны быть указаны предприятием-изготовителем в инструкции.

Рычажно-грузовой предохранительный клапан , являющийся частью котельной установки, имеет в своем составе корпус с фланцами. Внутри корпуса располагаются перегородка с горизонтальным седлом и запрессованной втулкой, клапана с тарелкой, шпинделя с шарниром, трех направляющих вилок, рычага с шарниром и груза. Пружинный клапан имеет аналогичную конструкцию, но вместо рычага и груза на штоке установлена пружина. Сила от веса груза (или пружины) через рычаг и шпиндель (шток) давит тарелкой сверху, и клапан садится на седло, а снизу под клапан давит пар (или вода). Если сила от давления рабочего тела (пара или воды) начинает превышать силу груза (пружины), то за счет того, что клапан поднимается, пар начинает выпускаться в атмосферу (вода в дренаж). Как только давление снизится до рабочего уровня клапан автоматически закрывается. Пар, выходящий из клапана, выводится трубой на крышу котельной (в атмосферу).

Предохранительные клапаны устанавливаются на на верхнем барабане, в пароперегревателях – на стороне выхода пара, в экономайзерах – по одному на входе и выходе, на – на выходных коллекторах. Предохранительных клапанов должно быть установлено не менее двух, один из которых контрольный (закрыт металлическим кожухом с замком или пломбой). Диаметр прохода предохранительных клапанов должен быть не менее 20 мм.

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

Редукционно-охладительная установка котла используется для того, чтобы снижать давление пара до требуемого путем дросселирования, предполагающего пропуск пара через сужение. В результате термодинамического изоэнтальпийного 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.

Гарнитурой котельной установки принято называть устройства, предоставляющие возможность безопасно проводить обслуживание топочной камеры, газоходов котельного агрегата и газовоздушного тракта. К ней относят: топочные дверцы и лазы в обмуровке котла; смотровые лючки – гляделки, предусмотренные 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.

Если розжиг и будут производиться неправильно, то велик риск создания избыточного давления топочных газов (хлопок), которое может вызвать разрушение обмуровки котла, газоходов и дымовой трубы. Взрывные предохранительные клапаны служат для предохранения этих элементов от разрушения и обычно устанавливаются на обмуровке топки, газохода, водяного экономайзера и на борове (подземном канале движения топочных дымовых газов) перед дымовой трубой, в местах, исключающих травмы персонала.

Взрывной предохранительный клапан имеет исполнение в виде металлической рамки, которую закрывает лист асбеста. Одним из свойств асбеста является способность выдержать 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 котельной установки и оборудования при этом остается не нарушенной. Если асбест нарушен, то пропадает тяга и в этом случае необходимо установить новый лист асбеста и повторить розжиг.

Приборы и устройства, установленные на паровом котле и служащие для контроля, управления и регулирования его работы, называются арматурой . В зависимости от расположения на котлах различают арматуру парового пространства и арматуру водяного пространства.
К арматуре парового пространства относятся предохранительные клапаны, манометры, главный и вспомогательные стопорные клапаны и т. д.; к арматуре водяного пространства — питательные клапаны, краны (клапаны) верхней и нижней продувки, легкоплавкие пробки и т. д.
В зависимости от назначения арматуру котла разделяют на запорно-разобщительную, указательную и предохранительную.
К запорно-разобщительной арматуре , предназначенной для регулирования потоков воды, пара или воздуха, относятся стопорные паровые клапаны, питательные клапаны, клапаны продувки котла и пароперегревателя, клапаны для ввода присадок и отбора проб, спускные клапаны для манометров и устройств автоматического регулирования и т. д.
К указательной арматуре , предназначенной для контроля за процессами, протекающими в котле, относятся контрольно-измерительные приборы: манометры, термометры, пирометры, тягомеры, газоанализаторы, водоуказатели и пр.
К предохранительной арматуре , предназначенной для предотвращения повышения давления пара в котле выше допустимого, относятся предохранительные клапаны, расположенные на паровом барабане котла и на выходном коллекторе пароперегревателя.
Согласно требованиям Правил Регистра СССР всю котельную арматуру следует устанавливать на приварных специальных патрубках и штуцерах.
Все клапаны должны закрываться при вращении маховиков по часовой стрелке. Если конструкция арматуры не позволяет видеть, открыта она или закрыта, то на клапанах должны быть нанесены указатели «открыто—закрыто».
На главных и вспомогательных котлах ответственного назначения должно быть не менее двух невозвратных питательных клапанов. На остальных вспомогательных и утилизационных котлах допускается установка одного питательного клапана. Питательные клапаны служат для подачи и регулирования количества воды, поступающей в котел.

