Настройка предохранительных клапанов на водогрейных котлах

Предохранительный клапан для котла предупреждает аварийную опасность. Это происходит, когда происходит перегрев воды и растёт давление, в результате чего разрывается магистраль или обшивка теплогенератора. Поэтому следует знать как правильно выбрать, установить и настроить этот важный элемент котла.

Устройство и принцип действия клапана

Устройство предохранительного клапана:

• защитной крышки;
• выпускного отверстия;
• пломбы;
• пружины сжатия;
• конуса;
• седла;
• напорной камеры.

Корпус изготавливается по технологии горячего штампования, обычно используют латунь, поэтому имеет большой срок эксплуатации. Регулирующий блок выполняется из термостойкого пластика, он не изменяет свою форму.
Существуют разные виды предохранительных клапанов, но принцип действия один.
На седло воздействует пружинный механизм и оно находится в закрытом состоянии. Если напор в трубопроводе будет сильнее усилия пружины сжатия, то откроется седло и произойдёт выброс теплоносителя.

Виды предохранительных клапанов

Данные элементы защиты классифицируют по-разному.

Принцип работы	Высота подъёма затвора	Способ открытия затвора	Способ нагружения золотника
1	Прямого действия	Малоподъёмные	Пропорциональные	Пружинные
2	Непрямого действия	Полноподъёмные	Двухступенчатые	Рычажно-газовые
3	Импульсные

Пружинные – самые распространённые, используются для котельных небольшого размера. Они имеют простую и надёжную конструкцию и возможность лёгкой регулировки рабочего давление в системе. Также из преимуществ можно выделить низкую стоимость.
Рычажные предохранительные устройства не пользуются особой популярностью, потому что, в основном, модельный ряд представлен диаметрами от 50 мм. Их используют в промышленной сфере.
Импульсные устройства используют на паровых котлах с давлением больше 39 кгс/кв.см (3,9 МПа). На каждый котел устанавливают, как минимум, по 2 шт. (контрольный и рабочий).
Малоподъёмные имеют высоту подъёма затвора от 5% от диаметра седла, поэтому имеют низкую пропускную способность. Из достоинств можно выделить: несложную конструкцию, доступную цену.

В полноподъёмных затвор поднимается на высоту не менее 25% диаметра седла. Их относят к двухступенчатым. Характеризуются большой пропускной способностью, высокой стоимостью и сложной конструкцией.

Полноподъёмные защитные устройства имеют колокол. Его задача состоит в том, чтобы помочь затвору достигнуть полного подъёма. Полноподъёмные используют, в основном, в тех системах, в которых среда сжимается.
Пропорциональные открывают затвор соразмерно увеличению давления и объём сбрасываемой среды пропорционально увеличивается с подъемом затвора. Эти защитные устройства применяют для воды и других жидких сред.

Из преимуществ использования пропорционального клапана можно выделить:

• открытие затвора согласно необходимости;
• лёгкую конструкцию;
• низкую стоимость;
• автоматически возникают колебания.

Двухступенчатые предохранительные устройства открывают затвор мгновенно. Их запрещено устанавливать в контуре ГВС, так как это приводит к падению давления в системе, а после этого устройство мгновенно закрывается, провоцируя гидравлический удар.

Недостаток двухступенчатых устройств – автоколебание затвора. Причина этого – превышение типоразмера или переменный аварийный расход среды.

Как выбрать надежный клапан

В проекте отопительной системы нужно чётко определять предельные допустимые значения давления. Также учитывается продуктивная способность бойлера или насоса, объём, особенности циркуляции температуры рабочей среды. Исходя из этого подбирается тип и конструктивные особенности.
Из ранее перечисленных видов пользователям рекомендуется использовать пружинные предохранительные клапаны. Они отлично подойдут для котлов с небольшой мощностью. Также используют устройства с низким или средним подъёмом для водогрейных систем.

Если рабочая среда сбрасывается в окружающую среду, то следует выбрать устройство открытого вида. Если сброс происходит в дренаж, то используется конструкция корпуса с выходным патрубком резьбового присоединения.

Запрещено устанавливать защитное устройство с завышенным порогом срабатывания. Оно не сработает, когда это необходимо.

