какие устройства применяются для питания котлов водой

Лекция №10. Питательные устройства

Питательные устройства — питательные баки и насосы — предназначены для бесперебойного обеспечения котла водой. Прекращение питания котла водой даже на непродолжительное время может вызвать снижение уровня воды в нем и перегрев поверхности нагрева, что приведет к аварии котла.

Питание котлов может быть групповым с общим для подключенных котлов питательным трубопроводом или индивидуальным — только для одного котла.

Включение котлов в одну группу по питанию допускается при условии, что разница рабочих давлений в разных котлах не превышает 15 %.

Питательные насосы, присоединяемые к общей магистрали, должны иметь характеристики, допускающие параллельную работу насосов.

Для питания котлов водой допускается использование:

— центробежных и поршневых насосов с электроприводом;

— центробежных и поршневых насосов с паровым приводом;

— насосов с ручным приводом;

В настоящее время наибольшее распространение получили центробежные насосы(рисунок 37) благодаря простоте и надежности в эксплуатации.

Рисунок 37 – Центробежный насос

При вращении рабочего колеса жидкость, налитая в насос перед его пуском, закручивается лопатками, под действием центробежной силы движется от центра к периферии вдоль лопаток и подается через спиральную камеру в нагнетательный патрубок. Поэтому на входе в колесо, где всасывающий патрубок присоединен к корпусу, создается разрежение, под действием которого вода подсасывается в насос. Рабочее колесо, вращаясь, подхватывает жидкость и выбрасывает ее в нагнетательный патрубок. Таким образом устанавливается беспрерывное движение жидкости.

Паровые поршневые насосы (рисунок 38) применяются в котельных в качестве резервных устройств для питания паровых котлов водой.

Рисунок 38 – Поршневой насос

Водяная часть насоса состоит из водяного цилиндра с поршнем и коробки с всасывающими и нагнетательными клапанами. Поршень водяного цилиндра приводится в движение от поршня паровой машины, которая находится на одном с ним штоке.

Число устанавливаемых насосов должно быть не менее двух, из которых один — резервный. При установке четырех насосов резервный не принимается. Суммарная подача сетевых насосов должна обеспечивать максимальный расход сетевой воды в случае выхода из строя любого насоса.

Подпиточные насосы предназначены для восполнения утечки воды в тепловой сети и создания в ней статического давления, которое исключает возможность вскипания воды. Подача насоса принимается по данным расчета тепловой схемы. Давление, развиваемое подпиточным насосом, должно быть больше давления сетевых насосов. Устанавливают не менее двух подпиточных насосов, один из которых — резервный.

Рециркуляционные насосы устанавливают на перемычку между падающим и обратным трубопроводами для поддержания температуры воды на входе в водогрейный котел исходя из условий, исключающих возникновение низкотемпературной коррозии поверхностей нагрева.

Подачу насоса принимается по данным расчета тепловой схемы водогрейной теплогенерирующей установки. Давление, развиваемое насосом, определяют гидравлическим сопротивлением котла и соединительных трубопроводов.

Насосы желательно размещать на одном уровне с котлами, а при необходимости можно исходить из местных условий.

Вопросы для закрепления темы:

1. Какие устройства допускаются к установке для подпитки котлов водой?

2. Что такое рециркуляционный насос?

3. Сколько питательных устройств должно быть установлено на котле?

Источник

Питательные устройства

Питательные устройства

Питательные устройства предназначены для подачи питательной воды в котел. Они являются ответственными элементами всей установки, обеспечивая безопасность ее эксплуатации. Питательные устройства имеют ряд требований, предъявляемых правилами Госгортехнадзора.

Питательные насосы котлов выбираются из каталога по полному напору и производительности. Питательный насос должен создавать полный напор (м вод. ст.), определяемый по

На рис. 10-1 показана принципиальная схема питательной установки промышленного парового котла. Работа питательных центробежных насосов с расходом воды, меньшим 10-15 % номинального, недопустима, поэтому для защиты насоса при снижении расхода питательной воды предусматривается установка сбросного клапана, соединенного с рециркуляционной линией. Рециркуляционная линия включается при пуске и остановке насоса. После насоса обязательна установка обратного клапана, препятствующего поступлению воды из трубопровода в случае остановки насоса. При установке нескольких насосов, предназначенных для параллельной работы, их напорные характеристики должны быть одинаковы.

Питательные насосы следует размещать на 5-10 м ниже баков питательной воды деаэраторов во избежание разрыва потока горячей воды вследствие ее вскипания. Во входном патрубке насоса создается разрежение, поэтому абсолютное дав-ление воды при входе в насос меньше атмосферного. Чем ниже абсолютное давление воды во всасывающем патрубке насоса, тем ниже температура ее кипения. Следовательно, при поступ-лении воды с температурой 100 °С и давлении во всасывающем патрубке насоса ниже атмосферного происходит кипение.

Образование паровых пузырей приводит к гидравлическим ударам в питательных трубопроводах и срыву подачи воды насосом, что может вызвать аварию котла. При температуре воды 70 °С центробежный насос не может засасывать воду из бака, расположенного ниже насоса. Во избежание парообразования при работе питательного насоса па горячей воде давление ее на входе в насос должно быть выше давления насыщения при данной температуре воды.

Повышение давления во всасывающем патрубке насоса достигается расположением насоса ниже питательного бака. Минимальный уровень воды в питательном баке по отношению к оси питательного насоса (м) определяется по формуле

Необходимое давление во входном патрубке насоса зависит от его конструкции и приводится в каталоге при температуре воды 20 °С в зависимости от производительности насоса (для центробежных насосов при частоте вращения 2900 об/мин составляет 80-100 кПа). Гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода от питательного бака до насоса следует иметь минимальным. Для этого трубопроводы выполняются короткими с минимальным числом поворотов, тройников и арматуры; скорость воды при расчете принимается 0,5-1 м/с.