На рисунке выше показан одинарный питательный клапан. На корпусе 1 имеются два фланца 3 и 6 для крепления клапана к котлу и питательному трубопроводу. В крышке 7 — резьба, в которую ввинчивается шток клапана 8 , уплотняемый сальником, нажимной втулкой и накидной гайкой. На питательном клапане 5 имеется четыре ребра 4 , которые направляют его при посадке в гнездо 2 . Клапан открывается вращением маховика 9 против часовой стрелки до упора. Затем давление питательной воды в магистрали приподнимает невозвратный клапан 5 , в результате чего открывается проход для воды в котел. Закрытие питательного клапана осуществляется вращением маховика 9 по часовой стрелке до упора. В этом случае шток 8 упирается в клапан, в результате чего прекращается питание котла. Правила Регистра СССР разрешают изготовление питательных клапанов только из бронзы или стали.
Стопорные (разобщительные) клапаны служат для сообщения котла с паропроводом, по которому пар поступает к потребителям. Их всегда устанавливают в верхней части котла в наиболее удобном для обслуживания месте и подсоединяют таким образом, чтобы пар из котла поступал под тарелку клапана. На котлах, как правило, устанавливают невозвратные стопорные клапаны, у которых тарелка нежестко связана со штоком. Они соединяют паровое пространство котла с паропроводом главных илй вспомогательных механизмов и в зависимости от этого называются главными или вспомогательными стопорными клапанами.

Существует много конструкций стопорных клапанов, одна из них показана на рисунке выше. На корпусе клапана 1 , отлитом из стали, имеются три фланца, два из которых служат для подсоединения трубопроводов. К верхнему фланцу при помощи шпилек и гаек крепится фигурная крышка 3 , сквозь которую проходит шток клапана 5 . Он перемещается вдоль оси при помощи нарезной втулки 6 , установленной неподвижно при помощи штифта. Первый резьбовой конец штока ввинчивается в эту втулку, а второй располагается в сальнике крышки, состоящем из грундбуксы 8 , набивки и сальниковой втулки 4 . Тарелка клапана 2 соединена со штоком при помощи гайки 9 и стопорной шайбы 10 , предотвращающей ее самоотвинчивание. Посадочное место тарелки и седло клапана выполнены в виде колец 11 . Стопорный клапан открывается и закрывается поворотом маховика 7 , насаженного на квадрат штока клапана и закрепленного гайкой.
Для удаления шлама и пены на котлах имеются клапаны нижней и верхней продувки. Иногда устанавливают также и клапаны опорожнения котлов. Внутренний диаметр клапанов и труб нижней продувки согласно требованиям Регистра СССР должен быть не менее 20 и не более 40 мм. Устройство для верхней продувки (для удаления пены и шлама, плавающих на поверхности) устанавливают на котлах со свободной поверхностью испарения. Кроме этого, на паровых котлах должны быть клапаны или краны для отбора проб и клапаны для удаления воздуха, которые также ставят на пароперегревателях и экономайзерах.

На рисунке выше приведена одна из наиболее распространенных конструкций сдвоенного пружинного предохранительного клапана. В корпусе 1 клапана с помощью резьбы установлены два стальных гнезда клапанов 3 . Тарелки клапанов 4 , изготовленные из бронзы, прижимаются к седлу через шарик 2 штоком 6 , нагруженным пружиной 5 . Для регулирования натяжения пружины служит нажимная гайка 8 , опирающаяся на верхнюю тарелку пружины. Круглая гайка 9 , навинченная на верхнюю часть седла клапана, служит для регулирования момента закрытия (посадки) предохранительного клапана после его подрыва. Стопор 12 фиксирует гайку 9 от проворачивания во время работы.
После окончательного регулирования предохранительного клапана на верхнюю его часть надевается защитный колпачок 7 с ушком и прорезью для установки чеки 10 . На ушке и чеке имеются отверстия, стянутые проволокой, на концы которой инспектор Регистра СССР устанавливает пломбу. В рассматриваемой конструкции ручной подрыв осуществляется поворотом рычага 11 , упирающегося в специальный бурт защитного колпачка 7 . На котле устанавливается не менее двух предохранительных клапанов, один из которых пломбируется Регистром СССР. Предохранительные клапаны должны иметь дистанционные приводы с управлением из котельного отделения и с верхней палубы, или из других специальных помещений вне машинного отделения.
На каждом паровом котле устанавливают не менее двух, не зависимых один от другого водоуказательиых приборов. На утилизационных котлах, а также сепараторах пара и котлах с расчетной паропроизводителыюстыо не более 750 кг/ч можно установить один водоуказатель. Пробные краны или клапаны не могут заменять водоуказательные приборы.
Водоуказатели располагают со стороны переднего фронта котла и снабжают запорными устройствами со стороны парового и водяного пространств.

