ОСТИЖЕНИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ
36—8
А. П. ШОРИН
АВТОМАТИЧЕСКОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
ГЕНЕРАТОРАМИ
ВОДЯНОГО ГАЗА
И ВОДОРОДА
(МОСКОВСКИЙ ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЙ ЗАВОД)
ЦБТИ • МОСКВА •	1958

СОВЕТ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
МОСКОВСКОГО (городского) ЭКОНОМИЧЕСКОГО АДМИНИСТРАТИВНОГО РАЙОНА
ЧОП
ьге
Достижения науки и техники
А. П. ШОРИН
АВТОМАТИЧЕСКОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
ГЕНЕРАТОРАМИ
ВОДЯНОГО ГАЗА
И ВОДОРОДА
(МОСКОВСКИЙ ГИДРОГЕНИЗАЦИОННЫЙ ЗАВОД)
ЦЕНТРАЛЬНОЕ БЮРО
ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Москва — 1958


Осуществленная на Московском гидрогеяизационном завод*
система автоматического управления генераторами водяного
газа и водорода, разработанная группой работников завода
И. Г. Руткевичем, В. Г. Герасимовым и Н. А. Виноградовым,
заменила ручное управление автоматическим без коренных
изменений в конструкции агрегатов.
В результате ликвидирован ручной труд по управлению
агрегатами; повысилась их производительность; снизился рас-
ход пара и технологического топлива; улучшилось качество во-
дяного газа и водорода; существенно возросла культура про-
изводства.
Особая ценность внедренной схемы автоматического
управления генераторами заключается в простоте технического
исполнения, позволяющей заводам осуществить ее собствен-
ными силами, и надежности в эксплуатации.
Автоматизация управления и наличие сигнализации позво-
ляют внедрять многоагрегатное обслуживание.
РАБОЧИЕ ЦИКЛЫ ГЕНЕРАТОРОВ
При получении водорода железопаровым методом управле-
ние генераторами водяного газа и водорода до сих пор осу-
ществляется вручную, что приводит к работе генераторов на
нерациональных режимах. Продолжительность рабочего цикла
генератора водяного газа установлена 6 мин.: горячее дутье
(воздушное) —2 мин. и холодное дутье (паровое) —4 мин.
В начале холодного дутья при температуре слоя антрацита
в генераторе 1000—1200° получается максимально возможное
количество окиси углерода с небольшой примесью углекислого
газа, являющегося балластом.
При паровом дутье по мере снижения температуры в газо-
генераторе до 800—900°, в водяном газе увеличивается содер-
жание углекислоты и соответственно снижается содержание
окиси углерода. Такое ухудшение наступает приблизительно с
четвертой минуты холодного дутья.
3
Аналогичное положение имеет место и при производстве
водорода. При окислении руды производительность водородно-
го генератора и качество водорода, начиная с третьей минуты,
резко снижаются. Таким образом, для водородных генерато-
ров выгодно окисление вести не более 3—4 мин., соответствен-
но сократится и время, необходимое для восстановления желез-
ной руды. Однако продолжительные рабочие циклы газогенера-
торов неизбежны при ручном управлении; переход на более
выгодные короткие циклы возможен только при автоматиче-
ском управлении газогенераторами.
При осуществлении автоматизации генератора водяного
газа системы Д-Ф с искрогасителем продолжительность
одного рабочего цикла принята 240 сек.
Круговая диаграмма цикла показана на рис. 1 и в табл. 1.
Таблица 1
Установка регулятора цикла генератора водяного газа Д-Ф
Наименование и назначение запорной арматуры	Момент от начала цикла		Продолжитель- ность открытого состояния	Момент от начала цикла		Продолжитель- ность открытого состояния, град.
	открыт, сек.	закрыт, сек.		открыт, I рад-	закрыт, град.	
Форсовый клапан	0	76	76	0	114	114
Предохранительный клапан	0	76	76	0	114	114
Воздушная задвижка с предо- хранительным клапаном	2	74	72	3	111	108
Газовый клапан верхний	223	144	161/85	334,5	216	241,.')/ 127,5
Газовый клапан нижний	144	223	79	216	334.5	118,5
Паровой клапан общий	76	240	161	114	360	246
Паровой клапан верхний га- зовый	223	144	161/85	334,5	216	241,5/ 127,5
Паровой клапан нижний га- зовый	144	223	79	216	331,5	118,5
Водяной клапан на скруббер	74	2	168	111	3	252
Водяной клапан на искро- гаситель	0	76	76	0	114	114
В каждом цикле после периода горячего дутья (72 сек.)
