Файл: Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие].pdf

Рис. 16-2. Схема открытия вентиля с разгрузочной малой тарелкой (обозначения те же, что на рис. 16-1).

а — закрытый вентиль; б — открытие малой тарелки; в — полное открытие вен­ тиля.

У задвижек и вентилей одинакова верхняя часть — привод для вращения шпинделя и конструкция сальни­ ка. Как у вентиля, так и у задвижки может быть уста­ новлен вертикальный штурвал с коническим приводом (рис. 16-1) или горизонтальный, соединенный со шпин­ делем цилиндрическими шестернями, показанными пунк­ тиром на рис. 16-3. Дополнительная паразитная шестер­ ня служит для того, чтобы сохранить обычную резьбу на шпинделе и в то же время обеспечить привычное для людей вращение штурвала по часовой стрелке при за­ крытии арматуры вручную.

К нижнему концу шпинделя присоединены две та­ релки, которые при опускании прижимаются к седлам (как показано на рис. 16-3), а при открытии задвижки поднимаются вместе со шпинделем в верхнюю часть корпуса. Симметричное расположение седел и тарелок внутри задвижки позволяет направлять через нее воду или пар в любую сторону.

Если задвижка полузакрыта, то ее седла омываются рабочей средой неравномерно, из-за чего происходит их

2б§

через нижнюю пробку соединен с пространством между двумя вентилями на байпасе. Тугое поворачивание шпин­ деля вентиля или задвижки (заедание) чаще всего объ­ ясняется следующими причинами: а) чрезмерным за­ жатием при закрытии арматуры; іб) слишком большой затяжкой сальника и трением между его набивкой и шпинделем; в) перекосом шпинделя; г) смятием резьбы шпинделя или втулки.

Арматуру высокого давления присоединяют к трубо­ проводу на сварке.

26Q

16-2. Клапаны

Клапаном называется запорный или регулирующий орган автоматического действия. У паровых котлов име­ ются обратные, питательные, редукционные и предохра­ нительные клапаны.

Обратный клапан препятствует движению рабочей среды в обратном направлении. Так, например, обрат­ ные клапаны на питательных линиях закрываются при аварийном падении давления в питательных трубопро­

крышкой. Тарелка легко может перемещаться в верти­ кальном направлении без перекосов. При работе котла вода поступает в клапан под тарелку и удерживает ее в поднятом положении. Изменение направления движе­ ния воды приводит к прижатию тарелки к седлу и закры­ тию клапана.

Питательный клапан служит для автоматического регулирования питания котла в соответствии с расходом пара. В клапанах, устанавливаемых на современных котлах высокого и сверхкритического давления, вода прижимает к седлу вертикальный шибер. Соприкасаю­ щиеся поверхности седла и шибера покрыты наплавлен­ ным и затем отполированным слоем твердой высоколе­ гированной стали (на рис. 16-4 эти вертикальные слои металла условно затемнены). На рисунке клапан изо­ бражен в закрытом положении. По мере перемещения шибера вверх все большее число отверстий в седле от­ крывается и пропускает воду, количество которой растет почти пропорционально перемещению шибера.

Рис. 16-4. Нижняя часть регулирующего питательного кла­ пана.

1 — корпус: 2 — шибер:

3 — седло; 4 — слой ме­ талла, наплавленного

270

Редукционный клапан служит для снижения давле­ ния пара. Такой клапан ставится, например, на трубо­ проводе собственных нужд, подающем пар к мазутным форсункам, обдувочным и другим устройствам. Тарелка клапана прижимается к седлу пружиной или грузом. Натяг пружины или давление на тарелку от груза регу­ лируют таким образом, чтобы пар, пройдя через редук­ ционный клапан, имел необходимое давление.

Предохранительный клапан. Он представляет собой автоматически действующее устройство для выпуска пара из котла в случае, если по какой-либо причине дав­ ление в котле превышает допустимое.

По конструкции предохранительные клапаны делят­ ся на рычажные, пружинные и импульсные. Пружинные клапаны никогда не имели распространения в СССР. Рычажные предохранительные клапаны широко приме­ няются на котлах низкого и среднего давления, но неже­ лательны для котлов высокого давления.

Тарелка рычажного клапана прижимается к седлу весом рычага и надетого на него груза (рис. 16-5,а). Но сила такого прижатия не может быть значительной.