На рисунке выше показан водоуказательный прибор с плоским стеклом Клингера. Смотровая рамка 3 крепится к призматическому корпусу 8 при помощи шпилек и гаек. Между корпусом и рамкой устанавливается стекло Клингера 4 , уплотняемое паронитовыми прокладками. Шпильки следует обжимать осторожно и равномерно во избежание поломки стекла. Поверхность стекла, обращенная к воде,— рифленая. Она преломляет лучи таким образом, что нижняя часть стекла, заполненная водой,кажется темной, верхняя — светлой. Это значительно улучшает условия наблюдения за уровнем воды в котле. Водоуказательные приборы крепят на переднем днище котла симметрично относительно вертикальной оси при помощи фланцев 6 и 9 , штуцеров 5 и 2 , сообщающих рабочую полость водоуказательного прибора с паровым и водяным пространствами. В случае замены стекла или по другим причинам водоуказательный прибор можно отключить от котла при помощи парового 7 и водяного 10 кранов. Для продувки стекла водой или паром служит кран 1 , к которому подсоединяется трубопровод, идущий под пайолы. При продувке паром должны быть открыты краны 1 и 7 . При продувке паром и водой все три крана должны быть открыты одновременно.
Согласно требованиям Правил Регистра СССР у каждого парового котла должно быть не менее двух манометров, соединенных с паровым пространством отдельными трубами с запорными клапанами или кранами. Один из манометров устанавливают на переднем фронте котла, другой — у пульта управления главными механизмами. Исключение допускается для утилизационных котлов и котлов с расчетной производительностью менее 750 кг/ч, которые могут иметь один манометр.
На выходе из экономайзера также устанавливают манометр. Манометры на котле должны иметь соответствующую шкалу (достаточную для проведения гидравлических испытаний), на которой деление, соответствующее рабочему давлению, должно быть отмечено красной чертой.
Проверку манометров нужно производить ежегодно компетентными органами, признанными Регистром СССР. Манометры должны быть запломбированы и иметь клеймо с датой проверки.
Для определения температуры на судах применяют приборы, действие которых основано на расширении тел при нагревании, на возбуждении электродвижущей силы (ЭДС) при нагревании двух спаянных проволок из разных металлов и на увеличении электрического сопротивления проводника при повышении его температуры.
К первой группе относятся термометры ртутные, ртутно-га-зонаполненные и заполненные легкоиспаряющимися жидкостями. Наиболее распространенными являются ртутные термометры, которые используют для измерения температур от 30 до 750 С. Более высокие температуры измеряют при помощи термопар. Их принцип действия основан на том, что если нагревать место спайки двух проволок из разных металлов, а к другим концам — подсоединить гальванометр, то он покажет прохождение тока по цепи, ЭДС которого зависит от степени нагревания и увеличивается с увеличением температуры спайки. Термопара присоединяется к милливольтметру, имеющему соответствующую градуировку.
В термометрах сопротивления используют свойство металлических проводников изменять электрическое сопротивление в зависимости от их температуры.

Предохранительные клапаны служат для предотвращения разрушения котлов и сосудов при превышении рабочего давления и подразделяются на грузовые, пружинные и импульсные.

Рычажный грузовой клапан имеет рычаг с грузом, под действием которого клапан закрывается. При нормальном давлении в котле груз прижимает клапан к седлу. При повышении давления сверх установленного клапан поднимается, излишек давления удаляется в атмосферу, а клапан под действием массы груза опускается на седло. Подвешивание дополнительного груза на рычаг или заклинивание клапана с целью устранения неплотности недопускается. Клапаны выпускаются одногрузовыми с Иу = 25, 32, 40, 80, 100 мм и двухгрузовыми с Эу = 80, 100, 125, 150, 200 мм. Регулирование клапанов проводится путем передвижения груза по рычагу.