следуют три периода холодного дутья: паром снизу 70 сек., па-
ром сверху 79 сек. и паром снизу 19 сек., чем достигаются
равномерная температура во всем слое антрацита и незначи-
тельное ее снижение в процессе холодного дутья.
4
Рис. 1. Диаграмма рабочего цикла генератора водяного газа
5
Автоматическое управление генераторами водорода разра-
ботано применительно к генераторам типа Б-3 и Ш сходным
по своему устройству и наиболее распространенным. Однако
предлагаемая система автоматики может быть применена и к
другим существующим типам.
Продолжительность рабочего цикла водородного генератора
принята 360 сек. Круговая диаграмма цикла приведена на
рис. 2 и в табл. 2, содержащей данные о времени открытия и
закрытия запорной арматуры.
Таблица 2
Установка регулятора цикла генератора водорода
Наименование и назначение	Момент от начала цикла		Продолжитель- ность открытого состояния сек.	Момент от начала цикла		Продолжитель- ность открытого состояния, град.
запорной арматуры	открыт, сек.	закрыт, сек.		открыт, град.	закрыт, град.	
Клапан дымовых газов Задвижка водяного газа Задвижка нижнего воздуха Задвижка грязного водорода Клапан паровой Задвижка водородная Клапан водяной	0 3 5 0/180 180 192 180	180 177 175 192 360 360 360	180 174 170 192/12 180 168 180	0 3 5 0/180 180 192 180	180 177 175 192 360 360 360	180 174 170 192/12 180 168 180
При проведении работ по автоматизации было предусмот-
рено использование первой порции водорода, загрязненного во-
дяным газом, путем подачи его через специальную задвижку
в трубопровод водяного газа (ранее он выходил в атмосферу).
ОСНОВЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Вся основная запорная арматура автоматически приводит-
ся в действие посредством жидкости с давлением 5—7 атм.
В качестве рабочей жидкости применяют минеральное
масло с малой вязкостью или воду.
Гидравлическая система управления проста, надежна и об-
ладает плавностью выполнения операций.
Основная газозапорная арматура генераторов дооборудует-
ся гидравлическими приводами, причем она может быть остав-
лена на прежних местах, что позволяет сохранить без переде-
лок существующие основные трубопроводы.
6
7
Мелкая запорная арматура для пара и воды, а также
предохранительные газовые клапаны и задвижки дооборудуют-
ся гидравлическими приводами меньших размеров и более
простой конструкции, в отдельных случаях возможно присоеди-
нение мелкой арматуры к приводам основной арматуры, дей-
ствующей одновременно. Например, к приводу форсового кла-
пана могут быть присоединены предохранительный газовый
клапан и водяной клапан для подачи воды к искрогасителю.
Схема автоматического управления оборудована напорной
установкой для обеспечения рабочей жидкостью, распределение
которой по гидроприводам арматуры производится распреде-
лительными золотниками, управляемыми регулятором цикла.
Регулятор цикла, распределительные золотники, манометры с
частью принадлежностей и трубопроводов монтируются на
щите управления, располагаемом вблизи обслуживаемого гене-
ратора. Управление распределительными золотниками пневма-
тическое.
В качестве регуляторов цикла используют командные
электропневматические приборы (КЭП) на 6 цепей: три пнев-
матические и три электрические с циклом 4—14 мин., выпу-
скаемые заводом «Физприбор».
Гидроприводы арматуры, у которой моменты открытия и
закрытия совпадают по времени, объединены в группы, при-
соединенные к одному из распределительных золотников.
Регуляторы цикла, распределительные золотники, щиты
управления, золотники блокировки и часть арматуры для гене-
раторов водяного газа системы Д-Ф и для генераторов водо-
рода типа Б-3 и Ш имеют одинаковые размеры и конструк-
цию.
СХЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОМ
ВОДЯНОГО ГАЗА
Схема управления генератором водяного газа представлена
на рис. 3, который вместе с диаграммой рабочего цикла (см.
рис. 1) показывает взаимодействие всех элементов установки.
