Учебные пособия

Санитарно-технические работы

Раздел:  Строительство. Ремонт

Системы отопления, в которых давление пара не превышает 0,7 кгс/см2, называются системами низкого давления, а системы, в которых давление пара более 0,7 кгс/см2 — системами среднего и высокого давления. В этом параграфе рассматриваются только паровые системы низкого давления.

При применении в качестве теплоносителя пара используется его скрытая теплота парообразования. Скрытая теплота парообразования — это тепло, которое затрачивается ла превращение 1 кг воды в пар; при давлении пара 0,2 кгс/см2 около 540 ккал. При охлаждении в нагревательных приборах пар конденсируется и отдает помещению тепло, затраченное на испарение, воды. Вторым важным свойством пара, обладающего избыточным давлением, является его стремление расшириться и уменьшить свое давление до атмосферного. Благодаря этому свойству пар используется в отопительной технике.

С санитарно-гигиенической стороны пар является менее желательным теплоносителем, чем вода, так как пыль, оседая на поверхность нагревательных приборов, имеющих температуру около 100° С, пригорает, разлагается и загрязняет воздух продуктами сухой возгонки. В системах низкого давления температура пара почти не меняется и всегда выше 100° С.

В связи с перечисленными недостатками пар можно применять как теплоноситель только для отопления промышленных и отдельных коммунальных зданий.

Принцип работы систем парового отопления заключается в следующем. Образующийся в котлах пар поступает в паропроводы, а затем в нагревательные приборы. В приборах пар конденсируется в воду, отдавая тепло в помещения. Конденсат (вода) из приборов по конденсатопроводам поступает непосредственно в котел или в бак для конденсата, из которого насосом перекачивается в котел.

Для удаления воздуха из системы служит воздушная труба, сообщающаяся с атмосферой. Так как конец воздушной трубы сообщается с атмосферой, то давлением пара в котле уровень конденсата в трубопроводе поднимается выше уровня воды в паросборнике на величину, соответствующую давлению пара в котле. Например, при давлении пара в котле 0,2 кгс/см2 вода в конденсационной линии будет стоять на 2 м выше, чем в паросборнике.

По трубопроводу пар движется за счет разности давления пара и атмосферного давления, так как через трубу система сообщается с атмосферой. Эта разность давления 'расходуется на трение в трубопроводе и преодоление местных сопротивлений. Чтобы предохранить котел от аварии, используют выкидное  приспособление.

§ 68. Системы парового отопления

Системы парового отопления устраивают с верхней '(140, а) и нижней (. 140, б) разводкой паровых магистралей. На рисунке паропровод показан сплошной линией, а конденсатопровод и воздушный трубопровод — пунктиром. В системе парового отопления с верхней разводкой магистральный паропровод проходит над верхними приборами, а в системе парового отопления с нижней разводкой — под нижними приборами.

В системе парового отопления с верхней разводкой конденсат под давлением пара поднимается в конденсационных стояках до уровня /—/.

Конденсационная магистраль, проложенная ниже уровня конденсата в конденсационном трубопроводе, будет полностью залита водой. Такой трубопровод называется мокрым. Для удаления воздуха из системы прокладывают воздушную линию. Если конденсационная магистраль расположена выше уровня конденсата в конденсационном трубопроводе, то такой трубопровод, частично заполненный водой, называется сухим.

Воздух отводится по верхней не заполненной водой части сухого конденсатопровода и удаляется через воздушную трубу 1, расположенную в нижней точке магистрали. Чтобы сухой конденсатопровод не оказался залитым водой, в результате чего система может перестать действовать, его необходимо прокладывать на 200—250 мм выше уровня конденсата в конденсационном стояке.

Для отвода конденсата из магистрального паропровода 2 конец его соединяют в точке а с конденсационным трубопроводом 3 петлей 4, которая служит гидравлическим затвором; последний препятствует проникновению пара в конденсатопровод б В петле под давлением пара вода будет стоять на разных уровнях k. Разность уровней /—/ и //—// зависит от величины давления пара в точке а. Для прочистки петли и спуска воды внизу расположен тройник с пробкой 7.

Применяют также систему парового отопления с нижней разводкой и мокрым конденсатопроводом.

