Устройство для предупреждения прогара змеевиков прямоточных котлов Советский патент 1936 года по МПК F22B3/06 F22B29/06 

В прямоточных котлах всех существующих типов работа питательного насоса должна быть совершенно непрерывной, так как запас воды в змеевике котла ничтожен. Самый короткий перерыв в работе насоса ведет к н&медленно вынужденной остановке котла или к резкому повышению температуры пара п давления его со всеми вытекающими отсюда последствиями, как-то: прогар труб-эмеевиков, взрыв и пр.

Наблюдение за непрерывной работой питательного насоса и за процессом движения воды в змеевиках возможно лишь с помощью довольно сложных и дорогих контрольно-сигнальных приборов. Однако, сигнализация неполадок в питании котла решает лишь одну задачу-избежать аварии с котлом; продолжать же работу котла без остановки нельзя, так как требуется время для осмотра и приведения в порядок питательного насоса или для перехода на другой резервный насос.

В предлагаемом устройстве для предупреждения прогара змеевиков прямоточных котлов применен аккумулятор вoдЫi соединеннь1Й в верхней части о концом экономайзерных змеевиков,

а в нижней части-с началом парообр зовательных змеевиков.

При остановке питательного насоса вода из аккумуля ора поступает для питания парообразовательной части змеевиков под давлением пара, образующегося Б змеевиках экономайзера.

При нормальной работе котла пар и тазы, собирающиеся в верхней части аккумулятора, перепускаются из последнего посредством золотникового ограничителя.

На чертеже фиг. 1 изображает схему питания прямоточного котла с устройством для предупрежнения прогара змеевиков его и фиг. 2-вертикальный разрез золотникового ограничителя.

Для установки устройства в питательную систему змеевик прямоточного котла разрывается в той точке, где приблизительно, согласно тепловому расчету кртла, кончается экономайзерная (подогревающая) часть 2 котла и начинается собственно котел, т. е. испаряющая часть 2.

Точное определение указанной точки раздела между экономайзерной и собственно котельной частями змеевиков затруднительно, но точность в дайной

случае и не требуется; однако, для надежности змеевика следует разорвать в том месте, где испарение еще заведомо не начинается, т. е. где температура воды при полной (расчетной) нагрузке котла на 10-20° ниже температуры кипения,

В разрыв змеевиков встраивается закрытый сосуд-водяной аккумулятор 15, снабженный водомерным стеклом 18. Вода из экономайзерной части 2 змеевиков, расположенной над топкой, вводится в аккумулятор 15 сверху, а отводится снизу в испаряющую (котловую) часть 2 змеевиков.

При нормальной работе питательного насоса 5, снабженного регулятором 4 питания, аккумулятор 15 полон воды при температуре, близкой к кипению; он является в этом случае лишь уширением водяной (экономайзерной) части змеевиков. В случае прекращения подачи воды из бака 10 питательным насосом 5 движение воды в экономайзерной части котла прекращается, а так как газы продолжают обогревать эту часть котла, то в ней начнется испарение. Появление пара произойдет почти тотчас же после прекращения питания, поскольку в конце экономайзерной части вода имеет температуру, близкую к кипению; однако, в последующие минуты парообразование не примет бурного характера, а будет протекать постепенно и последовательно, поскольку температура воды в змеевиках до мере приближения к началу экономайзерной части все дальше отстоит от температуры кипения.

Образующийся в змеевиках экономайзера пар имеет объем, во много раз превышающий объем воды, из которой он получен. Следовательно, не имея выхода, пар начинает повышать давление в змеевиках, результатом чего -5удет вьiтecнeниe воды из аккумулятора в испаряющую (котловую) часть змеевиков. Этим путем будет достигнуто то, что, несмотря на прекращение работы питательного насоса, испаряющая часть 2 змеевиков и пароперегревателя 3, т. е. части котла, подверженные наиболее высоким температурам, будут продолжать питаться бесперебойно вплоть до исчерпания запаса воды в аккумуляторе 15 или до пуска резервного насоса.

Следовательно, в отношении надежиости прямоточный котел будет поставлен в условия, сходные с условиями для обычных котлов с барабанами, где также в случае аварии с насосом можно продолжать работать не более, чем до исчерпания воды в барабане.

После пуска питательного насоса аккумулятор сейчас же заполнится водой, так как пар в аккумуляторе сконденсируется и, процесс может повторяться сколько угодно раз.

Работа прямоточного котла с описанным аккумулятором будет сопровождаться одним явлением: в верхней части аккумулятора 15 будут понемногу скоиляться газы (воздух, углекислота и др.), выделивлшеся при нагревании из воды . Также при отклонениях от нормального режима топки, например, догорании газов между трубами змеевиков, может появляться пар, выделившийся в экономайзерной части, который начнёт собираться в верхней части аккумуляторов. При этом уровень воды в стекле начнет падать, хотя работа питательного насоса протекает нормально.

Учитывая это обстоятельство, аккумулятор через отверстие в крышке и перепускной кран должен быть соединен с испаряющей частью 2 змеевиков, где давление ниже (по причине потери напора).

Е1сли кочегар замечает, что уровень в стекле снижается очень медленно или даже неподвижен, то он через перепускной кран освобождает верхнюю часть аккумулятора 15 от газов или пара (если последний не , сконденсируется сам) и этим заполняет аккумулятор водой доверху.

Для автоматизации описанного процесса перепуска газов и иара служит золотниковый ограничитель 16 перепуска, который состоит из поплавка 17, несущего на шпинделе 24 круглый золотник 22 с отверстиями 20. В круглом зеркале 23 золотника также имеются отверстия 20.

Газы и пары могут пройти через полость 19 и отверстия 20 в зеркале и золотнике, как указано нунктирной линией (фиг. 2), и выйти из аккумулятора 15