ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ОСНАЩЕНИЕ ПАРОВЫХ
СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ Санкт-Петербург Предисловие Настоящие методические указания (МУ) предусматривают оснащение устройствами для отбора проб пара и воды, предназначенными для эксплуатационного (штатного) контроля за водно-химическим режимом барабанных котлов высокого, среднего и низкого давлений, прямоточных котлов, в том числе сверхкритического давления, высоконадорных котлов, котлов-утилизаторов, водогрейных и энерготехнологических котлов. Устройства для отбора проб воды и пара, а также отдельные элементы оборудования пробоотборных линий могут быть использованы для штатного химического контроля в других точках пароводяного тракта электростанции или котельной, а также для отбора проб пара и воды для экспериментального контроля и на приборы автоматического химического контроля. 1 РАЗРАБОТАН отделением проектирования, наладки и исследования котельных установок (отделение № 5) Рабочая группа: - ведущий научный сотрудник Анисимова О.Л., - ведущий инженер-конструктор Петухова В.Ф.. - ведущий инженер Тамбовцева В.Н. 2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом от 17.09.12 № 330 3 ВЗАМЕН РД 24.031.121-2007 СОДЕРЖАНИЕ
Дата введения - 2012 1 Область примененияМетодические указания (МУ) являются рекомендуемыми к применению на предприятиях отрасли, занимающихся изготовлением энергетического оборудования, а также на ТЭС и в промышленных котельных. 2 Нормативные ссылкиВ настоящих МУ используются ссылки на следующие стандарты и нормативные документы:
3 Обозначения и сокращенияВ настоящих методических указаниях применены следующие обозначения и сокращения: ГОСТ - межгосударственный стандарт; ОСТ - отраслевой стандарт; РТМ - руководящий технический материал; ТУ - технические условия; ПБ - правила безопасности; НД - низкое давление (до 2,4 МПа); СД -среднее давление (3,9 ÷ 7,0 МПа); ВД - высокое давление (9,8 МПа и выше); СКД - сверхкритическое давление; ЦВД - цилиндр высокого давления; ЦСД - цилиндр среднего давления; ВС - встроенный сепаратор; Dн - наружный диаметр; Dвн, dвн - внутренний диаметр; Dy - условный диаметр; Рр - рабочее давление пара в котле; Р - гидравлическое давление в змеевике. 4 Основные нормативные положения4.1 Типы и конструкции устройств для отбора проб пара и воды и указания по их установке4.1.1 Типы устройств для отбора проб штатного контроля и места их установки приведены в таблице 1. Конструкции устройств приведены на рисунках 1 - 5. 4.1.2 Типы устройств для проб экспериментального контроля и рекомендуемые места их установки на трубопроводах указаны в таблице 2. Конструкции устройств для экспериментального химического контроля приведены на рисунках 6 - 7. 4.1.3 Вопрос об установке дополнительных устройств для экспериментального контроля водного режима на пилотных образцах котлов ВД и СКД решают проектная и наладочная организации совместно с заказчиком на стадии проектирования. 4.1.4 Скорость среды для зондов трубчатого и однососкового (рисунки 1, 5) строго не регламентируется, так как эти зонды предназначены для отбора проб из однородной среды. 4.1.5 Скорость среды во входном отверстии зондов устьевого и щелевого (рисунки 2, 3, 7), рекомендуемых для отбора проб насыщенного пара при 100 %-ной нагрузке котла, должна быть равна скорости в штуцере на выходе из барабана и в корпусе выносного циклона или трубопроводе, соответственно. Методики расчета зонда щелевого (рисунок 4) и экспериментального зонда с трубой Вентури (рисунок 6) приведены в Приложениях А и Б. 4.1.6 Зонды всех видов должны быть направлены строго навстречу потоку. Положение зонда в собранном устройстве для отбора проб фиксируется риской на штуцере, там же фиксируется диаметр зонда. Таблица 1
________ * - относится к котлам НД, СД и СКД ** - относится к котлам ВД. *** - при отсутствии вертикальных участков допускается установка на горизонтальных или наклонных участках ________ * - для блоков СКД 1 - труба ∅ 10×2; 2 - втулка 1
- штуцер; 2 - труба ∅
10×2 мм; 3 - втулка; 4 - труба ∅10×2, L = 90 мм;
1 - штуцер; 2 - вставка; 3 - труба ∅ 10×2 мм; 4
- втулка; 5 - труба ∅10×2
мм, L = 90 мм; 1 - втулка; 2 - труба; 3 - наконечник; 4 - пробка
Рисунок 6 - Зонд со смесителем-трубой Вентури 1 - смесительное устройство; 2 - пробоотборное устройство Wmp - скорость пара в трубе; - скорость пара в суженном сечении Рисунок 7 - Зонд щелевой для отбора проб насыщенного пара из выносных циклонов 1
- труба ∅
22×3 мм; 2 - штуцер; 3 - насадка щелевая; 4 - донышко;
