Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий - Шур И.А., Чепель В.М.

Автор: Шур И.А. Чепель В.М.
Теги: управление предприятиями, организация производства, торговли и транспорта теплоэнергетика теплотехника газоснабжение котельные установки технология топлив газовое хозяйство
Год: 1980
Похожие
Справочное пособие для персонала газифицированных котельных
Устройство эксплуатация оборудования газомазутных котельных
Основы газоснабжения
Техника безопасности и организация работ в городском газовом хозяйстве
Текст
                    В. М. ЧЕПЕЛЬ
И. А. ШУР
СЖИГАНИЕ
ГАЗОВ
в топках
котлов и печей
и обслуживание
газового
хозяйства
предприятий

Ч- A A
В. М. ЧЕПЕЛЬ,
И. А. ШУР
5105^
СЖИГАНИЕ
ГАЗОВ
В ТОПКАХ
КОТЛОВ И ПЕЧЕЙ
И ОБСЛУЖИВАНИЕ
ГАЗОВОГО
ХОЗЯЙСТВА
ПРЕДПРИЯТИЙ
Издание седьмое, переработанное и дополненное
Под редакцией В. Е. БЕРХМАНА
’Урал ВТИ
ЛЕНИНГРАД «НЕДРА» ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1980

УДК 662. 764: 662. 95
Чепель 8. М., Шур И. А. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслужи¬
вание газового хозяйства предприятий. — 7-е изд., перераб. и доп. —Л.: Недра,
1980. - 591 с.
В книге приведены основные свойства горючих газов, конструкции и тех¬
нические характеристики наиболее широко применяемого газового оборудования,
в тем числе газогорелочных и запальных устройств, контрольно-измерительных
приборов, узлов и деталей подземных сетевых сооружений, запорных, регули¬
рующих и предохранительных устройств, тепловых агрегатов, предназначенных
для работы на газовом топливе. Описываются методы сжигания газа в топках
тепловых агрегатов и конкретные примеры переоборудования котлов и печей
для использования газового топлива, обеспечивающие эффективность и безопас¬
ность их эксплуатации. Рассмотрены комплектные устройства, применяемые
при автоматизации котельных, а также конструкция и характеристики отдельных
приборов и средств автоматики; техническое обслуживание газового хозяйства
предприятий и охрана труда обслуживающего персонала.
Книга рассчитана на технический персонал промышленных и коммунальных
предприятий, использующих газовое топливо, включая лиц, ответственных за
газовое хозяйство. Она может служить пособием для работников монтажных
и наладочных организаций и технических служб городских газовых хозяйств,
а также при обучении и переподготовке обслуживающего персонала газорегуля¬
торных пунктов и установок, газифицированных котельных, печей и других теп¬
ловых агрегатов.
Табл. 99, ил. 247.
^“<<. 7)-»г'7-50! 3<8|, 1<'м<)
© Издательство «Недра», 1980

ПРЕДИСЛОВИЕ
Со времени выхода в свет в 1969 г. 6-го издания настоящей
книги добыча газа в Советском Союзе более чем удвоилась. В топ¬
ливно-энергетическом балансе страны все увеличивается доля при¬
родного газа.
Использование природного газа позволяет улучшить санитарно-
гигиенические условия труда и свести к минимуму загрязнение воз¬
душной среды вредными выбросами, способствует интенсификации
работы котлов, промышленных печей, сушильных установок и
автоматизации производственных процессов, оказывает существен¬
ное влияние на ускорение научно-технического прогресса. На¬
роднохозяйственная эффективность газоснабжения во многом оп¬
ределяется правильностью выбора методов сжигания, совершен¬
ством газоиспользующего оборудования и приборов, своевремен¬
ностью и качеством проведения пуско-наладочных работ, квалифи¬
кацией обслуживающего персонала, действенностью системы кон¬
троля за использованием газа.
Одной из первоочередных народнохозяйственных задач ста¬
новится рациональное и экономное потребление газа, снижение его
удельного расхода, внедрение технологических процессов, при
которых наиболее полно реализуются положительные свойства
газа. Применение газового топлива позволяет избежать потерь теп¬
лоты с механическим и химическим недожогом. Резкое уменьшение
потерь теплоты с уходящими продуктами горения достигается бла¬
годаря сжиганию газа при коэффициенте расхода воздуха, близ¬
ком к 1, 0.
При работе агрегатов на газовом топливе появляется реальная
возможность глубокого ступенчатого использования практически
чистых продуктов горения.
Замена твердого и жидкого топлива газовым позволяет вне¬
дрять более эффективные методы передачи теплоты от факела и
продуктов горения к изделиям, создавать новые экономичные и
высокопроизводительные тепловые агрегаты, имеющие меньшие
габариты и стоимость, высокий кпд, повышать качество выпускае¬
мой продукции. Безопасность, надежность и экономичность га¬
зового хозяйства зависят главным образом от степени подготовки
обслуживающего персонала, понимания им особенностей горючих
1*	3
газов как топлива, больших возможностей, которое оно приносит
с собой, и тех неприятностей, которые могут возникнуть при не¬
брежном его использовании.
Бурное развитие газовой промышленности в последние годы,
расширение научно-исследовательских и опытно-конструкторских
работ, организация производства нового газового оборудования,
разработка более прогрессивных методов сжигания газа и пере¬
дачи теплоты, широкое внедрение средств автоматики регулиро¬
вания и безопасности, рост квалификации работников газового
хозяйства вызвали, естественно, повышение требовательности
к качеству газовой технической литературы. Учитывая чрезвы¬
чайное разнообразие и многочисленность потребителей газа, осо¬
бую актуальность приобретает проведение единой технической
политики, соответствующей современному уровню науки и тех¬
ники.
Все это заставило при подготовке 7-го издания книги в очень
большой степени обновить и дополнить содержание, не ограничи¬
ваться только описанием оборудования и приборов, но и привести
их основные характеристики. С этой же целью изменено количество
и расположение отдельных глав.
Настоящее издание является результатом коллективного труда:
гл. 1—3 (кроме § 3. 1), 4—8, 11 и 12 написаны заново или коренным
образом переработаны И. А. Шуром, гл. 9 написана Ю. Г. Бру¬
ком, гл. 10 и § 3. 1 — Р. Р. Рыбаковым с частичным использова¬
нием материала гл. 10 6-го издания, написанной В. Е. Берхма-
ном. При подготовке книги по возможности сохранены материалы,
подготовленные в свое время В. М. Чепелем.
Авторы и редактор приносят искреннюю благодарность
С. А. Глебовой, А. П. Двинской, Л. А. Колпакову, В. В. Королеву,
Л. А. Лейкину, 3. Ф. Панюшевой, Е. Б. Столпнеру, Ю. Л. Ше-
нявскому за большую практическую помощь в подготовке мате¬
риалов и ценные советы.
ГЛАВА 1
ГОРЮЧИЕ ГАЗЫ
И ИХ СВОЙСТВА
1.	1. 	Понятие о веществе.
Молекулярная масса
Всякое тело состоит из вещества, или материи. Свойства и поведение всех тел
определяются движением взаимодействующих друг с другом частиц, из которых
тела состоят: молекул, атомов или еще более малых образований — элементарных
частиц. Молекулы, образующие физическое тело, находятся в непрерывном движе¬
нии, они связаны между собой силой молекулярного сцепления и могут существо¬
вать самостоятельно, сохраняя при этом химические свойства данного вещества.
Молекулы в свою очередь состоят из атомов, которые являются более мелкими
химически неделимыми частицами, определяющими свойства данного химиче¬
ского элемента.
Вещества делят на простые, состоящие из атомов одного элемента, и сложные,
молекулы которых состоят из атомов нескольких элементов, образующих хими¬
ческое соединение.
Физические тела, с которыми мы встречаемся в практической деятельности,
находятся в газообразном, жидком или твердом состоянии, что зависит от силы
молекулярного притяжения, расстояния между молекулами, называемого межмо¬
лекулярным пространством, и от подвижности молекул. Эту способность тел
находиться в различном состоянии объясняет молекулярно-кинетическая теория.
В газах расстояния между молекулами в среднем во много раз больше разме¬
ров самих молекул. Объем любого сосуда, заполненного газом при атмосферном
давлении, в сотни тысяч раз больше суммарного объема заключенных в нем
молекул. Поэтому при сжатии газа давление в сосуде возрастает, но между моле¬
кулами псе равно остаются очень большие относительные расстояния и они не
сдавливают друг друга. Молекулы беспрерывно движутся в пространстве с боль¬
шими скоростями, которые возрастают с увеличением температуры и уменьшением
молекулярной массы. Так, например, при t = 0° С скорость движения молекул
азота около 450, а более легкого водорода около 1700 м/с. При огромном количестве
молекул, их соударений и изменений направления движения путь молекул настолько
  извилист, что, несмотря па большую скорость их прямолинейного движе¬
ния, запах газа (например, одоранта, § 1. 17), появившийся в одной части помеще¬
ния, может достигнуть другой его части только через несколько десятков секунд.
Хотя расстояния между молекулами в несколько раз превышают размеры
самих молекул, между ними действуют силы притяжения. По мере сближения
молекул эти силы возрастают, но на очень малых расстояниях они начинают
уменьшаться, а при еще большем приближении между молекулами возникают
силы отталкивания, не позволяющие молекулам проникать друг в друга. Относи¬
тельные расстояния между молекулами велики, силы притяжения между ними
очень слабы и не способны удерживать молекулы друг около друга. Поэтому газы
обладают способностью неограниченно расширяться и принимают форму сосуда,
В котором находятся, целиком заполняя его объем.
В жидкости молекулы находятся почти вплотную друг к Другу. Попытка
сжатия жидкости приводит к деформации молекул, и поэтому ее очень трудно
сжать. Каждая молекула жидкости окружена другими и непрерывно колеблется
около положения равновесия. Периодически молекуле все же «удается» вырваться
из окружающих ее других молекул и сделать «прыжок», но только в соседнюю
группу, где она находится до следующего «прыжка». Молекула воды, например,
Основные теплофизические характеристики некоторых газов

При комнатной температуре в среднем «проживает» на одном месте (до очередного
«прыжка») всего около 100-миллионной доли секунды. При воздействии на жидкость
внешней силы (притяжение к земле, давление со стороны твердого тела) молекул и
перескакивают преимущественно в сторону действия силы. Поэтому жидкость
принимает -форму сосуда, а при наклоне вытекает из него.
Молекулы жидкости в сосуде, совершая свои «прыжки», участвуют в хаоти¬
ческом движении, интенсивность которого растет с увеличением температуры.
При этом возрастает средняя кинетическая энергия молекул. У каждой отдельной
молекулы эта энергия в любой данный момент может быть больше или меньше
средней. У некоторых она может оказаться столь большой, что молекула преодоле¬
вает силы притяжения остальных молекул и вылетает из жидкости, т. е. испаря¬
ется. Увеличивая температуру и, следовательно, кинетическую энергию молекул,
мы ускоряем процесс испарения. В первую очередь жидкость покидают более
быстрые молекулы. Если в сосуде находится смесь двух или более жидкостей
с разными свойствами, то при прочих равных условиях быстрее испаряется
жидкость с меньшей молекулярной массой, скорость движения молекул которой
выше, чем у более тяжелой жидкости. Так, из открытого сосуда бензин испаряется
быстрее, чем керосин, в сжиженных газах — пропан раньше бутана и т. д.
Испарившиеся молекулы участвуют в хаотическом тепловом движении газа
и при определенных условиях могут вновь возвратиться в жидкость — сконден¬
сироваться. Следовательно, если испарившиеся молекулы удаляются из сосуда и
конденсация невозможна, процесс испарения ускоряется.
В твердых телах связи между молекулами настолько прочны, что они не могут
оторваться друг от друга и колеблются только около определенных положений
равновесия. Поэтому такие тела не только сохраняют свой объем, но имеют опре¬
деленную форму. Повышение температуры твердого тела и соответственно кинети¬
ческой энергии молекул приводит к увеличению их подвижности, результатом чего
может явиться плавление — превращение твердого тела в жидкость.
Таким образом, состояние тела зависит от условий, в которых оно находится.
При атмосферном давлении такими определяющими условиями являются темпе¬
ратура и объем тела, а в общем случае состояние тела определяется его темпе¬
ратурой, объемом и давлением. Связь между этими параметрами для данного тела
называют уравнением его состояния.
Одним из важнейших свойств вещества является его молекулярная масса.
Так как абсолютные массы молекул очень малы, то в расчетах используют относи¬
тельные. Под молекулярной массой вещества обычно понимают отношение массы
молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода. Соответственно и массы
атомов химических элементов также сравнивают с 1/12 массы атома углерода.
Тогда атомная масса углерода равна 12, других элементов (округленно): водорода
— 1, кислорода—16, азота—14. Массу молекулы химического соединения
определяют сложением атомных масс элементов, входящих в состав молекулы.
Например, молекулярная масса углекислого газа СО2 равна 12+2-16= 44
(I атом углерода с массой 12 и2 атома кислорода с массой 16). Молекулярная масса
метана СН4 равна 12 + 4·1 = 16. Молекулярная масса некоторых наиболее часто
применяемых горючих газов и их продуктов горения приведена в табл. 1. 1.
1. 2. 	Физические и химические
изменения веществ
Тела могут изменяться вследствие явлений, которые делят на физические и
химические. К физическим относятся явления, при которых вещество тела не
меняется, например расширение тел при нагревании, механическое движение,
в частности перемещение тела с одного места на другое. Химическими называются
явления, при которых вещество тела изменяется, приобретает новые качества.
Так, например, при сжигании топлива образуются продукты горения — новые
соединения, совсем не похожие на топливо, из которого они получились. Ржавле¬
ние железа — тоже химическое явление, при котором часть железа переходит под
действием кислорода воздуха в окислы железа (ржавчину).
7

При химических соединениях различных простых веществ их атомы соеди¬
няются между собой и образуют молекулы сложного вещества, обладающего свой¬
ствами, отличными от свойств веществ, вступивших в химическое соединение. Так,
например, водород является горючим газом, а кислород — газом, поддерживаю¬
щим горение, вступающим в реакцию с горючим газом и окисляющим его. При их
соединении образуется водяной пар, при охлаждении конденсирующийся в воду
(жидкость, а не газ), которая не горит и горение не поддерживает.
Горение топлива является химическим процессом, при котором горючие
вещества топлива, соединяясь с кислородом воздуха, образуют новые вещества,
называемые продуктами горения. Особенность этого процесса в том, что он сопро¬
вождается выделением теплоты.
Химическое соединение простых веществ между собой всегда происходит
в строго определенных объемах и массовых отношениях. Так, при образовании
молекулы воды каждые 2 атома водорода могут соединяться только с 1 атомом
кислорода:
2Н2 + О2 = 2Н2О.
В соответствии с законом, открытым еще М. В. Ломоносовым, масса веществ,
вступающих в химическое соединение, всегда равна массе веществ, полученных
в результате этого соединения. Следовательно, масса полученной воды равна
сумме масс водорода и кислорода, пошедших на ее образование. Однако объемы
реагирующих веществ и полученного соединения не обязательно равны. В нашем
случае в реакции участвовали 2 молекулы водорода и 1 молекула кислорода (всего
3 молекулы или 3 объема), а образованы только 2 молекулы или 2 объема водяных
паров.
Некоторые природные вещества можно разложить на более простые. Напри¬
мер, воду при помощи электрического тока можно разложить на водород и кисло¬
род. Однако разложить водород и кислород или получить из них какие-либо
другие вещества нельзя.
1. 3. 	Давление
Воздух, окружающий земной шар, своей массой давит на поверхность Земли
и на все находящиеся на ней предметы. Это давление называется атмосферным
(или барометрическим) и зависит от высоты места его измерения по отношению
к уровню моря. Чем выше от уровня моря измеряется давление, тем оно меньше,
так как уменьшается высота и плотность вышележащего слоя воздуха.
Размер атмосферного давления определяют опытным путем. Если трубку
одним концом опустить в воду, а через другой ее конец полностью выкачать воздух,
то над уровнем моря атмосферное давление заставит воду подняться в трубке на
высоту 10 м 33 см. При поперечном сечении трубки 1 см2 масса этого столба воды
будет 1, 033 кг. Таким образом, атмосферное давление уравновешивает столб воды
высотой 10, 33 м или равно 1, 033 кгс/см2. Это давление называют иногда физической
атмосферой (атм). Если такой же опыт проделать со ртутью, то атмосферное давле¬
ние удержит ее только на высоте 76 см (760 мм), потому что плотность ртути больше
плотности воды в 13, 6 раза.
Приборы, действующие по описанному принципу и служащие для измерения
атмосферного давления, называют ртутными барометрами.
Вследствие постоянного перемещения масс воздуха и изменения метеорологи¬
ческих условий атмосферное давление в любой точке Земли может несколько
понижаться или повышаться. Поэтому при точных измерениях (например, при
испытании газопроводов на плотность) учитывают атмосферное давление в данной
местности в период испытаний.
Если газ находится в закрытом сосуде, то, обладая способностью неограни¬
ченно расширяться, он целиком заполняет весь объем и оказывает на внутренние
стенки сосуда равномерное давление. В результате хаотического движения моле¬
кулы газа не только сталкиваются друг с другом, но и беспрерывно бомбардируют
стенки сосуда. Каждая молекула, ударяясь о стенку, воздействует на нее в тече¬
ние очень малого времени с определенной силой. Сумма этих беспорядочных уда-
8

ров огромного количества молекул на единицу внутренней площади сосуда и
представляет собой давление газа. Оно может быть больше или меньше наружного
атмосферного. В первом случае разность между внутренним и наружным давлением
стремится раздвинуть стенки сосуда, ее называют избыточным или рабочим давле¬
нием и измеряют с помощью манометров (гл. 3). Следовательно, манометры указы¬
вают, насколько давление внутри сосуда (баллона, газопровода и т. д. ) больше
атмосферного.
В технической системе единиц за основную единицу силы принимают кило¬
грамм-силу (кгс), которая сообщает единице массы ускорение 9, 80665 м/с2. Так
как силу, отнесенную к определенной площади, называют давлением, то основной
единицей давления является кгс/см2 или кгс/м2. Кроме того, в технике широко
распространено измерение давления в миллиметрах ртутного или водяного
столба.
В Международной системе единиц (СИ) за единицу силы принимают ньютон
(Н), представляющий собой силу, сообщающую массе 1 кг ускорение 1 м/с2. Следо¬
вательно, 1 кгс = 9, 80665 Н; 1 Н — 0, 101972 кгс. За единицу давления в этой
системе принимают ньютон на квадратный метр (Н/м2), которую называют паска¬
лем (Па). Для практического применения Па неудобен (очень мал) и потому чаще
давление измеряют в миллионах паскалей — мегапаскалях (МПа). Ориенти¬
ровочно можно принимать, что одна техническая атмосфера 1 кгс/см2 (1 ат) ≈ 0, 1 МПа; 1 мм рт. ст. ≈ 133 Па; 1 мм вод. ст. ≈ 9,8 Па.
Абсолютное, или действительное, давление больше избыточного па 1 ат
(округленно). Так, например, если манометр, установленный на газопроводе
(сосуде), показывает 3 кгс/см2, то приближенно абсолютное давление в нем равно
3+1 = 4 кгс/см2. Для его точного определения следует знать атмосферное
давление. Например, манометр показывает 260 кгс/м2, атмосферное давление
равно 755 мм рт. ст. Тогда абсолютное давление
ра = 260: 13, 6+ 755= 774,1 мм рт. ст.
При разрежении в сосуде разность между наружным и внутренним давлением
стремится уменьшить размеры сосуда, сплющить его. Эту разность называют
разрежением и измеряют с помощью вакуумметров, а при малых разрежениях
(например, в топке или газоходах) — с помощью тягомеров (гл. 3). Следовательно,
вакуумметры и тягомеры указывают, насколько давление внутри сосуда меньше
атмосферного в миллиметрах водяного или ртутного столба.
1. 4. 	Температура. Температура кипения
Если какому-либо телу отдавать теплоту (например, нагревать воду в чай¬
нике), оно станет теплым, затем горячим, т. е. степень его нагрева, или темпера¬
тура, будет повышаться. Наоборот, любое нагретое тело, отдавая теплоту в окру¬
жающее пространство, остывает, и температура его понижается до тех пор, пока
не сравняется с температурой окружающей среды. Следовательно, при постоян¬
ных внешних условиях за определенный промежуток времени любое тело приходит
в состояние теплового равновесия с другими телами. При тепловом равновесии
только температура сохраняется неизменной, тогда как давление и объем в различ¬
ных участках системы (устройства) при наличии жестких перегородок могут быть
разными. Так, например, если сосуд со сжатым газом внести с мороза в теплую
комнату, то через некоторое время температуры комнатного воздуха, сосуда и
газа выравняются, хотя давление в сосуде возрастет. (В теплой комнате температура
газа в сосуде станет большей, чем была на морозном воздухе. Средняя скорость
движения молекул газа увеличится, их удары о стенки сосуда станут более частыми,
давление возрастет). Отсюда следует, что температура не только характеризует
степень нагрева тела, но и связана со средней кинетической энергией молекул.
Температуру измеряют с помощью приборов, называемых термометрами.
В технике кроме термометров, в которых используется свойство ртути или спирта
расширяться при нагревании, применяются и другие приборы (гл. 3).
Снижение температуры ведет к уменьшению скорости движения атомов и
молекул. Следовательно, должна существовать температура, при которой тепловое
9