Системы парового отопления с самотечным возвратом конденсата в котел применяют при давлении пара, не превышающем 0,2 кгс/см2. При более высоком давлении пара, чтобы вода из котлов не попадала в нагревательные приборы, котельную приходится значительно углублять, что в большинстве случаев не представляется возможным. Поэтому при давлении более 0,2 кгс/см2 для системы парового отопления, как правило, применяют разомкнутую схему (141), при которой приборы  можно устанавливать даже ниже уровня  котлов.

Конденсат из приборов по трубопроводу 4 отводится в конденсационный бак 2, откуда он подается насосом 3 в котел. Котел устанавливают ниже уровня воды в баке (под заливом). Если бак расположен ниже конденсато-провода, воздух из системы по конденсатопроводу удаляется через конденсационный бак. При расположении конденсационного бака выше конденсатопровода или при наличии на конденсатопроводе водяных мешков на конденсатопроводах следует устанавливать воздушные краны

В системах с давлением пара выше 0,4 кгс/см2, чтобы не.допустить попадания пара в конденсационный бак, на конденсационной линии перед вводом в бак устанавливают конденсационный горшок /. Конденсационный горшок — прибор, который пропускает через себя конденсат и препятствует проходу пара. Чтобы предохранить паровые котлы низкого давления от повышения в mix давления выше допустимого, на них устраивают выкидные приспособления.

Поплавковый конденсационный горшок ГСТМ (142, а). Корпус горшка 4 состоит из двух частей, собранных на фланцах 6, которые соединены болтами 5. Для удаления воздуха из горшка и конденсатопровода на горшке устроен воздушный клапан 2. Конденсат и пар поступают в горшок через входной патрубок /.

При повышении уровня конденсата в горшке поплавок 3 всплывает и поднимает рычаг 13, который передвигает золотник 12. После этого приоткрывается выпускное отверстие в выходном патрубке 9 и давлением пара конденсат вытесняется из горшка. Когда конденсат будет вытеснен из горшка, поплавок опустится и выход конденсата из горшка прекратится. Пар поднимается в верхнюю часть горшка и конденсат, находящийся внизу, препятствует выходу его из горшка.

Под рычагом 13 находится подъемный рычаг 8, который при повороте ручки 14 поднимает поплавок и полностью открывает выпускное отверстие для удаления конденсата. Горшок имеет гляделку 10 со стеклом IU позволяющую видеть, не пропускает ли горшок пар.

На случай ремонта или чистки горшка устраивают обводную линию 18 (142, б).

Конденсационный горшок «Автомат» (143). В корпус 9 горшка, внутри которого находится поплавок /, конденсат поступает через отверстие 8, С дном поплавка соединен стержень 10, на верхнем конусе которого имеется золотник 7. При заполнении корпуса конденсатом поплавок всплывает и золотник закрывает выходное отверстие. Постепенно заполняя корпус, конденсат переливается внутрь стакана и опускает его на дно. Вместе с поплавком опускается стержень 10, открывая при этом отверстие б. При таком положении под действием давления пара находящийся в поплавке конденсат выжимается в отверстие 6 через кольцевое пространство между стенками трубы // и стержнем 10.

Из отверстия 6 конденсат поступает в канал 3, а затем в выходное отверстие 2. Пар выжимает из поплавка только часть конденсата, вследствие чего нижний конец трубы 11 всегда остается залитым водой; поэтому через отверстие 6 пар из горшка выходить не может. Поплавок, из которого удален конденсат, поднимается, и золотник вновь закрывает отверстие 6.

В системах парового отопления нагревательные приборы устанавливают так же, как и в системах водяного отопления. Паровую подводку к приборам можно делать с уклоном к прибору и с уклоном к стояку. При верхней разводке паропровода паровую подводку к нижним приборам всегда рекомендуется укладывать с уклоном к прибору, что обеспечивает стекание конденсата из паропровода.

Конденсационную подводку от приборов всегда прокладывают с уклоном к стояку для удаления конденсата из прибора. Для лучшей работы приборов при установке их «на сцепке» подающая и обратная подводки должны быть присоединены 'с разных сторон приборов. Чтобш регулировать поступление пара в прибор и выключать его, па подводке пара у каждого нагревательного прибора устанавливают вентиль.

