Топливо и котельные установки

Арматура паровых котлов

Арматурой называются устройства и приборы, служащие для ^правления работой парового котла и для обеспечения безопасности эксплуатации его элементов, находящихся под давлением.

Часть арматуры, обеспечивающая безопасность эксплуатации котла, является обязательной по правилам Котлонадзора. Экс­плуатация котла, не снабженного этой арматурой, не допускается.

К такой обязательной арматуре относятся: водоуказательные приборы, манометры, предохранительные клапаны, обратные пи­тательные клапаны, питательные запорные вентили, спускная арматура, паровые запорные вентили. Остальная арматура котла предназначается для улучшения его обслуживания.

Водоуказательные приборы устанавливаются для контроля и наблю­дения за уровнем воды в барабане котла. В качестве водоуказательных приборов у отопительно-производственных котлов применяют водоуказательные стекла и пробные краны.

Водоуказательное или водомерное стекло (рис. 56) присоединяется к во­дяному и паровому пространствам котла и по закону сообщающихся сосудов пока­зывает уровень воды в барабане котла. Нормальный уровень воды в барабане котла во время его эксплуатации не дол­жен опускаться ниже так называемого «наинизшего» уровня. Этот уровень нахо­дится на 100 мм выше «огневой линии», ограничивающей поверхность нагрева кот-

4 ла, омываемую горячими газами. Нижний

Рис" 56. Цилиндрическое допускаемый уровень указывается метал-

Водомерное стекло: лической стрелкой, прикрепленной к рам-

^1Сводяной2”кран-ОВО|—^про - Ке в0Д0МеРН0Г0 СТеКЛа. С ДруГОЙ СТОрОНЫ,

Дувочный кран; 5—сальники. уровень ВОДЫ В барабане Не ДОЛЖен ПОД-

Ниматься выше некоторого верхнего допу­скаемого предела, при котором возможно попадание воды вместе с паром в паропровод котла.

Водомерное стекло снабжается тремя кранами: даровым, во­дяным и продувочным. Для того чтобы продуть паровую соеди­нительную трубку водомерного стекла, нужно* закрыть водяной и открыть продувочный краны. Для продувки водяной соединитель­ной трубки закрывают паровой и открывают продувочный краны. Чтобы защитить персонал от действия пара и осколков в случае разрыва водомерного стекла, оно снабжается предохранительным приспособлением, состоящим из толстого полуцилиндрического стекла с залитой в нем металлической сеткой.

Иногда в качестве водомерного стекла используется плоское стекло специального профиля (рис. 57). Это стекло не нуждается в каких-либо предохранительных приспособлениях, так как при

Повреждении оно не разбивается на куски, а последние не раз­брасываются из рамки.

Согласно правилам Котлонадзора, для наблюдения за уров­нем воды на барабане котла должно быть установлено не менее двух водомерных стекол. У небольших котлов вто­рое водомерное стекло можно заменять двумя водопробными кранами. Один из них присоеди­няется к барабану котла на высоте наинизшего допускаемого уровня воды, другой — на высоте наивысшего допускаемого уровня. Если из откры­того водопробного крана действующего парового котла выходит широкой струей жидкость молоч­ного цвета, то это указывает, что на уровне крана в барабане находится вода. Если из открытого крана будет выходить прозрачная узкая струя, то это показывает, что на уровне крана в бара­бане котла находится пар. Кочегар обязан проду­вать водопробные краны два-три раза в смену.

Водопробные краны устраиваются так, чтобы их можно было прочистить прямой стальной про­волокой.

В котлах с высоко расположенными верхними барабанами применяются сниженные указатели уровня специальной конструкции, передающие показания положения уровня к рабочему месту кочегара.

Манометры служат для измерения избы­точного давления пара или воды в котле и при­меняются двух типов: трубчатые и пластинчатые.

Трубчатый манометр (рис. 58) имеет изогнутую овального сечения полую трубку /, которая одним своим концом сообщается с камерой 2. Другой закрытый конец трубки при помощи тяг свя­зан с зубчатым сектором 3, вращающимся вокруг оси. С этим сектором находится в зацеплении зубчатое колесико, на оси кото­рого насажена стрелка 5 манометра, указывающая на шкале ве­личину давления пара. Манометр присоединяется к барабану котла посредством изогнутой сифонной трубки 6, эта трубка вследствие конденсации в -ней пара всегда заполнена водой. Та­ким образрм, на трубчатую пружину 1 манометра воздействует не горячий пар, а охлажденная вода. Это предохраняет пружину от порчи и температурных деформаций. При увеличении давле­ния трубка деформируется, причем радиус кривизны ее сечения уменьшается, а сама трубка выпрямляется. В результате стрелка манометра будет передвигаться по направлению движения часо­вой! стрелки. Чем больше давление внутри трубки, тем больше будёт перемещение свободного конца трубки и стрелки мано­метра. При уменьшении давления пара трубка будет сгибаться,
а стрелка 5 под действием пружины 4 двигаться направлении, обратном направлению движения часовой стрелки.