Рычажно-предохранительный клапан (контрольный), в отличие от ранее рассмотренных клапанов имеет закрытый кожух, запирающийся на замок, для предотвращения несанкционированного перемещения груза. «Подрыв» этого клапана осуществляется с помощью цепочки, прикрепленной к концу рычага.

В пружинных клапанах давление в аппаратах уравновешивается силой сжатия пружины. Эти клапаны используются на ресиверах, передвижных котлах, а в последнее время их начали использовать для установки на котлах типа Е и ДЕ. Клапаны выпускаются с Оу = 25, 40, 50, 80, 100 мм.

Импульсные клапаны устанавливаются на паровых котлах с ра- бочим давлением более 39 кгс/см (3,9 МПа).

Каждый элемент котла, внутренний объем которого ограничен запорными органами, должен быть защищен предохранительными устройствами, автоматически предотвращающими повышение давления сверх допустимого путем выпуска рабочей среды в атмосферу.

Предохранительные клапаны устанавливают на патрубках, непосредственно присоединенных к котлу или трубопроводу без промежуточных запорных органов.

При расположении на одном патрубке нескольких предохранительных клапанов площадь поперечного сечения патрубка должна быть не менее 1,25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на этом патрубке.

Отбор рабочей среды через патрубок, на котором расположены предохранительные клапаны, запрещается.

Конструкция предохранительных клапанов должна предусматривать возможность проверки их действия в рабочем состоянии путем принудительного открывания клапана.

Грузы рычажных предохранительных клапанов должны быть закреплены на рычаге способом, исключающим их произвольное перемещение. Навешивать новые грузы после регулировки клапана запрещается.

Если на котле установлены два предохранительных клапана, то один из них должен быть контрольным. Контрольный клапан снабжают устройством (например, кожухом, запирающимся на замок), не позволяющим обслуживающему персоналу регулировать клапан, но не препятствующим проверке его состояния.

Предохранительные клапаны должны иметь устройства (отводные трубы) для защиты обслуживающего персонала от ожогов при срабатывании клапанов. Среду, выходящую из предохранительных клапанов, отводят за пределы помещения. Конфигурация и сечение отвода должны быть такими, чтобы за клапаном не создавалось противодавление. Отводящие трубопроводы должны быть защищены от замерзания и оборудованы устройствами для слива конденсата, причем как на отводящих трубопроводах, так и на сливных устройствах не должно быть запорных органов.

Водогрейные котлы, имеющие барабаны, а также котлы без барабанов теплопроизводительностью выше 0,4 МВт (0,35 Гкал/ч) оборудуют не менее чем двумя предохранительными клапанами с минимальным диаметром каждого 40 мм. Диаметры всех устанавливаемых клапанов должны быть одинаковыми.

Водогрейные котлы без барабанов теплопроизводительностью 0,4 МВт (0,35 Гкал/ч) и менее могут быть оборудованы одним предохранительным клапаном.

Число и диаметр предохранительных клапанов определяют расчетом.

На любых котлах (в том числе имеющих один предохранительный клапан) вместо одного предохранительного клапана допускается устанавливать обвод с обратным клапаном, пропускающим воду из котла в обход запорного устройства на выходе горячей воды. В этом случае между котлом и расширительным сосудом не должно быть другой запорной арматуры, кроме указанного обратного клапана. Допускается не устанавливать предохранительные клапаны на водогрейных котлах, работающих на газообразном и жидком топливе, оборудованных автоматическими устройствами согласно п. 5.8.2, и на водогрейных котлах с механическими топками, оборудованных автоматическими устройствами согласно п. 5.8.3. Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/кв. см), водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 388 К (115 0 С).

Диаметр соединительного или атмосферного трубопровода расширительного сосуда должен быть не менее 50 мм. Для предотвращения замерзания воды сосуд и трубопроводы следует утеплить; расширительный сосуд нужно плотно закрывать крышкой.

В случае включения котлов в систему отопления без расширительного сосуда заменять предохранительные клапаны на котлах обводами не разрешается.

