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

Остановки котла можно было избежать, если бы персонал сразу сверил показания верхнего и нижнего манометров либо попытался продуть нижний манометр и убедился в неправильности его показа­ ний.

Основным элементом изображенного на рис. 17-2,6 самопишущего прибора является тонкостенная гофри­

Измерение температуры. Температуру до 550 °С мож­ но измерять ртутными термометрами, для которых име­ ются специальные гильзы в коллекторах пароперегре­ вателей и экономайзеров. Ртутными термометрами поль­ зуются только для проверки показаний постоянно дейст­ вующих приборов. Объясняется это тем, что показания такого термометра трудно передать от места измерения к тепловому щиту машиниста котла.

Для измерения температуры используют пирометры. Пирометр состоит из трех основных элементов: чувстви­ тельного (термопары), измерительного (гальванометра) и соединительных приводов. Действие термопары осно­ вано на том, что спай двух различных металлов или сплавов при нагревании может стать источником слабо­ го электрического тока.

На рис. 17-3 показана схема действия термопары, со­ стоящей из спая и двух проводов, изготовленных из раз­ личных металлов или сплавов. Возникающая в спае

Рис. 17-3. Схема дей­ ствия термопары.

/ — спай термопары; 2 и 3 —

разнородные провода, со­ ставляющие термопару; 4 —

в которой измеряют темпе­ ратуру; 8 — штуцер в трубе.

электродвижущая сила (э. д. с.) передается соединитель­ ными проводами и измеряется гальванометром.

Электродвижущая сила в спае почти пропорциональ­ на его температуре. Термопары и гальванометры для теплового щита электростанции подбирают так, чтобы на шкале каждого гальванометра показывалась непо­ средственно измеряемая температура. Но в спаях 4 так­ же возникает э. д. с., действие которой противоположно действию основного спая 1.

Например, вода в трубе нагрета до 250°С. Темпера­ тура холодного спая 4 равна 40°С. Гальванометр изме­ ряет э. д. с., соответствующую температуре 250—40 = = 210°С.

Поправку на температуру холодного спая обычно учитывают при настройке каждого прибора. В производ­ ственных условиях, как правило, можно пользоваться непосредственно показаниями гальванометра. Но нали­ чие холодных спаев усложняет пользование термопара­ ми, поскольку температура наружных их концов не ос­ тается постоянной и колеблется вместе с температурой помещения котельной в зоне расположения термопар.

Для уменьшения погрешности измерения термопару удлиняют и выносят концы ее в более удобное место. Для наращивания термопар применяют специальные компенсационные провода.

Кроме температуры холодного спая, на показания гальванометра влияют температура соединительных ли­ ний и температура самого гальванометра. Поэтому вре­ мя от времени тепловая лаборатория электростанции проверяет правильность действия термопар.

При измерении температуры воды и пара в трубе врезанный в нее штуцер должен быть закрыт сверху крышкой или залит какой-либо жидкостью. В противном случае термопара будет давать заниженные показания.

При измерении температуры дымовых газов или го­ рячего воздуха спай термопары находится внутри газо­ хода или воздуховода. Его обычно помещают в чехол, который нагревается до температуры среды. Показания термопары могут быть значительно искажены, если ко­ нец чехла близок к охлаждающей или нагревающей его поверхности.

У котла высокого давления показания приборов сверили с рас­ четными характеристиками. Оказалось, что температура дымовых газов в различных газоходах была близка к расчетным значениям. Расхождение не превышало 30—40 °С. Но температура газов за

2 8 2

пароперегревателем с правой стороны котла по показанию прибора была на 155 °С меньше расчетной. При проверке оказалось, что ко­ нец чехла термопары, почти прикасаясь к змеевику пароперегрева­ теля, охлаждался.

Измерение скорости воздуха и газов. Существуют раз­ личные конструкции дроссельных шайб и сопл Вентури, действующих аналогично измерительной диафрагме 1, изображенной на рис. 17-1. В этих соплах измеряется разность между давлением во входном патрубке и в самой узкой части сопла, где при движении с большой

Рис. 17-4. Упрощенная схема измерения скорости воздуха в прямо­ угольном воздуховоде с помощью плоского расходомерного устрой­ ства.

скоростью воздуха или газов снижается давление. За из­ мерительным участком устанавливают длинный расши­ ряющийся патрубок (диффузор) для постепенного уменьшения скорости потока.

В газовоздухоцроводах прямоугольного сечения изме­ рение производят с помощью плоского сопла Вентури

(рис. 17-4).

Любое дроссельное измерительное устройство может работать правильно лишь тогда, когда газовый или воз­ душный поток выравнивается в длинных прямолинейных участках газовоздухопровода перед этим устройством и на выходе из него. В частности, результаты измерений

значительно искажаются при наличии даже небольшого вращательного (вихревого) движения потока.