4.1.7 Устройства для отбора проб пара и воды изготавливаются из материалов, предусмотренных «Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды» ПБ 10-573-03 и «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» ПБ 10-574-03: -труба ∅ 10×2 мм (рисунки 1 - 6) - из стали марки 12Х18Н12Т по ТУ 14-3Р-55-2001; - втулка (рисунки 1 - 4, 7), заглушка (рисунок 7) - из стали марки 20 по ОСТ 108.030.113-87; - втулка (рисунки 5, 6) - из стали марки 12Х1МФ по ОСТ 108.030.113-87; - наконечник (рисунки 2, 3, 5), пробка (рисунок 5), донышко (рисунок 7), труба ∅ 22×3 мм (рисунок 7) - из стали марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72; - полоса (рисунки 2, 3) - из стали марки 20 по ГОСТ 1050-88 или 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72; - вставка (рисунок 3) - из стали марки 20 по ТУ 14-3Р-55-2001; - насадка щелевая (рисунок 7) - из стали марки 12X18Н9Т по ГОСТ 5632-72. 4.2 Оборудование пробоотборных линий4.2.1 Пробоотборные линии выполняются из труб размером 10×2 мм. Допускается применение труб размером 16×2,5 мм. 4.2.2 На пробоотборной линии после устройства для отбора пробы последовательно располагаются: - два запорных вентиля Dy 6 мм; - холодильник; - дроссельный игольчатый вентиль Dy 6 мм. Допускается применение вентилей Dy 10 мм . 4.2.3 Запорные вентили выбираются по параметрам среды (давлению и температуре), поступающей в линии отбора пробы. Первые (коренные) запорные вентили устанавливаются непосредственно после отбора пробы, вторые вентили группируются в удобном для обслуживания месте, которое выбирается с учетом расположения холодильников и водного щита. Допускается установка этих двух запорных вентилей у пробоотборного устройства в случае удобного к ним подхода. 4.2.4. Холодильники проб пара и воды применяются змеевиковые двухточечные. Конструкция холодильников приведена на рисунке 8. 4.2.5 Холодильники обеспечивают температуру охлажденной пробы перегретого и насыщенного пара, котловой и питательной воды не более 40 °С, охлаждающей воды на сливе не более 60 °С. По производительности холодильники рассчитаны на расход перегретого пара с параметрами р = 25 МПа (255 кгс/см2), t = 540 °С на одну нитку в количестве 25 кг/ч. При необходимости увеличения расхода пробы или более глубокого ее охлаждения (отбор пробы для определения удельной электропроводимости, pH и других показателей) рекомендуется установка последовательно двух холодильников. 4.2.6 Для охлаждения пробы используется охлаждающая вода с расчетной температурой не более +25 °С. Содержание взвешенных веществ в охлаждающей воде не должно превышать 5 мг/кг, карбонатная жесткость - 3,0 мг⋅экв/кг, сухой остаток - 1000 мг/кг. Допускается использование воды при больших концентрациях указанных веществ, однако при этом должна быть предусмотрена возможность проведения периодической реагентной очистки поверхностей холодильников. 4.2.7 Монтаж пробоотборных линий разделяется на следующие этапы: - этап 1 - установка устройства для отбора проб и коренного запорного вентиля: Рисунок 8 - Холодильник двухточечный 1 - патрубок; 2 - змеевик; 3 - труба-ограничитель;
4 - донышко; 5 - труба; 6 - крышка; - этап 2 - присоединение трубопровода к запорным вентилям, холодильникам, водному щиту и регулирующей арматуре. Присоединение (этап 2) производится после промывки котла и продувки устройств для отбора проб до пуска котла, за исключением трубопроводов, используемых для контроля химической очистки котла. 4.2.8 При монтаже пробоотборных линий следует выдерживать уклон трубопроводов в сторону движения пробы. Необходимо добиваться, чтобы горизонтальные участки в пробоотборной линии на всем ее протяжении отсутствовали. При монтаже пробоотборных линий необходимо выполнить участки компенсации их тепловых удлинений. Трубопроводы не должны изолироваться независимо от их длины и для обеспечения безопасности должны быть ограждены. 4.2.9 Холодильники монтируются вертикально. Каждая группа холодильников имеет самостоятельную линию охлаждающей воды с разводкой по отдельным холодильникам. Линия охлаждающей воды для холодильников не должна быть связана с другими объектами установки (дымососами, вентиляторами и др.). сливная труба охлаждающей воды от группы холодильников выходит либо в общую дренажную канаву, либо в общий дренажный трубопровод без давления. После сборки и сварки необходимо проверить плотность нижней части корпуса холодильника путем заполнения его водой до выходного патрубка. Гидравлическое испытание змеевиков следует производить после приварки их к донышку при давлении согласно таблице 3.
