1. Общее описание предприятия, основного и вспомогательного оборудования КВД-1

трубопровод котел пароперегреватель

Производственное объединение "Северное машиностроительное предприятие" - российское машиностроительное предприятие оборонного комплекса, расположенное в городе Северодвинске Архангельской области. Предприятие вело и ведёт успешное строительство российских военных кораблей и атомных подводных лодок, осуществляет ремонт крупных надводных кораблей для РФ и других стран (Индия, Китай, Вьетнам), активно участвует в проектах по созданию российской морской техники, российской нефтегазовой индустрии.

.1 Котельная высокого давления

Котельная высокого давления (КВД) включает в себя котлоагрегаты и все устройства необходимые для обеспечения нормальной работы котлов.

Для производства перегретого пара в котельной высокого давления установлены 3 водотрубных котла с естественной циркуляцией типа КВ-76. Перегретый пар транспортируется по паропроводам на набережную №1 "ПО "Севмаш".

1.2 Топливное хозяйство

Топливное хозяйство - это комплекс технологически связанных устройств, механизмов и сооружений, служащих для подготовки и подачи топлива в котельную. Комплекс выполняется в виде непрерывной технологической линии, началом которой является приемо-разгрузочное устройство, а концом - главное здание, куда подается подготовленное топливо. Подача топлива совмещается с различными этапами его подготовки, а также операциями складирования, взвешивания, отбора проб. Совокупность всех операций именуется переработкой топлива.

Для подачи и подготовки топлива к сжиганию предназначена топливная система парового котла с топочными устройствами и воздухоподводящей системой. Топливная и воздухоподводящая система парового котла показана на рисунке 1.

Рисунок 1 - Топливная и воздухоподводящая система парового котла

Топливная система включает в себя расходную цистерну 1, фильтры 2, 5 холодной и горячей очистки топлива, подогреватели топлива 4, 6, шестеренчатый насос 3, забирающий топливо из расходной цистерны и подающий его через фильтры, подогреватели к топочным устройствам (форсункам) 8. Необходимый для сгорания топлива воздух подается в топку котла котельным вентилятором 7. Образующиеся при сгорании топлива дымовые газы, отдав теплоту в поверхностях нагрева котла 9, удаляются через газоход 10 в дымовую трубу.

1.3 Котел типа КВ-76

Котел вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией воды, вертикальным двухколлекторным пароперегревателем, с дутьём непосредственно в топку, с водяным плавниковым экономайзером.

-Рабочее давление - 6,4 МПа

-Максимальная температура пара на выходе - 450 оС

-Производительность котла - 80 т/ч

Отопление котла двухстороннее, с форсунками механического распыливания. Котельный агрегат состоит из испарительной части (котла) и пароперегревателя, соединенных между собой пароперепускной трубой и с компонованных совместно с топочной камерой в общем обшивочном кожухе.

1.4 Устройство котла КВ-76

Водотрубный котел с естественной циркуляцией показан на рисунке 2

Рисунок 2 - Водотрубный котел с естественной циркуляцией

Пароводяной коллектор; 2 - опускные необогреваемые трубы; 3,7 - парообразующие трубы; 4 - топка котла; 5 - топочное устройство; 6 - водяной коллектор; 8 - трубопровод к потребителю; 9 - пучок труб пароперегревателя; 10 - направление движения газов в газоходе; 11 - трубопровод питательной воды; 12 - трубопровод экономайзера; 13 - трубки воздухоподогревателя; 14 - подвод воздуха к воздухоподогревателю; 15 - дымовая труба; 16 - подвод воздуха к топочному устройству; 17 - пароперепускная труба.

1.5 Принцип действия котла

При факельном сжигании топлива образуются продукты сгорания (дымовые газы), имеющие высокую температуру. В топке передача теплоты парообразующим трубам осуществляется в основном тепловым излучением от высокотемпературного факела, а в газоходе котла - тепловой конвекцией от движущихся через основную и дополнительную поверхности нагрева дымовых газов. Охлажденные дымовые газы поступают в дымовую трубу.

