Тема № 10.   питательные устройства, атматура,

                                         ТРУБОПРОВОДЫ.                                  

                         ВИДЫ ПИТАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ.

Питательные, подпиточные устройства предназначены для подачи воды в котел или тепловую сеть (насосы, баки, трубопроводы).

Насосы по назначению:

Питательные – для питания паровых котлов (не менее двух от разных источников питания).

Сетевые – для подачи воды в водогрейный котел (два насоса – рабочий и резервный).

Подпиточные – для (подпитки) восполнения потерь воды в системе теплоснабжения (рабочий и резервный).

Рециркуляционные – для подачи горячей сетевой воды в трубопровод, подводящий воду к водогрейному котлу.

ТРЕБОВАНИЯ ПРАВИЛ.

 

1. Питание котлов может быть групповым с общим питательным трубопроводом,

 если разница рабочих давлений в разных котлах не превышает 15%, или  

 индивидуальным – только для одного котла.

2. На корпусе каждого насоса должна быть табличка, где должно быть указано:

· Наименование предприятия изготовителя или его товарный знак;

· Заводской номер;

· Номинальная (рабочая) подача (производительность) при номинальной температуре;

· Число оборотов в минуту для центробежного насоса, число ходов поршня в минуту для поршневого насоса;

· Номинальная температура воды перед насосом;

· Максимальный напор (давление) при номинальной подаче.

После каждого капитального ремонта должно быть проведено испытание для определения подачи (объема воды) и напора (высота подъема, давление). Результат оформляется актом, если цифры изменились внести в паспорт и табличку.

3. Напор, создаваемый насосом, должен обеспечить питание котла водой при рабочем давлении с учетом гидростатической высоты и потерь в тракте котла, регулирующем устройстве, тракте питания водой (трение о стенки труб в зависимости от их длины, повороты, задвижки, экономайзер).

   

Н = Р + Нст. + 10% м. вод. ст.

Н – напор насоса;

Р – рабочее давление по манометру (м. вод. ст.);

Нст. – расстояние по вертикали от насоса до котла (гидростатическая высота) (м);

10% - потери;

примерная формула: Н = 10*Р + (10-20) м. вод.ст.

где Р в м.вод.ст. (10*кгс/см )

Инспекция устанавливает рабочее давление меньше напора самого «слабого» (резервного) насоса.

4. Подача определяется по номинальной производительности всех котлов с учетом расхода воды на продувки, потери пара и т.д.

          

Q = Д + 10%

Q – производительность насоса (м /час);

Д – суммарная производительность всех котлов (м /час);

10% - потери (продувка 5%).

5. Тип, характеристика, количество, схема включения выбирается специализированной организацией по проектированию котельной.

 

 

6. При установке двух и более центробежных насосов на общих всасывающих и нагнетательных линиях необходима установка запорного органа на «всасе», а на напорной линии обратного клапана до запорного органа.  

 

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА:

1.производительность м /час

2.напор м.вод.ст.

3.потребляемая мощность кВт.

4.частота вращения об/мин.

5.температура питательной воды подаваемой в насос.

На всасывающем трубопроводе создается разряжение, следовательно, температура кипения воды < 100 С. Образование паровых пузырей приводит к гидравлическим ударам, срыву подачи воды насосом. При температуре 70 С центробежный насос не может забрать воду из бака, расположенного ниже уровня насоса, поэтому горячую воду в насос подают с напором. Для этого устанавливают питательные баки выше уровня насоса на 5 – 10 метров в зависимости от температуры подаваемой воды (может быть до 160 С).

Производительность насоса (подача) прямо пропорциональна частоте вращения.

              Q1 / Q2 = n1 / n2

Q – производительность (подача), n – частота вращения.

При увеличении частоты вращения в 2 раза, подача увеличивается в 2 раза.

Высота подъема (напор) – пропорциональна квадрату частоты вращения.

                Н 1 /Н2 = n1² / n2²

Н – высота подъема (напор).

При увеличении частоты вращения в 2 раза, напор увеличится в 4 раза.

При изменении подачи изменится напор, т.к. оба параметра связаны с частотой вращения.

Н 1 /Н 2 =(Q 1 / Q 2)²

Основные элементы:

· Улиткообразный корпус;

· Рабочее лопастное колесо;

На оси вращается лопастное колесо (500 – 3000 об/мин). По всасывающему трубопроводу поступает вода, захватывается лопатками, приводится во вращательное движение и под действием центробежных сил выталкивается в нагнетательный трубопровод с определённой скоростью и давлением.

Расположение всасывающих и нагнетательных патрубков может быть различным (всас с двух сторон, двухсторонний выпуск воды).

Для котельных одноступенчатых насосов (одно рабочее колесо) не достаточно, т.к. максимальный напор такого насоса 80 м.вод.ст. (8атм). Для увеличения напора – многоступенчатые насосы (рабочее колесо секционное). Вода последовательно проходит одну секцию за другой при этом увеличивается давление (напор).

