 |
Предохранительно-сливные устройства
|
|
|
|
Деаэратор атмосферного давления необходимо обеспечить защитой от недопустимого повышения давления в корпусе и недопустимого повышения уровня в деаэраторном баке [ 36, 38, 71 ].
Недопустимое повышение давления в корпусе деаэратора создает опасность его разрушения. При этом механическая прочность аппарата проверяется при его гидравлических испытаниях с абсолютным давлением в корпусе 0,3 МПа, а максимальное абсолютное давление в условиях эксплуатации ограничивается на уровне 0,17 МПа.
Переполнение деаэраторного бака опасно с точки зрения нарушения режима его нормальной вентиляции паром. При полном заливе деаэраторного бака водой неизбежны гидроудары, обусловленные прямым контактом воды с патрубком ввода основного пара. Эти гидроудары способны разрушить деаэратор. Для исключения таких режимов предусматривается аварийный перелив – защита от недопустимого повышения уровня воды в деаэраторном баке.
Защита от недопустимого повышения давления в корпусе атмосферного деаэратора выполняется с помощью гидрозатвора высотой 5 м, подключаемому непосредственно в паровому пространству деаэраторного бака или, реже, к поводящему паропроводу между регулирующим клапаном и деаэратором. Диаметр этого гидрозатвора определяется с учетом наибольшего допустимого абсолютного давления в корпусе (0,17 МПа) и максимально возможного в аварийной ситуации расхода греющего пара при полностью открытом регуляторе давления и максимальном давлении в источнике пара. Дополнительно возможна установка ограничительной диафрагмы на паропроводе, рассчитываемой на пропуск максимального количества пара (при номинальной гидравлической нагрузке деаэратора и максимальной тепловой).
|
|
|
Защита от недопустимого уровня воды в деаэраторном баке выполняется в виде гидрозатвора высотой 6 м. Диаметр этого гидрозатвора определяется с учетом максимально возможного в аварийной ситуации расхода воды в деаэратор. Реже рассматриваемая защита организуется с помощью электромагнитного клапана на дренажном трубопроводе, открывающегося по сигналу уровнемерного устройства.
В современных атмосферных деаэрационных установках обе указанные защиты обеспечиваются комбинированным предохранительно-сливным устройством (рис. 3.19) [ 36, 38, 71 ].
Рис. 3.19. Конструктивная схема предохранительно-сливного устройства атмосферной деаэрационной установки: 1 – расширительный бачок; 2 – гидрозатвор защиты от превышения уровня; 3 – гидрозатвор защиты от превышения давления; 4 – выхлопной трубопровод пара; 5 – сливной трубопровод воды; 6 – вентиль подачи воды на заполнение; 7 – вентиль контроля залива; 8 – вентиль опорожнения
Устройство состоит из расширительного бачка 1 и двух самостоятельных гидрозатворов 2 и 3, один из которых (длинной 5 м) обеспечивает защиту деаэратора от недопустимого повышения давления, а другой (длинной 6 м) – от недопустимого повышения уровня. Гидрозатворы 2 и 3 объединены в общую гидравлическую систему. Расширительный бачок 1 служит для накопления воды в объеме, необходимом для автоматической заливки гидрозатворов после срабатывания защиты, то есть для самозаливки гидрозатворов. Устройство подключено к деаэраторному баку по воде и пару. К расширительному бачку 1 прикреплен выхлопной трубопровод пара 4 и сливной трубопровод воды 5. Перед пуском деаэратора или после многократного срабатывания защиты от превышения давления гидрозатворы заливаются водой через вентиль 6 с контролем поступления воды в расширительный бачок с помощью вентиля 7.
|
|
|
Порядок заполнения предохранительно-сливного устройства перед пуском деаэратора показан на рис. 3.19 а.
Предохранительно-сливное устройство работает следующим образом:
– работа предохранительно-сливного устройства при недопустимом увеличении уровня воды в деаэраторном баке (рис. 3.19 б). При увеличении уровня воды в деаэраторном баке до отметки установки переливной воронки вода из бака через гидрозатвор 2 поступает в расширительный бачок 1. Когда уровень воды в бачке поднимается до верхнего торца сливного трубопровода 5, вода удаляется из системы по этому трубопроводу. Если действиями персонала или автоматически уровень воды в деаэраторе уменьшен, гидрозатворы остаются заполненными водой;
– работа предохранительно-сливного устройства при недопустимом увеличении давления в деаэраторе (рис. 3.19 в). При увеличении давления в деаэраторе сверх допустимого значения пар вытесняет воду из гидрозатвора 3 и через расширительный бачок удаляется по выхлопному трубопроводу 4 в атмосферу. Вытесненная из гидрозатвора 3 вода большей частью остается в расширительном бачке и после нормализации давления в деаэраторе автоматически заливает трубопроводы гидрозатвора 3 через трубопровод связи между гидрозатворами 2 и 3 в их нижней части. При длительном превышении давления в деаэраторе (многократном срабатывании гидрозатвора 3) часть воды может быть потеряна через сливной трубопровод 5. В этом случае необходимо восполнение этой части воды через вентиль подачи воды на заполнение 6 с контролем появления воды в расширительном бачке 1 с использованием вентиля контроля залива 7.