У водогрейных котлов, работающих на систему горячего водоснабжения, вместо предохранительных клапанов допускается устройство отдельной выкидной трубы, соединяющей верхнюю часть котлов с верхней частью бака для воды. На этой выкидной трубе не должно быть запорных устройств, а бак следует соединить с атмосферой. Диаметр выкидной трубы должен быть не менее 50 мм.

При наличии в котельных нескольких секционных либо трубчатых водогрейных котлов без барабанов, работающих на общий трубопровод горячей воды (если кроме запорных устройств на котлах имеются запорные устройства на общем трубопроводе), разрешается вместо предохранительных клапанов на котлах устанавливать на каждом котле обводы с обратными клапанами у запорных устройств котлов, а на общем трубопроводе горячей воды (в пределах котельной) - два предохранительных клапана между запорными устройствами на котлах и запорными устройствами на общем трубопроводе. Диаметр каждого предохранительного клапана следует принимать по расчету для одного из котлов, имеющего наибольшую теплопроизводительность, но не менее 50 мм.

Диаметры обводов и обратных клапанов должны быть приняты по расчету, но не менее:

• а) 40 мм - для котлов тешопроююдительностью до 0,28 МВт (0,24 Гкал/ч);
• б) 50 мм - для коглов тетгопроизшдигельносшо более 0,28 МВт (0,24 Гкал/ч).

Суммарная пропускная способность устанавливаемых на паровом котле предохранительных устройств должна быть не менее номинальной часовой паропроизводительности котла.

Предохранительные клапаны должны защищать котлы от превышения в них давления более чем на 10% расчетного (разрешенного).

Предохранительные клапаны должны устанавливаться:

• а) в паровых котлах с естественной циркуляцией без пароперегревателя - на верхнем барабане или сухопарнике;
• б) в водогрейных котлах - на выходных коллекторах или барабане;
• в) в отключаемых экономайзерах- не менее чем по одному предохранительному устройству на выходе и входе воды.

Проверка исправности действия предохранительных клапанов должна производиться не реже одного раза в смену на котлах с рабочим давлением до 1,4 МПа (14 кгс/кв. см) включительно и не реже одного раза в сутки на котлах с рабочим давлением свыше 1,4 МПа (14 кгс/кв. см).

На паровых котлах вместо предохранительных клапанов может устанавливаться выкидное предохранительное устройство (гидрозатвор), рассчитанное так, чтобы давление в котле не превышало избыточного рабочего давления более чем на 10%. Между котлом и выкидным предохранительным устройством и на самом устройстве установка запорных органов не допускается.

Выкидное предохранительное устройство должно иметь расширительный сосуд с трубой в верхней части для отвода пара, которая должна быть выведена в безопасное для людей место. Расширительный сосуд соединяется с нижним коллектором выкидного предохранительного устройства переливной трубой.

Для заполнения гидрозатвора водой его соединяют с водопроводной трубой, имеющей запорный вентиль и обратный клапан, и оборудуют приспособлениями для контроля за уровнем воды и спуска воды.

Выкидное предохранительное устройство должно быть защищено от замерзания в нем воды. Эксплуатация котлов с недействующим предохранительным выкидным устройством запрещается.

Обратные клапаны пропускают среду только в одном направлении и служат для защиты оборудования от повреждений вследствие обратного потока среды. Клапаны выпускаются двух видов: подъемные и поворотные и по виду материала корпуса - чугунные, стальные и бронзовые. По способу соединения с трубопроводом- муфтовые и фланцевые.

Устройство: корпус, крышка с направляющей втулкой, седло, тарелка со штоком.

Принцип действия: под действием давления воды снизу тарелка поднимается и открывает проход. Вода направляется в (систему отопления) котел. При отсутствия давления воды снизу тарелка опускается под действием собственного веса и давления воды сверху, закрывая проход и предотвращает выход воды из котла. То есть, при движении воды в обратном направлении клапан опускается и обратное движение воды прекращается.

Обратный поворотный клапан состоит из корпуса с шарнирно закрепленным клапаном, который под давлением движущейся среды поднимается, и клапан открывается. При отключении насоса или аварийном снижении давления после клапана - клапан закрывается и обратное движение воды прекращается.

Подъемные обратные клапаны устанавливаются только на горизонтальных трубопроводах, а поворотные - на горизонтальных и вертикальных трубопроводах.

