II. Котельная оборудованная паровыми котлами-бойлерами.

Водоподготовка – см. выше * - *

Для поддержания постоянно- высокой температуры воды в деаэрационном баке и незначительного избыточного давления (0,2-0,4 кгс/см²) - производят барботаж пара.

Из деаэратора вода выходит 2 потоками:

1-й идет на питательный насос

2-й идет на подпиточный насос.

1. Питательным насосом вода подается в паровой котел. В котле вырабатывается пар. Пар по паропроводу идет в межтрубное пространство бойлера, отдает свое тепло, конденсируется и стекает в нижний барабан котла. В котле снова превращается в пар и идет на бойлер.

Когда требуется допитать котел, - включают питательный насос.

Имеется отбор пара на собственные нужды котельной.                                                                                                                                                                                    

2. Вода от потребителя возвращается по «обратке» в котельную. Если необходимо подпитывается из деаэратора при помощи подпиточного насоса и идет на сетевые насосы. Насосы повышают давление воды и нагнетают ее в экономайзер. Пройдя по трубам экономайзера вода нагревается за счет тепла отходящих дымовых газов и идет в скоростной пароводяной бойлер. Проходит по трубкам бойлера, делая 2 или 4 хода, нагревается паром и выйдя из бойлера направляется к потребителю. У потребителя отдает тепло, теряет температуру и давление и снова возвращается в котельную. И т.д. Для регулирования расхода воды через экономайзеры и бойлеры – имеется перемычка с задвижкой. Имеется опломбированная линия подпитки сырой водой и умягченной минуя деаэратор.

Если во время работы произойдет прекращение циркуляции воды через бойлер или экономайзер, необходимо немедленно произвести аварийную остановку котла.

В данной схеме роль водогрейного котла выполняют экономайзер и бойлер, а котел является вспомогательным оборудованием.

Окраска трубопроводов котельной.

Среда или назначение трубопровода	цвет
	Основной окраски	колец
П а р
Перегретый	Красный	без колец
Насыщенный	״	желтый
В од а
Хим.очищенная	Зеленый	белый
Питательная	״	без колец
Техническая	Черный	״
хозяйственно-питьевая	Синий	״
водяной конденсат	Зеленый	синий
дренаж и продувка	״	красный
пожарный водопровод	оранжевый	без колец
Т е п л о с е т ь
Прямая	Зеленый	желтый
Обратная	״	коричневый
Г а з	Желтый	красный

 

А Р М А Т У Р А

В соответствии с «Правилами» Госнадзорохрантруда (ГНОТ), каждый котел для управления работой, обеспечения безопасных условий и расчетных режимов эксплуатации должен быть оборудован запорной, регулирующей, предохранительной, указательной арматурой, КИП, автоматикой и питательными устройствами.

Согласно требований ГНОТ на корпусе арматуры должна быть четкая маркировка:

- наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;

- диаметр условного прохода;

- условное давление;

- температура среды;

- направление потока среды.

На всех трубопроводах котлов, пароперегревателей, экономайзеров – присоединение арматуры должно выполняться сваркой встык или с помощью фланцев. В котлах паропроизводительностью не более 1т/ч, рабочем давлении не более 8 кгс/см² и условном проходе не более 25 мм – допускается присоединение на резьбе.

На маховиках должно быть обозначено направление при открывании и закрывании арматуры.       

По назначению арматуру подразделяют на запорную, регулирующую, предохранительную и контрольную.

Запорная арматура предназначена для включения и выключения котлоагрегата, его элементов, вспомогательного оборудования, трубопроводов в целом или их отдельных участков.

Регулирующая для изменения и поддержания в заданных пределах расхода и давления протекающей по трубам среды.

В роли запорной и регулирующей арматуры используются задвижки, вентили и краны.

Предохранительная –для защиты от разрушения оборудования. К ней относят обратные клапаны, предохранительные клапаны, легкоплавкие пробки.

Контрольная – для проверки наличия уровня жидкости в котлах и других емкостях. К ней относятся водоуказательные стекла, водопробные краны, трехходовые краны.

Задвижки. Бывают параллельные и клиновые; с выдвижным и невыдвижным шпинделем.

Параллельная задвижка имеет корпус с2 седлами имеющими медные уплотнительные кольца, крышку с траверсой, параллельные диски с клином, шпиндель с маховиком, сальниковое уплотнение с втулкой.

