Запорная арматура для тэс

Арматура, приводимая в действие при помощи привода (ручного, механического, электрического, электромагнитного, гидравлического, пневматического и др.)

Арматура, приводимая в действие автоматически, непосредственно потоком рабочей среды или изменением ее параметров

Классы и группы арматуры подразделяются на следующие типы:

Краны
Вентили Задвижки Поворотные затворы

Регулирующие клапаны
Регуляторы
уровня
Конденсатоотводчики

Арматура предохранительная и защитная

Предохранительные клапаны Обратные клапаны

Пробно-спускные краны
Указатели уровня

Дополнительными конструктивными характеристиками арматуры являются: присоединительные концы: фланцы, муфты цапки, концы под сварку и т. д., наружный или внутренний обводы, материал корпуса и уплотнительных поверхностей, характер движения шпинделей (вращательно-поступательное или поступательное).
На станционных трубопроводах разрешается установка чугунной и стальной арматуры1, выбираемой в зависимости от условного прохода, а также давления и температуры протекающей через них среды.
1 В случае транспортирования химически агрессивных сред применяется коррозийно-устойчивая арматура.

Арматура всех видов должна располагаться в местах, удобных для обслуживания и ремонта непосредственно с пола или с перекрытий и площадок. При несоблюдении этого требования должны предусматриваться специальные лестницы н площадки для обслуживания арматуры.
В проектах трубопроводов должны предусматриваться такелажные и транспортные средства, необходимые для производства ремонтов арматуры. Для облегчения механизации ремонтных работ рекомендуется по возможности группировать арматуру в отдельные арматурные узлы.
Задвижки и вентили, требующие для своего открывания больших усилий, должны быть снабжены байпасами (обводами) и электрическими приводами местного или дистанционного действия. Дистанционные ручные или электрические приводы к арматуре обязательны при установке ее в местах, не доступных для непосредственного управления с оперативных площадок.
Арматура, связанная с автоматизацией управления технологическими процессами, должна иметь дистанционные электрические приводы независимо от места установки.
Установка на станционных трубопроводах чугунной арматуры регламентируется Правилами Госгортехнадзора в пределах параметров не выше 2,5-13 ата и 150-300° С (в зависимости от диаметра условного прохода).
В остальных случаях устанавливается стальная арматура из углеродистых (для температур до 450° С) и из легированных сталей (для температур выше 450°С).
В связи с выявленным в последние годы на электростанциях значительным количеством повреждений чугунной арматуры применение ее в станционных трубопроводах в настоящее время практически ограничено давлением 4—5 ата и температурой 150-160° С.
Устанавливаемая на трубопроводах чугунная арматура в обязательном порядке должна быть защищена от изгибающих усилий и моментов установкой направляющих опор по обе стороны от нее.
Разгрузка от изгиба весьма желательна также и для стальной арматуры, особенно для паропроводов высоких и сверхвысоких параметров.
Вся чугунная и стальная арматура должна подвергаться обязательному гидравлическому испытанию по ГОСТ 356-59 на заводах-изготовителях.

2. АРМАТУРА ВЕНЮКОВСКОГО ЗАВОДА

Основным поставщиком пароводяной арматуры для электростанций является Венюковский арматурный завод (ВАЗ).
Завод выпускает следующую арматуру: запорную, регулирующую и дросселирующую для воды и пара высоких параметров, предохранительную для котлов и редукциоиио- охладительных установок, редукционно-охладительные установки, электроприводы к арматуре и электроиндукционные указатели уровня (табл. 5-1).
Вся запорная, регулирующая и дросселирующая арматура, изготовляемая Венюковским заводом, предназначена для воды с рабочими параметрами от Ру 200 до Рр 280 и для пара с рабочими параметрами от 100 ата и 510°С до 225 ата и 585° С.