Традиционный подрывной клапан имеет доступную цену, легко устанавливается. Это устройство хорошо защищает закрытую систему отопления с газовым илиэлкетрическим котлом, так как при возникновении аварии нагрев прекращается сразу.
Также не рекомендуется приобретать дешёвую китайскую арматуру. Она ненадёжна и протекает сразу, после первого подрыва.

Место установки предохранительных клапанов

При выборе места для установки предохранительных устройств необходимо соблюдать ряд правил:

1. Импульсные клапаны нужно монтировать в закрытых помещениях, при этом учитывать для какого климата они предназначены (умеренного или тропического).
2. Для обслуживания, ремонта, сборки и разборки изделий рекомендуется организовать так место, чтобы эти действия были без вырезки из системы водопровода.
3. Выполнять установку, соблюдая проектные рабочие чертежи.
4. Главный клапан монтируют приваривая к штуцеру только вверх вертикально. Возможно отклонение, но не больше 0,2 мм на 100 мм высоты защитного устройства.
5. При приваривании исключить возможность попадания в его полость брызг, грата, окалины.
6. Швы после варки нуждаются в термообработке, основываясь на требования действующей инструкции по монтажу оборудования системы водопровода.
7. На трубах, которые подходят к клапану и трубопроводах сброса напора, запрещено устанавливать запорные устройства и фильтры.
8. Рычаг клапана устанавливается горизонтально.
9. Для того, чтобы контролировать напор, перед фитингом нужно поставить манометр.
10. Клапан для системы отопления можно монтировать в нескольких местах трубопровода.

Настройка предохранительных клапанов

Настройку защитных устройств выполняют после установки и промывки системы.

Проверка предохранительных клапанов проходит в несколько этапов:

1. Настройка давления, которое устанавливается немного выше предельного рабочего давления.
2. Проверка напора при открытии, оно не должно превышать минимальное. Соответствует нормальному режиму работы. Настроить давление в пружинном предохранительном клапане можно с помощью вращения регулирующего винта, который сжимает пружину. Рычажной настраивается изменением массы груза.
3. Проверка полного открытия и закрытия.

Настройку можно не проводить для предохранительных устройств, в которых давление фиксируется заводом изготовителем.
Предохранительный клапан можно считать готовым к эксплуатации, если обеспечена воздухо- и водонепроницаемость, хорошо открывается и закрывается затвор, давление начала открытия и закрытия имеют отклонения в пределах допустимого для данного вида (смотреть паспорт устройства).

Периодичность проверки предохранительных клапанов – 1 раз в квартал.

После всех манипуляций по настройке обязательно следует пломбировка, присвоение номера и нанесение его на корпус защитного устройства (или на табличку, приваривается она к корпусу клапана на ней указывается: место монтажа, давление), составить эксплуатационную карточку или технологический паспорт.

Акт настройки

Акт настройки предохранительного клапана– обязательный документ. Его пишут на каждый клапан. Форму акта можно корректировать.

Если меняются условия регулировки устройства, то обязательно вносятся записи в документ. В акте нужно заполнять все пункты. Если нет отдельных данных, пишут: «Данные не требуются».
В акте также указывается комиссия, которая принимает готовность устройства к работе. В конце документа являются обязательным подписи членов этой комиссии.

Регулирование предохранительных клапанов котлов типа ДЕ

Регулирование предохранительных клапанов производится:

1. При пуске котла, после монтажа.

2. При пуске котла после нахождения его в резерве.

3. При проведении технического освидетельствования котла.

4. По результатам проверки исправности действия предохранительных клапанов.

5. При изменении рабочего давления в котле.

Регулирование предохранительных клапанов может осуществляться на стенде, при проведении гидравлических испытаний или в процессе щелочения при сбросе пара через линию собственных нужд и смонтированных пароотводящих трубопроводах.

До установки предохранительных клапанов следует произвести их ревизию. Смазать резьбу нажимной втулки (серебристый графит — 20%, глицерин — 70%, медный порошок — 10%), проверить состояние уплотнительных поверхностей, наличие уплотнений штока.

В нормальном режиме работы клапан закрыт, тарелка усилием пружины прижата к седлу. Усилие пружины на тарелку регулируется величиной ее сжатия, производимого с помощью резьбовой нажимной втулки.

Медленно поднимается давление и регулируются предохранительные клапаны на давление начала открытия, указанное в табл.3.

