Газоснабжение автономных котельных

Как промышленные, так и коммунальные котельные обеспечиваются газом от городских распределительных сетей, которые классифицируют следующим образом [16]:

по избыточному давлению – высокого давления 1-й категории (от 0,6 до 1,2 МПа), высокого давления 11-й категории (свыше 0,3 до 0,6 МПа), среднего давления (свыше 0,005 до 0,3 МПа), низкого давления (до 0,005 МПа);

по способу прокладки - подземные, надземные, наземные;

по материалу труб – металлические (стальные), неметаллические (пластмассовые);

по расположению относительно зданий – наружные (уличные, межцеховые) и внутренние (расположенные внутри зданий и помещений);

по назначению в системе газоснабжения - магистральные, распределительные, вводные, продувочные.

Вводной газопровод – это участок газопровода от отключающей задвижки на вводе в здание до внутреннего газопровода, включая участок, проложенный в футляре через стенку здания.

Газораспределительная сеть населенного пункта может иметь газопроводы различного давления. В зависимости от этого могут быть следующие схемы подвода газа к котельным агрегатам:

Таблица 3.14 Технические характеристики транспортабельных модульных котельных установок
Типоразмерный ряд	Величина по типам и исполнениям
ТКУМ-50	ТКУМ-63	ТКУМ-80	ТКУМ-100	ТКУМ-126	ТКУМ-160	ТКУМ-200	ТКУМ-240	ТКУМ-300	ТКУМ-400	ТКУМ-500	ТКУМ-600	ТКУМ-640	ТКУМ-800	ТКУМ-1000	ТКУМ-1250	ТКУМ-1500	ТКУМ-2000	ТКУМ-2500	ТКУМ-3000	ТКУМ-4000	ТКУМ-5000
Теплопроизводительность, МВт	0,050	0,063	0,080	0,10	0,126	0,160	0,200	0,240	0,300	0,400	0,500	0,600	0,640	0,800	1,000	1,250	1,500	2,000	2,500	3,000	4,000	5,000
Тип установленных водогрейных котлов	«Хопер», «Ишма», «КЧМ», «КОВ», «КВа», «Viessmann», «VK», «MORA»	«КСВа», «КВа», «КВГМ», «КВ-Г», «КВ», «СТГ-классик», «КСВ», «Viessmann», «Reillo»
КПД котлов, %	88-90
Рабочее давление воды, МПа	0,3-0,6	0,6
Давление газа, кПа	2,0	2,5	4,0
Температура продуктов сгорания на выходе из котла, ºС
Расчетный расход газа, м3/ч	6,3	7,9	10,0	12,5	15,6	17,7	24,4	29,6	37,0	49,4	61,8	70,2	74,8	93,6	117,0	175,0	234,0	246,2	292,5	351,0	468,0	540,0
Габаритные размеры, м: длина ширина высота	4,3 2,5 2,6	5,0 2,5 2,6	6,2 2,6 2,8	7,5 2,6 2,8	8,5 2,6 2,8	8,5 2,7 2,7	9,0 2,7 2,7	9,1 2,9 2,7	10,5 2,9 2,7	8,5 5,0 2,7	9,0 6,0 2,7	9,0 5,0 2,7	9,5 5,5 3,0	12,5 6,0 3,0	12,5 7,5 3,0	13,5 7,5 3,0

- одноступенчатая, при которой распределение газа и подача его к котлам осуществляется по газопроводам одного давления (низкого или среднего);

- двухступенчатая, при которой подача газа осуществляется по газопроводам высокого и среднего давления, подвод к котлам по трубопроводам низкого давления;

- трехступенчатая, в которой используются газопроводы низкого, среднего и высокого давлений.

Связь между газопроводами разных давлений, входящих в систему газоснабжения, должна осуществляться только через газорегуляторные пункты (ГРП) или газорегуляторные установки (ГРУ). Таким образом, ГРП и ГРУ предназначены для снижения входного давления газа до заданного выходного (рабочего) и поддержания его постоянным независимо от его расхода и давления в подводящей магистрали. Допускаются колебания давления на выходе из ГРП (ГРУ) в пределах 10 % рабочего давления.

