ГАЗОВОЕ ХОЗЯЙСТВО КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11

Цель работы:Изучить назначение, устройство и принцип работы газорегуляторного пункта, а так же подробно ознакомиться со всеми узлами и агрегатами входящих в него. Изучить прокладку внутренних газопроводов и подключения их к котлам.

Рис.3.1. Принципиальная схема газорегуляторного пункта:

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

Газорегу­ляторные пункты (ГРП)предназначены для снижения входного давления газа до заданно­го выходного (рабочего) и поддержания его постоянным незави­симо от изменения входного давления и потребления газа. Коле­бания давления газа на выходе из ГРП допускаются в пре­делах 10% рабочего давления. Кроме того, в ГРП осущест­вляются: очистка газа от механических примесей, контроль вход­ного и выходного давления и температуры газа, предохранение от повышения или понижения давления газа за ГРП , учет рас­хода газа.

На схеме ГРП, приведенной на рис.3.1, можно выделить три линии: основную, обводную (байпасную) и рабочую. На основ­ной линии газовое оборудование располагается в следующей по­следовательности: запорное устройство на входе (задвижка 8) для отключения основной линии; продувочный газопровод 5: фильтр 9 для очистки газа от разных механических примесей; предохранительно-запорный клапан 10, автоматически отключающий подачу газа при повышении или понижении давления газа в рабочей ли­нии за установленные пределы; регулятор 11 давления газа, кото­рый снижает давление газа и автоматически поддерживает его на заданном уровне независимо от расхода газа потребителями; за­порное устройство на выходе 12.

Байпасную (от англ. bypass – обход) линию составляют продувочный газопровод 5, два запорных устройства (задвижки 2), которые используются для ручного регулирования давления газа в рабочей линии во время выполнения ремонтных работ на отключенной основной линии.

На рабочей линии (линия рабочего давления) устанавлива­ется предохранительно-сбросной клапан 1 (ПСК), который служит для сброса газа через сбросную свечу в атмосферу при повышении давления газа в рабочей линии выше установленного предела.

В ГРП установлены следующие контрольно-измерительные при­боры: термометры для измерения температуры газа и в помеще­нии ГРП;расходомер 7 газа (газовый счетчик, 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. Очистка газа необходима для уменьшения износа запорной и регулирующей арматуры, предотвращения за­сорения импульсных трубок, дроссельных отверстий, защиты мем­бран от преждевременного старения и потери эластичности и т.д.

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

 

Рис. 3.2. 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.

 

В ГРП,размещаемых в шкафах, и в ГРПс диаметром трубо­проводов до 50 мм устанавливаются угловые сетчатые фильтры (рис. 3.2. а). Фильтр состоит из корпуса /, 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 ГРП с условным диаметром трубопроводов 50 мм и более широко применяются чугунные волосяные фильтры (рис. 3.2, б). Фильтр состоит из корпуса /, 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.

Фильтры сварные (рис. 3.2, 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.

Крупные частицы, попадая в фильтр, ударяются об отбойный лист, 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. Раз­борку и очистку кассеты проводят во время технического обслу­живания вне помещения ГРП в местах, удаленных от легковоспла­меняющихся веществ и материалов не менее чем на 5 м.

Предохранительно-запорные клапаны. 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. 3.3) 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. Для откры­тия клапана 5 с помощью рычага 3 необходимо, чтобы сначала немного был поднят шток и чтобы шток 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.

 

Рис 3.3. 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

 

Над корпусом под настроечной головкой расположена мемб­ранная камера, в которую через штуцер 7 пол 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 ниже нижнего заданного предела, то мембрана пере­мешает 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 с грузом. 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 КПЗ (рис. 3.4) состоит из литого корпуса 4, клапана 3, закрепленного на оси 1. На оси 1 установлены 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.

Рис. 3.4.:Предохранительно-запорный клапан КПЗ:

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

 

При повышении или понижении давления газа в подмембранной области относительно пределов настройки наконечник 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.

