Высшая школа - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Высшая школа - страница №1/5

А.Х.Кижнер

РЕМОНТ

трубопроводной

арматуры

электростанций

Одобрено Ученым советом

Государственного комитета СССР

по профессионально-техническому образованию

в качестве учебного пособия

для профессионального обучения

рабочих на производстве

МОСКВА


“ВЫСШАЯ ШКОЛА”

1986


ББК 31.278

К 38


УДК 621.311

Рецензенты: инж. М.И.Имбрицкий (“Союзтехэнерго”),

инж. А.И.Махрасенков (“Мосэнергоремонт”)

Кижнер А.Х.

К 38 Ремонт трубопроводной арматуры электростанций: Учеб. пособие для проф. обучения рабочих на производстве. — М.: Высш. школа, 1986. — 144 с., ил.

В книге содержатся технические данные трубопроводной арматуры тепло­вых электростанций, приведены различные конструкции арматуры и ее конст­руктивные и эксплуатационные параметры, характерные неисправности арма­туры, электроприводов и способы их устранения, краткие сведения о допус­ках, посадках и технических измерениях, вопросы организации труда и техни­ки безопасности. Даны материалы, применяемые при ремонте, большое внима­ние уделено организации и технологии ремонта арматуры, описаны станки и приспособления, способствующие повышению качества и сокращению сроков ремонта.

К34–86 ББК 31.278 6П2.11

Кижнер Аркадий Хаймович

РЕМОНТ ТРУБОПРОВОДНОЙ

АРМАТУРЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Зав редакцией С.В.Никитина. Редактор М.И.Сорокина. Мл. редакторы Г.П.Канев­ская, Л.Н.Щелкова. Художник В.М.Боровков. Художественный редактор Е.Д.Косырева. Технический редактор Ю.А.Хорева. Корректор Л.А.Исаева. Оператор О.М.Кузьмина

ИБ № 5599

Изд. № ЭГ-114. Сдано в набор 20.12.85. Подп. в печать 04.03.86. Т-05954. Формат 60×841/16. Бум. офс. № 1. Гарнитура Универс. Печать офсетная. Объем 8,37 усл. печ. л. 8,6 усл. кр.-отт. 9,54 уч. изд. л. Тираж 9000 экз. Зак. 5139 Цена 20 коп.

Издательство "Высшая школа", 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14.

Набрано на наборно-пишущих машинах издательства.

Отпечатано в Ордена Октябрьской Революции и Ордена Трудового Красного Зна­мени МПО “Первая Образцовая типография” имени А.А.Жданова Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 113054, Москва, Валовая, 28.

© Издательство “Высшая школа”, 1986



ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие 4

Глава I. Классификация и конструкция трубопроводной арматуры 5

§ 1. Классификация трубопроводной арматуры (5) § 2. Конструктивные особенности трубопроводной арматуры (7)

Глава II. Основные эксплуатационные параметры арматуры 29

§ 3. Условное, рабочее и пробное давления (29) § 4. Условные диаметры про­ходов (30) § 5. Условные обозначения трубопроводной арматуры (30)

Глава III. Отказы в конструкциях трубопроводной арматуры 31

§ 6. Причины отказов арматуры (31) § 7. Виды отказов (32)

Глава IV. Технические требования к поставке, установке и эксплуатации трубопроводной арматуры 36

§ 8. Объем поставок и отчетная документация (36) § 9. Разгрузка, приемка, транспортирование, складирование и хранение арматуры (37) § 10. Техниче­ские требования к установке и эксплуатации арматуры (38) § 11. Установка энергетической арматуры (40) § 12. Установка общепромышленной арма­туры (43)

Глава V. Организация работ по ремонту трубопроводной арматуры 46

§ 13. Ремонт арматуры без вырезки из трубопровода (46) § 14. Ремонт ар­матуры с вырезкой из трубопровода (48)

Глава VI. Станки и приспособления для ремонта арматуры 51

§ 15. Станки и приспособления для ремонта арматуры в цехе (на участке) (51) § 16. Приспособления для ремонта арматуры на месте установки (62)

Глава VII. Специальные материалы, применяемые для ремонта трубопро­водной арматуры 67

§ 17. Стали и сплавы (67) § 18. Сальниковые уплотнения (набивка) (76) § 19. Крепежные детали (77) § 20. Смазочные материалы (78)

Глава VIII. Допуски, посадки и технические измерения 78

§ 21. Основные понятия и определения по допускам и посадкам (78) § 22. До­пуски и посадки гладких цилиндрических соединений (82) § 23. Точность формы деталей (85) § 24. Шероховатость поверхностей (89) § 25. Техничес­кие измерения (91)

Глава IX. Технология ремонта трубопроводной арматуры 99

§ 26. Демонтаж, разборка и дефектация арматуры (99) § 27. Ремонт корпус­ных деталей (103) § 28. Ремонт составных частей (106) § 29. Ремонт сальни­ковых уплотнений (107) § 30. Наплавка уплотнительных поверхностей де­талей арматуры (108) § 31. Упрочнение деталей (116) § 32. Притирка и до­водка уплотнительных поверхностей (119) § 33. Сборка и гидравлические испытания арматуры и электроприводов (129) § 34. Испытание и наладка арматуры (133)

Глава X. Техника безопасности 139

Приложения (142) Рекомендуемая литература (144)



ПРЕДИСЛОВИЕ

В ряде отраслей промышленности, в первую очередь в энергетичес­кой, применяют трубопровод­ную арматуру для установок и трубопроводов, работающих в различных средах и экстремальных условиях: при давлениях от тысяч атмосфер до глубокого вакуума, как при очень высоких, так и очень низких темпера­турах. В связи с этим современное арматуростроение развилось в само­стоятельную отрасль промышленности, выпускающую арматуру самого различного назначения, размеров и конструкций.

