В системе парового отоп­ления применяют, кроме обыч­ного для системы центрально­го отопления, специальное оборудование: водоотдели­тель, редукционный клапан, конденсатоотводчики, конден - сатные бак и насос, бак-сепа­ратор, предохранительный клапан.

Водоотделитель предназна­чен для осушки пара — от­деления попутного конденса­та, накопившегося в наруж­ном паропроводе, от пара, поступающего в систему отоп­ления.

Водоотделитель — сосуд круглой формы — подбирают в зависимости от диаметра присоединяемого паропрово­да, принимая его диаметр в 3—4 раза, а высоту — в 4—8 раз больше диаметра паропро­вода. Конденсат, настилаясь на стенку водоотделителя и встречая на своем пути пре­пятствия — «шоры», стекает вниз к отверстию в дне. Диа­метр конденсатного отверстия (и патрубка) делают в 4—5 раз меньше диаметра паропровода (но не менее 20 мм).

Рис. 9.6. Схема редукционного кла­пана 1 — золотник, 2 — шток, 3 — пру­жина; 4 — поршень, 5 — трубка; б — седло

Pi

Осушенный пар поступает в редукционный клапан. Редукционный клапан выполняют пружинным или грузовым. Его устанавливают на горизонтальном участке паропрово­да. Схема основной части более сложного пружинного редукционного клапана изображена на рис. 9.6. Золотник, расположенный на пути движения пара, жестко связан штоком с поршнем. Давление пара pi передается по трубке вокруг штока в пространство над поршнем. Первоначаль­ное регулирование положения поршня и золотника, а также

Сжатия пружины, расположенной вокруг трубки, прово­дится вращением маховика под поршнем. При этом прибли­жают золотник к седлу, устанавливая степень открытия золотникового отверстия, необходимую для понижения давления протекающего пара от Pi до р2.

Площади золотника и поршня одинаковы, и изменение давления пара pt (перед клапаном) не влияет на степень открытия золотникового отверстия. Увеличение давления после клапана (сверх заданного р2) вызывает опускание золотника с поршнем и дополнительное сжатие пружины 3, вследствие чего восстанавливается необходимое давление Р2. При понижении давления после клапана пружина раз­жимается, поршень с золотником поднимаются, что вновь приводит к восстановлению давления р2.

Редукционный клапан может выполнять функции запор­ной арматуры. В верхней части клапана имеется второй маховик, с помощью которого можно, сжимая пружину! опустить золотник до седла, прекратив протекание пара.

Редукционные клапаны различают по условному про­ходу присоединительных патрубков (Dy=25—150 мм) и площади внутреннего отверстия (изменяется от 2 до 52,2 см?).

Выбор редукционного клапана делают по необходимой площади внутреннего отверстия а, см?, определяя ее по формуле

A = Gn/0,6gi, (9.4)

Где G„ — расход пара через клапан, кг/ч; gi — расход пара через < 1 см2 отверстия клапана, кг/(ч«см2); определяется в зависимости от разности давления пара перед (рг) и после (Р2) клапана.

При значительной разности давления пара Pi и рп Когда давление должно быть снижено более чем в 5 раз, подбирают два клапана, устанавливая их последовательно.

Пример 9.3. Выберем редукционный клапан для снижения избыточного давления насыщенного пара от 0,35 до 0,17 МПа при расходе 280 кг/ч.

По номограмме (см. рис. 11.16 в Справочнике проектировщика) находим gi= 137 кг/(ч-см2). Тогда площадь отверстия клапана по формуле (9,4)

А = 280: (0,6-137) =3,4 см2.

По заводским данным выбираем редукционный клапан Dy 40, имеющий площадь внутреннего отверстия 3,48 см2.

Конденсатоотводчики. Простейшими устройствами для отведения конденсата и задержания пара являются гид-

Равлические затворы — [/-образные петли из труб (см. рис. 9.3). В таких затворах гидростатическое давление столба конденсата предотвращает прорыв пара в конденса - топроводы. Высота гидравлического затвора H3, м:

H3 = 100 Др + 0,2, (9.5)

Где Ар — разность давления до и после затвора, МПа.

Диаметр труб гидравлического затвора принимают до­статочным для протекания максимального количества кон­денсата со скоростью 0,2—0,3 м/с.

В системах повышенного и высокого давления вместо затворов, высота которых была бы слишком большой, применяют специальные приборы — конденсатоотводчики. Конденсатоотводчики бывают поплавковые и термические. Приборы термического действия легче и надежнее поплав­ковых.

Конденсатоотводчики с опрокинутым (открытым снизу) Поплавком (так их называют в отличие от ранее применяв­шихся приборов с поплавком, открытым сверху) Dy от 15 до 50 мм устанавливают на магистралях при давлении менее 0,1 МПа. Действует конденсатоотводчик следующим образом: поплавок всплывает, если снизу в него поступает Не только конденсат, но и пар. При этом шаровой клапан, соединенный с поплавком рычагом, закрывает выходное отверстие. Во время накопления конденсата пар частично конденсируется, частично выходит через небольшое отвер­стие (диаметром 2 мм) в крышке поплавка. Поплавок, заполненный конденсатом, опускается, и выходное отвер­стие открывается. После выпуска порции конденсата весь цикл повторяется сначала. В крышке конденсатоотводчика имеется пробка для его заливки при первоначальном пуске системы.

