автомат защиты парового котла от упуска воды. Упуск воды из котла

Упуск - вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Упуск - вода

Cтраница 1

Упуск воды в котле может произойти вследствие повреждения поверхностей нагрева, питательного клапана, неполадок с питательными насосами и неплотности продувочных вентилей. Кроме того, пониженный уровень в стеклах может быть следствием забивания соединительных трубок водоуказательных приборов.  [1]

Упуск воды - сигнал подается промежуточным пневматическим реле, которое срабатывает при понижении уровня воды в котле ниже допускаемого.  [2]

Упуск воды в паровом котле, как уже известно, приводит к оголению огневой линии котла, к перегреву его стенок и к взрыву. При перекачке же воды увлажняется пар, получаемый в котле, и часть воды попадает в пароперегреватель или паропровод ( при его отсутствии), что может привести к гидравлическим ударам в паропроводе вплоть до его разрушения.  [3]

Упуск воды обычно происходит в результате неисправности водоуказательной и продувочной арматуры, небрежности или невнимательности кочегара, неисправности питательных приборов.  [4]

Упуск воды в котле может привести к повреждениям ( разрывам, отдулинам) труб и даже барабанов котла.  [5]

Упуск воды в паровом котле приводит к оголению огневой линии, перегреву стенок поверхности нагрева и взрыву. При перекачке же воды увлажняется пар, в пароперегреватель или паропровод попадает часть воды, что может привести к гидравлическим ударам в паропроводе и разрушению его.  [6]

Упуск воды в котле очень опасное явление, так как стенки котла, которые до упуска охлаждались водой, начинают перегреваться вследствие высокой температуры обогревающих их газов, прочность стенки уменьшается, что приводит к ее прогибу, образованию трещин и разрыву, особенно в тех случаях, когда после упуска воды производится питание котла, что категорически запрещается.  [7]

Упуск воды в котле вызывает неравномерный нагрев и деформации барабана, возникновения неплотностей в местах вальцовки труб и в заклепочных швах, а в особо тяжелых случаях недопустимый нагрев и ослабления металла барабана и даже разрыв его.  [8]

Упуском воды в работающем паровом котле называется снижение в нем воды ниже допускаемого уровня, обозначенного стрелкой на водоуказательном стекле.  [10]

Но упуск воды в паровом котле может произойти не только по вине кочегара или водосмотра, не подкачавших своевременно воду в котел, но и вследствие технических неисправностей, а именно: неисправности водоуказательных приборов, продувочной и питательной арматуры, питательных приборов - вследствие недостаточной производительности и напора питательных приборов, неисправности сигнальных устройств.  [11]

Вследствие значительного упуска воды котел был аварийно остановлен.  [13]

При упуске воды из котла производится осмотр всех поверхностей, которые могли при этом непосредственно обогреваться топочными газами.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Упуск - вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Упуск - вода

Cтраница 3

В результате упуска воды верхний барабан деформирован, экранные трубы сожжены, в нижнем барабане между трубными отверстиями образовались трещины.  [31]

В случае упуска воды происходит быстрый перегрев стенок труб и их разрыв; кромки разорвавшихся труб всегда очень острые.  [32]

Аварии вследствие упуска воды развиваются до особенно тяжелых последствий, если немедленно не останавливается топка ( с выгребом горящего топлива - при слоевом сжигании) и в котел подается вода.  [33]

В трубчатых котлах упуск воды влечет за собой неизбежно течь в местах развальцовки труб, а в котлах с огневыми коробками, помимо выпучин в небе огневых коробок, также и разрыв распорных болтов, укрепляющих боковые стенки огневых коробок.  [34]

По числу аварий упуск воды стоит наравне с разрывами и повреждениями кипятильных, экранных, перегревательных труб и трещинами, отдулинами и вьшучинами в частях котлов.  [35]

Если имел место глубокий упуск воды в барабане, необходимо провести металлографические исследования образцов металла, подвергшегося перегреву. При изменении его структуры возможность дальнейшей эксплуатации котла должна решаться в органах котлонадзора с участием головного института и предприятия-изготовителя котла.  [37]

В целях предупреждения упуска воды из котла или переполнения его паровые котлы паропроизводитель-ностью от 2 т / ч и выше, согласно правилам Котлонадзора, снабжаются автоматическими сигнализаторами нижнего и верхнего уровней воды.  [38]

В котельной из-за глубокого упуска воды произошла авария парового котла ДКВР-10 / 13 В результате аварии повреждены экранные и кипятильные трубы котла с нарушением вальцовочных соединений.  [39]

Аварии, вызванные упуском воды, происходят из-за того, что операторы оставляют работающие котлы без надзора, или из-за неправильных их действий при обслуживании котлов.  [40]

Аварии, вызванные упуском воды, происходят как в случаях неисправности водоуказател-ытй арматуры, так и нз-за недобросовестности или недостаточной обученности обслуживающего персонала.  [41]

Развитие аварии с упуском воды и остановкой котла произошло из-за невозможности перехода на резервную линию; на отводе от нее к котлу была после ремонта оставлена заглушка, о иоторой персонал не знал.  [43]

Какую опасность представляет собой упуск воды и перепитка котла.  [44]

Для защиты котла от упуска воды в уровнемерной колонке устанавливается датчик нижнего аварийного уровня Э4, который включается в цепь питания реле Р12, Аварийное понижение уровня воды сопровождается разрывом цепи питания реле Р12, катушка реле обесточивается, срабатывает схема защиты, реле Р9, Р14 обесточиваются, прекращается подача топлива и отключается питательный насос.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Упуск воды

Обновлено 06.03.2012 19:07 Автор: Administrator 03.03.2012 18:40

Упуск воды

Какое бы настроение не было у Вас и у ваших друзей, вы всегда можете купить подарок к любым праздникам

В нашем магазине вы всегда можете и подгузники купить и сделать своего ребенка счастливым

vkotle.ru

Билет № 16 Тесты по экзаменационным билетам оператора котельных

Билет № 16 Тесты оператора котельных

    Инструкция

• Выберите один из вариантов в каждом из 5 вопросов;
• Нажмите на кнопку "Показать результат";
• Скрипт не покажет результат, пока Вы не ответите на все вопросы;
• Загляните в окно рядом с номером задания. Если ответ правильный, то там (+). Если Вы ошиблись, там (-).
• За каждый правильный ответ начисляется 1 балл;
• Оценки: менее 2.5 баллов - НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО, от 2.5 но менее 3.75 - УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО, 3.75 и менее 5 - ХОРОШО, 5 - ОТЛИЧНО;
• Чтобы сбросить результат тестирования, нажать кнопку "Сбросить ответы";

1. Действия оператора при перепитке и упуске воды в котле. При упуске закрыть дренажи и продувку. Довести уровень воды до требуемой Сообщить ответственному Найти неисправность
2. Какие требования предъявляются к дренажам паропровода котла? На паропроводе котла должно быть не менее одного дренажа Необходимое количество дренажей определяется при эксплуатации котла Дренажи на паропроводе котла не требуются, если котел оборудован продувочным трубопроводом На всех участках паропровода, которые могут быть отключены запорными органами, должны быть устроены дренажи, обеспечивающие отвод конденсата Отвод конденсата из паропровода котла должен осуществляться автоматически
3. Какие места в котельной должны быть оборудованы аварийным освещением? Фронт котлов, а также проходы между котлами, сзади котлов и над котлами. щиты и пульты управления Водоуказательные и измерительные приборы, зольные помещения, вентиляторные площади Дымососные площадки и помещения для баков и деаэфронов, площадки и лестницы котлов Оборудование водоподготовки и насосные помещения Все перечисленные места
4. Требования безопасности при обслуживании топок котлов. До начала проведения каких-либо работ, а также перед осмотром или ремонтом элементов, работающих под давлением, проверить отключение котла от всех трубопроводов и газопровода с установкой штатных заглушек. Воду из элементов ремонтируемого котла следует удалить по указанию мастера котельной Выполнение работ внутри топки и газоходов должно производиться только при t0С не выше 450С по письменному распоряжению (наряду-допуску) мастера котельной после соответствующей проверки места работы. Пребывание внутри котла при этих температурах не должно превышать 20 мин. Все перечисленное
5. Причины разрыва экранных и конвективных труб котла Коррозия труб, системы котла. Плохая сварка швов Нарушения в эксплуатации