Особенности в работе автоматизированного генератора во-
дяного газа заключаются в том, что в период горячего дутья
будут открыты: форсовый клапан, предохранительный клапан
на трубопроводе водяного газа, воздушная задвижка, верх-
ний газовый клапан, клапан подачи пара снизу, клапан подачи
воды на искрогаситель (когда он автоматизирован); остальные
клапаны и задвижки закрыты. Держать открытыми верхний
газовый клапан и клапан подачи пара снизу, которые при руч-
ном управлении бывают закрыты, опасности не представляет,
так как высота гидравлического затвора в скруббере водяного
газа превышает высоту предохранительного гидравлического
затвора не менее чем на 50 мм вод. ст.
8
SJJitOTI
СССР
9
В трубопровод водяного газа при открытом форсовом -кла-
пане воздух попасть не может ввиду незначительного давления
в верхней части генератора, а открытое положение клапана
подачи пара снизу совершенно безопасно, так как в это время
закрыт общий газовый клапан.
В случае внезапного прекращения подачи электроэнергии
арматура генератора быстро приводится в положение, соответ-
ствующее началу цикла, когда должны быть открыты: форсо-
вый клапан, предохранительный клапан на трубопроводе во-
дяного газа, верхний газовый клапан, клапан подачи пара
снизу, клапан подачи воды на скруббер и клапан подачи воды
на искрогаситель.
В условиях пневмогидравлической системы автоматики вы-
шеуказанное может быть достигнуто установкой трехходового
крана на трубопроводе сжатого воздуха к КЭП заглушкой в
сторону питания и поворотом барабана концевых выключате-
лей КЭП в положение, соответствующее началу цикла, что мо-
жет быть выполнено дежурным персоналом в течение 1—2 мин.
В случаях продолжительной остановки во избежание бес-
полезного расхода воды на скруббер и искрогаситель следует
вручную прекратить ее поступление.
Возможность работы гидроприводов арматуры при внезап-
ном выключении электроэнергии гарантируется запасом рабо-
чей жидкости в аккумуляторе напорной установки, находящей-
ся под давлением не менее 5 атм. Этот запас обеспечивает не-
обходимые переключения арматуры всех действующих
газогенераторов, обслуживаемых установкой при снижении
давления жидкости не более чем до 4 атм.
Периодические продувки генератора водяного газа воз-
духом во время его остановки производят при помощи четырех-
ходового крана, поворачиваемого вручную, при остановленном
регуляторе цикла. В остальное время ручка крана надежно
закреплена для предотвращения случайного поворота его.
В целях правильного переключения основной арматуры
генератора и безопасной работы в системе автоматического
управления предусмотрены четыре гидравлических блокировки,
которые допускают: открытие воздушной задвижки только при
полностью открытом форсовом и закрытом нижнем газовом
-клапанах; открытие нижнего газового клапана, закрытие
форсового и предохранительного газового клапанов только
при полностью закрытой воздушной задвижке. Для этого у
форсового и у нижнего газового клапанов установлены по
одному золотнику блокировки, а у воздушной задвижки — два.
СХЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ГЕНЕРАТОРОМ ВОДОРОДА
Схема автоматического управления генератором водорода
показана на рис. 4 и диаграмме рабочего цикла (см. рис. 2).
10
Пуск генератора водорода производят при остановленном
регуляторе цикла путем поворота его барабана вручную по
мере необходимости с одновременно выключенными вентилями
на трубопроводах гидроприводов и использованием задвижек
с ручным приводом на трубопроводах водяного газа и воздуха
Vau&nt о&втвнчо
—•— ПродиВоа
— —Мора) ягртмиЛ
—»— Морой цистой
—‘—fas Водяной
-----Воздал дргтедой
-----Воздщ сжатий
-----Вода ахлажОаюирр
-----Kudwcmo сшюаи
-----Лар Водопад
Рис. 4. Схема автоматического управления генератором водорода:
М — манометр; Р — редуктор, Ф — фильтр	сжатого воздуха;
ЗБ — золотник	блокировки;	ЗР — золотник	распределительный;
ЗВГ — задвижка водяного газа; ЗГВ—задвижка грязного водовода;
ЗЧВ — задвижка чистого водорода; ЗВ — задвижк» воздушная;
КЧ — кран четырехходовой; КВ — клапан водяной; КП — клапан
паровой; КДГ — клапан дымовых газов; КЭП — командный
электропневматический прибор
из юзеапоел
Водяного газа
как для регулирования подаваемых количеств газа и воздуха,
так и для длительного отсоединения этих трубопроводов от
генератора.