Питательная вода нагнетается питательным насосом по трубопроводу 11 в экономайзер, где подогревается по температуры на 20-30 оС ниже температуры кипения. Оттуда она направляется в водную часть коллектора 1, смешивается с котловой водой и по опускным трубам 2 движется к водяному коллектору 6, из которого поступает в парообразующие трубы 3, 7. Ряд труб 3, защищающих от облучения факелом опускные трубы 2, называется экраном. Первые ряды пучка 7 и экрана воспринимают теплоту излучения газов в топке, а поверхности труб 7, 9, 12, 13 - теплоту, передаваемую конвекцией от движущихся газов. Внутри труб 3 и 7 происходит процесс парообразования, появившаяся при этом пароводяная смесь поступает в коллектор 1. Образовавшийся в циркуляционном контуре пар, пройдя водяную часть коллектора 1, скапливается в его паровой зоне, откуда по перепускной трубе 17 направляется в верхний коллектор пароперегревателя 9, а вода, смешиваясь с питательной водой, вновь поступает по опускным трубам 2 к коллектору 6.

Вода и пароводяная смесь движутся по замкнутому контуру: пароводяной коллектор - опускные трубы - водяной коллектор - парообразующие трубы - пароводяной коллектор. Это движение происходит за счет разности веса воды и пароводяной смеси в трубах и называется естественной циркуляцией. Совокупность элементов котла, в которых осуществляется замкнутое движение воды и пароводяной смеси, называют контуром циркуляции. У котла, показанного на рисунке 2, только один контур циркуляции. Однако котлы могут иметь несколько таких контуров.

В пароводяном коллекторе 1 циркуляционного контура котла размещаются сепарирующие устройства, поэтому пар, направляемый в пароперегреватель, имеет степень сухости близкую к единице. В пароперегревателе 9 пар подсушивается и перегревается. Перегретый пар через главный стопорный клапан направляется к потребителю по трубопроводу 8.

1.6 Аварийная остановка котла

Котел должен быть немедленно остановлен и отключен действием защит или персоналом в случаях, предусмотренных инструкцией, и в частности в случаях:

-обнаружения неисправности предохранительного клапана

-если давление в барабане котла поднялось выше разрешенного на 10%

-снижения уровня воды ниже низшего допустимого уровня

-повышения уровня воды выше допустимого уровня

-прекращения действия всех питательных насосов

-прекращения действия всех указателей уровня воды прямого действия

-если в основных элементах котла (барабане, коллекторе, пароперепускных и водоопускных трубах, паровых и питательных трубопроводах, трубной решетке, кожухе топки и т.д.) будут обнаружены трещины, выпучины, пропуски в их сварных швах

-погасания факелов в топке при камерном сжигании топлива

-повышения температуры воды на выходе из водогрейного котла

-неисправности автоматики безопасности

-возникновения в котельной пожара, угрожающего обслуживающему персоналу

1.7 Пароперегреватели

Пароперегреватели служат для перегрева пара, т. е. для получения пара, температура которого превышает температуру насыщения при давлении в котле. Использование в энергетической установке перегретого пара вместо насыщенного увеличивает КПД на 10-15%, а с повышением температуры перегрева пара на 20-25 оС КПД установки возрастает на 1-1,5%. Поэтому пароперегреватели являются обязательной составной частью не только главных, но и вспомогательных котлов.

В пароперегревателе из пароводяного коллектора поступает влажный насыщенный пар, который, проходя внутри труб, омываемых дымовыми газами, сначала подсушивается, а затем перегревается. Для большего перегрева пара пароперегреватели размещают в высокотемпературной зоне газохода котла.

1.8 Водяные экономайзеры

Водяные экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды, поступающей в котел, теплотой дымовых газов. Их устанавливают в низкотемпературной зоне котла. Подогрев воды в водяном экономайзере на один градус вызывает охлаждение газов на 2,5 - 3 оС, что способствует росту КПД котла. Кроме того, наличие водяного экономайзера способствует снижению размеров парообразующей поверхности нагрева котла, его массы и габаритов.