Принцип работы: при вращении маховика против часовой стрелки – шпиндель вместе с дисками поднимается. Клин между дисками опускается и диски сближаются. При этом открываются отверстия для прохода среды. Направление движения среды – безразлично.

При вращении маховика по часовой стрелке – шпиндель с дисками опускается, клин упираясь в корпус раздвигает диски, которые плотно прижимаются к бронзовым уплотнительным кольцам и перекрывают проход для среды.

Степень открытия задвижки можно определить по высоте выдвинутого шпинделя. Она должна быть не больше диаметра присоединенного трубопровода.

Основные неисправности: обрыв дисков с шпинделя, износ сальникового уплотнения, неплотное прикрытие дисков вследствие износа уплотнительных колец.

У задвижек с невыдвижным шпинделем – маховик вращается вместе со шпинделем и при этом клин поднимается или опускается по резьбе.

Степень открытия определяют по бегающему флажку.

 

Вентили. Вентили бывают муфтовые и фланцевые, с прямым или наклонным шпинделем, угловые и прямоточные, с чугунным или бронзовым корпусом. Направление движения среды должно быть, как правило, под клапан. Оно указывается стрелкой на корпусе. Вентили создают большое сопротивление по ходу среды.

Устройство: вентиль имеет корпус (несимметричный) с впрессованным седлом, клапан со шпинделем, маховик, крышку, сальниковое уплотнение с втулкой и накидной гайкой (или другое крепление).

Принцип работы: при вращении маховика против часовой стрелки, шпиндель с клапаном поднимаются вверх и открывается проход для среды. Изменяя положение клапана над седлом – изменяем проходное сечение, а значит расход среды.

При опускании клапана на седло – проход закрывается. Плотность прилегания клапана к седлу обеспечивается прокладкой (резина, кожа, фторопласт). В паровых вентилях она отсутствует, а плотность закрывания обеспечивается притиркой клапана к седлу.

Положительные свойства – плавное регулирование расхода среды и плотность закрывания.

Отрицательное свойство - вентили создают большое сопротивление по ходу среды (последствия поворотов среды).

Краны. Краны это арматура, предназначенная для быстрого открывания и закрывания прохода среды, а также для регулирования расхода. Бывают: сальниковые и натяжные; пробкового и вентильного типов; муфтовые, цапковые и фланцевые; чугунные, бронзовые и комбинированные; проходные, многоходовые, водоразборные и двойного регулирования. Проходные и многоходовые выполняются пробкового типа, а водоразборные - вентильного.

Устройство: корпус со сквозным отверстием, конусообразная пробка с прорезью для прохода среды, накидной ключ. На четырехгранной головке пробки наносится риска, которая совпадает с направлением прорези в пробке. Крепление пробки может производиться либо снизу натяжной гайкой, либо сверху крышкой с сальниковым уплотнением. Краны устанавливаемые на газопроводах должны иметь упоры, ограничивающие поворот пробки в пределах 90°.

Принцип работы: чтобы полностью открыть кран – необходимо повернуть накидным ключом пробку в такое положение, когда риска совпадет с направлением трубопровода. Если пробку повернуть так, чтобы риска встала поперек – кран полностью закроется.

Основные неисправности: плохая притирка пробки с корпусом, износ сальникового уплотнения.

3-х ходовой кран имеет корпус с 3 патрубками, внутри которого располагается пробка с Т- образным сквозным отверстием. Изменяя положение пробки, можно производить различные переключения прохода среды. См.выше тему «Теплотехника. Давление».

Предохранительные клапаны. ПК предназначены для предохранения оборудования от повышения в нем давления выше допустимого за счет автоматического сброса части среды в атмосферу.             Бывают: рычажно-грузовые, пружинные и импульсные.

Рычажно-грузовой клапан имеет корпус с седлом, клапан, шток, крышку, ограничитель подъема, рычаг и груз.

Принцип работы: при нормальном давлении среды на клапан снизу – клапан будет закрыт, т.к. давление оказываемое рычагом с грузом на клапан сверху – больше.