В результаты измерения должна вноситься поправка, если температура среды, а следовательно, и ее плотность отличаются от расчетного значения.

С наибольшими трудностями сопряжено раздельное измерение подачи воздуха к каждой из горелок, особен­

но при большом их количестве. Наличие длинных прямо­ линейных коробов по обе стороны каждого измеритель­ ного участка несколько усложняет конструкцию возду­ ховодов перед горелками. Точность измерений может снижаться при нетщательном изготовлении отдельных измерительных участков. К тому же, если по показаниям приборов достигнуто точное распределение воздуха, по­ лезность такого регулирования снижается, если топливо распределяется между горелками неравномерно.

В таких условиях иногда считают целесообразным для равномерного распределения воздуха направлять его в горелки через одинаковые по конструкции короба с тем, чтобы создать одинаковые условия его движения, что дает возможность не измерять раздельно подачу воздуха к каждой горелке даже в крупных котлах.

Недопустимо неточное изготовление самих горелок, ■которое может привести к различию в условиях протека­ ния воздуха через них.

На рис. 17-4 изображена схема измерения дифферен­ циальным тягомером ДТ-2 разности давлений воздуха на подводящем участке и в узком сечении сопла. Изме­ нения разности давлений по обе стороны мембраны тя­ гомера сопровождаются перемещениями в вертикальном направлении присоединенного к мембране плунжера, вследствие чего изменяются электрические характери­ стики индукционных катушек. Возникающие электриче­ ские сигналы передаются по проводам указывающему, а иногда и регистрирующему прибору.

Регистрирующие приборы бывают одноточечные, пред­ назначенные для записи показаний одного прибора, и многоточечные. В первых результаты измерений фикси­ руются на ленте непрерывно, у вторых запись произво­ дится печатающей кареткой в виде точек (иногда разно­ го цвета) с проставленными возле них условными номе­ рами присоединенных к ним измерительных приборов.

Иногда такой прибор снабжают каким-либо дополни­ тельным электрическим или пневматическим устройст­

284

вом для автоматического регулирования работы котла или для сигнализации при отклонениях от 'правильного режима эксплуатации.

Определение качества воды и пара. Еще недавно все анализы проб воды и пара производились периодически обычными химическими методами. Такой контроль счи­ тается недостаточным на современных электростанциях, поскольку при больших промежутках времени между анализами могут длительно оставаться незамеченными отдельные 'нарушения водного режима.

Контроль за содержанием солей в парс, котловой п питательной воде имеет важное значение в эксплуатации энергетических установок. Он должен осуществляться при помощи специальных приборов — солемеров с авто­ матической регистрацией результатов измерений.

В барабанных котлах значительная часть содержа­ щихся в насыщенном паре солей растворена в немногих капельках воды, которые движутся преимущественно у стенок труб. Это усложняет условия отбора проб: пар, отведенный из средней части трубы, содержит меньше солей, чем у ее стенок. Внутрь трубы вставляют насадку (завихритель). На небольшом участке за завихрителем капли воды несутся по всему сечению трубы, и проба, отобранная через ларозаборный зонд, имеет содержа­ ние солей, близкое к действительному.

Пробы воды и перегретого пара отбираются во всех котлах из средней части сечения трубы без завихрителя.

Вхолодильниках вода и пар охлаждаются проточной водой. Охлажденная вода и превращенный в воду пар должны вытекать из холодильников непрерывно, чтобы не было искажения результатов отбираемых проб из-за коррозии трубок.

Вводе и паре прямоточных котлов и, особенно, кот­ лов сверхкритического давления допускается столь ма­ лое содержание отдельных веществ, что их количество не всегда можно определить с достаточной точностью как обычными химическими методами, так и с помощью

солемеров. Применяются к о н ц е н т р а т о р ы , в которых часть пробы выпаривается и содержащиеся в ней веще­ ства измеряются в уменьшенном количестве воды.

Современные солемеры прямоточных котлов типов СПВМ (для питательно воды) и СППМ (для перегрето­ го пара) включают в себя солеконцентратор, в котором предварительно охлажденная проба дозируется по объему

285

и затем нагревается .насыщенным или перегретым шаром давлением 6-12 кгс/см2 (рис. 17-5). Оставшаяся после выпаривания часть воды проходит через измерительный участок, в котором автоматически определяется электро­ проводность пробы, зависящая от ее солесодержания. Электропроводность конденсата шара при обычном со­ держании в нем различных солей в среднем соответст-

Рис. 17-5. Схема солемера типа СПВМ или СППМ.