Системы парового отопления в сравнении с водяными системами имеют следующие преимущества: меньшие диаметры трубопроводов; поверхность нагрева отопительных приборов  меньше  на  30—35%;  меньшая  первоначальная стоимость; паровые системы быстро нагреваются и быстро остывают при выключении.

К недостаткам паровых систем относятся: высокая температура на поверхности нагревательных приборов в течение отопительного сезона; невозможность качественного и количественного регулирования; шум, вызванный гидравлическими ударами в трубопроводах; сложность сбора и возврата конденсата в разветвленных системах и особенно при обслуживании нескольких зданий.

§ 69. Оборудование котельной парового отопления

Принципиальная схема чугунного парового котла представлена на 144. Паровые котлы низкого давления оборудуются следующими устройствами.

Для предохранения паровых чугунных котлов от повышения в них давления устанавливают выкидные приспособления (145). Приспособление состоит из нижнего коллектора 1 и верхнего бачка 5, труб 4 разного диаметра, соединяющих нижний коллектор и верхний бачок, и трубы 3 для присоединения выкидного приспособления к котлу. Эту трубу присоединяют к паровому патрубку котла до вентиля.

Приспособление заполняют водой до середины высоты соединительных труб 4. Когда котел не работает, вода стоит во всех трубах на одном уровне. С повышением давления пара в котле уровень воды в трубе 3 опускается, а в остальных трубах поднимается; разность уровней соответствует давлению пара в котле. При дальнейшем повышении давления в котле пар выталкивает воду через трубу 6 в бачок 5 и получает свободный выход в атмосферу через выкидную трубу 7. При понижении давления пара в котле вода из бачка возвращается в трубы, а предохранительное выкидное приспособление вновь готово к действию.

Высота Hi соединительной трубы 4 зависит от расчетной величины давления пара Н и вычисляется в метрах водяного столба. Высота Н{ должна быть несколько больше высоты И (от 0,25 до 1,0 м). Выкидное приспособление заполняют водой через трубу 2. Для выпуска воды в канализацию устраивают сливную линию 9, которую присоединяют к штуцеру нижнего коллектора 1.

Для предохранения паровых котлов от повышения в них давления применяют также петлевые приспособления, рассчитанные на избыточное давление в котлах от 0,3 до 0,7 кгс/см2 и работающие по принципу гидравлического затвора.

Для наблюдения за уровнем воды в котлах устанавливают водоуказательные приборы. На паровых котлах, поверхность нагрева которых более 25 м2, устанавливают два прибора, имеющих каждый по два крана. Верхний кран прибора располагают на отметке высшего допускаемого уровня воды, нижний —на отметке низшего допускаемого уровня воды.

Водоуказательные приборы (146) имеют вид колонки с двумя кранами / и 2 и плоским стеклом. В паровых котлах кран 1 сообщается с водяным пространством, а кран 2 с паровым пространством. В процессе эксплуатации краны могут быть установлены в следующие положения: рабочее, когда водоуказательный прибор соединен с котлом; выключенное, когда прибор отключен от котла, и продувочное, когда полость стекла сообщается с атмосферой.

На водоуказательных приборах против допускаемых верхнего и нижнего уровней воды в котле устанавливают металлические указатели с соответствующими надписями.

Для снижения давления в системах парового отопления устанавливают редукционный клапан (147). Пар поступает через входное отверстие 3 клапана в камеру А, которая сообщается трубкой 6 с цилиндром 2. Давление пара передается на золотник 4 и через трубку  6 на   поршень  8.

Поршень имеет уплотняющее резиновое кольцо и шток 7, который жестко соединен с золотником 4. При перемещении поршня 8 вниз или вверх золотник соответственно опускается или поднимается, изменяя тем самым количество, а следовательно, и давление пара, поступающего в систему.

Площадь золотникового отверстия и площадь поршня равны, поэтому изменение давления пара в камере А не оказывает никакого влияния на степень открытия золотникового отверстия. При повышении давления в камере Б давление на золотник сверху увеличивается и передается через поршень 8 на шпиндель 9. Положение шпинделя в траверсе / регулируется маховиком 11, Траверса 1 скреплена болтами с траверсой 10, в результате чего при опускании траверсы / опускается и траверса 10. Опускание траверсы 10 приводит к сжатию пружины 5.