Сетевые насосы водоподогревательных установок выбираются по расходу сетевой воды на напор, обеспечивающий покрытие гидравлических сопротивлении сети, подогревателей сетевой воды, охладителей конденсата, а также водогрейных котлов, если они установлены. Сетевые насосы устанавливаются на обратной линии сетевой воды и работают при температуре воды не более 70 °С.

Подииточные насосы выбираются по расходу, обеспечивающему восполнение потерь в системе теплоснабжения. В закрытых системах теплоснабжения утечка воды принимается равной 0,5 % объема воды в трубопроводах системы с присоединенными к ней абонентами. При этом производительность насоса выбирают, исходя из двойного расхода, с учетом подачи воды в аварийных ситуациях. При открытых системах теплоснабжения производительность подпиточных насосов выбирается с учетом покрытия суммарных расходов воды при максимальном потреблении ее на горячее водоснабжение и утечек в системе. Подппточные насосы должны создавать напор, обеспечивающий преодоление давления в обратной линии перед сетевыми насосами, а также гидравлическое сопротивление соединительных трубопроводов и регулятора подпитки.

На рис. 10-2 представлена схема установки рециркуляционного насоса п регулятора, поддерживающего требуемую температуру воды, отпускаемой потребителям. Регулирование температуры воды, поступающей в водогрейный котел, и температуры воды, отпускаемой потребителям, осуществляется следующим образом. Количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, регулируется так, чтобы получить необходимую температуру воды на входе в водогрейный котел. Однако при этом температура воды на выходе из котла может оказаться выше температуры, необходимой потребителям. Для поддержания заданной температуры воды, отпускаемой потребителям, часть воды из обратной линии по перемычке направляется в прямую линию. Количество воды, отбираемой из обратной линии в прямую, регулируется регулятором температуры сетевой воды.
В соответствии со схемой па рис. 10-2 можно написать следующие уравнения:

Решая совместно уравнения (10-4) и (10-5), получим

Из уравнения (10-7) ясно, что при t’c. в = t’в. к количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, равно нулю. С уменьшением температуры сетевой воды количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, увеличивается. При повышении температуры воды после водогрейного котла количество воды, подаваемой рециркуляционным насосом, уменьша-ется, но возрастает расход обратной сетевой воды через перемычку. Это уменьшает расход воды через водогрейный котел, что допустимо до определенных границ, при которых имеется опасность вскипания воды в котле. Поэтому температура воды после водогрейного котла t’_в.к должна приниматься не выше таких значений, при которых расход воды через водогрейный котел окажется ниже допустимого минимального. После расчета G_peц, по уравнению (10-4) проверяется значение G_в.к по уравнениям (10-5) и (10-6).

Рециркуляционный насос должен создавать напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление водогрейного котла и рециркуляционных трубопроводов. Напор, создаваемый рециркуляционным насосом, обычно составляет 150- 250 кПа.

Отечественные заводы выпускают самые разнообразные центробежные насосы с электрическим и паровым приводом (электронасосы и турбонасосы).В табл.10-1 приведены характеристики насосов, применяемых в качестве питательных, сетевых, подпиточных и рециркуляционных.

Источник

Питательные устройства

Питательные устройства являются одним из самых ответственных элементов котельной, поскольку должны обеспечивать непрерывную подачу воды в котел. Запас воды в современном котельном агрегате незначителен, и прекращение питания его водой даже на несколько минут может привести к полному испарению воды, интенсивному разогреву и разрушению котла.

Для питания котлов водой применяют насосы высокого давления, рассчитанные на работу при температуре воды 105. 150°С. Центробежные насосы устанавливаются с электрическим и паротурбинным приводом, а поршневые—с паромашинным. Насосы с паротурбинным приводом применяют для питания котлов средней и большой производительности. Поршневые паровые насосы используют обычно в качестве резервных для питания котельных агрегатов с паропроизводительностью до 3 кг/с и давлением до 1,4 МПа.

Установка для питания котлов водой (рис. 3.18.25) состоит из двух или нескольких питательных насосов 5, которые приемными патрубками присоединены к всасывающей магистрали 8, а нагнетательными патрубками — к питательной линии 7. Всасывающая магистраль соединена с питательным баком 2, в котором хранится запас воды, прошедшей через деаэрационную колонку 1. По питательной линии вода поступает через экономайзер 8 в верхний барабан 10 котла. Питательные насосы должны работать с подпором во всасывающем патрубке, поэтому они устанавливаются на отметке ниже отметки питательного бака. Подпор h_в должен быть таким, чтобы на входе в насос не образовывался пар. Обычно принимают h_в = 6 —10 м. Давление, развиваемое питательным насосом, выбирается с превышением давления в котле, что позволяет преодолеть давление в котле, гидравлические сопротивления трубопроводов и гидростатический напор, равный разности отметки питательного бака и верхнего барабана котла. Напор, который должен обеспечить насос, определяется по формуле

где р_б — наибольшее возможное избыточное давление в барабане котла; р_д — избыточное давление в деаэраторе; h_с — суммарное сопротивление всасывающего и напорного тракта питательной воды; Dh — разность уровней воды в барабане котла и в деаэраторе; 1,15—коэффициент запаса.

Рис. 3.18.25. Схема питательной установки:

1 — колонка деаэратора; 2 — питательный бак; 3 — всасывающая магистраль; 4 — вентили; 5—питательный насос; 6—обратный клапан; 7—питательная линия; 8 — экономайзер; 9 — обводная линия; 10 — верхний барабан котла

По правилам Госгортехнадзора в промышленных котельных устанавливается не менее двух насосов с независимым приводом. Суммарная производительность всех насосов с электрическим приводом должна составлять не менее 110% номинальной производительности всех котлов. Производительность резервных насосов с паровым приводом 50%. Каждый насос должен иметь на нагнетательной линии обратный клапан, перекрывающий магистраль при остановке насоса. Для обеспечения непрерывной подачи воды в котел нагнетательные магистрали делают сдвоенными. Для регулирования работы питательной системы устанавливаются соответствующие вентили и задвижки.

