БЛОК ГАЗООБОРУДОВАНИЯ ГАЗОГОРЕЛОЧНОГО УСТРОЙСТВА

Техническое решение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для розжига и регулирования газогорелочных устройств теплогенерирующих установок.
Известно (SU, авторское свидетельство 1068667) устройство контроля утечек газа, содержащее подающий газопровод, на котором установлен первый предохранительно-запорный клапан, обводной газопровод, установленный параллельно первому предохранительно-запорному клапану и на котором последовательно установлены клапан опрессовки и дроссель, при этом запальный газопровод с запальным клапаном и газопровод безопасности с клапаном безопасности имеют общую точку соединения с подающим и обводным газопроводами.
Данное устройство обеспечивает повышение надежности в работе, системы газоснабжения горелок. Недостатками такого устройства являются низкая надежность режима розжига горелки и отсутствие автоматического регулирования тепловой мощности установки в рабочем диапазоне от минимальной до максимальной.
Известен (RU, патент 90878) блок газовый автоматический для группы горелок тепловых установок, содержащий подающий газопровод, на котором установлен первый предохранительно-запорный клапан, обводной газопровод, установленный параллельно первому предохранительно-запорному клапану и на котором последовательно установлены клапан опрессовки и дроссель, при этом запальный газопровод с запальным клапаном и газопровод безопасности с клапаном безопасности имеют общую точку соединения с подающим и обводным газопроводами. Кроме того, блок содержит узел управления, два отборных трехходовых клапана, которые подключены к общей точке соединения газопроводов, и коллектор с N отводами к N рабочим горелкам и растопочным отводом, которые через вторые предохранительно-запорные клапаны подключены к соответствующим горелкам, причем после второго предохранительно-запорного клапана на растопочном отводе установлена дроссельная заслонка, а коллектор врезан в подающий газопровод.
Недостатком известного блока следует признать недостаточно высокую надежность работы, связанную с неоптимальным количеством точек для контроля и неинформативностью процесса контроля герметичности.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в оптимизации запуска и работы газогорелочных устройств теплогенерирующих установок.
Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в повышении надежности работы блока путем улучшения контроля за работой оборудования.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать блок газооборудования газогорелочного устройства в двух вариантах реализации.
Блок газооборудования газогорелочного устройства разработанной конструкции содержит коллектор, на котором установлены посредством фланцевых соединений входной отсечной клапан и, как минимум, два выходных отсечных клапана, установленных с возможностью подачи газа к горелке, после одного из которых установлена дроссельная заслонка, причем для подсоединения входного отсечного клапана к газопроводу использован патрубок с первым штуцером и первым шаровым краном, на входном отсечном клапане установлена первая гребенка, соединяющая входную полость этого клапана с внутренним объемом между входным и выходными отсечными клапанами, указанная гребенка оборудована последовательно расположенными вторым краном шаровым, первым электромагнитным клапаном, дросселем и клапаном для манометра, к коллектору подсоединен второй штуцер, с присоединенными третьим и четвертым шаровыми кранами и вторым электромагнитным клапаном подачи газа на запальник, при этом третий электромагнитный клапан подключен к внутреннему объему между входным и выходными отсечными клапанами с возможностью присоединения газопровода безопасности, при этом каждый отсечной клапан содержит корпус со средствами ввода и вывода газовой среды, в корпусе расположена с возможностью перекрывания потока тарелка, соединенная со штоком, выполненным с возможностью перемещения посредством привода, при этом привод содержит рычаг, на одном конце которого установлены электромагнит и электромагнитное реле времени, рычаг в средней части выполнен с возможностью соединения посредством регулируемой тяги со штоком клапана, на основании привода дополнительно смонтированы магнитный пускатель, выполненный с возможностью приема управляющего сигнала и установленный с возможностью включения электромагнита и электромагнитного реле времени, и средства подключения привода к сети электрического тока. Блок может содержать два, три или четыре выходных отсечных клапана, установленных с возможностью подачи газа к горелке.
Блок предназначен для работы группы горелок котлов типа ПТВМ на газообразном топливе и выполняет следующие функции:
- обеспечение автоматической опрессовки своих запорных устройств;
- обеспечение безопасного розжига группы горелок;
- отсечка газа на группу горелок при нарушении технологических параметров работы котла;
- отсечку газа при погасании факела растопочной горелки в составе группы.
На чертеже приведена принципиальная схема блока в варианте с тремя выходными отсечными клапанами, за одним из которых установлена дроссельная заслонка. На чертеже использованы следующие обозначения: К1 - клапан отсечной DN 150 мм; К2…К4 - клапан отсечной DN 100 мм; К5, К6 - клапан с электромагнитным приводом DN 15 мм типа «НЗ»; К7 - электромагнитный клапан DN 20 мм типа «НО»; УЗ1…У34 - кран шаровой DN 15 мм или DN 20 мм; УЗ5 - клапан для манометра; ЗД1 - заслонка дроссельная, Д1 - дроссель.
