Назначение паровых котлов заключается в получении пара и его дальнейшем использовании. Одним из устройств, которое применяется для разделения пароводяной смеси на пар и воду, является сепаратор непрерывной продувки. В статье мастер сантехник расскажет, что это такое и каково его назначение.

Назначение сепарационного устройства для продувки

В паровых водотрубных котлах барабанного типа, работающих как в схемах с естественной, так и с принудительной циркуляцией котловой воды, остро стоит вопрос очистки ее от высокого солесодержания.

Оно повышается при каждом новом цикле циркуляции котловой воды, поскольку сухой пар не имеющий примесей отводится потребителям, а все соли остаются в котле. Излишние соли отлагаются на внутренних поверхностях котловых труб, что для них является губительным. В местах образования накипи образуется местный перегрев стенки трубы с последующим ее разрывом и созданием взрывоопасной ситуации в топке.

Для поддержания требуемой концентрации солей в водяном тракте котла, излишнюю соль сбрасывают с помощью выполнения периодической и непрерывной продувки котла. Процент продувки устанавливается по результатам водно-химического режима и мощности котла, он ограничивается государственными нормами не выше 5 % его паропроизводительности.

Для мощных котлов продувка составляет десятки тонн горячей воды в час, и создает серьезные потери в тепловом балансе котельной.

Для того чтобы максимально использовать вторичную энергию от продувочной воды в паровых котлах применяют сепараторы продувки, которые за счет расширения и вращательного движения поступающей среды, разделяют ее на пар и воду для вторичного применения. Устройство также удаляет лишние соли из котла, дренируя их из бака-сепаратора в виде шлама.

Устройство и принцип работы

Сепаратор представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд (см. Рис.1) с плоскими или эллиптическими донышками, подводящим сплющенным патрубком или патрубком кругового сечения и паро- и водоотводящими патрубками и поплавковым регулятором, который автоматически поддерживает уровень воды. Закрутка потока осуществляется за счет организованного подвода пароводяной смеси на внутреннюю стенку сепаратора или за счет установки внутренних направляющих устройств. Обычно расход продувочной воды на сепаратор составляет от 1% до 5% производительности котла.

Разделение на пар и воду происходит в средней части сепаратора. Пар, сохраняя вращательное движение, направляется в паровое пространство и отводится через патрубок, расположенный на верхнем днище. Вода стекает по внутренней поверхности сепаратора в водяной объем и отводится через патрубок, расположенный в нижней части корпуса. На нижнем днище предусмотрен штуцер для отвода воды из сепаратора при его отключении и для периодической очистки нижней части водяного объема от шлама и загрязнений.

 

Рис. 1. Сепаратор непрерывной продувки:

• А – подвод продувочной воды;
• Б – отвод отсепарированного пара;
• В – дренаж;
• Г – отвод отсепарированной воды;
• 1 – задвижка выхода отсепарированной воды;
• 2 – регулятор уровня воды;
• 3 – сопло для входа продувочной пароводяной смеси;
• 4 – опоры;
• 5 – патрубок для выхода пара;
• 6 – верхнее и нижнее донышко;
• 7 – корпус сепаратора;
• 8 – указатель уровня воды;
• 9 – задвижка на дренаж.

На цилиндрической части корпуса приварены две опоры 4 для установки сепаратора и сопло 3 для тангенциального подвода пароводяной смеси продувочной воды котла в сепаратор. В верхнем донышке сепаратора установлен патрубок с фланцем 5 для выхода отсепарированного пара, а в нижнем донышке - штуцер с вентилем 9 для спуска воды из сепаратора при его отключении и для осуществления возможности периодического вывода из нижней части водяного объёма шлама и загрязнений.

В нижней цилиндрической части корпуса имеется поплавковый регулятор уровня воды в сепараторе 2 и указатель уровня 8. С помощью указателя уровня ведется визуальное наблюдение за уровнем воды. Поплавковый регулятор уровня предназначен для автоматического поддержания постоянного уровня воды в сепараторе.

Схема работы поплавкового регулятора уровня приведена на рис. 2. Верхнее положение поплавка можно зафиксировать поворотом рукоятки фиксатора на угол 30 град.