ЦНСГ – 60 – 198    60 м /час – подача, 198 м вод ст – напор. Центробежный насос секционный (Г- горячая вода, М – масло)

 

Регулирование производительности:

Основано на изменении сечения трубопровода (регулятор питания котла, вентиль).

Для сбалансированной работы насоса – линия разгрузки, по которой сбрасывается избыток воды на «всас», а насос продолжает работать с постоянными параметрами.

 

Пуск центробежного насоса:

1. Перед пуском насос осмотреть, проверить масло в подшипниках. Задвижка на напорном трубопроводе должна быть закрыта.

2. Открыть задвижку на всасывающем трубопроводе, заполнить насос водой.

3.  Включить насос. После набора нормального числа оборотов медленно открыть задвижку на нагнетательной линии (напоре), избегая гидроударов.

 

Выключение:

1. Закрыть задвижку на напоре.

2. Выключить электродвигатель.

3. Закрыть задвижку на всасе.

 

Переключение на резервный насос:

1. Перед пуском осмотреть резервный насос.

2. Открыть задвижку на всасывающем трубопроводе резервного насоса, заполнить его водой.

3. Включить электродвигатель резервного насоса.

4. Приоткрыть задвижку на напоре резервного насоса, одновременно прикрывая задвижку на напоре рабочего насоса, до тех пор, пока её совсем не закроем.

5. Выключить электродвигатель рабочего насоса.

 

При работе центробежного насоса необходимо следить:

· За показаниями манометра на нагнетательной линии. Давление на выходе должно быть на 1 –2 атм. Больше рабочего давления в котле.

· За состоянием подшипников насоса. Они могут нагреваться сверх заданной температуры (60 – 70 С), если разработаны, недостаточно масла, неправильно собраны или установлены.

· За уплотнениями арматуры на «всасе» и напоре.

· За показаниями амперметра электродвигателя или за работой электродвигателя на слух.

· При работе насоса арматура, расположенная на вертикальных трубопроводах может со временем от вибрации прикрываться.

Насос вибрирует если:

- плохо сбалансирован ротор насоса и электродвигателя;

- неправильно собрана соединительная муфта;

- изношены подшипники;

- прогиб вала;

- слабо прикреплены трубопроводы к насосу.

 

               ПАРОВОЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС.

Используется в качестве аварийного насоса в случае отключения электроэнергии для подпитки котлов.

Поршневой насос – преобразует механическую энергию двигателя (пар) в гидравлическую энергию перемещаемой жидкости с помощью поршня, совершающего возвратно-поступательное движение.

 

                  ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРШНЕВОГО НАСОСА:

1. Насос должен создавать давление на выходе (напор)  на 1,5 атм больше, чем рабочее давление в котле, а пар поступает из котла плюс потери. Поэтому диаметр паровых цилиндров  в 1,5 раза больше, чем водяных, усилие на паровой поршень будет в 1,5 раза больше, чем на водяной. 

2. Производительность зависит:

· От числа ходов поршней в минуту;

· Величины хода;

· Диаметра водяного поршня, чем эти параметры больше, тем больше производительность насоса.

Производительность падает:

· Если всасывающие и нагнетательные клапаны плохо подогнаны к седлам;

· Вода из нагнетательной полости попадает в всасывающую полость;

· Неплотное прилегание поршней к цилиндрам;

· Пропуск сальников, т.е. пропуски, неплотности.

ПДВ 16/20 16 т/час, 20 атм.

                  

                ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ:

Паровой привод:

1. паровой цилиндр с поршнем (2шт);

2. парораспределительный механизм;

Насос:

3. водяной цилиндр с поршнем (2шт);

4. клапанная коробка с всасывающими и нагнетательными клапанами.

Поршни парового и водяного цилиндров жестко связаны на одном штоке.

Пар через парораспределительный механизм попеременно подается то к одному, то к другому цилиндру на или под поршень. Поршни попеременно движутся вверх, вниз.

Пар поступает на поршень, толкает его вниз, поршень идет вниз, перемещая, водяной поршень, который выбрасывает воду в нагнетательный трубопровод через нагнетательные клапаны. Одновременно за счет разряжения вода из всасывающего трубопровода поступает в пространство над водяным поршнем. При обратном ходе она поступит в нагнетательный трубопровод. Наличие двух двойных ходов сглаживает неравномерность подачи воды.

Порядок пуска:

1. Проверить наличие масла в масленках, смазать трущиеся поверхности подвижных деталей насоса.

2. Дренажи паровых цилиндров (5) должны быть открыты.

3. Открыть задвижку отработанного пара (2).

4. Открыть вентили на всасывающем и нагнетательном трубопроводе (3), (4).   

Проверить открытие всех вентилей от насоса до котла.