4.2.10 Пробоотборные линии выводятся на водный щит. Конструкция водного щита приведена на рисунке 9. 4.2.11 Водный щит для котлов с давлением не более 9,8 МПа (100 кгс/см2) устанавливается вблизи фронта котла в удобном месте для эксплуатации и поддержания щита в чистоте. Для обеспечения представительности отбираемых проб вывод в щит пробоотборных линий котловой воды, а также питательной воды на среднем и низком давлении желательно отделять перегородкой от вывода проб насыщенного и перегретого пара. Щит также может быть приспособлен к раздельному сбросу воды, которая может использоваться в схеме станции или котельной (конденсат, питательная вода) и загрязненной воды. Для котлов с давлением 13,8 МПа (140 кгс/см2) и прямоточных котлов СКД водные щиты размещаются в специальных изолированных помещениях-боксах. При установке щит крепится к стене или металлоконструкциям котлов. 4.2.12 Трубопроводы и змеевики холодильников всех отборов проб пара и воды для котлов выполняются из стали марки 08Х18Н10Т по ТУ 14-3Р-197-2001 и 12Х18Н12Т по ТУ 14-3Р-55-2001 . Допускается применение труб из стали 12Х18Н12Т и 12Х18Н10Т по ГОСТ 9941-81, ГОСТ 14162-79. Трубопроводы и змеевики холодильников проб котловой воды с давлением до 2,4 МПа (24 кгс/см2) включительно для штатного химического контроля допускается выполнять из стали марки 20 по ТУ 14-3Р-55-2001. 4.2.13 Вентили запорные к регулирующие для всех отборов проб применяются из стали марки 12Х18Н12Т по ГОСТ 5632-72. Вентили регулирующие и запорные могут применяться из стали марки 20 в случаях, если трубопроводы и змеевики холодильников выполнены из стали 20 по ТУ 14-3Р-55-2001. 1
- отборник; 2 - труба ∅
10×2×120 мм; 3 - корыто; 4 - муфта; 5 - козырек;
6 - ручка; 7 - завертка; 8 - лист; Примечание: До начала серийного выпуска вентилей Dy6 временно допустимо применение вентилей Dy10 из стали марки 12Х1МФ по ГОСТ 20072-74 и стали марки 20 по ГОСТ 1050-88. При этом в местах присоединения их к пробоотборной трубе устанавливаются переходники. 4.3 Схемы отбора проб пара и воды4.3.1 Схемы отбора проб пара и воды предназначены для химического контроля водного режима при эксплуатации котлов и представлены на рисунках 10 - 20. Обозначение точек отбора приведено в таблице 4. 4.3.2 Схемы отбора проб пара и воды для химического контроля водного режима при эксплуатации барабанных котлов с давление 9,8 МПа (100 кгс/см2) и 13,8 МПа (140 кгс/см2) представлены на рисунках 10 - 13 в соответствии с РТМ 108.030.08-81. 4.3.3 Расположение точек отбора проб пара и воды для химического контроля водного режима прямоточного котла в пределах котла представлено на рисунке 14 в соответствии с РТМ 108.030.137-84. 4.3.4 Схемы отбора проб пара и воды для химического контроля водного режима при эксплуатации котлов среднего и низкого давления, а также котлов-утилизаторов и энерготехнологических котлов с давлением в барабане не более 4,9 МПа (50 кгс/см2) представлены на рисунках 15 - 20 в соответствии с РД 24.032.01-91.