На шкале манометра наносятся деления, соответствующие величине давления пара.

У п л а с т и н ч а т ого манометра вместо трубчатой пружины имеется стальная пластинка - мембрана, которая с одной сто роны сообщается с атмосферой, а с другой с паровым про-

Странством котла. Под действием разности давлений пластинка прогибается и посредством связанных с нею рычажков поворачи­вает стрелку манометра.

Наивысшее рабочее давление пара отмечается на шкале ма­нометра красной чертой.

Манометр присоединяется к сифонной трубке обязательно при помощи трехходового крана с фланцем диаметром 38 мм (рис. 59). Этот фланец предназначен для укрепления контроль­ного манометра. Пробкг крана имеет два канала, положение которых указывается рискам«, нанесенными на переднем торце пробки. Трехходовой крап может быть в следующих положениях (рис. 59, в) 1 — рабочее положение манометра; 2— положение при продувке манометра; 3— положение при продувке сифонной трубки; 4 — положение при проверке контрольным манометром прав лышети показания рабочего манометра.

Манометр котла должен иметь шкалу: предельное давление шкале манометра должно быть на 2 атм больше гидравличе­ского давления, которому подвергается котел при испытании.

Не реже одного раза в год должна производиться проверка исправности всех манометров с опломбированием их в организа­циях Главного управления по делам мер и - измерительных при­боров.

Предохраните л ь и ы е л а п а и ы служат для авто­матического выпуска пара из котла в атмосферу при повышении давления пара сверх допустимой, разрешенной величины.

Предохранительные клапаны применяются двух типов: ры­чажные и пружинные. Стационарные котлы снабжаются рычаж­ными предохранительными клапанами, число которых не должно быть меньше двух. Один из установленных предохранительных клапапов должен быть контрольным* для чего он снабжается ко­жухом с откидной крышкой, запирающейся на замок (рис. 60).

Проверить действие этого 'лапана можно только при помощи цепочки. Диаметр клапанов рассчитывается согласно требова­ниям правил Котлонадзора.

Рычажные предохранительные клапаны могут быть с малым чъемом. равным Ччи диаметра клапана, пли большим подъ­емом, равным '/.I диаметра клапана (рис. 61).

Положение груза на рычаге клапана должно быть отрегули­ровано таким образом, чтобы клапан открывался при давлении пара, величина которого приведена в табл. 21.

Для безопасного выпуска пара в атмосферу к боковому фланцу клапана присоединяют трубу, которую выводят выше крыши котельной.

Надо помнить, что предохранительный клапан, кроме основ­ной, предохранительной, функции, выполняет задачу сигнализации и контроля. Предохранительные функции клапана заключаются в том, что он выпускает в атмосферу некоторое количество пара

И тем самым предохра­няет котел от опасного по­вышения в нем давления. Кроме того, выпуском па­ра в атмосферу предохра­нительный клапан сигна­лизирует персоналу ко­тельной об опасности ро­ста давления в котле, а также контролирует пока­зания манометра.

Проверка исправности предохранительных кла­панов должна произво­диться не реже одного раза в смену. Для проверки исправности действия предохрани­тельного клапана следует его рычаг слегка приподнять легким нажатием пальцами руки. Для проверки контрольного клапана служит металлическая цепочка, присоединенная к концу рычага клапана и пропущенная через кожух.

Непосредственно к барабану котла или к прикрепленному к нему штуцеру питательной линии устанавливается питательный запорный вентиль, к которому присоединяется пита­тельный обратный клапан (рйс. 62). Вода в пита­тельный клапан должна поступать под его тарелку а. Если подача

Воды в котел происходит непрерывно, тарелка обратного клапана находится в поднятом положении. При пульсирующей подаче воды, как это бывает при работе поршневого питательного насоса, та­релка обратного клапана во время хода нагнетания насоса поднимается, а во время хода всасывания под давлением пара в кот­ле опускается. Обратный клапан предохраняет от возможности обратного движения воды из котла в питательный трубопро­вод в момент остановки насоса или в случае раз - рыва трубопровода.

Спускная арматура служит для продувки котла и спуска из него воды; она устанавливается на продувочных ли­ниях непосредственно у котла и у нижних коллекторов экранов.

ПрименЕние пробКовых кранов на спускных и Пролувочных; линИях вноВь запрещается. При откры­

Тии Ттого крана" ёгХ> пробка нагреваетСя СилЬнее, чем корпус, и может заклиниться. Наиболее рационально устанавливать на продз? ЖШо! Глга спускные вентили с прямым проходом проду­вочной воды. У котлов, работающих при давлении свыше 8 ати, за спускным вентилем должен быть установлен второй дополни­тельный запорный - вентиль, которым пользуются в случае неплот­ного закрытия спускного приспособления.

От каждого котла прокладывается самостоятельная спускная линия до общей продувочной магистрали котельной. На спуск­ных линиях никаких запорных органов, кроме указанной выше спускной арматуры, не ставят.