Источник

Питательные устройства котлов

Для питания паровых котлов водой применяют три типа питательных установок: инжекторы, поршневые и центробежные насосы.

Насос – это машина для перемещения жидкости.

Инжекторомназывается пароструйный насос, в котором струя пара, поступающая с большой скоростью, подает воду в котел.

Инжекторы отличаются простотой устройства и ухода за ними, занимают очень мало места и поэтому применяются преимущественно для питания котлов в небольших стационарных котельных.

При повороте рукоятки 1 (рисунок 3.1) в положение на пуск клапан 8 приподнимается и открывает доступ пара в суживающийся конус 2 инжектора. Пар, выходя из парового конуса с большой скоростью, создает вокруг сопла разряжение, и вода засасывается в инжектор. Далее вода поступает в смесительный конус 3, где пар перемешивается с водой и конденсируется, нагревая при этом воду.

Рисунок 3.1 – Инжектор: а- общий вид, б- схема;

1- рукоятка пускового клапана, 2, 3 и 5- паровой, смесительный и нагнетательный конусы, 4, 6 и 8- вестовой, обратный и пусковой игольчатый клапаны, 7- корпус инжектора.

Смесительный конус также суживается, вследствие чего скорость питательной воды при выходе из него возрастает. Питательная вода из смесительного конуса поступает с большой скоростью в расширяющийся нагнетательный конус 5, где скорость ее уменьшается, а давление увеличивается настолько, что становится выше, чем в котле, тогда открывается обратный питательный клапан 6 и вода поступает в котел.

В начале пуска инжектора пар увлекает с собой воздух и поэтому не конденсируется. В этот период между смесительным и нагнетательным конусами создается избыточное давление, и вода в смеси с паром выбрасывается через вестовой клапан 4 и вестовую трубу. Затем, когда воздух будет вытеснен из инжектора и в него засосется вода, пар начнет конденсироваться в смесительном конусе и благодаря большой скорости горячей воды на выходе из смесительного конуса вокруг него создается разряжение, вестовой клапан присоединиться к седлу, а вода направится в котел. Чем выше давление пара, тем выше будет температура подаваемой в котел воды.

Для подачи питательной воды в котлы малой и средней мощности применяют паровые поршневые насосы.

В поршневых насосах объем меняется за счет движения поршня в рабочем цилиндре.

1 – рабочий цилиндр, 2 – поршень; 3 – клапанная коробка; 4 – нагнетательный клапан; 5 – всасывающий клапан; 6 – кривошипно-шатунный механизм; 7– шток; а, б – крайние положения поршня; Х – ход поршня; р₁, р₂ – давления во всасывающем и нагнетательном трактах.

Расстояние X между крайними положениями называют ходом поршня. Средняя скорость поршня, u_п=0,5Xn, где n – частота насоса.

Большим недостатком является наличие массивных фундаментов для гашения вибрации от движения массивного поршня. Применяются для создания больших давлений при питании котлов. Используются также для перекачивания холодных и горячих нефтепродуктов, едких жидкостей (кислот, щелочей и др.), вязких и густых растворов (цемента, глины, грязи и др.).

Изменение давления в клапанной коробке в зависимости от положения поршня называется индикаторной диаграммой.

Индикаторным давлением р_i поршневого нагнетателя называют разницу давлений нагнетания и всасывания р_i = р_н – р_в.

Рн – давление нагнетания; Рв – давление разряжения.

Индикаторная диаграмма, записанная в прямоугольной системе координат, характеризует полную работу любой поршневой машины за один цикл.

На рисунке 3.3 приведена теоретическая диаграмма работы насоса в идеальном цикле (клапаны не оказывают ни какого сопротивления, пропускаемой жидкости; поршень плотно прилегает к стенкам цилиндра; клапаны абсолютно не допускают утечки). Диаграмма имеет вид правильного прямоугольника 1-2-3-4.

В точке 4 поршень меняет свое направление движения (движется слева направо). При этом давление резко падает по вертикали (4-1) и в цилиндре создается разряжение. Затем открывается всасывающий клапан, и полость цилиндра заполняется перекачиваемой жидкостью (линия 1-2). В точке 2 поршень останавливается, меняя свое направление движения (справа налево). Давление в цилиндре мгновенно увеличивается (линия 2-3) до давления нагнетания. В точке 3 открывается нагнетательный клапан и начинается ход нагнетания (линия 3-4).

Центробежные нагнетатели являются наиболее распространенными типами насосов. В них лопасти закреплены на вращающемся диске (рабочем колесе), среда подается в центр рабочего колеса и под действием центробежных сил выбрасывается в спиральный отводной канал между диском и корпусом.

Центробежный насос состоит из рабочего колеса с изогнутыми лопатками и неподвижного корпуса спиральной формы. Рабочее колесо насажено на вал, вращение которого осуществляется от электродвигателя или паровой турбины.

Рисунок 3.4 – Схема центробежного насоса:

1 – всасывающий патрубок; 2 – входное отверстие рабочего колеса; 3 – вал;

4 – рабочее колесо; 5 – напорный патрубок; 6 – лопатка; 7 – спиральный отвод.

Принцип действия заключается в следующем. Вращение вала насоса приводит в движение рабочее колесо, находящееся в корпусе насоса. Колесо при своем вращении захватывает жидкость и выбрасывает ее через направляющую (спиральную) камеру в нагнетательный трубопровод. Уходящая жидкость освобождает занимаемое пространство. Давление в этой области понижается, и туда устремляется жидкость из всасывающего трубопровода под действием разности давлений.

Центробежные нагнетатели классифицируют по следующим признакам:

· По числу колес: одноступенчатые, многоступенчатые;

· По расположению вала рабочего колеса: горизонтальные, вертикальные;

· По типу всасывания: с односторонним и двусторонним всасыванием;

· По создаваемому напору: низконапорные (20 – 25 м), средненапорные (20 – 60 м), высоконапорные (свыше 60 м);

· По быстроходности: тихоходные и быстроходные.