Следует отметить, что трубопроводная арматура тепловых цехов современных электростанций представ­ляет собой один из наиболее сложных элементов оборудования. Поэ­тому рабочие, занятые ремонтом трубопроводной арматуры, должны знать назначение и устройство узлов и деталей, признаки износа и неис­правностей, а также способы их устранения с применением наиболее прогрессивной технологии и средств механизации ремонтных работ. Им необходимо знание свойств материалов, используемых для изготов­ления и ремонта трубопроводной арматуры, правил техники безопас­ности и др.

С учетом того, что только на одном энергоблоке мощностью 1000 МВт установлено более четырех тысяч единиц арматуры, вопросы конструи­рования надежной в эксплуатации трубопроводной арматуры, примене­ния специальных материалов, а также методов ревизии и ремонта при­обретают очень важное значение.

В свете требований к подготовке квалифицированных рабо­чих и написан настоя­щий учебный материал, имеющий целью способствовать подготовке квалифицирован­ных рабочих с хорошими практическими навыками и вооруженных глубокими теоретическими знаниями.

Автор

ГЛАВА I. КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКЦИЯ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ



§ 1. Классификация трубопроводной арматуры

Трубопроводной арматурой называют устройства, монтируемые на трубопроводах, котлах, агрегатах и других установках и предназначен­ные для отключения, распределения, регулирования, смещения или сброса потоков сред.

В зависимости от области применения трубопроводную арматуру можно подразделить на промышленную, бытовую и лабораторную.

Промышленная арматура бывает общего назначения — для использо­вания в различных отраслях народного хозяйства в том числе и в энер­гетике, и специальная — для работы в особых условиях (энергетическая для АЭС).

Арматура может быть управляемой и действующей автоматически. Управление арматурой производится вручную или с помощью привода, действующего от постороннего источника энергии (электрического, пневматического, гидравлического). Автоматически действующая арма­тура (обратные и предохранительные клапаны, Конденсатоотводчики, регуляторы давления, отключающие устройства и др.) срабатывает под действием сил, создаваемых давлением самой рабочей среды.

По характеру выполняемых функций арматура подразделяется на основные (запорная, регулирующая, предохранительная и разная) и дополнительные (запорно-регулирующая, распределительная, смесительная, защитная и др.) классы (табл. 1).

Таблица 1. Классификация арматуры по назначению



Класс арматуры

Тип

Назначение

Запорная

Краны, вентили, зад­вижки, затворы.

Для периодического включения или отключения потока среды (жидкости, пара, газа).

Регулирующая и дросселирующая

Регулирующие венти­ли, регулирующие кла­паны, регуляторы питания, перелива и уровня.

Дроссельные вентили и клапаны, дросселирующие устройства, охладители пара, конденсатоотводчики.



Для изменения и поддержания в трубопроводе или резервуаре параметров среды и ее расхода.

Предохранительная

Клапаны импульсные, предохранительные, аварийные и обратные.

Для зашиты резервуара или трубопровода, находящегося под избыточным давлением, от чрезмерного повышения давления, а так же для предотвращения обратного потока среды.

Контрольная

Водоуказательные приборы

Для контроля наличия и уровня среды.

Конденсационные горш­ки.

Для автоматического удаления конденсата (воды) из паропроводов.

Защитная

Клапаны впускные, обратные, автоматические.

Для аварийного отключения подогревателей высокого давления.

В зависимости от направления потока среды арматуру подразделяют на проходную и угловую. В проходной арматуре (в отличие от угловой) поток не меняет направления движения на выходе. Проходная арматура обычно устанавливается на прямолинейных участках трубопровода, угловая — в местах его поворота.

В зависимости от конструкции присоединительных патрубков арматура подразделяется на фланцевую, муфтовую, цапфовую, штуцерную и под приварку.

Специальная конструкция арматуры для АЭС отличается: отсутствием фланцев, как для соединения корпуса с крышкой, так и для присоединения корпуса арматуры к трубопроводу (это позволяет наряду с увеличением надежности соединения в условиях больших давле­ний и температур уменьшить массу арматуры; кроме того, исключается обтяжка гаек. что является трудоемкой операцией); простотой формы корпусов и конструкции затворов; передачей усилия шпинделя не на крышку, а непосредственно на корпус.

В зависимости от способа герметизации арматура может быть сальни­ковой, сильфонной, мембранной и шланговой. Трубопроводная арматура должна быть надежной в эксплуатации.



Под надежностью трубопроводной арматуры понимают ее способ­ность выполнять требуемые функции, сохраняя эксплуатационные пока­затели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Основные показатели надежности арматуры высоких и сверхвысоких параметров следующие: средний срок службы до списания — 25 лет; срок службы до первого капитального ремонта — 36 мес.

§ 2. Конструктивные особенности трубопроводной арматуры

З
апорная арматура.
Краны. Рабочий орган кранов — пробка, которая при повороте вокруг своей оси открывает или закрывает сквоз­ной канал в корпус. По способу уплотнения пробки в корпусе краны подразделяются на натяжные (рис. 1, а) и сальниковые (рис. 1, б). В натяжных кранах уплотнение осуществляется подтягиванием гайки 3, навернутой на нижний конец пробки 2, проходящей через дно корпуса 1. В сальниковых кранах уплотнение пробки достигается подтяжкой грундбуксой 4. В сальниковых кранах диаметром условного прохода 40 мм и более в нижней части корпуса устанавливается отжимный болт 5, который служит для облегчения извлечения пробки при разборке крана.