Арматура на высокие параметры

За редким исключением арматура (импульсные рычажные клапаны, обратные клапаны) выполняется вварного типа, которая присоединяется к трубопроводам и аппаратам посредством сварки. Присоединительные размеры стыковых кромок корпусов арматуры выполняются в соответствии с междуведомственной нормалью на сварные стыковые соединения трубопроводов высокого давления.
Управление арматурой производится непосредственно маховиком или через приводную головку с цилиндрическим или коническим зубчатым зацеплением, а закрытие арматуры осуществляется вращением маховика по часовой стрелке.
Корпуса и крышки арматуры в большинстве случаев соединяются между собой фланцами.
Для уплотнения фланцевого соединения корпуса с крышкой применяются рифленые (гребенчатые) прокладки из малоуглеродистой стали. На сверхкритические параметры пара РР=300) запроектирована арматура с бесфланцевым соединением корпуса с крышкой.
Основным материалом для изготовления арматуры служат стальной прокат, поковки и литье. Литье составляет около 80% общего расхода металла на единицу арматуры, за исключением вентилей Dy 10—20, детали которых изготовляют штамповкой.
Цветной металл (бронза, алюминий и др.) применяется в очень ограниченных количествах.
Корпуса и крышки вентилей высокого давления (110 ата и 510°С) выполняются из штампованных заготовок, а корпуса и крышки вентилей Dy 50 и 100 — из стальных отливок
Паровую и водяную арматуру завод выпускает по одним и тем же чертежам (за исключением задвижек Dy 175 и 225). Корпуса и крышки для водяных задвижек изготовляются из литой качественной углеродистой стали, а для паровых задвижек — из литой хромомолибденовой стали.
Изготовляемая арматура подвергается гидравлическому испытанию на прочность и плотность запорных органов, фланцевого соединения крышки с корпусом и сальникового уплотнения.
Арматура, выдержавшая такое испытание снабжается паспортом, в котором зафиксированы: заводской номер изделия, номер чертежа изделия, условное давление, величина испытательного гидравлического давления на прочность и плотность, сертификат на материал корпуса и крышки арматуры.
Кроме того, на фланце арматуры выбиваются следующие данные: марка завода, заводской номер изделия, номер по каталогу, номер чертежа, условное давление, условный проход изделий (обозначается средней цифрой номера чертежа).

Таблица 5-1
Арматура высокого давления Венюковского завода

Примечания. М — привод от маховика.
ЦП — приводная головка с цилиндрическим зубчатым зацеплением.
КП — приводная головка с коническим зубчатым зацеплением.
* В настоящее время ВАЗ на параметры Рр=100 кГ/см 2 и Тр=510° С не выпускает. На эти параметры можно применять арматуру на Рр=100 кГ/см 2 и Тр=540°С.

Все наружные поверхности арматуры (за исключением шпинделя) окрашиваются в серый цвет.