Как только давление снизу поднимется до максимально допустимого значения (при этом веса груза будет недостаточно, чтобы удержать клапан в закрытом положении), клапан начнет подниматься и откроет проход в седле. Через открытое отверстие происходит сброс среды в атмосферу. Сброс среды будет происходить до тех пор, пока не установится допустимое давление.

Основные неисправности: прикипание клапана к седлу, клапан не садится на место после проверки

У пружинного клапана сверху на клапан давит пружина.

Проверка исправности клапанов должна производиться не реже 1 раза в смену методом подрыва. Если при проверке будет выявлена неисправность хотя бы 1 ПК (прикипел), необходимо произвести аварийную остановку котла. Если после проверки клапан будет пропускать среду, необходимо произвести повторный подрыв и посадить его на место.

Требования ГНОТ к установке ПК.

Предохранительные клапана должны поставляться заказчику с паспортом, включающим характеристику его пропускной способности.

На каждом паровом и водогрейном котле среднего давления, а также отключаемом пароперегревателе, должно быть установлено не менее 2-х ПК.

На котлах низкого давления – количество устанавливаемых клапанов определяется по расчету.

(для котлов с естественной циркуляцией ndh=0,000006Q; с искусственной ndh=0,000003Q, где

n – число клапанов; d – диаметр клапана; h – высота подъема клапанов в сантиметрах; Q – максимальная производительность котла, ккал/час; причем h≤1/20 d).

ПК должны устанавливаться на патрубках непосредственно присоединенных к защищаемому объекту. На соединительных трубопроводах или патрубках, между защищаемым объектом и клапаном, не допускается установка запорных устройств или отбора среды.

ПК должны защищать котлы, пароперегреватели и экономайзеры от превышения в них давления более чем на 10% разрешенного.

Методика регулирования ПК котлов, пароперегревателей и экономайзеров, давление начала их открытия – должны быть указаны предприятием изготовителем в Инструкции по монтажу и эксплуатации котла, а отключаемых экономайзеров – в их паспорте.

Конструкция клапанов должна предусматривать устройство для проверки исправности клапана во время работы путем принудительного их открытия. ПК должны иметь отводящие трубы, предохраняющие персонал от ожога при срабатывании. Трубы должны быть присоединены к линии свободного слива воды и быть защищены от замерзания и от ожога персонала. Отводящие трубы от ПК установленных на паровых котлах должны оборудоваться дренажами для слива образующегося конденсата. На них тоже не должно быть запорных устройств.

Суммарная пропускная способность устанавливаемых на паровом котле ПК должна быть не менее номинальной часовой паропроизводительности.

В котельных низкого давления, если на котле устанавливаются 2 клапана, то один из них должен быть контрольным. Его снабжают кожухом, который не позволяет персоналу перерегулировать клапан, но не препятствует его проверке. Кожух запирается на замок, ключ хранится у мастера.

Если на одном патрубке располагается несколько ПК, то площадь сечения патрубка должна быть на 25% больше суммарной площади сечения всех клапанов.

Допускается не устанавливать ПК:

I. На водогрейных котлах среднего давления с камерным сжиганием топлива если они оборудованы автоматическими устройствами, отсекающими подачу топлива в случаях:

- повышения давления воды на выходе более чем на 5% от разрешенного;

- понижения давления воды на выходе до значения, соответствующего давлению насыщения при максимальной температуре воды на выходе из котла;

- повышении температуры воды на выходе до значения – указанного в Инструкции по монтажу и эксплуатации (на 20°С ниже tнас при рабочем давлении на выходе);

- уменьшения расхода воды через котел до минимально допустимых значений, определяемых заводом изготовителем или по формуле.

II. На водогрейных котлах низкого давления, даже имеющих 1 ПК, допускается вместо одного ПК устанавливать обводные трубопроводы с ОК вокруг выходной задвижки.

Это допускается в том случае, если на отключаемом участке трубопровода, между задвижкой на выходе воды из котельной и задвижками на выходе воды из котлов будет установлено 2 ПК, причем диаметр каждого принимается из расчета для самого мощного котла, но не менее 50 мм.

III. На паровых котлах низкого давления производительностью менее 100 кг/час, вместо ПК допускается устанавливать выхлопное предохранительное устройство (гидрозатвор).

Гидрозатвор рассчитывается так, чтобы давление в котле не превышало рабочее давление более чем на 10%.