При внезапном прекращении подачи электроэнергии гене-
ратор водорода немедленно останавливают, а всю основную
11
запорную арматуру, за исключением клапана дымовых газов,
закрывают поворотом трехходового крана на трубопроводе
сжатого воздуха к КЭП заглушкой в сторону питания, после
чего четырехходовой кран повертывают на 90°.
Задвижка на линии, отводящей загрязненный водород,
остающаяся открытой, не представляет опасности, так как она
отделена от трубопровода водяного газа гидравлическим затво-
ром.
Для правильного переключения основной арматуры гене-
ратора водорода и создания условий безопасной его работы в
системе автоматического управления предусмотрены четыре
гидравлические блокировки, обеспечивающие открытие задвиж-
ки водяного газа только при открытом клапане дымовых газов,
открытие воздушной задвижки только при открытых клапане
дымовых газов и задвижке водяного газа, закрытие задвижки
водяного газа только при закрытой воздушной задвижке и от-
крытом клапане дымовых газов, закрытие клапана дымовых
газов только при закрытых задвижках водяного газа и воз-
духа. Соответственно этому у клапана дымовых газов и у воз-
душной задвижки установлено по одному золотнику блокиров-
ки, а у задвижки водяного газа -— два.
Синтеровка генератора водорода может осуществляться
в зависимости от местных условий вручную или путем дистан-
ционного управления.
РЕГУЛЯТОР ЦИКЛА
Регулятор цикла (КЭП) является центральным элементом
автоматического управления, от надежности его в значительной
степени зависит бесперебойность работы генераторов, а также
подача сигналов.
Прибор ’ типа КЭП предназначены для регулирования по
заданному циклу последовательности и продолжительности
различных операций в технологических и иных процессах по-
средством быстрого включения и выключения электрических
или пневматических цепей. Основными элементами командных
электропневматических приборов являются быстродействующие
путевые выключатели, вращающиеся барабаны с расположен-
ными на них пальцами, пневматические золотники, электриче-
ские контакты и синхронный двигатель с редуктором и расцеп-
ляющим механизмом.
Синхронный двигатель с редуктором и расцепляющим меха-
низмом обеспечивает точное время оборота барабана (цикла).
Поворотом нижнего колокола со шкалой можно установить
любую из возможных скоростей. Верхний колокол со шкалой,
градуированной в процентах от оборота барабана, служит для
настройки времени срабатывания путевых выключателей, кото-
12
Гоз,жидкость
tn
К агрегату
Рис. 5. Положение поршня золотника при взведенной
защелке выключателя
Рис. 5а. Положение поршня золотника при сброшенной
защелке выключателя
рые воздействуют либо на электрический контакт, либо на
пневматический золотник.
Пальцы, расположенные на вращающемся барабане, сбра-
сывают или взводят защелку путевого выключателя. Для уста-
новки любого пальца в паз барабана достаточно ослабить
стягивающий винт и палец легко можно будет переместить на
нужное место, где вновь закрепить тем же винтом.
Пневматический золотник работает в зависимости от пере-
движения поршня (рис. 5 и 5а). В нижнем положении клапа-
на поршень опущен и воздух подается из сети через нижнее от-
верстие в верхнее и далее в исполнительный механизм; при
подъеме клапана он запирает нижнее отверстие и создает
сообщение исполнительного механизма с наружным выходным
отверстием.
В процессе эксплуатации генераторов водяного газа и водо-
рода с автоматическим управлением на ЛАосковском гидрогени-
зационном заводе установлены надежность и точность работы
регуляторов цикла КЭП-6/4.
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ золотник
Распределительный золотник (рис. 6) является элементом
автоматического управления, он непосредственно по импуль-
сам, получаемым от регулятора цикла (КЭП), управляет рас-
пределением рабочей жидкости по гидроприводам арматуры
генератора. Золотник имеет цилиндрическую форму диаметром
32 и ход 22 мм, что обеспечивает возможность нормального
управления гидроприводами арматуры генератора с суммар-
ной рабочей емкостью цилиндров до 5—6 л при давлении рабо-
чей жидкости не менее 5 атм.
Регулятор цикла в зависимости от настройки периодиче-
ски подает сжатый воздух давлением 1,5—2 атм в пневмопри-
вод каждого распределительного золотника. Последний, прео-
долевая сопротивление отжимающей пружины, перемещает
золотник вниз, изменяя этим соединения напорной и сливной
магистралей рабочей жидкости с трубопроводами данной груп-
пы гидроприводов, которые переключают арматуру соответст-
венно определенной фазе рабочего цикла генератора.