Питание котлов может быть групповым с общим для подключения котлов питательным трубопроводом или индивидуальным – только для одного котла. Включение котлов в одну группу по питанию допускается при условии, что разность рабочих давлений в различных котлах не превышает 15%.

Для питания паровых котлов устанавливается не менее двух насосов с электроприводом и один или два насоса с паровым приводом. Суммарная подача насосов с электроприводом должна быть не менее 110%, а с паровым приводом – не менее 50% номинальной производительности всех работающих котлов.

Подача – расход перемещаемой среды или количество среды, проходящее в единицу времени.

Q – объемная подача (м 3 /с, м 3 /ч, л/мин);

М – массовая подача (кг/с).

При паропроизводительности не более 1 т/ч допускается один питательный насос с электроприводом, если котел оборудован автоматикой безопасности, которая исключает возможность снижения уровня воды и повышения давления пара выше нормы.

Напор, который развивается циркуляционными и подпиточными насосами, должен исключать возможность вскипания воды в котле и в системе.

Напор – давление, выраженное в метрах столба перемещаемой жидкости (Н, м).

Дата добавления: 2014-12-03 ; просмотров: 13 ; Нарушение авторских прав

Источник

Какие устройства применяются для питания котлов водой

Какие устройства применяются для питания котлов водой

Питательные устройства и требования к ним.

Питание котлов может быть групповым с общим для подключения котлов питательным трубопроводом или индивидуальным – только для одного котла.

Включение котлов в одну группу по питанию допускается при условии, что разность рабочих давлений в различных котлах не превышает 15%.

Питательные насосы, которые присоединены к общей магистрали, должны иметь характеристики, допускающие параллельную работу насосов.

Для питания котлов допускается использование:

1. центробежных и поршневых насосов с электроприводом;

2. центробежных и поршневых насосов с паровым приводом;

3. паровых инжекторов;

4. насосов с ручным приводом;

5. водопроводной сети.

На корпусе каждого питательного насоса или инжектора должна быть прикреплена табличка, на которой указывают следующие данные:

1. название предприятия-изготовителя или его товарный знак;

3. номинальная подача при номинальной температуре воды;

4. число оборотов в минуту для центробежных насосов или число ходов в минуту для поршневых насосов;

5. номинальная температура воды перед насосом;

6. максимальный напор при номинальной подаче.

Для питания паровых котлов устанавливается не менее двух насосов с электроприводом и один или два насоса с паровым приводом. Суммарная подача насосов с электроприводом должна быть не менее 110%, а с паровым приводом – не менее 50% номинальной производительности всех работающих котлов.

При паропроизводительности не больше 1 т/ч допускается один питательный насос с электроприводом, если Котлоагрегат оборудован автоматикой безопасности, которая исключает возможность снижения уровня воды и повышения давления пара выше нормы.

Насосы для водонагревательных котлов теплопроизводительностью 4Гкал/ч (4,65 МВт) и больше должны иметь два независимых источника питания электроэнергией.

Напор, который развивается циркуляционным и подпиточным насосами, должен исключать возможность вскипания воды в котле и системе.

Центробежные насосы, их устройство и принцип работы.

В данное время наибольшее распространение получили центробежные насосы благодаря простоте и надёжности в эксплуатации.

При вращении рабочего колеса жидкость, залитая в насос перед его пуском, закручивается лопатками, под действием центробежной силы двигается от центра к его периферии вдоль лопаток и подаётся через спиральную камеру в нагнетательный патрубок. Поэтому на входе в колесо, где всасывающий патрубок присоединённый к корпусу, создаётся разряжение, под действием которого вода подсасывается в насос. Рабочее колесо, которое вращается, подхватывает жидкость и выбрасывает её в нагнетательный патрубок. Таким образом устанавливается непрерывное движение жидкости.

Центробежные насосы делятся:

o одноколёсные или одноступенчатые;

o многоколёсные или многоступенчатые;

· по создаваемому напору:

· по способу разъёма корпуса:

o с горизонтальным разъёмом;

o с вертикальным разъёмом;

· по способу подвода воды к колесу:

o с односторонним подводом жидкости;

o с двухсторонним подводом жидкости.

Консольные центробежные насосы.

Консольные центробежные насосы изготавливают двух модификаций:

К – с горизонтальным валом на отдельной стойке,

КМ – с горизонтальным валом, моноблочные, с электродвигателем.

Насосы типа К и КМ предназначены, для перекачивания воды, а также других жидкостей, схожих с водой по удельному весу и вязкости, с температурой до 85°С и содержанием механических примесей размером до 0,2 мм в количестве не более 0,1% по объёму.

Центробежные насосы типа К состоят из корпуса с напорным патрубком, рабочего колеса, крышки корпуса со всасывающим патрубком, вала с подшипником, опорной рамы.

Моноблок – насос типа КМ, отличается от насосов типа К отсутствием опорной рамы и вала. Корпус насоса крепится к фланцу электродвигателя. Рабочее колесо насаженно на удлинённый конец вала электродвигателя и закреплено шпонкой и специальной гайкой с левой резьбой.

Насосы с двухсторонним подводом воды к рабочему колесу.

К этому типу насосов относятся горизонтальные центробежные одноступенчатые насосы типа Д. они используются в роли циркуляционных на квартальных и районных котельных.

Д-200-50; Д-320-50; Д-320-70 и т.д.

В роли питательных насосов для котлов ДКВР и ДЕ используются многоступенчатые секционные насосы типа:

ЦСНГ1-60-(66-330) (2-10 ст ).

Эксплуатация центробежных насосов.

ü Подготовка к пуску:

§ проверить и убедиться в надёжности крепления насоса к фундаменту, наличии и закреплении кожуха муфты, отсутствии посторонних предметов, наличии заземления;

§ проверить наличие и уровень масла в масляной ванне (смазки в подшипниках);

§ проверить состояние сальников;

§ проверить от руки лёгкость вращения ротора насоса;

§ кратковременным включением убедиться в правильности вращения вала.