Запорная арматура

К запорной арматуре относятся вентили, задвижки, горизонтальные и вертикальные обратные клапаны.
Запорная арматура предназначается только для отключения и должна быть во время работы либо закрыта, либо полностью открыта. Регулирование расходов среды запорной арматурой приводит к быстрому эрозионному разрушению запорных органов и выходу их из строя.
Венюковский завод изготовляет вентили (рис. 5-1) с условными проходами Dy 10, 20 50 и 100. Все типоразмеры вентилей изготовляются с маховиком для ручного управления: вентили Dy 100, кроме того, изготовляются с цилиндрической или конической приводной головкой.
Уплотнительные поверхности (седла) в корпусе выполнены путем наплавки хромоникелевыми электродами, обладающими высокой эрозионной устойчивостью. Форма уплотнительной поверхности для вентилей Dy 10 и 20 — конусная, угол вершины конуса затвора колеблется в пределах 60—90°; у вентилей Dy 50 и 100 уплотнение плоское.
Конусное уплотнение имеет преимущество с точки зрения удельного давления прижатия; однако конусный затвор требует для изготовления уплотнительных поверхностей материалов, стойких против задирания.
В вентилях Dy 10—20 в корпусе имеется направление, обеспечивающее правильную посадку тарелки на конусное уплотнение; в вентилях Dy 50 и 100 для этой же цели у тарелки имеется направляющий хвостовик.
Тарелки у вентилей Dy 10—20 выполнены из нержавеющей стали, a Dy 50 и 100 — из углеродистой стали с наплавкой уплотнительных поверхностей аустенитными хромоникелевыми электродами.
Тарелки вентилей Dy 10 и 20 на параметры 100 кГ/см 2 и 540° С имеют фиксированную посадку клапана в гнезде корпуса посредством двух шпонок из закаленной стали марки 3X13 с устройством разгрузочного отверстия в клапане.
Шпиндель в вентилях Dy 20 и Dy 50 имеет вращательное движение, а в вентилях Dy 100 — поступательное перемещение.
Задвижки (рис. 5-2) выпускаются для условных проходов 125, 150, 175, 225 и 250. Корпуса и крышки задвижек выполняются литыми; для водяных задвижек применяется углеродистая сталь марки 25-4522, а для паровых — теплоустойчивая легированная сталь марки 20ХМЛ.
Диаметр прохода затвора задвижек меньше внутреннего диаметра присоединительных патрубков. Такое выполнение позволяет снизить вес задвижек по сравнению с полнопроходными; преимуществом такого затвора перед плоскопараллельным затвором с коленчатыми распорными рычагами или клиньями является также сравнительная простота, отсутствие сильно нагруженных перемещающихся деталей (шарниров), меньшая ширина при одновременном обеспечении самоустанавливания дисков.
Недостатком задвижек такой конструкции с суженными проходами является более высокое гидравлическое сопротивление.
Затвор задвижки состоит из двух тарелок, закрепленных в обойме при помощи тарелко- держателей, распираемых специальным грибком. Грибок с одной стороны имеет выпуклую сферическую, а с другой — плоскую поверхность, что обеспечивает правильную установку тарелок и позволяет регулировать их положение относительно седел за счет подкладки шайб под плоскую поверхность грибка.
Задвижки паровые Dy 175, 225 и 250 изготовляются с направляющей трубой.

В корпусах задвижек старой конструкции наклон уплотнительных поверхностей 4° обеспечивался соответствующей расточкой под седло, что усложняло ремонт этих задвижек. Корпус задвижек новой конструкции растачивается перпендикулярно оси шпинделя, а угол 4° обеспечивается за счет скоса уплотнительной поверхности седла.
Рис. 5-1. Запорные вентили высокого давления, a—Dy 10—20; б—Dy 50; в — Dy 100.
Паровые задвижки поставляются комплектно с обводным вентилем Dy 20, предназначенным для прогрева трубопровода, а также для выравнивания давления по обе стороны задвижки с целью снижения усилий при открывании.
Задвижки на параметры 100 кГ/см 2 и 540° С, выпускаемые ВАЗ, имеют условный проход 125, 150, 175 и 225 и отличаются между собой только длиной корпусов и присоединительными размерами патрубков.

Рис. 5-2. Задвижки высокого давления. а — для воды Dy 125, 150, 175 и 225; б — для пара Dy 175 и 225.

В конструктивном отношении задвижки на параметры пара 100 кГ/см 2 и 540° С ничем не отличаются от задвижек на параметры 100 кГ/см.2 и 510° С, за исключением того, что их детали изготовлены из более теплоустойчивых марок сталей.
Паровые задвижки с условным проходом Dy 125 и 150 выпускаются без направляющей трубы, а с условным проходом Dy 175 и 225 для предотвращения вибраций тарелок — с направляющей трубой.
Обратные клапаны предназначаются для автоматического предупреждения движения среды в обратном направлении. Завод изготовляет горизонтальные обратные клапаны для воды и пара Dy 20, 50, 100, 150 и 175, обратные клапаны Dy 20 (для пара), обратные клапаны для воды и пара Dy 50, обратные горизонтальные клапаны для воды и пара Dy 100, 150, 175, обратные вертикальные клапаны с автоматическим перепуском для воды Dy 175.

