Клапаны предохранительные предназначены для обеспечения безопасной эксплуатации установок и предотвращения аварий. Применяются на резервуарах, котлах, емкостях, сосудах или трубопроводах для автоматического выпуска (сброса) жидких, газообразных сред и пара из системы при превышении давления в ней свыше допустимого в атмосферу или в систему пониженного давления.

Предохранительные клапаны подбираются по пропускной способности.

Пропускная способность предохранительных клапанов, устанавливаемых на паропроводах, должна быть больше или равняться пропускной способности паропровода.

Пропускную способность предохранительного клапана определяют по формуле:

G = 10 × B × α × F × (P₁ + 0,1), кг/ч,                    (5.3)

где    F – расчетная площадь сечения клапана, равная наименьшей площади свободного сечения в проточной части, мм²;

α – коэффициент расхода пара, отнесенный к площади сечения клапана и определяемый в размере 90% от значения, полученного заводом-изготовителем при испытании и указываемого в паспорте на клапан;

P₁ – максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном, принимаемое равным 1,1 Р_раб, МПа;

В – коэффициент, тот же, что при расчете регулирующего клапана.

При известных пропускной способности установки, за которой устанавливается клапан и давлении пара в защищаемом трубопроводе, расчет сводится к определению площади сечения проточной части клапана, по которой затем выбирается клапан соответствующего диаметра, имеющий площадь сечения проточной части не менее требуемой.

ПРИМЕР 6 – Подбор предохранительного клапана.

Требуется подобрать предохранительный клапан для установки на трубопроводе насыщенного пара пропускной способностью 400 кг/ч и рабочем давлении Р=0,3 МПа (избыточное)

РЕШЕНИЕ

Определяем требуемую площадь свободного сечения проточной части клапана

                                              (5.4)

Предварительно выбираем клапан предохранительный полноподъемный пружинный фланцевый 17с13нж, Р_у = 1,6 МПа.

Для этого клапана α =1, следовательно, в формулу надо подставлять:

α = 0,9 × 1 = 0,9

Коэффициент В для пара насыщенного давлением Р₁ = 0,3 МПа, равняется 0,5225 (по таблице из раздела «Подбор регулирующих клапанов).

По найденному значению площади свободного сечения проточной части выбираем типоразмер клапана Д_у 50 мм, имеющий сечение проточной части 706мм².

Таблица 13 - Основные габаритные размеры и масса клапана 17с13нж

Условный проход, мм		L, мм	L1, мм	Н, мм	dс, мм	Cечение проточной части F, мм2	Масса, кг
Dу							17с13нж 17нж32ст
50	80	130	155	550	30	706	27
80	100	150	175	635	40	1256	39
100	125	165	205	770	50	1962	55
150	200	205	250	955	72	4069	120
200	250	280	320	1200	142	15828	230

Подбор конденсатных насосов

Конденсатные насосы предназначаются для откачки конденсата из сборных баков по конденсатопроводам. Производительность их выбирается по максимальному часовому расходу конденсата. Напор конденсатных насосов определяется по формуле:

Н = DН ± Z, м,                                                                (5.5)

где DН_к – потеря напора в конденсатопроводе на участке от сборного бака потребителя до сбороного конденсатного бака источника теплоты;

Z – разность геодезических отметок баков источника теплоты и потребителя (при установке бака источника теплоты ниже бака потребителя Z имеет отрицательный знак).

Подбор насосов осуществляется по производительности и напору на основании на основании заводских данных, приведенных в справочной литературе [7,9].

Пример 7 – Подбор конденсатного насоса.

Подобрать конденсатный насос для здания № 4 (исходные данные см. примеры 2, 4). Разность геодезических отметок баков источника теплоты и потребителя Z = 3 м.

РЕШЕНИЕ

Требуемый напор насоса будет равен:

Н = DН₃ + DН₂ + DН₁ + Z = 2,24 + 3,09 + 1,77 + 3 = 10,1 м.

По часовому расходу конденсата G = 7,2 т/ч и напору Н = 10,1 м по [9] подбираем насос К 8/18б с номинальной подачей 9 м³/ч и полным напором 11,4 м.

ПОДБОР КОНДЕНСАТООТВОДЧИКОВ

Конденсатоотводчики применяются для автоматического бесшумного удаления конденсата с одновременным запиранием пара. Значение конденсатоотводчиков очень велико. Потери пара только за счет неудачной конструкции конденсатоотводчиков и неправильно поставленной эксплуатации могут достигать в среднем до 25% количества потребляемого пара.

 Правильная расстановка, выбор типа и производительности конденсатоотводчиков по трассе паропроводов, тщательный монтаж и систематический контроль за их работой обеспечивают надежную и экономичную эксплуатацию паропроводов. Если хотя бы одно из этих условий не выполнено, то возможны гидравлические удары, повышение гидравлического сопротивления из-за водяных мешков по трассе, нарушения соединений, парения и утечки.

Методика расчета и подбора конденсатоотводчиков приведена в работе [5].

Подбор конденсатных баков

Пример 8 – Расчет емкости конденсатных баков.

Для условий рассмотренного примера подобрать конденсатные баки. Расход конденсата G = 10,26 т/ч.

РЕШЕНИЕ

Суммарная емкость баков при 10-минутном запасе составит:

10,26 ×  = 1,71 т (м³)

Принимаем конденсатные баки по ОСТ 34-42-561-82. Номинальный типоразмер бака – 2 м³ (приложение 11 [9]).

Поскольку часовой расход конденсата более 5 т/ч к установке следует принять два бака. Таким образом, суммарная емкость баков составит 4 м³, что соответствует примерно 23-минутному расходу конденсата, что не противоречит требованиям [1].

Литература

1 СНиП 2.04.07-86^* Тепловые сети./Минстрой России. – М.: Минстрой России, 1994.

2 СНиП II-89-80^* Генеральные планы промышленных предприятий. – М.: Минстрой России, 1994.

3 СНиП 2.04.14-88 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. М.: Госстрой России, 1998.

4 А.А.Ионин, Б.М.Хлыбов, В.Н.Братенков и др. Теплоснабжение. – М.: Стройиздат, 1982 .

5 Климов Г.М., Климов М.Г., Цой Е.Н. Трубопроводы котельной установки. Часть 2. – Методические рекомендации по курсовому и дипломному проектированию. – Н. Новгород, 2001.

6 Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоиздат, 1982.

7 Справочник проектировщика Проектирование тепловых сетей/Под ред. А.А.Николаева – М.: Стройиздат, 1965.

8 Розкин М.Я., Козин И.Э. и др. Проектирование систем теплоснабжения промышленных узлов. Киев, «Будивельник», 1978.

9 Фалалеев Ю.П. Проектирование центрального теплоснабжения. Н.Новгород, 1997.