§ заполнить насос водой (открыть арматуру на всасывающей линии);

§ закрыть арматуру на напорной линии;

§ через 40…50 секунд открыть задвижку на нагнетательной линии.

§ периодически проверять показания манометра;

§ периодически проверять температуру подшипников, которая не должна превышать 60…70 °С ;

§ периодически проверять смазку подшипников;

§ следить за состоянием сальников (прокапывание – 15…20 капель в минуту);

§ следить за состоянием соединительной муфты;

§ в насосах ЦНСГ следить за водой в линии разгрузки и охлаждения подшипников.

ü Переход с рабочего насоса на резервный:

§ заполнить резервный насос водой;

§ включить электродвигатель резервного насоса;

§ одновременно на резервном насосе открывать, а на рабочем закрывать арматуру на напоре;

§ после закрытия арматуры на напорном трубопроводе выключить электродвигатель рабочего насоса;

§ сделать записи в сменном журнале о переходе с рабочего насоса на резервный с указанием времени.

Требования Правил к питательным устройствам (конструкция, количество, подача и напор)

Питание котлов может быть групповым с общим для подключенных котлов питательным трубопроводом или индивидуальным — только для одного котла.

Включение котлов в одну группу по питанию допускается при условии, что разница рабочих давлений в разных котлах не превышает 15%.

Питательные насосы, присоединяемые к общей магистрали, должны иметь характеристики, допускающие параллельную работу насосов.

Для питания котлов водой допускается применение:

а) центробежных и поршневых насосов с электрическим приводом;

б) центробежных и поршневых насосов с паровым приводом;

в) паровых инжекторов;

г) насосов с ручным приводом;

д) водопроводной сети.

Использование водопровода допускается только в качестве резервного источника питания котлов при условии, что минимальное давление воды в водопроводе перед регулирующим органом питания котла превышает расчетное или разрешенное давление в котле не менее чем на 0,15 МПа (1,5 кгс/см 2 ).

Пароструйный инжектор приравнивается к насосу с паровым приводом.

На корпусе каждого питательного насоса или инжектора должна быть прикреплена табличка, в которой указываются следующие данные:

а) наименование организации-изготовителя или ее товарный знак;

в) номинальная подача при номинальной температуре воды;

г) число оборотов в минуту для центробежных насосов или число ходов в минуту для поршневых насосов;

д) номинальная температура воды перед насосом;

е) максимальный напор при номинальной подаче.

После каждого капитального ремонта насоса должно быть проведено его испытание для определения подачи и напора. Результаты испытаний должны быть оформлены актом.

Напор, создаваемый насосом, должен обеспечивать питание котла водой при рабочем давлении за котлом с учетом гидростатической высоты и потерь давления в тракте котла, регулирующем устройстве и в тракте питательной воды.

Характеристика насоса должна также обеспечивать отсутствие перерывов в питании котла при срабатывании предохранительных клапанов с учетом наибольшего повышения давления при их полном открытии.

При групповом питании котлов напор насоса должен выбираться с учетом указанных выше требований, а также исходя из условия обеспечения питания котла с наибольшим рабочим давлением или с наибольшей потерей напора в питательном трубопроводе.

Подача питательных устройств должна определяться по номинальной паропроизводительности котлов с учетом расхода воды на непрерывную или периодическую продувку, на пароохлаждение, на редукционно-охладительные и охладительные устройства и на возможность потери воды или пара.

Тип, характеристика, количество и схема включения питательных устройств должны выбираться специализированной организацией по проектированию котельных в целях обеспечения надежной и безопасной эксплуатации котла на всех режимах, включая аварийные остановки. Допускается работа котлов паропроизводительностью не более 1 т/ч с одним питательным насосом с электроприводом, если котлы снабжены автоматикой безопасности, исключающей возможность понижения уровня воды и повышения давления сверх допустимого.

На питательном трубопроводе между запорным органом и поршневым насосом, у которого нет предохранительного клапана и создаваемый напор превышает расчетное давление трубопровода, должен быть установлен предохранительный клапан.

Принцип действия, устройство и характеристики котлов

Согласно «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» котлами называются устройства, предназначенные для производства пара или горячей воды с давлением выше атмосферного за счет теплоты, выделяющейся при сгорании топлива. В зависимости от вида теплоносителя (пар или вода) котлы подразделяются на паровые и водогрейные.

Паровой котел состоит из топки и поверхностей нагрева (рис.1).

Рис.1 Схема устройства и работы парового котла:

1 – горелка: 2 – топка; 3 –верхний и нижний коллекторы бокового экрана топки; 4 – обмуровка; 5 – пароперегреватель; 6 – верхний барабан; 7 – конвективный пучок труб; 8 – нижний барабан; 9 – водяной экономайзер; 10 – воздухоподогреватель.

Дальнейшее охлаждение газов осуществляется, в основном, в процессе конвективного теплообмена с поверхностями нагрева, которые получили название конвективных. В их число входят: пароперегреватель 5, конвективный пучок 7, водяной экономайзер 9 и воздухоподогреватель 10.

Второй после экранов испарительной поверхностью нагрева является конвективный пучок 7. Он представляет собою совокупность вертикальных труб, присоединенных к верхнему 6 и нижнему 8 барабанам. Газы омывают трубы в поперечном направлении и нагревают их. Образовавшийся в трубах насыщенный пар, выделяется в верхнем барабане котла.

Топка и испарительные поверхности нагрева образуют паровой котел, который вырабатывает насыщенный пар. Такими котлами является подавляющее большинство паровых котлов народного хозяйства и объектов МО.

При необходимости получения перегретого пара котел дополнительно оборудуется пароперегревателем 5. Перегретый пар имеет такое же давление, как и насыщенный. Однако его температура на 50–200 0 С выше. Поэтому пароперегреватель располагается сразу за топкой, где газы имеют более высокую температуру.

От окружающей среды топка и поверхности нагрева отделяются обмуровкой 4, которая изготавливается из огнеупорных и теплоизоляционных материалов.

Кроме указанных выше элементов, в состав котлов входят: топочные устройства, каркас, гарнитура, арматура и контрольно- измерительные приборы (КИП).