ohrana-truda11.ru

автомат защиты парового котла от упуска воды - патент РФ 2295669

Изобретение предназначено для защиты парового котла от аварии и может быть использовано в теплоэнергетики. Автомат защиты парового котла содержит цилиндрический сосуд, расположенный над пароводяным барабаном, корпус разобщительного клапана с трубопроводом подвода пара к механизму отключения подвода топлива, трубопровод подвода пара в сосуд с нижней оконечностью, имеющей сообщение с пароводяным барабаном на уровне несколько выше среза его опускных труб, трубопровод слива воды из сосуда с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном. Верхний кольцевой фланец сосуда сопряжен с корпусом разобщительного клапана, нижний фланец сосуда сопряжен с внутренним соосным цилиндром. Трубопровод подвода пара в сосуд установлен на его нижнем фланце, встроен в сосуд по оси сосуда и в своей верхней оконечности трубопровод выполнен с закрытым торцом, размещенным несколько выше уровня верхнего фланца сосуда в полости корпуса разобщительного клапана, и радиальными отверстиями в трубопроводе, расположенными вблизи его закрытого торца. В нижней оконечности к трубопроводу подвода пара примыкает трубопровод в виде опускного и подъемного колен, образующих тепловой затвор. Нижняя оконечность опускного колена своим изгибом размещена несколько выше верхнего уровня воды в пароводяном барабане, верхняя оконечность подъемного колена своим изгибом размещена несколько выше середины высоты сосуда, нижняя оконечность подъемного колена встроена в пароводяной барабан. Подъемное колено снабжено с внешней стороны пароводяного барабана наружным оребрением протяженностью от своей верхней оконечности до пароводяного барабана, нижняя оконечность подъемного колена в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана снабжена изоляционной рубашкой и размещена в изолированном чашеобразном патрубке, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра колена, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы на половину ее диаметра и с расположением верхнего среза патрубка на уровне нижнего уровня воды в пароводяном барабане; трубопровод слива воды из сосуда сообщен с нижней оконечностью полости внутреннего цилиндра. Нижняя оконечность опускного колена сообщена с верхней частью пароводяного барабана. Изобретение обеспечивает безопасность работы котла при упуске воды с улучшением надежности и упрощением автомата. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2295669

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а конкретно к котлостроению, и предназначено для защиты парового котла от аварии, связанной с упуском воды. Может быть использовано в судовых и стационарных котельных установках с паровыми котлами.

Известны автоматические системы защиты паровых котлов по нижнему аварийному уровню воды (Д.X.Милтон, Р.М.Лич. Судовые паровые котлы. М: Транспорт, 1985, с.187-188, 207-208), содержащие датчик, установленный в камере во внутренней полости котла либо в наружном устройстве, соединенном с паровой и водяной полостями коллектора, и клапан, сообщенный со свистком и механизмом отключения подачи топлива к форсункам котла. Датчик выполнен в виде поплавка. При снижении уровня воды до предельного клапан под действием поплавка открывается, обеспечивая поступление пара для подачи звукового сигнала и привода исполнительного механизма отключения топлива.

Недостатками известных автоматических систем защиты котла от упуска воды являются: низкая эффективность предотвращения пережога котла и недостаточная надежность; сложность проверки технического состояния, связанная с необходимостью вывода котла из действия; проверка действия системы в процессе работы котла опасна, поскольку требует снижения уровня воды до проверяемого значения - предельно допустимого, когда возможно нарушение циркуляции и недопустимый перегрев поверхности теплообмена. Все это снижает надежность срабатывания автоматических систем защиты котлов в чрезвычайной ситуации и увеличивает вероятность выхода котлов из строя.

Известен автомат защиты парового котла от упуска воды, являющийся прототипом (Сень Л.И., Чугуевский А.Ф., Агаджанов З.Р., Сень А.Л. Автомат безопасности парового котла. Патент №21191117. Бюл. №26 от 20.09.98), содержащий горизонтальный цилиндрический сосуд с коаксиально размещенными в нем полыми цилиндрами, расположенный над пароводяным барабаном, корпус разобщительного клапана с импульсным трубопроводом подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла, трубопровод подвода пара в сосуд с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном на уровне несколько выше среза его опускных труб, трубопровод слива воды из сосуда с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном на уровне его нижней кромки.

Недостатками известного автомата-прототипа защиты парового котла от упуска воды, проявившими себя в его изготовлении и эксплуатации, являются:

- сравнительно высокая металлоемкость и экономические затраты изготовления автомата;

- горизонтальное расположение сосуда при работе автомата сопровождается образованием термических напряжений в сосуде, поскольку при подводе пара в верхнюю часть сосуда верхняя часть стенки цилиндрической обечайки нагревается, а нижняя часть сосуда остается холодной. При этом в верхней части обечайки возникают напряжения сжатия, а в нижней части - напряжения растяжения, что не исключает в процессе эксплуатации образование трещин в сосуде с выходом его из работоспособного состояния;

- оснащение автомата двумя техническими устройствами в виде совокупности сосуда и набора полых цилиндров усложняет его устройство и зону внутреннего и внешнего обслуживания;

- недостаточная надежность срабатывания автомата, поскольку не исключается циркуляция котловой горячей воды в верхнюю часть сосуда через набор полых цилиндров при опускном движении холодной воды из сосуда в пароводяной барабан котла (наличие естественной циркуляции воды за счет разности плотностей при наличии разности температур). В этом случае набор полых цилиндров при близких значениях температур может не обеспечить срабатывание автомата при достижении предельного уровня воды в пароводяном барабане. Кроме того, наличие естественной циркуляции во всех элементах устройства увеличивает тепловые потери котла в окружающее пространство и снижает его КПД;

- низкая надежность удержания столба воды в трубопроводе подвода пара к сосуду в пределах пароводяного барабана, поскольку столб воды в трубопроводе нагрет до температуры, близкой насыщению. При равенстве температур в трубопроводе и пароводяном барабане сохранение столба воды в трубопроводе не представляется возможным, что может привести к ложному срабатыванию автомата при нормальном уровне воды в пароводяном барабане, при этом снижается или исключается надежность работы автомата;

- возможна пульсационная работа автомата, определяемая тем, что при некотором сливе воды из сосуда может происходить увеличение уровня воды в пароводяном барабане с последующим перекрытием нижнего среза трубопровода подвода пара в сосуд. В этом случае слив воды из сосуда прекратится и при работе котла уровень воды в пароводяном барабане снова снизится и произойдет повторное поступление пара в сосуд со сливом воды. Такого рода пульсационные режимы работы автомата не обеспечат его надежную работу.

Таким образом, автомат-прототип защиты парового котла от упуска воды не обеспечивает высокую надежность работы котельной установки, технологическую простоту и приемлемые финансовые затраты в его изготовлении.

Технической задачей предлагаемого автомата защиты парового котла от упуска воды является устранение указанных недостатков, а именно упрощение устройства, снижение металлоемкости и стоимости изготовления с обеспечением высокой надежности работы автомата при повышении надежности работы котельной установки.