Для отдельно стоящих котельных ЖКХ применяют устройство ГРП непосредственно в котельной. Это может быть общее для всех котлов ГРП или отдельно на каждый котел свое ГРУ.

В отдельных случаях на вводе газа в котельную устанавливают шкафной газорегуляторный пункт (ШГРП).

В ГРП и ГРУ осуществляются очистка газа от механических примесей, контроль и регулирование выходного давления и контроль температуры газа, а также учет расхода потребленного газа.

ГРП размещаются:

- в отдельно стоящих зданиях;

- встроенными в одноэтажные производственные здания или котельные;

- в шкафах на наружных несгораемых стенах;

- на отдельно стоящих опорах.

ГРУ размещаются в газофицированных зданиях непосредственно в помещениях котельных или цехах, в которых находятся газоиспользующие агрегаты, или в смежных помещениях, соединенных с ними открытыми проемами и имеющими не менее чем трехкратный воздухообмен в час. Подача газа от ГРУ к потребителям в других отдельно стоящих зданиях не допускается.

Принципиальные технологические схемы ГРП и ГРУ аналогичны. На рис.3.25 представлена технологическая схема ГРП.

Как видно из рисунка, в технологической схеме ГРП можно выделить три линии: основную, обводную (байпасную) и рабочую.

На основной линии последовательно размещается следующее оборудование: запорная задвижка 8 для отключения основной линии; продувочный газопровод 5; фильтр 9 для очистки газа от различных механических примесей; предохранительно-запорный клапан 10, автоматически отключающий подачу газа при повышении или понижении давления газа в рабочей линии; регулятор давления газа 11, который снижает давление газа и автоматически поддерживает его на заданном уровне независимо от расхода газа потребителями; запорная задвижка на выходе 12.

а

б

 

Рис.3.25. Принципиальная схема и общий вид ГРП (ГРУ):

а – принципиальная схема; б – общий вид;

1 - предохранительно-сбросной клапан (сбросное устройство); 2 - запорная задвижка на байпасной линии; 3 - манометры; 4 - импульсная линия ПЗК; 5 - продувочный газопровод; 6 - байпасная линия; 7 - расходомер; 8 - входная запорная задвижка; 9 - фильтр; 10 - предохранительно-запорный клапан (ПЗК); 11 - регулятор давления; 12 - запорная задвижка на выходе

 

На байпасной линии устанавливается продувочный газопровод 5, две запорные задвижки 2, которые используются для ручного регулирования давления газа в рабочей линии во время выполнения ремонтных работ на основной линии газопровода.

На рабочей линии газопровода за задвижкой 2 устанавливается предохранительно-сбросной клапан 1 (ПСК), который служит для сброса газа через сбросную свечу в атмосферу. Такой режим наступает при резком уменьшении расхода газа котлами при отключении части из них, регулятор в силу своей инертности не может сразу восстановить заданное давление. Происходит кратковременное и быстрое повышение давления газа в системе газоснабжения после регулятора. Этот кратковременный неаварийный подъем выходного давления и снимает предохранительно-сбросной клапан, который подсоединяется к газопроводампосле узла измерения расхода газа, чтобы по счетчику можнобыло учесть и газ, сбрасываемый в атмосферу. ПСК настраивается на давление, меньшее максимального давления отсечки ПЗК.

В аварийном режиме (например, при выходе из строя регулятора и попадании газа входного высокого давления в систему пониженного давления) предохранительно-сбросной клапан уже не обеспечит нужного снижения выходного давления из-за малой пропускной способности. Давление после регулятора будетпродолжать расти, и когда оно достигнет значения, равного максимальной настройке предохранительно запорного клапана, последний отключит подачу газа в ГРП (ГРУ).

Следует учесть, что ГРП и ГРУ работают без постоянного обслуживающего персонала. Периодический контроль работы оборудования по давлению осуществляют по установленным регистрирующим и показывающим манометрам.

В ГРП устанавливаются также контрольно-измерительные приборы: термометры для измерения температуры газа и в помещении ГРП; расходомер 7 (газовый счетчик или дроссельный расходомер); манометры 3 для измерения входного давления газа и давления в рабочей линии, давления на входе и выходе из газового фильтра.