Топочные устройства служат для подачи топлива и его сжигания. К ним относятся горелки для сжигания жидкого и газообразного топлива, забрасыватели твердого топлива, неподвижные или подвижные колосниковые решетки.

Каркас котла используется для крепления поверхностей нагрева, обмуровки, лестниц и площадок для обслуживания котла.

К гарнитуре относятся лазы, гляделки, газовые заслонки и др. устройства для обслуживания газоходов котла. Гарнитура устанавливается в обмуровке и газоходах котла.

Арматура служит для обеспечения правильной и безопасной работы котла. К ней относятся: вентили, задвижки, обратные и предохранительные клапаны и др.

В состав КИП входят водоуказательные приборы, манометры, термометры, и др. приборы

Основными характеристиками паровых котлов являются: паропроизводительность в т/ч, кг/ч или кг/с и давление пара в МПа (кгс/см 2 ).

Котлы производительностью до 20 т/ч пара относятся к котлам малой производительности (мощности). Среднюю производительность имеют котлы, вырабатывающие от 25 до 200 т/ч пара

На объектах МО применяются котлы низкого и среднего давления паропроизводительностью не более 75 т/ч.

Рис.2 Конструктивная схема водогрейного котла:

1 – нижние коллекторы экранов; 2 – горелочные устройства; 3- трубы боковых экранов топки;

4- топочная камера; 5 – конвективные трубные пакеты; 6 – верхние коллекторы

Поверхности нагрева водогрейных котлов образуются трубами экранов 3 топки 4 и конвективными трубными пакетами 5 (Рис. 2). Трубы своими верхними и нижними концами параллельно присоединены к верхнему 6 и нижнему 1 коллекторам. Вода обычно вводится в поверхность нагрева через нижний коллектор, а отводится из нее через верхний коллектор. На рис. 2 холодная вода вначале нагревается в экранах топки, а затем в конвективных пакетах. Горячая вода с расчетной температурой 115 – 150 0 С отводится из котла из верхнего коллектора конвективного пакета.

К основными характеристиками водогрейных котлов относятся: тепловая мощность в МВт, теплопроизводительность в ГДж/ч (Гкал/ч) и температура горячей воды. На объектах МО применяются водогрейные котлы тепловой мощностью до 58 МВт (теплопроизводительностью до 50 Гкал/ч). Температура горячей воды составляет 115 – 150 0 С.

Питательные устройства

Питательные устройства предназначены для подачи питательной воды в котел. Они являются ответственными элементами всей установки, обеспечивая безопасность ее эксплуатации. Питательные устройства имеют ряд требований, предъявляемых правилами Госгортехнадзора.

Питательные насосы котлов выбираются из каталога по полному напору и производительности. Питательный насос должен создавать полный напор (м вод. ст.), определяемый по

На рис. 10-1 показана принципиальная схема питательной установки промышленного парового котла. Работа питательных центробежных насосов с расходом воды, меньшим 10-15 % номинального, недопустима, поэтому для защиты насоса при снижении расхода питательной воды предусматривается установка сбросного клапана, соединенного с рециркуляционной линией. Рециркуляционная линия включается при пуске и остановке насоса. После насоса обязательна установка обратного клапана, препятствующего поступлению воды из трубопровода в случае остановки насоса. При установке нескольких насосов, предназначенных для параллельной работы, их напорные характеристики должны быть одинаковы.

Питательные насосы следует размещать на 5-10 м ниже баков питательной воды деаэраторов во избежание разрыва потока горячей воды вследствие ее вскипания. Во входном патрубке насоса создается разрежение, поэтому абсолютное дав-ление воды при входе в насос меньше атмосферного. Чем ниже абсолютное давление воды во всасывающем патрубке насоса, тем ниже температура ее кипения. Следовательно, при поступ-лении воды с температурой 100 °С и давлении во всасывающем патрубке насоса ниже атмосферного происходит кипение.

Образование паровых пузырей приводит к гидравлическим ударам в питательных трубопроводах и срыву подачи воды насосом, что может вызвать аварию котла. При температуре воды 70 °С центробежный насос не может засасывать воду из бака, расположенного ниже насоса. Во избежание парообразования при работе питательного насоса па горячей воде давление ее на входе в насос должно быть выше давления насыщения при данной температуре воды.

Повышение давления во всасывающем патрубке насоса достигается расположением насоса ниже питательного бака. Минимальный уровень воды в питательном баке по отношению к оси питательного насоса (м) определяется по формуле

Необходимое давление во входном патрубке насоса зависит от его конструкции и приводится в каталоге при температуре воды 20 °С в зависимости от производительности насоса (для центробежных насосов при частоте вращения 2900 об/мин составляет 80-100 кПа). Гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода от питательного бака до насоса следует иметь минимальным. Для этого трубопроводы выполняются короткими с минимальным числом поворотов, тройников и арматуры; скорость воды при расчете принимается 0,5-1 м/с.

Сетевые насосы водоподогревательных установок выбираются по расходу сетевой воды на напор, обеспечивающий покрытие гидравлических сопротивлении сети, подогревателей сетевой воды, охладителей конденсата, а также водогрейных котлов, если они установлены. Сетевые насосы устанавливаются на обратной линии сетевой воды и работают при температуре воды не более 70 °С.

Подииточные насосы выбираются по расходу, обеспечивающему восполнение потерь в системе теплоснабжения. В закрытых системах теплоснабжения утечка воды принимается равной 0,5 % объема воды в трубопроводах системы с присоединенными к ней абонентами. При этом производительность насоса выбирают, исходя из двойного расхода, с учетом подачи воды в аварийных ситуациях. При открытых системах теплоснабжения производительность подпиточных насосов выбирается с учетом покрытия суммарных расходов воды при максимальном потреблении ее на горячее водоснабжение и утечек в системе. Подппточные насосы должны создавать напор, обеспечивающий преодоление давления в обратной линии перед сетевыми насосами, а также гидравлическое сопротивление соединительных трубопроводов и регулятора подпитки.