Это достигается тем, что в автомате защиты парового котла от упуска воды, включающем цилиндрический сосуд, расположенный над пароводяным барабаном, корпус разобщительного клапана с трубопроводом подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла, трубопровод подвода пара в сосуд с нижней оконечностью, имеющей сообщение с пароводяным барабаном на уровне несколько выше среза его опускных труб, трубопровод слива воды из сосуда с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном, ось цилиндрического сосуда расположена вертикально, и последний снабжен горизонтальными верхним кольцевым и нижним съемными фланцами. Верхний кольцевой фланец сосуда с наружной стороны по оси сосуда сопряжен с корпусом разобщительного клапана. Нижний фланец сосуда с внутренней стороны сопряжен со встроенным в него внутренним соосным цилиндром, открытый верхний торец которого размещен на уровне несколько ниже верхнего кольцевого фланца сосуда с образованием внутренней и внешней полостей сосуда, а нижняя оконечность которого снабжена сквозным отверстием на уровне несколько выше нижнего фланца сосуда. Трубопровод подвода пара в сосуд установлен на его нижнем фланце, встроен в сосуд по оси сосуда и в своей верхней оконечности трубопровод выполнен с закрытым торцом, размещенным несколько выше уровня верхнего фланца сосуда в полости корпуса разобщительного клапана, и радиальными отверстиями в трубопроводе, расположенными вблизи его закрытого торца. В нижней оконечности к трубопроводу подвода пара на нижнем фланце сосуда примыкает трубопровод в виде опускного и подъемного колен, образующих тепловой затвор, при этом нижняя оконечность опускного колена своим изгибом размещена несколько выше верхнего уровня воды в пароводяном барабане, а верхняя оконечность подъемного колена своим изгибом размещена несколько выше середины высоты сосуда. Нижняя оконечность подъемного колена встроена в пароводяной барабан, подъемное колено снабжено с внешней стороны пароводяного барабана наружным оребрением протяженностью от своей верхней оконечности до пароводяного барабана, а нижняя оконечность подъемного колена в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана снабжена изоляционной рубашкой и размещена в изолированном чашеобразном патрубке, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра трубы колена, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы на половину ее диаметра. Верхний срез патрубка размещен на уровне нижнего уровня воды в пароводяном барабане. Трубопровод слива воды из сосуда в своей верхней оконечности через нижний фланец сосуда сообщен с нижней оконечностью полости внутреннего цилиндра. Шток разобщительного клапана сопряжен посредством некоторого зазора с закрытым торцом трубопровода подвода пара, а его подклапанная полость через запорный клапан сообщена с атмосферой, и нижняя оконечность опускного колена вблизи изгиба сообщена через запорный клапан с верхней частью пароводяного барабана. При этом целесообразно такое выполнение автомата защиты, при котором диаметр сосуда в 8-10 раз больше диаметра питательного трубопровода котла, а высота сосуда составляет не менее 1 метра. Не менее целесообразно выполнение, при котором диаметры трубопроводов подвода пара и слива воды выполнены с диаметрами, равными диаметру питательного трубопровода котла. В частном случае внутренний соосный цилиндр предпочтительно выполнить с внутренним диаметром в 2-3 раза меньше диаметра цилиндрического сосуда, а сквозное отверстие внутреннего соосного цилиндра может иметь диаметр в 2-3 раза меньше диаметра трубопроводов подвода пара и слива воды. Эксплуатационно оправдано выполнение, при котором трубопровод подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла дополнительно подключен к механизму прекращения отвода пара от котла и к паровому свистку.

Предложенный автомат защиты парового котла и совокупность элементов обеспечивают упрощение и повышение надежности автомата и надежности работы котельной установки с предотвращением упуска воды путем подпитки котла с сигнализацией срабатывания автомата и прекращением подачи топлива в котел и отвода пара от котла к потребителям.

Так, в частности:

1. Ориентирование оси цилиндрического сосуда в вертикальном направлении с подводом пара в верхнюю часть сосуда обеспечивает равномерное нагревание металла верхней части сосуда и внутреннего соосного цилиндра со свободным удлинением от нагрева в вертикальном направлении, что исключает возникновение осевых и изгибных напряжений в стенках сосуда и цилиндра.

2. Оснащение сосуда съемными верхним кольцевым и нижним фланцами, на которых закреплены, соответственно, корпус разобщительного клапана с импульсным трубопроводом подвода пара к механизмам прекращения подачи топлива и отвода пара к потребителям теплоты и к паровому свистку и внутренний соосный цилиндр с трубопроводами подвода пара и слива воды, упрощает устройство и доступность зоны внешнего и внутреннего осмотра и обслуживания.

3. Оснащение нижней оконечности трубопровода подвода пара на нижнем фланце сосуда дополнительно трубопроводом в виде опускного и подъемного колен, образующих тепловой затвор, препятствует естественной циркуляции котловой воды через полости сосуда, поскольку более нагретая и менее плотная вода в подъемном колене не будет опускаться в опускное колено с более холодной и плотной водой. При этом снижаются тепловые потери котла в окружающее пространство.

4. Снабжение верхней оконечности подъемного колена с внешней стороны пароводяного барабана наружным оребрением протяженностью от своей верхней оконечности до пароводяного барабана и нижней оконечности подъемного колена в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана изоляционной рубашкой позволяет создать локальную циркуляцию котловой воды только в пределах верхней и нижней оконечности подъемного колена. Такая циркуляция обеспечивает охлаждение котловой воды в пределах нижней оконечности подъемного колена, размещенной внутри пароводяного барабана, и ее недогрев до температуры насыщения, что обеспечивает удержание столба воды в подъемном колене и надежность срабатывания автомата.

5. Размещение нижней оконечности подъемного колена в изолированном чашеобразном патрубке, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра колена, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы на половину ее диаметра и расположением верхнего среза патрубка на уровне нижнего уровня воды в пароводяном барабане позволяет, во-первых, уменьшить нагрев котловой воды в нижней оконечности подъемного колена с увеличением надежности удержания столба воды в подъемном колене, а во-вторых, исключить возможность пульсационного режима подвода воды в пароводяной барабан из сосуда, поскольку при сливе воды из сосуда в пароводяной барабан перекрытие нижней оконечности подъемного колена произойдет только после достижения нижнего уровня воды в пароводяном барабане, для чего необходимо поднять уровень воды выше верхнего среза патрубка и обеспечить полный слив воды из сосуда.

6. Подвод пара дополнительно к механизму прекращения отвода пара от котла, при срабатывании автомата в совокупности с отверстием перепуска воды из внешней во внутреннюю полость сосуда, позволяет уменьшить снижение уровня воды в пароводяном барабане и обеспечить дополнительно надежность работы котла за счет исключения выхода уровня воды в барабане за пределы видимой части водомерной колонки.

7. Выполнение диаметра сосуда несколько большим 8-10 диаметров питательного трубопровода и высоты несколько более 1 метра существенно снижает металлоемкость и стоимость автомата.

Таким образом, обеспечивается достижение поставленной задачи - упрощение устройства, снижение металлоемкости и стоимости изготовления с обеспечением высокой надежности работы автомата защиты котла от упуска воды и с повышением надежности работы котельной установки.

Предлагаемый автомат защиты парового котла от упуска воды поясняется иллюстрацией на чертеже, где представлена схема устройства его элементов.

Автомат защиты парового котла от упуска воды содержит вертикально ориентированный сосуд 1 с горизонтальными верхним кольцевым 2 и нижним 3 съемными фланцами. Верхний кольцевой фланец 2 с наружной стороны сопряжен с корпусом 4 разобщительного клапана 5. В корпусе 4 выше клапана расположена полость 6 с нажимной пружиной 7, сообщенная с импульсным трубопроводом 8 подвода пара механизму отключения подвода топлива к форсункам котла, к механизму прекращения отвода пара от котла и к паровому свистку (механизмы и свисток не показаны). В корпусе 4 ниже клапана 5 расположена полость 9, верхняя часть которой снабжена патрубком 10 выпуска воздуха из сосуда 1.

На нижнем фланце 3 с внутренней стороны сосуда 1 установлен соосный полый внутренний цилиндр 11, открытый верхний торец которого имеет возможность свободного теплового расширения и удлинения и размещен на уровне несколько ниже верхнего кольцевого фланца 2, образуя внутреннюю полость 12 и внешнюю полость 13 и обеспечивая их сообщение на верхнем уровне торца цилиндра 11. Нижняя оконечность внутреннего цилиндра 11 на уровне несколько выше нижнего фланца 3 снабжена сквозным отверстием 14, сообщающим между собой нижнее пространство полостей 12 и 13.

По оси сосуда 1 в нем, на его нижнем фланце 3, установлен трубопровод 15 подвода пара в сосуд с закрытым торцом трубопровода в верхней оконечности, размещенным несколько выше уровня верхнего кольцевого фланца 2, снабженного радиальными отверстиями 16 в трубопроводе, размещенными вблизи его торца. Шток 17 разобщительного клапана 5 примыкает с некоторым рабочим зазором к закрытому торцу трубопровода подвода пара 15.