1.9 Воздухоподогреватели

Воздухоподогреватели применяют для подогрева, поступающего от котельного вентилятора. В качестве горячего теплоносителя используют дымовые газы, отработавший пар или воду. Подача в топку горячего воздуха улучшает топочный процесс, способствует повышению температуры газа в топке и газоходе котла. Использование воздухоподогревателей модет увеличить КПД котла на 3-5%. Схема газового трубчатого воздухоподогревателя изображена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Конструктивная схема газового трубчатого воздухоподогревателя

Дымовые газы 1 омывают трубы 5 изнутри, а воздух (стрелка 4) движется в межтрубном пространстве и омывает трубы воздухоподогревателя снаружи. Трубы крепят к трубным решеткам 3 с помощью сварки. Для обеспечения перемещения труб при тепловом расширении предусмотрена установка компенсатора 2. При эксплуатации сажистые и золовые отложения в таких воздухоподогревателях появляются на внутренней поверхности труб, которую периодически очищают сажеобдувочными устройствами.

1.10 Опоры

Для установки и надежного закрепления котла служат фундаменты. На фундаменты котел устанавливают на опорах. Количество опор зависит от габаритов и массы котла. Одна опора делается неподвижной, остальные - подвижными. Они обеспечивают свободу температурных расширений котла.

2. Паропроводы

Водяной пар на судне предназначен для различных целей. Например, в главных паросиловых установках он необходим для работы главных тепловых двигателей - паровых турбин, а также для нагревания воды, топлива и других сред в различных теплообменных аппаратах. На судах с дизельными и газотурбинными установками пар нужен турбогенераторам, вырабатывающим электроэнергию. Водяной пар в паровом котле образуется в результате подвода теплоты к воде. Источником теплоты служат продукты сгорания органического топлива. Паропроводы обеспечивают подачу пара высокого давления для заказов на набережной № 1.

Технические данные паропроводов:

рабочее давление - 5,8 МПа

температура перегретого пара - до 440 оС

диаметр трубопроводов: Ду - 150, Ду - 250

2.1 Подготовка к пуску паропровода

Подготовка к пуску паропровода осуществляется после получения сообщения и подтверждения от сдаточного о готовности заказа к принятию пара.

До начала прогрева паропровода персонал обязан:

-проверить состояние и обеспечить полное открытие всей спускной арматуры (дренажи № 11 - 11г)

-проверить положение всех запорных органов (задвижек и вентилей) на подлежащих прогреву участках паропровода и привести их в состояние открытия или закрытия в соответствии с программой пуска паропровода

-задвижки № 1, 1А, 2, 2А, 3, 5, 6, 7, 8, 8А, 9, 9А, 10, 13, а также воздушники № 12А-12Е должны быть закрыты. Задвижка №4 должна быть открыта

-проверить наличие и исправность контрольно измерительных приборов: манометров и термометров.

2.2 Прогрев и пуск паропровода от КВД-1 до секции №17

Прогрев и пуск паропровода на всех этапах относится к опасным работам и должен производиться по наряду -допуску, выдаваемому мастером и в соответствии с данной инструкцией бригадой не менее 3-х человек, один из которых назначается исполнителем работ.

Паропровод прогревается в 3 этапа:

этап - участок паропровода внутри КВД-1 от котла КВ-76 (№1 или №3) до задвижки 5, расположенной перед выходом паропровода из котельной

этап - от задвижки 5 до задвижек 6, 7 узла УТ-2

этап - от задвижки 7 до задвижек 8, 10 подключательного пункта секции 17

После окончания прогрева всего паропровода сообщить мастеру о готовности паропровода к пуску в работу. Для поддержания заданной температуры пара на коллекторе подключательного пункта секции №9 включить в работу охладительную установку, открыв клапан 13 на КВД-1. После получения сообщения от сдаточного механика о готовности принять пар с берега на заказ, по команде мастера открыть полностью главную задвижку (10, 10-А) на секции №9 и пустить паропровод в работу.