движение атомов я молекул вообще прекращается и ниже которой никакое тело
охладить невозможно. Она называется абсолютным нулем температуры. Абсолют¬
ная шкала температуры начинается от этого нуля и градуируется в кельвинах (К),
принятых за единицу в СИ.
На практике чаще всего температуру измеряют по Международной практи¬
ческой шкале в градусах Цельсия (°C). Эта шкала имеет 2 постоянные точки:
температура, при которой вода замерзает, и температура, при которой вода
закипает при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст. ). Точка замерза¬
ния воды (или таяния льда) обозначается нулем (0° С), точка кипения воды 100° С.
Расстояние между 0 и 100’С делится на 100 равных частей, называемых граду¬
сами. Деления можно продолжить выше 100 и ниже 0° С. Температура выше 0° С
обозначается знаком плюс, а ниже 0° С — минус.
Абсолютная температура (Т) связана с температурой в градусах Цельсия (/)
уравнением Т= t + 273°С. Следовательно, чтобы найти абсолютную темпера¬
туру тела, нужно к его температуре, выраженной в градусах Цельсия, прибавить
273° С. Например, абсолютная температура кипящей при 100° С воды будет равна
100° С + 273° С = 273 К; замерзающей воды — О’ С + 273’ С = 273 К. С другой
стороны, абсолютный нуль температуры в градусах Цельсия равен —273° С
(более точное значение —273, 16° С).
Температура вещества в значительной степени определяет его свойства.
Например, при нагревании до определенной температуры вода закипает и превра¬
щается в пар. При охлаждении воды до определенной температуры она замерзает
и превращается в лед. Твердые вещества при сильном нагреве переходят в жидкое
состояние — плавятся, при дальнейшем нагревании могут начать испаряться —
переходить в газообразное состояние. Вещества, которые мы в обычных условиях
называем газообразными, при нормальном давлении и значительном охлаждении
переходят в жидкое состояние. Температуру, при которой происходит переход
вещества из жидкого состояния в парообразное (газообразное) не только на
поверхности, как при испарении, но и по всему объему, называют температурой
кипения. Для практических целей очень важно знать температуру кипения при
нормальном давлении. Так, например, из табл. 1.1 видно, что при комнатной
температуре вода и пентан находятся в жидком состоянии, а при —10° С в жидкое
состояние перейдут бутан и бутилен. Если газ находится в сосуде с повышенным
давлением, то сжижение его осуществляется при более высоких температурах. Это
свойство газов используется для транспортировки их в емкостях (баллонах,
цистернах). Объем этих емкостей в сотни раз меньше того, который понадобился бы
для перевозки газов в естественном состоянии. Сжиженные газы, поставляемые
потребителям в баллонах, представляют собой в основном смесь пропана и бутана.
Очевидно, что зимой следует пользоваться газом с максимальным содержанием
пропана (/кип — —42° С), а летом будет хорошо испаряться бутан (/кИП = —0,5° С).
1.5.	Закон Бойля—Мариотта.
Критические температура и давление
Зависимость объема газа от его давления характеризуется законом Бойля—
Мариотта: для данной массы газа во сколько раз уменьшается объем, во столько же
раз увеличивается давление. Произведение же давления данной массы газа на его
объем постоянно, если температура газа не изменяется:
PiVi= psVs = const при t~ const.
Следовательно, если какой-либо газ сжать, т. е. уменьшить его объем, на¬
пример, в 5 раз, то давление его увеличится тоже в 5 раз, если температура газа
при этом останется без изменения. И наоборот, если, например, сжатому газу,
находящемуся под давлением 1 кгс/см2, дать свободно расшириться, увеличив его
объем в 10 раз, давление газа уменьшится в 10 раз. Свойство газов сжиматься под
действием давления используется для транспортирования их по газопроводам.
Так, в магистральные газопроводы горючие газы подают под давлением до 75
10

кгс/см*. Стремясь расшириться, сжатый
газ движется по газопроводу, постепенно
теряя давление.
Закон Бойля—Мариотта точно со¬
блюдается при давлении, не слишком
превышающем 1 кгс/см2. Изменение со¬
стояния реального газа с увеличением да¬
вления все больше будет отличаться от
приведенной закономерности. Проделаем
мысленно эксперимент. Цилиндр, запол¬
ненный углекислым газом, поместим
в резервуар с жидкостью постоянной
температуры и будем с помощью поршня
сжимать газ настолько постепенно, чтобы
жидкость успевала отбирать теплоту и
Рис. 1.1. Зависимость объема газа
от изменения давления при постоян¬
ной температуре.
температура газа не менялась. В начале
опыта при 7\ = const (рис. 1.1) давление с уменьшением объема растет
в соответствии с законом Бойля—Мариотта (участок VqVJ, затем с ростом
давления наблюдаются небольшие отклонения от этого закона (участок
ViVJ) и, наконец, несмотря на уменьшение объема, давление не изменяется
(участок V2V3). В точке V2 часть газа начала конденсироваться — переходить
в жидкое состояние. Сжимая газ и уменьшая его объем от V2 до V3, мы увеличиваем
В цилиндре массу жидкости и уменьшаем массу газа. Переходя в жидкое состоя¬
ние, газ занимает меньший объем, поэтому, несмотря на уменьшение объема,
давление в цилиндре не возрастает. В точке V8 весь газ будет сконденсирован,
цилиндр окажется заполненным жидкостью, и при дальнейшем даже незначитель¬
ном уменьшении объема давление вырастет очень быстро (участок V8V4).
Постоянное давление, при котором жидкость находится в равновесии со
своим газом, называют давлением насыщенного пара, а сам газ при этом — насы¬
щенным паром.
Чем выше температура, при которой производят сжатие газа, тем короче
горизонтальный участок — участок постоянного давления, например при ^2 =
= const. При определенной температуре Тк этот участок превращается в точку К,
а температуру называют критической (табл. 1.1). Давление, необходимое для
сжижения газа при критической температуре, называют критическим давлением
рк. Чем температура ниже критической, тем при меньшем давлении этот газ может
быть сжпжен. Из табл. 1.1 видно, что наиболее легко сжижаются такие газы,
как пропан, бутан и пентан, труднее других — водород, азот, воздух и окись
углерода.
Состояние вещества, при котором исчезает различие между его жидкой и
газообразной фазами, называется критическим состоянием. Оно наступает при
критических давлении и температуре. Объем, который при этом занимает веще¬
ство, также называют критическим. При температуре выше критической, напри¬
мер при Т3, газ нельзя превратить в жидкость.
1.6.	Закон Гей-Люссака
При нагревании тела расширяются, т. е. увеличивают свой объем. Различные
вещества при нагревании расширяются по-разному. Например, стальная трубка
длиной 1 м при нагревании до 100° С станет длиннее всего на 1,2 мм. Жидкие
вещества расширяются несколько больше. Так, например, при нагревании 100 л
холодной воды до 100° С объем ее увеличится почти па 4 л. Объем газов при
постоянном давлении с повышением температуры увеличивается согласно закону
Гей-Люссака по уравнению
V = Vo (I + а/) = Ve (1 + //273),
где V — объем газа при температуре /; Vo — объем газа при 0° С; а = 1/273 К 1 —
термический коэффициент объемного расширения.
11

Отсюда следует, что при постоянном давлении первоначальный объем газа
увеличивается на 1/273, если его нагреть на 1° С. Если 1 м3 газа, взятого, напри¬
мер, при 0QC (273 К), нагреть на 273° С и дать ему свободно расширяться, то
объем его увеличится против первоначального в 2 раза и составит 2 м3. При
нагревании его еще на 273° С (т. е, всего на 546° С) объем газа возрастет уже
в 3 раза и т, д.
При охлаждении все вещества, кроме воды, сжимаются. Вода при охлажде¬
нии ниже +4° С начинает расширяться, а лед занимает объем на 1/10 больший,
чем вода. Замерзая в сосудах и трубах, вода может их разорвать.
1.7.	Законы Дальтона и Авогадро.
Понятие о моле
Газовые топлива обычно являются механической смесью нескольких газов.
Каждый из газов, входящих в смесь, которая заполняет сосуд (газопровод),
вносит свой пропорциональный «вклад» в суммарное давление на стенки сосуда.
Возьмем для примера сосуд, заполненный воздухом с абсолютным давлением
3 кгс/см3. Состав воздуха: 21 об.% кислорода и 79 об.% азота, а в долях единицы
соответственно 0,21 и 0,79. Тогда давление, создаваемое в сосуде кислородом,
составит 3-0,21 = 0,63 кгс/см2, а азотом 3-0,79 = 2,37 кгс/см’. Суммарное давле¬
ние в сосуде 0,63 + 2,37 = 3 кгс/см3.
Если отобрать с помощью химических реагентов из сосуда весь кислород, то
в нем останется только азот и давление понизится до 2,37 кгс/см!. Следовательно,
каждый из компонентов смеси оказывает на стенки сосуда такое давление, которое
он создавал бы, находясь в сосуде один. Давление, которое оказывал бы каждый
из газов смеси на стенки сосуда, если из него были бы удалены остальные газы,
называют парциальным (частным) давлением. Закон, установленный Дальтоном,
формулируется следующим образом: давление газовой смеси Рем равно сумме
парциальных давлений ее компонентов:
Рем Рх Р» ••• “I" Рп,
где Pi, Pt, Рп — парциальное давление компонентов смеси.
Возьмем два одинаковых сосуда, один из которых заполним кислородом,
другой — метаном. Установим в обоих сосудах одинаковые температуру и давле¬
ние. Равенство температур означает, что энергии движения молекул кислорода и
метана равны. Поскольку энергия движения пропорциональна массе и квадрату
скорости, а молекулярная масса кислорода (32) вдвое больше молекулярной
массы метана (16), то скорость молекул кислорода в / 2 меньше скорости молекул
метана. Если в сосудах равны давления, представляющие собой сумму сил ударов
молекул о стенки, которые пропорциональны массе молекулы и ее скорости, то
частота ударов молекул метана должна быть в / 2 больше, чем у кислорода. Это
возможно только в случае, когда число молекул в обоих сосудах одинаково.
Закон Авогадро формулируется следующим образом: различные газы, зани¬
мающие одинаковые объемы при равных условиях (одинаковые давление и темпе¬
ратура), содержат одинаковое количество молекул. Отсюда следует, что массы
различных газов, занимающие одинаковый объем при равных условиях, отно¬
сятся между собой как их молекулярные массы.
Количество граммов (килограммов) вещества, численно равное его молеку¬
лярной массе, называют грамм-молекулой (килограмм-молекулой) или молем
(киломолем). Так, например, 1 кмоль метана равен 16 кг, а кислорода — 32 кг.
Авогадро экспериментально установил, что моли различных газов при одинаковых
температуре и давлении занимают одинаковый объем. В частности, при нормаль¬
ных условиях (р=.76О мм рт. ст., I— 0“ С) объем I моль любого газа равен
22,4 л или 22,4 м3. -Количество молекул в 1 кмоль равно 6,02-10!».
12

1.8.	Уравнение состояния идеального газа.
Газовая постоянная.
Сжимаемость газов
Под идеальным газом понимают такой, который точно подчинялся бы основ»
ням газовым законам. Наиболее близок по своему поведению к идеальному газу
водород.
Объединив законы Бойля—Мариотта п Гей-Люссака, получим уравнение
Клапейрона, согласно которому для данной массы газа произведение давления на
объем, деленное на абсолютную температуру, есть величина постоянная, не
вависящая от состояния, в котором находится газ:
pVlT — const — К.
Если газ заключен в сосуд и его объем постоянен, то давление газа в нем
меняется пропорционально изменению абсолютной температуры (закон Шарля) —
во сколько раз увеличится Т, во столько возрастет и давление:
р = КТ/ V.
Используя закон Авогадро, можно найти зависимость постоянной К от массы
газа и его молекулярной массы. Для массы газа, равной 1 кмоль, объем любого
газа при нормальных условиях 1/иц ~ 22,4 м3. Тогда
pVyjT — puVUitjT — /?ц = 10 330-22,4 ! 273 = 848 кгс-м/(кмоль-К),
где Яц — универсальная газовая постоянная, одинаковая для всех газов.
Так как величина определена для массы газа, численно равной моле¬
кулярной массе Д-1, то газовая постоянная для 1 кг данного газа (удельная газовая
постоянная) равна (табл. 1.1), а численно R^/M.
Поведение реальных газов не совсем точно следует законам, установленным
для идеальных газов, причем отличия тем больше, чем выше давление и ниже
температура газов. Эти отклонения учитывают, вводя в уравнение состояния
коэффициент сжимаемости газов
pV = ZRT.
При давлении до 12 кгс/смг, которое применяют в газопроводах промышлен¬
ных предприятий, значение Z можно принимать практически равным 1,0 (при
р = 12 кгс/см2 Z = 0,99, при р — 20 кгс/см2 Z = 0,97). В магистральных газо¬
проводах коэффициент сжимаемости необходимо учитывать.
1.9.	Объем, плотность, удельный объем
Объем газов И измеряют в кубических метрах (мя). Вследствие того что объем
газов сильно изменяется при нагревании, охлаждении и сжатии, за единицу
измерения принимают 1 м3 газа при нормальных условиях (давление 760 мм рт. ст.,
температура 0° С). Именно для этих условий определяют основные характери¬
стики газов и производят теплотехнические расчеты. При учете расхода газов для
финансовых расчетов за единицу измерения его принимают 1 м* при давлении
760 мм рт. ст. и температуре 20° С (ГОСТ 2939—63). Эти условия иногда называют
стандартными.
Если температура t или давление р отличаются от нормальных, то объем газа
при нормальных условиях 1/0 определяют по формуле
Vo = V 5=1^ -Рба?+?- = 0.359VP/T,
Z/о ф с /OU
где V — объем газа, измеренный при рабочих условиях, м3; рвар — барометри¬
ческое давление, мм рт. ст.; Р — избыточное давление, мм рт.ст.; Р =■ р^ар р.
13

Таблица 1.2
Основные характеристики некоторых природных газов
|	Негорючая часть, %
Теплота сгора¬
ния, ккал/м*
Плотность
Пределы взры¬
ваемости, % об.
со,
N,
О,
высшая
низшая
абс.,
кг/ма
отн. по
воздуху
няжииЛ
верхний
0,3
1,6
—
9 300
8 400
0,73
0,56
б
15
0,2
1,0
9 500
8 550
0,74
0,57
5
15
0,1
0,4
—
9 500
8 550
0,73
0,56
б
15
0,1
0,9


10 100
9 100
0,79
0,61
5
15
0,1
5,0
10 050
9 100
0,84
0,65
б
15
0,1
10
——
9 100
8 220
0,83
0,64
5
15
3,0
4,0
—
10 800
9 800
0,96
0,74
5
15
1,5
3,0
14 520
13 250
1,26
0,97
3,5
13
0,1
10
—
15 050
13 750
1,45
1.1
3
13
азовефтяное, НГ — нефтегазовое и нефтекопдснсатное; П — попутный (нефтепромысловый) газ.
Таблица 1.3
Основные характеристики некоторых искусственных газов
Негорючая часть.
%
Теплота сгорания,
ккал/м’
Плотность
Пределы
взрываемости,
% об.
СО,
N,
О,
высшая
низшая
абс.,
кг/м3
ОТН.
по воз¬
духу
нижний
верхний
2,5
7
0,5
4 700
4 300
0,5
0,4
5
35
15
4,2
0,2
4 240
3 900
0,8
0,63
4
32
16,5
26
0,8
3 700
3 400
0,98
0,76
8
50
5
3,5
2 630
2 400
0,7
0,54
6
75
10,5
58,5
960
940
1,29
1
10
72
0,3
0,2
—
13 320
12 600
0,90
0,7
3
16
Плотность газов обычно указывают при нормальных условиях (табл. 1.1).
Если температура или давление отличаются от нормальных, то
Р =Ро
273 pci.p Ч~ Р
273 +1	760
= О,.359роР/7’.
Плотность газового топлива, кг/м®, можно вычислить по формуле
Р =	+ р2^2 + • • • + Рп7Ся)/100,
где pt, Рг, Рл — плотность компонентов газового топлива (табл. 1.1); Кг,
— содержание компонентов, % об.
Из табл. 1.2 и 1.3 следует, что плотность различных видов газового топлива
может сильно различаться. Так, например, плотность природного газа Севере.
15

Ставропольско-Пелагиадинского месторождения равна 0,73, а попутного газа
Ромдшкинского месторождения — 1,45 кг/м3. Это объясняется тем, что составляю¬
щие Газового топлива имеют различную плотность. Например, водород— наиме¬
нее плотный газ, метан плотнее его в 8 раз, азот и окись углерода — в 14 раз,
кислород — в 16 раз, углекислый газ — в 22 раза, а тяжелые углеводороды —
в 15—30 раз (плотность пропана 2,01, бутана — 2,70 кг/м3).
Чтобы показать, насколько 1 м3 данного газа легче или тяжелее 1 м* воздуха,
определяют относительную плотность. Например, плотность воздуха при нормаль¬
ных условиях равна 1,293, метана — 0,72, а пропана — 2,01 кг/м3. Тогда относи¬
тельная плотность метана составит 0,72 : 1,293 = 0,56, а пропана — 2,01:
: 1,923 = 1,55. При утечке в помещении метана, плотность которого немного
больше половины плотности воздуха, он будет накапливаться в верхней зоне;
пропан, плотность которого в 1,5 раза больше плотности воздуха, — в нижней
зоне. В общем случае, если относительная (по воздуху) плотность газов меньше
1,0, то они поднимаются вверх, если больше 1,0, то опускаются вниз, стелются по
полу или по земле >и могут заполнить подвалы, колодцы и другие подземные
или наземные емкости.
В ряде случаев удобно пользоваться величиной, обратной плотности, которую
называют удельным объемом о, м3/кг, — объемом 1 кг данного газа: п = 1/р.
Зная, что объем 1 кмоль любого газа при нормальных условиях равен 22,4 №,
а масса 1 кмоль (ц) численно равна молекулярной массе (44), можно найти плот¬
ность и удельный объем газа по формулам: р0 = р/22,4 = 44/22,4 кг/м3; =
= 22,4/ц = 22,4/44 м’/кг.
1.10.	Количество теплоты.
Теплота сгорания топлива
Если подогреть газ, заключенный в сосуде, то его объем не изменится, а давле¬
ние й температура возрастут. Эго объясняется тем, что газу при подогреве было
передано некоторое количество теплоты.
Основные харахтери
Гм
Формула реакции
с кислородом
Теплота сгорания,
ккал/м*
Расход
воздуха
для сжита»
НИЯ 1 м*
газа, м*
высшая
низшая
Водород
Н2 + 0,50, = Н,0
3 040
2 580
2,38
Окись углерода
СО 4-0,50, = СО,
3 016
3 016
2,38
Метан
СН4+ 2О2 = СО2 + 2Н,0
9 510
8 570
9,52
Эган
С,Н, + 3,5О2 = 2СО. + ЗН,0
16 790
15 370
16,66
Пропан
CjHg + 50, = ЗСО, + 4Н,0
24 170
22 260
23,80
Бутан
С*Н?0 + 6,5О3 = 4СО, + 5Н,0
31 960
29 510
30,94
Пентан
С.Н., 4- 8О2 = 5СО, + 6Н2О
40 430
37 410
38,08
Этилен
Сан“4-ЗО2 == 2СО. 4- 2Н2О
15 050
14 ПО
14,28
Пропилен
С,Н. 4- 4,50, = ЗСО. 4- ЗН,0
21 960
20 550
21,42
Бутилен
С’н’+6О2 = 4СО,4-4Н2О
29 000
27 120
28,56
Пентилен
СвН10 4- 7,50, = 5СО, 4* 6Н,0
36 000
33 660
35,70
Ацетилен
С,Н, 4- 2,50, = 2СО, 4- Н,0
13 855
13 386
11,90
16