В нижней оконечности трубопровод 15 через нижний фланец 3 сообщен с его опускным 18 и подъемным 19 коленами, образующими в совокупности тепловой затвор автомата. Нижняя оконечность опускного колена 18 своим изгибом размещена несколько выше верхнего уровня воды (ВУВ) в пароводяном барабане 20, а верхняя оконечность подъемного колена 19 своим изгибом размещена несколько выше середины высоты сосуда 1, а само подъемное колено 19 своей нижней оконечностью встроено в пароводяной барабан 20 и с внешней стороны барабана 20 снабжено наружным оребрением 21 протяженностью от верхней оконечности колена 19 до барабана 20. Нижняя оконечность подъемного колена 19 в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана 20 снабжена изоляционной рубашкой 22 и размещена в изолированном чашеобразном патрубке 23, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра трубы подъемного колена 19, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы колена на половину ее диаметра. Верхний срез чашеобразного патрубка 23 размещен на уровне нижнего уровня воды (НУВ) в барабане 20. Нижний срез подъемного колена 19 расположен на уровне, несколько превышающем срез опускных труб (не показаны) барабана 20, т.е. на уровне нижнего аварийного уровня воды (НАУВ) в барабане 20.

Сосуд 1 снабжен трубопроводом слива воды 24 из сосуда, выполненным в виде колена, в верхней оконечности сопряженным с нижним фланцем 3 и сообщенным с нижней оконечностью полости 12. В нижней оконечности трубопровод слива 24 через запорный клапан 25 сообщен с барабаном 20 на уровне несколько ниже нижнего уровня воды.

Диаметр сосуда 1 в 8-10 раз больше диаметра питательного трубопровода котла (не показан), высота сосуда не менее 1 метра. Диаметры трубопроводов подвода пара 15 с коленами 18 и 19 и слива воды 24 равны диаметру питательного трубопровода котла. Диаметр внутреннего цилиндра 11 в 2-3 раза меньше диаметра сосуда 1, а диаметр отверстия 14 в 2-3 раза меньше диаметра трубопроводов подвода пара 15 и слива воды 24.

Автомат сообщен с пароводяным барабаном 20 посредством упомянутого запорного клапана 25, отсечного клапана 26 и запорного парового клапана 27.

Автомат защиты парового котла от упуска воды используют следующим образом.

Перед запуском котла в работу производят регулировку автомата с установкой рабочего зазора между штоком 17 разобщительного клапана 5 и закрытым торцом трубопровода подвода пара 15 в пределах 0,2-0,3 мм. Для этого на уровне зазора в корпусе 4 выполнены технологические отверстия с уплотнительными пробками (не показаны). После запуска котла в работу открывают клапан (не показан) на патрубке выпуска воздуха 10, и сосуд 1 через полость 12 и открытый торец цилиндра 11 заполняется котловой водой под давлением пара котла. После заполнения сосуда водой клапан выпуска воздуха закрывают и в течение заданного промежутка времени (от 1 до 2 часов) происходит постепенное снижение температуры воды во всех полостях сосуда и самого сосуда 1. Вследствие одинаковости температуры охлаждаемой воды рабочий зазор между штоком 17 клапана 5 и закрытым торцом трубопровода 15 остается постоянным. При этом в верхней оконечности подъемного колена 19 за счет наружного оребрения 21 происходит охлаждение воды, которая за счет естественной циркуляции опускается в нижнюю оконечность подъемного колена 19 в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана 20. Поскольку нижняя оконечность колена 19 снабжена изоляционной рубашкой 22, то вода в нижней оконечности колена 19 остается недогретой до температуры насыщения, что обеспечивает удержание столба воды в подъемном колене. После охлаждения воды в сосуде до температуры на 50-60°С ниже температуры насыщения автомат приходит в рабочее состояние и способен к срабатыванию в случае снижения уровня воды в барабане до положения нижнего аварийного уровня воды (на чертеже обозначен как НАУВ).

При достижении уровня воды в барабане, соответствующего положению НАУВ и уровню среза нижней оконечности колена 19, пар котла начнет поступать через нижнюю и верхнюю оконечности подъемного колена 19, далее через опускную оконечность колена 18 и трубопровод 15 и его отверстия 16 в верхнюю оконечность сосуда 1. При этом вода из внутренней полости 12 будет за счет разности столбов воды в полости 12 и барабане 20 выливаться по трубопроводу 24 в пароводяной барабан 20, что обеспечит снижение уровня во внутренней полости 12 и нагрев трубопровода 15 до температуры насыщения. Спуск воды из внутренней полости 12 с нагревом трубопровода 15 при наличии воды во внешней полости 13, с относительно холодной внешней стенкой сосуда 1, приведет к удлинению трубопровода 15, исчезновению рабочего зазора между закрытым торцом трубопровода 15 и штоком 17 клапана 5, нажатию на шток 17 клапана 5 с пружиной 7, его перемещению и перепуском пара в полость 6. При этом через трубопровод 8 будет подан пар на свисток (сигнал о срабатывании автомата) и механизмы закрытия подачи топлива к форсункам котла и отключения отвода пара к потребителям. Произойдет выключение котла из работы. Медленное перетекание воды через отверстие 14 с поступлением ее из полости 13 в полость 12 и далее в пароводяной объем котла приведет к заполнению котла водой из сосуда 1 с некоторым повышением уровня в барабане 20 и нагревом внешней стенки сосуда 1. Нагрев внешней стенки сосуда 1 до температуры насыщения приведет к выравниванию температур трубопровода 15 и сосуда 1 с прекращением давления зарытого торца трубопровода 15 на шток 17 клапана 5. Клапан 5 под действие пружины 7 закроется, и прекратится поступление пара на свисток и механизмы закрытия подачи топлива и отключения отвода пара.

Новый ввод в действие автомата осуществляется автоматически при достижении уровня воды в барабане соответствующего положению НУВ и выше, при котором вода снова заполнит сосуд, а пар, оставшийся в сосуде после срабатывания автомата, сконденсируется при охлаждении сосуда. Последующее действие автомата по защите может произойти также после некоторого времени, необходимого для охлаждения воды в сосуде 1.

Таким образом, автомат защиты парового котла от упуска воды обеспечивает надежную защиту от аварии, связанной с пережогом труб поверхности теплообмена.

Проверка работоспособности автомата осуществляется открытием запорного парового клапана 27. При этом происходят все операции, рассмотренные выше, с подачей звукового сигнала, прекращением подачи топлива и отключением паровых потребителей. Закрытие клапана 27 приводит автомат в исходное рабочее состояние.

Обслуживание автомата в процессе эксплуатации котла сводится только к обеспечению плотности прилегания клапана 5 к своему посадочному гнезду и практически не отличается от обслуживания предохранительного клапана котла.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Автомат защиты парового котла от упуска воды, содержащий цилиндрический сосуд, расположенный над пароводяным барабаном, корпус разобщительного клапана с трубопроводом подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла, трубопровод подвода пара в сосуд с нижней оконечностью, имеющей сообщение с пароводяным барабаном на уровне несколько выше среза его опускных труб, трубопровод слива воды из сосуда с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном, отличающийся тем, что ось цилиндрического сосуда расположена вертикально и последний снабжен горизонтальными верхним кольцевым и нижним съемными фланцами, верхний кольцевой фланец сосуда с наружной стороны по оси сосуда сопряжен с корпусом разобщительного клапана, нижний фланец сосуда с внутренней стороны сопряжен со встроенным в него внутренним соосным цилиндром, открытый верхний торец которого размещен на уровне несколько ниже верхнего кольцевого фланца сосуда с образованием внутренней и внешней полостей сосуда, а нижняя оконечность которого снабжена сквозным отверстием на уровне несколько выше нижнего фланца сосуда; трубопровод подвода пара в сосуд установлен на его нижнем фланце, встроен в сосуд по оси сосуда и в своей верхней оконечности трубопровод выполнен с закрытым торцом, размещенным несколько выше уровня верхнего фланца сосуда в полости корпуса разобщительного клапана, и радиальными отверстиями в трубопроводе, расположенными вблизи его закрытого торца, а в нижней оконечности к трубопроводу подвода пара на нижнем фланце сосуда примыкает трубопровод в виде опускного и подъемного колен, образующих тепловой затвор, при этом нижняя оконечность опускного колена своим изгибом размещена несколько выше верхнего уровня воды в пароводяном барабане, верхняя оконечность подъемного колена своим изгибом размещена несколько выше середины высоты сосуда, нижняя оконечность подъемного колена встроена в пароводяной барабан, подъемное колено снабжено с внешней стороны пароводяного барабана наружным оребрением протяженностью от своей верхней оконечности до пароводяного барабана, нижняя оконечность подъемного колена в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана снабжена изоляционной рубашкой и размещена в изолированном чашеобразном патрубке, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра колена, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы на половину ее диаметра и с расположением верхнего среза патрубка на уровне нижнего уровня воды в пароводяном барабане; трубопровод слива воды из сосуда в своей верхней оконечности через нижний фланец сосуда сообщен с нижней оконечностью полости внутреннего цилиндра, шток разобщительного клапана сопряжен посредством некоторого зазора с закрытым торцом трубопровода подвода пара, а его подклапанная полость через запорный клапан сообщена с атмосферой и нижняя оконечность опускного колена вблизи изгиба сообщена через запорный клапан с верхней частью пароводяного барабана.