При необходимости эксплуатации котла на пониженном давлении (но не ниже значений указанных в п.1 раздела «Техническое обслуживание котла») клапаны настраиваются соответственно этому рабочему давлению, согласно разделу 6.2. Правил по котлам.

Регулирование предохранительных клапанов производится поочередно в следующей последовательности (рисунок предохранительного клапана см. П. II ):

— в котле установить необходимое давление;

— снять рычаг ручного подрыва (4) и защитный колпак (11);

— откручивая нажимную втулку (8) добиться начала-подрыва клапана;

— снизить давление в котле до посадки клапана, при этом перепад между давлением подрыва и посадки клапана должен быть не более 0,3 МПа. Вращением демпферной втулки (9) по часовой стрелке перепад увеличивают, против — уменьшают. Для вращения демпферной втулки необходимо ослабить винт стопорный (7), по окончании регулировки указанный винт застопорить;

— замерить высоту затяга пружины с точностью 1 мм и записать в сменный журнал;

— по окончании регулировки установить на место защитный колпак и рычаг ручного подрыва;

— опломбировать защитный колпак капана .

Для проверки правильности регулировки предохранительных клапанов поднять давление до момента срабатывания клапана, затем снизить давление до закрытия клапана.

Если давление срабатывания клапана не соответствует давлению начала открытия, указанному в таблице, и перепад между давлением подрыва и посадки клапана более 0,3 (3) МПа (кгс/см 2 ), регулировку повторить.

Сушка обмуровки, щелочение котлов типа ДЕ

1. После окончания монтажа котла рекомендуется произвести сушку обмуровки в течение 2-3 суток электрокалориферами, на дровах или используя пар работающих котлов, который подается в заполненный водой до нижнего уровня котел через линию прогрева нижнего барабана. Процесс нагрева воды в котле необходимо вести постепенно и непрерывно; при этом, необходимо следить за уровнем воды в котле по указателям уровня прямого действия. В период сушки температура воды в котле поддерживается на уровне 80-90°С.

2. Щелочение котла производится для очистки внутренних поверхностей от маслянистых отложений и продуктов коррозии.

Для заполнения котла при щелочении и подпитки в период щелочения желательно использовать химически очищенную воду. Допускается заполнение котла сырой осветленной водой с температурой не ниже + 5°С.

Пароперегреватель не подлежит щелочению и щелочным раствором не заполняется.

Очистка его от маслянистых загрязнений и ржавчины производится потоком пара, для чего перед щелочением открывается продувочный вентиль пароперегревателя.

Перед щелочением котла осуществляется подготовка котла к растопке (см. раздел «Осмотр и подготовка к растопке»).

Ввод реагентов и начало щелочения котла в целях экономии времени и топлива следует производить за 1 день до окончания сушки обмуровки.

Ввод реагентов может быть осуществлен посредством насоса-дозатора с емкостью или через бак емкостью 0,З-0,5 м З , установленный над площадкой верхнего барабана. Из бака раствор реагентов по гибкому шлангу вводить через вентиль патрубка «пар на собственные нужды».

Для щелочения применяются реагенты: каустическая (едкий натр) или кальцинированная сода и тринатрийфосфат (таблица 4).

Реагенты перед вводом растворяются до концентрации около 20%. Растворы соды и тринатрийфосфата необходимо вводить раздельно во избежание кристаллизации тринатрийфосфата в трубах котла. Вводить раствор реагентов из бачка в котел можно лишь при полном отсутствии давления в последнем. Персонал, работающий на операциях по приготовлению раствора и ввода его в котел, должен быть обеспечен спецодеждой (резиновые фартуки, сапоги, резиновые перчатки и маски с защитными очками).

При загрузке в бак твердых реагентов не рекомендуется разбивать их на куски, а лучше растворять в кипятке или прогревать паром банку с реагентами, установленную открытым торцом над отверстием бака.

Перед первой растопкой котла после монтажа ослабляются пружины предохранительных клапанов, если клапаны не были отрегулированы на стенде. При каждом подъеме давления при щелочении (0,3; 1,0; 1,3 МПа) закручиванием нажимных втулок устанавливается соответствие давления пружины на клапан давлению пара.

При щелочении после ввода реагентов выполнить растопку котла, в соответствии с требованиями раздела «Растопка» поднять давление в котле до 0,3-0,4 МПа (3-4 кгс/см 2 ) и выполнить обтяжку болтовых соединений люков и фланцев. Щелочение на этом давлении производить в течение 8 часов с нагрузкой котла не более 25% от номинальной.