Места установки ПК  – на барабанах паровых котлов, на входе в пароперегреватель, на выходе из водогрейных котлов, на входе и выходе отключаемых экономайзеров, на входе неотключаемых экономайзеров, на нагнетании поршневых насосов.

Обратные клапаны. Это устройства, предназначенные для пропуска среды только в одном направлении с целью создания безопасных условий работы оборудования.

Бывают – подъемные и поворотные; горизонтальные и вертикальные, фланцевые и муфтовые, чугунные, стальные и бронзовые.

Подъемный клапан имеет - корпус с впрессованным бронзовым седлом, клапан с полым штоком, крышку с направляющим стаканом. Если давление воды снизу больше, чем сверху – клапан поднимается, открывается отверстие в седле и вода проходит через клапан. Как только давление воды под клапаном станет меньше, чем сверху над клапаном – клапан опускается и закрывает проход для среды.

Подъемные клапаны можно устанавливать только на горизонтальных участках. Направление движения воды должно быть под клапан. Это указано стрелкой на корпусе.

Поворотный клапан имеет корпус с шарнирно закрепленной на оси заслонкой и крышку.

При установке на горизонтальных трубопроводах ось должна располагаться сверху, а при установке на вертикальных трубопроводах ось должна быть снизу.

При протоке воды в направлении указанном стрелкой на корпусе – заслонка поднимется и пропустит воду. Как только вода пойдет в обратном направлении – заслона опустится и перекроет проход для среды.

Основные неисправности – прикипание клапана, образование выщерблин на клапане ив седле, перекос клапана, заедание.

Места установки ОК – на питательных линиях паровых котлов; на подпиточных линиях тепловых сетей; на нагнетательных линиях центробежных насосов; на входе и выходе отключаемых экономайзеров; на входе неотключаемых экономайзеров; на входе нагреваемой воды в бойлера; на обводных трубопроводах водогрейных котлов низкого давления.

[ На входе  воды в паровые котлы, в «обратку», в экономайзеры в бойлера – ОК устанавливаются с целью предотвратить обратный поток воды и опустошение оборудования, при снижении давления в подводящих трубопроводах.

На нагнетательных линиях центробежных насосов ОК устанавливаются с целью предотвратить работу насосов самих на себя при открытых задвижках на резервном насосе, для предотвращения вращения в обратную сторону и срыва колеса с вала, для предотвращения гидроудара на рабочее колесо при резкой остановке движения воды.

  На питательных линиях паровых котлов – для того, чтобы при повышении давления в котле до значения выше, чем на питательном насосе – вода из котла не заставила насос вращаться в обратном направлении.

На обводных линиях водогрейных котлов низкого давления – чтобы предотвратить повышение давления воды в котле при нарушении циркуляции через основную выходную задвижку. Когда давление воды в котле нормальное, такое же как и в общем трубопроводе и вода идет через выходную задвижку – ОК закрыт. Если произойдет западание дисков на задвижке – вода остановится, перегреется, расширится, давление воды в котле вырастет – ОК откроется и пропустит воду из котла в подающий трубопровод.]

Легкоплавкие пробки – это устройства, предназначенные для предохранения паровых котлов от повреждения при глубоком упуске воды.

Они представляют собой конусообразный корпус с наружной резьбой и сквозным отверстием внутри. Отверстие заполняют легкоплавким сплавом (90% свинца и 10% олова), с t пл. =280-310°С.

При нормальной работе котла верхняя часть пробки охлаждается водой и сплав не выплавляется. Если произойдет глубокий упуск воды – пробка не будет охлаждаться водой, сплав выплавится и пар со свистом пойдет в топку, что будет сигналом персоналу для аварийной остановки котла.

Чтобы быть уверенными в нормальной и надежной работе пробок, их необходимо не реже 1 раза в 3 месяца перезаливать с указанием даты перезаливки.

Водоуказательные приборы относятся к контрольной арматуре.

Это водоуказательные стекла, сниженные указатели уровня, водопробные краны.

ВУС предназначены для наблюдения за уровнем воды в закрытых сосудах (паровых котлах, деаэраторах, питательных баках, расширительных баках и т.п.).

Бывают: прямого действия и сниженные; круглые и плоские.