На рис. 10-2 представлена схема установки рециркуляционного насоса п регулятора, поддерживающего требуемую температуру воды, отпускаемой потребителям. Регулирование температуры воды, поступающей в водогрейный котел, и температуры воды, отпускаемой потребителям, осуществляется следующим образом. Количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, регулируется так, чтобы получить необходимую температуру воды на входе в водогрейный котел. Однако при этом температура воды на выходе из котла может оказаться выше температуры, необходимой потребителям. Для поддержания заданной температуры воды, отпускаемой потребителям, часть воды из обратной линии по перемычке направляется в прямую линию. Количество воды, отбираемой из обратной линии в прямую, регулируется регулятором температуры сетевой воды.
В соответствии со схемой па рис. 10-2 можно написать следующие уравнения:

Решая совместно уравнения (10-4) и (10-5), получим

Из уравнения (10-7) ясно, что при t’c. в = t’в. к количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, равно нулю. С уменьшением температуры сетевой воды количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, увеличивается. При повышении температуры воды после водогрейного котла количество воды, подаваемой рециркуляционным насосом, уменьша-ется, но возрастает расход обратной сетевой воды через перемычку. Это уменьшает расход воды через водогрейный котел, что допустимо до определенных границ, при которых имеется опасность вскипания воды в котле. Поэтому температура воды после водогрейного котла t’_в.к должна приниматься не выше таких значений, при которых расход воды через водогрейный котел окажется ниже допустимого минимального. После расчета G_peц, по уравнению (10-4) проверяется значение G_в.к по уравнениям (10-5) и (10-6).

Рециркуляционный насос должен создавать напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление водогрейного котла и рециркуляционных трубопроводов. Напор, создаваемый рециркуляционным насосом, обычно составляет 150- 250 кПа.

Отечественные заводы выпускают самые разнообразные центробежные насосы с электрическим и паровым приводом (электронасосы и турбонасосы).В табл.10-1 приведены характеристики насосов, применяемых в качестве питательных, сетевых, подпиточных и рециркуляционных.

Строй-справка.ру

Питательные устройства, подающие воду в котлоагрегаты, являются ответственными элементами котельной установки. Правильное и своевременное питание котлоагрегата с целью пополнения воды, превращающейся в пар, обязательно для обеспечения нормальной и безопасной работы всей котельной установки.

Машинисту (кочегару) надо помнить, что большинство аварий паровых котлов происходит вследствие упуска в них воды, т. е. понижения уровня воды ниже наинизшего.

В котельных установках применяют следующие питательные устройства:
1) поршневые насосы с паровым и электрическим приводом;
2) центробежные насосы с приводом от электродвигателя или паровой турбины;
3) паровые инжекторы;
4) насосы с ручным приводом.

В промышленных котельных для питания паровых котлов устанавливают не менее двух питательных насосов, приводимых в действие независимо друг от друга, причем один из них обязательно должен иметь паровой привод. Суммарная подача насосов с электроприводом должна быть не менее 110%, а с паровым приводом не менее 50% номинальной паропроизводительности всех работающих котлов.

Допускается исключительно паровой привод всех питательных насосов, а также электрический привод всех питательных насосов при наличии не менее двух независимых источников питания электроэнергией (например, распределительных устройств двух электростанций или центров питания) и при наличии одного источника питания электроэнергией для котлов с избыточным давлением не более 0,4 Mlla (4 кгс/см2). В этих случаях суммарная подача насосов, оставшихся при остановке самого мощного насоса, должна быть не менее 110% номинальной паропроизводительности всех рабочих котлов.

При использовании питатательных насосов только с паровым приводом предусматривается дополнительное питательное устройство на время растопки котла или подвод пара со стороны к паровому приводу. При использовании насосов только с электрическим приводом предусматривают автоматическое переключение с одного независимого источника питания электроэнергией на другой.

Насосы с паровым приводом разрешается заменять паровыми инжекторами в том же количестве и с той же подачей. Допускается применять насосы с ручным приводом для питания паровых котлов с избыточным давлением не более 0,4 МПа (4 кгс/см2) и паропроизводительностыо не более 150 кг/ч, а также использовать водопровод (при давлении в нем непосредственно у котла больше на 0,15 Mlla (1,5 кгс/см2), чем разрешенное давление в котле) в качестве резервного источника питания котлов с избыточным давлением до 0,4 МПа (4 кгс/см2) и паропроиз-водительностыо не более 1 т/ч.

Если в котельной паровые котлы работают при разных давлениях, то их следует питать от различных самостоятельных питательных устройств. Допускается в этом случае питание от одного питательного устройства, если разность рабочих давлений котлов не превышает 15%.

Для питания котлов-бойлеров устанавливают не менее двух пасосов суммарной подачей не менее 50% паропроизводительиостц самого мощного котла — при отсутствии отбора пара помимо бойлера; их подача соответственно должна быть увеличена при отборе пара помимо бойлера.

Для подпитки водогрейных котлов с естественной циркуляцией устанавливают не менее двух подпиточных насосов, а для котлов с принудительной циркуляцией — не менее двух подпиточных и двух циркуляционных насосов. При выходе из строя самого мощного насоса оставшиеся должны обеспечить нормальную работу котлов (системы). Для водогрейных котлов тепловой мощностью 4,5 МВт (4 Гкал/ч) и более предусматривают два независимых источника питания насосов электроэнергией.

Допускается использовать водопровод вместо одного подпиточного насоса, если давление в водопроводе непосредственно у места его присоединения к котлу илп системе больше суммы статического и динамического давлений системы не менее чем на 0,15 МПа (1,5 кгс/см2).

Давление, создаваемое циркуляционными и подпиточными насосами, должно исключать возможность вскипания воды в котле и системе.

При расположении питательных устройств вне котельного помещения устанавливают прямую телефонную или иную связь между кочегаром и обслуживающим питательное устройство персоналом.