Количество теплоты измеряется в тепловых единицах, называемых кало¬
риями. 1 кал соответствует количеству теплоты, необходимому для нагревания
I г дистиллированной воды от 19,5 до 20,5° С при 7G0 мм рт. ст. В технических
расчетах пользуются килокалориями (ккал), или большими калориями. Тепловую
мощность горелок и агрегатов часто измеряют в миллионах калорий (мегакало¬
риях — Мкал) или триллионах калорий (гигакалориях — Гкал).
Для примера определим, какое количество теплоты потребуется для нагрева¬
ния 20 кг воды от 5 до 100; С. Для нагревания 1 кг воды иа Г С требуется 1 ккал,
для нагревания 1 кг воды на 95° С (100 — 5 = 95° С) — 95 ккал; очевидно, что
для нагревания 20 кг воды на 95u С потребуется 95-20= 1900 ккал.
Так как теплота есть вид энергии, способной производить работу, то она
В СИ выражается общей для всех видов энергии единицей — джоулем (Дж).
1 Дж равен произведению силы 1 Н на путь 1 м; 1 ккал = 4186,8 Дж = 4,1868 кДж
(килоджоуля) « 4,19 кДж. В приведенном выше примере расход теплоты на
нагревание воды будет 95-4,19-20= 7961 кДж.
Горение любого топлива, в том числе и газового, является реакцией хими¬
ческого соединения его с кислородом и сопровождается выделением теплоты
(табл. 1.4). Количество теплоты, получаемое при полном.сгорании 1 м3 (или 1 кг)
Газа, называется его теплотой сгорания. Теплоту сгорания газового топлива
определяют с помощью калориметров, принцип работы которых основан на том,
что в них сжигается точно измеренный объем газа и выделяющаяся теплота
Передается протекающей воде. Измеряя количество воды и повышение ее темпе¬
ратуры, определяют количество выделенной теплоты и теплоту сгорания газа.
Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Дело в том, что
одним из продуктов полного сгорания топлива, а точнее входящего в его состав
водорода, являются водяные пары. На превращение кипящей воды в пар требуется
определенное количество теплоты, которое называется скрытой теплотой испаре¬
ния или парообразования. Для 1 кг воды скрытая теплота испарения составляет
539 ккал.
При конденсации водяных паров, т. е. при переходе их в жидкое состояние,
выделяется теплота, соответствующая скрытой теплоте парообразования (это
Таблица 1.4
стики реакций горения, температуры и пределы воспламенения некоторых газов
Объем продуктов сгорания
на 1 м' сгоревшего газа
(а = 1.0), м>
Содержание газа
в гаэовоэдушной смеси,
% об.
Коэффициент
расхода воздуха
на пределах
воспламенения
Темпера¬
тура вос¬
пламене¬
ния, °C.
самая нит-
кая из¬
меренная
СО.
Н.О
N.
всего
на пределах
воспламенения
при стехио¬
метрическом
составе сме¬
си
ниж¬
нем
верх¬
нем
ниж¬
нем
верх¬
нем
1,0
1,88
2,88
4,0
75,0
29,5
10,1
0,14
410
1,0
1,88
2,88
12,5
74,0
29,5
2,9
0,15
610
1.0
2,0
7,52
10,52
5,0
15,0
9,5
1,99
0,59
545
2,0
3,0
13,16
18,16
3,0
12,5
5,68
1,93
0,42
530
3,0
4,0
18,80
25,80
2,2
9,5
4,04
1,86
0,40
504
4,0
5,0
24,44
33,44
1.9
8,5
3,14
1,66
0,35
430
5,0
6,0
30,08
41,08
1.4
7,8
2,56
1,83
0,31
284
2.0
2,0
11,28
15,28
3,1
32,0
6,56
2,17
0,15
510
3,0
3,0
16,92
22,92
2,4
11,0
1,89
0,38
455
4.0
4,0
22,56
30,56
2.0
9,6
—
1,71
0,33
440
5,0
5,0
28,20
38,20
——
—
—
—
298
2,0
1,0
9,40
12,40
2.5
81,0
14,5
3,3
0,019
335
17

используется, например, в системах парового отопления). С учетом дополнитель¬
ной теплоты, выделяемой при охлаждении водяного пара до температуры его
конденсации, а также охлаждения конденсата до температуры нагреваемой среды
(воды), принимают, что 1 кг водяных паров при конденсации отдает 600 ккал
(округленно).
Однако в обычных установках водяные пары уходят с дымовыми газами
в атмосферу и скрытая теплота испарения не используется. Теплоту сгорания,
В которой не учтена скрытая теплота испарения водяных паров, называют низшей
теплотой сгорания Q„. Теплоту сгорания, в которой учтена скрытая теплота
испарения водяных паров, называют высшей теплотой сгорания QB. Разница
между низшей и высшей теплотой сгорания для природных газов чисто газовых
месторождений составляет около 1000 ккал/м3. При сгорании 1 м3 такого газа
образуется около 1,6 кг водяных паров, что при умножении на 600 ккал/кг соот¬
ветствует указанному значению.
Зная объемное содержание компонентов газового топлива, можно подсчитать
высшую и низшую теплоту сгорания по фюрмулам:
QB = ЗОСО 30,5На + 95СН4 + 170С2Н8 -ф- 240CsH8 + 31ОС4Н1о +
-ф- 380С6Н1а -ф- 450С8Нм -ф- 60На;
<2н = ЗОСО + 26Н2 + 85,6СН4 + 150СаН, + 220СзН8 -ф- 280С4Н1(1 -ф-
■ф- 3500,1412 -ф- 420C6Hj4 -ф- 55На.
При температуре 20е С и давлении 760 мм рт. ст. за счет уменьшения массы
газа в 1 м3 теплота сгорания (?20 также несколько уменьшится и составит Q20 =
= O,935Qo.
1.11.	Теплоемкость
Тепловые свойства вещества характеризуются его удельной теплоемкостью с,
численно равной количеству теплоты, которую надо сообщить единице массы
вещества (для газов — единице объема), чтобы изменить его температуру на 1° С.
Соответственно единица теплоемкости — ккал/(кг-°С) или ккал/(м’-сС), в СИ —
Дж/(кг-К) или Дж/(м3-К). Если теплоту подводят к газу, находящемуся в со¬
суде с постоянным объемом, то говорят о теплоемкости при постоянном объеме —
су. Если теплоту подводят к газу при постоянном давлении, то теплоемкость обо¬
значают ср, она всегда больше су. Отношение теплоемкостей ср!су — К — пока¬
затель адиабаты, равный для двухатомных газов (азот, воздух, кислород) около
1,4, для трех- и многоатомных газов— 1,29—1,30.
Количество теплоты, отданное одним телом, всегда равно количеству теп¬
лоты, полученному вторым телом, если пет потерь ее в окружающее пространство.
В общем случае количество отданной или полученной теплоты (ккал) можно под¬
считать по формулам
Q = cm (/, — /2) пли Q = eV (Ji — t2),
где с—теплоемкость тела, ккал/(кг-°С) или ккал/(кг’-°C); т — масса тела, кг;
V —- объем газов, м3; и /2 — начальная и конечная температура тела, °C.
Теплоемкость зависит от температуры, а для газов, водяного пара и воздуха —
от давления. С достаточной для технических расчетов точностью принимают, что
для нагревания 1 кг воды на Г С требуется 1 ккал независимо от ее температуры,
т. е. ее теплоемкость можно принять равной 1,0 ккал/(кг'°С), а водяного пара
(при р = 760 мм рт. ст.) — 0,51 ккал/(кг-';С). Для продуктов горения топлив
(т) — природных, нефтяных и коксовых газов, жидкого топлива, каменных углей
и антрацита, — а также воздуха (в) пользуются средней теплоемкостью,
ккал/(м3-°С), в определенном интервале температур t, °C:
0—200
200—
400—
700—
1000-
1200—
1500—
1800—
400
700
1000
1200
1500
1800
2000
Ст 0,33
0,34
0,35
0,26
0,37
0,38
0,39
0,40
с„ 0,31
0,31
0,32
0,33
0,34
0,35
0,35
0,36
18

1.12.	Способы передачи теплоты
Теплота передается всегда от тел, более нагретых, к менее нагретым. В котлах
и печах, например, горящее топливо и образующиеся при горении топочные газы
передают свою теплоту воде, пару, воздуху, материалам, изделиям, а сами охлаж¬
даются.
Различают 3 способа передачи теплоты (теплообмена): 1) лучеиспусканием,
или радиацией; 2) переносом, или конвекцией; 3) теплопроводностью (при не¬
посредственном соприкосновении).
Лучеиспусканием теплота передается от поверхности нагретого тела, находя¬
щегося на расстоянии. Таким путем передается теплота от Солнца, от факела
горящего топлива. Лучеиспусканием можно передать наибольшее количество
теплоты, особенно если лучи от источника направлены на нагреваемую поверх¬
ность под прямым углом п излучатель имеет высокую температуру.
Теплообмен в котлах и печах осуществляется всеми 3 способами одновре¬
менно, однако на разных стадиях этого процесса отдельные из них становятся
преобладающими. Так, передача теплоты лучеиспусканием играет основную роль
в топочной камере, где происходит горение топлива и температура газов наиболее
высока, и значительно меньшую в газоходах от нагретых внутренних стенок, газо¬
вых перегородок и потока газов.
Передача теплоты конвекцией происходит при движении воздуха, газов или
жидкостей. Так, например, от нагревательного прибора в комнате (печь, радиатор)
теплота распространяется по всей комнате. При этом воздух около поверхности
прибора нагревается, становится легче н вытесняется вверх более тяжелым холод¬
ным воздухом, поступающим в нижнюю зону. В результате в комнате возникает
движение воздуха, переносящего теплоту. Часть теплоты и в этих случаях пере¬
дается лучеиспусканием. Передача теплоты конвекцией является основной в по¬
верхностях нагрева агрегата, расположенных вне топки и омываемых потоком
газов, например во втором и третьем пучках кипятильных труб, в водяных эконо¬
майзерах, воздухонагревателях (у котлов), рекуператорах, регенераторах (у пе¬
чей).
Теплопроводностью называется способность тела пропускать через себя
теплоту. При нагревании одного конца металлического стержня другой его конец
постепенно нагревается, следовательно, теплота распространилась от одного конца
к другому. Благодаря теплопроводности теплота передается от продуктов сгора¬
ния через стенку котла к воде, находящейся внутри котла.
Различные вещества проводят теплоту по-разному. Некоторые вещества,
например металлы, проводят теплоту хорошо, а такие вещества, как дерево,
кирпич, асбест, воздух или другие газы, являются плохими проводниками теп¬
лоты. Накипь, отлагающаяся из воды на стенках котла, проводит теплоту хуже
стали в десятки раз, а сажа — в несколько сотен раз.
1.13.	Температура воспламенения
Возьмем прочный металлический сосуд, заполненный газовоздушной смесью,
и будем его постепенно подогревать. При определенной температуре смесь в сосуде
воспламенится. В этом случае говорят о самовоспламенении и температуре воспла¬
менения.
Можно, не подогревая сосуда, поджечь заключенную в нем смесь с помощью
постороннего источника высокой температуры. Такой процесс воспламенения,
когда смесь поджигается в одном месте и возникшее пламя распространяется
с определенной скоростью по всему объему, вовлекая все новые массы газовоздуш-
ной смеси, называют вынужденным зажиганием. При этом от очага зажигания
теплота интенсивно отводится в более холодные области, а в зоне горения быстро
снижается концентрация горючего. Поэтому для того чтобы горение в очаге зажи¬
гания не прекратилось и началась цепная реакция распространения горения на
весь объем, температура поджигающего источника должна быть значительно более
высокой, чем температура воспламенения, определенная опытным путем в малом
19

рис. 1.2. Зависимость температуры самовос¬
пламенения от содержания гааа в газовоз¬
душной смеси.
1 — метан; 2 — окись углерода; 3 — этан; 4 —
пропан; 5 — бутан; в — водород.
закрытом объеме. Короче го¬
воря, температура зажигания
(воспламенения) от местного ис¬
точника должна быть более вы¬
сокой, чем температура самовос¬
пламенения.
Таким образом, темпера¬
тура воспламенения — это ми¬
нимальная температура, кото¬
рую должен иметь источник
зажигания, чтобы начался само¬
произвольный процесс горения
за счет выделения теплоты го¬
рящими частицами газа без
подвода теплоты извне. Значе¬
ние температуры воспламенения
зависит от метода ее определе¬
ния, состава газа, концентра¬
ции его в газовоздушиой смеси,
давления смеси, способа ее на¬
грева и ряда других факторов.
Характерным примером влияния условий, в которых находится газовоздушная
смесь, на необходимую для ее воспламенения температуру поджигающего ис¬
точника является следующий. Тлеющим окурком папиросы нельзя поджечь
газовоздушпую смесь, вытекающую из устья горелки, но этот же окурок может
явиться причиной взрыва неподвижной смеси того же состава, заключенной
в замкнутом объеме.
Самая низкая измеренная температура воспламенения некоторых газов при¬
ведена в табл. 1.4, а влияние на температуру воспламенения содержания газа
в смеси при атмосферном давлении, определенное методом выпуска холодной
смеси в нагретый до соответствующей температуры сосуд, — на рис. 1.2. Как
видно из рисунка, концентрация по-разному влияет на температуру воспламене¬
ния различных газов: она увеличивается с возрастанием в смеси доли водорода,
окиси углерода и метана и уменьшается с ростом доли этана, пропана и бутана.
1.14.	Пределы взрываемости
Возьмем условно замкнутый объем (например, помещение, топку, газоход и
т. п.), заполненный воздухом, и будем постепенно из одной точки подавать в него
горючий газ. Смешение газа с воздухом будет происходить путем молекулярной
диффузии, т. е. непрерывного и хаотического движения молекул газа и воздуха,
стремящихся равномерно распределиться по всему объему. Ускорить процесс
смешения можно искусственно, например путем образования движущихся потоков
вследствие разрежения, создаваемого в топке и газоходах дымовой трубой или
дымососом. На первый взгляд кажется, что чем больше газа окажется в заданном
объеме, тем вероятнее в нем возможность взрыва и тем опаснее его последствия.
В действительности не любая смесь горючего газа с воздухом, даже тщательно
перемешанная, взрывоопасна. Газовоздушная смесь взрывоопасна только в том
случае, если содержание в ней газа находится в определенных пределах, имеющих
свои значения для каждого вида газа.
Заполним рассматриваемый объем подготовленной газовоздушной смесью, где
рядом с каждой молекулой горючего газа находится такое количество молекул
кислорода воздуха, которое обеспечивает полное сгорание газа без остатка в про¬
дуктах сгорания неиспользованного воздуха. Введем в объем источник высокой
температуры, например подадим электрический ток на спираль и раскалим ее.
Молекулы газа и воздуха, находящиеся у спирали, получат заряд тепловой
энергии, необходимый для реакции их взаимодействия — окисления горючих
составляющих за счет кислорода воздуха. Сгорание частиц газа, расположенных
у спирали, приведет к выделению теплоты, вызвав реакцию в соседних слоях,
20

которые передают эстафету горения дальше. Произойдет так называемая цепная
реакция горения, воспринимаемая в связи с большой скоростью передачи теплоты
от одних частиц к другим как взрыв всей реагирующей смеси. Таким образом,
взрыв — это мгновенное сгорание газа, содержащегося в смеси, вследствие реак¬
ции его с кислородом воздуха той же смеси.
При заполнении объема стехиометрической или близкой к ней газовоздушной
смесью в реакции горения участвует максимальное количество частиц газа и
воздуха и, следовательно, выделяется максимальное количество теплоты. Сниже¬
ние содержания в смеси газа ведет к уменьшению количества выделяемой теплоты.
В- результате количество теплоты, передаваемое от уже горящих частиц газа
к находящимся рядом, но еще не вступившим в реакцию, также уменьшается.
Значит, можно себе представить смесь с таким содержанием горючего, в которой
сгорание ближайших к источнику высокой температуры частиц газа выделяет
количество теплоты, недостаточное для подогрева соседних слоев до температуры
воспламенения. В этом случае горение, продолжаясь непосредственно у раскален¬
ной спирали, не может распространиться по объему, заполненному такой бедной
смесью, и, следовательно, взрыв в этом объеме становится невозможным. Объемное
содержание горючего газа в газовоздушной смеси, ниже которого пламя не может
самопроизвольно распространяться в этой смеси при внесении в нее источника
высокой температуры, называется нижним пределом воспламенения или нижним
пределом взрываемости данного газа.
Увеличение в смеси концентрации газа относительно стехиометрического
состава также ведет к уменьшению количества выделяемой теплоты, из-за того
что содержание воздуха в смеси оказывается недостаточным для полного сгорания
газа. С ростом концентрации газа в смеси и соответственным снижением содержа¬
ния воздуха все более уменьшается количество теплоты, выделяемой и, следова¬
тельно, передаваемой от горящих слоев газа к соседним. При каком-то соотноше¬
нии концентраций газа и воздуха в данной богатой смеси горение ближайших
к источнику высокой температуры частиц газа не сможет обеспечить подогрев
ближайших окружающих слоев смеси до температуры воспламенения. В этом
случае, как и для бедной смеси, горение газа будет происходить у раскаленной
спирали, не распространяясь по всему объему, и взрыв оказывается невозможным.
Объемное содержание горючего газа в газовоздушной смеси, выше которого
пламя нс может самопроизвольно распространяться по объему даже при наличии
в нем источника высокой температуры, называется верхним пределом воспламеняе¬
мости пли верхним пределом взрываемости данного газа.
Таким образом, смесь газа с воздухо;л взрывоопасна только в том случае, если
содержание в ней горючего газа находится в диапазоне между нижним и верхним
пределами взрываемости (табл. 1.4). Чем шире этот диапазон, тем больше вероят¬
ность образования взрывоопасной смеси. Из табл. 1.4 видно, что как сами пределы,
так и диапазоны между ними для различных газов значительно отличаются друг
от друга. Так, например, диапазон взрывоопасных концентраций водорода в воз¬
духе очень широк — от 4,0 до 75,0% об. Для паров бутана диапазон невелик —
1,9—8,5% об., что создает впечатление снижения опасности взрыва при его ис¬
пользовании. Однако следует обратить особое внимание на значение нижнего
предела взрываемости: смесь паров бутана с воздухом становится взрывоопасной
при содержании в ней всего 1,9% газа, и, следовательно, опасны даже очень
незначительные утечки газа в закрытый объем. У ацетилена, применяемого при
сварке и резке металлов, наиболее широкий диапазон взрываемости, очень низкий
нижний предел и самая низкая температура воспламенения. При горении ацети¬
лена в холодной смеси с кислородом диапазон взрываемости расширяется и состав¬
ляет 2,5—81,0% об. Пределы взрываемости некоторых газовых топлив приведены
в табл. 1.2 и 1.3.
1.15.	Влажность
Несмотря на осушку, газовое топливо содержит некоторое количество водя¬
ных паров. Кроме того, вода попадает в газопроводы во время их монтажа. Вода
вызывает коррозию трубопроводов и газового оборудования, приводит к обмерза¬
нию устройств, где происходит дросселирование (снижение давления) газа.
21

Различают абсолютную и относительную влажность газа. Абсолютная
влажность — количество водяных паров, содержащееся в единице объема газа.
Относительная влажность представляет собой процентное отношение фактического
количества водяных паров к максимально возможному нх содержанию при дан*
ных температуре и давлении. При данных температуре и давлении в газе может
находиться строго определенное количество водяных паров. При, понижении тем¬
пературы избыточное количество водяных паров конденсируется, т. е. переходит
в жидкое или твердое (лед) состояние, и может закупорить газопровод, особенно
в местах установки арматуры, регулирующих устройств и т. п. Насыщенные
влагой углеводороды при наличии в газопроводе воды (например, оставшейся
после монтажа) могут образовывать кристаллогидраты (белая льдообразная
кристаллическая масса), температура плавления которых несколько выше, чем
температура замерзания воды. Чтобы избежать образования снеговых, ледяных
или кристаллогидратных пробок, относительная влажность газа должна быть не
более 60% прп самой низкой расчетной температуре в газопроводе.
Температура, соответствующая полному насыщению газа водяными парами,
называется точкой росы (подробнее см. в § 6.6).
В воздухе, поступающем на горение, количество водяных паров невелико —
8—12 г/м3. Еще меньше их в газовом топливе. Вместе с тем концентрация водяных
паров в продуктах горения углеводородных топлив весьма значительна вследствие
сгорания содержащегося в них водорода.
1.16.	Токсичность газовых топлив
и продуктов их горения
Токсичностью газов называется их способность при воздействии на организм
человека или животных вызывать отравление, которое иногда приводит даже
к смерти.
Наибольшей токсичностью обладают искусственные горючие газы, так как они
содержат значительное количество окиси углерода (угарного газа), являющегося
сильным ядом, вступающим в реакцию с гемоглобином крови и вызывающим
кислородное голодание. При вдыхании в течение нескольких часов воздуха с со¬
держанием окиси углерода всего 0,01—0,02% возможно отравление, а при содер¬
жании 0,2% (2,4 мг/м3) через 30 мин может наступить обморочное состояние
(табл. 1.5). Важно помнить, что окись углерода может содержаться и в продуктах
горения искусственных и природных газов, если не обеспечивается полнота их
сгорания. Особую опасность окись углерода представляет тогда, когда продукты
Таблица 1.5
Действие некоторых токсичных газов на человека
Длительность
и характер действия
Содержание в воздухе, % об.
СО
so.
H,S
№х
Несколько часов без за¬
метного действия
0,01
0,0025
. 0,0015
0,0008
Признаки легкого отра¬
вления или раздраже¬
ния слизистых оболо¬
чек через 2—3 ч
0,01—0,05
0,005
0,005—0,008
0,001
Возможно серьезное от¬
равление через 30 мин
0,2—0,3
0,008-0,015
0,02—0,03
0,005
Опасно для жизни при
кратковременном дей¬
ствии
0,5—0,8
0,06
0,05
0,015
22