2. Автомат защиты парового котла от упуска воды по п.1, отличающийся тем, что цилиндрический сосуд выполнен с диаметром сосуда в 8-10 раз больше диаметра питательного трубопровода котла, а высота сосуда составляет не менее 1 м.

3. Автомат защиты парового котла от упуска воды по п.1, отличающийся тем, что трубопроводы подвода пара и слива воды выполнены с диаметрами, равными диаметру питательного трубопровода котла.

4. Автомат защиты парового котла от упуска воды по п.1, отличающийся тем, что внутренний соосный цилиндр выполнен с внутренним диаметром, в 2-3 раза меньшим диаметра цилиндрического сосуда, а сквозное отверстие внутреннего соосного цилиндра имеет диаметр в 2-3 раза меньше диаметра трубопроводов подвода пара и слива воды.

5. Автомат зашиты парового котла от упуска воды по п.1, отличающийся тем, что трубопровод подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла дополнительно подключен к механизму прекращения отвода пара от котла и к паровому свистку.

www.freepatent.ru

Автомат защиты парового котла от упуска воды

Изобретение предназначено для защиты парового котла от аварии и может быть использовано в теплоэнергетики. Автомат защиты парового котла содержит цилиндрический сосуд, расположенный над пароводяным барабаном, корпус разобщительного клапана с трубопроводом подвода пара к механизму отключения подвода топлива, трубопровод подвода пара в сосуд с нижней оконечностью, имеющей сообщение с пароводяным барабаном на уровне несколько выше среза его опускных труб, трубопровод слива воды из сосуда с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном. Верхний кольцевой фланец сосуда сопряжен с корпусом разобщительного клапана, нижний фланец сосуда сопряжен с внутренним соосным цилиндром. Трубопровод подвода пара в сосуд установлен на его нижнем фланце, встроен в сосуд по оси сосуда и в своей верхней оконечности трубопровод выполнен с закрытым торцом, размещенным несколько выше уровня верхнего фланца сосуда в полости корпуса разобщительного клапана, и радиальными отверстиями в трубопроводе, расположенными вблизи его закрытого торца. В нижней оконечности к трубопроводу подвода пара примыкает трубопровод в виде опускного и подъемного колен, образующих тепловой затвор. Нижняя оконечность опускного колена своим изгибом размещена несколько выше верхнего уровня воды в пароводяном барабане, верхняя оконечность подъемного колена своим изгибом размещена несколько выше середины высоты сосуда, нижняя оконечность подъемного колена встроена в пароводяной барабан. Подъемное колено снабжено с внешней стороны пароводяного барабана наружным оребрением протяженностью от своей верхней оконечности до пароводяного барабана, нижняя оконечность подъемного колена в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана снабжена изоляционной рубашкой и размещена в изолированном чашеобразном патрубке, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра колена, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы на половину ее диаметра и с расположением верхнего среза патрубка на уровне нижнего уровня воды в пароводяном барабане; трубопровод слива воды из сосуда сообщен с нижней оконечностью полости внутреннего цилиндра. Нижняя оконечность опускного колена сообщена с верхней частью пароводяного барабана. Изобретение обеспечивает безопасность работы котла при упуске воды с улучшением надежности и упрощением автомата. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а конкретно к котлостроению, и предназначено для защиты парового котла от аварии, связанной с упуском воды. Может быть использовано в судовых и стационарных котельных установках с паровыми котлами.

Известны автоматические системы защиты паровых котлов по нижнему аварийному уровню воды (Д.X.Милтон, Р.М.Лич. Судовые паровые котлы. М: Транспорт, 1985, с.187-188, 207-208), содержащие датчик, установленный в камере во внутренней полости котла либо в наружном устройстве, соединенном с паровой и водяной полостями коллектора, и клапан, сообщенный со свистком и механизмом отключения подачи топлива к форсункам котла. Датчик выполнен в виде поплавка. При снижении уровня воды до предельного клапан под действием поплавка открывается, обеспечивая поступление пара для подачи звукового сигнала и привода исполнительного механизма отключения топлива.

Недостатками известных автоматических систем защиты котла от упуска воды являются: низкая эффективность предотвращения пережога котла и недостаточная надежность; сложность проверки технического состояния, связанная с необходимостью вывода котла из действия; проверка действия системы в процессе работы котла опасна, поскольку требует снижения уровня воды до проверяемого значения - предельно допустимого, когда возможно нарушение циркуляции и недопустимый перегрев поверхности теплообмена. Все это снижает надежность срабатывания автоматических систем защиты котлов в чрезвычайной ситуации и увеличивает вероятность выхода котлов из строя.

Известен автомат защиты парового котла от упуска воды, являющийся прототипом (Сень Л.И., Чугуевский А.Ф., Агаджанов З.Р., Сень А.Л. Автомат безопасности парового котла. Патент №21191117. Бюл. №26 от 20.09.98), содержащий горизонтальный цилиндрический сосуд с коаксиально размещенными в нем полыми цилиндрами, расположенный над пароводяным барабаном, корпус разобщительного клапана с импульсным трубопроводом подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла, трубопровод подвода пара в сосуд с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном на уровне несколько выше среза его опускных труб, трубопровод слива воды из сосуда с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном на уровне его нижней кромки.

Недостатками известного автомата-прототипа защиты парового котла от упуска воды, проявившими себя в его изготовлении и эксплуатации, являются:

- сравнительно высокая металлоемкость и экономические затраты изготовления автомата;

- горизонтальное расположение сосуда при работе автомата сопровождается образованием термических напряжений в сосуде, поскольку при подводе пара в верхнюю часть сосуда верхняя часть стенки цилиндрической обечайки нагревается, а нижняя часть сосуда остается холодной. При этом в верхней части обечайки возникают напряжения сжатия, а в нижней части - напряжения растяжения, что не исключает в процессе эксплуатации образование трещин в сосуде с выходом его из работоспособного состояния;

- оснащение автомата двумя техническими устройствами в виде совокупности сосуда и набора полых цилиндров усложняет его устройство и зону внутреннего и внешнего обслуживания;

- недостаточная надежность срабатывания автомата, поскольку не исключается циркуляция котловой горячей воды в верхнюю часть сосуда через набор полых цилиндров при опускном движении холодной воды из сосуда в пароводяной барабан котла (наличие естественной циркуляции воды за счет разности плотностей при наличии разности температур). В этом случае набор полых цилиндров при близких значениях температур может не обеспечить срабатывание автомата при достижении предельного уровня воды в пароводяном барабане. Кроме того, наличие естественной циркуляции во всех элементах устройства увеличивает тепловые потери котла в окружающее пространство и снижает его КПД;

- низкая надежность удержания столба воды в трубопроводе подвода пара к сосуду в пределах пароводяного барабана, поскольку столб воды в трубопроводе нагрет до температуры, близкой насыщению. При равенстве температур в трубопроводе и пароводяном барабане сохранение столба воды в трубопроводе не представляется возможным, что может привести к ложному срабатыванию автомата при нормальном уровне воды в пароводяном барабане, при этом снижается или исключается надежность работы автомата;

- возможна пульсационная работа автомата, определяемая тем, что при некотором сливе воды из сосуда может происходить увеличение уровня воды в пароводяном барабане с последующим перекрытием нижнего среза трубопровода подвода пара в сосуд. В этом случае слив воды из сосуда прекратится и при работе котла уровень воды в пароводяном барабане снова снизится и произойдет повторное поступление пара в сосуд со сливом воды. Такого рода пульсационные режимы работы автомата не обеспечат его надежную работу.