Обратные клапаны необходимо устанавливать на отключающем устройстве по ходу движения воды.

Обратные клапаны с муфтовым соединением изготовляются на небольшие условные проходы Оу = 15, 20, 25, 32, 40, 50, 80 мм, а с фланцевым - Оу = 20-200 мм.

Легкоплавкие пробки предназначены для предотвращения повреждений котлов ДКВР при упуске воды из барабана, имеют коническую форму с внешней резьбой и вкручиваются в нижнюю часть верхнего барабана со стороны топки.

Отверстие пробки заливается легкоплавким сплавом (90 % свинца и 10 % олова), температура плавлений которого 280-310 ° С.

При нормальном уровне воды в паровом котле легкоплавкий сплав охлаждается водой и не плавится. При упуске воды пробки не охлаждаются, а вместе с тем продолжают нагреваться продуктами сгорания топлива и легкоплавкий сплав расплавляется и через образованное отверстие пароводяная смесь под давлением с шумом выходит в топку, что служит сигналом для аварийного останова котла.

Для надежной работы пробки необходимо заменять или переза- ливать ее не реже 1 раза в 3 мес. При замене наносится клеймо с указанием даты.

Арматурой называются приборы и устройства, которые обеспечивают безопасную и безаварийную работу котлов и котельного оборудования.

Вся арматура по назначению подразделяется на четыре класса:

I класс - запорная арматура - для периодических отключений аппаратуры приборов или одних участков трубопровода от других. Она должна обеспечивать высокую плотность при закрывании и иметь небольшое гидравлическое сопротивление при протекании через нее воды, пара, газа.

II класс - регулирующая арматура - для изменения количества и давления протекающей по трубам среды. В качестве запорной и регулирующей арматуры используются задвижки, клапаны и краны. По конструкции задвижки подразделяются на параллельные и клиновые, с выдвижным и не выдвижным шпинделем.

III класс - предохранительная арматура - для защиты от разрушения при повышении давления среды. К ней относятся предохранительные и обратные клапаны, легкоплавкие пробки. Предохранительные клапаны делятся на грузовые, пружинные и импульсные.

IV класс - контрольная арматура - для проверки уровня жидкости в трубопроводах, котлах и других емкостях. К ней относятся водопробные и трехходовые краны, водоуказательные стекла.

По способу соединения с трубопроводами различают фланцевую, муфтовую и вварную арматуру.

По способу уплотнения корпуса арматура может быть сальниковая и бессальниковая.

Для контроля уровня воды в паровом котле применяют водоуказательные приборы . Каждый паровой котел должен иметь не менее двух водоуказателей.

На паровых котлах с давлением до 2,4 МПа используют водоуказатель с плоскими стеклами («Клингер»). Они имеют сложное устройство, но удобны и безопасны в работе. На внутренней стороне стекла имеются продольные риски, благодаря которым вода в стекле кажется темной, а пар - светлым, т.е. создается отчетливая граница между темной полосой воды и светлой полосой пара.

Для котлов с давлением 3,9 МПа применяют водоуказатели с гладкими стеклами. На них со стороны воды накладываются слюдяные пластинки для предохранения стекла от агрессивного воздействия воды и пара.

На паровых котлах с высоко расположенными водоуказательными приборами (более 6 метров от пола), когда затруднительно наблюдение за уровнем воды в водоуказательном стекле, применяют сниженные указатели уровня. Они делятся на механические и гидравлические.

Каждый паровой котел должен быть снабжен предохранительными клапанами . Их устраивают так, чтобы давление пара в котле не могло превышать допускаемое рабочее. Предохранительные клапаны выпускают излишний пар при чрезмерном повышении давления. В котлах с давлением до 3,9 МПа предохранительные клапаны могут быть рычажными или пружинными. В котлах с давлением 4,3 МПа вместо предохранительных клапанов устанавливают импульсные предохранительные устройства (ИПУ).

Устройства и приборы, служащие для управления работой частей ко­тельного агрегата, находящихся под давлением, для включения, отключения и регулирования трубопроводов для воды и пара, основные предохранительные устройства носят название арматуры.

По своему назначению арматуру разделяют на запорную, регулирую­щую, продувочную и предохранительную.

Арматуру выполняют с принудительным приводом и самодействующей.