.3 Отключение паропровода

Вывод паропровода из действия в плановом режиме производится по распоряжению мастера

Парапровод отключать в следующем порядке:

-закрыть главную паровую задвижку (1, 1-А) на КВД-1

-после естественного снижения в паропроводе давления до 0,1 МПа открыть все дренажные и байпасные вентили (16) конденсационных горшков

-все дренажные вентили (11 - 11Г) должны оставаться открытыми до следующего прогрева и пуска паропровода

-закрыть задвижку 10 или 10-А

Паропровод должен быть немедленно остановлен при обнаружении следующих неисправностей:

Гидроудары

-если давление в паропроводе поднялось выше допустимого и не снижается, несмотря на все принимаемые меры

-если возник дефект, угрожающий безопасности эксплуатации паропровода (разрывы, трещины, свищи, сход опор или защемление трубопровода в опорах)

-выход из строя арматуры

-неисправность манометров и невозможность определить давление по другим приборам

Категория трубопроводовГруппаРабочие параметры средыТемпература, оСДавление, МПа I1 2 3 4Более 560 520 - 560 450 - 520 Менее 450Не ограничено Не ограничено Не ограничено Более 8,0II1 2350 - 450 Менее 350До 8,0 4,0 - 8,0III1 2250 - 350 Менее 250До 4,0 1,6 - 4,0IV115 - 2500,07 - 1,6

Заключение

За время прохождения производственной практики мною были рассмотрены следующие вопросы:

-приготовление воды высокой чистоты

-приготовление сорбентов

-техническое обслуживание котла КВ-76

-подача пара на заказ

Также я освоил и изучил назначение, технические данные, принцип действия топливного хозяйства, цеха химводоочистки, котла КВ-76, вспомогательного оборудования котла, испарителя ИСМ - 120. Изучил правила безопасной эксплуатации паропроводов. Ознакомился с правилами техники безопасности при работе на КВД-1 и на набережной предприятия.

Список использованных источников

1 Волков Д. И., Сударев Б. В. Судовые паровые котлы: Учебник. - Л.: Судостроение, 1988, 136 с.

Госгортехнадзор России, Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, ПБ 10-573-03, 2003.

Теплотехнический справочник. Под общ. ред. Т 34 В. Н. Юренева и П.Д. Лебедева. В 2-х т. Т. 2. "Энергия" 1976.

Заказ работы

Наши специалисты помогут написать работу с обязательной проверкой на уникальность в системе «Антиплагиат»
Отправь заявку с требованиями прямо сейчас, чтобы узнать стоимость и возможность написания.

Если нагревать воду в открытом сосуде при атмосферном давлении, то ее температура будет непрерывно повышаться до тех пор, пока вся масса воды не прогреется и не закипит. В процессе нагревания испарение воды происходит с ее открытой поверхности, при кипении пар из воды образуется на нагреваемой поверхности и частично во всем объеме жидкости. Температура воды остается при этом постоянной (равной в рассматриваемом случае около 100 °С), несмотря на продолжающийся извне подвод теплоты к сосуду. Это явление объясняется тем, что при кипении подводимая теплота расходуется на работу по расщеплению частичек воды и образование из них пара.

При нагревании воды в закрытом сосуде ее температура повышается также лишь до тех пор, пока вода не закипит. Выделяющийся из воды пар скапливается в верхней части сосуда над поверхностью уровня воды; его температура равна температуре кипящей воды. Такой пар называют насыщенным.

Если пар из сосуда не отводится, а подвод теплоты к нему (извне) продолжается, то давление во всем объеме сосуда будет увеличиваться. Вместе с увеличением давления станет увеличиваться и температура кипящей воды и образующегося из нее пара. Опытным путем установлено, что каждому давлению соответствуют своя температура насыщенного пара и равная ей температура кипения воды, а также свой удельный объем пара.

Так, при атмосферном давлении (0,1 МПа) вода начинает кипеть и превращается в пар при температуре около 100 °С (точнее при 99,1 °С); при давлении 0,2 МПа - при 120 °С; при давлении 0,5 МПа - при 151,1 °С; при давлении 10 МПа - при 310 °С. Из приведенных примеров видно, что с ростом давления температура кипения воды и равная ей температура насыщенного пара увеличиваются. Удельный объем пара с ростом давления, наоборот, уменьшается.

При давлении 22,5 МПа нагреваемая вода переходит в насыщенный пар мгновенно, поэтому скрытая теплота парообразования при этом давлении равна нулю. Давление пара 22,5 МПа называют критическим.

Если насыщенный пар охлаждать, то он станет конденсироваться, т.е. превратится в воду; при этом он будет отдавать свою теплоту парообразования охлаждающему телу. Указанное явление имеет место в системах парового отопления, в которые насыщенный пар поступает из котельной или паровой магистрали. Здесь он охлаждается воздухом помещения, отдает воздуху свою теплоту, за счет чего последний нагревается, а пар конденсируется.