Рис. 1. Краны:



а — натяжной, б — сальниковый фланцевый

Вентили. По назначению вентили разделяют на запорные и регу­лирующие. Рабочий орган запорного проходного вентиля (рис. 2, а) — тарелка (золотник, клапан) 1 и шпиндель (шток) 4, который переме­щается перпендикулярно седлу — уплотнительной поверхности в корпусе 2. При открывании вентиля с помощью маховика 7 тарелка отрывается от седла без скольжения, благодаря чему исключается задирание уплот­нительных поверхностей затвора.

В
вентилях гидравлическое сопротивление выше, чем в кранах, так как потоку среды приходится менять направление. Для уменьшения гидравлического сопротивления иногда применяют прямоточные венти­ли (рис. 2, б), у которых золотник в открытом положении не мешает проходу среды.

Рис. 2. Запорные вентили на низкие и средние параметры:



а — проходной, б — прямоточный, в — сильфонный; 1 — тарелка (золотник, клапан), 2 — корпус, 3 — крышка, 4 — шпиндель (шток), 5 — сальниковая набивка, 6 — сильфон

На рис. 2, в показан сильфонный вентиль, в котором проход среды через крышку закрывает сильфон 6, представляющий собой гофрирован­ную втулку. Уплотнение с помощью сильфона обеспечивает большую плотность, чем сальниковая набивка 5, и применяется на трубопроводах, находящихся под разрежением (вакуумом), чтобы не допустить срыва вакуума из-за присоса в трубопровод наружного воздуха, или на трубо­проводах с агрессивной средой, утечка которой недопустима.

Регулирующие вентили по конструкции аналогичны запорным и отличаются от них только формой тарелки, которая для обеспечения плавного регулирования количества протекающей среды большей частью выполняется в виде профилированной иглы обтекаемой формы и состав­ляющей со шпинделем одно целое.

Для современных вентилей высоких и сверхкритических парамет­ров среды (рис. 3) особенностью является бескрышечное исполнение — бугель 3 соединяется непосредственно с корпусом 1 с помощью резьбы. Роль тарелки выполняет торцевая часть штока 2 с наплавленной уплотни­тельной поверхностью, имеющей коническую форму. Шпиндель 4 сопря­гается одним концом резьбы с резьбовой втулкой 5, а другим — со што­ком, узлом (хомутом) 7 соединения шпинделя со штоком. Узел сальни­кового уплотнения 8 штока расположен в корпусе 1. Управление венти­лем осуществляется маховиком 6.



Рис. 3. Вентиль запорный на высокие м сверхкритические параметры.

На трубопроводах для подкисленной воды в цехах химводоочистки применяют диафрагмовые вентили (рис. 4). Затвором в них является резиновая диафрагма 6. Внутренняя поверхность корпуса 1 покрыта резиной. При вращении маховика шпиндель 4 увлекает за собой клапан 3 и прикрепленную к нему резиновую диафрагму 6, которая, выгибаясь кверху, открывает проход для среды.

Рис. 4. Вентиль запорный диафрагмовый гуммированный:



1 — корпус, 2 — крышка, 3 — клапан, 4 — шпиндель, 5 — маховик, 6 — резиновая диафрагма

Задвижки. Задвижки по конструкции затвора подразделяются на клиновые и параллельные (шиберные). В отличие от вентилей затворы у задвижек перемещаются параллельно уплотнительным поверх­ностям седла.

У клиновых задвижек уплотнительные кольца в корпусе распола­гаются под углом друг к другу и затвор имеет форму клина, чем обеспе­чивается плотность прилегания затвора к седлу.

У параллельных задвижек уплотнительные кольца в корпусе парал­лельны и плотность прилегания достигается с помощью грибка или дру­гих устройств, прижимающих тарелки затвора к седлам в корпусе.

Клиновые и параллельные задвижки могут быть с выдвижным (рис. 5), с невыдвижным шпинделем или со шпинделем, имеющим вращательно-поступательное движение.

Рис. 5. Задвижка клиновая фланцевая с выдвижным шпинделем:



1 — корпус, 2 — клин (диск), 3 — крышка, 4 — шпиндель, 5 — узел уплотнения шпинделя, 6 — ходовой узел шпинделя

Наибольшее распространение получили как равнопроходные, так и с небольшим сужением в зоне седел задвижки с клиновым самоуста­навливающимся двухдисковым затвором или затвором в виде эластич­ного клика.

Соединение корпуса с крышкой — бесфланцевое, самоуплотняю­щееся под давлением рабочей среды; соединение патрубков задвижки с трубопроводом — сварное.

На рис. 6 показана новая конструкция задвижки с малогабаритным затвором на высокие и сверхкритические параметры.



Рис. 6. Задвижка с малогабаритным затвором.

Основные узлы и детали задвижки: корпус 1 с вварными седлами: малогабаритный клиновой затвор 2, состоящий из двух дисков, распи­раемых распорным кольцом, выполненным в форме клина; шпиндель 3; плавающая крышка 4; бугель 5; привод 6; ходовой узел шпинделя 7 и узел уплотнения 8. Соединения тарелок с обоймой — байонетное, тарелки фиксируются в определенном положении с помощью двух штифтов, распираемых пружиной.

Между распорным кольцом и дисками устанавливают рифленую компенсирующую прокладку, служащую для компенсации неточности изготовления деталей затвора и установки седел корпуса: для регули­рования линейных размеров затвора можно устанавливать регулирую­щую прокладку.