Горения из теплового агрегата выбрасываются полностью или частично непосред¬
ственно в производственное помещение.
Обязательным компонентом продуктов горения углеводородных топлив
является двуокись углерода COS. Малая концентрация СО2 в воздухе (примерно
до 1%) не токсична, при возрастании ее до 4—5% отмечается сильное раздражение
органов дыхания, а при 10% возможно сильное отравление. В большинстве при¬
родных и нефтепромысловых газов содержание ее невелико, но в продуктах горе¬
ния может достигать 11—13%.
При сжигании топлива в топочных устройствах, где местные максимальные
температуры в факеле могут быть 1800—1900° С, происходит реакция образования
из кислорода и азота окиси азота, которая в воздухе (после выхода из дымовой
трубы) в течение 1—3 ч переходит в двуокись азота. При концентрации двуокиси
азота 15 мг/л наблюдается раздражение слизистой оболочки глаз, а при 200—
300 мг/л возникает опасность для жизни даже при кратковременном вдыхании.
Попадая в легкие человека, двуокись азота соединяется с гемоглобином крови и
при столь высоких концентрациях может вызвать отек легких (табл. 1.5).
Очень токсичны серозодород, аммиак, цианистый водород и сероуглерод,
поэтому газовые топлива, подаваемые в городские газовые сети, должны быть от
них очищены.
Сероводород содержится в большинстве искусственных и в некоторых природ¬
ных горючих газах. Он бесцветен и имеет резкий запах, напоминающий запах
тухлого яйца. Сероводород тяжелее воздуха (р = 1,5 кг/м3), при его сгорании
образуются вода и сернистый газ, тоже ядовитый. Сероводород — очень сильный
яд, поражающий нервную систему и быстро приводящий к остановке дыхания или
параличу сердца (табл. 1.5). Сероводород сильно разъедает металлы, особенно при
наличии влаги.
Аммиак содержится обычно в искусственных газах, полученных из твердого
топлива путем сухой перегонки. Он бесцветен и имеет запах нашатырного спирта.
Наличие 0,1—0,'5 мг/л аммиака в воздухе вызывает раздражение в горле, глазах,
а 0,5—0,7 мг/л может привести к смертельному отравлению. Аммиак разъедает
бронзовые части арматуры газопроводов.
Цианистый водород и сероуглерод могут содержаться только в горючих
газах, полученных высокотемпературной перегонкой каменного угля. Оба они
представляют собой легкоиспаряющиеся жидкости, пары которых, особенно
цианистого водорода, очень ядовиты. Вдыхание воздуха, содержащего цианистого
водорода 0,2 мг/л, приводит к смерти через 10 мин. Сероуглерод и цианистый
водород разъедают металлы.
Как видно, искусственные и смеси природных и искусственных газов опаснее,
чем природные. Однако при значительной концентрации метана и других угле¬
водородов в воздухе возможно удушье вследствие уменьшения количества в нем
кислорода, особенно опасны в этом отношении газы газонефтяных месторождений,
содержащие значительное количество тяжелых углеводородов, а также сжижендые
Газы. При понижении в воздухе концентрации кислорода до 17% наблюдается
одышка и сердцебиение, при 12% нарушается нормальное дыхание, а при 9%
наступает обморок. Содержащиеся в природных газах этан, пропан, бутан обла¬
дают легким наркотическим действием.
1.17.	Одоризация
Все горючие газы бесцветны (невидимы) и большей частью не имеют собствен¬
ного запаха или имеют, но очень слабый. Следовательно, в случае их утечки
В помещении может образоваться газовоздушная смесь, которая останется незаме¬
ченной до тех пор, пока не произойдет отравление людей или взрыв. Для того
Чтобы своевременно обнаружить утечки, горючие газы подвергают одоризации,
т. е. придают им резкий специфический запах.
Газы одорируют после их очистки и осушки перед поступлением в магистраль¬
ный газопрозод или городскую газовую сеть в одоризационных установках при
йомощи одорантов (жидкостей, обладающих специфическим запахом). Наиболее
распространенным одорантом служит этилмеркаптан (C2H5SH), который содержит
гз

до 50% серы. Концентрация этилмеркаптана должна составлять 16 г на 1000 м*
природного газа.
Одоризация нетоксичных газов считается эффективной, если наличие газа
в воздухе может быть обнаружено при концентрации его, равной 1/5 от пнжнсг,
предела взрываемости. Эго значит, что одоризация природного газа, имеющею
нижний предел взрываемости 5% об., будет достаточной, если запах его буде:
хорошо ощутим в воздухе помещения при концентрации газа в нем 1% об. Сжи¬
женные газы, имеющие более низкий нижний предел взрываемости, должны ощу¬
щаться при наличии их в воздухе не более О,5'?6 об.
Количество одорапта, добавляемого к искусственным газам, должно быть
таким, чтобы запах ощущался при их содержании, не превышающем пределов,
установленных санитарными нормами. Для этих газов опасная по токсичности
концентрация газа в воздухе наступает значительно раньше, чем концентрация,
соответствующая 1/5 нижнего предела взрываемости.
1.18.	Природные и искусственные
горючие газы
Горючие газы, употребляемые как топливо, делят на природные и искусствен¬
ные. К природным относят газы, добываемые из недр Земли, а к искусственным —
получаемые на газовых заводах из твердого или жидкого топлива. Природные
газы скапливаются обычно в верхних частях газоносных слоев земной коры,
в складках горных пород, над слоем нефти, из которого выделяется газ. Имеются
и так называемые чисто газовые месторождения, где нефти нет. Природный газ
получают также попутно с нефтью, в которой его бывает растворено от 10 до 50%
от массы нефти. В этом случае выделение газа из нефти и его улавливание произво¬
дят при снижении давления выходящей из скважины нефти металлических
резервуарах — сепараторах или траппах, в которые нефть поступает из скважины.
Полученный таким образом газ называют попутным или нефтепромысловым. Газы
чисто газовых и газоконденсатных месторождений отличаются постоянством
химического состава, высоким содержанием метана СН4 (75—98%) и небольшим
содержанием тяжелых углеводородов (этана, пропана и др.). Попутные газы,
наоборот, не отличаются постоянством состава и кроме метана содержат значитель¬
ное (до 60%) количество тяжелых углеводородов (табл. 1.2). Природные газы
подразделяют также на бессернистые, в которых сернистых соединений пет или
есть только их следы, и сернистые, в которых содержание сернистых соединений
достигает 1% и более.
Для транспортирования на дальние расстояния по магистральным газопрово¬
дам природные газы должны быть очищены от сероводорода, влаги и песка, увле¬
ченных ими из скважин. После очистки газы направляют в магистральный газо¬
провод для транспортировки к месту потребления, при этом если их давление пре¬
вышает поддерживаемое в газопроводе, то его понижают, а если ниже — повышают
при помощи головной компрессорной станции промысла. На трассе газопровода
через 120—160 км устанавливают промежуточные компрессорные станции,
повышающие давление газа и не допускающие его уменьшения ниже 25—30 кгс/см2.
Распространенным способом получения искусственных горючих газов
(табл. 1.3) является сухая перегонка жирных каменных углей, заключающаяся
в нагревании измельченного угля без доступа воздуха до 900—1100° С в специаль¬
ных печах. При этом горючие летучие вещества, имеющиеся в топливе, выделяются
из него и отсасываются из камер печи эксгаустером, а твердый углерод образует
основной продукт сухой перегонки — кокс, который необходим для металлурги¬
ческих печей. Газ, полученный таким способом, называется коксовым. Из 1 т
каменного угля можно получить 300—350 м3 коксового газа. Получать газ мето¬
дом сухой перегонки можно и при 500—550° С (полукоксование). В этом случае
выход газа' незначителен (в пределах 25—100 м3 из 1 т угля), а основным продуктом
перегонки служат смолы, идущие на выработку моторных топлив, и полукокс.
Горючие газы могут быть получены и из других видов твердого топлива,
в частности из сланцев. Сланец является низкосортным многозольным топливом
24

(содержание золы до 65%), сжигание которого связано со значительными трудно»
стями. Если подвергнуть сланец сухой перегонке при 1000—1100° С, то из 1 Т
можно получить 350—400 м3 горючих газов.
Газовое топливо может быть получено также путем «безостаточиой» газифика¬
ции твердого топлива, т. е. превращением в газ его горючей, летучей и твердой
частей. Безостаточяую газификацию топлива производят в установках, называе¬
мых газогенераторами, а получаемый в них газ называют генераторным. Горючие
газы в газогенераторах получают не только с применением воздушного дутья, но и
с добавлением к нему водяного пара, кислорода и их смесей; в результате генера¬
торные газы могут быть различного состава и качества и разделяются па воздуш¬
ный, паровоздушный, водяной, парокислородпын и др. Полученные таким обра¬
зом генераторные газы подвергаются очистке, так же как и коксовый газ.
Вследствие того что большинство генераторных газов при сгорании способны
давать сравнительно немного теплоты и содержат значительное количество него¬
рючих и ядовитых газов, их в чистом виде в городские газовые сети не подают,
а только добавляют к другим газам или сжигают в металлургических, стеклова¬
ренных и других печах.
1.19.	Состав газового топлива и требования к нему.
Число Воббе. Условное топливо
Различные виды газового топлива представляют собой механические смеси
газов, как горючих, так и негорючих (табл. 1.2 и 1.3). Горючая часть состоит из
следующих газов.
Водород Н2 — газ без цвета, вкуса и запаха, самый легкий из всех состав¬
ляющих газового топлива. Содержится только в искусственных газах.
Метан СН., — газ без цвета, вкуса и запаха. Представляет собой химическое
соединение углерода с водородом. Является основной горючей частью природных
газов. Окись углерода (угарный газ) СО—газ без цвета, вкуса и запаха. Представ¬
ляет собой химическое соединение углерода с кислородом. Получается при непол¬
ном сгорании углерода топлива. Очень ядовит. Содержится только в искусствен¬
ных газах.
Тяжелые углеводороды СтН„ — ряд горючих газов (этан, пропан, бутан и
др.), представляющих собой различные химические соединения углерода и водо¬
рода. Тяжелые углеводороды характеризуются большой теплотой сгорания,
некоторые из них при сравнительно малом давлении переходят в жидкое состояние
н доставляются потребителям в баллонах или цистернах.
В негорючую часть газовых топлив входят следующие газы. Двуокись угле¬
рода (углекислый газ) СОа — газ без цвета, запаха и со слабым кисловатым вкусом.
Азот N2 — газ без цвета, вкуса и запаха. Кислород Ог — газ без цвета, вкуса и
аапаха. Сам не горит, но поддерживает горение. Содержится в небольшом коли¬
честве в некоторых искусственных газах. Негорючую часть газовых топлив при¬
нято называть балластом. Качество горючих газов тем ниже, чем больше в них
балласта.
Для обеспечения наибольшей безопасности при пользовании горючими га¬
зами, а также для бесперебойной работы газовых сетей и их сооружений и уст¬
ройств газовое топливо, подаваемое в городские газовые сети, должно удовлет¬
ворять следующим основным требованиям.
1.	Обладать постоянными составом и теплотой сгорания, которая должна быть
не менее 3600—4000 ккал/м3 (высшая). Использование газов с низкой теплотой
сгорания требует больших затрат на сооружение газовых сетей, а сжигание их
менее выгодно и эффективно.
2.	Содержать возможно меньшее количество вредных примесей, как ядови¬
тых, о которых было сказано выше, так и неядовитых, состоящих из смол, нафта¬
лина, водяных паров. Смолы, пыль и особенно нафталин могут приводить в газо¬
проводе к скоплениям и пробкам, образующимся обычно в поворотах, переходах
труб с одного диаметра на другой, тройниках, крестовинах, местах соединений труб
■ установок арматуры.
2S

3.	Содержать минимальное количество кислорода, который способен очень
активно разъедать металл газопроводов и их оборудования, особенно в присут¬
ствии влаги. Наличие повышенного количества кислорода в горючем газе может
вызвать опасность взрыва газопровода.
4.	Обладать резким специфическим запахом, необходимым для обнаружения
газа в случаях его проникновения в помещение.
Согласно ГОСТ 5542—50 используемый для снабжения населенных пунктов
природный газ должен соответствовать следующим требованиям:
1)	допускаемые отклонения от номинальной низшей теплоты сгорания не
более 10%;
2)	масса сероводорода в 100 м8 не более 2 г;
3)	масса смолы и пыли в 100 м* не более 0,1 г;
4)	объемная доля кислорода не более 1%;
5)	влагонасыщенность не более максимального насыщения при температуре,
®С: зимой — 20, летом — 35;
6)	масса меркаптановой серы в 1 м8 не более 0,036 г.
В ГОСТ 5542—78 (вводится с 01.01.81) исключены требования к природному
топливному газу в части влагонасыщенности и допускаемых отклонений от
номинальной низшей теплоты сгорания и введены пределы номинальных значений
числа Воббе (9850—13000 ккал/м8) и допустимого его отклонения от номинального
значения не более ±5%.
Число Воббе низшее (WoH) или высшее (WoB) характеризует тепловую мощ¬
ность горелки при постоянном давлении и определяется путем деления теплоты
сгорания на корень квадратный из относительной (по воздуху) плотности газа.
Равенство чисел Воббе WoH = Pi = Qh2/Kp2 = const, где Qin и pr —
низшая теплота сгорания и относительная (по воздуху) плотность одного газа,
QHS и р2 — то же, другого газа, указывает на их взаимозаменяемость, т. е. возмож¬
ность использовать в одной горелке без внесения в ее конструкцию изменений.
В некоторых случаях даже при неравенстве чисел Воббе удается достигнуть
взаимозаменяемости двух газов за счет некоторого изменения давления газа
Перед горелкой, используя так называемое расширенное число Воббе:
Wo = Qhi Кр^//р? = Qb2 1^/Кр7 = const,
где pi — давление газа перед горелкой при использовании газа с QBj и pt; р2 —
то же, для газа с Qn2 и рг.
Теплота сгорания различных видов топлив может значительно различаться.
Так, например, дрова и торф имеют низшую теплоту сгорания до 3200, лучшие
каменные угли — до 7300, а нефть — около 10 000 ккал/кг. Низшая теплота
сгорания природного газа Северо-Ставропольско-Пелагиадинского месторожде¬
ния 8550 ккал/м8 при плотности 0,73 кг/м8, что составляет около 11 700 ккал/кг.
Таким образом, теплота сгорания 1 кг этого газа выше, чем нефти. По¬
путные природные газы нефтяных месторождений имеют теплоту сгорания до
15 000 ккал/м8 (10—11 тыс. ккал/кг), а сжиженные — до 22 000—28 000 ккал/м8
(около 11 000 ккал/кг).
Для сравнения разных видов топлива при определении норм расхода, запасов,
экономии топлива введено понятие об условном топливе, которое имеет низшую
теплоту сгорания 7000 ккал/кг. Таким образом, 1 кг каменного угля с теплотой
сгорания 7000 ккал/кг равноценен 1 кг условного топлива. Если бурый уголь
имеет теплоту сгорания 3500 ккал/кг, то 1 кг его равноценен только 0,5 кг услов¬
ного топлива, и наоборот, 1 кг условного топлива равноценен 2 кг такого угля.
Чтобы перевести газовое топливо в условное, нужно разделить на 7000 ккал
его низшую теплоту сгорания, выраженную в килокалориях на кубический метр.
Так, например, 1 м8 ставропольского природного газа с теплотой сгорания
8550 ккал/м3 равноценен 8550 : 7000 = 1,22 кг условного топлива. Чтобы узнать,
какой объем данного газового топлива необходим для замены 1 кг условного
топлива, нужно разделить 7000 ккал на теплоту сгорания данного топлива.
Так, например, объем попутного газа с теплотой сгорания 11 200 ккал/м8, равно¬
ценный 1 кг условного топлива, будет 7000 : 11 200 = 0,625 м8.

ГЛАВА 2
ТРУБЫ, ЗАПОРНЫЕ УСТРОЙСТВА
И ИХ СОЕДИНЕНИЕ
2.1.	Трубы
Для изготовления газопроводов применяют, как правило, сталь»
ные трубы. В последние годы для подземных газопроводов начи¬
нают использовать полиэтиленовые, винипластовые и асбоцемент¬
ные трубы, которые особенно рекомендуются для транспортиро¬
вания попутных газов, содержащих сероводород в количестве
более 3%, а также при весьма высокой коррозионной активности
грунтов (с удельным сопротивлением менее 0,5 Ом м) и при на¬
личии блуждающих токов (если средняя разность положительных
потенциалов газопровод — земля превышает 0,5 В).
На территориях поселков и сельских населенных пунктов с ма¬
лой насыщенностью инженерными коммуникациями и небольшим
числом ответвлений от газопроводов допускается использовать
трубы: полиэтиленовые — для давления газа до 3, винипластовые—
до 0,05 кгс/см2. Вне территорий населенных пунктов допускается
применять трубы: полиэтиленовые — для давления газа до 6,
винипластовые и асбоцементные — до 3 кгс/см2.
На территориях городов и промышленных предприятий, как
правило значительно насыщенных инженерными коммуникациями,
газопроводы из неметаллических труб пока не применяют, и по¬
тому их устройство и требования к ним в настоящей книге не рас¬
сматриваются.
Стальные трубы. Поперечный размер труб характеризуется
условным проходом, наружным и внутренним диаметром и тол¬
щиной стенки. Условный проход Dy — номинальный внутренний
диаметр (это относится и к трубопроводной арматуре и фасонным
частям). Наружный диаметр Ь„ — величина постоянная для дан¬
ного Dy, внутренний диаметр DBH — величина переменная, за¬
висящая от толщины стенки, которая для подземных газопроводов
должна быть не меньше 3, надземных — не меньше 2 мм, а для
газопроводов, прокладываемых под реками и другими водными
преградами, — на 2 мм больше расчетной, но не менее 5 мм.
По способу изготовления стальные трубы подразделяют на
бесшовные и сварные (с продольным прямым или спиральным швом).
Для строительства газопроводов применяют бесшовные и сварные
Трубы, изготовленные из хорошо свариваемых сталей, содержа¬
щих, %, не более: углерода — 0,27, серы — 0,05, фосфора — 0,04,
27

Для газопроводов среднего и высокого давления (наружных и
внутренних) следует применять трубы, изготовленные из спокой¬
ной стали (в обозначении стали добавляются буквы «сп») подгрупп
«а» и «в», марок 0,8, 10, 15, 20, категорий 2, 3, 4 (ГОСТ 1050—74),
и группы В, марок Ст2, СтЗ, Ст4, категорий 2, 3, 4, 5 и 6
(ГОСТ 380—71). Трубы из полуспокойной и кипящей стали для
газопроводов среднего и высокого давления допускается применять
для: подземных газопроводов в районах с расчетной температурой
наружного воздуха до —30° С включительно; надземных газопро¬
водов в районах с расчетной температурой наружного воздуха до
—20° С включительно (трубы из полуспокойной стали) и до —10° С
включительно (трубы из кипящей стали); внутренних газопроводов
среднего давления с D„ не более 159 мм и толщиной стенки до 5 мм,
если температура стенок труб в процессе эксплуатации не будет
понижаться ниже 0 °C.
При этом для всех перечисленных случаев должны быть соблю¬
дены следующие условия:
—	температура стенок подземных и надземных газопроводов
в процессе эксплуатации не должна быть ниже—20° С (трубы
из полуспокойной стали) и ниже —10° С (трубы из кипящей стали);
—	диаметр наружных газопроводов не должен превышать
820 мм (трубы из полуспокойной стали) и 530 мм (трубы из кипящей
стали). Толщина стенок труб должна быть не более 8 мм;
—	содержание углерода не должно превышать 0,24%.
Для газопроводов низкого давления (наружных и внутренних),
в том числе гнутых отводов и других фасонных частей, следует
применять трубы, изготовленные из кипящей, полуспокойной или
спокойной стали групп А, Б и В марок Ст1, Ст2, СтЗ и Ст4, кате¬
горий 1,2, 3, 4, 5, 6 (ГОСТ 380—71) и подгрупп «а» и «в», марок 08,
10, 15, 20, категорий 1, 2, 3, 4 (ГОСТ 1050—74).
Согласно СН 487—76 для газопроводов в районах с расчетной
зимней температурой воздуха до —40° С включительно надлежит
применять сварные трубы (табл. 2.1). Бесшовные трубы по
ГОСТ 8733—74 из-за их дефицитности допускается использовать
для газопроводов только при наличии технико-экономического
обоснования.
Для газопроводов сжиженных углеводородных газов следует
применять, как правило, бесшовные или сварные прямошовные
трубы, имеющие сварной шов, равнопрочный с основным ме¬
таллом.
Для импульсных газопроводов с Dy с 32 мм и рр «: 3 кгс/сма
допускается применять трубы по ГОСТ 3262—75 при условии испы¬
тания каждой трубы заводом-изготовителем на давление, соответст¬
вующее требованиям ГОСТ 3262—75, или 100%-ного контроля свар¬
ных швов физическими методами и эксплуатации их при темпе¬
ратуре стенок не ниже 0° С. Допускается для импульсных газо¬
проводов использовать медные трубки по ГОСТ 617—72, а также
резиновые и резино-тканевые рукава.
28