Газовые фильтры.

Фильтры предназначены для очистки газа от механических примесей: пыли, ржавчины и различных включений, содержащихся в газе.

В зависимости от расходов газа, его давления, типа регуляторов применяются различные конструкции фильтров.

В ГРП, размещаемых в шкафах, и в ГРП с диаметром трубо­проводов до 50 мм устанавливаются угловые сетчатые фильтры (рис. 3.26, а). Фильтр состоит из корпуса 1, фильтрующего элемента - обоймы 2, обтянутой мелкой металлической сеткой. Газ по входному патрубку поступает в фильтрующий элемент, очищается там от пыли и по выходному патрубку выходит из фильтра. Частицы пыли осаждаются на внутренней поверхности металлической сетки. Для ревизии фильтра и его замены предусмотрена пробка 3, отвернув которую можно извлечь из корпуса фильтрующий элемент.

В ГРПс условным диаметром трубопроводов 50 мм и более широко применяются чугунные волосяные фильтры (рис. 3.26, б). Фильтр состоит из корпуса 1, крышки 5 и кассеты 4. Очистка газа от пыли происходит в кассете из проволочных сеток, между кото­рыми находится конский волос или капроновая нить. Фильтрую­щий материал пропитывают висциновым маслом. На выходной стороне кассеты устанавливают перфорированный лист, предохраняющий заднюю (по ходу газа) сетку от разрыва и уноса фильтрующего материала.

Рис. 3.26. Газовые фильтры:

а - угловой сетчатый; б - волосяной; в - сварной;

1 - корпус; 2- обойма; 3 -пробка; 4-кассета; 5-крышка; 6- отбойный лист; 7 - люк для чистки

 

Фильтры сварные (рис. 3.26, в) предназначены для ГРП с расхо­дом газа от 7 до 100 тыс. м³/ч. Фильтр имеет сварной корпус 1 с присоединительными патрубками для входа и выхода газа, крыш­ку 5, люк 7 для чистки и кассету 4, заполненную капроновой ни­тью. Со стороны входа газа внутри корпуса приварен отбойный лист 6.

Отбойный лист выполняет функцию фильтра грубой очистки, так как крупные частицы, сталкиваясь с отбойным листом, теряют скорость и падают на дно. Мелкие частицы улавлива­ются в кассете с фильтрующим материалом, пропитанным висциновым маслом.

В процессе работы аэродинамическое сопротивление фильтров возрастает. Оно определяется как разность давлений газа на входе и выходе из фильтра. Перепад давления газа на кассете не должен превышать величину, установленную заводом-изготовителем.

Предохранительно-запорные клапаны (ПЗК)

Наиболее распростра­ненными предохранительно-запорными клапанами являются кла­паны низкого (ПКН) и высокого (ПКВ) давления, выпускаемые с условным проходом 50, 80, 100 и 200 мм. Они устанавливаются перед регулятором давления. Конструкции клапанов ПКН и ПКВ практически одинаковы. Предохранительно-запорный клапан ПКН и ПКВ (рис. 3.27) состоит из чугунного литого корпуса 4 вентиль­ного типа, мембранной камеры, настроечной головки и системы рычагов. Внутри корпуса имеется клапан 5. Шток клапана входит в соединение с рычагом 3, один конец которого крепится шарнирно внутри корпуса, а другой с грузом выведен наружу [16].

 

Рис. 3.27. Предохранительно-запорный клапан низкого (ПКН) и высокого (ПКВ) давления:

1 - ударный молоточек; 2- штифт рычага; 3- рычаг с грузом; 4 -корпус; 5- клапан; 6- рычаг анкерный; 7 - штуцер; 8-мембрана; 9- большая настроечная пружина; 10-малая настроечная пружина; 11- коромысло; 12-штифт

 

Для откры­тия клапана 5 с помощью рычага 3 необходимо, чтобы сначала немного был поднят шток и чтобы он удерживался в таком поло­жении. При этом открывается отверстие в клапане и перепад давления до и после него уменьшается. Рычаг 3 с грузом вводится в зацепление с одним из концов анкерного рычага 6, который укреплен на корпусе шарнирно. Ударный молоточек 1 также кре­пится шарнирно и расположен над другим свободным плечом ан­керного рычага.