Рис.2. Схема работы поплавкового регулятора уровня

Сопло, подводящее продувочную воду в сепаратор, имеет на выходе сплющенное сечение, что усиливает центробежный эффект за счет получения режима предварительно расслоенного течения пароводяной смеси. Первичное разделение пароводяной смеси начинается вне сепаратора, в подводящем трубопроводе низкого давления (см. рис. 3), выполненном из одинакового диаметра с соплом. Разделение пароводяной смеси на пар и воду, начавшееся в подводящем трубопроводе, заканчивается в сепараторе.

 

Рис. 3. Схема подключения сепаратора к непрерывной продувке котлов:

• 1 – ввод непрерывной продувки котлов;
• 2 – трубопроводы высокого давления;
• 3 – узел регулирования продувки котлов;
• 4 – ограничительные шайбы;
• 5 – отключающая арматура;
• 6 – подводящий трубопровод низкого давления;
• 7 – подводящий патрубок (сопло);
• 8 – выход пара;
• 9 – дренаж;
• 10 – выход отсепарированной воды.

Пар направляется в паровое пространство, а отделившаяся вода стекает по внутренней стенке сепаратора в водяной объем.

Порядок установки

Монтаж сепаратора производится в соответствии с технической документацией, разработанной специализированными проектными организациями и требованиями инструкции по монтажу.

Подключение сепаратора непрерывной продувки в схему паровой котельной следует выполнить в соответствии со схемой, приведенной на рис. 4.

Рис. 4. Схема подключения сепаратора в схему паровой котельной:

• 1 – паровой котёл;
• 2 – сепаратор непрерывной продувки;
• 3 – водоводяной теплообменник;
• 4 – фильтр химводоочистки;
• 5 – подвод сырой воды;
• 6 – бак;
• 7 – деаэратор.

Для предотвращения возможного повышения давления в сепараторе следует предусмотреть установку гидрозатвора на отводящем трубопроводе вблизи сепаратора до запорного органа. На отводящем паропроводе от сепаратора к деаэратору запорную арматуру не устанавливать.

Сепаратор устанавливается в вертикальном положении на заранее смонтированные опорные балки. Далее устанавливаются контрольно-измерительные приборы, предохранительные устройства, поплавковый регулятор уровня и производится обвязка трубопроводами.

Установка сепаратора должна обеспечивать возможность осмотра, ремонта и очистки его как с внутренней, так и с наружной стороны, должна исключать опасность его опрокидывания. Зависание сепаратора на подсоединяющих трубопроводах не допускается.

При монтаже для удобства обслуживания сепаратора могут быть устроены площадки и лестницы, которые не должны нарушать прочности, устойчивости и возможности свободного осмотра и очистки наружной поверхности.

После установки и крепления сепаратора, обвязки и оснащения его арматурой, необходимо выполнив гидравлическое (пневматическое) испытание. После гидравлического испытания проводится промывка сепаратора и трубопроводов, проверка работоспособности арматуры, поплавкового регулятора уровня, предохранительного клапана, после чего сепаратор включается в работу.

Техническое обслуживание и эксплуатация

Условием нормальной я надежной эксплуатация сепаратора является обеспечение непрерывного отвода пара и воды из сепаратора и поддержание давления в сепараторе в установленных пределах. Это достигается при исправном состоянии поплавкового регулятора уровня и гидрозатвора.

Сепаратор должен находиться под постоянным наблюдением обслуживающего персонала. За исправным состоянием регулятора уровня следует установить надлежащий контроль:

• Один раз в смену проверять подвижность поплавка и связанных с ним деталей поворотом рукоятки фиксатора клапана слива;
• Не реже 3-х раз в смену производить контроль за давлением пара;
• Не реже 3-х раз в смену производить контроль за наличием нормального уровня конденсата в корпусе по водоуказательному стеклу.
• Не реже одного раза в смену производить продувку указателя уровня в зависимости от качества продувочной воды.

Надежная эксплуатация гидрозатвора должна быть обеспечена конструкцией и соблюдением требований инструкции по его техническому обслуживанию.

При полном отключении сепаратора от продувочных линий, в целях предотвращения возможного в этом случае соединения деаэратора с атмосферой через сепаратор, клапан регулятора уровня и задвижку на выходе воды из сепаратора следует полностью перекрыть.