29

Трубы для газопроводов должны иметь сертификаты с указа¬
нием размера труб, ГОСТ, по которому они изготовлены, марки
стали, номера партии, результатов механических и гидравличе¬
ских испытаний, отметки ОТК о соответствии труб ГОСТ или ТУ.
Трубы с толщиной стенки меньше 3,5 мм или Dy < 50 мм марки¬
ровке не подлежат, а каждый пакет таких труб снабжается бир¬
кой. Маркировку с обозначением товарного знака за вода-изгото¬
вителя и марки стали должны иметь каждая труба с D„ от 57 до
159 мм и толщиной стенки 3,5 мм и больше (на расстоянии от торца
не более 250 мм) и трубы с Du 159 мм (на расстоянии от торца
не более 500 мм).
До монтажа трубы проверяют на отсутствие заводских или
транспортных дефектов: разностеиности, овальности, расслоений
металла, вмятин, повреждений кромок и т. п. Если дефекты не
могут быть исправлены, трубы бракуют.
2.2.	Сварка стальных труб
Соединение стальных труб для газопроводов должно произво¬
диться, как правило, сваркой. До сборки и сварки внутреннюю
полость труб очищают от засорений. Деформированные кромки
труб выправляют с помощью приспособлений, исключающих воз¬
можность образования трещин, смятия и других повреждений.
В случае необходимости деформированные кромки труб обрезают.
Если температура воздух^ на месте производства работ ниже —5° С,
то удары по трубам и правка концов без подогрева не допускаются.
В зависимости от толщины стенок и вида сварки подготовку
кромок труб для сварки и размеры швов согласно СНиП 111—29—76
принимают по табл. 2.2, где способы сварки имеют следующие обо¬
значения: П-3 — полуавтоматическая сварка плавящимся элек¬
тродом в защитных газах; А-3 — автоматическая сварка плавя¬
щимся электродом в защитных газах; П-Ф — полуавтоматиче¬
ская сварка под флюсом; А-Ф — автоматическая сварка под
флюсом; Р — ручная электродуговая сварка; Г — газовая сварка.
При температуре окружающего воздуха ниже —30° С сварку
выполняют только после предварительного подогрева торцов труб
и прилегающих к ним зон шириной 200—250 мм до 150—200° С.
Контроль качества сварки. Высокое качество сварки газопро¬
водов обеспечивается:
1)	проверкой права сварщика на допуск к работам по сварке
газопроводов;
2)	проверкой качества применяемых материалов;
3)	пооперационным контролем сборки и сварки стыков;
4)	проверкой качества стыков внешним осмотром;
5)	проверкой качества стыков физическими методами контроля:
просвечиванием рентгеновским или гамма-излучением, магнито¬
графической или ультразвуковой дефектоскопией;
6)	проверкой качества стыков механическими испытаниями.
80

31

Рассмотрим каждый из этапов контроля.
1.	К сварке газопроводов допускаются сварщики, прошедшие
специальное обучение и имеющие соответствующий диплом. При-
казом по строительно-монтажной организации сварщику присваи-
вается номер или шифр, который наносится наплавкой или клей¬
мением у каждого сваренного им стыка на подземном газопроводе,
Данные о квалификации сварщика, периодической проверке его
знаний и испытании сваренных им пробных и контрольных стыков
должны быть занесены в личный формуляр.
Перед допуском сварщика к работе в новых условиях или при
перерыве в его работе более 2 месяцев производится сварка проб¬
ного стыка и его контроль внешним осмотром или просвечиванием
рентгеновским или гамма-излучением. Если стык сварен газовой
сваркой, производится дополнительно механическое испытание.
Допуск к работе разрешается при удовлетворительных результа¬
тах всех перечисленных видов контроля.
2.	Качество материалов (электроды, сварочная проволока,
флюсы и др.) должно проверяться в соответствии с ГОСТ и ТУ
независимо от наличия сертификатов. Если обнаружены дефекты
у сварочных материалов или они заменяются, то производится
сварка пробного стыка, контроль которого осуществляется внеш¬
ним осмотром, просвечиванием рентгеновским или гамма-излуче¬
нием и механическим испытанием. При положительных результа¬
тах контроля качества пробного шва по всем 3 видам испытания
возможно применение сварочных материалов с дефектами.
Для того чтобы сварочный шов получился высокого качества,
применяют электроды определенных марок, соответствующие тре¬
бованиям стандарта и снабженные плотным слоем покрытия (об¬
мазки), которое, расплавляясь в зоне дуги, образует шлаки и газы,
защищающие шов от попадания в него воздуха. В частности, для
ручной электродуговой сварки труб из малоуглеродистой нелегиро¬
ванной стали (табл. 2.1) должны применяться электроды покрытые
(ГОСТ 9467—75) Э42 или Э46 (предельная отрицательная темпера¬
тура эксплуатации газопроводов /преД = —15° С), Э42А или Э46А
('пред =—30° С).
Для газовой, а также автоматической и полуавтоматической
сварки под флюсом должна использоваться сварочная проволока
марки Св-08А или Св-08ГА (ГОСТ 2246—70), а для электрической
сварки в среде углекислого газа — сварочная проволока марки
Св-08Г2С (ГОСТ 2246—70). Углекислый газ должен иметь чистоту
не менее 98,5% (ГОСТ 8050—76). Сварочные флюсы применяют
марок АН-348-А, АН-348М, ОСЦ-45М, АН-60, ФЦ-Э
(ГОСТ 9087—69). Для газовой сварки используют кислород тех¬
нический (ГОСТ 5583—78) и ацетилен в баллонах (ГОСТ 5457—75)
или ацетилен, получаемый на месте из карбида кальция по
ГОСТ 1460—76.
3,	Пооперационный контроль производства дуговой и газовой
сварки состоит из проверки;
82

а)	соосности труб и
смещения кромок, которое
не должно превышать
0,15 S плюс 0,5 мм (S —
наименьшая из толщин
стенок свариваемых труб,
мм). Соблюдение соосно¬
сти при электродуговой
сварке обеспечивается
применением наружных
центраторов и других при¬
способлений, надежно
фиксирующих положение
свариваемых труб;
б)	размеров зазоров,
скоса кромок и притупле¬
ний, которые должны со¬
ответствовать табл. 2.2;
Рис. 2.1. Типичные дефекты сварных швов.
/ — подрезы; 2 — ослайлепиыП шов (нет ва¬
лика усиления): 3 — излишняя высота усиле¬
ния шва; 4 — трещина; 5 и 6 — непровар;
7 — газовые поры и шлаковое включение.
в)	качества зачистки кромок. Кромки и прилегающие к ним
внутренние и наружные поверхности на ширину не менее 10 мм
должны быть очищены до металлического блеска;
г)	расположения и качества прихваток, которые служат для
закрепления труб в зафиксированном под сварку положении.
Прихватки должны, как правило, выполняться с применением
электродов или сварочной проволоки той же марки, что и для ос¬
новного шва, теми же сварщикам!!, которые варят основной шов.
Длина каждой прихватки должна быть 30—40 мм для поворотных
и 50—60 мм для неповоротных стыков. Высота прихватки должна
составлять 4J)—50% толщины стенки трубы;
д)	режима сварки, порядка наложения отдельных слоев шва,
формы слоев шва. Ручная дуговая сварка труб со скосом 30°
при толщине стенок до 6 мм должна выполняться не менее чем
в 2 слоя, а при толщине стенок свыше 6 мм — не менее чем в 3 слоя.
Каждый слой шва перед наложением последующего слоя должен
быть тщательно очищен от шлака и брызг металла. Ручная газо¬
вая сварка выполняется только в 1 слой;
е)	шва внешним осмотром.
4.	При внешнем осмотре шва, сваренного дуговой и газовой
сваркой, следует убедиться в тщательной очистке его от шлака,
брызг металла и окалины, в отсутствии трещин, прожогов, подре¬
зов глубиной более 5% толщины шва (но не более 0,5 мм), неза¬
веренных кратеров, выходящих на поверхность пор (рис. 2.1),
а также в том, что поверхность (усиление) по всему периметру слег¬
ка выпукла и плавно переходит к поверхности основного металла,
Высота усиления шва в зависимости от толщины стенки трубы
должна быть в пределах 1—3 мм, но не более 40% толщины стенки.
Допустимые ширина шва, смещение кромок, зазоры указаны
в табл. 2.2.
2 Чепель В. М.
33

Рис. 2.2. Просвечпва.
ине сварного шва гаэоч
провода.
Диаметр: а — малый,-
б — большой; 1 — свар,
ной шов; 3 — кассета.
5.	Физические методы контроля качества сварных стыков за¬
ключаются в просвечивании их рентгеновским или гамма-излуче¬
нием. К этой работе и обращению с радиоактивными элементами
допускаются только лица, прошедшие специальную подготовку
и медицинское обследование.
Сущность просвечивания рентгеновскими лучами не требует
особых разъяснений. Оно производится с помощью специальных
передвижных рентгеновских аппаратов, обеспечивающих наиболее
четкую картину качества сварного шва.
При использовании гамма-излучения требуется значительно
менее громоздкое оборудование. В этом случае трубы малого диа¬
метра (до 57 мм включительно) просвечивают в один прием, уста¬
навливая источник излучения на расстоянии не менее 300 мм от
кассеты с пленкой (рис. 2.2, а). Аппарат с источником при этом
направляют под углом 20—30° (но не более 45°) к нормали к пленке
в центре снимка таким образом, чтобы весь шов проектировался
на пленку, а изображения противоположных сторон стыка на
пленке не накладывались друг на друга.
Трубы диаметром более 57 мм просвечивают через 2 стенки
аппаратом, установленным снаружи (рис. 2.2, б), передвигая его
несколько раз, пока не будет просвечен весь периметр трубы.
Кассету с пленкой располагают на трубе со стороны, противопо¬
ложной источнику, а сам аппарат в зависимости от диаметра трубы
вплотную к ней или на некотором удалении от нее, с тем чтобы рас¬
стояние от него до пленки было не меньше 150—200 мм. При про¬
свечивании по этой схеме труб больших диаметров изображение
шва со стороны, обращенной к аппарату, благодаря большому его
удалению от пленки «размывается» и не влияет на контрастность
снимка. Если диаметр трубы меньше 400 мм, то аппарат направляют
несколько под углом к плоскости шва (примерно 15°), чтобы изобра¬
жение шва по периметру сдвигалось на пленке. При рассмотрении
проявленной пленки можно обнаружить не только сами дефекты
шва (рис. 2.3), но и глубину дефектов в металле, сравнивая сте¬
пень почернения дефектных мест с почернением, даваемым различ¬
ной глубиной канавок специальной стальной пластинки — де-
фектомера, снимаемого на пленку вместе со стыком.
34

Fie. i.S. Схема снимка
сварного шва.
1 — валик шва; 2 — не¬
провар; 3 — газовые
поры; 4 — шлаковые
включения; 5 — подрез;
6 — дефектомер.
Если просвечиваются трубы большого диаметра, то аппарат
несколько раз передвигают вдоль периметра трубы, пока он
не будет охвачен весь. Кассеты крепят к трубе резиновыми
лентами или магнитными держателями. Повышение контраст¬
ности снимка достигается закладкой в кассету усиливающих эк¬
ранов и свинцовой фольги толщиной 0,1—0,2 мм.
Магнитографический и ультразвуковой методы дефектоскопии
сварных швов безопасны для здоровья человека и позволяют бы¬
стро выявить наличие дефектов в шве. Однако оба эти метода не
дают возможности определить характер дефектов, и потому их
разрешается применять только в сочетании с методом рентгенов¬
ского или гамма-излучения, которым должно быть проверено не
менее 20% общего количества стыков, подлежащих контролю,
но не менее 1 стыка, сваренного сварщиком на каждом объекте.
Нормы контроля сварных стыков физическими методами прини¬
мают по СНиП III—29—76.
Сущность магнитных методов контроля заключается в том, что
при намагничивании хорошо выполненного сварного шва магнит¬
ные силовые линии будут проходить по нему равномерно, сплош¬
ным потоком. В дефектном шве магнитные силовые линии, обходя
дефекты, отклоняются, сгущаются и вызывают потоки рассеива¬
ния, выходящие на поверхность. Все эти отклонения потока мо¬
гут быть зафиксированы с помощью железного порошка или за¬
писаны на специальную магнитную ленту и с нее «проявлены»
прямо на экране электроннолучевой трубки магнитографического
дефектоскопа.
Ультразвуковой -метод контроля сварных соединений основан
на способности упругих колебаний высокой частоты, не восприни¬
маемых ухом человека, проникать в металл и отражаться от по¬
верхности трещин, пустот, шлаковых включений и других дефектов
швов благодаря различной звуковой проводимости металла и воз¬
духа. Импульсы, идущие от щупа дефектоскопа, которым иссле¬
дуется шов, отражаются на экране электроннолучевой трубки.
При проверке физическими методами контроля сварные стыки
газопроводов бракуются в случае обнаружения:
а)	трещин любых размеров и направлений;
б)	непровара по сечению шва;
в)	непровара в корне шва глубиной свыше 15% от толщины
стенки при электродуговой сварке и 10% при газовой сварке в со¬
единениях, доступных для сварки только с одной стороны;
2»	35

Таблица 2.3
Основные характеристики предохранительных муфт
Показа¬
тель
D... мм
so
65
80
100
ISO
200
250
300
400
SOO
600
800
L, мм
250
300
300
300
300
300
300
300
300
350
350
350
А, мм
3
3
3
4
4,5
7
8
8
7
7
8
8
Масса, кг
1,0
1.6
2,0
3,2
5,4
11,0
15,6
18,8
21,4
27,8
32,4
42,4
г)	непровара в корне шва более 1/3 периметра независимо от
его глубины;
д)	газовых пор и шлаковых включений шва (группы А и Б,
ГОСТ 7512—75) размером по глубине более 15% толщины стенки
трубы, сваренной электродуговой сваркой, и 1096 — газовой
сваркой;
е)	скоплений газовых пор в отдельных участках шва (группа В,
ГОСТ 7512—75) свыше 5 на 1 см2 шва при глубине более 10%
толщины стенки и более 3 по периметру шва для всех видов сварки;
ж)	сочетания в шве непровара длиной более 50 мм, шлаковых
включений и газовых пор (группы Б и В, ГОСТ 7512—75) при глу¬
бине дефектов более 10% толщины стенки.
Допускается исправление стыка, имеющего дефектную часть
шва менее 30% его общей длины и сваренного электродуговой свар¬
кой, удалением дефектной части и заваркой заново с последую¬
щей проверкой физическими методами контроля всего свар¬
ного шва.
При любом виде сварки запрещается исправление дефектов
шва подчеканкой. Дефектный шов, сваренный газовой сваркой,
исправлять не допускается.
6. ЛАеханические испытания сварных швов газопроводов
производят на специальных машинах. Для проверки из стыка
должны вырезаться 3 образца с неснятым усилением для испыта¬
ний па растяжение (разрыв) и не менее 3 образцов со снятым уси¬
лением для испытаний на изгиб (загиб). Образцы вырезают из
различных участков, равномерно распределенных по периметру
стыка. Результаты испытаний считают удовлетворительными,
если предел прочности шва будет не меньше нижнего предела проч¬
ности основного металла труб, а угол загиба — не менее 120е
для электродуговой и не менее 100° для газовой сварки.
Механические испытания труб диаметром менее 65 мм произво¬
дят без вырезки образцов на целых стыках. При этом половина
вырезаемых контрольных стыков испытывается на растяжение,
вторая половина — на сплющивание. Результаты испытаний счи¬
тают удовлетворительными, если:
— при проверке на растяжение предел прочности шва будет
не меньше нижнего предела прочности основного металла труб;
36

Рис. 2.4. Предохранительная муфта.
— при проверке на сплющивание просвет между сжимающими
поверхностями пресса при появлении первой трещины на сварном
шве не будет превышать: для труб Dy с 50 мм — 5S, для труб
Dy > 50 мм — 6S, где S — толщина стенки трубы, мм.
На каждый участок строящегося подземного газопровода со¬
ставляется сварочная схема с указанием номеров стыков, их при¬
вязки, расстояния между ними, поворотных и неповоротных сты¬
ков, номеров или шифров сварщиков и стыков, проверенных фи¬
зическими методами контроля.
Для повышения надежности сварных швов ответственных газо¬
проводов (прокладываемых вблизи стен зданий, под реками, же¬
лезнодорожными путями и т. п.) и на дефектных швах, обнаружен¬
ных в процессе эксплуатации, применяют предохранительные муфты
(табл. 2.3). Муфта (рис. 2.4) состоит из 2 половинок и имеет в сред¬
ней части специальный зиг 2, внутри которого расположен валик
сварного шва 5 газопровода. После установки на газопроводе 3
обе половинки муфты 1 и 6 сваривают между собой и приваривают
к газопроводу с обеих свободных сторон. Продольные швы 4,
соединяющие между собой полумуфты, не должны привариваться
к стенке газопровода. В зиге делается отверстие с резьбой 3/8",
которое служит для испытания сварных швов и заваривается по
окончании испытаний.
2.3.	Соединительные части, фланцевые
и резьбовые соединения стальных труб
Соединительные части, детали газопроводов и газового оборудо¬
вания изготавливают из ковкого чугуна или из спокойной стали
(литые, кованые, штампованные, гнутые или сварные). Для низ¬
кого давления допускается применять детали из кипящей и полу-
спокойной стали. Из ковкого чугуна с цилиндрической резьбой
изготавливают угольники, тройники, кресты, муфты, гайки соеди¬
нительные, пробки.
37

Рис. 2.5. Соединение
запорного устройства с газопроводом.
а — фланцевое; б — сваркой; 1 — газопровод; 2 — фланец; 3 — болт; 4 — гайка
и шайба; 5 — прокладка; 6 — запорное устройство; 7 — патрубок.
Из стали изготавливают муфты, контргайки, сгоны с цилиндри¬
ческой резьбой. Для соединения труб на сварке применяют от¬
воды, переходы, тройники, седловины, заглушки.
Для поворотов газопровода применяют нормализованные гну¬
тые отводы из бесшовных труб на углы 15, 30, 45, 60, 75 и 90Q
радиусом (3, 4 и 6) D,, (для £>у с 400 мм) или крутоизогнутые на
углы* 45, 60 и 90° радиусом (1-?5)£>н (для Dy с 500 мм). Для
газопроводов Dy = 1504-900 мм используют также сварные от¬
воды из секторов радиусом (14-1,5) Dy, а при низком давлении
и невозможности использовать гнутый отвод — резьбовые уголь¬
ники из ковкого чугуна с Dy < 50 мм. Если для изготовления гну¬
тых отводов или гнутых участков газопровода применяют водо-
газопроводные трубы, то радиус гиба должен быть не меньше
2,5Он для труб с Dy с 40 мм включительно и 3,5D„ для труб
с Dy — 40 4-50 мм. Отводы из этих труб для Dy > 50 мм изготов¬
лять не допускается. В эксплуатационных условиях при отсутст¬
вии нормализованных отводов повороты труб с £>у < 150 мм вы¬
полняют гнутьем на трубогибочных станках.
На наружных газопроводах фланцевые соединения применяют
только для установки задвижек, кранов и другой арматуры. Резь¬
бовые соединения используют в местах установки кранов, пробок,
муфт на конденсатосборниках и гидрозатворах, запорной арматуры
на надземных вводах газопроводов низкого давления и присоеди¬
нения КИП. Допускается применять на цокольных вводах снаружи
здания резьбовые пробки диаметром не более 25 мм для продувки
газопроводов. На подземных газопроводах всех давлений приме¬
нение резьбовых соединений не допускается.
На внутренних газопроводах фланцевые и резьбовые соединения
допускаются только для присоединения запорной арматуры, КИП
и оборудования. Разъемные соединения должны быть доступны
для осмотра и ремонта.
На газопроводах чаще всего используют плоские стальные при¬
варные фланцы (рис. 2.5, а) на ру = 1,0; 2,5; 6; 10 и 16 кгс/см2.
Для уплотнения фланцевых соединений следует применять
прокладки из:
—	паронита (марка ПВМ) толщиной 1—4 мм для газопроводов
давлением до 12 кгс/см2 (в установках сжиженных газов до
16 кгс/см2). Прокладки должны соответствовать ГОСТ 15180—70,
38

Перед монтажом прокладки из па-
ронита проваривают в горячей, но
не кипящей олифе и натирают гра¬
фитом. Применение графита облег¬
чает разборку соединений, уменьшая
прилипание прокладки к поверхно¬
стям фланцев;
—	резины маслобензостойкой
толщиной 3—5 мм для газопрово¬
дов давлением до 6 кгс/см2;
—	алюминия толщиной 1—4 мм
~37
Рис. 2.6. Соединение прибора с
медным трубопроводом.
для соединения деталей, оборудования, установок сжиженного
газа, а также газопроводов всех давлений (в том числе транс¬
портирующих сернистый газ);
—	меди (марки Ml, М2) толщиной 1—4 мм для соединения де¬
талей, оборудования, установок сжиженного газа, а также газо¬
проводов всех давлений (кроме газопроводов, транспортирующих
сернистый газ).
Для резьбовых соединений наиболее употребительна цилиндри¬
ческая трубная резьба. Уплотнение этих соединений производят
подмоткой льняной пряди, пропитанной свинцовым суриком или
белилами, разведенными на натуральной олифе. На изготовление
льняной пряди идут длинноволокнистые сорта трепаного льна,
В последнее время широкое применение получают фтороплас¬
товые уплотнительные материалы (ФУМ) в виде ленты
(ТУ 6—05—1388—70 марки 1) и шнура (МРТУ 6—05—870—66
марок В и К), а также другие уплотнительные материалы, обеспе¬
чивающие герметичность соединения.
В качестве импульсных трубопроводов к приборам КИП и
автоматики часто применяют медные трубки. На рис. 2.6 показан
пример соединения медной трубки 4 0 10 мм со штуцером 1 при¬
бора.
На наружную резьбу штуцера навертывается накидная
гайка 2, поджимающая через втулку 3 отогнутый конец трубки
к торцу штуцера.
При использовании стальной арматуры в ряде случаев, осо¬
бенно на газопроводах высокого давления, соединение ее с газо¬
проводом производят сваркой, что позволяет отказаться от уста¬
новки компенсаторов.
Если отсутствует арматура с концами под приварку,
а применяют фланцевую, то к ее фланцам предвари¬
тельно приваривают патрубки длиной 150—250 мм (рис. 2.5, б).
Приварку производят электродами УОНИ 13/55 в 3 слоя с подвар¬
кой с внутренней стороны и проверкой всего шва просвечиванием.
После приварки патрубков запорное устройство испытывают воз¬
духом на герметичность затвора рабочим давлением.