Кроме улучшении конструкции затвора изменен узел бесфланцевого соединения корпуса с бугелем. Кольцо в верхней части имеет буртик высотой 10 мм и диаметром, равным внутреннему диаметру кор­пуса. Благодаря этому усилие от внутреннего давления через плавающую крышку и сальник, консольно действующее на разъемное кольцо, воспринимается не торцевыми поверхностями паза, как было в старой кон­струкции, а стенками корпуса. Это позволяет увеличить зазор между торцевой поверхностью кольца и пазом корпуса до 1—1,6 мм.

На торцевой поверхности буртика имеется кольцевая проточка шириной 4 мм, позволяющая применить приспособление для извлечения сегментов разъемного кольца из паза корпуса, что повышает производи­тельность труда при разборке арматуры.

Задвижки на давление 4 МПа и температуру 570°С выпускают с фланцевым соединением корпуса с крышкой.

Регулирующая арматура. К регулирующей арматуре относятся регу­лирующие вентили, регулирующие клапаны, регуляторы давления пря­мого действия, регуляторы уровня. Конденсатоотводчики и смеситель­ные клапаны. Регулирующие вентили имеют ограниченное применение.

Р
егулирующие клапаны. Регулирующие клапаны (рис. 7, а, б) широко используются в различных системах автоматического регулирования потоков. Управление осуществляется с помощью мембран­ного привода при пневматической системе связи или с помощью электро­моторного привода при электрической системе связи. Регулирующие клапаны могут быть двух типов: нормально открытые (НО) и нормаль­но закрытые (НЗ).

Рис. 7. Регулирующие клапаны:

а — с пневматическим мембранным исполнительным механизмом, б — с электрическим исполнительным механизмом; 1 — корпус, 2 — регулирующий орган (золотник), 3 — привод

В питательных узлах отечественных блоков высоких и сверхкри­тических параметров устанавливают регулирующие клапаны шиберного типа (рис. 8). Регулирующим органом клапана служит плоскопараллельный шибер 2. Седло 3, установленное в корпусе 1, выполнено в виде перфорированной перегородки, с тем чтобы обеспечить направление потока воды параллельно оси трубопровода. Для уменьшения износа резьбовой пары втулка резьбовая—шток перенесена в прямоходовой механизм 4. Управление клапаном осуществляется встроенным электроприводом 5 через прямоходовой механизм. Клапан не является запор­ным, хотя при соответствующем состоянии уплотнительных поверх­ностей и при определенном перепаде давлений среды (> 1 МПа) протеч­ки в закрытом состоянии (нерегулируемый расход) могут быть сведены практически к нулю. Соединение корпуса с крышкой — бесфланцевое, с опорным элементом в виде разрезного закладного кольца.



Рис. 8. Регулирующий клапан с Dу 250 мм.

В клапанах шиберного типа регулирующий орган — шибер (седло) в процессе эксплуатации подвергается сильному эрозионному износу. Для устранения этого важно правильно подобрать материал рабочих по­верхностей. Если принять эрозионную стойкость стали 12Х18Н9Т за единицу, то относительная эрозионная стойкость поверхностей, наплав­ленных различными электродами, будет следующей: для электродов ЦН-6 — 0,9; ЦН-12 — 1,01; ЦН-13 — 2,75; ЦН-2 — 1,44; ЦН-3 — 0,914; ХН80С3Р — 4,5.

Вместо выпускавшихся клапанов впрыска шиберного типа в настоя­щее время промышленность начала выпускать серийно запорно-регули­рующие клапаны игольчатого типа (рис. 9). Основными составными частями клапана являются корпус 1, бугель 5, шток 4, узел перемещения штока 6. В корпусе размещено седло 2, имеющее наплавленную уплотни­тельную поверхность конусной формы. Для передачи усилия уплотнения на нижнюю набивку предусмотрена промежуточная втулка 3.

Управляется клапан встроенным электроприводом 7, позволяю­щим осуществлять как дистанционное управление клапаном, так п управление вручную (маховиком).

Рис. 9. Запорно-регулирующий клапан впрыска игольчатого типа Dу 20 мм (Рр = 38 МПа; Тр = 280ºС).

С целью упрощения схемы впрыска охлаждающей воды в охлади­тель пара редукционно-охладительных установок (РОУ) выпускаются клапаны впрыска многоступенчатого (каскадного) дросселирования. Они заменяют применявшуюся ранее в схеме впрыска арматуру с кла­панами постоянного расхода. В таких клапанах седла разделены на нес­колько секций. Максимальный перепад давлений определяется в основ­ном двумя факторами: повышенной эрозионной стойкостью материала седла и профилированной части штока, а также гидродинамикой потока воды в самом седле. Снижение давления воды происходит не только в наиболее узком сечении, но и в дроссельных каналах, что обеспечивает малые осевые скорости потока и предохраняет регулирующий орган от эрозионного износа.

Клапаны, управляющиеся посредством рычажной системы от элект­рического исполнительного механизма типа МЭО (механизм исполни­тельный электрический) или КДУ (колонка дистанционного управле­ния), одновременно с дросселирующими функциями выполняют и за­порные.

Регуляторы давления. Регуляторы предназначены для автоматического поддержания заданного давления “после себя” или “до себя”. Их применяют на трубопроводах для жидких и газообразных сред. В этих устройствах для перемещения регулирующего органа ис­пользуется энергия регулируемой среды: они работают без дополнитель­ного постороннего источника энергии.