Парозапорные органы (задвижки, клапаны, вен­тили) предназначены для отключения котла от паровой маги­страли. Они присоединяются непосредственно к котлу или к его

Патрубку. Открывать и закрывать запорные клапаны и задвижки следует медленно и постепенно.

К категории арматуры котла относятся также автомати­ческие регуляторы питания, воздействующие на за­движки питательной линии котлов и автоматически поддержи­вающие уровень воды в барабане котла в соответствии с его нагрузкой. В Советском Союзе применяются достаточно надеж­ные автоматические регуляторы питания (например, регуляторы системы лауреата Сталинской премии инженера Трубкина), ос­вобождающие персонал от обязанности регулирования подачи воды в котел и обеспечивающие экономичную и безопасную экс­плуатацию установок.

Требования, предъявляемые к арматуре паровых котлов с давлением пара, не превышающим 0,7 ати, несколько понижены. Эти котлы должны иметь: водомерные стекла (для чу­гунных котлов допускается постановка только одного стекла), манометр, питательные клапаны, спускную ар­матуру и парозапорные вентили. Присоединяется эта арматура к котлу так же, как и к котлам более высокого давления.

Предохранительным устройством у паровых котлов с давлением пара не свыше 0,7 ати служит выкидное при­способление (гидравлический затвор), показанное в правой части рис. 47 (см. стр. 144). Это приспособление выполняется так, чтобы давление пара в котле не могло превысить рабочее давле­ние более, чем на 0,1 атм. Труба присоединена к участку паро­провода, расположенному между котлом и парозапорным венти­лем. Между котлом и предохранительным устройством, а также на самом этом устройстве, не допускается установка каких-либо запорных приспособлений.

Труба 02 соединяет верхний бак с нижним коллектором и имеет высоту, равную:

#= Ю р + 1 м,

Где р — давление пара в котле, выраженное в ати.

При отсутствии давления пара в котле выкидное устройство заполняется водой до уровня Ь =« 0,56 Я. Вода в трубах £>1 и £>г создает водяной затвор. При наличии давления пара в котле уро­вень воды в трубах и Г)з будет выше, чем в трубе Оь При по­вышении давления пара сверх допустимого вода в трубе £>I будет вытеснена паром, водяной затвор нарушится, пар попадет в трубу Г>з и выйдет наружу через верхний бак и трубу вслед­ствие этого давление в котле снизится. Для' предохранения лю­дей от ожогов паром и водой, выбрасываемыми из трубы И*, последняя ограждается или отводится в безопасное место, на­пример, в дымовую трубу. Вода, выброшенная из трубы Дч, воз­вращается из верхнего бака в затвор по трубе £>2.

После снижения давления пара действие водяного (гидравли­ческого) затвора восстанавливается. Диаметр трубы Ъ4 обычно принимается равным 1 диаметры остальных труб (£>ь £)3)

Установлены правилами Котлонадзора Министерства коммуналь­ного хозяйства РСФСР, утвержденными 18 января 1950 г., и приведены в табл. 22.

Таблица 22

В тех случаях, когда вследствие недостаточности высоты по­мещения котельной или невозможности устройства прия-мка нельзя выполнить гидравлический затвор необходимой высоты, применяют специальный петлеобразный затвор, имеющий неболь­шие габариты по высоте.

Арматура водогрейных котлов

Водогрейные котлы, работающие с температурой воды до 115° С, должны иметь предохранительные устройства, термо­метры, манометры - и задвижки.

В качестве предохранительных устройств у водогрейных кот­лов применяются предохранительные клапаны и предохранитель­ные линии.

Каждый водогрейный котел должен иметь, как правило, не менее двух предохранительных клапанов, из которых один дол­жен быть контрольным и находиться в кожухе, запирающемся на замок.

Грузы предохранительных клапанов, а также сами клапаны, должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в котле не могло подняться более чем на 0,2 ати сверх макси­мально возможного, давления, создаваемого статическим и дина­мическим напорами воды.

В том случае, когда на водяной линии от задвижки у котла до расширительного бака отсутствуют другие задвижки, вместо одного из предохранительных клапанов допускается устройство предохранительной линии — обвода с обратным клапаном,— включенной в магистраль до и после задвижки котла.

Термометры со шкалой до 130° вставляются в гильзы трубопроводов на входе и выходе воды из котла. Если в котель­
ной установлено больше двух котлов, следует, кроме того, из­мерять температуру еоды на общей подающей и обратной линиях. В том случае, когда система работает с естественной циркуляцией, на котле или между котлом и задвижкой на линии горячей воды должен быть установлен манометр. Если циркуляция в системе осуществляется принудительно при помощи насоса, манометр ставится перед насосом и после него.

Задвижки у водогрейных котлов размещают в начале подающей линии, а также на обратной линии. Кроме того, водо­грейный котел снабжают за­движкой или вентилем для спуска воды и грязи.