2.4.	Запорные устройства
К запорным устройствам относят трубопроводную арматуру
(краны, задвижки, вентили), гидравлические задвижки и затворы,
а также быстродействующие (отсечные) устройства с пневматиче¬
ским или электромагнитным приводом.
Запорные устройства должны обеспечивать: герметичность
отключения; минимальные потери давления в открытом положении,
особенно на газопроводах низкого давления; удобство обслужи¬
вания и ремонта; быстроту открытия и закрытия, которые при руч¬
ном управлении должны производиться с небольшим усилием.
Принципиальные схемы работы различных типов запорных
устройств показаны на рис. 2.7. Затвор крана (рис. 2.7, а) представ¬
ляет собой пробку, вращающуюся в корпусе вокруг своей оси.
В шаровых кранах форма пробки шарообразная, в остальных —
усеченного конуса. Пробка имеет сквозное отверстие: в шаровых —
круглое, в остальных — щелевидное. Для полного открытия Проб-
ку поворачивают на 90°.
а — кран;
гидрозатвор;
/ — корпус;
fl — гидравлическая задвижка;
2 -- запирающий орган (у г№
и гидроэадвижкй — вода); 3
заливки воды; 4 J- плунжер.
6 — задвижка;
в — вентиль; г -»
дрозатвора
трубка для
40
Проход газа в задвижке
(рис. 2.7, б) перекрыва¬
ется затвором, имеющим
форму плоского диска
или клина и передвига¬
ющимся в плоскости, пер¬
пендикулярной к направ¬
лению движения газа. Для
полного открытия затвор
выдвигают на величину,
равную условному диа¬
метру прохода. Вентиль¬
ный затвор (рис. 2.7, в)
перемещается вдоль оси
седла, и для полного от¬
крытия достаточно под¬
нять его на V* Dy. В ги¬
дрозатворе (рис. 2.7,
г, д) затвором служит
вода, высота столба ко¬
торой Н = h2 — ftj должна
превышать максимальное
давление в i
не менее
200 мм.
Привод к
газопроводе
чем на
затворам
запорных устройств мо¬
жет быть ручным, механи¬
ческим (устройство обору¬
дуется штурвалом и зуб¬
чатой передачей к штоку затвора), пневматическим пли гидравли¬
ческим [устройство оборудуется цилиндром, который шарнирно
соединяется со штоком затвора; командная среда, подаваемая на
поршень, — сжатый газ (воздух) или жидкость], электрическим
(устройство оборудуется электромотором и передающим механиз¬
мом к штоку затвора) и электромагнитным (устройство оборудуется
электромагнитом, сердечник которого шарнирно связывается со
штоком затвора).
На газопроводах промышленных и коммунально-бытовых пред¬
приятий в качестве запорных устройств наиболее часто исполь¬
зуют краны и задвижки, значительно реже — вентили с ручным
приводом, гидрозатворы и гидравлические задвижки. В последние
годы в связи с автоматизацией процессов сжигания газа все шире
применяют вентили и клапаны с электромагнитным приводом.
При небольших условных проходах запорные устройства
(кроме гидрозаз воров) иногда используют для регулирования рас¬
хода газа (например, перед газовыми горелками).
Согласно ГОСТ 356—68 арматура и соединительные части трубо¬
проводов характеризуются условным, пробным и рабочим давле¬
нием.
Под условным давлением (ру) понимается наибольшее избыточ¬
ное рабочее давление при температуре среды 20° С, при котором
обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных
частей. Под рабочим (рр) понимается наибольшее избыточное дав¬
ление, при котором обеспечивается длительная работа арматуры
и соединительных частей при рабочей температуре проводимой
среды. Под пробным (рпр) понимается избыточное давление, при
котором арматура и соединительные части должны подвергаться
гидравлическому испытанию на прочность и плотность водой при
температуре не выше 100° С.
Запорные устройства, устанавливаемые на газопроводах, долж¬
ны быть предназначены для газовой среды. Электрооборудование
приводов и других элементов по требованиям взрывобезопасности
должно соответствовать Правилам устройства электроустановок
(ПУЭ). Краны должны иметь ограничители поворота и указатели
положения затвора «Открыто»—«Закрыто», а задвижки с невыдвиж¬
ным шпинделем — указатели степени открытия. Краны до Dy =
»» 80 мм должны иметь риску на пробке, указывающую направле¬
ние прохода газа в пробке.
В случае отсутствия арматуры, предназначенной специально
для газовых сред, СНиП допускает применение арматуры общего
назначения при условии выполнения дополнительных работ по
притирке запорного узла и испытаниям (§ 2.11).
В зависимости от условий эксплуатации (давления газа р,
кгс/см2, и температуры /, °C) можно применять запорные устрой¬
ства, изготовленные из: серого чугуна (р < 6, t —30); ковкого
чугуна, бронзы или латуни (р < 16, t —30); углеродистой стали
(р < 16, t —40); легированной стали (р <• 16, t < —40).
41

До монтажа на газопроводе запорные устройства, предназна¬
ченные для газовых сред, должны подвергаться расконсервации и
ревизии: удалению смазки, проверке сальников и прокладок, ис¬
пытанию на герметичность.
На корпусе арматуры должна быть маркировка, включающая
товарный знак завода-изготовителя, условное давление, диаметр
условного прохода, стрелку, показывающую направление потока
газа.
2.5.	Краны
По способу присоединения краны бывают муфтовые, цапковые,
фланцевые и с концами под приварку; по форме затвора — кони¬
ческие, цилиндрические и сферические (шаровые); по уплотнению—
натяжные и сальниковые; по проходу в пробке — полнопроходные
и суженные; по применению смазки — со смазкой и без нее; по
приводу — с управлением ручным, гидравлическим, пневматиче¬
ским или электрическим.
Краны более компактны, чем задвижки и вентили соответствую¬
щих размеров, гх уплотнительные поверхности меньше подвер¬
жены внутренней коррозии и эрозии. Конструкция кранов позво¬
ляет повышать герметичность путем смазки уплотнительных по¬
верхностей. Преимуществом кранов является возможность бы¬
строго их открытия и закрытия. К недостаткам относятся трудность
их притирки, возможность заедания пробки в корпусе при недоста¬
точной смазке, легкая повреждаемость твердыми частицами запи¬
рающих поверхностей. Эти недостатки особенно проявляются у кра¬
нов больших размеров, поэтому при Dy > 80 мм применяют
только краны с уплотняющей принудительной смазкой, а также
шаровые.
Площадь проходного сечения пробки в газовых кранах должна
составлять не менее 0,7 площади условного прохода.
Если в качестве ручки используют накидной ключ, то на вну¬
тренних газопроводах он должен быть постоянно надет на кран,
причем в открытом состоянии крана ключ должен быть расположен
вдоль газопровода и риски крана. На вертикальных участках
газопровода ключ следует надевать на квадрат пробки крана та¬
ким образом, чтобы при закрытии крана ключ вместе с пробкой
удерживался ограничителем поворота и не мог открыть кран своим
весом. Длина ручки крана должна быть не больше 6 диагоналей
квадрата пробки. Наращивать ручку, надевая на нее обрезки трубы
или другой ключ, запрещается. Хорошо притертый и смазанный
кран должен проворачиваться рукой с небольшим усилием.
Натяжные краны (рис. 2.8, табл. 2.4) состоят из корпуса 4,
конусной пробки /, оканчивающейся хвостовиком с винтовой на¬
резкой, натяжной гайки 3, расположенной на нарезке хвостовика
пробки, и шайбы 2. Герметичность между корпусом и пробкой до¬
стигается притиркой и прижатием их поверхностей друг к другу
42)

Ряс. 2.8. Кран натяжной муфтовый
ПЕЮбк-1.
при помощи натяжной гайки. Для натяжения пробки конец кони¬
ческой ее части не доходит до шайбы на 2—3 мм, а нижняя часть
внутренней поверхности корпуса имеет цилиндрическую вытечку.
Это позволяет при износе пробки и при притирке во время ремонта
подтягивать ее гайкой, обеспечивая необходимую плотность.
В последние годы освоено производство взамен кранов 11Б 10бк-1
муфтовых кранов 11Б12бк-1 (рис. 2.9) с пружиной 5, которая по¬
стоянно прижимает конусную пробку 3 к уплотнительной поверх¬
ности корпуса 1. Усилие, создаваемое пружиной, регулируют из¬
менением положения крышки 4, имеющей на верхней поверхности
шлиц. Ручка 2 для поворота пробки расположена в нижней части
корпуса и является неотъемлемой частью крана. При положении
пробки «Открыто» ручка располагается вдоль оси газопровода.
Конструкция крана позволяет без его разборки смазывать уп¬
лотнительные поверхности во время эксплуатации: при нажатии
ручки в сторону пробки последняя приподнимается, уплотнитель¬
ные поверхности пробки и корпуса разъединяются и смазка из
пространства между пробкой и крышкой заполняет образовав¬
шийся зазор, покрывая уплотнительные поверхности.
Кран монтируют в собранном виде с пробкой. После монтажа
пробку следует вынуть, тщательно промыть или протереть уплот¬
нительные поверхности, смазать уплотнительную поверхность
пробки ровным тонким слоем смазки НК-50 (ГОСТ 5573—67),
собрать кран, заполнить пространство между крышкой и пробкой
смазкой и разогнать ее поворотами пробки. При отсутствии
смазки НК-50 можно применить смазку, состоящую из 6 ч. (по
массе) технического вазелина и 1 ч. пчелиного воска.
43

Таблица 2.4
Характеристики запорной арматуры
Наименование
Шифр
Оу.
ММ
Рабочее давление
в газопроводе,
кгс/см2, не более
Строительная дли¬
на, мм
Высота от оси, мм
Масса,
кг
Краны
Пробковый проходной
ПБЮбк-1
15
0,1
55
33
0,21
натяжной муфтовый
20
65
38
0,37
(рис. 2.8)
ПчЗбк
25
1,0
80
50
0,87
32
95
56
1,35
40
ПО
66
2,00
50
130
80
3,38
65
160
97
5,67
80
180
113
8,57
Пробковый проходной
11Б 12бк-1
15
0,1
55
30
0,25
пружинный муфтовый
20
65
35
0,37
(рис. 2.9)
Пробковый проходной
ПБббк
15
10
55
49
0,36
сальниковый муфтовый
20
65
59
0,6
25
80
71
1,0
32
95
79
1,6
40
110
89
2,77
Пробковый проходной
Пчббк
15
10
80
79
0,65
сальниковый муфто-
20
90
95
1,1
вый (рис. 2.10)
25
ПО
106
1,85
32
130
126
2,95
40
150
140
3,6
50
170
164
6,5
65
220
195
12,2
80
250
211
17,7
Пробковый проходной
11ч8бк
25
10
ПО
106
3,4
сальниковый фланце-
40
150
140
7,3
вый
50
170
164
10,6
65
220
195
16,7
80
250
245
21,9
100
300
247
28,6
Шаровой сальниковый
11ч38п
15
10
80
70
0,63
муфтовый
20
100
78
1,06
25
120
80
1,5
32
130
102
2,3
40
150
112
3,6
50
170
129
6,0
Шаровой сальниковый
11ч37п
40
10
160
112
5,64
фланцевый (рис. 2.11)
50
180
191
8,3
65
190
215
11,2
80
200
245
15,4
100
230
323
25,7
44

Продолжение табл. 2.4
ние
ее
К
g
я
3
ш Ч
Я
д очэ
И CQ
к
л
8
Масса,
КР
Наименование
Шифр
ММ
О G)
а:
л
ч
О)
н з
О
<0
о *
о
"о
Q. .
я
& а X
U а
М
Со смазкой фланцевый
КС
80
6
210
296
24,0
чугунный (рис. 2.12)
100
230
315
28,5
150
350
400
66,0
Со смазкой фланцевый
КСР-16
50
16
250
225
27
стальной (рис. 2.13)
80
280
245
41
100
300
265
53
150
350
550
142
Задвижки
Клиновая с певыдвиж-
30ч17бк
50
6
180
340
20
ным шпинделем флан-
80
210
415
32
цевая (рис. 2.14)
100
230
455
40
150
280
580
78
Клиновая с выдвижным
ЗКЛ2-16
50
16
180
445
21
шпинделем фланцевая
80
210
600
38
стальная (рис. 2.15)
100
230
675
51
150
280
900
100
200
330
1010
140
250
450
1570
282
300
500
1420
340
350
550
1950
545
400
600
1975
660
Клиновая с выдвижным
ЗКЛПЭ-16
50
16
180
1030
160
шпинделем фланцевая
80
210
1125
170
стальная с электро-
100
230
1165
190
приводом во взрыво-
150
280
1350
270
защищенном исполне-
200
330
1560
300
нии (рис. 2.17)
250
450
1780
400
300
500
1910
500
350
550
2165
760
400
600
2265
770
Параллельная с выдвиж-
30ч7бк
200
4
330
900
115
йым шпинделем флаи-
250
450
1085
167
цевая (рис. 2.16)
300
500
1265
240
400
600
1660
431
Вентили запорные
Под фланцевое присоеди¬
нение
15с12бт
15с12бт-1
20
25
25
80
100
213
236
7,8
п.о
32
124
272
18,1
Фланцевый (рис. 2.18)
15кч16п
32
25
180
233
8
40
200
258
11
50
230
258
14
65
290
332
24,5
80
310
360
30,5
45

Продолжение табл. 2.4
<п 4)
Я
ч
S
я S
« *3
Ч d
Pt
к
я
В
о
о
Наименование
Шифр
5й ■
ч. о
л
ч
ь
ft.
м
Я
я
эчее
зопр
см1,
<о
£ я
Еы м
§
«Г
и
X
«2 о
о
3
ОЙ
Q
04 Я М
О Л
S
Фланцевый (рис. 2.18)
15с18п,
40
25
200
310
14,4
15с18бг
50
230
320
17,6
65
290
395
31,0
80
310
405
34,7
100
350
436
51,8
125
400
510
71,6
150
480
600
100
200
600
970
250
Примечания. I. Характеристики арматуры приведены для диаметров только
ДО 400 мм включительно. 2. Краны ПБббк, Пчббк. Пчвбк и шаровые пред¬
назначены для работы на жидких средах. Их применение на газопроводах допускается
только после дополнительной притирки уплотняющих поверхностей и испытаний на проч¬
ность, плотность и герметичность.
Натяжные краны следует смазывать термоустойчивой смазкой,
если температура воздуха превышает 25° С. В состав смазки входят
горный воск (50%), цилиндровое масло (40%) и графитовый поро¬
шок (10%). При более высоких температурах необходимо приме¬
нять колипсолин или смазку 1-13с. При температуре ниже 25° С
краны можно смазывать техническим вазелином или солидолом.
В сальниковых кранах (рис. 2.10) плотность достигается кроме
притирки пробки к корпусу также прижимом ее при помощи саль¬
ника. Подтягивание гаек крышки создает давление через набивку
на буртик конусной пробки, чем и достигается уплотнение крана.
У кранов с Dy > 40 мм обычно внизу имеется нажимной болт,
которым можно отжать пробку несколько вверх в случае ее заеда¬
ния и невозможности провернуть обычным ключом. При этом саль¬
никовые гайки следует отпустить на 0,5—1 оборот. После поворота
пробки в нужное положение отжимной винт следует отпустить
обратно, а сальниковые гайки снова подтянуть.
Кран шаровой (рис. 2.11) отличается тем, что его пробка 3
имеет сферическую форму, а герметичность затвора обеспечивается
двумя фторопластовыми кольцами 2 со сферической рабочей по¬
верхностью. Корпус 1 крана составлен из двух частей, соединяю¬
щихся с помощью четырех болтов 4 на резиновой уплотнительной
прокладке 5, благодаря упругости которой достигается необхо¬
димый натяг шаровой пробки. Уплотнение шпинделя сальниковое.
В качестве набивки сальника используют пеньку просаленную
или асбест пропитанный. Подтяжку сальника производят регули¬
рующей гайкой 6. Перед установкой шаровой кран следует разо¬
брать, насухо протереть уплотнительные поверхности и покрыть

Рис. 2.10. Кран сальниковый
муфтовый Пчббк.
Рис. 2.11. Кран сальниковый шаровой флан.
цсвый 11ч37п.
их тонким слоем бескислотной смазки. Затем кран собирают,
производят сальниковую набивку, проверку легкости хода при
открывании и закрывании и испытание на герметичность. Шаро¬
вые краны предназначены для установки на газопроводах с давле¬
нием до 10,0 кгс/см2 при температуре от —15 до 50° С, могут уста¬
навливаться в любом рабочем положении и обеспечивают более вы¬
сокую степень герметичности, чем краны с цилиндрической или
конической пробками.
На газопроводах среднего и высокого давления диаметром более
40 мм хорошо зарекомендовали себя краны с уплотняющей прину¬
дительной смазкой, часто называемые самосмазывающимися.
Герметичность таких кранов достигается подачей смазки под дав¬
лением в канавки, имеющиеся на поверхности пробки и корпуса,
а также в зазор между конусными уплотняющими поверхностями.
Конструкция крана со смазкой типа КС, рассчитанного на работу
при температуре от —35 до 35° С, показана на рис. 2.12. Корпус 4
и пробка 6 крана имеют систему канавок, через которые специаль¬
ная смазка передается при ввертывании болта 1 из камеры 2 под
нижний торец пробки в камеру 5. Вследствие давления смазки
пробка чуть приподнята, а образующаяся уплотняющая пленка
между корпусом и пробкой обеспечивает герметичность затвора
и уменьшает трение при повороте пробки. Если во время эксплуа¬
тации пробка «заедает», то, вворачивая болт /, увеличивают дав¬
ление смазки в камере 5 под пробкой, и она приподнимается.
При сборке крана после ремонта все канавки и отверстия в кор¬
пусе, а также камеры 2 и 5 заполняют специальной плотной кальцие¬
вой смазкой на касторовом масле, поставляемой в форме стержней
(0 20, I »= 100 мм) желтого цвета. Тонким слоем той же смазки
47

