Файл: Ковальский В.А. Ацетиленовые генераторы.pdf

В генераторах с мокрым процессом разложения вода подается к неподвижно лежащему карбиду кальция. Теплота, выделяемая при разложении карбида кальция, расходуется в основном на нагрев воды. Во время ра­ боты в загрузочном устройстве всегда имеется избыток карбида кальция, а вода поступает в таком количестве, которое позволяет получить требуемую выработку аце­ тилена. Охлаждение обеспечивается неподвижной или проточной водой, окружающей загрузочное устройство. Только в конце процесса, когда карбид кальция раз­ ложится, газообразователь полностью заливается во­ дой, в результате чего образуется жидкотекучий кар­ бидный ил.

В генераторах с сухим процессом разложения вода подается на движущиеся куски карбида кальция, на­ ходящегося в газообразователе в избытке по сравнению с количеством подаваемой воды. При движении куски трутся друг о друга и о стенки газообразователя, бла­ годаря чему сухая гашеная известь удаляется с поверх­ ности кусков и заиливание их исключается. Около поло­ вины подаваемой воды вступает в реакцию, а другая часть превращается в пар, на что в основном и расхо­ дуется теплота (скрытая теплота парообразования) реакции разложения карбида кальция. Гашеная известь в генераторах с сухим процессом разложения получает­ ся в виде сухого порошка, называемого «пушонкой». Такие генераторы не нашли широкого применения, их изготовляют только стационарными, большой произво­ дительности.

Рис. 2. Схема ацетиленового генератора системы <вода на карбид» ВК с вариантом мокрого разложения.

19

Схема устройства генератора, работающего по си­ стеме ВК с мокрым процессом разложения карбида кальция, показана на рис. 2.

Корпус 1 разделен перегородкой 2 на две части: нижнюю — газосборпик 3 и верхнюю — водосбор­ ник 10. В газосборник вварена реторта (газообразова-

вается в один из отсеков загрузочного устройства, где происходит разложение карбида кальция. Полученный ацетилен по газоотводящей трубе 9 поступает в газосборннк, передавливая из него по трубе 4 воду в водо­ сборник 10. Когда накопится достаточное количество ацетилена, уровень воды в газосборнике опустится ниже водоподающей трубы 8 и поступление воды в реторту прекратится. Ацетилен отбирают из генератора через вентиль 11. Пока количество ацетилена, выделяемого замоченным водой карбидом кальция, равно или боль­ ше количества потребляемого газа, уровень воды в газосборнпке не повысится. При недостаточном газообра­ зовании уровень воды в газосборнике повышается и, достигнув трубы 8, вода вновь поступит в реторту 6 и

карбида кальция просты по конструкции, компактны, дешевы в изготовлении, при небольшой производитель­ ности удобны в обслуживании и имеют сравнительно небольшую массу и размеры. В них образуется значи­ тельно меньше карбидного ила, чем в генераторах системы КВ.

Однако эти генераторы имеют низкий коэффициент использования карбида кальция, не допускают форсиро­ вания процесса получения ацетилена, склонны к обра­ зованию местного перегрева. В данных генераторах трудно механизировать процесс загрузки карбида каль­ ция и выгрузки карбидного ила. Недостатки генератора системы ВК с мокрым вариантом особенно заметны при повышении производительности, поэтому в соот­ ветствии с ГОСТ 5190—67 их производительность огра­ ничена до 10 м3/ч.

20

В генераторах, работающих по системе ВК с мокрым процессом, образовавшаяся гашеная известь не отводит­ ся от карбида кальция, а покрывает его, затрудняя доступ воды к карбиду кальция. Вследствие этого резко увеличивается время, необходимое для полного разло­ жения карбида кальция. Возможно такое заиливание карбида кальция, когда практически прекратится газо­ образование, а отвод теплоты ухудшится, что приведет к местному перегреву и, как следствие, к полимеризации ацетилена. Указанные недостатки усиливаются в слу­ чае применения карбида кальция мелких грануляций, поэтому в генераторе системы ВК используется, как правило, карбид кальция с размером: кусков не менее 25 мм. Допускается переработка кусков 15/25, но при этом количество загружаемого карбида кальция во из­ бежание заиливания и перегрева сокращают не менее чем в 2 раза.