После отопительных приборов (и других потребителей пара, например, калориферов) для задержания несконден - сировавшегося пара (так называемого пролетного пара) применяют конденсатоотводчики термостатического типа (их также называют сильфонными). Термостатический кон­денсатоотводчик (рис. 9.7, а) состоит из корпуса, крышки^ Припаянного к ней гофрированного сильфона (термостата) с золотником на конце. Сильфон частично заполнен жидко­стью, кипящей при 90—95 °С.

1 — корпус, 2 — сильфон; 3 — крышка; 4 ■ Л Рис. 9.8. Схема установки по­плавкового коидеисатоотвод- Чика иа магистрали I — конденсатоотводчик; 2 — Воздушный кран, 3 — обрат» иый клапаи; 4— обводная ли« ни я

Рис. 9.7. Схемы термостатического (а) и термодинамического (б) коиденсатоотвод* Чиков

-м-

Седло; В — золотник; 6 — диск txj—

-)хь

ИЗ СИСТЕМЫ

К НАСОСУ

Рис. 9.9. Конденсатный бак 1 — воздушная труба; 2 — поплав­ковые реле; 3 — водомерное стекло с краном; 4 и 5 — переливная и спускная трубы

При поступлении вместе с конденсатом пара жидкость в Сильфоне вскипает. Сильфон в результате повышения внут­реннего давления удлиняется, и золотник закрывает выход­ное отверстие в седле. После заполнения корпуса конденса­том и понижения его температуры на 8—20 °С пары жидко­сти в сильфоне конденсируются, сильфон укорачивается, и выходное отверстие открывается.

Термостатические конденсатоотводчики имеют присоеди­нительный диаметр условного прохода 15 и 20 мм; могут Работать при начальном давлении до 0,6 МПа и противо­Давлении до 50%.

Термодинамические (их еще называют лабиринтовыми) Нонденсатоотводчики устанавливают, как и поплавковые, На магистралях при давлении выше 0,1 МПа. Термодинами­ческий конденсатоотводчик (рис. 9.7, б) проще других по конструкции: в корпус помещено седло с входным (по вер­тикальной оси прибора) и выходным (сбоку) отверстиями, Под крышкой на поверхности седла свободно лежит диск.

При поступлении конденсата снизу диск приподнимается над седлом, и конденсат протекает по кольцевому пазу в седле к выходному отверстию. Если вместе с конденсатом проходит пар, то он заполняет камеру между крышкой и диском. Так как площадь диска значительно больше пло­щади входного отверстия, то возникающая сила, действую­щая на диск сверху, преодолевая силу, действующую снизу, прижимает диск к седлу, закрывая проход пара. При сни­жении давления над диском вследствие конденсации пара диск вновь получает возможность приподняться.

Термодинамические конденсатоотводчики имеют присое­динительный диаметр условного прохода от 15 до 50 мм. Представление о размерах прибора дают длина 200 мм и высота 103 мм (от оси отверстий) самого крупного конден - сатоотводчика Dy 50. Приборы устанавливают крышкой вверх.

При установке конденсатоотводчика на магистрали пре­дусматривают обводную линию для использования при пуске системы, когда образуется максимальное количество конденсата, или при ремонте конденсатоотводчика. На рис. 9.8 показана схема установки поплавкового конденса­тоотводчика. Конденсатоотводчик должен быть установлен строго вертикально. Обратный клапан применяют в том случае, если предусматривают подачу конденсата после кон­денсатоотводчика наверх — с противодавлением (см. рис. 9.12).

Для выбора конденсатоотводчика по заводским показа­телям определяют коэффициент пропускной способности Kv, т/ч, по формуле

20 GK

Где GK — максимальный расход конденсата, т/ч; рк — плотность, кг/м3, конденсата при температуре перед конденсатоотводчиком; Др=р1—р2 — разность давления до и после конденсатоотводчика, МПа; давление р!=0,95рПр прн установке его непосредственно за отопительным прибором, давление p2«0,7pj (при свободном сливе конденсата р2= 0).

Коэффициент пропускной способности выражает макси­мальный расход холодной воды (р= 1000 кг/м3) при потере давления в конденсатоотводчике 0,1 МПа.

Пример 9.4. Подберем конденсатоотводчик для конденсате - провода с максимальным расходом 650 кг/ч, если давление перед ближайшим отопительным прибором 0,05 МПа, после конденсатоот­водчика 0,02 МПа, плотность конденсата 950 кг/м3.