Регуляторы давления прямого действия изготовляют рычажными (рис. 10) “после себя” и “до себя”; пружинными (рис. 11) “после себя” (редукционные клапаны); с поршневым приводом и внутренним им­пульсным механизмом (редукционные клапаны).



Рис. 10. Рычажный регулятор давления прямого действия “после себя” и “до себя”.

Рычажный регулятор (см. рис. 10) состоит из груза 4, мембранного исполнительного механизма 3 и разгруженного регулирующего органа (золотника) 2. Среда под рабочим (начальным) давлением подается во входной патрубок корпуса 1. Проходное сечение в этот момент у регу­ляторов “после себя” открыто, а у регуляторов “до себя” закрыто за счет действия рычага с грузом на подвижную систему. С помощью труб­ки, соединяющей трубопровод с мембранным исполнительным меха­низмом, давление передается на мембрану в направлении, обратном действию груза. Когда давление среды на мембрану станет больше или меньше усилия, создаваемого грузом, подвижная система начнет пере­мещаться, что приведет к изменению проходного сечения в регуляторе и давления до регулятора или после него. На требуемое давление регу­лятор настраивают подбором грузов и их расположением на рычаге. Рычажный регулятор устанавливают на горизонтальном трубопроводе мембранной головкой вверх.

Пружинные регуляторы “после себя” (рис. 11) имеют односедель­ный корпус 7, регулирующий орган (золотник) 2, уравновешенный от одностороннего действия среды с помощью поршня в цилиндре 4, куда также поступает среда. Пружина 3 регулятора воспринимает усилие редуцированного давления среды, поступающей под золотник. На требуе­мое давление регулятор настраивают регулировочным винтом 5, враще­нием которого изменяют усилие сжатия пружины.



Рис. 11. Пружинный регулятор давления прямого действия “после себя” (редукционный клапан).

Регуляторы уровня (перелива). Для регулирования уровня воды в сосудах применяют регуляторы уровня (рис. 12). Регулятор состоит из поплавковой камеры 2, в которой размещаются поплавок 1 и клапан 4. Поплавковая камера соединена с паровым (воздуш­ным) и водяным пространством бака, поэтому уровень в ней такой же, как и в баке. При понижении уровня воды в баке поплавок перемещается вниз, а второй конец рычага, на котором он размещен, поднимается вверх, увлекая за собой золотник 3, благодаря чему увеличивается проходное сечение.

Рис. 12. Регулятор уровня (перелива).

На этом же принципе основано действие регулятора перелива, у ко­торого поплавок открывает клапан при превышении водой в баке задан­ного уровня.

Конденсатоотводчики. Для автоматического отвода кон­денсата из паропроводов низкого и среднего давления применяются Кон­денсатоотводчики либо поплавкового типа, либо с термостатом.

Конденсатоотводчик поплавкового типа (рис. 13) состоит из сталь­ного корпуса 1 с крышкой 2, соединенных шпильками. С внутренней стороны к крышке прикреплен штуцер 3, в нижний конец которого ввернуто седло. По штуцеру, как по направляющей, перемещается поп­лавок 5 с втулкой и клапаном 6, закрывающим проходное отверстие в седле. Для спуска воздуха, скопившегося в корпусе (а также в паро­проводе) , на крышке установлен воздушный вентиль 4.

Рис. 13. Конденсатоотводчик поплавкового типа.

Конденсат, попадая в конденсационный горшок вместе с паром, за­полняет пространство между корпусом и поплавком. По мере заполне­ния корпуса конденсатом поплавок всплывает и клапан закрывает от­верстие в седле. При дальнейшем поступлении конденсат начинает пере­ливаться внутрь поплавка. Поплавок опускается и, увлекая за собой втулку с клапаном, открывает проход в седле клапана. При этом кон­денсат вытесняется из конденсационного горшка давлением пара. По мере вытеснения конденсата поплавок поднимается и закрывает про­ход в седле клапана. После накопления конденсата в корпусе процесс повторяется.

Смесительные клапаны. Смесительная арматура исполь­зуется в тех случаях, когда необходимо в соответствующих пропорциях смешивать различные среды, например холодную и горячую воду, выдер­живая постоянным определенный параметр или изменяя его по требуе­мому закону. Отличие смесительных клапанов от регулирующих заклю­чается в том, что командный сигнал, задающий положение плунжера в смесительном клапане, определяет одновременные расходы двух сред, в то время как в регулирующем клапане положение плунжера опреде­ляет расход одной среды. Так же, как и регулирующие, смесительные клапаны могут управляться с помощью пневматической или электри­ческой связи.



Предохранительная арматура. Назначение предохранительной арма­туры — предотвращение возможности возникновения недопустимо вы­сокого давления в установках и системах.

Предохранительные клапаны. Предохранительные клапаны по производительности подразделяются на мало- и полноподъ­емные. Малоподъемные клапаны выполняют рычажно-грузовыми и пру­жинными.

Полноподъемные клапаны могут иметь вспомогательное устройство в виде импульсного клапана, включающего подачу среды в подъемное поршневое устройство главного клапана.

Н
аиболее широкое применение получили малоподъемные клапаны. Малоподъемные рычажно-грузовые предохранительные клапаны выпускают с одним седлом — однорычажные (рис. 14, а), с двумя — двухрычажные и пружинные предохранительные клапаны (рис. 14, б) с одним седлом.