Конструкция распределительного золотника рассчитана на
установку его в вертикальном положении. Однако в случае
необходимости золотник может быть расположен горизонталь-
но или даже наклонно без существенного влияния на его
работу.
Детали золотников выполнены тщательно. При сборке зо-
лотников особое внимание обращено на правильность положе-
ния и плотность установки цилиндра в корпусе, точность
зазора между золотником и цилиндром, размер хода золотника
и регулировку отжимающей пружины. В процессе эксплуата-
14
Рис. 6. Распределительный золотник (пневматический):
1 — золотник; 2 — цилиндр золотника; 3— корпус;
4 — патрубок присоединительный; 5 — крышка кор-
пуса нижняя; 6—пробка нижней крышки; 7—
крышка корпуса верхняя; 8—шток; 9— гайка што-
ка; 10— шайба стопорная; 11 — диск; 12 — диа-
фрагма; 13—фланец пневмопривода верхний; 14—
фланец пневмопривода нижний; 15 — фланец опор-
ный; 16—стойка; 17 — перемычка; 18 — стойка ма-
нометра; /9--втулка опорная; 20 — втулка направ-
ляющая; 21 — пружина отжимающая; 22 — гайка
пружины регулирующая; 23 и 21—болт с гайкой;
25— прокладка нижней крышки; 26—прокладка
верхней крышки; 27 — трубка воздушная
15
ции не реже одного раза в месяц следует проводить профилак-
тический осмотр распределительных золотников, уделяя особое
внимание их очистке от загрязнений, а также проверке вели-
чины хода золотника и его продольного люфта.
БЛОКИРОВОЧНЫЙ золотник
Блокировочный золотник (рис. 7) обеспечивает заданную
безопасную последовательность действия гидроприводов арма-
туры генератора, он изготовлен в отдельном корпусе с ходом,
равным 20 л/.и, и рассчитан на включение в трубопровод диа-
метром 3/4".
Рис. 7. Блокировочный золотник:
I — корпус; 2 — зеркало; 3— болт; 4— прокладка корпуса; 5 —
золотник; 6 — шток; 7— пробка направляющая; 8— гайка саль-
ника; 9 — пружина золотника; 10—кольцо упорное; // — патру-
бок; 12— пружина отжимающая; 13—упор отжимающей пружи-
ны; 14 — гайка упора; 15 — прокладка направляющей пробки
Перемещение золотников в автоматической схеме управле-
ния производится механически путем нажима элементов гидро-
привода или арматуры на шток золотника. Возврат его в
исходное положение при прекращении нажима на шток про-
исходит автоматически под действием отжимающей пру-
жины.
Золотники в зависимости от назначения могут быть
выполнены при сборке нормально открытыми (НО), или нор-
мально закрытыми (НЗ). В первом случае отверстие в зеркале
у золотника открыто под действием отжимающей пружины, во
втором случае закрыто.
16
ПОТРЕБНОСТЬ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ И РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТЬЮ
Для нормального действия пневмогидравлической системы
необходимо обеспечить ее достаточным количеством сжатого
воздуха давлением не менее 1,5 атм, необходимого для ра юты
пневмоприводов распределительных золотников,, управляемых
при помощи пневмозолотников КЭП, и рабочей жидкости с
давлением 5—7 атм.
Сжатый воздух с учетом возможных утечек требуется при
0°С и 760 мм рт. ст.: для управления генератором водяного
газа системы Д-Ф при цикле 4 мин. — 80 л в час и ^генерато-
ром водорода системы Б-3 и Ш при цикле 6 мин. — 55 л.
Рабочая жидкость необходима для работы гидроприводов,
управляющих арматурой генераторов, потребность ее с учетом
нормальных утечек составляет: для гнератора водяного газа —
465 л/час и генератора водорода — 170 л!час.