При Pi=0,95-0,05=0,0475 МПа по формуле (9.6)

, 20-°'65 т/ч,

Y (0,0475-0,02)950

Принимаем к установке конденсатоотводчик с опрокинутым поплавком типа 2М Dy 40, имеющий по паспорту Kv—2,95 т/ч.

Конденсатный бак для сбора конденсата из системы делают прямоугольным, из листовой стали, о люком сверху (рис. 9.9). Бак снабжают водомерным стеклом, переливной и Спускной трубами. При периодической перекачке конден­сата из бака управление насосом автоматизируется: вклю­чение и выключение насоса происходит с помощью поплав­ковых реле соответственно верхнего и нижнего уровня, установленных на баке.

Полезный объем конденсатного бака м3, опре­деляют по формуле

Где г — продолжительность накопления конденсата, ч; Qc — теп­ловая мощность системы отопления, кДж/ч; г — удельная теплота парообразования (конденсации), кДж/кг.

Конденсатом должно заполняться не более 80% объема бака.

Пример 9.5. Определим полезный объем конденсатного бака для одночасового накопления конденсата из системы парового отоп­ления тепловой мощностью 300 кВт при давлении 0,02 МПа.

По формуле (9.7) при z=l ч

1-300-3600 пс.

6= 955-2245 =°'5 М >

Бак-сепаратор применяют в конденсатопроводах систем высокого давления для отделения пара вторичного вскипа­ния от конденсата. Пар вторичного вскипания отбирают для использования его в системе парового отопления низ-

Кого давления или для нагревания воды в системе горячего водоснабжения. В баке-сепараторе поддерживают с помо­щью гидравлического затвора или предохранительного клапана избыточное давление 0,02—0,05 МПа, скорость движения пара в нем должна быть не более 2 м/с, конден­сата не более 0,25 м/с. Конденсатом должно заполняться Не более 20% объема бака. Бак-сепаратор и соединенный с Нйм гидравлический затвор изготовляют из труб и листовой стали (рис. 9.10). Ориентировочно объем бака-сепаратора определяют по паровой нагрузке, принимая ее от 200 до 400 м3/ч на 1 м? бака.

Более точно объем бака-сепаратора V6-c, м3, вычисляют По формуле

V6.C = 0,5XGK/Pn, (9.8)

Где х — доля содержания пара в конденсате (сухость влажного пара); GK — расход конденсата, т/ч, рп — плотность пара при давлении в баке, кг/м3.

Бак-сепаратор целесообразно размещать поблизости от сборного конденсатного бака, устанавливая его выше кон - денсатоотводчиков для лучшего отделения образовавшегося вторичного пара.

Дросселирующие шайбы применяют для погашения излишнего давления в параллельных частях системы. Шай­ба представляет собой металлический диск толщиной 2— 5 мм с отверстием в центре. Диаметр отверстия определяют по расчету в зависимости от количества теплоносителя и величины погашаемого давления (но не менее 4 мм во избе­жание засорения). Шайбы устанавливают в муфте корпуса парового вентиля перед прибором или во фланцевом соеди­нении труб.

Предохранительный клапан, как и предохранительное устройство в системе низкого давления, предотвращает повышение давления в системе сверх расчетного. Предохра­нительные клапаны бывают пружинными и рычажными (с одним или двумя рычагами). У распространенных рычаж­ных клапанов тарелка прижимается к седлу под действием силы, передаваемой через рычаг от груза. Чем больше длина рычага и масса груза, тем больше давление пара, при котором клапан остается закрытым. При увеличении давления избыток пара через приоткрывающийся клапан удаляется в атмосферу, и заданное давление пара восстанав­ливается.

Конденсатный насос для перекачки конденсата из бака на тепловую станцию выбирают для подачи в 1 ч не менее, чем удвоенное количество накапливающегося конденсата [см. формулу (9.7)]. Развиваемого насосом давления долж­но быть достаточно для подъема конденсата и преодоления конечного давления в точке, куда подается конденсат, с учетом потерь давления в трубах АРП0Т по пути от конден­сатного бака.

Если конденсат подается из бака в котел, то давление насоса Арю Па, определяют по формуле

Д(5„ = 10в(5п+тк(А+1) + Д(5пот, (9.9)

ГДе Yk — Удельный вес, Н/м3, конденсата; рп — давление пара в Котле, МПа; H — вертикальное расстояние между уровнями кон­денсата — верхним в котле и нижним в баке, м (с запасом 1 м),

26 —765

Мощность электродвигателя к насосу вычисляют по Формуле (6.11).

Пример 9.6. Найдем подачу, давление и мощность насоса для перекачки конденсата из бака в котел по условиям примера 9.6, если рп=0,1 МПа, H= 5 м, Дрпот=5000 Па.

Примем подачу насоса jLH=2-0,5= 1,0 м3/ч.

Давление, развиваемое насосом, по формуле (9.9) Дри=10еХ Х0,1+955-9,81 (5+1)+5000= 161210 Па.

Мощность насоса (без запаса) по формуле (6.11)

_1,0-161 210 N»~ 3600-0,6 75 Вт-