Работа блока происходит следующим образом:
Перед розжигом горелок котла отсечные клапаны К1…К4 закрыты, электромагнитные клапаны К5 и К6 закрыты, а электромагнитный клапан К7 открыт. При этом все шаровые краны, установленные на блоке должны быть открыты. При первоначальном, а также при повторных розжигах должна быть проведена опрессовка запорной арматуры блока по полному или сокращенному варианту. Дроссельные заслонки и шиберы воздуха разжигаемых горелок должны быть закрыты. Закрытое состояние дроссельных заслонок обеспечит требуемое давление газа перед горелкой при розжиге. После проведения опрессовки запорной арматуры блока открывают первый по ходу газа отсечной клапан К1, для чего в электрическую цепь привода клапана подают напряжение 220В. При этом время полного открытия клапана должно быть не более 70 с. После открытия отсечного клапана К1 подают напряжение 220В на трансформатор зажигания для розжига запальника растопочной горелки от искры. Время включения трансформатора должно быть не более 15 с. Сразу после подачи искры должен быть открыт клапан подачи газа на запальник растопочной горелки, для чего открывают его электромагнитный клапан К5 за счет подачи на его электромагнит напряжения 220В. После подтверждения наличия факела запальника открывают второй по ходу газа отсечной клапан К2 растопочной горелки, для чего в электрическую цепь привода этого клапана подают напряжение 220В. Не позднее 25 с момента начала открытия отсечного клапана К2 должен быть установлен контроль наличия факела растопочной горелки и обеспечено выключение клапана запальника в соответствии с требованиями процесса розжига горелки. После полного открытия клапана К2 растопочной горелки открывают ее дроссельную заслонку ЗД и шибер воздуха за счет механического сочленения их между собой. Затем разжигают растопочные горелки остальных блоков, установленных на котле. Далее разжигаются в той же последовательности рабочие горелки котла за счет открытия отсечных клапанов К2…К4. При дальнейшей работе горелок необходим контроль неаварийного состояния следующих параметров:
- наличие факела растопочных горелок;
- давление газа перед блоками;
- открытое состояние отсечного клапана К1 (концевой выключатель штока клапана);
- открытое состояние отсечного клапана К2…К4 (концевой выключатель штока клапана).
Изменение мощности котла производят за счет включения или отключения рабочих горелок.
При останове блока:
- должны быть закрыты (выключены) отсечные клапаны К1…К4 (нормальное время закрытия клапанов не более 1 с);
- должен быть открыт (выключен) клапан безопасности К7;
- должен быть закрыт (выключен) клапан К5 подачи газа на запальник горелки, на которой в момент останова блока производилась операция розжига запальника;
- должна быть проведена сокращенная опрессовка блока;
- должна быть закрыта дроссельная заслонка газа ЗД и шиберы воздуха перед горелками;
- нужно убедиться, что отсечные клапаны К1…К4 закрыты, и между ними отсутствует давление.
Для безопасного розжига и работы горелок, оборудованных блоками, должны предусматриваться следующие обязательные блокировки:
- автоматическое закрытие электромагнитного клапана К7 при открытии отсечного клапана К1;
- автоматическое открытие электромагнитного клапана К7 при закрытии отсечного клапана К1;
- запрет открытия электромагнитного клапана К5 перед запально-защитным устройством (ЗЗУ) и отсечных клапанов К2…К4 до окончания операции опрессовки блока;
- запрет открытия отсечного клапана К2 растопочной горелки при отсутствии на ней факела запальника;
- запрет открытия отсечного клапана К2 растопочной горелки при незакрытой дроссельной заслонке;
- запрет открытия отсечного клапана К1 при незакрытом состоянии любого отсечного клапана К2…К4
- запрет открытия любого отсечного клапана К2…К4 при отсутствии сигнала о закрытом положении отсечного клапана К1;
- запрет открытия отсечных клапанов К3 и К4 рабочих горелок при неоткрытом состоянии дроссельной заслонки растопочной горелки, когда отсечные клапаны К1…К4 включены;
- запрет открытия отсечных клапанов К2…К4 рабочих горелок при отсутствии факела на растопочной горелке;
- запрет открытия электромагнитного клапана К6 опрессовки при незакрытом положении отсечных клапанов К2…К4.
Перед началом пуско-наладочных работ необходимо проверить работоспособность системы автоматической опрессовки отсечных клапанов в следующей последовательности:
а) закрыть всю ручную запорную арматуру блока, кроме трехходовых кранов перед манометрами;
б) создать перед блоком давление воздуха, равное рабочему давлению газа;
в) подать напряжение на катушки электромагнитных клапанов К6 и К7;
г) открыть ручной кран УЗ2 и наблюдать по манометру опрессовочного газопровода повышение давления воздуха в газопроводе между отсечными клапанами К1 и К2…К4;
д) после достижения давления воздуха в газопроводе между клапанами величины, равной 20-30% от рабочего давления, закрыть ручной кран УЗ2. При этом видимого повышения или понижения давления воздуха по манометру опрессовочного газопровода в течение одной минуты не допускается;
е) открыть ручной кран УЗ2 и поднять давление воздуха в газопроводе между отсечными клапанами К1 и К2…К4 до величины, равной рабочему давлению, и закрыть ручной кран УЗ2. При этом видимого падения давления воздуха по манометру опрессовочного газопровода в течение одной минуты не допускается;
ж) при проведении испытания время, в течение которого происходит повышение давления воздуха от 0 до рабочего между отсечными клапанами К1 и К2…К4, должно быть равно 30-40 с.
Применение блока газооборудования газогорелочного устройства разработанной конструкции позволяет повысить надежность работы блока путем улучшения контроля за работой оборудования.