Рис. 2.12. Кран чугунный со смазкой типа КС.
а — с ручным управлением; б — с червячной передачей.
покрывают уплотняющие поверхности пробки и корпуса. Пробку
затягивают в корпусе винтами. В процессе эксплуатации смазку
добавляют в камеру 2 по мере надобности. При вывертывании бол¬
та 1 смазка, находящаяся в кране под давлением, не вытесняется
наружу, так как выход ее перекрыт шариковым обратным клапа¬
ном 7, расположенным в основном канале внутри пробки. Уплот¬
нение пробки в месте ее соприкосновения с корпусом производится
специальной мембраной 3 из листовой латуни или белой жести.
Поворот болта / выталкивает смазку из камеры 2 через обрат¬
ный клапан в центральный канал пробки, откуда она поступает
через 2 радиальных отверстия в горизонтальную кольцевую ка¬
навку на верхней части пробки. Затем смазка движется по 4 верти¬
кальным канавкам на уплотнительных поверхностях корпуса и
далее по горизонтальной кольцевой и 2 продольным канавкам
в нижней части пробки поступает в камеру 5. При частом пользо¬
вании краном некоторое количество смазки, находящейся под дав¬
лением, вытесняется в газопровод, и герметичность затвора может
нарушиться. Для восстановления герметичности болт 1 поворачи¬
вают на 1—2 оборота.
Пробку кранов КС-80 и КС-100 (рис. 212, а) поворачивают
посредством накидного ключа на 90°, что фиксируется ограничи¬
телем поворота. На выступе пробки нанесена стрелка, а на верхней
крышке корпуса — буквы «О» (открыто) и <3» (закрыто). Направ-
48

ление стрелки относительно букв
характеризует положение отвер¬
стия пробки.
Кран КС-150 (рис. 2.12, б)
требует для своего открытия зна¬
чительных усилий и потому
снабжен червячной передачей 8
с ручным приводом, позволяю¬
щей поворачивать пробку на 90°
от упора у буквы «О» до упора
у буквы «3». Кроме того, пробка
этого крана внизу опирается на
Шарик 9, лежащий на мембране.
В нижней крышке 12 корпуса на
резьбе можно передвигать винт //,
с помощью которого через мем¬
брану и шарик меняется положе¬
ние пробки и соответственно регу¬
лируется зазор между ней и кор¬
пусом. Для доступа к регулиро¬
Рис. 2.1». Кран стальной со смазкой
типа КСР.
вочному винту необходимо снять колпак 10, закрепленный на
нижней крышке корпуса 4 болтами.
При давлении больше 6 кгс/см2 используют стальные краны со
смазкой типа КСР-16 с ручным управлением (рис. 2.13) или типа
КСП-16 с пневмоприводом для дистанционного управления. При
ручном управлении кранов КСР-16 до Dy = 100 мм используют
рукоятку 10, а для Dv = 150 мм — маховик, соединенный с чер¬
вячным редуктором. Положение пробки крана указывают риска
на торце шпинделя или стрелки на втулке червячного редуктора.
Краны КСР и КСП отличаются от других тем, что у них кони¬
ческая пробка расположена своим меньшим диаметром вверх.
Эго позволяет регулировать эксплуатационный зазор между уплот¬
няющими поверхностями винтом 8. Нормальный зазор после ре¬
монта и сборки крана устанавливают первоначальной затяжкой
винта до отказа и последующим поворотом его назад на 1/8 оборота.
Для уплотнения затвора смазку ЛЗ-162 при вывернутом болте 1.
закладывают в полость верхней части шпинделя 3. При ввинчи¬
вании болта смазка через отверстие 2 в шпинделе поступает в по¬
лость 5 и затем по 4 вертикальным пазам 6 на пробке в полость 7.
Все каналы со смазкой находятся под давлением, окружают замк¬
нутым кольцом уплотняющие поверхности и создают необходимую
плотность. Дополнительное ввинчивание болта освобождает проб¬
ку от заедания или заклинивания, а шариковый обратный клапан 4
удерживает смазку в каналах затвора при вывернутом болте, что
позволяет добавлять смазку в эксплуатационных условиях.
Уплотнение места выхода хвостовика пробки (шпинделя)
обеспечивается резьбовым лабиринтом со смазкой. При нарушении
герметичности уплотнения достаточно нажимным болтом 9 подать
дополнительно уплотнительную смазку на действующем кране
к резьбе шпинделя, и герметичность восстановится.
Краны Dy 400 мм, рассчитанные на ру — 64 кгс/см2, обору¬
дуют обводным трубопроводом с краном, при открытии которого
выравнивается давление по обе стороны затвора основного крана
и уменьшается усилие, необходимое для его открытия.
2.6.	Задвижки
Задвижки (табл. 2.4) по устройству затвора делят на параллель¬
ные и клиновые, по устройству подъема затвора —на задвижки с вы¬
движным и невыдвижным шпинделем, по приводу — с ручным,
электрическим, пневматическим или гидравлическим управлением.
В клиновых задвижках боковые поверхности затвора наклонены
к вертикальной оси корпуса. Этим достигается плотное прилега¬
ние уплотнительных поверхностей клина и корпуса, а следова¬
тельно, и необходимая плотность задвижки. У клиновых задвижек
клин может состоять из 2 шарнирно соединенных дисков
(рис. 2.14) или быть сплошным (рис. 2.15). Задвижки со сплошным
клином более просты по устрой¬
ству и надежны в работе, осо¬
бенно для газопроводов, по ко¬
торым перемещается холодный
РИС. 2,15. Задвижка клиновая с вы¬
движным шпинделем ЗКЛ2-16.
Рис. Я.14. Задвижка клиновая с невьн
дввжныи шпинделем 30ч17бк<
Б0

газ. Боковые поверхности клина имеют пазы для фиксирования
Посадки затвора на седло, а наличие уклона снижает износ уплот¬
нительных поверхностей. При использовании подогретого газа
’такие задвижки могут заедать, заклиниваться и пропускать газ
В результате неравномерного расширения деталей затвора при
нагревании. В таких случаях обычно применяют двухдисковые
задвижки.
У параллельных задвижек уплотнительные поверхности за¬
твора параллельны друг другу, а сам затвор может быть шиберным
(однодисковым) или двухдисковым. Затвор в корпусе задвижки
перемещается при вращении маховика, соединенного с затвором
при помощи шпинделя с ленточной резьбой. Резьба выдвижного
шпинделя находится вне корпуса задвижки и проходит через на¬
резную втулку в центре маховика, опирающуюся на стойку в верх¬
ней части корпуса. При вращении маховика против часовой стрелки
шпиндель выдвигается из корпуса наружу и перемещает затвор из
нижнего (закрытого) положения в верхнее, открывая проход для
газа. При вращении маховика по часовой стрелке задвижка за¬
крывается.
Расположение резьбовой втулки у задвижек с выдвижным шпин¬
делем снаружи корпуса облегчает доступ к ней для осмотра и смаз¬
ки, а по количеству ниток резьбы на выступающем над маховиком
конце шпинделя можно примерно определить степень открытия
задвижки: при полном открытии шпиндель выдвигается на вели¬
чину, соответствующую диаметру прохода в седле корпуса.
В задвижках с невыдвижным шпинделем конец его резьбовой
части входит в нарезную втулку, находящуюся в верхней части
затвора задвижки. На другом конце шпинделя закрепляется махо¬
вик. При вращении маховика шпиндель благодаря имеющемуся
на нем бурту 8 (рнс. 2.14) не перемещается вдоль своей оси и вра¬
щается вместе с маховиком. При этом нарезная втулка затвора
сдвигается по его резьбе вверх или вниз, поднимая или опуская
затвор задвижки. Для определения степени открытия затвора эти
задвижки оснащают специальными указателями. Резьбовое соеди¬
нение, с помощью которого перемещается" затвор, расположено
внутри корпуса, постоянно подвергается воздействию газа и не
может смазываться.
В задвижках с пневматическим или гидравлическим приводом
вместо резьбового шпинделя применяют шток, а в быстродействую¬
щих с электроприводом — зубчатую рейку.
В чугунном корпусе 1 задвижки параллельной с выдвижным
шпинделем 30ч7бк (рис. 2.16) путь газу перекрывает затвор 3,
состоящий из 2 дисков. Перемещение затвора обеспечивается вра¬
щением в резьбовой втулке 8 шпинделя 6, соединенного с махови¬
ком 7. Уплотнение прохода шпинделя через крышку 4 осуществ¬
ляется сальниковым устройством 5. Корпус имеет направляющие,
по которым движутся диски затвора. При опускании затвора вниз
до упора распорный клин 2 упирается в выступ корпуса и, раздви¬
51

гая диски, прижимает их к уплотнительным поверхностям седла
корпуса.
Большинство задвижек можно устанавливать на горизонталь¬
ных и вертикальных газопроводах в любом рабочем положении,
кроме направления шпинделем вниз. Рабочее положение задвижек
с электрическим и пневматическим приводом обычно оговаривается
особо. Уплотнительные поверхности седел корпуса труднодоступны
для оораоотки и притирки, что
осложняет ремонт. Так как
обычно в задвижках при пере¬
движении затвора происходит
трение уплотнительных поверх¬
ностей, увеличивающееся при
одностороннем воздействии сре¬
ды на затвор, то при частом
пользовании их герметичность
быстро нарушается.
Рис 2.17. Задвижка клиновая с вы¬
движным шпинделем и электроприво¬
дом ЗКЛПЭ-lt).
Рис. 2.16, Задвижка параллельная.с Вы>
двнжным шпинделем 80ч7бк.
со

Задвижка 30ч17бк (рис. 2.14) с невыдвижным шпинделем имеет
двухдисковый клиновый затвор с шарнирным соединением. Плот¬
ное прилегание дисков 6 и 7 к уплотнительным поверхностям седла
корпуса достигается путем распора дисков за счет сферической
внутренней поверхности клина: сферическая выпуклость внутрен¬
ней поверхности диска 6 упирается в сферическую вогнутость под¬
пятника 5, закрепленного винтами на диске 7. Задвижка имеет
указатель положения затвора, который состоит из стержня 2,
закрепленного на крышке «У корпуса 4 задвижки, и указателя 1.
Стержень имеет две риски с буквами «О» и «3». При вращении ма¬
ховика указатель по верхней резьбе шпинделя передвигается вверх
или вниз между отметками «О» и «3».
Примером задвижки с выдвижным шпинделем и затвором в виде
сплошного клина является ЗКЛ2-16 (рис. 2.15, табл. 2.4). Уплот¬
нительные кольца затвора этой задвижки наплавлены коррозион¬
ностойкой сталью. Задвижка имеет верхнее уплотнение, предназна¬
ченное для разгрузки сальника при поднятом до отказа затворе,
стальной корпус.
Задвижки типа ЗКЛПЭ-16 (рис. 2.17) имеют стальной литой
корпус, затвор в виде сплошного клина и специальное пружинное
устройство для компенсации температурного расширения шпин¬
деля при высоких температурах среды. Управление дистанцион¬
ное или местное. Привод имеет аварийное ручное управление в виде
маховика с ручкой. Нормальным считается расположение задвижки
при вертикальном положении шпинделя. Горизонтальное положе¬
ние шпинделя допускается при условии, что червяк редуктора и
масляная коробка путевого выключателя будут располагаться
внизу.
2.7.	Вентили
К достоинствам вентилей можно отнести высокую герметич¬
ность, относительную простоту притирки клапанов к седлам,
а также небольшой ход тарелки клапана, необходимый для пол¬
ного открытия затвора. Однако использование вентилей ограничено
повышенным гидравлическим сопротивлением и увеличением длины
с ростом Dy.
Плоское основание тарелки клапана (золотника) имеет уплотни¬
тельное кольцо из металла (баббита), резины или фторопласта.
Плотности прилегания клапана к седлу способствует возможность
некоторого смещения оси клапана по отношению к оси шпинделя.
Для ремонта сальника без прекращения подачи газа потребителю
большинство вентилей имеет верхнее уплотнение, обеспечивающее
отключение сальниковой камеры при полном подъеме клапана 6
(рис. 2.18). Верхняя часть клапана имеет конический выступ, ко¬
торый при вывертывании шпинделя 3 до упора входит в кониче¬
скую проточку в крышке корпуса 7. Если технологический про¬
цесс требует периодической набивки сальника 5 при открытом за-

Рис. 2.18. Вентиль фланцевый
15кч16п.
творе, то конические выступ и про-
точка верхнего уплотнения долж¬
ны быть притерты до установки
вентиля на газопровод.
Ходовая гайка жестко кре¬
пится в стойке 2 вентиля. Шпин¬
дель 3 при вращении маховика 1
против часовой стрелки поднима¬
ется, открывая затвор. Вентили
устанавливают так, чтобы поток
газа был направлен под тарелку
клапана. При пуске газа «на кла¬
пан» сопротивление вентиля про¬
ходу газа увеличивается и откры¬
тие его вследствие давления на
клапан затрудняется. При этом
не исключена возможность отрыва
тарелки клапана от шпинделя и
прекращения подачи газа.
Вентили можно устанавливать на газопроводе в любом рабочем
положении. Сальники у вентилей 15кч16п, 15с18п и 15с18бт под¬
тягивают откидными болтами 4, а у вентиля 15с12бт — накидной
гайкой. Вентиль 15с12бт крепится к фланцам газопровода посред¬
ством шпилек на корпусе.
Наиболее широко вентили применяют в установках по рега¬
зификации сжиженных газов. Так как в этих случаях температура
среды может опускаться ниже —40° С, то используют вентили,
предназначенные для аммиака и других хладоагентов.
2.8.	Гидравлические запорные устройства
Гидравлические затворы. Гидрозатворы (рис. 2.19, табл. 2.5)
на подземных газопроводах низкого давления применяют, как пра¬
вило, на ответвлениях к объектам (вводах). Их соединяют с газо¬
проводом сваркой. Высота запирающего столба воды в гидрозатворе
должна превышать максимальное рабочее давление в газопроводе
не менее чем на 200 мм. Так как в рассматриваемых сетях давле¬
ние не превышает 500 кгс/мг, то высоту штуцеров в гидрозатворах
принимают из расчета рабочей разности уровней воды 700 мм.
Чтобы прекратить подачу газа (закрыть затвор), необходимо
открыть крышку 5 ковера, вывернуть пробку 4 вверху трубки 2
и налить через нее в корпус 1 гидрозатвора определенное коли¬
чество воды. Высота уровня воды в гидрозатворе измеряется мер¬
ной линейкой, опускаемой на шнурке в трубку. Открывают гидро¬
затвор откачкой из него воды насосом. Верхний уровень воды в ги¬
дрозатворе должен быть ниже уровня промерзания грунта. Если
гидрозатвор установлен в нижней точке газопровода, он может
быть использован одновременно и как конденсатосборник. Преи-
54

рис. 2.19. Гидравлический затвор (а); то же, с устройством для продувки (б).
Таблица 2.5
Основные размеры и масса гидрозатворов
Dy. ““
L, мм
Н, ми
h, мм
Масса, кг
50
590
1895
840
84/88
65
640
1895
870
85/89
80
G80
1945
890
89/93
100
740
1995
923
95/99
150
890
2095
990
111/115
И Р • м $ * в ния. 1. Размер Н и масса даны для глубины заложения газопровода
около 1,2 и. 2. Масса гидрозатворов дана без массы ковера; в числителе » с трубкой,
в знаменателе — с продувочным устройством. F .руипощ
55

мущества гидрозатворов — простота устрой¬
ства и герметичность отключения; основные
недостатки — неудобство и длительность
включения и отключения газа.
Для возможности измерения разности
электрических потенциалов «газопровод —
земля» к трубке гидрозатвора приваривают
контактную полосу 3, а в утрамбованный
грунт до установки подушки 6 ковера заби¬
вают электрод заземления 7. При отсутствии
дорожного покрытия вокруг ковера делают
отмостку шириной 0,7 м с уклоном от него
0,05.
В ряде случаев применяют гидрозатворы
с дополнительным кожухом 8, имеющим
штуцер с пробкой. Этот кожух позволяет
использовать гидрозатвор и как устройство
для продувки газопровода (рис. 2.19, б,
табл. 2.5).
Гидравлическая задвижка. Гидравличе¬
ский затвор 2 задвижки (рис. 2.20) распола¬
гается на газопроводе за отключающим кра¬
ном 1 и представляет собой U-образную
петлю, собранную из труб Dy = 40 мм и 4
угольников. Нижний участок петли соединен
трубкой 3 с цилиндрическим сосудом 11,
днище которого расположено ниже низа
петли примерно на 300 мм. Внутри цилиндра
(DBH — 100 мм) может передвигаться на вы¬
соту 285 мм подвешенный на тросе 13, пере¬
кинутом через блок 6, плунжер 12, изготов¬
ленный из трубы D„ — 89 мм и 2 (верхней
и нижней) заглушек. При поднятом в верх¬
11, определяе-
089
1530
0100
нее положение плунжере уровень воды в цилиндре
мый по водомерному стеклу 4, должен составлять 320 мм от ниж¬
него обреза цилиндра. Если плунжер спустить вниз, то вода за¬
полняет U-образную петлю и свободное кольцевое пространство
между корпусом цилиндра и плунжером, поднимаясь не менее чем
на 350 мм от оси нижней трубы петли, и герметично перекрывает
проход газа.
Подъем и спуск плунжера производят поворотом рукоятки 15
отключающего крана 1, к которой прикреплен трос 13; при закры¬
тии крана плунжер опускается и вода заполняет U-образную петлю.
Одновременно открывается связанный рычагами 14 с рукояткой
- кран 9 на газопроводе безопасности 7, соединяющем участок газо¬
провода между краном 1 и петлей 2 с атмосферой. Для контроля
за давлением газа служат два U-образных манометра 5, подключае¬
мые к газопроводу перед и за гидрозатвором. При закрытой ги--
66

дравлической задвижке во избежание случайного ее открытия си¬
стема рычагов запирается замком 10. На время ремонта задвижки
или крана 9 газопровод соединяют с атмосферой, открывая кран 8.
2.9.	Электромагнитные вентили и клапаны
Электромагнитные вентили и клапаны в системах газоснабже¬
ния применяются в основном в качестве предохранительных бы¬
стродействующих отсечных устройств, предназначенных для пре¬
кращения подачи газа к агрегату или отдельным горелкам в слу¬
чаях, когда контролируемые параметры выходят за пределы за¬
данных значений (см. гл. 10).
В последние годы в связи с широким внедрением автоматики и
совершенствованием конструкций электромагнитные вентили и
клапаны применяют в качестве не только предохранительных отсеч-
57

ных, но и запорных устройств перед горелками, заменяя ими
в ряде случаев краны и задвижки. При этом в системах автоматики
электромагнитные запорные устройства используют и для ступен¬
чатого регулирования расхода газа по мере изменения потребности
агрегата в теплоте. Это достигается: включением или отключе¬
нием отдельных запорных устройств, например при установке
клапанов КГ-40 и КГ-70 на 2 параллельных газопроводах к одной
горелке, и изменением величины открытия прохода газа в одном
устройстве, например в блоке БПГ, объединяющем в одном кор¬
пусе 2 основных электромагнитных запорных устройства.
Вентили СВМГ. Вентиль мембранный с электромагнитным
приводом (СВМГ) предназначен для установки на газопроводах
с давлением газа до 1 кгс/см2 и температуре от —15 до 40° С.
Допустимое отклонение от вертикального положения не более 15°,
минимальное давление перед клапаном 50 кгс/м2, мощность элек¬
тромагнита типа ЭВ-2 в защищенном исполнении <40 Вт.
Запорный механизм вентиля (рис. 2.21, табл. 2.6) состоит из
основного 2 и разгрузочного 5 золотников с уплотнениями из масло-
бензостойкой резины 3, тарельчатой шайбы 4, мембраны 6 и диска 7,
скрепленных накидной гайкой 8. Тянущий электромагнитный
привод имеет катушку 12, расположенную в кожухе 11, сердеч¬
ник 13 и трубку 14, приваренную к упору 10. Герметизация ко¬
жуха производится резиновым уплотнительным кольцом 9, уста¬
новленным между трубкой 14 и крышкой 15 корпуса 1. Вентиль
имеет ручной дублер, с помощью которого можно открыть проход
газа вручную. Он состоит из винта 17, который можно передвигать
на резьбе в штуцере 18, имеющем сальниковое устройство. Нор¬
мально дублер закрыт колпачком 16.
При отсутствии напряжения на клеммах электромагнита основ¬
ной проход вентиля закрыт. Давление газа на входе в вентиль при¬
жимает основной золотник к седлу, причем герметичность обеспе¬
чивается наличием на золотнике мягкого уплотнительного вкла¬
дыша. Через фильтрующую щель (6 = 0,5 мм) между тарельчатой
шайбой 4 и золотником 2, а затем через отверстия К в накидной
гайке 8 газ поступает в надмембранную полость, выравнивая
давление над и под мембраной.
Включение тока вызывает движение сердечника 13 вверх:
сначала выбирается зазор г, а затем приподнимается разгрузочный
золотник 5. При этом открывается доступ к разгрузочным отвер¬
стиям R в основном золотнике, через которые газ проходит под
запорный клапан вентиля. Уменьшение перепада давления газа
над и под основным золотником 2 позволяет сердечнику поднять
его за накидную гайку 8 до упора 10. При подъеме мембраны 6
газ из надмембранной полости через отверстия хвостовика R
сбрасывается в рабочую полость вентиля.
Если подача тока к электромагниту прекращается, то основной
и разгрузочный золотники опускаются и ложатся на соответствую¬
щие седла. Разгрузочный золотник перекрывает отверстие в хво-
68