Рис. 14. Предохранительные клапаны:

а — однорычажный, б — пружинный; 1 — корпус, 2 —золотник, 3 — шток, 4 — рычаг, 5 — груз, 6 — пружина, 7 — регулировочное устройство

Рычажно-грузовые клапаны устанавливают вертикально, крышкой вверх, с горизонтальным расположением рычага. Пружинный клапан устанавливают вертикально, колпаком вверх.

Наиболее рациональным типом предохранительных устройств боль­шой производительности на высокие и сверхкритические параметры среды являются импульсно-предохранительные устройства (ИПУ). В соответствии с правилами Госгортехнадзора на паровых котлах с давлением выше 3,9 МПа должны устанавливаться ИПУ, состоящие из главного предохранительного клапана (ГПК), вспомогательного им­пульсного клапана (ИК) и электроконтактного манометра (ЭКМ).

На рис. 15 представлена схема действия импульсно-предохранительного устройства. При повышении давления пара в паропроводе 1 до установленного предела контактная система электроконтактного манометра 2 срабатывает. При этом электромагнит 3 обесточивается, а элект­ромагнит 4 находится под напряжением. Под действием повысившегося давления и усилия со стороны электромагнита 4 импульсный клапан 6 открывается, при этом пар подается в поршневую камеру главного пре­дохранительного клапана 7. Под действием усилия, развиваемого давле­нием пара, поршень 8 перемещается вниз, открывает тарелку 9 и сбра­сы­вает пар в атмосферу.

При нормальном давлении пара электромагнит 3 помогает грузу 5 удерживать импульсный клапан плотно закрытым.

После снижения давления до заданного значения контактная система электроконтактного манометра 2 снова включит под напряжение электромагнит 3, импульсный клапан 6 закроет доступ пара в поршне­вую камеру клапана 7 и он закроется.



Рис. 15. Схема действия импульсно-предохранительного устройства.

В целях повышения надежности и сокращения количества клапанов, устанавливаемых на котел, промышленность выпускает клапаны с про­пускной способностью 240—500 т/ч (рис. 16).

Пропускная способность ГПК зависит от параметров свежего пара:

Давление, МПа 10 14 25,5 25,5

Температура, °С 540 570 565 565

Пропускная способность по пару, т/ч 115 160 240 500

Основные узлы и детали ГПК следующие: корпус 1 с двумя привар­ными выхлопными патрубками 8, внутри которых расположены решет­ки 9, служащие для дросселирования пара при срабатывании клапана: узел сервопривода 2, включающий корпус и поршень, скрепленный двумя штоками 6 и 7, бугель 5, соединяемый с помощью резьбы с корпу­сом сервопривода, и узел гидравлического демпфера 3, содержащий поршень, а также спиральную и тарельчатые пружины. Пар в ГПК подается на золотник 11, т.е. в закрытом положении золотник прижимается к седлу 10 давлением рабочей среды. Начальная гер­метичность клапана обеспечивается с помо­щью спиральной пру­жины 4.



Рис. 16. Главный предохранительный клапан.

Проектными орга­низациями и электро­станциями разработаны различные устройства, позволяющие снизить шум. Одно из простей­ших устройств для сни­жения шума при работе предохранительных клапанов — коничес­кий диск с отверстия­ми, который устанав­ливают на выходе пото­ка из главного предо­хранительного клапана в диффузоре.

Импульсный кла­пан (рис. 17) является составной частью им­пульсно-предохраните­льного устройства котлоагрегата и предназ­начен для управления главным предохранитель­ным клапаном путем по­дачи (или прекращения подачи) в камеру сервопривода ГПК рабочей среды.

Импульсно-предохранительное устройство для горячих линий про­межуточного перегрева на давление пара 4,1 МПа и температуру 570С несколько отличается от импульсно-предохранительного устройства паропровода свежего пара: импульсный рычажный клапан не имеет элект­ромагнитного привода и срабатывание всего устройства достигается срабатыванием импульсного рычажного клапана под прямым воздей­ствием изменяющегося давления пара.

Рис. 17. Импульсный клапан:



1 — корпус, 2 — золотник, 3 — крышка, 4 — втулка, 5 — шток, 6 — рычаг, 7 — груз, 8 — фильтр

Главный предохранительный клапан промежуточного перегрева пара сервомоторного типа (рис. 18) представляет собой конструкцию с литым корпусом 7, узлом затвора, состоящим из седла 2 и тарелки 3, соединенной резьбой со штоком 4, серво­приводом, размещенным в стакане 5. Узел сервоприво­да состоит из поршня 6 и рубашки 7. Пружинный амо­ртизатор 8 предназначен так­же для удержания подвиж­ных частей клапана. Для демпфирования удара при посадке тарелки в крышке 10 установлен дроссельный клапан 9.



Рис. 18. Главный предохранительный клапан линий промежуточного перегрева пара.

Обратные клапаны. Обратные клапаны устанавливают на трубопро­водах для предотвращения обратного потока в трубо­проводе, что может создать в некоторых случаях аварий­ные условия. Клапаны сра­батывают автоматически под действием энергии среды, транспортируемой по трубо­проводу.

Для установки на горизонтальных и вертикальных участках трубо­проводов применяют поворотные обратные клапаны (рис. 19, а). Для установки на трубопроводах большого диаметра, например на циркуля­ционных трубопроводах береговых насосных станций, применяют много­дисковые поворотные обратные клапаны.

На горизонтальных участках трубопроводов устанавливают подъем­ные обратные клапаны (рис. 19, б). В этих клапанах золотник имеет направляющий хвостовик и перемещается в вертикальной плоскости. Для обеспечения плавной посадки клапана при закрытии некоторые типы обратных клапанов снабжаются демпферным (тормозным) ус­тройством.