Рне. 8. Схема воздушнокомпрессорной установки:
I компрессор воздушный; 2 — ресивер воздушный;
манометр электроконтактныи; *1— манометр техни-
ческий; 5 и 6 — краны проходные; 7— клапан обрат-
ный; 8 — клапан предохранительный; 9— кран трех-
ходовый к манометру
Воздушнокомпрессорная установка (рис. 8) состоит из ра-
бочего и резервного воздушных компрессоров, ресивера трубо-
проводов и устройств электропитания с приборами азто^ати-
17
ческопо пуска и остановки электродвигателем компрессоров
производительностью 10—60 л/мин и давлением 8—10 атм
каждого. Наиболее приемлемыми являются передвижные воз-
душные компрессоры типа 116 или 116-2, а также компрессоры
с автомашин.
Минимальная емкость воздушного ресивера составляет
около 100 л и зависит от наибольшего давления воздуха в нем
и количества воздуха, расходуемого для нужд автоматики.
С увеличением давления емкость может быть уменьшена, а с
увеличением расхода воздуха — увеличена.
Вводить воздух от компрессоров целесообразно в нижнюю
часть ресивера с направлением струи воздуха тангенциально
или вниз для лучшего отделения смазочного масла и влаги.
Отвод воздуха следует производить из верхней части ресивера,
в нижнем днище предусматривать устройство спускных патруб-
ков для воды и масла. Ресивер оснащен указывающим мано-
метром и электроконтактным типа ЭКМ-1, последний необхо-
дим для автоматического включения и выключения компрессо-
ров в зависимости от давления воздуха в ресивере.
Сжатый воздух при подводке к щиту управления генера-
торами пропускается через воздушный фильтр и редуктор
для понижения давления до 1,5—2 атм, т.е. до рабочей вели-
чины.
Насосная установка состоит из рабочего и резервного
насосов, пневмогидравлического аккумулятора, сливного бака,
трубопроводов и других устройств для электропитания и авто-
матического пуска и остановки электродвигателей насосов
(рис. 9).
Насосы применяют вихревые типа ЛК-5-15, соединенные
эластичными муфтами с электродвигателями мощностью 4,8—
4,5 кет при 1 450 об!мин.
Аккумулятор представляет собой вертикальный стальной
сосуд, в котором верхняя часть заполнена сжатым воздухом
с упругостью, позволяющей осуществлять периодическое под-
качивание насосами, без резких колебаний давления. Низ
аккумулятора заполняют рабочей жидкостью, давление
которой поддерживают в пределах 5—7 атм и контролируют
электроконтактным манометром типа ЭКМ-1 со шкалой 0—
10 кг!см2.
При внезапном выключении электроэнергии постановка в
безопасное положение арматуры газогенераторов в течние 2—
3 мин. гарантируется запасом рабочей жидкости в аккумуля-
торе, имеющей в момент выключения электроэнергии давление
не менее 5 атм. Использование этого запаса не должно вызы-
вать снижения давления в аккумуляторе ниже 4 атм. При ча-
совом расходе рабочей жидкости 800 л/час целесообразно
иметь аккумулятор с объемом 0,8—2,0 ж3.
18
устанавливать на уровне рабочей
вблизи аккумулятора — сливнои
Аккумулятор желательно
площадки газогенераторов, а
бак и насосы.
Рабочая ппащаака
генеротороб X,...
i
а
S
у
1
Поп генераторного
отОепения \
От трубопроОова снятого боздуха
Пт щита управления
генератора
От щита управления
генератора /
К щиту управления
генератора
' К щиту управления
генератора
ОД
7
Рис. 9. Схема насосной (гидронапорной) установки:
1— насос вихревой; 2—аккумулятор пневмогидравлический; 3 — бак
сливной; 4 — фильтр; 5 — манометр показывающий, электроконтакт-
ный; 6 — манометр технический; 7 и 8 — краны проходные; 9 и 10
клапаны обратные; И — клапан предохранительный; 12 — вентиль про-
ходной; 13 — устройство уровнемерное; 14 — кран трехходовый к ма-
нометру
ТРУБОПРОВОДЫ, АРМАТУРА И ГИДРОПРИВОДЫ СХЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Трубопроводы, подающие рабочую жидкость от напорной
установки к распределительным золотникам, выполняют с
внутренним диаметром 40 мм; отводящие от золотин- а в слив-
ной бак диаметром 5О.ил/, а трубопроводы между р определи-
тельными золотниками и гидроприводами изготов;: .ют диамет-
ром 20 мм.
19
Трубопроводы монтируют с полной герметичностью, очи-
щают от окалины, песка и прочих загрязнений путем продувки
и промывки.