В комплект поставки деаэратора входит предохранительно-сливное устройство соответствующего типоразмера. Основные геометрические характеристики этих устройств приведены на рис. 3.20 – 3.24, экспликация присоединительных трубопроводов представлена в табл. 3.13 [ 36, 38, 71 ].
Рис. 3.20. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 5, 15 и 25 т/ч: 1 – трубопровод перелива из деаэратора; 2 – выхлопном паропровод в атмосферу; 3 – соединение с деаэратором по пару; 4 – трубопровод заполнения; 5 – сливной трубопровод; 6 – дренажный трубопровод; 7 – трубопровод контроля залива; ГП – граница поставки
|
|
|
Рис. 3.21. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 50 т/ч: обозначения те же, что на рис. 3.20
Рис. 3.22. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 100 т/ч: обозначения те же, что на рис. 3.20
Рис. 3.23. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 200 т/ч: обозначения те же, что на рис. 3.20
Рис. 3.24. Общий вид предохранительно-сливного устройства для деаэраторов с колонками номинальной производительностью 300 т/ч: обозначения те же, что на рис. 3.20
Таблица 3.13. Экспликация присоединительных трубопроводов предохранительно-сливных устройств атмосферных деаэраторов
| Наименование присоединения | Условный диаметр трубопровода, мм, для деаэраторов с колонками номинальной производительностью, т/ч | ||||
| 5, 15 и 25 | |||||
| 1 – перелив воды из деаэратора | |||||
| 2 – выхлоп пара в атмосферу | 100 или 80* | ||||
| 3 – соединение с деаэратором по пару | |||||
| 4 – заполнение устройства | |||||
| 5 – сливной трубопровод | |||||
| 6 – дренажный трубопровод | |||||
| 7 – трубопровод контроля залива |
* В зависимости от завода-изготовителя
Кроме рассмотренной конструкции комбинированного предохранительно-сливного устройства в настоящее время еще эксплуатируются атмосферные деаэрационные установки с гидрозатворами устаревших конструкций (рис. 3.25) [ 2–4 ].
Рис. 3.25. Устаревшие конструкции гидрозатворов атмосферных деаэраторов: а – Уралэнергометаллургпрома комбинированный; б – Оргэнергостроя комбинированный; в – ОРГРЭС для защиты от повышения давления; г – ОРГРЭС для защиты от повышения уровня; 1 – соединение с деаэратором по пару; 2 – соединение с деаэраторным баком по воде (перелив деаэратора); 3 – выхлоп пара в атмосферу; 4 – перелив гидрозатвора; 5 – дренаж гидрозатвора; 6 – подвод воды на заполнение гидрозатвора; 7 – расширительный бачок
|
|
|
Охладители выпара
Деаэраторы атмосферного давления, кроме моделей ДА-1 и ДА-3, не имеют встроенных охладителей выпара, поэтому выпар деаэратора (парогазовая смесь) имеет существенный тепловой потенциал, который должен быть утилизирован. С этой целью атмосферные деаэраторы оборудуются специальными теплообменными аппаратами – охладителями выпара.
Конструкции серийно выпускаемых охладителей выпара унифицированы, стандартный ряд типоразмеров включает охладители выпара моделей ОВА-2, ОВА-8, ОВА-16 и ОВА-24. Аббревиатура ОВА является сокращением от наименования аппарата – охладитель выпара атмосферного деаэратора, цифры в наименовании модели соответствуют площади поверхности теплообмена в м2.
Конструктивно охладитель выпара атмосферного деаэратора представляет собой кожухотрубный пароводяной теплообменный аппарат с горизонтально расположенной П-образной трубной системой (рис. 3.26) [ 36, 38, 71 ]. Охладитель состоит из горизонтального цилиндрического корпуса 1 с крышкой 2 водяной камеры 3. Крышка 2 сочленяется с корпусом 1 с помощью фланцев, между которыми закреплена трубная доска 4. Трубная система поддерживается в корпусе перегородками 5, которые одновременно служат для создания необходимого числа ходов теплообменника по пару. Число ходов по охлаждающей воде задается перегородками 6 водяной камеры 3.
Рис. 3.26. Конструктивная схема охладителей выпара атмосферных деаэраторов: 1 – корпус; 2 – крышка водяной камеры; 3 – водяная камера; 4 – трубная доска; 5 – промежуточные перегородки; 6 – перегородки водяной камеры; 7 и 8 – штуцеры соответственно подвода и отвода охлаждающей воды; 9 – штуцер ввода выпара деаэратора; 10 – трубная система; 11 – штуцер отвода конденсата выпара; 12 – штуцер отвода газов; 13 – дренажный штуцер; 14 – штуцер воздушника; 15– опоры
В качестве охлаждающей воды в охладителе выпара используется вода, направляемая на деаэрацию, отбираемая, как правило, до подогревателя, обеспечивающего предварительный подогрев воды перед деаэратором. После охладителя выпара вода подается в деаэратор вместе с основным её потоком. Для подачи и отвода охлаждающей воды предусмотрены штуцеры 7 и 8.