Таким образом, автомат-прототип защиты парового котла от упуска воды не обеспечивает высокую надежность работы котельной установки, технологическую простоту и приемлемые финансовые затраты в его изготовлении.

Технической задачей предлагаемого автомата защиты парового котла от упуска воды является устранение указанных недостатков, а именно упрощение устройства, снижение металлоемкости и стоимости изготовления с обеспечением высокой надежности работы автомата при повышении надежности работы котельной установки.

Это достигается тем, что в автомате защиты парового котла от упуска воды, включающем цилиндрический сосуд, расположенный над пароводяным барабаном, корпус разобщительного клапана с трубопроводом подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла, трубопровод подвода пара в сосуд с нижней оконечностью, имеющей сообщение с пароводяным барабаном на уровне несколько выше среза его опускных труб, трубопровод слива воды из сосуда с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном, ось цилиндрического сосуда расположена вертикально, и последний снабжен горизонтальными верхним кольцевым и нижним съемными фланцами. Верхний кольцевой фланец сосуда с наружной стороны по оси сосуда сопряжен с корпусом разобщительного клапана. Нижний фланец сосуда с внутренней стороны сопряжен со встроенным в него внутренним соосным цилиндром, открытый верхний торец которого размещен на уровне несколько ниже верхнего кольцевого фланца сосуда с образованием внутренней и внешней полостей сосуда, а нижняя оконечность которого снабжена сквозным отверстием на уровне несколько выше нижнего фланца сосуда. Трубопровод подвода пара в сосуд установлен на его нижнем фланце, встроен в сосуд по оси сосуда и в своей верхней оконечности трубопровод выполнен с закрытым торцом, размещенным несколько выше уровня верхнего фланца сосуда в полости корпуса разобщительного клапана, и радиальными отверстиями в трубопроводе, расположенными вблизи его закрытого торца. В нижней оконечности к трубопроводу подвода пара на нижнем фланце сосуда примыкает трубопровод в виде опускного и подъемного колен, образующих тепловой затвор, при этом нижняя оконечность опускного колена своим изгибом размещена несколько выше верхнего уровня воды в пароводяном барабане, а верхняя оконечность подъемного колена своим изгибом размещена несколько выше середины высоты сосуда. Нижняя оконечность подъемного колена встроена в пароводяной барабан, подъемное колено снабжено с внешней стороны пароводяного барабана наружным оребрением протяженностью от своей верхней оконечности до пароводяного барабана, а нижняя оконечность подъемного колена в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана снабжена изоляционной рубашкой и размещена в изолированном чашеобразном патрубке, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра трубы колена, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы на половину ее диаметра. Верхний срез патрубка размещен на уровне нижнего уровня воды в пароводяном барабане. Трубопровод слива воды из сосуда в своей верхней оконечности через нижний фланец сосуда сообщен с нижней оконечностью полости внутреннего цилиндра. Шток разобщительного клапана сопряжен посредством некоторого зазора с закрытым торцом трубопровода подвода пара, а его подклапанная полость через запорный клапан сообщена с атмосферой, и нижняя оконечность опускного колена вблизи изгиба сообщена через запорный клапан с верхней частью пароводяного барабана. При этом целесообразно такое выполнение автомата защиты, при котором диаметр сосуда в 8-10 раз больше диаметра питательного трубопровода котла, а высота сосуда составляет не менее 1 метра. Не менее целесообразно выполнение, при котором диаметры трубопроводов подвода пара и слива воды выполнены с диаметрами, равными диаметру питательного трубопровода котла. В частном случае внутренний соосный цилиндр предпочтительно выполнить с внутренним диаметром в 2-3 раза меньше диаметра цилиндрического сосуда, а сквозное отверстие внутреннего соосного цилиндра может иметь диаметр в 2-3 раза меньше диаметра трубопроводов подвода пара и слива воды. Эксплуатационно оправдано выполнение, при котором трубопровод подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла дополнительно подключен к механизму прекращения отвода пара от котла и к паровому свистку.

Предложенный автомат защиты парового котла и совокупность элементов обеспечивают упрощение и повышение надежности автомата и надежности работы котельной установки с предотвращением упуска воды путем подпитки котла с сигнализацией срабатывания автомата и прекращением подачи топлива в котел и отвода пара от котла к потребителям.

Так, в частности:

1. Ориентирование оси цилиндрического сосуда в вертикальном направлении с подводом пара в верхнюю часть сосуда обеспечивает равномерное нагревание металла верхней части сосуда и внутреннего соосного цилиндра со свободным удлинением от нагрева в вертикальном направлении, что исключает возникновение осевых и изгибных напряжений в стенках сосуда и цилиндра.

2. Оснащение сосуда съемными верхним кольцевым и нижним фланцами, на которых закреплены, соответственно, корпус разобщительного клапана с импульсным трубопроводом подвода пара к механизмам прекращения подачи топлива и отвода пара к потребителям теплоты и к паровому свистку и внутренний соосный цилиндр с трубопроводами подвода пара и слива воды, упрощает устройство и доступность зоны внешнего и внутреннего осмотра и обслуживания.

3. Оснащение нижней оконечности трубопровода подвода пара на нижнем фланце сосуда дополнительно трубопроводом в виде опускного и подъемного колен, образующих тепловой затвор, препятствует естественной циркуляции котловой воды через полости сосуда, поскольку более нагретая и менее плотная вода в подъемном колене не будет опускаться в опускное колено с более холодной и плотной водой. При этом снижаются тепловые потери котла в окружающее пространство.

4. Снабжение верхней оконечности подъемного колена с внешней стороны пароводяного барабана наружным оребрением протяженностью от своей верхней оконечности до пароводяного барабана и нижней оконечности подъемного колена в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана изоляционной рубашкой позволяет создать локальную циркуляцию котловой воды только в пределах верхней и нижней оконечности подъемного колена. Такая циркуляция обеспечивает охлаждение котловой воды в пределах нижней оконечности подъемного колена, размещенной внутри пароводяного барабана, и ее недогрев до температуры насыщения, что обеспечивает удержание столба воды в подъемном колене и надежность срабатывания автомата.

5. Размещение нижней оконечности подъемного колена в изолированном чашеобразном патрубке, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра колена, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы на половину ее диаметра и расположением верхнего среза патрубка на уровне нижнего уровня воды в пароводяном барабане позволяет, во-первых, уменьшить нагрев котловой воды в нижней оконечности подъемного колена с увеличением надежности удержания столба воды в подъемном колене, а во-вторых, исключить возможность пульсационного режима подвода воды в пароводяной барабан из сосуда, поскольку при сливе воды из сосуда в пароводяной барабан перекрытие нижней оконечности подъемного колена произойдет только после достижения нижнего уровня воды в пароводяном барабане, для чего необходимо поднять уровень воды выше верхнего среза патрубка и обеспечить полный слив воды из сосуда.

6. Подвод пара дополнительно к механизму прекращения отвода пара от котла, при срабатывании автомата в совокупности с отверстием перепуска воды из внешней во внутреннюю полость сосуда, позволяет уменьшить снижение уровня воды в пароводяном барабане и обеспечить дополнительно надежность работы котла за счет исключения выхода уровня воды в барабане за пределы видимой части водомерной колонки.

7. Выполнение диаметра сосуда несколько большим 8-10 диаметров питательного трубопровода и высоты несколько более 1 метра существенно снижает металлоемкость и стоимость автомата.

Таким образом, обеспечивается достижение поставленной задачи - упрощение устройства, снижение металлоемкости и стоимости изготовления с обеспечением высокой надежности работы автомата защиты котла от упуска воды и с повышением надежности работы котельной установки.

Предлагаемый автомат защиты парового котла от упуска воды поясняется иллюстрацией на чертеже, где представлена схема устройства его элементов.

Автомат защиты парового котла от упуска воды содержит вертикально ориентированный сосуд 1 с горизонтальными верхним кольцевым 2 и нижним 3 съемными фланцами. Верхний кольцевой фланец 2 с наружной стороны сопряжен с корпусом 4 разобщительного клапана 5. В корпусе 4 выше клапана расположена полость 6 с нажимной пружиной 7, сообщенная с импульсным трубопроводом 8 подвода пара механизму отключения подвода топлива к форсункам котла, к механизму прекращения отвода пара от котла и к паровому свистку (механизмы и свисток не показаны). В корпусе 4 ниже клапана 5 расположена полость 9, верхняя часть которой снабжена патрубком 10 выпуска воздуха из сосуда 1.