В том случае, если давление пара за редуктором (в камере Б) уменьшится, пружина 5 разожмется, что вызовет подъем траверсы 10, траверсы 1, поршня 8, шпинделя 9 и золотника 4. В результате приток пара в камеру Б увеличится и давление за редуктором восстановится.

Регулировку положения пружины на заданное давление пара в системе отопления производят вращением маховика

В процессе эксплуатации редукционного клапана не-обхбдймо соблюдать следующие условия: золотник должен плотно прилегать к седлу при ослабленной пружине; золотник и поршень должны легко перемещаться при вращении нижнего маховика; при вращении верхнего маховика упорная головка должна плотно упираться в золотник.

На паровом котле низкого давления устанавливают манометры, рассчитанные на давление не более 3 кгс/см2. На шкале манометра делают пометку красной чертой, которая соответствует максимально допустимому давлению пара в котле. Перед манометром необходимо устанавливать трехходовой кран (148, а).

148. Трехходовой кран   к манометру (а)  и возможные его   положения (б — д): 1 — пробка, 2 — каналы

Возможные положения трехходового крана приведены на 148, б — д. При первом положении крана манометр соединен с котлом, в котором измеряется давление. Это положение крана является рабочим. При втором положении крана манометр отключен от котла и соединен каналом с атмосферой. Если при этом положении стрелка манометра опускается плавно, но не доходит до нуля, значит, манометр неисправен и его показания неправильны. При третьем положении манометр отключен, а котел каналами крана соединен с атмосферой. В этом случае происходит продувка подводки к манометру.

При четвертом положении крана проверяют стационарный манометр, к фланцу которого присоединяют контрольный манометр.

Для предохранения манометра от высоких температур его устанавливают на трубку У-образной или петлевой формы. В этой трубке скапливается охлажденный конденсат или остывшая вода.

§ JO. Монтаж системы парового отопления

Трубопроводы систем парового отопления монтируют из заготовок, сделанных в ЦЗМ, так же как трубопроводы систем водяного отопления.

Фланцевые соединения паропровода рекомендуется выполнять с паронитовыми прокладками толщиной 3—5 мм, предварительно смоченными в горячей воде.

Радиаторные секции собирают на паронитовых прокладках толщиной 1 мм. Перегруппировывать радиаторы разрешается в том случае, если в качестве уплотнителя используют асбестовый шнур с льняной прядью, пропитанной графитом, который замешан на натуральной олифе. Радиаторы, устанавливаемые у деревянных неоштукатуренных стен, должны отстоять от них не менее чем на 100 мм.

Сифоны, предназначенные для удаления конденсата из стояков и магистралей парового отопления низкого давления, должны иметь высоту, указанную в проекте. В нижних точках сифонов ставят пробки для спуска воды и грязи.

При монтаже котельной низкого давления необходимо устанавливать предохранительное выкидное приспособление для каждого котла. На трубах от котлов до предохранительных выкидных приспособлений запорную арматуру не устанавливают.

Каждый паровой котел низкого давления должен быть снабжен манометром с делениями 0,1 кгс/см2 и водомерным стеклом. Манометры необходимо соединять с паровым пространством котла через сифонную трубку. У каждого манометра для выключения его устанавливают трехходовой кран.

Конденсационные баки должны иметь устройства для опорожнения.

После окончания монтажа необходимо провести гидравлическое испытание системы парового отопления. Котлы испытывают после установки.

При заполнении системы водой из нее надо выпустить воздух. Так как воздух из системы парового отопления удаляется через конденсационные линии, а при заполнении системы водой воздух нужно выпустить через верхние точки трубопроводов и приборы, то воздух в этих местах выпускают через ослабленные фланцевые   соединения   или   сгоны;   в   некоторых   случаях устанавливают  временные  воздушные  краны.

Паровые системы отопления с рабочим давлением до 0,7 кгс/см2 испытывают гидравлическим давлением, равным 2,5 кгс/см2 в нижней точке системы. После гидравлического испытания систему парового отопления полагается испытывать на плотность соединений в трубопроводе. Для этого в систему пускают пар при рабочем давлении. Затем смотрят, не пропускают ли соединения пара.