Рис. 19. Обратные клапаны:



а — поворотный типа “захлопка”, б — обратный подъемный; 1 — корпус, 2 — диск (золотник), 3 — рычаг, 4 —  рычаг

Кроме своего основного назначения обратные клапаны выполняют еще одну функцию — предохраняют питательные насосы от “запаривания”, для чего в корпусе клапана или в подводящем патрубке имеется специальный отвод, к которому присоединяется линия рециркуляции, обеспечивающая определенный минимальный расход воды через рабо­тающий насос.

Большинство питательных насосов, установленных на электростанциях, оснащены обратными клапа­нами, изготовленными на Чеховском заводе энергетического машино­строения (рис. 20) . Соединение корпуса 1 с крышкой 4 — бесфланцевое, самоуплотняющееся. Силовое взаимодействие крышки с корпусом осуществляется с помощью разрезного кольца 6. Тарелка 2 клапана с помощью рычага 3 закреплена на вращающейся оси 5. Связь тарелки с рычагом — шарнирная, обеспечивающая плавное прилегание к седлу в случае обратного потока.

Рис. 20. Обратный клапан для питательных насосов ЧЗЭМ.



Редукционно-охладительные установки. Редукционно-охладительные установки предназначены для редуцирования и охлаждения пара и устанавливаются в качестве обводных устройств энергетических блоков для резервирования пара, поступающего к потребителю, а также для постоянной работы на потребителя.

Редукционно-охладительные установки могут быть двух типов — обычные (РОУ) и быстродействующие (БРОУ).

БРОУ предназначаются для сброса острого пара при пусках или остановах энергоблоков, излишнем повышении давления острого пара и внезапном снижении давления или сбросе нагрузки турбогенератора. Их используют также для питания турбонасоса блока при сбросе нагруз­ки на турбине и останове блока, а также в качестве горячего резерва турбин с противодавлением и резерва производственного отбора пара турбины. В комплект БРОУ входят: клапан запорно-дроссельный; шумоглушитель; охладитель пара; клапан регулирующий; клапан обратный для воды; задвижка (вентиль) для воды; вентили запорные дренажные; электроприводы и исполнительные механизмы; импульсно-предохранительное устройство.

Приводы для управления трубопроводной арматурой. Приводы предназначены для управления запорной, регулирующей и дросселирующей арматурой; с помощью их открывают и закрывают затвор арматуры или останавливают его в промежуточном положении. Приводы бывают: ручными (местными или дистанционными); электроприводами (встро­енными или колонковыми); электромагнитными; пневмо- и гидро­приводами.

Ручные местные приводы. Ручной привод представляет собой рукоятку или маховик, насаженные на шпиндель вентиля, втулку шпинделя задвижки, валик приводной головки или валик встроенного электропривода. Ручной привод применяют при небольших усилиях, требующихся для перемещения затвора арматуры. Арматуру с ручным приводом устанавливают в местах, удобных для ее обслуживания. Руч­ные приводы могут быть с рукояткой и маховиком.

Ручные дистанционные приводы. Ручные дистанцион­ные приводы применяют наиболее часто, так как они позволяют управ­лять арматурой любого диаметра, работающей при любых параметрах, установленной в местах, недоступных для непосредственного управления.

Дистанционное управление арматурой осуществляется с помощью ручного колонкового привода, состоящего (в зависимости от принятой схемы) из колонки, шарнирных узлов, коробок перемены направления, компенсатора (в случае необходимости) и соединительных штанг. На рис. 21 приведена схема дистанционного ручного привода.



Рис. 21. Схема дистанционного ручного привода:



1 — штанга, 2 — коробка перемены направления, 3 — колонка

Колонка дистанционного ручного управления арматурой состоит из корпуса, шпинделя и маховика, который жестко соединен со шпин­делем. Верхний (или нижний — в зависимости от взаимного расположе­ния колонки и управляемой арматуры) конец шпинделя колонки снаб­жен хвостовиком, на котором устанавливается шарнирная муфта.

Шарнирные узлы служат для сочленения соединительных штанг в местах излома (при ломаной или слишком длинной линии соединения колонки дистанционного привода с управляемой арматурой). Шарнир­ный узел состоит из корпуса и валика с надетыми на его концы шарнир­ными муфтами. Угол между шарнирным узлом и соединительной штан­гой не должен превышать 30°.

Коробки перемены направления применяют для изменения направ­ления соединительных штанг при угле более 30°, т.е. когда не могут быть использованы более простые по конструкции шарнирные узлы. Коробка перемены направления состоит из корпуса с крышкой, внутри которого помещается пара конических зубчатых шестеренок с передаточ­ным числом 1:1. На концах валиков шестерен закреплены шарнирные муфты. Коробка перемены направления дает возможность изменять направление соединительных штанг вплоть до угла 90 °.

Соединительные штанги служат для соединения привода арматуры с колонкой дистанционного привода.

Длина соединительной штанги не должна превышать 5 м. Для штанг обычно применяют водогазопроводные трубы небольших диаметров. Они должны обеспечивать передачу крутящего момента, необходимого для плотного закрытия (открытия) арматуры. Соединительные штан­ги должны быть проверены на угол закручивания, который не должен превышать 3°.

Компенсирующие устройства. В тех случаях, когда соединительные штанги имеют тепловое удлинение или когда соеди­няемые ими точки привода испытывают небольшие взаимные относи­тельные перемещения, применяют компенсаторы или шарнирные муфты с компенсатором, в которых квадратный хвостовик муфты входит в квадратное отверстие втулки с некоторым зазором, обеспечивающим штанге возможность надвигаться или сползать с муфты.