На нижнем фланце 3 с внутренней стороны сосуда 1 установлен соосный полый внутренний цилиндр 11, открытый верхний торец которого имеет возможность свободного теплового расширения и удлинения и размещен на уровне несколько ниже верхнего кольцевого фланца 2, образуя внутреннюю полость 12 и внешнюю полость 13 и обеспечивая их сообщение на верхнем уровне торца цилиндра 11. Нижняя оконечность внутреннего цилиндра 11 на уровне несколько выше нижнего фланца 3 снабжена сквозным отверстием 14, сообщающим между собой нижнее пространство полостей 12 и 13.

По оси сосуда 1 в нем, на его нижнем фланце 3, установлен трубопровод 15 подвода пара в сосуд с закрытым торцом трубопровода в верхней оконечности, размещенным несколько выше уровня верхнего кольцевого фланца 2, снабженного радиальными отверстиями 16 в трубопроводе, размещенными вблизи его торца. Шток 17 разобщительного клапана 5 примыкает с некоторым рабочим зазором к закрытому торцу трубопровода подвода пара 15.

В нижней оконечности трубопровод 15 через нижний фланец 3 сообщен с его опускным 18 и подъемным 19 коленами, образующими в совокупности тепловой затвор автомата. Нижняя оконечность опускного колена 18 своим изгибом размещена несколько выше верхнего уровня воды (ВУВ) в пароводяном барабане 20, а верхняя оконечность подъемного колена 19 своим изгибом размещена несколько выше середины высоты сосуда 1, а само подъемное колено 19 своей нижней оконечностью встроено в пароводяной барабан 20 и с внешней стороны барабана 20 снабжено наружным оребрением 21 протяженностью от верхней оконечности колена 19 до барабана 20. Нижняя оконечность подъемного колена 19 в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана 20 снабжена изоляционной рубашкой 22 и размещена в изолированном чашеобразном патрубке 23, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра трубы подъемного колена 19, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы колена на половину ее диаметра. Верхний срез чашеобразного патрубка 23 размещен на уровне нижнего уровня воды (НУВ) в барабане 20. Нижний срез подъемного колена 19 расположен на уровне, несколько превышающем срез опускных труб (не показаны) барабана 20, т.е. на уровне нижнего аварийного уровня воды (НАУВ) в барабане 20.

Сосуд 1 снабжен трубопроводом слива воды 24 из сосуда, выполненным в виде колена, в верхней оконечности сопряженным с нижним фланцем 3 и сообщенным с нижней оконечностью полости 12. В нижней оконечности трубопровод слива 24 через запорный клапан 25 сообщен с барабаном 20 на уровне несколько ниже нижнего уровня воды.

Диаметр сосуда 1 в 8-10 раз больше диаметра питательного трубопровода котла (не показан), высота сосуда не менее 1 метра. Диаметры трубопроводов подвода пара 15 с коленами 18 и 19 и слива воды 24 равны диаметру питательного трубопровода котла. Диаметр внутреннего цилиндра 11 в 2-3 раза меньше диаметра сосуда 1, а диаметр отверстия 14 в 2-3 раза меньше диаметра трубопроводов подвода пара 15 и слива воды 24.

Автомат сообщен с пароводяным барабаном 20 посредством упомянутого запорного клапана 25, отсечного клапана 26 и запорного парового клапана 27.

Автомат защиты парового котла от упуска воды используют следующим образом.

Перед запуском котла в работу производят регулировку автомата с установкой рабочего зазора между штоком 17 разобщительного клапана 5 и закрытым торцом трубопровода подвода пара 15 в пределах 0,2-0,3 мм. Для этого на уровне зазора в корпусе 4 выполнены технологические отверстия с уплотнительными пробками (не показаны). После запуска котла в работу открывают клапан (не показан) на патрубке выпуска воздуха 10, и сосуд 1 через полость 12 и открытый торец цилиндра 11 заполняется котловой водой под давлением пара котла. После заполнения сосуда водой клапан выпуска воздуха закрывают и в течение заданного промежутка времени (от 1 до 2 часов) происходит постепенное снижение температуры воды во всех полостях сосуда и самого сосуда 1. Вследствие одинаковости температуры охлаждаемой воды рабочий зазор между штоком 17 клапана 5 и закрытым торцом трубопровода 15 остается постоянным. При этом в верхней оконечности подъемного колена 19 за счет наружного оребрения 21 происходит охлаждение воды, которая за счет естественной циркуляции опускается в нижнюю оконечность подъемного колена 19 в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана 20. Поскольку нижняя оконечность колена 19 снабжена изоляционной рубашкой 22, то вода в нижней оконечности колена 19 остается недогретой до температуры насыщения, что обеспечивает удержание столба воды в подъемном колене. После охлаждения воды в сосуде до температуры на 50-60°С ниже температуры насыщения автомат приходит в рабочее состояние и способен к срабатыванию в случае снижения уровня воды в барабане до положения нижнего аварийного уровня воды (на чертеже обозначен как НАУВ).

При достижении уровня воды в барабане, соответствующего положению НАУВ и уровню среза нижней оконечности колена 19, пар котла начнет поступать через нижнюю и верхнюю оконечности подъемного колена 19, далее через опускную оконечность колена 18 и трубопровод 15 и его отверстия 16 в верхнюю оконечность сосуда 1. При этом вода из внутренней полости 12 будет за счет разности столбов воды в полости 12 и барабане 20 выливаться по трубопроводу 24 в пароводяной барабан 20, что обеспечит снижение уровня во внутренней полости 12 и нагрев трубопровода 15 до температуры насыщения. Спуск воды из внутренней полости 12 с нагревом трубопровода 15 при наличии воды во внешней полости 13, с относительно холодной внешней стенкой сосуда 1, приведет к удлинению трубопровода 15, исчезновению рабочего зазора между закрытым торцом трубопровода 15 и штоком 17 клапана 5, нажатию на шток 17 клапана 5 с пружиной 7, его перемещению и перепуском пара в полость 6. При этом через трубопровод 8 будет подан пар на свисток (сигнал о срабатывании автомата) и механизмы закрытия подачи топлива к форсункам котла и отключения отвода пара к потребителям. Произойдет выключение котла из работы. Медленное перетекание воды через отверстие 14 с поступлением ее из полости 13 в полость 12 и далее в пароводяной объем котла приведет к заполнению котла водой из сосуда 1 с некоторым повышением уровня в барабане 20 и нагревом внешней стенки сосуда 1. Нагрев внешней стенки сосуда 1 до температуры насыщения приведет к выравниванию температур трубопровода 15 и сосуда 1 с прекращением давления зарытого торца трубопровода 15 на шток 17 клапана 5. Клапан 5 под действие пружины 7 закроется, и прекратится поступление пара на свисток и механизмы закрытия подачи топлива и отключения отвода пара.

Новый ввод в действие автомата осуществляется автоматически при достижении уровня воды в барабане соответствующего положению НУВ и выше, при котором вода снова заполнит сосуд, а пар, оставшийся в сосуде после срабатывания автомата, сконденсируется при охлаждении сосуда. Последующее действие автомата по защите может произойти также после некоторого времени, необходимого для охлаждения воды в сосуде 1.

Таким образом, автомат защиты парового котла от упуска воды обеспечивает надежную защиту от аварии, связанной с пережогом труб поверхности теплообмена.

Проверка работоспособности автомата осуществляется открытием запорного парового клапана 27. При этом происходят все операции, рассмотренные выше, с подачей звукового сигнала, прекращением подачи топлива и отключением паровых потребителей. Закрытие клапана 27 приводит автомат в исходное рабочее состояние.

Обслуживание автомата в процессе эксплуатации котла сводится только к обеспечению плотности прилегания клапана 5 к своему посадочному гнезду и практически не отличается от обслуживания предохранительного клапана котла.