Генераторы системы ВВ

В генераторах, работающих по системе ВВ, взаимодей­ ствие карбида кальция с водой происходит при их периодическом соприкосновении; при этом загрузоч­ ное устройство с карбидом кальция неподвижно, а уро­ вень воды изменяется. Количество вырабатываемого ацетилена регулируется путем изменения количества карбида кальция, смоченного водой.

Генератор, работающий по системе ВВ, низкого давления (рис. 3), состоит из газообразователя 4 (он же газосборник), заливаемого полностью водой, шахты б, в которую вставляется заполненная карбидом кальция загрузочная корзина 5; водосборника 1, соединенного с газосборником циркуляционной трубой 3, и газоотбор­ ного крана 2. Шахта 6 закрывается крышкой 7. Загру­ зочное устройство с карбидом кальция неподвижно, а уровень воды изменяется в зависимости от количества газа в газосборнике. При увеличении отбора ацетилена уровень воды поднимается и количество смачиваемого карбида кальция увеличивается. При уменьшении от­ бора ацетилен скапливается в газосборнике, вытесняя часть воды в водосборник, и слой замоченного карбида кальция уменьшается. В случае прекращения отбора

21

ков менее 25 мм, поэтому в генераторах системы ВВ разрешается применять карбид кальция только грану­ ляции 25/80 с обязательным отсевом его от карбидной пыли и мелочи.

При больших количествах единовременно загружае­ мого карбида кальция работа на таких генераторах становится опасной. Поэтому в соответствии с ГОСТ 5190—67 производительность генераторов, работающих по системе «вытеснение воды», должна быть не более

5 м3/ч.

Основные требования, предъявляемые к передвижным ацетиленовым генераторам

В ацетиленовых генераторах всех систем и назначений количество вырабатываемого в газообразователях аце­ тилена должно автоматически регулироваться в зависи­ мости от его потребления. Эксплуатация генераторов, в которых отсутствует автоматическая регулировка выра­ ботки ацетилена, запрещается.

Количество вырабатываемого ацетилена зависит от многих факторов: грануляции карбида кальция, его

22

литража, температуры вбды, количества гашеной из­ вести в воде и др., поэтому даже при правильно сконструированном автоматическом устройстве выра­ ботка ацетилена в единицу времени может быть не постоянной.

Расход ацетилена также является переменной вели­ чиной и в передвижных генераторах колеблется в широких пределах — от максимального до полного пре­ кращения отбора. При уменьшении или прекращении потребления ацетилена часть карбида кальция продол­ жает разлагаться, реагируя с парами воды, находящи­ мися в ацетилене, и с водой, содержащейся в извести, оставшейся на кусках и между кусками карбида каль­ ция (так называемое остаточное газообразование), что создает неравномерность выработки ацетилена. Указан­ ная неравномерность компенсируется газосборником, который при избытке вырабатываемого ацетилена на­ капливает его, а при недостатке — отдает на потреб­ ление.

В передвижных ацетиленовых генераторах объем газосборника должен быть таким, чтобы при резком прекращении отбора газа после его максимального потребления давление не превышало допустимого и газ не выходил в атмосферу. В то же время газосборник не должен быть большого объема, так как это увеличит габаритные размеры и массу, что не рекомендуется для передвижных аппаратов.

Наибольшую опасность при эксплуатации генерато­ ров представляет наличие в них ацетилено-воздушной смеси.

Однако при перезарядке (смене воды, загрузке карбида кальция) передвижных генераторов воздух неизбежно попадает в аппарат, поэтому необходимо устройство для удаления воздуха путем продувки аце­ тиленом.