Над корпусом под настроечной головкой расположена мемб­ранная камера, в которую через штуцер 7 под мембрану 8 посту­пает импульс давления газа из рабочей линии. На мембране сверху расположен шток с гнездом, в которое одним плечом входит ко­ромысло 11. Другое плечо коромысла входит в зацепление со штиф­том 12 ударного молоточка.

Если в рабочем газопроводе давление превышает верхний пре­дел или оно меньше нижнего заданного предела, то мембрана пере­мещает шток, выводя из зацепления штифт ударного молоточка с коромыслом. Молоточек при этом падает, ударяет по плечу анкер­ного рычага и выводит другое его плечо из зацепления с рычагом 3. Под действием груза клапан опускается, и подача газа прекращается. Для настройки предохранительно-запорного клапа­на на верхний предел срабатывания используется большая настро­ечная пружина 9, а на нижний предел срабатывания — малая на­строечная пружина 10.

Предохранительно-запорный клапан ПЗК (рис. 3.28) состоит из литого корпуса 4, клапана 3, закрепленного на оси 1. На оси 1 уста- новлены пружины 2, один конец которых упирается в корпус 4, а другой — в клапан 3. На конце оси 1, выходящем наружу, закреп­лен рычаг 12, который через промежуточный рычаг 13 с упором 14 удерживается в вертикальном положении наконечником 15 меха­низма контроля 10. Механизм контроля включает в себя мембра­ну 11, шток 5 и закрепленный на штоке наконечник 15. Мембрана уравновешивается контролируемым давлением и пружинами 8 и 9, усилия которых регулируются резьбовыми втулками 6 и 7.

При повышении или понижении давления газа в подмембран-ной области относительно пределов настройки наконечник 15 пере­мещается влево или вправо и упор 14, установленный на рычаге 13, выходит из зацепления с наконечником 15, освобождает связан­ные между собой рычаги 12 и 13 и дает возможность оси 1 повер­нуться под действием пружин 2. При этом клапан 3 закрывает про­ход газа.

Верхний предел срабатывания предохранительно-запорных кла­панов не должен превышать номинальное рабочее давление газа после регулятора более чем на 25 %. Нижний предел определяется минимально допустимым давлением, указанным в паспорте горелки, или давлением, при котором по данным наладочных испы­таний могут погаснуть горелки, произойти проскок пламени.

Рис. 3.28. Предохранительно-запорный клапан ПЗК:

1 - ось; 2, 8, 9 -пружины; 3 - клапан; 4 - корпус; 5- шток; 6, 7 - втулки; 10 – механизм контроля; 11 - мембрана; 12, 13 - рычаги; 14 - упор; 15 - наконечник

Регуляторы давления

В ГРП применяют, как правило, регуля­торы давления непрямого действия, в которых регулирование дав­ления газа происходит путем изменения его расхода, а управление осуществляется за счет энергии самого газа. Наибольшее распро­странение получили регуляторы непрерывного действия с усили­телями (пилотами), например, типа РДУК-2 [16].

Регулятор давления универсальный Ф.Ф.Казанцева РДУК-2 состоит из собственно регулятора и регулятора управления - пилота (рис. 3.29).

Газ входного давления через фильтр 8 поимпульс­ной трубке А поступает в надклапанное пространство пилота. Си­лой своего давления газ прижимает клапаны (плунжеры) 2 и 9 (регулятора и пилота) к седлам 7 и 10. При этом газ не поступает в рабочий газопровод и давление в нем отсутствует. Для пуска ре­гулятора давления в работу необходимо медленно вкручивать ста­кан 4 в тело пилота. Пружина 5, сжимаясь, воздействует на мемб­рану и преодолевает силу давления газа в надклапанном простран­стве пилота и усилие пружины 1. Клапан пилота открывается, и газ из надклапанного пространства пилота поступает в подклапанное, и далее по соединительной трубке Б через дроссель 12 под мембрану 11 регулятора. Часть газа через дроссель 13 сбрасывается в рабочий газопровод, однако давление под мембраной регулятора всегда несколько больше давления в рабочем газопроводе. Под воздействием перепада давления под и над мембраной 11 регулятора последняя приподнимается, приоткрывая клапан 9 регулятора для подачи газа потребителю.