Продуть котел по всем точкам по 20-30 сек. каждую и подпитать до верхнего уровня.

Снизить давление до атмосферного .

Поднять давление до 1,0 МПа (10 кгс/см 2 ) и щелочить при нагрузке не более 25% — 6 часов.

Продувку и подпитку котла производить при сниженном до 0,3-0,4 МПа (3-4 кгс/см 2 ) давлении.

Новый подъем давления до 1,3 МПа (13 кгс/см 2 ), а для котлов на избыточное давление 2,3 МПа (23 кгс/см 2 ) до давления 2,3 МПа (23 кгс/см 2 ) и щелочение при нагрузке не более 25% в течение 6 часов.

Смена котловой воды производится путем многократных продувок и заполнения котла.

В процессе щелочения не допускать заброса воды в пароперегреватель. Продувочный вентиль пароперегревателя все время открыт. Общая щелочность котловой воды во время щелочения должна быть не менее 50 мг .э кв/л. При снижении ниже этого предела в котел вводится дополнительная часть раствора реагентов, при этом давление в котле не должно превышать атмосферное.

Окончание щелочения определяют в результате производства анализов на стабильность содержания в воде Р₂О₅.

Предохранительные клапаны на паровых котлах с рабочим давлением более 0,07 МПа и водогрейных котлах с температурой выше 115°С, а также предохранительные клапаны экономайзеров должны быть отрегулированы таким образом, чтобы клапаны открывались при повышении рабочего давления на 10% выше допустимого.

У паровых и водогрейных котлов с параметрами ниже указанных давление срабатывания предохранительных клапанов составляет 0,02 МПа выше рабочего.

Окончательно отрегулированный предохранительный клапан должен вибрировать при легком нажиме ладонью снизу на рычаг.

Рычажные клапаны регулируются передвижением груза по рычагу, а пружинные — усилием пружины с помощью регулировочного винта. По окончании регулировки клапаны должны быть закреплены и опломбированы во избежание их смещения.

Испытание котла на паровую плотность проводится для проверки работы контрольно-измерительных приборов, автоматики и вспомогательного оборудования.

В процессе парового опробования обращают внимание на отсутствие дефектов всех элементах котла, на состояние Катковых и скользящих опор барабанов и камер, а также измеряют тепловые удлинения. За расширением элементов котла следят по реперам при растопке и подъеме давления.

Результаты измерений записывают в журнал:

• — до заполнения котла водой (нулевое положение);
• — после наполнения котла водой;
• — при достижении давления 0,1 МПа (1 кгс/см );
• — при давлении 0,3 МПа (3 кгс /см );
• — при достижении 30, 60 и 100% рабочего давления;
• — при расхолаживании котла после испытания.

Измеренные тепловые удлинения сравнивают с проектными перемещениями.

При разогреве котла и достижении давления пара до 0,3 МПа (3 кгс/см“) допускается производить протяжку болтовых соединений люков барабанов, лючковых затворов, фланцев арматуры и трубопроводов, проверять правильность работы опор, подвесок и компенсаторов.

При растопке котла и подъеме давления необходимо продуть пароперегреватель для его охлаждения.

Проверяют исправность установленного на котле манометра путем подключения к нему контрольного.

Окончание испытания котла на паровую плотность и регулирования предохранительных клапанов фиксируется актом.

После проведения ремонта и технического освидетельствования котлов производится пробная топка для проверки работы всех элементов котла и отопительной системы. При пробной топке температура воды в водогрейном котле поднимается до 90°С. В паровом котле при пробной топке создается рабочее давление пара. Пробная топка делается не позднее, чем за две недели до начала отопительного сезона.

Разрешение на пуск в работу вновь установленного котла выдаётся сотрудником инспекции технического надзора после проверки документации о проведенном ремонте, при положительных результатах технического освидетельствования и после осмотра котла в рабочем состоянии оформляется соответствующей записью в паспорте. В паспорте обязательно указываются параметры, при которых разрешается эксплуатировать котел.

После приемки котла приемочной комиссией и получения разрешения на его эксплуатацию пуск в работу происходит после письменного распоряжения администрации с записью в сменном журнале.