Регулирующие питательные, стаканчатые и скальчатые клапаны
Выпускавшиеся ранее стаканчатые и изготовляемые сейчас скальчатые регулирующие питательные клапаны производства ВАЗ не обеспечивают надежной работы. Для этих клапанов характерен значительный пропуск воды в закрытом состоянии. Поэтому восстановление при ремонте только перевоначальной конструкции не обеспечит надежную работу клапана.
На ряде электростанций клапана конструкции ВАЗ были переделана на поворотные. Например, в системе Ленэнерго все клапаны производства ВАЗ были переделаны на поворотные. Учитывая хорошие результаты, полученные от применения поворотных клапанов на электростанциях высокого давления, ряд электростанций среднего давления (ГРЭС № 4 Мосэнерго, ЧТЭЦ и др.) также переделали регулирующие клапаны на поворотные.
Рис. 2-31. Порядок сборки шиберного регулирующего клапана.
Как показал опыт эксплуатации, поворотные регулирующие клапаны имеют следующие достоинства: величина нерегулируемого расхода не превышает 10 т/ч при перепадах давления на клапане 40 кг/см2·, они обеспечивают пропуск 190 т/ч при угле поворота золотника 80°, высокочувствительны и работают без заклинивания и заедания; благодаря двустороннему выводу штока ходовая часть клапана полностью разгружена от осевых усилий, а перемещение золотника плавное (без вибраций) независимо от перепада давления на клапане, все сочленения клапана жесткие (без люфтов), удобны для ремонта и ревизии.
Модернизация клапанов ВАЗ на поворотные производится следующим образом (рис. В-7).
Разборка.
Для удобства последующей сборки каждый фланец с корпусом клеймят своим номером. После извлечения из корпуса золотника и вывертывания седел с патрубков корпуса снимаются фаски для последующей приварки к трубопроводу.
Подготовка крышек.
Крышку используют от старого клапана, для чего удлиненную часть его на токарном станке отрезают. Под сальниковую втулку в крышке сверлят и протачивают отверстие, вставляют сальниковую втулку и обваривают кругом электродами марки ЦМ-7. С внутренней стороны крышки сальниковую втулку растачивают под втулку-подшипник. Для шарнирных болтов к крышке и втулке приваривают два ушка, которые предварительно центрируют оправкой и болтом. В сальниковой втулке растачивают под набивку сальниковую камеру. После того как крышка готова, в нее запрессовывают втулку-подшипник.
Установка стакана в корпусе.
Для возможности точного определения наружных размеров стакана необходимо предварительно измерить посадочные места под стакан в корпусе. Стакан вытачивают из хромистой стали марки 3X13 на токарном станке. Золотник изготовляют из хромоникелевой стали марки 1Х18Н9. Наружный диаметр золотника обтачивают по внутреннему диаметру стакана. Зазор между стаканом и золотником должен быть не более 0,1 мм, на сторону. Большой зазор значительно увеличит нерегулируемый расход воды. Для того чтобы посторонние предметы (сварочный грат, частицы металла и т. п.) не заклинивали регулирующие органы клапана в золотнике, по наружному диаметру делают выточки.
Разметка окон.
Регулирование расхода воды осуществляется посредством совмещения окон золотника и стакана. Потребная площадь окон для обеспечения расчетного пропуска воды определяется по формуле
где G — пропускная способность клапана, соответствующая паропроизводительности котлоагрегата. Расчетная пропускная способность клапана должна быть на 10% выше номинальной паропроизводительности котла. Практически для котлов паропроизводительностью 230 т/ч клапан должен обеспечивать расход 250 т/ч, а для котлов паропроизводительностью 170 т/ч—190 т/ч.
μ — коэффициент расхода регулирующего клапана, который зависит от площади открытия окон золотника. Для полностью открытого клапана опытами НЗЛ рекомендуется принимать μ = 0,6. Однако, как показал опыт эксплуатации, для поворотных клапанов величину коэффициента расхода при определении пропускной способности клапана следует принимать равной 0,45—0,5.
Ар—перепад давления на клапане. На разных электростанциях и при разных режимах работы перепад давления колеблется в значительных пределах (8— 40 кг/см2). Последнее объясняется тем, что на большинстве электростанций для привода питательных насосов применяются асинхронные электродвигатели с нерегулируемым числом оборотов. Вследствие этого давление в питательной магистрали, определяющее перепад давления на клапане, зависит от режима работы оборудования: при различных комбинациях действующего и резервного оборудования (котлов и насосов), при разных нагрузках станции перепад давления на клапане будет изменяться. Для установок высокого давления перепад давления на клапане в нормальных условиях должен быть равным примерно 10—15 кг/см2. Правда, пока еще встречаются частные случаи, когда перепад давления на клапане очень велик и составляет 30—40 кг/см2.
у— удельный вес воды при рабочих параметрах. Для котлов высоких параметров при давлении питательной воды 150 кг/см2 и температуре питательной воды 215°С удельный вес воды принимают равным γ = 0,85 кг/л.