 

В рабочий

газопровод

 

 

Рис. 3.29. Схема регулятора давления универсального Ф.Ф.Казанцева

РДУК-2:

1, 5 - пружины; 2 - клапан пилота; 3 - ручка; 4 - стакан; 6 - мембрана пилота; 7, 10 - седла; 8 - фильтр; 9 - клапан регулятора; 11 - мембрана регу­лятора; 12, 13 - дроссели; А, Б, В, Г, Д - трубки

 

Стакан пилота вкручивают до тех пор, пока давление в выходном газопроводе не станет равным заданному рабочему.

При изменении расхода газа у потребителя в рабочем газопро­воде изменяется давление. Благодаря импульсной трубке В изменя­ется и давление над мембраной 6 пилота, которая, опускаясь и сжимая пружину 5 или приподнимаясь под воздействием пружи­ны, соответственно прикрывает или приоткрывает клапан пилота 2.

При уменьше­нии расходования газа потребителем давление в рабочей линии повышается, клапан пилота 2 прикрывается и клапан регулятора 9 тоже прикроется, восстанавливая давление в рабочем газопроводе до заданного. При увеличении расхода и снижении давления кла­паны пилота и регулятора приоткрываются, давление в рабочем газопроводе поднимается до заданного.

Регулятор давления блочный Ф. Ф. Казанцева РДБК-1 (рис. 3.30) состоит из трех узлов: регулятора 3, стабилизатора 2 и пилота 1. Клапан регулирующий РДБК-1 по конструкции аналогичен кла­пану РДУК и отличается наличием импульсной колонки 4 с тремя регулируемыми дросселями.

Газ входного давления поступает к стабилизатору, а от него к регулятору управления (пилоту). Стабилизатор создает при работе постоянный перепад давлений на регуляторе управления (пило­те), что делает работу регулятора мало зависимой от колебаний входного давления. Регулируемые дроссели 5, 6, 7 служат для на­стройки на спокойную работу регулятора.

Рис.3.30. Схема регулятора давления блочного Ф.Ф.Казан-

цева РДБК-1:

1 - пилот; 2 - стабилизатор; 3 – регу-

лятор давления; 4 - импульсная колонка; 5, 6, 7 - регулируемые дроссели

 

Предохранительно-сбросный клапан

На рис. 3.31 показан пред­охранительно-сбросный клапан ПСК-50, который состоит из кор­пуса 7, мембраны 2 с тарелкой, на которой укреплен плунжер (клапан) 4, настроечной пружины 5 и регулировочного винта 6. С рабочим газопроводом клапан сообщается через боковой патру­бок. При повышении давления газа выше определенного настроеч­ная пружина 5 сжимается, мембрана 2 вместе с плунжером опус­кается, открывая выход газу через сбросной трубопровод в атмо­сферу. При уменьшении давления плунжер под действием пружи­ны перекрывает седло, сброс газа прекращается.

 

Рис.3.31. Предохранительно-сбросный клапан ПСК-50:

1 - корпус; 2 - мембрана с тарелкой; 3 - крышка; 4 - плунжер; 5 - пружина; 6 - регулировочный винт

 

 

Выбор способа прокладки газопроводов по территории котельной решается в зависимости от местных условий.

В помещениях отопительных котельных разрешается прокладка газопроводов низкого и среднего давления. В котельных, распо­ложенных в отдельно стоящих зданиях, разрешается прокладка га­зопроводов высокого давления, но не более 0,6 МПа (6 кгс/см²).

Трассировку и диаметры газопроводов выбирают таким обра­зом, чтобы потери давления от газорегуляторных установок (ГРУ) до наиболее удаленных горелок не превышали 40-50 % номинального давления газа перед горелками при выходном низком давлении и 20-25 % - при среднем давлении.

В котельной производят, как правило, открытую прокладку газопроводов.

Газопроводы крепят к стенам, колоннам и перекрытию ко­тельной, а также к каркасам котлов с помощью кронштейнов, подвесок и хомутов. Газопроводы должны лежать на опорах плотно, без зазоров.