Генераторы должны иметь предохранительные уст­ ройства для автоматического выпуска ацетилена в атмо­ сферу в случае, если количество выработанного ацети­ лена будет больше, чем может вместить газосборник при максимально допустимом давлении. Генераторы среднего давления комплектуют для этого предохрани­ тельными клапанами. Кроме того, генераторы должны иметь для замера давления манометры, имеющие на циферблате надпись «Ацетилен».

23

кальция, повышение температуры газа, воды или пере­ грева карбида кальция, большого остаточного газообра­ зования и других неполадок, нарушающих нормальную работу генераторов и создающих опасность для людей.

В передвижных генераторах большая загрузка кар­ бида кальция может привести к его перегреву и поли­ меризации ацетилена, поэтому ГОСТ 5190—67 уста­ новлено количество единовременно загружаемого кар­ бида кальция в зависимости от часовой выработки аце­ тилена при непрерывном его отборе:

Увеличенная загрузка карбида кальция требует за­ лива в аппарат большего количества воды с тем, чтобы температура отходящего ацетилена не превышала 35° С, и большего объема газосборника, в то же время раз­ меры и масса передвижных аппаратов должны быть по возможности минимальными.

Давление в газосборнике в процессе работы должно обеспечивать давление после водяного затвора не ниже 100 мм вод. ст. Если после водяного затвора будет ва­ куум, то возможен подсос воздуха в горелку или резак через водяной затвор, вследствие чего могут возникнуть обратные удары. Еще большую опасность представляет разрежение (вакуум) в самом генераторе, что приводит к образованию в аппарате взрывоопасной ацетиленовоздушной смеси. В то же время давление в аппарате как в процессе отбора газа, так и в перерывах, не должно превышать допустимого максимума для дан­ ного аппарата и при любой конструкции и системе не должно быть более 1,5 кгс/см2, так как ацетилен под давлением выше указанного становится более взрыво­ опасным.

Наружные поверхности генератора и затворы должны быть окрашены атмосферостойкими эмалями в белый цвет. На корпусе генератора и водяного затвора должны быть прикреплены таблички, указывающие: наименова­ ние организации, в систему которой входит завод-из­ готовитель; наименование или товарный знак заводаизготовителя, наименование, тип, марку, заводской номер и дату выпуска, номер стандарта в соответствии с ко­

25

торым изготовлен аппарат; рабочее давление и давлённе гидравлического испытания в кгс/см2; производи­ тельность (для затворов пропускную способность) в м3/ч. Кроме того, на табличке генератора должно быть указано: допустимый размер кусков карбида каль­

запрещается.

При каждом генераторе должны быть инструкции по

В соответствии с ГОСТ 5190—67 ацетиленовые генера­ торы должны изготавливаться на специализированных предприятиях, имеющих на то специальное разрешение, по чертежам и технической документации, утвержден­ ной в установленном порядке и согласованной с ВНИИАвтогенмашем. Это требование вызвано тем, что взрывы в передвижных ацетиленовых генераторах, нередко с тяжелыми последствиями, обычно происходят из-за использования самодельных генераторов, предо­ хранительных затворов, самостоятельного изменения от­ дельных узлов серийно выпускаемых аппаратов и из­ готовления генераторов и затворов на неспециализиро­ ванных предприятиях.

При изготовлении таких аппаратов не всегда учиты­ вают специфические, на первый взгляд несущественные требования, что приводит к нарушению технологиче­ ского режима ’и даже к авариям. Например, при изго­ товлении на специализированных предприятиях жидко­ стные затворы проверяют на способность задерживать распространение ацетилено-кислородного пламени. Ука­ занную проверку проводят на специальном стенде, обо­ рудованном ранее проверенными защитными затворами и устройством, искусственно создающим взрыв ацети­ лено-кислородной смеси. При этом создается наиболее опасная взрывная смесь с обязательным переходом взрыва в детонацию. При кустарном же изготовлении такую проверку не проводят, а ведь затворы являются единственным защитным устройством, предохраняющим

26