Питание котлов на жидком и газообразном топливе осуществляют по двум независимым друг от друга питательным трубопроводам. При этом допускается одна питательная линия между регулятором питания и котлом.

При установке нескольких питательных насосов, имеющих общий всасывающий и нагнетательный трубопроводы, устанавливают запорные вентили (или задвижки) как на стороне всасывания, так и на стороне нагнетания. Кроме того, на напорном патрубке каждого центробежного насоса до запорного вентиля устанавливают обратный клапан.

При отсутствии у поршневого насоса предохранительного клапана на питательном трубопроводе располагают предохранительный клапан и запорный вентиль (или задвижку) с целью предотвратить повышение расчетного давления в питательном трубопроводе.

Какие устройства применяются для питания котлов водой

4 – рабочее колесо; 5 – напорный патрубок; 6 – лопатка; 7 – спиральный отвод.

Принцип действия заключается в следующем. Вращение вала насоса приводит в движение рабочее колесо, находящееся в корпусе насоса. Колесо при своем вращении захватывает жидкость и выбрасывает ее через направляющую (спиральную) камеру в нагнетательный трубопровод. Уходящая жидкость освобождает занимаемое пространство. Давление в этой области понижается, и туда устремляется жидкость из всасывающего трубопровода под действием разности давлений.

Центробежные нагнетатели классифицируют по следующим признакам:

· По числу колес: одноступенчатые, многоступенчатые;

· По расположению вала рабочего колеса: горизонтальные, вертикальные;

· По типу всасывания: с односторонним и двусторонним всасыванием;

· По создаваемому напору: низконапорные (20 – 25 м), средненапорные (20 – 60 м), высоконапорные (свыше 60 м);

· По быстроходности: тихоходные и быстроходные.

Питание котлов может быть групповым с общим для подключения котлов питательным трубопроводом или индивидуальным – только для одного котла. Включение котлов в одну группу по питанию допускается при условии, что разность рабочих давлений в различных котлах не превышает 15%.

Для питания паровых котлов устанавливается не менее двух насосов с электроприводом и один или два насоса с паровым приводом. Суммарная подача насосов с электроприводом должна быть не менее 110%, а с паровым приводом – не менее 50% номинальной производительности всех работающих котлов.

Подача – расход перемещаемой среды или количество среды, проходящее в единицу времени.

Q – объемная подача (м 3 /с, м 3 /ч, л/мин);

М – массовая подача (кг/с).

При паропроизводительности не более 1 т/ч допускается один питательный насос с электроприводом, если котел оборудован автоматикой безопасности, которая исключает возможность снижения уровня воды и повышения давления пара выше нормы.

Напор, который развивается циркуляционными и подпиточными насосами, должен исключать возможность вскипания воды в котле и в системе.

Напор – давление, выраженное в метрах столба перемещаемой жидкости (Н, м).

Питательные устройства

Питательные устройства являются одним из самых ответственных элементов котельной, поскольку должны обеспечивать непрерывную подачу воды в котел. Запас воды в современном котельном агрегате незначителен, и прекращение питания его водой даже на несколько минут может привести к полному испарению воды, интенсивному разогреву и разрушению котла.

Для питания котлов водой применяют насосы высокого давления, рассчитанные на работу при температуре воды 105. 150°С. Центробежные насосы устанавливаются с электрическим и паротурбинным приводом, а поршневые—с паромашинным. Насосы с паротурбинным приводом применяют для питания котлов средней и большой производительности. Поршневые паровые насосы используют обычно в качестве резервных для питания котельных агрегатов с паропроизводительностью до 3 кг/с и давлением до 1,4 МПа.

Установка для питания котлов водой (рис. 3.18.25) состоит из двух или нескольких питательных насосов 5, которые приемными патрубками присоединены к всасывающей магистрали 8, а нагнетательными патрубками — к питательной линии 7. Всасывающая магистраль соединена с питательным баком 2, в котором хранится запас воды, прошедшей через деаэрационную колонку 1. По питательной линии вода поступает через экономайзер 8 в верхний барабан 10 котла. Питательные насосы должны работать с подпором во всасывающем патрубке, поэтому они устанавливаются на отметке ниже отметки питательного бака. Подпор h_в должен быть таким, чтобы на входе в насос не образовывался пар. Обычно принимают h_в = 6 —10 м. Давление, развиваемое питательным насосом, выбирается с превышением давления в котле, что позволяет преодолеть давление в котле, гидравлические сопротивления трубопроводов и гидростатический напор, равный разности отметки питательного бака и верхнего барабана котла. Напор, который должен обеспечить насос, определяется по формуле

где р_б — наибольшее возможное избыточное давление в барабане котла; р_д — избыточное давление в деаэраторе; h_с — суммарное сопротивление всасывающего и напорного тракта питательной воды; Dh — разность уровней воды в барабане котла и в деаэраторе; 1,15—коэффициент запаса.

Рис. 3.18.25. Схема питательной установки:

1 — колонка деаэратора; 2 — питательный бак; 3 — всасывающая магистраль; 4 — вентили; 5—питательный насос; 6—обратный клапан; 7—питательная линия; 8 — экономайзер; 9 — обводная линия; 10 — верхний барабан котла

По правилам Госгортехнадзора в промышленных котельных устанавливается не менее двух насосов с независимым приводом. Суммарная производительность всех насосов с электрическим приводом должна составлять не менее 110% номинальной производительности всех котлов. Производительность резервных насосов с паровым приводом 50%. Каждый насос должен иметь на нагнетательной линии обратный клапан, перекрывающий магистраль при остановке насоса. Для обеспечения непрерывной подачи воды в котел нагнетательные магистрали делают сдвоенными. Для регулирования работы питательной системы устанавливаются соответствующие вентили и задвижки.

СУДОРЕМОНТ ОТ А ДО Я.

В своем блоге буду описывать основы технологии судоремонта, методы дефектоскопии, восстановления и упрочнения деталей, виды и методы ремонта судов и механизмов.Будет приведена технологическая документация на ремонт и изготовление деталей.

Источник