Демпфер для гашения пульсаций газа в трубопроводе

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам, в частности к котлоагрегатам и может быть применено для обеспечения автоматического регулирования и контроля основных технологических параметров котлоагрегатов.
Наличие случайных пульсаций разряжения, давления воздуха, обусловленных неравномерностью процесса горения топлива (особенно жидкого), ухудшает качество регулирования технологических параметров котлоагрегата, приводит к увеличению частоты срабатывания регуляторов и исполнительных устройств, преждевременному износу механических элементов системы автоматического регулирования, снижению их надежности, к необоснованному срабатыванию системы технологической защиты и сигнализации, аварийному останову котлоагрегата и необходимости его повторного запуска, затрудняет визуальный приборный контроль технологических параметров со стороны обслуживающего персонала.
Известен демпфер проточного типа для гашения в трубопроводах пульсаций текучих сред (RU 2215232, кл. F16L 55/05, 2003), содержащий пустотелый жесткий корпус, сферической формы, снабженный входным и выходным патрубками. Входной и выходной патрубки снабжены поворачивающимися при пульсациях текущей среды заглушками. На боковых или торцевых сторонах заглушек выполнены калиброванные отверстия. Глушение колебаний текущей среды обеспечивается сопротивлением заглушек и калибровочных отверстий.
Недостатком известного устройства является его инерционность и, как следствие, недостаточное подавление высокочастотных колебаний текучих сред в трубопроводах. Высокочастотные колебания текучей среды, в частности топливного газа в трубопроводах топки паровых котлов вызывают ложное срабатывание системы защиты газопотребляющего оборудования котельных, гашение топочных устройств, остановку работы котлов и теплоснабжения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели относится демпфер для гашения пульсаций газа в трубопроводах (RU 74186, кл. F16L 55/05, 2008 г.), содержащий пустотелый дискообразный корпус, снабженный входным и выходным патрубками. Боковые стенки корпуса выполнены в виде тонкостенных гофрированных мембран из пружинной латуни. Входной и выходной патрубки установлены на одной из сторон корпуса в центре мембраны.
Однако в известном демпфере из-за того, что газовоздушная смесь поступает в замкнутое пространство, упирается в верхнюю мембрану, а потом направляется в выходной патрубок, расположенный также на нижней мембране, теряется время и повышается сопротивление, происходит задержка замера давления топочного газа, и тем самым, демпфер недостаточно эффективно и быстро производит сглаживание пульсаций.
Проблемой полезной модели является усовершенствование конструкции демпфера для гашения пульсаций газа в трубопроводе.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности защиты паровых и водогрейных котлоагрегатов от аварий и ложных срабатываний за счет повышения качества сглаживания пульсации.
Указанный технический результат решается за счет того, что демпфер для гашения пульсаций газа в трубопроводе содержит, по меньшей мере, одну пустотелую мембранную камеру с верхней и нижней мембранами, боковыми гофрированными стенками, а также входной и выходной патрубки. Согласно полезной модели входной патрубок установлен на нижней мембране, а выходной - на верхней мембране.
Для повышения технических характеристик демпфера он может содержать от одного до трех последовательно установленных на входном патрубке мембранных камер.
Для проверки герметичности демпфера и линии до измерительного прибора на входном патрубке может быть смонтирована запорная арматура, а на выходном – измерительный прибор давления газа в трубопроводе.
Экспериментально установлено, что при расположении выходного и входного патрубков на противоположных мембранах мембранной камеры значительно улучшается качество сглаживания пульсации газовоздушной смеси, и тем самым, обеспечивается более эффективное использование технических характеристик демпфера из-за того, что газовоздушная смесь не испытывает дополнительных сопротивлений, а поступает в выходной патрубок без излишней задержки.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен демпфер для гашения пульсаций газа в трубопроводе с одной пустотелой мембранной камерой; на фиг. 2 - демпфер с двумя последовательно установленными пустотелыми мембранными камерами; на фиг. 3 - демпфер, снабженный запорной арматурой.
Демпфер для гашения пульсаций газа в трубопроводе содержит пустотелую мембранную камеру 1, с верхней 2 и нижней 3 мембранами. Мембранная камера 1 содержит боковые гофрированные стенки 4. На нижней мембране 3 смонтирован входной патрубок 5, а на верхней мембране 2 - выходной патрубок 6. На выходном патрубке 6 установлен измерительный прибор 7 давления газа в трубопроводе.
Для повышения технических характеристик демпфера на входном патрубке 5 последовательно устанавливают от одного до трех мембранных камер 1.
Для проверки герметичности демпфера и линии до измерительного прибора 7 на входном патрубке 5 смонтирована запорная арматура 8, например, в виде вентиля.
Демпфер для гашения пульсаций газа в трубопроводе работает следующим образом.
Перед началом работы проверяют систему на герметичность, для этого закрывают запорную арматуру 8 на входном патрубке 5 и наблюдают за показанием измерительного прибора 7. Если показания в течение 30 секунд не меняется, герметичность трубопровода и установленных на нем устройств, не нарушена. В противном случае необходимо обнаружить утечку газа, устранить ее и повторно проверить герметичность.
Входной патрубок 5 подключают к газовой магистрали котельной на входе топочного устройства. Выходной патрубок 6 подключают к измерительному прибору 7 системы контроля, сигнализации и аварийной защиты котельного оборудования. После подключения патрубков 5 и 6 подают газовоздушную смесь. При этом через патрубок 5 полость мембранной камеры 1 заполняется газовоздушной смесью. Боковые гофрированные стенки 4 растягиваются, пропорционально величине давления газовоздушной смеси. Одновременно из полости мембранной камеры 1 газ через выходной патрубок 6 поступает на измерительный прибор 7 системы контроля, сигнализации и аварийной защиты котельного оборудования. При возникновении в трубопроводе случайных колебаний давления газовоздушной смеси, с амплитудой опасной для котельного оборудования и приводящей к аварии, гофрированные мембраны боковых стенок 4 резко расширяются или сокращаются в такт с изменением давления в трубопроводе. Энергия пульсации газовой среды поглощается в мембранной камере 1. На выходе патрубка 6 давление при этом не меняется за счет прямоточного движения газовой смеси. Показания прибора 7 также не меняются и сигнал тревоги не выдается. Для обеспечения более точного сглаживания пульсации, на входном патрубке 5 возможно последовательно разместить от одной до трех мембранных камер 1, проходя через которые пульсация газовоздушной смеси последовательно затухает, повышая тем самым технические характеристики устройства. Превышение количества мембранных камер 1 свыше трех – нецелесообразно.
Опытно-промышленные испытания демпферного устройства на ряде теплотехнических объектов подтвердили его работоспособность. Эффект повышения качества сглаживания пульсаций газовоздушной смеси улучшилось на 5-10%.