5. Немного открыть вентиль на впуске пара (1), насос начинает медленно двигаться, открывать очень осторожно, дать возможность прогреться насосу (на холодных деталях начинается конденсация). Дождаться из (5) струи пара и закрыть его.

6. Установить рабочее давление пара, регулируя этим подачу воды в котел.

 

После пуска следить за показаниями манометра на нагнетательной линии (давление должно быть больше на 1 –2 атм рабочего давления в котле) и работой насоса.

Остановка:

· Закрыть подачу пара (1);

· Вентили по воде (4), (3);

· Вентиль (2) отработанного пара;

· Открыть дренажи паровых цилиндров (5).

Проверка исправности питательных резервных насосов осуществляется путем кратковременного их включения в работу.

 

                                

АРМАТУРА.

(вентили, задвижки, краны, клапаны).

Арматура – устройство, устанавливаемое на трубопроводах или сосудах (котлах) для управления потоками рабочей среды путем изменения проходных сечений с помощью перемещения (поворота) рабочего органа (затвора), предназначенное для прекращения подачи теплоносителя или изменения его количества, а так же для обеспечения безопасной работы сосудов под давлением.

По назначению арматуру классифицируют:

- Запорная – для прекращения потока (задвижки, вентили, краны).

- Регулирующая – для изменения расхода среды (регулирующий питательный клапан – РПК, редукционный клапан, вентили, краны).

- Защитная – для защиты оборудования при отклонении параметров среды за рекомендуемые пределы (предохранительный клапан, ПСК - предохранительно-сбросной клапан, ПЗК - предохранительно-запорный клапан).

По материалу:

- Стальная, чугунная, из цветных металлов, пластмассовая, комбинированная (корпус чугунный, а пробка латунная).

- Окраска корпуса арматуры зависит от материала, из которого она изготовлена. Чугун – черный цвет, цветные металлы – не окрашиваются, сталь нержавеющая – голубой цвет.

По способу соединения с трубопроводом:

- Сварная;

- Фланцевая;

- Муфтовая – внутри муфты резьба.

По уплотнению:

- Сальниковая – кольца асбестового шнура, пропитанного графитом и техническим жиром,укладываются вокруг штока. Места соединений под углом 120 . Сверху закрываются втулкой. Шток имеет свободный ход, но уплотнение препятствует выбросу среды.

- Мембранная – эластичная мембрана препятствует выбросу среды.

- Сильфонная.

  По способу управления:

- С электроприводом;

- С механическим приводом;

- Ручная.

Цвет маховика зависит от материала уплотнительных поверхностей: бронза – красный, пластмасса – голубой, эбонит, фибра – зеленый.

Основные характеристики арматуры:

Условный проход – Ду – внутренний диаметр (мм), присоединяемого трубопровода.

Условное давление – Ру – наибольшее избыточное давление среды (при температуре 20 С) при котором допускается длительная работа.

Рабочее давление - наибольшее избыточное давление при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации.

Пробное давление – избыточное давление, при котором должно производится гидравлическое испытание.

 

                       ТРЕБОВАНИЯ К АРМАТУРЕ.

1. Арматура, устанавливаемая на котле, должна иметь четкую маркировку на корпусе путем оттиска с одной стороны:

· Наименование или товарный знак завода изготовителя;

С другой:

· Условный проход;

· Условное давление и температура среды;

· Направление потока среды.

Арматура с условным диаметром 50 мм и более должна иметь сертификат (химический состав, механические свойства металла, режим термической обработки – по основным деталям – корпус, шпиндель, затвор, крепеж).

2. На маховике должно быть обозначено направление открытия, закрытия (краской).

3. Запорная арматура обязательна:

· На выходе из котла (ГПЗ) до соединения с сборным коллектором. ГПЗ должна быть оборудована дистанционным управлением с рабочего места оператора, если паропроизводительность котла больше 4т/час.

· Обратный клапан и запорный орган:

- на входе питательной воды в котел;

- до и после отключаемого по воде экономайзера;

- до неотключаемого по воде экономайзера.

- Запорный орган:

- На входе и выходе воды из водогрейного котла.

- Не менее двух запорных органов у котлов с рабочим давлением более 8 атм на каждом продувочном, дренажном, трубопроводе отбора проб воды, пара.

4. Арматура должна быть, возможно, ближе расположена к котлу и удобна в управлении.

5. Регулирующая арматура должна быть установлена на питательной линии (РПК с байпасом).

6. При установке нескольких питательных центробежных насосов на общих всасывающих и нагнетательных линиях на всасе запорный орган, на нагнетательной линии – обратный клапан и запорный орган.

 

Арматура должна обеспечивать герметичность закрытия, быть устойчивой против износа, иметь минимальное гидравлическое сопротивление движущемуся потоку, простой и удобной в обслуживании, ремонте. Уплотнители быть герметичны в течение длительного периода.