Весьма важной величиной, характеризующей работу клапана, является нерегулируемый расход. Чем меньше величина нерегулируемого расхода, тем больше предел регулирования клапана, тем лучше его рабочая характеристика. Величина нерегулируемого расхода определяется по формуле
Для автоматических регуляторов питания определенный интерес представляет рабочая характеристика регулирующего клапана, под которой понимают изменение пропускной способности клапана в зависимости от его хода. Рабочая характеристика для скальчатых клапанов определяется профилем скалки, а для золотниковых (поворотных) — профилем окон. Для устойчивой работы регулятора питания рабочая характеристика клапана должна быть близкой к линейной. Это значит, что при одинаковых относительных изменениях хода клапана должны происходить одинаковые количественные изменения расхода воды. На рис. 2-32 приведены характеристики питательных клапанов скальчатого и поворотного типов, установленных на котле № 3 ТЭЦ № 16 Мосэнерго.
Наиболее простой в исполнении и удовлетворяющей требованиям регулирования является профилировка окна в виде комбинации треугольника и прямоугольника. Для построения конструктивной характеристики клапана ход его делят на несколько частей и определяют соответствующие этим частям хода совмещенные площади окон золотника и стакана.
Рис. 2-32. Характеристики клапанов питания, установленных на котле № 3 ТЭЦ № 16 Мосэнерго. а — клапан скальчатого типа; б — клапан поворотного типа.
Изготовление окон.
Размеченные в стакане окна первоначально просверливают сверлом d—10 мм (в центре окон), затем сверлом d = 18 мм и фрезеруют по разметке. После фрезеровки профиль окон по разметке зачищают и все острые кромки притупляют.
Подготовка золотника.
Выступы, ограничивающие ход золотника, размечают и выфрезеровывают. При отсутствии фрезерного станка выступы можно прострогать на поперечно-строгальном станке. Согласно полученным данным о размерах площади окон их размечают, сверлят сначала сверлом 10мм и затем сверлом д—18мм и дофрезеровывают по разметке оставшуюся часть. Все острые кромки в окнах и на торцовых выступах тщательно зачищают напильником. Правильность разметки фрезеровки проверяют путем совпадения окон золотника с окнами стакана при их полном открытии и закрытии. Проверяют также ход золотника в стакане.
Запрессовка и приварка стакана к корпусу клапана.
Для правильной установки стакана в корпусе следует отметить на стакане риской глубину его посадки в корпус. Легкими ударами молотка запрессовывают стакан в корпус клапана. После запрессовки необходимо обязательно проверить правильность посадки стакана (окон) в корпусе клапана.
Во избежание деформации стакана при приварке его к корпусу последний устанавливают в бак с водой. Приварка производится электродами марки ЦЛ-ЗМ или ЦТ-1 постоянным током при обратной полярности (+ на электроде). Сила тока при диаметре электрода 4 мм составляет 130—150 а, а при диаметре электрода 5 мм — 150—180 а. Приварка производится в три слоя. После наложения каждого слоя производится тщательная зачистка шва от шлака. После приварки стакана с одной стороны корпус переворачивают и приваривают стакан с другой стороны. Проверка качества сварки (отсутствие трещин и т. п.) производится наружным осмотром.
Сборка золотника со штоком.
Устанавливают золотник на шток и просверливают отверстие в золотнике со штоком для стопорного пальца. Вставляют стопорный палец, слегка запрессовывают каждый конец в трех точках и расчеканивают, выступающие части зачищают.
После сборки золотника со штоком следует вставить золотник в стакан и убедиться в отсутствии заеданий. В случае деформации стакана после приварки его к корпусу золотник со штоком следует установить в центрах токарного станка и проточить по наружному размеру так, чтобы были выдержаны нормальные зазоры между стаканом и золотником.
Задиры в стакане устраняют притиркой. Золотник в стакане должен иметь плавный ход.
Сборка регулирующего клапана.
Корпус клапана следует тщательно очистить от шлака, грязи и сварочного грата. Резьбу шпилек смазать графитом и завернуть в корпус со стороны, противоположной пазам ограничителя. Установить прокладку и завинтить гайки. Клапан следует положить горизонтально на плиту и вставить в стакан золотник со штоком, после чего собрать второй фланец и проверить ход золотника. Золотник должен плавно поворачиваться внутри стакана от руки. Рычаги изготовляют в зависимости от взаимного расположения клапана и колонки дистанционного управления.
Наладка регулирующего клапана.
Клапан приваривают к трубопроводу в разобранном виде. После приварки клапан собирают и проверяют плавность хода. Затем клапан присоединяют к колонке дистанционного управления. Перед вводом клапана в эксплуатацию необходимо полностью открыть всю арматуру и продуть питательную линию. После ввода клапана в эксплуатацию рекомендуется снять его рабочую характеристику. С достаточной степенью точности рабочую характеристику клапана можно снять на работающих агрегатах с помощью эксплуатационных приборов.
Рис. 2-34. Приспособление для увеличения размеров окон в стакане питательного клапана.
В случаях, когда в процессе эксплуатации будет установлено, что размеры окон не обеспечивают достаточной подачи воды для питания котла, размеры необходимо увеличить. Это можно сделать при помощи приспособления, приведенного на рис. 2-34. Приспособление состоит из напильника 1, шарнирно соединенного с рычагом 2. Рычаг укрепляется при помощи планки 3 на фланце клапана. Напильник вводится в окна стакана и приводится в движение рычагом. Нажим напильника создается грузом 4, соединенным с напильником тросом 5.
