Реферат: Безопасность при работе паровых котлов и водонагревательных котлов

«Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водонагревательных котлов» устанавливают требования к устройству, приспособлению, монтажу, ремонту и эксплуатации паровых котлов, автономных пароперегревателей и экономайзеров с рабочим давлением более 0,07МПа (0,7кгс/см² ), водонагревательных котлов и автономных экономайзеров с температурой воды выше 115^о С.

Взрывы паровых котлов представляют собой мгновенное высвобождение энергии перегретой воды и снижение давления до атмосферного. Это адиабатический взрыв. При атмосферном давлении вода кипит при 100°C в открытом сосуде. В закрытом - кипение начинается при 100°C, пар давит на поверхность воды - и кипение прекращается. Чтобы кипение продолжалось необходимо воду нагреть до температуры, соответствующей давлению пара. Например, при Р=0,6 МПа (6 ктс/см² ) – Т=169°С, при Р = 0,8Мпа - 171°C, при Р = 1,2Мпа - 189°C, при Р = 1,96Мпа - 211°C. Если прекратить нагрев воды при 190°С и нормально расходовать пар, то вода будет кипеть до тех пор, пока ее температура не станет ниже 100°С, при этом, чем скорее забирать пар, тем интенсивнее будет кипение и парообразование за счет избытка энергии содержащейся в воде. Этот избыток тепловой энергии (от Рмах до Ратм) полностью расходуется на парообразование. Перегретая вода до 190°С целиком превращается в пар: из 1 м³ воды образуется 1700 м³ пара. Следовательно, опасность таится не в паре, который находится в котле, а в нагретой выше 100°С воде обладающей огромным запасом энергии и готовой испариться в любой момент при резком падении энергии. Поэтому, чем больше воды в котле на единицу поверхности нагрева, тем больше аккумулированной в ней теплоты и тем более взрывоопасен котел. Надежно спроектированный и изготовленный согласно техническим условиям при правильном обслуживании и контроле сосуд под давлением никогда не взорвется. Разрушающая энергия перегретой воды сравнима с порохом – 60кг перегретой воды до 160°С, Р = 0,5Мпа, по энергии взрыва = 1кг пороха.

Причинами взрыва могут быть: превышение расчетного давления из-за неисправных предохранительных клапанов; понижение уровня воды, когда нагреваемые стенки перестают охлаждаться водой; изношенность установки от длительной эксплуатации; нарушение технических требований эксплуатации; недостатки конструкции и несоответствие материала расчетным параметрам.

Паровые котлы с топкой, котлы-утилизаторы, котлы-бойлеры подлежат контролю и регистрации Госнадзора, если рабочее давление в них превышает 0,07 МПа, водонагревательные котлы с топкой также подлежат контролю, если температура в них более 115° С. Установки с давлением менее 0,7 МПа (0,7 кгс/см² ) подведомственны технической администрации строительных управлений и предприятий.

По правилам Госнадзора, каждый паровой котел оборудуется: предохранительными клапанами манометрами (рабочий и контрольный); водоуказательными приборами, термометрами; запорным вентилем и обратным клапаном на нагревательной линии питания котла водой; спускным вентилем с задвижкой (средства защиты).

Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны по следующему расчету: котел паропроизводительностью более 100 кг/ч должен быть снабжен не менее, чем двумя предохранительными клапанами, на котлах производительностью менее 100 кг/ч - устанавливается один предохранительный клапан.

Рис.3.3.1 Контрольно-измерительные и предохранительные устройства

Суммарная пропускная способность предохранительных клапанов, устанавливаемых на котле, должна быть не менее часовой производительности котла. Предохранительные клапаны должны быть размещены в местах, доступных для осмотра. Рабочая среда, выходящая из предохранительного клапана, должна отводиться в безопасное место.

Установка на отводящих и дренажных трубах запорных органов не допускается. Количество пара, которое может пропустить предохранительный клапан при давлении в котлах от 0,07 МПа до 2 МПа, следующее:

для насыщенного пара:

(3.3.4)

для перегретого:

(3.3.5)

Если в котлах давление пара свыше 12 МПа, то количество пара

(3.3.6)

где Dн.п., Dп.п., D — пропускная способность клапана, кг/ч: α — коэффициент расхода пара (жидкости) клапаном, определяется проектной организацией (заводом-изготовителем) экспериментально для каждой конструкции клапана и записывается в паспорт; P₁ — максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном, МПа Vн.п., Vп.п. V - удельный объем пара перед предохранительным клапаном, м³ /кг; F — площадь сечения клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части, мм. Различают пружинные и рычажные предохранительные клапаны (рис. 3.3.1-3.3.2.).

Рис. 3.3.2 Рычажной предохранительный клапан

1 —противовес; 2— рычаг; 3 — корпус клапана

Количество и диаметр прохода предохранительных клапанов, устанавливаемых на водонагревательных котлах, определяются по формуле

(3.3.7)

где n — число предохранительных клапанов;

d — диаметр седла клапана в свету, см.;

h — высота подъема клапана, см;

Q - максимальная теплопроизводительность котла, Дж;

k — эмпирический коэффициент: для низкоподъемных клапанов k = 135(h/d≤1/20), полноподъемных клапанов - k=70(h/d≤1/4);

Р — абсолютно максимально допустимое давление в котле при полном открытии клапана, МПа;

i — энтальпия насыщенного пара при максимально допустимом давлении в котле, Дж; t _В.Х . - температура воды, входящей в котел, °С.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--