Обратные горизонтальные клапаны Dy 20— 175 (рис. 5-3) выпускаются следующих типов:
а) клапаны Dy 20 с конусными уплотнительными поверхностями, выполненными наплавкой аустенитными хромоникелевыми электродами; тарелка имеет в корпусе направление, обеспечивающее ее концентричную посадку на уплотнение корпуса;
б) клапаны Dy 50, 100, 150 и 175 для воды и пара с плоскими уплотнительными поверхностями, выполненными путем наплавки; концентричная посадка тарелки на уплотнительный элемент корпуса обеспечивается направляющим хвостовиком.

Обратные вертикальные клапаны (рис. 5-4) предназначены для установки на напорном фланце питательного насоса с направлением потока среды под тарелку. Эти клапаны монтируются вместе с автоматическими клапанами холостого перепуска и вентилями для ручного подрегулирования. Автоматический клапан холостого перепуска, связанный через систему рычагов с тарелкой основного клапана, обеспечивает необходимый расход воды при закрытом клапане, предотвращая запаривание насоса.
При открытии основного клапана клапан холостого перепуска автоматически закрывается; для предварительного определения необходимого расхода холостого перепуска служит вентиль подрегулирования, управляемый вручную.

Регулирующая арматура

Регулирующая арматура предназначена для регулирования количества протекающей среды за счет изменения величины проходного сечения.
К регулирующей арматуре относятся регулирующие вентили и регулирующие питательные клапаны. Регулирующая арматура в качестве запорной служить не может.
Регулирующие вентили Dy 20/8 и 20/15 (рис. 5-5) выполнены на базе конструкции запорных вентилей того же прохода и отличаются от последних наличием регулирующего органа вместо запорного.
Регулирующий вентиль Dy 50 в отличие от запорного имеет также вместо тарелки профилированную иглу, жестко укрепленную на конце шпинделя.
Регулирующие клапаны (рис. 5-6) Dy 20/8 и 20/18 для воды (автоматические) выполняются на базе конструкции запорных вентилей такого же прохода и отличаются от последних наличием регулирующего органа — иглы, выполненной из эрозионностойкой стали заодно со шпинделем.
Проточный канал клапана выполняется путем наплавки аустенитными хромоникелевыми электродами и в регулируемом сечении сужен до 8 или 18 мм.
Регулирование осуществляется путем изменения площади проходного сечения за счет поступательного перемещения профилированного конца шпинделя относительно канала клапана.

Рис. 5-3. Обратные горизонтальные клапаны, a — Dy 20 для пара; б — Dy 50 для воды и пара; в — Dy100, 150 и 175 для воды и пара.

Управление клапанами предусматривается от колонок дистанционного управления (КДУ) или от колонок автоматического регулирования.

Регулирующий клапан Dy 50/40 для воды (автоматический) имеет конструкцию с проточным каналом, выполненным в виде сварного кольца из эрозионностойкой аустенитной стали; канал в регулируемом сечении сужен до 40 мм.
Регулирование и управление этого клапана аналогичны описанным выше для клапанов Dy 20/8 и 20/18.
Регулирующие клапаны постоянного расхода Dy 20, 50 и 100 (рис. 5-7) для воды (автоматические) предназначаются для регулирования подачи воды, впрыскиваемой в охладитель пара редукционно-охладительных установок (РОУ и БРОУ), и обеспечивают качественное регулирование температуры пара при перепаде давления на клапане, не превышающем 8-10 ати.

Регулирующая игла клапана, представляющая собой двойной конус, выполнена из эрозионностойкой стали. Игла регулирует количество воды, подаваемой через верхний патрубок к форсункам охладителя пара: постоянство перепада давления на клапане обеспечивается за счет сброса избытка воды через нижний патрубок в деаэраторе.
Клапан управляется от колонки автоматического регулирования.