В местах прохода для людей газопроводы прокладывают на высоте не менее 2,2 м до низа трубы. При расположении арма­туры на высоте более 2 м предусматривается площадка обслужи­вания из несгораемых материалов с лестницами или же дистан­ционный привод. Трубы соединяют, как правило, сваркой. Резьбовые и фланцевые соединения допускаются в местах установки отключающих устройств, коллекторов, регуляторов давления, КИП, газовых горелок.

Газопроводы после окончания монтажа и испытаний окра­шивают масляными красками в светло-коричневый или желтый цвет.

При строительстве газопроводов применяют, как правило, стальные трубы. В последнее время для подземных газопроводов используют полиэтиленовые трубы, которые применяют при давлении газа не более 0,6 МПа.

Полиэтиленовые трубы обладают рядом положи­тельных свойств по сравнению со стальными:

- высокой коррозионной стойкостью почти во всех кислотах (кроме органических) и щелочах, и поэтому не нуждаются в изоляции и электрохимической защите газопроводов;

- незначительным весом, который способствует экономии транспортных расходов, и удобством в обращении с этими тру­бами (снижение трудозатрат при монтажных и сварочных рабо­тах);

- повышенной пропускной способностью (приблизительно на 20 %) благодаря гладкой поверхности (эквивалентная шерохова­тость стенки стальной трубы 0,01 см, полиэтиленовой 0,002 см);

- достаточно высокой прочностью при эластичности и гибко­сти.

К недостаткам полиэтиленовых труб следует отнести:

· горючесть;

· повышенную окисляемость при нагревании;

· изменение своих свойств под воздействием прямых солнеч­ных лучей;

· высокий коэффициент линейного расширения (в интервале температур 20-30 °С к= 0,00022 1/ °С);

· усталостные процессы (релаксационное разуплотнение).

Стальные прямошовные, спиральношовные и бесшовные трубы, изготовленные из хорошо сваривающейся стали, содер­жащей не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фос­фора.

Для подземных и наземных газопроводов толщину стенки труб принимают не менее 3 мм, а для наружных надземных и наземных газопроводов - не менее 2 мм.

Импульсные газопроводы для присоединения контрольно-измерительных приборов и приборов автоматики изготавлива­ют из стальных труб для газопроводов соответствующего дав­ления. Однако для их подключения допускается применять медные, круглые, тянутые, холоднокатаные трубы общего на­значения.

При эксплуатации котельных установок на газовом топливе могут применяться гибкие газопроводы при использовании пере­носных газоиспользующих устройств. В отличие от стальных га­зопроводов резиновые и резинотканевые рукава обеспечивают без­аварийную работу на более короткий срок, так как с течением вре­мени физические и механические свойства резины и ткани меняются, причем главное свойство резины - эластичность - мо­жет быть полностью утрачено.

Соединение стальных трубопроводов и газового оборудова­ния осуществляют при помощи соединительных частей, кото­рые изготавливают из ковкого чугуна или спокойной стали (ли­тые, кованные, штампованные, гнутые или сварные). Из ковкого чугуна с цилиндрической резьбой изготавливают угольники, тройники, кресты, муфты, гайки соединительные, пробки.

Из стали изготавливают муфты, контргайки, сгоны с цилин­дрической резьбой. Для соединения труб сваркой применяют отводы, переходы, тройники, седловины, заглушки. Для пово­ротов газопровода применяют гнутые отводы из бесшовных труб на углы 15; 30; 45; 60; 75 и 90°.

На наружных газопроводах фланцевые соединения применя­ют только для установки задвижек, кранов и другой арматуры. Резьбовые соединения используются в местах установки кранов, пробок, муфт на конденсатосборниках и гидрозатворах, запорной арматуры на надземных вводах газопроводов низкого давле­ния и присоединения КИП. На подземных газопроводах всех давлений применение резьбовых соединений не допускается.

На газопроводах чаще всего используют плоские стальные приварные фланцы. Для их уплотнения применяются прокладкииз паронита толщиной 1-4 мм для газопроводов давлением до 1,2 МПа, а также из алюминия и меди - толщиной 1-4 мм для газопроводов всех давлений.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: