Арматура вспомогательных парогенераторов
Арматурой называются приборы и устройства, позволяющие управлять работой парогенератора и обеспечивающие безопасность его эксплуатации.
Различают арматуру водяного и парового пространств. К арматуре водяного пространства относятся: водоуказательные приборы, краны верхнего и нижнего продувания, питательные клапаны, водопробные краны и легкоплавкие пробки. Арматуру парового пространства составляют: манометры, стопорные и предохранительные клапаны, воздушные краны или клапаны.
По назначению различаются следующие виды арматуры:
— запорная, предназначенная для регулирования потоков воды, пара или воздуха;
— указательная, предназначенная для наблюдения за качеством и состоянием рабочих тел;
— предохранительная, предназначенная для предотвращения роста давления пара в парогенераторе выше допустимого значения.
К запорной арматуре парогенератора относятся стопорные паровые и питательные клапаны, краны верхнего и нижнего продувания, спускные и воздушные клапаны, пробные краны.
На рис. 16, а показано устройство стопорного клапана. Тарелка 1 клапана соединена со штоком 4 при помощи гайки 5, застопоренной шайбой 6. В корпус 2 запрессовано седло 7 клапана, обеспечивающее плотное прилегание тарелки клапана. Открытие и закрытие стопорного клапана осуществляется вращением штока клапана в соответствующую сторону относительно нарезной втулки 10, запрессованной в крышке 3, для чего шток клапана имеет нарезную часть 9 (шпиндель). В месте выхода штока клапана из крышки установлена грундбукса 12 с сальником 8. Вращение шпинделя осуществляется маховиком 11. Фланцами клапан присоединен к парогенератору и паропроводу таким образом, чтобы пар создавал давление под клапаном.
Рис. 16. Стопорный и регулируемый невозвратный клапаны.
Питательные клапаны предназначены для впуска питательной воды в парогенератор и позволяют регулировать ее количество. Один из них является стопорным; он расположен ближе к парогенератору, второй (невозвратный) соединен непосредственно со стопорным (обычно оба клапана находятся в одном корпусе). Невозвратный клапан необходим для того, чтобы вода из парогенератора во время бездействия питательного насоса не могла уходить в систему питания.
Невозвратным или самодействующим называют такой клапан, который открывается непосредственно от давления воды. Невозвратный клапан может быть нерегулируемым и с регулируемой высотой подъема (рис. 16, б). Невозвратный клапан отличается от стопорного тем, что тарелка у него не соединена со штоком. Регулируемый невозвратный клапан (рис. 16, б) состоит из корпуса 1, в котором может перемещаться тарелка 2 клапана, соприкасаясь с гнездом 5. Шток 4 клапана имеет нарезную часть — шпиндель 9, который ввертывается в крышку 3; шток уплотнен сальником 8. Вращая маховик 11, можно регулировать величину вывертывания шпинделя, т. е. подъем тарелки клапана: чем больше шпиндель вывернут из крышки, тем больше подъем клапана.
На рис. 17 показаны питательные клапаны — стопорный и невозвратный нерегулируемый, расположенные в общем корпусе. Фланцем 7 питательный клапан присоединяется к парогенератору. Тарелка 6 клапана соединена со штоком, проходящим через крышку 5. Вращением маховика осуществляется открытие и закрытие стопорного клапана.
Рис. 17. Питательные клапаны.
В корпусе 2 невозвратного нерегулируемого клапана перемещается тарелка 3 клапана, хвостовик которой свободно заходит в выточку крышки 4. Фланцем 1 корпус соединен с питательным трубопроводом. При включении питательного насоса невозвратный клапан под давлением воды, создаваемым питательным насосом, открывается и при открытом положении стопорного клапана вода поступает в парогенератор. Если давление в питательном трубопроводе ниже, чем в парогенераторе, невозвратный клапан закрывается и прекращает выход воды из парогенератора.
Краны или клапаны верхнего продувания устанавливают на корпусе парогенератора на уровне зеркала испарения. Они предназначены для удаления масла, пены и механических примесей из верхней части водяного пространства. Одна из конструкций крана верхнего продувания показана на рис. 18, а. Кран состоит из корпуса, пробки, рукоятки для поворачивания пробки (открытие и закрытие) и сальникового уплотнения. Нижним фланцем корпус присоединен к парогенератору.
Кран нижнего продувания может быть устроен аналогично; он предназначен для удаления воды, насыщенной шламом, растворенными солями, маслянистыми веществами и механическими примесями, из нижней части водяного пространства. Такой кран позволяет осуществлять продувку парогенератора только при пониженном давлении [до 0,3—0,4 МН/м2 (3— 4 кгс/см2)], он быстро изнашивается и при работе часто заедает, что может привести к утечке воды из парогенератора. Поэтому в настоящее время предпочитают применять более совершенные краны, в том числе дисковые.
