Питательные устройства котлов

    Рис 6. Схема центробежного  насоса.

    Рис 7. Схема осевого  насоса.

    Рабочее колесо осевого насоса (рис.7) состоит  из втулки 1, на которой укреплено  несколько лопастей 2, представляющих собой удобообтекаемое изогнутое  крыло с закругленной передней, набегающей на поток кромкой.

    Рабочее колесо насоса вращается в трубчатой  камере 3, заполненной перекачиваемой жидкостью. При динамическом воздействии  лопасти на жидкость за счет изменения  скорости течения давление перед  лопастью повышается, а за ней - понижается. Благодаря образующейся при этом силе основная масса жидкости в пределах колеса движется в осевом направлении, что и определило название насоса. Перед колесом устанавливаются  неподвижные проточные элементы 4 (подводы), за колесом - отводы 5;

    Осевые  насосы выпускаются с жестко закрепленными  на втулке лопастями рабочего колеса и с поворотными лопастями. По сравнению с центробежными осевые насосы имеют значительно большую подачу, но меньший напор. КПД осевых насосов достигает 0,9 и выше.

    Диагональные  насосы.

    Поток жидкости, проходящий через рабочее  колесо диагонального насоса, направлен  не радиально, как у центробежных насосов, и не параллельно оси, как  у осевых, а наклонно, как бы по диагонали прямоугольника, составленного  радиальным и осевым направлениями.

    По  своим рабочим параметрам (подача, напор) диагональные насосы занимают промежуточное  положение между центробежными и осевыми.

    Явление кавитации

    Кавитация в насосах объясняется нарушением сплошности жидкости в тех местах, где давление снижается до давления насыщенного пара при данной температуре, при этом происходит быстрое вскипание жидкости с образованием пузырьков пара, которые после перехода в зону повышенного давления и исчерпания кинетической энергии быстро сокращаются.

    Сокращение  кавитационного пузырька происходит с большой скоростью и сопровождается гидравлическим ударом и звуковым импульсом. Если кавитационные пузырьки замыкаются вблизи от обтекаемого тела, то многократно повторяющиеся удары приводят к разрушению поверхности этого тела (элементов проточной части насос). В местах разрушения пузырьков значения давления могут достигать 10000 кгс/см² и сопровождаться сильным шумом со сплошным спектром от нескольких до тысяч килогерц.

    Качественное  изменение структуры потока, вызванное  кавитацией, приводит к изменениям режима работы гидравлической машины. Эти изменения принято называть последствиями кавитации.

    Элементы  проточной части гидравлических машин представляют собой сочетание  направляющих поверхностей, предназначенных  для управления потоком. Если кавитационная зона возникает на такой поверхности, то она изменяет ее эффективную форму и, следовательно, изменяет путь потока. Такие изменения нежелательны и сопровождаются дополнительными потерями энергии. Снижение энергетических параметров (подача, напор) и уменьшение коэффициента полезного действия являются прямым следствием возникновения кавитации в любой гидравлической машине.

    Борьба  с кавитацией в насосах и других гидравлических машинах имеет большое  значение, так как кавитация приводит к быстрому разрушению элементов  проточной части и снижению их надежности.

    Кавитационному разрушению подвержены все конструкционные материалы, но в разной степени. Наиболее кавитационно-стойким материалом является аустенитная сталь благодаря равномерности ее структуры. Кроме разрушения материала, кавитация приводит к существенному снижению КПД, повышению вибрации, ударным нагрузкам на элементы проточной части и, в конечном итоге, к срыву характеристик Н, N и КПД.

    Основным  средством предупреждения кавитации, обеспечивающим надежную работу насоса, является поддержание достаточного избыточного давления на входе в  насос над давлением парообразования (Рв > Рп), то есть соблюдение такой высоты всасывания насоса, при которой кавитация не возникает. Превышение напора на входе в насос над напором, равным давлению насыщенного пара перекачиваемой жидкости, называется кавитационным запасом h. Бескавитационный режим работы насосов обеспечивается при соблюдении условия h h_доп., где допускаемый кавитационный запас h_доп. = k h_кр.; коэффициент запаса k = 1,1 - 1,5 устанавливается в зависимости от условий работы и типа насоса; h_кр. - кавитационный запас, соответствующий началу снижения параметров (первому критическому режиму кавитации) при кавитационном испытании насоса. Допускаемый кавитационный запас h_доп. приводится в характеристике насоса, получаемой при кавитационном испытании.  

       Питательные трубопроводы котельной.

       Схема питательных трубопроводов котельной  должна обеспечивать полную надежность питания котлов водой в нормальных и аварийных условиях. Для питания  паровых котлов паропроизводительностью до 40 т/ч допускается один питательный трубопровод котельной; для котлов большей производительности необходимы два питательных трубопровода на случай выхода из строя одного из них. Питательные трубопроводы монтируются таким образом, чтобы от любого насоса, имеющегося в котельной, можно было подавать воду в любой котельный агрегат как по одной, так и по другой питательной линии.

       На  питательных трубопроводах должны находиться запорные устройства перед  насосом и за ним, а непосредственно  перед котлом — обратный клапан и вентиль. Все вновь изготовляемые  паровые котлы паропроизводительностью от 2 т/ч и выше, а также котлы, находящиеся в эксплуатации, паропроизводительностью от 20 т/ч и выше, должны быть оборудованы автоматическими регуляторами питания, управляемыми с рабочего места оператора котла.

       Рисунок 31: Схема питательных трубопроводов  котельной с двойными магистралями:

       1-обратный  клапан; 2, 3-запорный и регулировочный  вентили; 4-котлы; 5-воздушник; б-термометр; 7-экономайзер; 8-манометр; 9-предохранительный клапан; 10-расходомер; 11, 13-центробежный и паровой насосы; 12-бак питательной воды; 14-питательные трубопроводы.

       На  рис. 31 приведена схема питательных  трубопроводов с двойными магистралями. Вода из бака 12 питательной воды насосом 11 с электрическим приводом подается в питательные магистрали (трубопроводы 14). На всасывающей и магистральных  линиях насосов устанавливаются запорные устройства. От магистрали имеются два отвода воды к каждому из котлов. На отводах устанавливаются регулировочный вентиль 3, обратный клапан 1 и запорный вентиль 2. Обратный клапан пропускает воду только в котел.

       При движении воды в противоположном  направлении обратный клапан закрывается, что препятствует выходу воды из котла. Запорный вентиль 2 служит для отключения питательной линии от котла при  ремонте линии или обратного  клапана.

       В работе обычно находятся обе магистрали. Одну из них, в случае необходимости, можно отключить, не нарушая нормального  режима питания котлов.

       Рисунок 32: Схема присоединения питательных  трубопроводов к водогрейным  котлам:

       1-водогрейный  котел; 2-резервный циркулярный насос; 3-основные циркуляционные насосы; 4-подпиточные насосы.

       Схема присоединения питательных трубопроводов  котельной к водогрейным котлам 1 приведена на рис. 32. В котельных  с водогрейными котлами для перемещения  воды в них и в системе трубопровода применяют как минимум два центробежных насоса с электроприводом (один — рабочий, другой — резервный).