Встроенные и колонковые электроприводы. Электрические приводы встроенные, т.е. установленные на самой арматуре, или колонковые, устанавливаемые отдельно от арматуры, используются при автоматическом управлении технологическими процессами независи­мо от места расположения арматуры, а также тогда, когда нет возмож­ности непосредственно воздействовать на шпиндель запорной или регули­рующей арматуры в месте ее установки.

Конструктивно электропривод состоит из одноступенчатого червяч­ного редуктора и электродвигателя. Он снабжен маховиком для управ­ления арматурой вручную, а также коробкой концевых и путевых выключателей. При полном открытии арматуры электродвигатель отключается концевым выключателем. При полном закрытии отключе­ния электродвигателя производятся: у электроприводов, управляющих регулирующей арматурой, — концевым выключателем; у электропри­водов, управляющих запорной арматурой, — с помощью токового реле, настраиваемого на срабатывание при определенной силе тока, соответ­ствующей заданному крутящему моменту на шпинделе арматуры.

В конструкции электроприводов предусмотрена блокировка ручно­го управления: при переходе на ручное управление цепь электродвига­теля разрывается.

Электроприводы, предназначенные для управления регулирующей арматурой, снабжены специальным потенциометрическим датчиком, сигнализирующим на пульт управления о степени открытия арматуры.

Электрической схемой предусматривается сигнализация при край­них (для запорной и регулирующей арматуры) и промежуточных (для регулирующей арматуры) положениях затвора иглы или шибера. Пре­дусматривается также сигнализация включения ручного управления.

Встроенные электроприводы применяют для арматуры, в которой температура протекающей среды не превосходит допустимую темпера­туру для электродвигателя встроенного типа. Встроенные электропри­воды поставляют комплектно с арматурой, которая выбирается по пара­метрам среды и условному проходу.

Колонковые электроприводы устанавливают в случае, когда не мо­жет быть установлена арматура с встроенным электроприводом или когда для арматуры с ручным приводом требуется дистанционное или автоматическое управление (в основном для запорной арматуры, имею­щей приводную головку). Колонковый электропривод в зависимости от принятой схемы состоит из колонки с размещенным на ней электро­двигателем с редуктором, шарнирных узлов, коробок перемены направления, соединительных штанг и, при необходимости, компенсаторов.

Электромагнитные приводы. Электромагнитный при­вод применяют для запорных мембранных вентилей с диаметром услов­ного прохода от 10 до 65 мм, включенных в систему дистанционного электрического управления, установленных на трубопроводах пара, воды, воздуха и нейтральных газов низких параметров.

В электромагнитных приводах при подаче тока в катушку электро­магнита его якорь, являющийся дополнительным разгрузочным золот­ником, притягивается, давление над мембраной вентиля падает: в тоже время давление рабочей среды поднимает основной золотник, открывая проход вентиля. При выключении тока вентиль закрывается.

Пневмо- и гидроприводы. Пневмоприводы в трубопро­водной арматуре применяют главным образом для управления регу­лирующими клапанами, но они могут быть использованы и для управле­ния запорной арматурой. При малых ходах обычно выбирают мембран­ные приводы, при больших — поршневые.

Гидроприводы обычно бывают поршневого типа. В качестве источника энергии используется рабочая среда, транспортируемая по трубо­проводу, масло или вода под давлением при наличии автономной сис­темы гидропривода. Наиболее часто гидроприводы используются для управления кранами магистральных трубопроводов при большом диаметре прохода и высоких давлениях рабочей среды в связи с тем, что в этих условиях при повороте крана необходимо создавать большие крутящие моменты. Поршневые гидроприводы используются также для управления задвижками.



Контрольные вопросы

  1. Что называется трубопроводной арматурой?

  2. На какие классы по выполняемым функциям подразделяется арматура? .

  3. Каковы основные конструктивные особенности запорной, регулирующей и предохранительной арматуры?

  4. Чем конструктивно отличается вентиль от задвижки?

  5. Какие функции выполняют ИПУ?

  6. Какую защитную арматуру устанавливают на питательных насосах?

  7. Как управляют трубопроводной арматурой?

ГЛАВА II. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ АРМАТУРЫ

§ 3. Условное, рабочее и пробное давления

Одной из наиболее важных величин, определяющих работу арма­туры, является давление рабочей среды, которое подразделяют на услов­ное, рабочее и пробное.

Под условным давлением (Ру) понимается наибольшее избыточное рабочее давление (при температуре среды 20С), которое допускается для арматуры и соединений трубопроводов, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материа­лах.

Рабочее давление (Рраб) — это наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединитель­ных частей трубопроводов при рабочей температуре проводимой среды.

Пробное давление (Рпр) — это избыточное давление, которое должны выдержать арматура и соединение трубопроводов при гидравлическом испытании на прочность и плотность материала деталей при заполнении водой с температурой ниже 100°С.

Условно принято считать: низким — давление, не превышающее Ру 2,5 МПа (25 кгс/см2) и 350°С; средним — давление Ру от 3,9 до 10 МПа (39—100 кгс/см2) и 450С; высоким — давление для пара Рраб от 10 до 14 МПа (100—140 кгс/см2) и 500-570С, для воды Рраб 18,5—23 МПа (185—230 кгс/см2) и 230С; сверхвысоким — давление для пара Рраб 25,5 МПа (255 кгс/см2) и 565С, для воды — 38 МПа (380 кгс/см2) и 280С.



следующая страница >>