Состояние насыщенного пара является весьма неустойчивым: даже небольшие изменения давления и температуры приводят к конденсации части пара или же, наоборот, к испарению капелек воды, имеющихся в насыщенном паре. Насыщенный пар, совершенно не содержащий капелек воды, называют сухим насыщенным; насыщенный пар с капельками воды называют влажным.

В качестве теплоносителя в системах парового отопления применяют насыщенный пар, температура которого соответствует определенному давлению.

Системы парового отопления классифицируют по следующим признакам:

По начальному давлению пара - системы низкого давления (р изб

Способу возврата конденсата - системы с самотечным возвратом (замкнутые) и с возвратом конденсата с помощью питательного насоса (разомкнутые);

Конструктивной схеме прокладки трубопроводов - системы с верхней, нижней и промежуточной прокладкой распределительного паропровода, а также с прокладкой сухого и мокрого конденсатопровода.

Схема системы парового отопления низкого давления с верхней прокладкой паропровода показана на рис. 1, а. Насыщенный пар, образующийся в котле 1, пройдя сухопарник (сепаратор) 12, попадает в паропровод 5 и далее поступает в отопительные приборы 7. Здесь пар отдает свою теплоту через стенки приборов воздуху отапливаемого помещения и превращается в конденсат. Последний стекает по возвратному конденсатопроводу 10 в котел 1, преодолевая при этом давление пара в котле за счет давления столба конденсата, который поддерживается высотой 200 мм по отношению к уровню воды в сухопарнике 12.

Рисунок 1. Система парового отопления низкого давления: а - схема системы с верхней прокладкой паропровода; б - стояк с нижней разводкой пара; 1 - котел; 2 - гидравлический затвор; 3 - водомерное стекло; 4 - воздушная трубка; 5 - подающий паропровод; 6 - паровой вентиль; 7 - отопительный прибор; 8 - тройник с пробкой; 9 - конденсатопровод сухой; 10 - конденсатопровод мокрый; 11 - трубопровод подпитки; 12 - сухопарник; 13 - перепускная петля

В верхнюю часть возвратного конденсатопровода 10 вмонтирована трубка 4, соединяющая его с атмосферой для продувки в момент ввода и вывода системы из эксплуатации.

Уровень воды в сухопарнике контролируют с помощью водомерного стекла 3. Для предупреждения повышения давления пара в системе выше заданного уровня устанавливают гидравлический затвор 2 с рабочей высотой жидкости, равной h.

Регулировку системы парового отопления производят паровыми вентилями 6 и контрольными тройниками 8 с пробками, добиваясь, чтобы при работе парового котла в расчетном режиме в каждый отопительный прибор поступало такое количество пара, которое успевало бы полностью в нем сконденсироваться. В этом случае из предварительно открытого контрольного тройника выделение пара практически не наблюдается и вероятность «проскока» конденсата в воздушную трубку 4 ничтожна мала. Потери конденсата в системе парового отопления компенсируют подпиткой барабана котла специально обработанной водой (освобожденной от солей жесткости), подаваемой по трубопроводу 11.

Системы парового отопления, как уже отмечалось, бывают с верхней и нижней разводками паропровода. Недостатком нижней разводки пара (рис. 1, б) является то, что образующийся конденсат в подъемных и вертикальных стояках стекает навстречу пару и иногда перекрывает паропровод, вызывая гидравлические удары. Более спокойный слив конденсата происходит, если паропровод 5 проложен с уклоном в сторону движения пара, а конденсатопровод 9 - в сторону котла. Для слива попутного конденсата из паропровода в конденсатопровод систему снабжают специальными перепускными петлями 13.

Если сеть парового отопления имеет большое разветвление, то самотечный слив конденсата производят в специальный сборный бак 3 (рис. 2), откуда его перекачивают насосом 8 в котел 1. Насос работает периодически, в зависимости от изменения уровня воды в сухопарнике 2. Такую схему отопления называют разомкнутой; в ней для отделения конденсата от пара, как правило, используют конденсатоотводчики (конденсатные горшки) 7. Последние чаще всего имеют поплавковую или сильфонную конструкцию (рис. 3).