Арматура при устройстве автоматики генераторов сохра-
няется. В газовом цехе Московского гидрогенизационного за-
вода была проведена унификация арматуры, в частности
задвижек современных генераторов водорода. Задвижки
диаметром 150 мм установлены на генераторах системы
Ш и БЗ. нормальную производительность которых
вполне обеспечивают. Унификация га-
зовых задвижек облегчает и удешев-
ляет их ремонт, создает необходимый
резерв в арматуре, а также условия,
существенно ускоряющие и облегчаю-
щие переход на автоматическое управ-
ление работой генераторов за счет
уменьшения типоразмеров автоматизи-
рованной арматуры. Задвижки устанав-
ливают на трубопроводах водяного
газа, воздуха' нижнего и верхнего,
водорода чистого и грязного и нижней
продувки.
Гидропривод является гидравличе-
ским поршневым приводом двойного
действия, состоящим из цилиндра с
двумя крышками, поршня с манжета-
ми, штока, опорной конструкции и
ряда мелких деталей (рис. 10).
Внутренний диаметр цилиндра ра-
вен 82 мм; ход поршня и штока —
170 мм, эти размеры обозначают ти-
поразмер гидропривода (ГП = 82Х
X 170).
Рис. 10. Гидропривод:
1—цилиндр; 2 — крышка цилиндра нижняя;
3 — крышка цилиндра верхняя; 4 — шпилька
цилиндра; 5 — гайка шестигранная; 6—шай-
ба пружинная; 7 — фланец присоединения
верха цилиндра; 8— отвод; 9 — корпус саль-
ника цилиндра; 10— болт откидной; 11 — ко-
сынка крепления; 12 — валик; 13— крышка
сальника; 14 — шток гидропривода; 15 — муф-
та соединения штоков; 16 — штифт стопор-
ный; 17 — шток задвижки газовой; 18—пру-
жина цилиндрическая; 19 — кольцо упорное;
20 — кольцо центрирующее; 21 - гайка што-
ка задвижки; 22 — фланец опоры гидропри-
вода; 23 — стойка; 24 — ребро стойки
2G
Гидроприводы и соединенные с ними автоматически откры-
вающиеся и закрывающиеся задвижки в свою очередь управ-
ляются распределительными золотниками в соответствии с ра-
бочим циклом генераторов и эксплуатируются при давлении
рабочей жидкости 5—7 атм, развивая на штоке усилие свыше
600 кг. Даже при давлении 3,5—4 атм развивается усилие,
достаточное для управления арматурой, что показывает полную
пригодность гидроприводов указанной конструкции для авто-
матизации арматуры крупных размеров.
В гидроприводе форсового клапана у генератора водяного
газа и клапана дымовых газов у генератора водорода прямо-
линейное движение штока передается на валы клапанов с по-
воротом на определенный угол, что достигается добавлением
к гидроприводу ГП-127 с величиной хода 220 мм рамы со што-
ком и направляющими подшипниками, позволяющими выпол-
нять указанную передачу к клапанам. При применении воды
в качестве рабочей жидкости цилиндры и штоки гидроприводов
изготовляют из коррозийноустойчивых материалов, а при ми-
неральном масле их выполняют из обычной углеродистой
стали. В надежности работы гидроприводов большое значение
имеют качество сальников и их состояние в процессе эксплуа-
тации. Они выполняются отдельными бумажными кольцами
квадратной просаленной плетеной набивкой размером 8 мм,
изготовленной по ТУ МХП № 409-Н, с тщательно выполнен-
ными косыми срезами на стыках, которые при укладке не
должны совпадать.
Конструкция гидроприводов для форсовых и газовых кла-
панов воздушных и газовых задвижек одинакова, различны
только конструкции их опор. В целях удешевления стоимости
изготовления и упрощения эксплуатации приняты только два
размера гидроприводов с диаметрами цилиндров 80 и 127 мм,
длину которых изменяют в зависимости от размеров хода при-
водной арматуры.
Клапаны для пара, воды и предохранительные приняты
одинаковой конструкции, они имеют два размера — 50
и 80 мм.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Одновременно с устройством автоматического управления
генераторами целесообразно: увеличить диаметры паропрово-
дов к генераторам до 70—80 мм; установить надежные паро-
перегреватели на трубопроводах водяного газа и водорода
(до скрубберов); увеличить диаметры воздуховодов там. где
они недостаточны; установить контрольно-измерительные при-
боры для измерения и регистрации температуры в генераторах,
а также содержания СО2 в водяном газе на выходе его из
21
генератора. Это даст возможность повысить производитель-
ность и экономичность газовых установок.