1. Автомат защиты парового котла от упуска воды, содержащий цилиндрический сосуд, расположенный над пароводяным барабаном, корпус разобщительного клапана с трубопроводом подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла, трубопровод подвода пара в сосуд с нижней оконечностью, имеющей сообщение с пароводяным барабаном на уровне несколько выше среза его опускных труб, трубопровод слива воды из сосуда с нижней оконечностью, сообщенной с пароводяным барабаном, отличающийся тем, что ось цилиндрического сосуда расположена вертикально и последний снабжен горизонтальными верхним кольцевым и нижним съемными фланцами, верхний кольцевой фланец сосуда с наружной стороны по оси сосуда сопряжен с корпусом разобщительного клапана, нижний фланец сосуда с внутренней стороны сопряжен со встроенным в него внутренним соосным цилиндром, открытый верхний торец которого размещен на уровне несколько ниже верхнего кольцевого фланца сосуда с образованием внутренней и внешней полостей сосуда, а нижняя оконечность которого снабжена сквозным отверстием на уровне несколько выше нижнего фланца сосуда; трубопровод подвода пара в сосуд установлен на его нижнем фланце, встроен в сосуд по оси сосуда и в своей верхней оконечности трубопровод выполнен с закрытым торцом, размещенным несколько выше уровня верхнего фланца сосуда в полости корпуса разобщительного клапана, и радиальными отверстиями в трубопроводе, расположенными вблизи его закрытого торца, а в нижней оконечности к трубопроводу подвода пара на нижнем фланце сосуда примыкает трубопровод в виде опускного и подъемного колен, образующих тепловой затвор, при этом нижняя оконечность опускного колена своим изгибом размещена несколько выше верхнего уровня воды в пароводяном барабане, верхняя оконечность подъемного колена своим изгибом размещена несколько выше середины высоты сосуда, нижняя оконечность подъемного колена встроена в пароводяной барабан, подъемное колено снабжено с внешней стороны пароводяного барабана наружным оребрением протяженностью от своей верхней оконечности до пароводяного барабана, нижняя оконечность подъемного колена в пределах внутреннего пространства пароводяного барабана снабжена изоляционной рубашкой и размещена в изолированном чашеобразном патрубке, внутренним диаметром несколько большим внешнего диаметра колена, с отстоянием донышка патрубка от нижнего среза трубы на половину ее диаметра и с расположением верхнего среза патрубка на уровне нижнего уровня воды в пароводяном барабане; трубопровод слива воды из сосуда в своей верхней оконечности через нижний фланец сосуда сообщен с нижней оконечностью полости внутреннего цилиндра, шток разобщительного клапана сопряжен посредством некоторого зазора с закрытым торцом трубопровода подвода пара, а его подклапанная полость через запорный клапан сообщена с атмосферой и нижняя оконечность опускного колена вблизи изгиба сообщена через запорный клапан с верхней частью пароводяного барабана.

2. Автомат защиты парового котла от упуска воды по п.1, отличающийся тем, что цилиндрический сосуд выполнен с диаметром сосуда в 8-10 раз больше диаметра питательного трубопровода котла, а высота сосуда составляет не менее 1 м.

3. Автомат защиты парового котла от упуска воды по п.1, отличающийся тем, что трубопроводы подвода пара и слива воды выполнены с диаметрами, равными диаметру питательного трубопровода котла.

4. Автомат защиты парового котла от упуска воды по п.1, отличающийся тем, что внутренний соосный цилиндр выполнен с внутренним диаметром, в 2-3 раза меньшим диаметра цилиндрического сосуда, а сквозное отверстие внутреннего соосного цилиндра имеет диаметр в 2-3 раза меньше диаметра трубопроводов подвода пара и слива воды.

5. Автомат зашиты парового котла от упуска воды по п.1, отличающийся тем, что трубопровод подвода пара к механизму отключения подвода топлива к форсункам котла дополнительно подключен к механизму прекращения отвода пара от котла и к паровому свистку.

www.findpatent.ru

Предупреждение упусков воды из паровых котлов

Предупреждение упусков воды из паровых котлов

Опыт многих лет показывает, что в большинстве случаев аварии и взрывы паровых котлов происходят из-за упуска воды. К 1967 г. благодаря установке на котлах соответствующего предохранительного оборудования, количество взрывов и аварий значительно снизилось. Подавляющее большинство аварий произошло из-за невнимательности обслуживающего персонала. Поэтому наиболее действенным средством предупреждения упусков воды является оснащение паровых котлов сигнализаторами уровня воды, автоматическими регуляторами питания и автоматами, отключающими подачу топлива при упусках воды.[ ...]

В соответствии с правилами Котлонадзора все паровые котлы с давлением пара более 0,7 ати и производительностью более 0,7 т/ч должны быть оборудованы автоматически действующими звуковыми сигнализаторами предельных положений уровня воды.[ ...]

На котле СПУ сигнализатор устанавливается так, чтобы при среднем положении уровня воды в котле уровень воды в сигнализаторе находился между поплавками. В этом случае нижний поплавок погружен в воду, а верхний находится в паровом пространстве, вследствие чего вес нижнего поплавка будет меньше веса верхнего на величину веса вытесненной им воды. Плечи коромысла должны быть рассчитаны так, чтобы при среднем уровне воды момент силы верхнего поплавка относительно опорного ребра коромысла был несколько больше, чем момент силы нижнего поплавка относительно того же ребра. Вследствие этого при среднем положении уровня воды в котле коромысло стремится повернуться на ноже кронштейна против часовой стрелки, прижимая при помощи тяги клапан к гнезду и закрывая доступ пара к свистку.[ ...]

При понижении уровня воды ниже верхней кромки нижнего поплавка момент его силы постепенно увеличивается. При понижении уровня воды до низшего допускаемого уровня момент силы нижнего поплавка будет превышать момент силы верхнего поплавка. Коромысло повернется в направлении по часовой стрелке, а тяга отведет клапан вниз, открывая доступ пара к свистку. Сигнализатор подаст сигнал и при повышении уровня воды выше верхнего предельного его положения. В этом случае верхний поплавок погрузится в воду, момент его силы уменьшится и в положении, соответствующем допускаемому высшему уровню воды, станет меньше момента силы нижнего поплавка. Коромысло повернется в направлении по часовой стрелке и откроет доступ пара к свистку.[ ...]

При изготовлении и установке сигнализаторов особое внимание надо обращать на правильность и точность подгонки и наладки его работы.[ ...]

Например, на одесской 2-й государственной обувной фабрике сигнализатор СПУ-25 после установки не работал. При проверке обнаружили, что трубы подключения сигнализатора от котла имели диаметр 1/2" вместо 3/4", тяга была согнута. После устранения указанных дефектов сигнализатор работает нормально.[ ...]

На одесском 5-м кожевенном заводе сигнализатор не работал в результате деформации стержней весового механизма, происшедшей вследствие небрежного монтажа.[ ...]

Для надежной эксплуатации сигнализаторов СПУ-25 необходимо строго придерживаться монтажно-эксплуатационной инструкции завода-изготовителя при установке и подключении, а также устанавливать сигнализатор на такой высоте, чтобы средняя бобышка на колонке располагалась в плоскости нормального уровня воды в барабане котла. При монтаже надо следить за тем, чтобы колонка сигнализатора была установлена строго вертикально, а подводящие трубы были надежно закреплены иа скользящих опорах. Сечение этих труб должно быть не меньше сечения, которое указано в схеме подключения, приведенной в паспорте.[ ...]

На паровых котлах, не имеющих штуцеров для присоединения сигнализаторов, места врезок для подключения их на барабанах паровых котлов должны быть согласованы с местными органами Котлонадзора.[ ...]

Периодически следует проверять правильность подачи сигнала. Если сигнализатор подает сигнал при меньшей величине повышения или понижения уровня воды, надо приподнять верхний груз по стержню вверх, а нижний опустить; при большей величине повышения или понижения уровня воды — верхний груз опустить, а нижний приподнять.[ ...]

Рисунки к данной главе:

ru-safety.info

• 
  Котел твердотопливный dakon dor
• 
  Экономичный котел своими руками
• 
  Котлы отопления в сургуте
• 
  Котел двухконтурный газовый wolf
• 
  De dietrich конденсационные котлы
• 
  Твердотопливный котел 200 квт
• 
  Проверка автоматики безопасности котла
• 
  Котел газовый 29 акгв
• 
  Котлы протерм 20 клом
• 
  Ремонт котлов во владикавказе
• 
  Котлы угольные б у