Периодическая ревизия сепаратора должна производиться как с профилактическими целями, так и для выявления причин возникших неполадок.

Осмотр и очистка корпуса сепаратора должны производиться не реже одного раза в 2-3 года во время останова сепаратора для текущего и капитального ремонта.

Сепараторы непрерывной продувки должны подвергаться техническому освидетельствованию после монтажа, до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и в необходимых случаях внеочередному освидетельствованию.

При длительном ремонте, а также недостаточной плотности отключающей арматуры ремонтируемое оборудование следует отглушить. Толщина заглушек должна соответствовать параметрам рабочей среды.

При ослаблении болтов на фланцевых соединениях необходимо соблюдать осторожность с тем, чтобы находящиеся внутри сепаратора и трубопроводов пар и вода не могли вызвать ожоги у людей.

Модификации

Серийные сепараторы непрерывной продувки в России выпускаются всеми котлостроительными заводами согласно ТУ 3113-017-00210714 от 2008 года. Размеры баков-сепараторов продувки находятся в пределах от 300 до 800 мм.

Они способны принять объем сбросной воды от 0.15 до 0.7 м³ и применяются для барабанного парового и прямоточного котла.

Наиболее популярные сепараторы непрерывной продувки:

• СНП-0.15, сепаратор непрерывной продувки Ду 300, допустимое давление 0.6 атм., температура 113 С, расход 1.0 т/час, емкость 0.15 м³;
• СНП-0.15, диаметр 300 мм, допустимое давление 8 атм., температура 175 С, расход 1.0 т/час, емкость 0.15 м³;
• СНП-0,15, диаметр 300 мм, допустимое давление 14 атм., температура 194 С, расход 1.0 т/час, емкость 0.15 м³;
• СП-0.28, диаметр 450 мм, допустимое давление 45 атм., температура 170 С, расход 0.7 т/час, 0.28 емкость м³;
• СП-0.7, диаметр 600 мм, допустимое давление 60 атм., температура 170 С, расход 2.75т/час, 0.7 емкость м³.

Данная модификация сепараторов вверху корпуса имеет сепарирующий механизм закрепленный болтами к монтажному кольцу. Он состоит из комплекта отогнутых особым образом направляющих лопаток, предназначены для тонкой сепарации микроскопических капелек влаги от пара.

Конструкция имеет автоматическую систему поддержания уровня отсепарированной жидкости в рабочем баке. Для этого в патрубке Ду 150 внизу емкости установлен поплавковый регулятор. Для того чтобы наблюдать за уровнем пара и отсепарированной воды, внутри корпуса устанавливается водомерное стекло с продувочными кранами, чтобы проверять их работоспособность.

Контроль рабочего давления пара выполняется по пружинному манометру с давлением до 16 атм., оборудованного 3-х ходовым краном для продувки импульсной линии и контроля правильности показания.

Сепараторы продувки имеют высоконадежную конструкцию, выполняются из качественного толстостенного металла, способны работать в высокотемпературном режиме, под высоким давлением и в коррозионной среде.

Поэтому они имеют большой срок эксплуатации не менее 20 лет и хорошие гарантийные условия — три года с момента отгрузки покупателю.

Сепаратор непрерывной продувки — важный элемент в схеме котельной, он выполняет три основные функции для безопасной и экономичной работы парового котлоагрегата: поддержание солевого баланса в водяном тракте котле на уровне установленных норм, вывод шлама из котла и использование тепла от вторичного парообразования для повышения общего КПД котельной установки.

Специалисты подсчитали, что тепло продувочной воды в сепараторе выгодно использовать уже при объеме продувки 0.27 кг/с. В котельной тепловой схеме есть достаточно много точек, где можно использовать это тепло.

Например, ее подают в качестве греющего теплоносителя на водоводяной теплообменный аппарат для нагрева исходной воды. Грязная шламовая вода из сепараторного бака поступает еще в один охладитель либо барботер, где отдает тепло, понижая свою температуру до 45 градусов С, а после выходит в общекотельную канализацию.

Видео

В сюжете - Сепаратор пара Ayvaz SPR-16 Ду 15

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Паровое отопление — принцип работы, достоинства и недостатки

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2023/03/Separator-nepreryvnoy-produvki.html