Наличие круглосуточной регистрации основных показателей
режима генераторов дает объективные данные для контроля
и оценки работы не только оборудования, но и сменного пер-
сонала, последнее имеет большое организующее значение.
Сравнительные данные результатов испытаний водородных
генераторов с автоматическим и ручным управлением приве-
дены в табл. 3.
Таблица 3
Результаты испытаний водородных генераторов
Наименование	Размер- ность	Водородная печь с авто- матическим управле- нием	Водородная печь с ручным управлением
Продолжительность испыта- ния	час.	4	4
Производительность водород- ной печи за испытание	.к3	1026	791
То же в час (средняя)	.и3	256	197
Расход пара за испытание	кг	2198	2311
То же за час	кг	550	585
Интенсивность расхода пара (средняя)	кг /час	1240	12С0
Среднее давление папа	атм	2,46	2,0
Средняя температура пара	°C	170	165
Удельный расход пара на 1 м3 водорода	кг	2,13	2,93
Для сравнения работы генераторов водяного газа с авто-
матическим и ручным управлением был произведен ряд испы-
таний продолжительностью по 4 час. при работе каждого
генератора на две водородные печи. Расход пара определялся
при помощи нормальной диафрагмы, установленной на паро-
проводе перед пароперегревателем у газогенератора с ручным
управлением, у генератора с автоматическим управлением
пароперегреватель отсутствовал.
Сравнительные данные результатов испытаний генераторов
водяного газа приведены в табл. 4.
Испытания показали, что производительность водородной
печи с автоматическим управлением на 30% выше, чем у печи
с ручным управлением, а удельный расход пара меньше
на 39%.
22
Производительность генератора водяного газа с автомати-
ческим управлением повысилась на 12,5% в сравнении с гене-
ратором ручного управления при сравнительно одинаковом
удельном расходе пара.
Практика эксплуатации газовых установок показывает,
что при ручном управлении нередко бывают случаи перегрева
Таблица 4
Результаты испытаний генераторов водяного газа
Наименование	Размер- ность	С автомати- ческим управле- нием	С ручным управлением
Производительность генерато- ра за 4 часа испытаний	м3	1860	1372
То же в час	м3	465	343
Расход пара в час	кг	794	567
Давление пара	атм	3,2	з.з
Температура пара	°C	166	160
Температура за пароперегре- вателем газогенератора	°C	—	228
Количество рабочих циклов за	цикл	59	21
испытание Продолжительность цикла	мин.	4	11,6
Продолжительность подачи пара за один цикл (сред- няя)	мин.	2,93	6,75
генераторов, а в связи с этим порча их футеровок, что обычно
влечет за собой перегрев металлического кожуха и других ча-
стей и вызывает дорогостоящий и длительный ремонт.
Автоматическое управление позволило исключить возмож-
ность порчи футеровок и удлинить межремонтные периоды с 3
до 6 месяцев.
Устраняя ручной труд в управлении генераторами, автома-
тизация коренным образом изменила функции аппаратчиков,
внесла новые, повышенные требования к их квалификации,
развила творческую инициативу и расширила их кругозор.
СОДЕРЖАЛHt
Стр.
Рабочие циклы генераторов......................................... 3
Основы системы автоматического управления......................... 6
Схема автоматического управления генератором водяного газа . .	8
Схема автоматического управления генератором водорода ....	10
Регулятор цикла ................................................. 12
Распределительный	золотник....................................  14
Блокировочный золотник ..... .................................... 16
Потребность и обеспечение автоматической схемы сжатым воз-
духом и рабочей	жидкостью................................. 17
Трубопроводы, арматура и гидроприводы схемы автоматического
управления :.........................................:	: : :	19
Дополнительные мероприятия.....................................   21
Ведущий инженер В. А. Алиханов
Редактор К. А. Фадеев
Корректор Л. И. Нерославская Технический редактор Е. А. Торшина
Л 123281. Сдано в набор 26/VIII-58 г. Подписано к печати 4/XI-58 г.
Бумага 60X92V16-	Объем 1,5 п. л.	Уч. изд. л. 1,39.
Заказ 4288.	Per. № 431.	Бесплатно.	Тираж 2000.
Тип. ЦБТИ Мосгорсовнархоза, Неглинная, 23