4.3.5 Для проведения теплохимических испытаний на пилотных образцах котлов ВД и СКД схемы химического контроля разрабатываются проектной и наладочной организациями и согласовываются с заказчиком и предприятием-изготовителем. Рисунок 10 - Схема отборов проб пара и воды барабанных
котлов с давлением 10 МПа Рисунок 11 - Схема отборов проб пара и воды барабанных
котлов с давлением 10 МПа Рисунок 12 - Схема отборов проб пара и воды барабанных
котлов с давлением 10 МПа Рисунок 13 - Схема отборов проб пара и воды барабанных
котлов с давлением 10 МПа Рисунок 14 - Схема отборов проб пара и воды прямоточного котла Рисунок 15 - Схема отборов проб пара и воды барабанных
котлов низкого давления Рисунок
16 - Схема отборов проб пара и воды барабанных котлов низкого и
среднего Рисунок 17 - Схема отборов проб пара и воды барабанных
котлов низкого и среднего давления с Рисунок 19 - Схема отборов проб пара и воды барабанных
котлов низкого и среднего давления с Рисунок 20 - Схема отборов проб пара и воды барабанных
котлов Приложение А
|
Наименование параметра |
Расчетная формула или обоснование |
Номинальная производительность котла, Dк ном, т/ч |
паспорт котла |
Расчетная производительность котла. Dp, т/ч |
принимается 0,8⋅Dк ном |
Количество труб, отводящих пар из барабана, n, шт |
чертеж барабана |
Внутренний диаметр трубы отвода пара, dmp |
чертеж барабана |
Площадь одной трубы, fтр, м2 |
0,785⋅ |
Суммарное сечение труб отвода пара из барабана, Σfтp, м2 |
fтp⋅n |
Удельный вес пара на линии насыщения, γ², кг/м3 |
таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара |
Скорость пара в трубах, , м/с |
|
Критическая скорость срыва пленки влаги, , м/с |
по графику (рисунок А.1) |
Скорость потока в суженном сечении корпуса, , м/с |
принимается ≥ |
Диаметр суженной части трубы Вентури, d, м |
|
Скорость пара в отверстии пробоотборного устройства, , м/с |
принимается равной |
Расход пробы насыщенного пара, Dпp, кг/ч |
25,0 по п. 4.2.5 |
Площадь отверстия в пробоотборном устройстве, F, м2 |
|
Расчетный диаметр отверстия пробоотборного устройства, dвх, мм |
|
Принимаемый диаметр отверстия, dпp., мм |
dвх, но не менее 2,5 мм |
Рисунок А.1 - График зависимости критической скорости срыва пленки влаги от давления
Методика расчета зонда щелевого со смесителем
Расчет приведен в таблице Б.1
Наименование параметра |
Расчетная формула или обоснование |
Производительность котла, Dк, т/ч |
паспорт котла |
Количество пароотводящих труб, nпо, шт |
чертеж барабана |
Диаметр пароотводящей трубы, dпо, м |
чертеж барабана |
Удельный вес пара на линии насыщения, γ², кг/м3 |
таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара |
Скорость потока в суженном сечении смесителя, , м/с |
принимается ≥ |
Критическая скорость срыва пленки влаги, , м/с |
|
Минимальная площадь сечения смесителя, f, м2 |
|
Минимальный диаметр смесителя, d, м |
|
Диаметр отверстий в пробоотборной трубке, d2,*мм |
принимается 2 - 5 |
Площадь одного отверстия, fотв, м2 |
|
Скорость пара в отверстии, , м/с |
принимается равной |
Расход пробы, Dпp, кг/ч |
25,0 по п. 4.2.5. |
Суммарная площадь отверстий в пробоотборной трубке, F м2 |
|
Количество отверстий в пробоотборной трубке, n, шт |
|
Скорость пара в трубке щелевого зонда, *, м/с |
принимается ≤ 0,5⋅ |
Площадь минимального сечения трубки-зонда, fтр, м2 |
|
Внутренний диаметр трубки-зонда, d3** м |
|
___________ * - отверстия по длине зонда должны располагаться равномерно. ** - см. рисунок 4. |
Ключевые слова: устройства, отбор, проба, пар, вода, контроль, котел, тип, конструкция, зонд, схема, пробоотборные линии, ступенчатое испарение, методика расчетов. |
Изм. |
Номер листов (страниц) |
Номер документа |
Срок введения Изменений |
Подпись |
Дата |
|||
Измененных |
Замененных |
Новых |
Аннулированных |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|