Круглые стекла могут использоваться на паровых котлах с давлением не более 0,7 кгс/см² при паропроизводительности не более 0,5 т/час и на безнапорном оборудовании(деаэраторы, баки-мерники, конденсатные баки и др.). Представляет собой круглую стеклянную трубку диаметром 8-20 мм, с толщиной стенки 2,5 – 3,5 мм; длина трубки 200 –1500 мм. Их устанавливают в арматуру и уплотняют с помощью набивки из колец.

Плоское стекло состоит из металлического корпуса - рамки, в гнездо которой устанавливается на тонкой паронитовой прокладке само стекло. Стекло плотно прижимается и удерживается внутри при помощи крышки с болтами. Стекло может быть гладким или рифленым.[ Рифленое стекло «Клингер» - с внутренней стороны имеет вертикальные призматические канавки, а с внешней – отполировано. В таком стекле по разному идет преломление лучей света и уровень воды виден лучше. Вода кажется темной, а пар светлым.]

К корпусу при помощи штуцеров крепятся запорные устройства – паровой, водяной и продувочный краны. Для уплотнения в кольцевой зазор кладут кольца из асбестового шнура.

Принцип действия основан на законе сообщающихся сосудов.

В рабочем положении водяной и паровой краны должны быть открыты, а продувочный – закрыт.

При нормальной работе – уровень воды в обоих стеклах будет одинаковым и будет колебаться.

Во время работы стёкла и соединительные патрубки могут засориться и стекло будет показывать неправильный уровень. При засорении водяного патрубка или крана – уровень становится неподвижным, а при засорении парового патрубка – вода в стекле поднимется выше уровня в котле и даже может заполнить все стекло.

Чтобы поддерживать стекло в рабочем состоянии и быть уверенным в правильности его показаний – его необходимо регулярно продувать. Продувка должна производиться не реже 1 раза в смену.

Порядок продувки в.у.с.: -открыть продувочный кран – продуваем паром и водой;

- закрыть водяной кран – продуваем паром;

- открыть водяной кран – продуваем паром и водой;

- закрыть паровой кран – продуваем водой;

- открыть паровой кран – продуваем паром и водой;

- закрыть продувочный кран.

Вода должна быстро подняться к определенному уровню, должна быть чистой и слегка колебаться.

После продувки обоих стекол уровень воды в них должен быть одинаковым. Если хотя бы одно из условий будет нарушено – продувку стекол необходимо повторить.

Основные неисправности – лопнуло стекло, пропаривают краны, забились патрубки или краны, пробки кранов прикипели к корпусам, несоосность ручки крана с отверстием в пробке.

Требования ГНОТ к установке стекол.

На каждом паровом котле должно быть установлено не менее 2-х водоуказательных приборов прямого действия. При расположении стекол на высоте больше 6 метров от площадки наблюдения или если уровень воды плохо просматривается, допускается вместо 1 стекла прямого действия - установка 2 сниженных указателей уровня воды.

На котлах паропроизводительностью до 0,7 т/ч, а также локомобильных, жаротрубных, паровозного типа – разрешается установка вместо 1 вус – водопробных кранов.

 

Для котлов с площадью поверхности нагрева менее 25м³ допускается установка одного стекла.

В.у.с. должны устанавливаться вертикально или с наклоном вперед под углом до 30° и должны быть расположены и освещены так, чтобы уровень воды был хорошо виден с рабочего места оператора. При соединении водоуказательных приборов с котлом при помощи труб длиной до 500 мм - их внутренний диаметр должен быть не менее 25 мм, а при длине более 500 мм – не менее50мм. Установка на них промежуточных фланцев и запорных устройств(за исключением сигнализаторов предельных уровней) – не допускается.

Каждое стекло должно иметь самостоятельное подключение к барабану котла, допускается установка 2-х стекол на одних и тех же соединительных трубах, если их диаметр не менее 70 мм.

Трубы должны быть защищены от обогрева и от замерзания. Их конфигурация должна исключать образование водяных мешков и обеспечивать возможность очистки труб.

Указатели уровня воды должны быть снабжены запорной арматурой для отключения от котла или продувки. На запорной арматуре должны быть четко указаны направления открытия и закрытия, а на кранах – положение проходных отверстий. Внутренний диаметр прохода запорной арматуры, применяемой на указательных приборах, должен быть не менее 8 мм.