Регуляторы давления.В ГРПприменяют, 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.

Регулятор давления универсальный Ф.Ф.Казанцева РДУК-2 состоит из собственно регулятора и регулятора управления — пи­лота (рис. 3.5).

Газ городского (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, и газ будет поступать к потребителю. Стакан пилота вкручивают до тех пор, пока давление в выходном газопроводе не станет равным заданному рабочему.

Рис. 3.5. 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

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 этом уменьшается или увеличивается подача газа через труб­ку Б под мембрану регулятора давления. Например, при уменьше­нии расходования газа потребителем давление в рабочей линии повышается, клапан 2 пилота прикрывается и клапан 9 регулятора 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.

Предохранительно-сбросный клапан. На рис. 3.6 показан пред­охранительно-сбросный клапан ПСК-50, который состоит из кор­пуса 1, 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 допус­кается, открывая выход газу через сбросной трубопровод в атмо­сферу. При уменьшении давления плунжер под действием пружи­ны перекрывает седло, сброс газа прекращается.

Предохранительно-сбросный клапан (ПСК) устанавливается за регулятором давления; при наличии расходомера — за ним. Перед ПСК устанавливается отключающее устройство, открытое при нор­мальной работе и используемое при выполнении ремонта ПСК.

 

 

Рис. 3.6.Предохранительно-сбросный клапан ПСК-50:

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

 

Контрольно-измерительные приборы в ГРП. Для измере­ния входного и выходного давления и температуры газов в ГРП устанавливают показывающие и регистрирующие конт­рольно-измерительные приборы (КИП). Если учет расхода газа не проводится, допускается отсутствие регистрирующего прибора для измерения температуры газа.

Контрольно-измерительные приборы в ГРП. Для измере­ния входного и выходного давления и температуры газов в ГРП устанавливают показывающие и регистрирующие конт­рольно-измерительные приборы (КИП). Если учет расхода газа не проводится, допускается отсутствие регистрирующего прибора для измерения температуры газа.

КИП с электрическим выходным сигналом и электрооборудо­вание в помещении ГРП предусматриваются во взрывозащищенном исполнении.

КИП с электрическим выходным сигналом в нормальном ис­полнении размещают снаружи в закрывающемся шкафу или в обо­собленном помещении, пристроенном к противопожарной газо­непроницаемой стене ГРП.

Требования к помещениям ГРП. Газорегуляторные пункты ГРП располагаются в соответствии со строительными нормами и пра­вилами (СНиП). Их запрещено встраивать или пристраивать к об­щественным, административным и бытовым зданиям непроизвод­ственного характера, а также размещать в подвальных и цоколь­ных помещениях зданий. Используемые для размещения ГРП от­дельно стоящие здания должны быть одноэтажными I и II сте­пеней огнестойкости с совмещенной кровлей. Материал полов, устройство окон и дверей помещений ГРП должны исключать воз­можность образования искр.

В помещениях ГРП предусматривается естественное и искусст­венное освещение и естественная постоянно действующая вентиля­ция, обеспечивающая не менее трехкратного воздухообмена в 1 ч. Температура воздуха в ГРП должна соответствовать требованиям, указанным в паспортах оборудования и КИП. Ширина основного прохода в ГРП должна быть не менее 0,8 м. В помещениях ГРП допускается установка телефонного аппарата во взрывозащишей­ном исполнении. Дверь в ГРП должна открываться наружу. Снару­жи здания ГРП должна быть предупредительная надпись «Огне­опасно — газ».

Внутренние газопроводы. Внутренние газопроводы выполняются из стальных труб. Трубы соединяют с помощью сварки, разъемные соединения (фланце­вые, резьбовые) допускаются для установки арматуры, приборов, КИП и др.

Газопроводы прокладываются, как правило, открыто. Скрытая проводка допускается в бороздах стен с легко снимаемыми щита­ми с отверстиями для вентиляции.

Газопроводы не должны пересекать вентиляционные решетки, оконные и дверные проемы. В местах прохода людей газопроводы прокладываются на высоте не менее 2,2 м. Крепятся трубы при помощи кронштейнов, хомутов, крючьев и подвесок.