По конструкции приводную арматуру разделяют на вентили, задвижки и краны, а самодействующую - на предохранительные и обратные клапаны и конденсатоотводчики.

К арматуре условно относят также водомерные стекла и другие водоука - зательные приборы.

Вентили применяют в качестве регулирующих и запорных устройств (рис. 16.1). Как запорную арматуру их применяют при диаметрах прохода до 109-150 мм.

В запорном вентиле уплотняющая поверхность клапана плотно примы­кает к поверхности седла. Вентиль состоит из корпуса, крышки, шпинделя, на котором висит клапан. В корпусе имеется седло клапана. В месте прохода шпинделя через крышку установлено сальниковое уплотнение.

В регулирующем вентиле клапан имеет переменное сечение. Это дает возможность изменять проходное сечение. Регулирующий клапан выполняют в виде профилированной иглы, пустотелого золотника и т. д. В полностью за­крытом состоянии они не обеспечивают полной плотности. Обычно регули­рующие клапаны рассчитывают на работу с перепадом давления 1,0 МПа.

Основным показателем работы регулирующего клапана является его ха­рактеристика (зависимость относительного расхода среды от степени откры­тия клапана) (рис. 16.2).

Для целей регулирования наиболее благоприятна линейная характери­стика, для чего требуется выполнение регулирующих органов со сложным профилем открывающихся окон для перетока среды. Регулирующий клапан золотникового типа имеет пустотелый золотник с профилированными окнами, который шпинделем приводится в поступательное движение. При перемеще­
нии золотника относительно двух седел происходит изменение степени откры­тия окон.

КС о X о сб Рм

О 0,25 0,50 0,75 1,0 Доля открытия

Рис. 16.2. Зависимость относительного расхода среды от степени открытия клапана

В скальчатых регулирующих клапанах регулирующий орган выполнен в виде скалки, имеющей коническую форму вблизи седел. При перемещении скалки изменяется кольцевой зазор между ней и седлами клапана.

В игольчатых регулирующих клапанах регулировка достигается за счет перемещения профилированной иглы.

Задвижки в основном используют в качестве запорных органов (рис. 16.3), хотя имеются и специальные конструкции регулировочных задви­жек. В задвижках запирающий орган (клин, диски) перемещается в направле­нии, перпендикулярном потоку. По принципу прижатия запорного органа за­движки разделяют на клиновые, с параллельно-принудительным затвором и с амоу пло тняющие ся.

Рис. 16.3. Запорная задвижка

В клиновых задвижках запирающий орган выполняют из целого или разрезного клина.

Коэффициент гидравлического сопротивления задвижек b = 0,25-0,8, а у запорных вентилей b = 2,5-5.

Обратный клапан (рис. 16.4, 16.5) пропускает среду в одном направле­нии и автоматически закрывается при обратном токе среды. Его устанавлива­ют, например, на питательном трубопроводе для предотвращения обратного тока воды при падении давления в магистрали.

Предохранительный клапан представляет собой запорное устройство, которое автоматически открывается при повышении давления. Устанавливают его на барабанных котлах, паропроводах, резервуарах и др. При открытии кла­пана среда сбрасывается в атмосферу. Предохранительные клапаны могут быть рычажными (рис. 16.6), пружинными (рис. 16.7) и импульсными (рис. 16.8).

В рычажном клапане запирающий орган (тарелка) удерживается в за­крытом состоянии грузом. В пружинном предохранительном клапане давле­нию среды на тарелку противодействует сила натяга пружины.

Предохранительные клапаны выполняют как одинарными, так и двой­ными. В зависимости от высоты подъема тарелки клапаны разделяют на низ­коподъемные и полно подъемные. В полно подъемных клапанах площадь, от­крываемая проходу среды при подъеме клапана, превышает проход седла. Они обладают большей пропускной способностью, чем низкоподъемные.

Импульсно-предохранительные клапаны к седлу прижимаются полным давлением среды. Что обеспечивает большую плотность. При повышении дав­ления вначале открывается небольшой импульсный клапан. Прошедший из не­го пар действует на поршень основного клапана, производя его открытие.

Количество и размеры предохранительных клапанов определяются по следующей формуле:

Где n - число установленных клапанов; h - высота подъема клапана, см; D - номинальная производительность (бар); Р - давление (абсолютное) в котле (бар).