На каждом указателе уровня воды должны быть указаны допустимые верхний и нижний уровни.

Ширина смотровой щели должна быть не менее 8 мм, а высота прозрачного элемента должна превышать допустимые пределы уровня воды не менее чем на 25 мм с каждой стороны. Для спуска воды при продувке должны быть предусмотрены воронки с защитным устройством и отводной трубой для свободного слива. На круглых стеклах устанавливают наружные защитные устройства.

Регулирующий клапан. Автоматический регулирующий клапан предназначен для регулирования подачи воды в «обратку» с целью поддержания постоянного давления. Имеет корпус с двойным седлом, два клапана на общем штоке, мембранную коробку с мембраной, рычаг с грузом. Принцип действия: при нормальном давлении воды в «обратке» - клапана закрыты. Как только давление воды в «обратке» снизится ниже 3 атмосфер – снижается давление воды на мембрану сверху, груз опускается, поднимая шток вместе с клапанами вверх. Вода через открывшиеся отверстия идет в «обратку», допитывая ее до заданного давления. По мере повышения давления в «обратке» - мембрана опускается, опускается шток с клапанами и подпитка прекращается.

Трубопроводы котла.

Каждый котел должен быть оборудован следующими трубопроводами:

- ввода питательной воды в паровой котел;  - отвода пара;

- ввода сетевой воды в водогрейный котел;  - отвода нагретой воды из котла;

- продувки котла и спуска воды при остановке; - отбора проб воды и пара;

- продувки паропровода и пароперегревателя;

- ввода в котловую воду корректирующих или моющих реагентов;

- разогрева барабанов при растопке;

- удаления воздуха из котла при заполнении его водой и растопке.

Количество и точки присоединения к элементам котла данных трубопроводов – должны выбираться организацией, проектирующей котел.Тип арматуры, ее количество и места установки должны выбираться организацией, проектирующей котел, исходя из условий обеспечения надежности предусмотренных проектом отключений котла и его элементов.

На питательном трубопроводе должны быть установлены – манометр (перед органом регулирующим питание котла водой), запорная арматура, регулирующая арматура, термометр, предохранительный клапан, обратный клапан, в нижней части дренажное устройство, в верхней точке устройство для удаления воздуха, автоматический регулятор питания (у паровых котлов производительностью до 2,5 т/ч, при автоматическом позиционном регулировании уровня воды включением - выключением насоса, допускается не устанавливать регулирующую арматуру)

На паропроводе – запорное устройство. (У котлов с паропроизводительностью более 4 т/ч – должен быть дистанционный привод с выводом управления на рабочее место оператора.)

На всех участках паропровода, которые могут быть отключены запорными органами, должны быть устроены дренажи, обеспечивающие отвод конденсата.

На водогрейных котлах – на входе и выходе воды устанавливаются термометры (для котлов с теплопроизводительностью более 1 Гкал/ час, прибор для измерения температуры воды на выходе должен быть регистрирующим; манометр до запорного устройства(на котлах с теплопроизводительностью более 5 Гкал/час, обязательна установка регистрирующего манометра) и запорная арматура. (У водогрейных котлов Н.Д. на выходе из котла до запорного устройства должен быть предусмотрен трубопровод с запорным устройством для отвода воды в безопасное место при случайной остановке сетевых насосов, для предотвращения перегрева стенок котла и повышения в нем давления.)

На продувочных трубопроводах (а также на дренажных тр/пр., на тр/пр. отбора проб воды или пара) устанавливают по 1 запорному устройству, а при давлении выше 8 кгс/см² - по 2 запорных органа (или 1 запорное, а 2 регулирующее устройство). Условный проход продувочных трубопроводов должен быть не менее 20 мм, а у котлов низкого давления – не менее 25 мм. Присоединение арматуры должно выполняться сваркой встык или с помощью фланцев. В котлах производительностью не более 2,5 т/ч, с рабочим давлением насыщенного пара не выше 8 кгс/см² и при условном проходе не более 25 мм – допускается присоединение на резьбе.

На участке трубопровода между котлом и запорным органом не должно быть фланцевых соединений, кроме тех, которые необходимы для крепления этого трубопровода с котлом или запорным органом. Арматура должна располагаться возможно ближе к котлу с учетом наиболее удобного управления ею.