Рисунок 2. Схема принудительного возврата конденсата: 1 - котел; 2 - сухопарник; 3 - конденсатосборный бак; 4 - воздушная трубка; 5 - обводная линия; 6 - паровые вентили; 7 - конденсатоотводчик; 8 - подпиточный насос; 9 - обратный клапан

Поплавковый конденсатоотводчик (см. рис. 3, б) работает так. Пар и конденсат через входное отверстие поступают под поплавок 3, который соединен рычагом с шаровым клапаном 4. Поплавок 3 имеет форму колпака. Под давлением пара он всплывает, закрывая шаровой клапан 4. Конденсат заполняет всю камеру конденсатоотводчика; при этом пар под клапаном конденсируется и поплавок тонет, открывая шаровой клапан. Конденсат отводится в направлении, указанном стрелкой, до тех пор, пока новые порции пара, скопившиеся под колпаком, не заставят колпак всплыть. Затем цикл работы конденсатоотводчика повторяется.

Рисунок 3. Конденсатоотводчики: а – сильфонный; б – поплавковый; 1 – сильфон; 2 – легкокипящая жидкость; 3 – поплавок (опрокинутый колпак); 4 – шаровый клапан

На промышленных предприятиях, имеющих производственные потребители пара повышенного давления, системы парового отопления подключают к теплофикационным магистралям по схемам высокого давления (рис. 4). Пар от собственной или районной котельной поступает в распределительную гребенку 1, где давление его контролируют манометром 3. Затем по отходящим от гребенки 1 паропроводам 2 пар направляют к производственным потребителям, а по паропроводам Т1 - к потребителям системы парового отопления. Паропроводы Т1 подсоединены к гребенке 6 парового отопления, а гребенка 6 - к гребенке 1 через редукционный клапан 4. Редукционный клапан дросселирует пар до давления не более 0,3 МПа. Разводку паропроводов высокого давления систем парового отопления выполняют, как правило, поверху. Диаметры паропроводов и поверхности нагрева отопительных приборов этих систем несколько меньше, чем у систем парового отопления низкого давления.

Рисунок 4. Схема парового отопления высокого давления: 1 - распределительная гребенка; 2 - паропровод; 3 - манометр; 4 - редукционный клапан; 5 - байпас (обводная линия); 6 - гребенка системы отопления; 7 - грузовой предохранительный клапан; 8 - неподвижная опора; 9 - компенсаторы; 10 - паровые вентили; 11 - конденсатопровод; 12 - конденсатоотводчики

Недостатком систем парового отопления является трудность регулирования теплопроизводительности отопительных приборов, что, в конечном счете, приводит к перерасходу топлива в течение отопительного сезона.

Диаметры трубопроводов паровых систем отопления рассчитывают отдельно для паропроводов и конденсатопроводов. Диаметры паропроводов низкого давления определяют так же, как в системах водяного отопления. Потери давления в главном циркуляционном кольце системы?р рк, Па, представляют собой сумму сопротивлений (потерь давления) всех участков, входящих в это кольцо:

где n - доля потери давления на трение от общих потерь в кольце; ?I - суммарная длина участков главного циркуляционного кольца, м.

Затем определяют требуемое давление пара в котле р к, которое должно обеспечивать преодоление потерь давления в главном циркуляционном кольце. В системах парового отопления низкого давления разность давлений пара в котле и перед нагревательными приборами расходуется только на преодоление сопротивлений паровой магистрали, а конденсат возвращается самотеком. Для преодоления сопротивления отопительных приборов предусматривают запас давления р пр = 2000 Па. Удельную потерю давления пара можно определить по формуле

где 0,9 - значение коэффициента, учитывающего запас давления на преодоление неучтенных сопротивлений.

Для систем парового отопления низкого давления долю потерь на трение n принимают 0,65, а для систем высокого давления - 0,8. Вычисленное по формуле (3) значение удельной потери давления должно равняться или быть несколько больше значения, определенного по формуле (2).

Диаметры паропроводов определяют с учетом вычисленных удельных потерь давления и тепловой нагрузки каждого расчетного участка.