Рис. 5-4. Обратный вертикальный клапан.
Рис. 5-5. Регулирующие вентили. а — Dy 20/8 и 20/18; б — Dy 50/40.

Рис. 5-6. Регулирующие клапаны для воды. а — Dy 20/8 и 20/18; б — Dy 50/40.

Рис. 5-7. Регулирующий клапан постоянного расхода Dy 20, 50 и 100.

Регулирующий клапан Dy 100 для воды (рис. 5-8) автоматический; осуществляет регулирование путем изменения площади проходного сечения, которое достигается за счет поступательного перемещения золотника, имеющего профилированные окна, относительно седел клапана, вваренных в литую перемычку корпуса. Золотник, центрируемый в седлах, верхней своей частью жестко соединен со штоком. В верхний конец штока ввернута рамка, имеющая прямоугольное окно которое своим сферическим концом входит внутренний рычаг, закрепленный на приводном валике. К наружным концам приводного валика крепится наружный рычаг, к которому присоединяется связь от колонки управления (КДУ).
Клапан обеспечивает качественное регулирование при перепаде давления, не превышающем 8—10 ати.
До 1956 г. Венюковский завод выпускал регулирующие питательные клапаны с исполнением золотника в виде стакана, а в 1956 г. перешел на изготовление регулирующего питательного клапана новой конструкции (рис. 5-9),
Как видно из рис. 5-9, новый клапан — скальчатого типа; регулирование количества жидкости осуществляется путем изменения кольцевых сечений в верхнем и нижнем седлах за счет перемещения регулирующей скалки, имеющей два профилированных конуса.
В нижнем положении скалка садится упорными заплечиками сразу на оба седла, доводя нерегулируемый расход среды через клапан практически до нуля.
Привод клапана оставлен без изменения по сравнению с предыдущей конструкцией — регулирующая скалка перемещается в вертикальном направлении при помощи наружного рычага привода через валик и внутренний рычаг.

Рис. 5-9. Регулирующий питательный клапан скальчатого типа.
В 1957 г. завод начал выпускать регулирующий питательный клапан шиберного типа (рис. 5-10). Регулирование количества протекающей жидкости осуществляется за счет изменения площади открытия клапана, что достигается перемещением в вертикальном направления шибера, имеющего профилированное отверстие, относительно отверстия в седле корпуса клапана. Отверстие в шибере имеет профиль, обеспечивающий прямолинейную характеристику клапана. Шиберный клапан оснащен электроприводом, обеспечивающим продольное перемещение шибера и позволяющим производить регулирование питания как вручную — маховиком электропривода, так и дистанционно; может быть осуществлено также и автоматическое регулирование питания.

Дроссельная арматура

Дроссельная арматура предназначена только для дросселирования пара и в качестве запорной служить не может.
Вентили дроссельные Dy 10 и 20 для пара (с ручным управлением) выполнены на базе конструкции запорных вентилей такого же прохода и отличаются от последних наличием дросселирующей иглы, выполненной из эрозионностойкой стали заодно со шпинделем.
Дросселирование осуществляется за счет создания узкой щели в проточном сечении профилированным концом шпинделя.
Дроссельные клапаны Dy 50, 100, 150 и 225 для пара (рис. 5-11) предназначаются для дросселирования свежего пара высоких параметров (редукционно-охладительные установки, обдувочные устройства, растопочные линии и т. д.).

Рис. 5-10. Регулирующий питательный клапан шиберного типа.
Дросселирование осуществляется за счет создания золотником клапана узких щелей в проточных сечениях профилированных седел, вваренных в перемычках корпусов. Золотник клапана центрируется относительно седел направляющими втулками.
Пропускная способность дроссельных клапанов регулируется изменением положения золотника клапана относительно седел путем воздействия сервомотора на рычаг привода клапана.
Дроссельные клапаны управляются от колонок автоматического регулирования или колонок дистанционного управления (КДУ)·

Источник