манометр на линии охлаждающей воды; 9 — регистрирующий прибор.

вует электропроводности раствора поваренной соли (NaCl) при той же концентрации. Поэтому шкала соле­ меров обычно градуируется в микрограммах NaCl на 1 кг пара.

17-2. Размещение приборов на тепловом щите

Мнемонические схемы. Оператор, находясь на тепло­ вом щите котла или всего энергоблока, должен система­ тически следить и анализировать показания многочис­ ленных и разнообразных приборов. При отклонениях от

286

нормального режима оператор должен быстро прини­ мать решения по изменению условий работы котла и осуществлять необходимые переключения. Наиболее четко он должен действовать во время аварий.

При наличии на тепловом щите большого числа раз­ личных приборов необходимо разместить их таким обра­ зом, чтобы оператор мог легко запомнить место каждого из них и быстро находить его даже в наиболее напря­ женные периоды работы.

Наиболее удобным считается расположение элементов контроля и управления соответственно протеканию тех­ нологических процессов в котле. При этом на тепловом щите изображают упрощенные мнемонические (т. е. удобные для запоминания) схемы, например; упрощен­ ные схемы всех систем пылеприготовления, схему пита­ тельных линий, схемы пароперегревателя с расположе­ нием на ней всех устройств для регулирования темпе­ ратуры пара и т. п. Все имеющиеся на щите измеритель­ ные приборы и органы управления размещают вблизи мест, где на мнемонической схеме изображены соответ­ ствующие элементы оборудования. Вблизи таких схем устанавливают и световую автоматическую сигнализа­ цию, которая, как и звуковая, должна привлекать вни­ мание оператора при отклонениях от правильного режи­ ма эксплуатации.

С мнемоническими схемами должно быть увязано и расположение лампочек и других приборов, сигнализи­ рующих о включении и отключении отдельных механиз­ мов, а также о степени открытия различных клапанов, шиберов и других регулирующих устройств.

Разделение теплового щита. Дальнейшее упрощение условий труда оператора достигается путем разделения теплового щита на две части. На наклонной поверхности ближнего к оператору невысокого щита (пульта управ­ ления) размещают кнопки и клавиши (ключи) управле­ ния, а также минимальное число измерительных и сиг­ нальных приборов. За пультом управления устанавли­ вается вертикальная панель, на которой размещают остальные приборы, в том числе приборы, регулируемые и вручную. На крупных энергоблоках между обоими щитами предусматривается проход для более удобного обслуживания высокого щита.

Контроль по вызову. В современных энергоблоках большой мощности объем необходимых оператору сведе-

287

ний настолько велик, что, например, только для прибо­ ров теплотехнического контроля серийного котла сверх­ критического давления при раздельном размещении каждого прибора понадобился бы тепловой щит длиной более 12 м. Обслуживание такого щита было бы весьма затруднительным.

Поэтому на тепловых шитах устанавливают переклю­ чатели, с помощью которых оператор может соединять один и тот лее указывающий прибор с каждым из не­ скольких измерительных устройств (например, с каждой из нескольких термопар). Иногда «а одном указываю­ щем приборе перед оператором могут поочередно появ­ ляться различные шкалы с делениями, соответствующие включаемым «по вызову» характеристикам работы котла. При этом поверхность теплового щита может быть еще более сокращена.

18-1. Дистанционное управление

Значительная часть операций по регулированию ра­ боты котла производится системами автоматического регулирования (САР). Но такие операции, как открытие и закрытие различных вентилей, задвижек и шиберов, включение и выключение механизмов и др., осуществля­ ются машинистом. Отдельные операции выполняются вращением штурвала или поворотом рукоятки у самих задвижек и шиберов. Другими шиберами и задвижками управляют на большом расстоянии посредством длинных тросов, тяг и вращаемых вручную штанг. Более опера­ тивным и не связанным с затратой физического труда является дистанционное управления со щита управления котлом или энергоблоком (рис. 18-1). В этом случае оператор включает электродвигатель задвижки или дру­ гого регулирующего органа поворотом к л ю ч а у п р а в ­ ле ния .

288

При повороте ключа ставится под папряжениё одна катушка реверсивного м а г н и т н о г о п у с к а т е л я МП, которая втягивает сердечник и замыкает цепь трех­ фазного реверсивного двигателя. Электродвигатель через механический привод соединен с задвижкой, положение которой оператор может определить по электрическому

Рис. 18-1. Схема дистанционного управления задвижкой на пита­ тельной линии.

у к а з а т е л ю п о л о ж е н и я УП, расположенному на пульте управления и отградуированному в процентах

одном повороте ключа управления производится сначала пуск в работу вентилятора, а затем открытие располо-

289