Диаметры паропроводов можно также определять, используя специальные таблицы в справочниках или номограмму (рис. 5), составленную для средних значений плотности пара низкого давления. При конструировании систем парового отопления скорость пара в паропроводах следует принимать с учетом рекомендаций, приведенных в табл. 1.

Таблица 1. Скорости пара в паропроводах

В остальном методика гидравлического расчета паропроводов низкого давления и сопротивлений циркуляционных колец полностью аналогична расчету трубопроводов водяных систем отопления.

Конденсатопроводы паровых систем отопления низкого давления удобно рассчитывать, используя верхнюю часть приведенной на рис. 5 номограммы.

Рисунок 5. Номограмма для расчета диаметров паропроводов и самотечных конденсатопроводов

При расчете паропроводов систем отопления высокого давления необходимо учитывать изменения объема пара от давления и уменьшение его объема при транспортировании вследствие попутной конденсации.

Расчет диаметров производят при следующих значениях параметров пара: плотность 1 кг/м 3 ; давление 0,08 МПа; температура 116,3 °С; кинематическая вязкость 21 10 6 м 2 /с. Для указанных параметров пара составлены специальные таблицы и построены номограммы, позволяющие подобрать диаметры паропроводов. После выбора диаметров производят пересчет удельной потери давления на трение с учетом действительных параметров проектируемой системы по формуле

где v - скорость пара, найденная по расчетным таблицам или номограмме.

При определении диаметров коротких паропроводов часто пользуются упрощенным методом, производя расчет по предельно допустимым скоростям движения пара.

К эксплуатационным преимуществам систем парового отопления относятся: простота пуска системы в работу; отсутствие циркуляционных насосов; низкая металлоемкость; возможность использования в ряде случаев отработавшего пара.

Недостатками систем парового отопления являются: низкая долговечность трубопроводов из-за повышенной коррозии внутренних поверхностей, вызываемой влажным воздухом в периоды прекращения подачи пара; шум, обусловленный большой скоростью движения пара по трубам; частые гидравлические удары от встречного движения попутного конденсата в подъемных паропроводах; низкие санитарно-гигиенические качества из-за высокой температуры (более 100 °С) поверхности отопительных приборов и труб, пригорания пыли и возможности ожогов людей.

В производственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха, а также в жилых, общественных, административных и административно-бытовых зданиях применять паровое отопление нельзя. Системы парового отопления допускается использовать только в непожаро- и невзрывоопасных производственных помещениях с кратковременным пребыванием людей.

Паропровод - трубопровод для транспортировки пара.

Паропроводы монтируется на объектах:
1. предприятиях, использующих пар для технологического пароснабжения (паро-конденсатные системы на заводах железобетонных изделий, паро-конденсатные системы на рыбо-перерабатывающих предприятиях, паро-конденсатные системы на молочных заводах, паро-конденсатные системы на мясоперерабатывающих заводах, паро-конденсатные системы на заводах фармацевтической промышленности, паро-конденсатные системы на заводах по производству косметики, паро-конденсатные системы на фабриках прачечных)
2. в системах парового отопления заводов и промышленных предприятий. Применялось в прошлом но сих пор на многих предприятиях используется. Как правило заводские котельные строились по типовым чертежам с применением котлов ДКВР для технологического пароснабжения и отопления. В настоящее время даже на тех предприятиях и заводах где потребность в технологическом паре стала отсутствовать, отопление так и осуществляется паром. В ряде случаев неэффективно без возврата конденста.
3. на тепловых электростанциях для подачи пара на турбины пара для выработки электроэнергии.

Паропроводы служат для передачи пара от котельной (паровых котлов и парогенераторов) к потребителям пара.

Основными элементами паропровода являются:
1.стальные трубы
2. соединительные элементы (отводы, отводы, фланцы, компенсаторы теплового удлинения)
3.запорная и запорно-регулирующая арматура (задвижки, вентили, клапаны)
4. арматура для удаления конденсата из паропроводов - конденсатоотводчики, сепараторы,
5.Устройства для снижения давления пара до необходимого значения - регуляторы давления
6. Механические фильтры-грязевики со сменными фильтрующими элементами для очистки пара перед редукционными клапанами.
7.элементы крепления - скользящие опоры и неподвижные опоры, подвески и крепления,
8. тепловая изоляция паропроводов – используется температуростойкая базальтовая минеральная вата Роквул или Парок, также применяется асбестовый пухшнур.
9.контрольно-измерительные приборы (КИП) – манометры и термометры.