Выпар из деаэратора поступает через штуцер 9 в межтрубное пространство охладителя. Движущаяся по трубкам 10 охладителя вода обеспечивает конденсацию большей части водяных паров, содержащихся в выпаре деаэратора. Конденсат отводится из охладителя через штуцер 11, а неконденсирующиеся газы удаляются в атмосферу через штуцер 12. Нормальная работа охладителя выпара характеризуется тем, что из штуцера 12 выходит упругая струя практически сухой смеси газов с кисловатым запахом из-за присутствия диоксида углерода.
|
|
|
Конденсат выпара, как правило, сливается в бак исходной для деаэратора воды. Если охладитель выпара устанавливается выше деаэрационной колонки, то возможен слив конденсата непосредственно на струеобразующую тарелку деаэратора [ 2 ].
Для опорожнения трубной системы 10 и водяной камеры 3 охладителя выпара предусмотрен дренажный штуцер 13. Для вытеснения воздуха при заполнении охладителя водой используется штуцер 14.
Охладитель выпара устанавливается на опорах 15
Охладители выпара устанавливаются блочно с каждым деаэратором. Параллельная работа нескольких деаэраторов по выпару даже при одинаковых значениях давления в верхней части деаэрационных колонок приводит к попеременному прекращению отвода выпара из этих деаэраторов. При этом нарушается вентиляция парового пространства деаэраторов, что приводит к ухудшению условий деаэрации.
Общий вид охладителей выпара атмосферных деаэраторов показан на рис. 3.27, экспликация присоединительных штуцеров приведена в табл. 3.14, основные размеры охладителей – в табл. 3.15, а их технические характеристики охладителей – в табл. 3.16 [ 36, 38, 71 ].
Рис. 3.27. Общий вид охладителей выпара ОВА-2, ОВА-8, ОВА-16 и ОВА-24: Б – дренажный штуцер; В – штуцер воздушника; Г – штуцер подвода выпара из деаэратора; Д – штуцер отвода газов; Е – штуцер отвода конденсата выпара; Ж – штуцер отвода охлаждающей воды; И – штуцер подвода охлаждающей воды
Таблица 3.14. Экспликация присоединительных штуцеров охладителей выпара атмосферных деаэраторов
| Наименование присоединения | Условный диаметр штуцера, мм, для охладителя выпара модели | |||
| ОВА-2 | ОВА-8 | ОВА-16 | ОВА-24 | |
| Б – дренажный штуцер | 15 или 20* | 15 или 20* | ||
| В – штуцер воздушника | 15 или 20* | 15 или 20* | ||
| Г – штуцер подвода выпара из деаэратора | ||||
| Д – штуцер отвода газов | 15 или 20* | 15 или 20* | ||
| Е – штуцер отвода конденсата выпара | 20 или 25* | |||
| Ж – штуцер отвода охлаждающей воды | ||||
| И – штуцер подвода охлаждающей воды |
* В зависимости от завода-изготовителя
Таблица 3.15. Основные размеры охладителей выпара атмосферных деаэраторов
| Обозначение размера | Значение, мм, для охладителя выпара модели | |||
| ОВА-2 | ОВА-8 | ОВА-16 | ОВА-24 | |
| L | ||||
| l | ||||
| l1 | ||||
| l2 | ||||
| l3 | ||||
| l4 | ||||
| l5 | ||||
| l6 | ||||
| l7 | ||||
| D×δ | 325×7 | 426×7 | 426×9 | 530×6 |
| d | ||||
| Н | ||||
| Н1 |
Таблица 3.16. Технические характеристики охладителей выпара атмосферных деаэраторов
| Показатель, единица измерения | Значение для охладителя выпара модели | |||
| ОВА-2 | ОВА-8 | ОВА-16 | ОВА-24 | |
| 1. Площадь поверхности теплообмена, м2 | ||||
| 2. Рабочее давление в трубной системе, МПа | 0,5 | |||
| 3. Рабочее давление в корпусе, МПа | 0,12 | |||
| 4. Пробное давление гидроиспытаний в трубной системе, МПа | 0,7 | |||
| 5. Пробное давление гидроиспытаний в корпусе, МПа | 0,7 | |||
| 6. Рабочая температура в трубной системе, оС | от 50 до 80 | |||
| 7. Рабочая температура в корпусе, оС | 104,2 | |||
| 8. Число ходов по охлаждающей воде, ед. | ||||
| 9. Масса без воды, кг | 218, 229 или 232* | 431, 355 или 472* | ||
| 10. Масса при заполненной водой трубной системе, кг | 350 или 364* | 700 или 741* | ||
| 11. Номинальная производительность деаэрационной колонки, для которой предназначен охладитель выпара, т/ч | 5, 15, 25, 50 |
* В зависимости от завода-изготовителя
|
|
|