Согласно [Л. 2] при рабочем давлении 100 кгс/см2 та­ релка одного из предохранительных клапанов котла должна подниматься при 105 кгс/см2. Тарелка рычажно­ го клапана во время нормальной его работы должна прижиматься к седлу давлением, равным всего 5 кгс/см2. При диаметре тарелки 25 мм сила прижатия равна лишь около 25 кгс и уменьшается дополнительно, если, напри­ мер, давление в котле возросло от 100 до 102 кгс/см2. В таких условиях трудно обеспечивать плотность предо­ хранительных клапанов, а у неплотного клапана воз­ можно прикипание тарелки к седлу, затрудняющее его открытие.

На отечественных электростанциях высокого и сверх­ критического давления применяют импульсные предо­ хранительные устройства. В главном клапане такого уст­ ройства тарелка, прижимается к седлу давлением пара, т. е. во много раз сильнее, чем в клапанах рычажного типа. При открытии клапана тарелка перемещается вниз, против направления движения пара. Для этого вначале открывается небольшой импульсный клапан (рис. 16-5,а) рычажного типа. Его открытие и закрытие происходит не под действием давления пара, как у других рычажных предохранительных клапанов, но с помощью

271

Рис. 16-5. Схема клапанов импульсно-предохранительного устрой­ ства (оба клапана изображены в закрытом положении).

двух электромагнитов, которые включаются порознь в зависимости от положения стрелки контактного манометра (рис. 18-9).

При открытии импульсного клапана пар из него по­ ступает в основной клапан поверх поршня, диаметр ко­ торого больше, чем диаметр отверстия в седле (рис. 16-5,6). Опускаясь, поршень перемещает вниз же­ стко соединенную с ним тарелку.

Демпферный поршень обеспечивает плавное без уда­ ра перемещение тарелки вверх при снижении давления в котле и закрытии клапана. Этот поршень жестко сое­ динен с основным поршнем и с тарелкой клапана. При перемещении демпферного поршня внутри закрытого цилиндра вода или воздух сравнительно медленно пере­

272

препятствует опусканию тарелки при отсутствии давле­ ния в котле.

Контактные манометры импульсных клапанов соеди­ няют с сигнальным устройство.м, извещающим находя­ щегося на тепловом щите оператора о нарушении усло­ вий эксплуатации котла.

У барабанных котлов опасно чрезмерное повышение давления как в барабане, так и на выходе пара из паро­ перегревателя. У таких котлов из двух импульсных кла­

установленный на барабане, часть пара удалялась бы из котла, не проходя пароперегреватель, что приводило бы к опасному повышению температуры остального пара.

У прямоточных котлов как импульсные, так и глав­ ные предохранительные клапаны расположены в зоне выхода из котла первичного пара. Количество клапанов определяется количеством раздельных потоков пара,

Рис. 16-6. Упрощенная схема импульсно-предохранительных устройств котла высокого давления с естественной циркуляцией воды (стрелки показывают направление передачи импульсов. Электриче­ ская связь показана условным пунктиром).

2 7 3

а также пропускной способностью главных клапанов, которая по [Л. 2] должна быть не менее производитель­ ности котла по пару.

В промежуточном пароперегревателе предохрани­ тельные клапаны часто устанавливают только на входе пара, чем предохраняют поверхности нагрева от опасно­ сти чрезмерного повышения давления в аварийных усло­ виях. При таком размещении предохранительных клапа­ нов автоматические защитные устройства должны сво­ евременно отключать подачу топлива в топку и таким образом не допускать чрезмерного повышения темпера­ туры труб промежуточного пароперегревателя.

Предохранительные клапаны любого типа открыва­ ются при резких нарушениях условий эксплуатации ко­ тельного агрегата. Иногда котлы работают весьма дли­ тельное время без открытия этих клапанов. Но когда котел находится под давлением, предохранительные кла­ паны должны непрерывно быть в полной исправности и рабочей готовности. Их проверка регламентирована в [Л. 2].

16-3. Водоуказательные приборы барабанных котлов

Водоуказательные приборы служат для контроля за уровнем воды в барабане котла. Они разделяются на водоуказательные колонки, расположенные вблизи бара­ бана и соединенные трубками с его водяным и паровым объемами, и на сниженные указатели уровня, располо­ женные вблизи рабочего места машиниста.

Кроме водоуказательных приборов котлы большой производительности оборудуют сигнализирующими при­ борами, которые привлекают внимание машиниста при значительном отклонении уровня воды в барабане от заданного положения. Кроме того, имеются защитные устройства, автоматически останавливающие котел при чрезмерном и опасном повышении или снижении уровня воды в барабане.

Водоуказательная колонка. В узком пространстве между вертикальными стеклами колонки поддерживает­ ся уровень воды, близкий к ее среднему уровню в бара­ бане. По уровню воды в колонке раньше регулировали вручную питание котла водой во время эксплуатаций. Теперь на большинстве электростанций по водоуказа-

274