Требования к проектированию, конструкции, материалам, изготовлению, монтажу, ремонту и эксплуатации паропроводов регламентированы нормативными документами.
-На трубопроводы, транспортирующие водяной пар с рабочим давлением более 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), распространяется действие «Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды» (ПБ 10-573-03).
-Расчет на прочность таких паропроводов производится в соответствии с «Нормами расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды» (РД 10-249-98).

Трассировка паропроводов производится с учётом технической возможности прокладки по наиболее короткому пути прокладки для минимизации потерь тепла и энергии из-за длины прокладки и аэродинамического сопротивления парового тракта.
Соединение элементов паропроводов производится сварочными соединениями. Установка фланцев при монтаже паропроводов допускаются только для соединения паропроводов с арматурой.

Опоры и подвески паропроводов могут быть подвижными и неподвижными. Между соседними неподвижными опорами на прямом участке устанавливают лирообразные или П-образные компенсаторы], которые снижают последствия деформации паропровода под воздействием нагрева (1 м паропровода удлиняется в среднем на 1,2 мм при нагреве на 100°).
Паропроводы монтируются с уклоном и в нижних точках устанавливают конденсато-отводчики, для отвода конденсата, образующегося в трубах. Горизонтальные участки паропровода должны иметь уклон не менее 0,004 На входе паропроводов в цеха, на выходе паропроводов из котельных, перед паро-потребляющим оборудованием устанавливают сепараторы пара в комплекте с конденсато-отводчиками.
Все элементы паропроводов должны быть покрыты теплоизолированы. Тепловая изоляция защищает персонал от ожогов. Тепловая изоляция предотвращает избыточное появление конденсата.
Паропроводы являются опасным производственным объектом и должны быть зарегистрированы в специализированных регистрирующих и надзорных органах (в России - территориальном управлении Ростехнадзора). Разрешение на эксплуатацию вновь смонтированных паропроводов выдается после их регистрации и технического освидетельствования.

Толщина стенки паропровода по условию прочностии должна быть не менее где
P - расчетное давление пара,
D - наружный диаметр паропровода,
φ - расчетный коэффициент прочности с учётом сварных швов и ослабления сечения,
σ - допускаемое напряжение в металле паропровода при расчетной температуре пара.

Диаметр паропровода, как правило, определяют исходя из максимальных часовых расходов пара и допускаемых потерь давления и температур методом скоростей или методом падения давления. Метод скоростей.
Задавшись скоростью протекания пара в трубопроводе, определяют его внутренний диаметр из уравнения массового расхода, например, по выражению:
D= 1000 √ , мм
Где G-массовый расход пара, т/час;
W-скорость пара, м/с;
ρ- плотность пара, кг/м3.

Выбор скорости пара в паропроводах имеет важное значение.
Согласно СНиП 2-35-76 скорости пара рекомендуются не более:
-для насыщенного пара 30 м/с (при диаметре труб до 200 мм) и 60 м/с (при диаметре труб свыше 200 мм),
-для перегретого пара 40 м/с (при диаметре труб до 200 мм) и 70 м/с (при диаметре труб свыше 200 мм).

Заводы по производству парового оборудования рекомендуют при выборе диаметра паропровода скорость пара принимать в пределах 15-40 м/с. Поставщики паро-водяных теплообменников со смешением рекомендуют принимать максимальную скорость пара 50 м/с.
Существует так же метод падения давления, основанный на расчете потерь давления, вызванный гидравлическими сопротивлениями паропровода. Для оптимизации выбора диаметра паропровода целесообразно также выполнить оценку падения температуры пара в паропроводе с учетом применяемой теплоизоляции. В этом случае появляется возможность выбора оптимального диаметра по отношению падения давления пара к уменьшению его температуры на единице длины паропровода (существует мнение, что оптимально если dP/dT=0,8…1,2).
Правильный выбор парового котла и давления пара которое он обеспечивает, выбор конфигурации и диметров паропроводов, парового оборудования по классу и по производителям, это составляющие хорошей работы паро-конденсатной системы в дальнейшем.