Запрещается использовать газопроводы в качестве опорных кон­струкций, заземления. Газопроводы окрашиваются водостойкими лакокрасочными материалами желтого цвета.

 

 

 

Рис.3.7. Схема внутренних газопроводов котельной и расположение отключающих устройств:

1 – футляр; 2 – общее отключающее устройство; 3 – кран на продувочном газопроводе; 4 – штуцер с краном для взятия пробы; 5 – продувочный газопровод; 6 – манометр; 7 – аспределительный коллектор; 8 – ответвление к котлу (опуски); 9 – отключающее устройство на опусках.

 

Принципиальная схема внутренних газопроводов котельной с несколькими котлами приведена на рис. 6.8. Газ по вводному газо­проводу проходит через футляр, установленный в стене помеще­ния котельной. Футляр 1 выполняется из отрезка стальной трубы, внутренний диаметр которой не менее чем на 100 мм больше диа­метра газопровода. Футляр обеспечивает независимую осадку стен и газопроводов. Общее отключающее устройство 2 предназначено для отключения всех котлов при плановом или аварийном от­ключении котельной. Отключающие устройства 9 на ответвлени­ях 8 к котлам (опусках) предназначены для отключения отдель­ных котлов.

Рис. 6.9. Схема расположения запор­ных устройств газового оборудова­ния котла с двумя горелками:

1 – газовый коллектор; 2 – ответвле­ние к котлу (опуск); 3 – отключающее устройство на опуске; 4 – ПЗК на кот­ле; 5 – регулирующая газовая заслонка; 6 – газовый запальник; 7 – ЗУ перед горелками;

8 – горелки; 9 – продувоч­ный газопровод; 10 – кран на проду­вочном газопроводе; 11 – кран к манометру; 12 – манометр

 

Схема расположения запорных устройств газового оборудова­ния котла с двумя горелками показана на рис. 6.9. Газ из распре­делительного газового коллектора котельной 1 по ответвлению к котлу (опуску) 2 проходит через отключающее устройство 3 на опуске, предохранительно-запорный клапан 4 (ПЗК), регулирую­щую газовую заслонку 5 и запорные устройства 7 (ЗУ) поступает в горелки 8.

Для внутренних газопроводов и для газового оборудования долж­но быть предусмотрено техническое обслуживание не реже одного раза в месяц. Текущий ремонт должен проводиться не реже одного раза в 12 месяцев в случаях, если в паспорте завода-изготовителя нет ресурса эксплуатации и нет данных о его ремонте.

Перед ремонтом газового оборудования, осмотром и ремонтом топок или газоходов, а также при выходе из работы установок сезонного действия газовое оборудование и запальные трубопро­воды должны отключаться от газопроводов с установкой заглушек после запорной аппаратуры.

\

 

 

Контрольные вопросы:

1. Как классифицируются газовые сети по величине давления газа?

2. Какие газопроводы являются распределительными, вводными и внут­ренними?

3. Какие материалы используются при строительстве газопроводов?

4. Какие методы используются для защиты стальных газопроводов от коррозии?

5. Укажите назначение ГРП?

6. Где размещаются ГРП?

7.Перечислите основные элементы, входящие в состав ГРП?

8.Укажите назначение, устройство и принципы действия газового филь­тра в ГРП.

9. Как определить степень засоренности фильтра?

10.Укажите назначение, устройство и принцип действия предохрани­тельно-запорного клапана типа ПКН (ПКВ), КПЗ?

11.Каковы назначение регулятора давления РДУК-2, его устройство и принцип действия?

12.Укажите назначение, устройство и принцип действия предохрани­тельно-сбросного клапана типа ПСК-50?

13. Сформулируйте основные требования, предъявляемые к КИП?

14. Сформулируйте основные требования, предъявляемые к помеще­ниям ГРП?

15. Каковы основные правила прокладки внутренних газопроводов?