Дисковый кран (рис. 18,6) обеспечивает продувку парогенератора при любом давлении, уменьшает шум и вибрацию трубопровода, в меньшей степени реагирует на попадание в корпус шлама. Корпус крана 1 соединен болтами с крышкой 4. Затвором крана является заслонка 5, притертая к корпусу. В цилиндрическое углубление заслонки вставлена шайба 2, притертая к крышке. Между заслонкой и шайбой установлена распорная пружина 3, что обеспечивает их плотное прилегание к поверхностям корпуса и крышки. Заслонка насажена на квадрат валика 6; рукояткой 7 ее можно поворачивать в корпусе, что приводит к открытию выходного отверстия и осуществлению продувки парогенератора.
Рис. 18. Краны: а — верхнего продувания; б — дисковый — нижнего продувания; в — воздушный, или пробный.
Воздушные краны применяют для выпуска воздуха из парогенератора при заполнении его водой. Такой кран (рис. 18, в) состоит из корпуса и изогнутой пробки, на нижний конец которой навернута гайка.
Водоуказательные приборы предназначены для контроля уровня воды в парогенераторе. В зависимости от формы стекла водоуказательные приборы разделяются на цилиндрические и плоские. Более широкое применение получили приборы с плоскими стеклами (рис. 19, а). В гнездо призматического корпуса 3 вставлено на тонкой клингеритовой прокладке плоское стекло 1. Шпильками 4 стекло плотно прижато к корпусу крышкой 2. При помощи кранов 5 и 6 водоуказательный прибор можно отсоединить от парогенератора (для замены стекла, прокладки или для выполнения какого-либо ремонта). Для проверки исправности водоуказательного прибора и очистки от грязи стекло необходимо периодически продувать. Если открыть краны 6 и 7, продувка стекла будет осуществляться водой, а при открытых кранах 5, 6 и 7 — паром и водой. На корпусе прибора укрепляются стрелки (на рисунке не показаны) — указатели высшего и низшего уровней воды в парогенераторе. На задней стороне стекла для более удобного контроля за уровнем воды сделаны продольные канавки с острым углом. Рифленая поверхность преломляет лучи таким образом, что часть стекла, заполненная водой, кажется темной, а заполненная паром — светлой.
Рис. 19. Водоуказательные приборы.
Водоуказательный прибор с цилиндрическим стеклом показан на рис. 19, б. Он состоит из верхней и нижней бронзовых оправ 8, изготовленных за одно целое с корпусами кранов 9, с помощью которых они сообщаются соответственно с паровым и водяным пространствами. Сальниковое устройство 10 уплотняет концы цилиндрического стекла в оправах. Пробка 11 нужна для удобства замены стекла, а пробка 12 — для прочистки каналов. Цилиндрические стекла имеют длину 300—400 мм, диаметр их 12—30 мм, толщина стенки стекла 3 мм.
Предохранительные клапаны устанавливают для предотвращения повышения давления в парогенераторе сверх установленного предела. Предохранительный клапан стравливает пар в атмосферу при повышении давления в парогенераторе на 20— 30 кН/м2 (0,2—0,3 кгс/см2) сверх установленного. На рис. 20 показан сдвоенный предохранительный клапан, у которого в одном корпусе размещены два независимо действующих клапана, обеспечивающих надежную защиту парогенератора от повышения давления.
Рис. 20. Предохранительное устройство.
В корпусе 1 клапана установлено два клапанных гнезда 3, закрываемых тарелками 4, которые прижимаются пружинами 5, действующими через шток 6 и шарик 2. Натяжение пружины регулируется так, чтобы при рабочем давлении в парогенераторе тарелка была плотно прижата к гнезду и обеспечивала непроницаемость. В случае недопустимого повышения давления тарелка приподнимается и часть пара выпускается в атмосферу через выходной патрубок клапана и атмосферную трубу. После регулировки клапан закрывают защитным колпачком 7 и пломбируют.
Легкоплавкие пробки применяют на некоторых огнетрубных парогенераторах как предохранительное средство при утечке воды. Внутренняя полость пробки заливается легкоплавким сплавом свинца и сурьмы; температура плавления сплава 200—250°С (473—523 К). Пробка ввинчивается в лист огневой камеры. В случае, если легкоплавкая вставка выплавится, подачу топлива нужно прекратить, а пар из парогенератора выпустить в атмосферу. Вновь в эксплуатацию парогенератор вводится после тщательного осмотра его стенок и трубок и замены выплавленной пробки.
Вопросы для повторения
1. Расскажите о назначении и классификации судовых вспомогательных парогенераторов.
2. Как устроен вспомогательный водотрубный парогенератор?
3. Как устроен вспомогательный огнетрубный парогенератор?
4. Как устроен комбинированный утилизационный парогенератор?
5. Каково назначение арматуры парогенератора?
6. Как устроена и как работает арматура парового пространства парогенератора?
7. Как устроена и как работает арматура водяного пространства парогенератора?