Значение коэффициента принимается для клапанов с малой высотой

Подъема (h < равным 0,0075, а при (h > ^-D) А = 0,015.

В соответствии с правилами каждый котел паропроизводительностью более 100 кг/ч должен быть снабжен не менее чем двумя предохранительными клапанами, один из которых должен быть контрольным. На котлах производи­тельностью 100 кг/ч и менее может допускаться установка одного предохрани­тельного клапана.

Суммарная пропускная способность клапанов должна быть не менее ча­совой производительности котла. При наличии у котла неотключаемого паро­перегревателя часть предохранительных клапанов с пропускной способностью не менее 50 % суммарной пропускной способности должна быть установлена на выходном коллекторе.

На паровых котлах с давлением 39 кг/см" и выше должны устанавли­ваться только импульсные предохранительные клапаны. Количество пара, ко­торое может пропускать клапан при полном открытии определяется по форму­лам:

А) для давлений от 0,7 до 120 кг/см": насыщенный пар - GHn = 0,5 a F (р, +1), кг/ч;

Перегретый пар - Gnn = GHn М^, кг/ч;

Б) для давлений свыше 120 кг/см": G = 0,72 a F кг/ч.

Эти формулы могут применяться при условиях: для насыщенного пара, если (р2 +1)< 0,450 (р1+1); для перегретого пара, если (р2+1)<0,473(р1+1), где G - пропускная способность клапана, кг/ч;

F - наименьшая площадь свободного сечения в проточной части клапана, мм"; V - удельный объем пара перед предохранительным клапаном, м /кг; h - высота подъема клапана, см; d - диаметр проходного сечения клапана, см;

А - коэффициент расхода пара, принимаемый равным 90 % от величины, оп­ределенной при испытании головных образцов клапанов данной конструкции; Pi - максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном (не более 1,1 расчетного), кг/см";

Р2 - избыточное давление за предохранительным клапаном (в случае истече­ния в атмосферу р2 = 0), кг/см2.

Для парогенераторов высоких параметров Венюковский арматурный за­вод выпускает импульсно-предохранительные устройства, предназначенные

2 2 для работы на перегретом паре 100 кг/см", t = 540 °С; 140 кг/см", t = 570 °С и

220 кг/см", t=565 °С и рассчитанное на теоретическую пропускную способ­ность 115, 160 и для блоков 30 МВт (м. б. 300 МВт) 120, 240, 500 т/ч. Это уст­ройство состоит из главного предохранительного клапана с электромагнитным приводом и фильтром электроконтактного манометра и др.

При повышении давления в барабане, коллекторе или паропроводе выше нормального срабатывает электроконтактный манометр, который выключает ток в цепи нижнего электромагнита и включает в цепи верхнего (на импульс­ном клапане). Верхний электромагнит открывает импульсный клапан. Пар по­ступает в главный предохранительный клапан и открывает его. При снижении давления пара в барабане электронный манометр выключает верхний магнит и включает нижний. Импульсный клапан закрывается, прекращая доступ пара в поршневую камеру главного предохранительного клапана, давление под поршнем последнего падает за счет выхода пара через дренажную трубку бу­геля и главный предохранительный клапан закрывается.

Импульсные предохранительные клапаны выбирают по каталогам арматурных заводов по давлению, температуре перегрева и расходу.

Водоуказательная арматура служит для наблюдения за уровнем воды в барабанных котлах. Водоуказательные приборы с круглыми и рифлеными стеклами применяются на котлах низкого и среднего давления (рис. 16.9). Верхнюю и нижнюю головки прибора посредством труб соединяют с паровым и водяным пространством барабана. Обе головки имеют по два запорных вен­тиля для отключения прибора от котла. В нижней головке имеется дополни­тельный вентиль для периодической продувки прибора.

При высоком давлении стекла заменяют слюдой.

Для наблюдения за уровнем воды в барабане котла на щите управления служит сниженный указатель уровня (рис. 16.10).

Рис. 16.9. Конструкции водоуказательных приборов: а - водоуказатель с круглым стеклом; б - водоуказатель с плоским рифленым стеюіом

Рис. 16.10. Схема сниженного указателя уровня воды:

1 - компенсационный сосуд; 2 - соединительные трубки;

3 - расширительный сосуд;

4 - нижняя водоуказательная колонка;

5 - верхняя водоутсазательная колонка