Рис. 2.21. Вентиль электромагнитный СВМГа
Таблица 2.6
Основные характеристики вентилей СВМГ (рис. 2.21)
Вентиль
Размеры, мм
Массах
кг
D
L
н
Hi
н.
СВМГ-25
75
160
275
192
148
7,8
СВМГ-40
100
170
290
198
156
10,5
СВМГ-50
НО
230
302
198
155
14,2
мм. 2. Присоединитель-
Примечания. I. Цифра в обозначении означает Оу(
Вне размеры фланцев на ру = 2,6 кгс/см*.
89

Рис. 2.22. Вентиль электромагнитный
ВНД-80.
стовике основного золотника,
сброс газа в рабочую полость
прекращается, надмембранная
полость вновь заполняется га¬
зом и в ней создается давление,
равное давлению под мембра¬
ной. Рабочее давление газа при¬
жимает основной золотник
к седлу корпуса, герметизируя
затвор. Во избежание замед¬
ленного или неполного закры¬
тия затвора вентиля оси раз¬
грузочных отверстий R в хво¬
стовике золотника должны быть
расположены перпендикулярно
к направлению потока газа
(перпендикулярно к продольной
оси вентиля).
Вентиль ВНД-80 (рис. 2.22)
используют главным образом
в системах комплексной автома¬
тики АГОК-66 («Сигнал»). Он со¬
стоит из корпуса 1 с направляющим стаканом 5, на котором при
помощи стоек крепится электромагнит 6, заключенный в защитный
кожух 7. Для предотвращения попадания газа под кожух послед¬
ний отделен от корпуса мембраной 8. Якорь электромагнита соеди¬
нен со шпинделем 4, на котором закреплены клапан 2 и грузы 3.
При наличии тока в обмотке электромагнита якорь втянут
в катушку и клапан открыт. В случае срабатывания датчиков ав¬
томатики безопасности цепь питания электромагнита разрывается,
клапан под действием груза опускается и перекрывает проход газа
к горелкам. Закрытый клапан прижимается к седлу грузом и дав¬
лением газа. Вентиль рассчитан па давление 300 кгс/ма, масса его
35,5 кг, тип электромагнита МИС 6100Е.
Клапаны КГ. Клапаны газовые электромагнитные типа КГ
предназначены для дистанционного или автоматического включе¬
ния и отключения газовых горелок, а при параллельной установке
на 2 линиях — для ступенчатого регулирования расхода газа. При
срабатывании клапана следует закрыть ручное запорное устройство
(кран, задвижку), расположенное по ходу газа после КГ. Макси¬
мальное рабочее давление газа до 5000 кгс/м2.
Между корпусом 1 (рис. 2.23) и крышкой 2 зажата мембрана 3.
В центральной части мембраны расположен однотарельчатый зо¬
лотник 4, состоящий из верхнего диска и нижней мягкой про¬
кладки. Газ входного давления из полости А через сверления 20
и 15 (на рисунке они показаны условным штрих-пунктиром, так
как расположёны в плоскости, повернутой примерно на 90°)
поступает в полость Б, из которой по отверстиям 9 (0 1 мм) и 8
во

Рис. 2.23. Клапан электромагнитный КГ.
перетекает в надмембранное пространство В. Если из полости В
нет сброса газа, то давление в нем и под мембраной (полость Л)
одинаково. Под действием массы золотника и усилия пружины 5
обеспечивается герметичное перекрытие прохода газа. При подаче
тока напряжением 220 В на электромагнит 10 (тип МИС 3100 или
МИС 4100) в него втягивается сердечник 11, который через серь¬
гу 12 и соединительное устройство 13 поднимает золотник 17.
Газ из надмембранной полости В через отверстие 8, открытое
седло 18 и штуцер 19 сбрасывается в газопровод за КГ, к запаль¬
нику или в топку. Давление в надмембранной полости В стано¬
вится близким к атмосферному, мембрана 3 и вместе с ней золот¬
ник 4 под действием входного давления поднимаются, и откры¬
вается проход газа к горелке. Ход клапана может изменяться с по¬
мощью регулировочного болта 6, расположенного в крышке 7.
Наибольшая степень открытия клапана йтах приведена в табл. 2.7.
При отключении тока золотник 17 электромагнита под дейст¬
вием веса движущихся частей и пружины 16 опускается, выход
61

Таблица 2.7
Основные характеристики клапанов КГ (рис. 2.23)
Размеры, мм
Клапан
D,
труб.
Масса,
кг
L
Н
d
d,
^max
КГ-ЮУ
НО
200
25
10
4
3/4*
2
КГ-20У
по
200
25
—.
4
3/4
2
КГ-40
162
230
44
—
9
1 1/2
3
КГ-70
240
260
72
16
2 1/2
6,5
газа из надмембранной полости перекрывается и она вновь запол¬
няется газом. Давление над мембраной 3 и под ней выравнивается,
золотник 4 под действием пружины 5 прекращает доступ газа к го¬
релке. Соединительное устройство 13 позволяет регулировать ход
золотника 17. Для исключения утечки газа в атмосферу из клапан¬
ного устройства электромагнита установлена мембрана 14.
Блок БПГ, Блок питания газовый (БПГ) отличается от опи¬
санных выше запорных устройств тем, что с его помощью можно
производить не только подачу и отсечку газа, но и ступенчатое ре¬
гулирование расхода, а также включение или отключение газового
запальника. Блок рассчитан на рабочее давление газа 80—500кгс/м2
с температурой до 50° С. Температура окружающего воздуха 5—
50° С при относительной влажности до 80%. Напряжение пере¬
менного тока 220 В, потребляемая мощность не более 100 В- А.
Привод клапанов осуществляется электромагнитами типа
ЭД 05101 УЗ.
Корпус 9 блока (рис. 2.24) имеет 2 отверстия с седлами, пере¬
крываемыми клапанами большого 7 и малого 10 горения, которые
могут подниматься в основной полости крышки 6. В дополнитель¬
ной полости правой части крышки расположен клапан 11 запаль¬
ника. Все 3 клапана с помощью штоков 5 соединены с сердечни¬
ками электромагнитов и прижимаются к седлам пружинами 3.
Для предотвращения проникновения газа из основной и дополни¬
тельной полостей крышки в коробку 14, где расположены электро¬
магниты, служат мембраны 4.
В исходном положении (электромагниты обесточены) все 3 кла¬
пана закрыты, газ к основной горелке и запальнику не подается.
При этом газ входного давления, поступающий через отверстия 8
в клапане большого горения из корпуса в основную полость крыш¬
ки, дополнительно поджимает клапан малого горения 10 к седлу,
повышая его герметичность.
Газ к клапану запальника 0 6 мм подается через штуцер 13.
При подаче тока на электромагнит 15 в него втягивается сердеч¬
ник, поднимается клапан 11 и газ поступает к запальному устрой¬
ству через штуцер 12. Доступ газа к основной горелке для работы
62

278
Рис. 2.24. Блок питания газовый БПГ.
ее на малом режиме открывается при подаче тока на электромаг¬
нит 16 и подъеме клапана 10. Расход газа в этом случае опреде¬
ляется диаметрами отверстий 8 в клапане 7, которые соответствуют
диаметру условного прохода 20 (для БПГ-I) и 40 мм (для БПГ-П).
Для перевода основной горелки на номинальный режим подается
ток на электромагнит 1 и открывается клапан большого горения 7,
диаметр условного прохода которого равен 40 (для БПГ-I) и 65 мм
(для БПГ-П).
Ход каждого клапана можно отрегулировать вращением соеди¬
нительного узла 2 после отсоединения от тяги электромагнита.
Блок монтируют только на горизонтальном трубопроводе электро¬
магнитами вверх. После монтажа блок надежно заземляют и про¬
веряют на герметичность давлением воздуха 500 кгс/м2.
Клапан ЭМК-15. Электромагнитный клапан ЭМК-15 ‘пред¬
назначен для автоматического прекращения подачи газа к горелке
при погасании контролируемого факела. Рабочее давление газа
не более 300 кгс/м2. Клапан изготовляется в 2 модификациях —
ЭМК-П и ЭМК-П1.
В корпусе ЭМК-Ш-15 (рис. 2.25, а) верхнее седло 9 перекры¬
вается золотником 7 с уплотнительной прокладкой 8. Плотность
запирания затвора обеспечивается пружиной 6 и давлением газа.
Если вручную поднять вверх пусковой рычаг 11, то нижний золот¬
ник 16 с мягкой прокладкой 17 под действием пружины 14 пере¬
кроет нижнее седло 18, а шток 12 нижнего золотника, преодоле¬
вая усилие пружины 13, поднимет золотник 7 и соединенную с ним
через шток железную пластину 2 до упора с электромагнитом 4.
63

При этом газ из входного патрубка 1 поступает в полость А и
пз нее через патрубок 19 к запальному устройству, не проникая
в выходной патрубок 10. После зажигания запальника и разогрева
его факелом хромель-копелевой термопары возникает электро¬
движущая сила (эдс) и в обмотку 3 электромагнита поступает ток.
Золотник 7 удерживается в открытом положении при эдс не менее
25—35 мВ. Время, необходимое для нагрева термопары и создания
указанной эдс, составляет около 30 с. Затем рычаг 11 отпускают,
под действием пружины 13 он и нижний золотпик 16 опускаются.
Газ из полости А поступает в выходной патрубок 10 и через него
к основной горелке, где поджигается от факела запальника. С мо¬
мента прекращения нагрева термопары золотник закрывается не
позже чем через 20 с.
64

Рис. 2.20. Клапан электромагнитный
Оу 10.
Для предотвращения утечки
газа в атмосферу при движении
нижнего штока 12 служит спе¬
циальная уплотнительная про¬
кладка 15, а для уплотнения
резьбовых соединений — про¬
кладка 5.
Верхняя часть клапана
ЭМК-П-15 (рис. 2.25, б) иден¬
тична с клапаном ЭМК-Ш-15.
В приливе корпуса для шту¬
цера 19 нет отверстия для вы¬
хода газа к запальнику. Ниж¬
ний клапан и пружина не
устанавливаются. На штоке 12
внизу закреплена пусковая
ручка 20, при нажатии на ко¬
торую шток поднимет верхний
клапан 7 до упора железной пластины к электромагниту и откроет
проход газа к горелке. При нагреве термопары электромагнит
удерживает клапан в открытом положении. Характеристики сра¬
батывания те же, что и у ЭМК-Ш-15.
Клапан £>у 10. Клапан электромагнитный _Dy 10 (УФ 96353-010)
предназначен для газопроводов с давлением до 10 кгс/см2 при тем¬
пературе рабочей среды от —30 до 35° С и окружающего воздуха
от —20 до'50° С (относительная влажность до 90?^). В системах
газоснабжения применяется в качестве отключающего устройства
перед горелками небольшой тепловой мощности и запальниками.
Клапан (рис. 2.26) комплектуют электромагнитом типа ЭВ-1
(напряжение 220 В переменного тока). По особому заказу клапан
может поставляться с катушками на напряжение 127 или 380 В
переменного тока и на 110 или 220 В постоянного тока. Электромаг¬
нит закреплен в верхней части клапана под кожухом 5. В исходном
положении (электромагнит обесточен) золотник 2, закрепленный
на сердечнике 3, прижимается пружиной 4 к седлу корпуса 1 —
клапан закрыт. При подаче тока сердечник с золотником втяги¬
вается в катушку электромагнита, преодолевая сопротивление
пружины, — клапан открыт.
Клапан монтируют электромагнитом вверх на горизонтальном
участке газопровода, который должен быть надежно заземлен.
Масса клапана 2,7 кг.
Клапан ПКН (ПКВ) с электромагнитной приставкой. Кла¬
паны ПКН (ПКВ) предназначены для прекращения подачи газа
к потребителям при повышении или понижении давления газа сверх
заданных пределов (см. гл. 4, рис. 4.17). Однако в связи с недо¬
статком необходимого ассортимента электромагнитных клапанов,
предназначенных для газовых сред, ПКН (ПКВ) широко исполь¬
зуют в качестве запорных (отсечных) устройств, срабатывающих
3 Чепель В. М.
65

При прекращении подачи тока
поднимается вверх и выходит из
при изменении не только
давления газа, но и других
контролируемых параметров
по сигналам соответствую¬
щих датчиков. Для этого
ПКН (ПКВ) комплектуют до¬
полнительным электромагни¬
том, который устанавливают
на специальном кронштейне
9 (рис. 2.27). До установки
на кронштейне электромаг¬
нит 8 монтируют в специаль¬
ной рамке 7, а затем крон¬
штейн крепят 2 болтами 10,
соединяющими корпус кла¬
пана с его мембранной го¬
ловкой. К стенке рамки
приварена ось, на которой
свободно вращается опорная
втулка молоточка 1. Запор¬
ная скоба 6, имеющая 2 от¬
верстия, надета на шток 4,
соединенный с якорем элек¬
тромагнита, и на направля¬
ющий штырь 3.
При наличии напряжения
на клеммах электромагнита
якорь его опускается в край¬
нее нижнее положение и
через шток 4, преодолевая
сопротивление пружины 5,
опускает вниз скобу 6.
В этом положении скоба на¬
ходится в зацеплении со
штифтом 2 молоточка 1.
скоба под действием пружины
зацепления со штифтом моло¬
точка. Молоточек падает, ударяет по плечу анкерного рычага
ПКН (ПКВ) и освобождает удерживаемый защелками клапан,
который прекращает подачу газа.
2.10.	Испытание газовых запорных устройств
на герметичность, прочность и плотность
Испытание на герметичность производят воздухом и по результатам
испытаний запорные устройства должны соответствовать классу 1 согласно
ГОСТ 9544—75. Краны испытывают на герметичность при давлении 1,25рр,
а краны на рр< 0,4 кгс/см. — при давлении 0,5 кгс/см?. Герметичность задвижей
66

И вентилей проверяют при давлении, установленном техническими условиями
для каждого конкретного типа.
Испытание на герметичность задвижек и кранов производят в одном из
рабочих положений, а вентилей — при горизонтальном положении шпинделя
(если по ТУ они не предназначены только для работы с вертикально расположен¬
ным шпинделем). При проверке на герметичность дважды изменяют положение
затвора: пробку крана дважды открывают и закрывают; затворы задвижки и
вентиля дважды поднимают и опускают на 30% рабочего хода; при этом смазывать
уплотнительные поверхности затвора не допускается. Во время испытания задви¬
жек со сплошным клином среда под давлением должна подаваться поочередно
с каждой стороны задвижки с предварительным выравниванием давления на входе
и во внутренней полости. При испытании двухдисковых задвижек и клиновых
с упругим клином, имеющих отверстия с пробками-заглушками в крышке или
корпусе, допускается подача среды под давлением во внутреннюю полость на диски
или клин. Задвижки с односторонним направлением потока среды испытывают
в соответствии с указаниями конструкторской документации.
Для определения герметичности мелкую арматуру можно погружать в воду,
и появление пузырьков воздуха будет указывать на наличие неплотности. У круп¬
ных изделий места возможного пропуска воздуха смачивают мыльной эмульсией.
В случае применения арматура общего назначения производят дополнитель¬
ные работы по притирке запорного узла и испытанию не только на герметичность
затвора, но и на прочность и плотность материала. При этом испытание на проч¬
ность и плотность материала пробковых кранов, используемых на газопроводах
сдавлением до 1 кгс/см2, допускается не производить, если на них имеется паспорт
или другой документ, удостоверяющий их качество и проведение заводских
испытаний.
Испытание арматуры, предназначенной для установки на газопроводах
низкого давления, производят:
а)	на прочность и плотность материала — водой давлением 2 кгс/см2. Для
испытания кранов допускается использовать воздух того же давления. Задвижки
должны пройти дополнительное испытание на плотность воздухом давлением
1 кгс/см-;
б)	на герметичность затвора, сальниковых и прокладочных уплотнений кра¬
нов — воздухом давлением 1,25рр, а кранов, рассчитанных на рр< 0,4 кгс/см2, —
давлением 0,5 кгс'см2; на герметичность затвора задвижек — керосином.
Для этого у закрытой задвижки одну сторону затвора окрашивают меловым
раствором и дают ему просохнуть. Затем задвижку окрашенной стороной кладут
вниз, а на затвор с другой стороны наливают керосин. Если через час керосиновые
пятна не будут обнаружены на окрашенной стороне диска, задвижка имеет доста¬
точную плотность. Для задвижек, устанавливаемых на газопроводах низкого
давления, испытание на плотность достаточно проводить в течение 10 мин.
Испытание арматуры, предназначенной для установки на газопроводах сред¬
него и высокого давления, производят:
а)	на прочность и плотность материала— водой давлением, равным 1,6 макси¬
мального рабочего, но не менее 3 кгс/см2. Задвижки и вентили должны пройти
дополнительное испытание на плотность воздухом с одновременной проверкой
герметичности сальниковых и прокладочных уплотнений в соответствии
с ГОСТ 5762—74;
б)	на герметичность затвора, сальниковых и прокладочных уплотнений: для
кранов — воздухом давлением 1,25 максимального рабочего, для задвижек и
вентилей — заливкой керосина (методика дана выше).
При испытаниях на прочность недопустимо применять сжатые воздух, газ
или пар (кроме испытаний кранов, предназначенных для низкого давления),
которые при разрушении испытываемого оборудования резко расширяются. Это
вызывает разброс осколков с большой скоростью, создавая угрозу обслуживаю
тему персоналу. Если разрушаются детали оборудования при использовании
для испытания жидкости, то давление резко снижается уже в начале деформации
деталей и опасность для персонала сводится к минимуму. Поэтому при гидравли
ческих испытаниях должно быть обеспечено полное вытеснение воздуха из внут¬
ренних полостей арматуры, а затем установлено постоянное давление рпр на
3*	67

время, необходимое для тщательного осмотра арматуры, но не менее: для вентилей
Dy < 40 мм, кранов и задвижек— 1 мин, для вентилей Dy — 50-Т-125 мм —
2 мни, для вентилей Dy> 125 мм — 3 мин на каждое испытание.
Испытания на прочность и плотность производят при открытых запорных
устройствах. Пропуск среды или «потение» через металл во время испытаний не
допускается. Вода, оставшаяся в арматуре после испытаний, должна быть удалена.
Чтобы, смоченные летали не покрывались налетом ржавчины, желательно
в воду добавлять ингибиторы (бихромат калия — 0,1% и кальцинированную
соду—0,2%), а после испытания изделия просушивать путем обдувки теплым
фильтрованным воздухом.
2.11.	Требования к эксплуатации запорных устройств
Длительная и надежная работа^запорпых устройств может быть обеспечена
только при правильной их установке, систематическом наблюдении в процессе
эксплуатации за их состоянием и своевременном ремонте. Так. например, колеба¬
ния давления газа и температуры газопровода влияют на свойства материалов,
особенно прокладок фланцевых уплотнений, вызывая снижение их пластичности,
старение и ухудшение механических качеств. Колебания температуры ведут
к разуплотнению фланцевых соединений: увеличение приводит к сжатию и пласти¬
ческой деформации прокладок, а последующее ее уменьшение — к снижению
плотности.
Появление при закрытом затворе даже небольшой неплотности приводят
к быстрому дальнейшему разрушению уплотнительных поверхностей арматуры
за счет движущегося истока газа, особенно при наличии в нем механических
примесей. Поэтому даже малейшие неровности и штрихи на уплотнительных
поверхностях должны устраняться их притиркой и последующей доводкой с при¬
менением порошкообразных абразивных материалов.
При установке арматуры на открытом воздухе (вне зданий) целесообразно
предусматривать ограждения, предохраняющие от механических повреждений и
попадания на нее пыли, песка, влаги и других атмосферных осадков. При беско-
лодезной установке на'подземных газопроводах запорные устройства должны бы:ь
покрыты противокоррозионной изоляцией весьма усиленного типа. При установке
в колодцах, а также на подземных газопроводах запорные устройства должны
быть окрашены масляной краской за 2 раза.
Чугунную арматуру в целях предохранения ее от опасных напряжений вслед¬
ствие температурной деформации компонуют с П-образпыми, линзовыми или
специальными резинотканевыми компенсаторами (см. гл. 5).
Для монтажа и демонтажа муфтовой арматуры на одном из присоединяемых
трубопроводов предусматривают сгон (длинная резьба с уплотнением соединения
специальной гайкой). Об уплотнении, резьб см. § 2.3.
Во избежание перекоса затяжку*болтов сальниковой крышки производят
поочередно крест-накрест по пол-оборота каждой гайки.
В качестве салы'.иковой набивки наиболее часто применяют шнуровой асбест,
пропитанный в жире с добавлением графита. Для приготовления набивки берекя
50 г шнурового асбеста, 40 г технического жира и 10 г графитового порошка.
В растопленный жир добавляется графит и затем укладывается асбестовый шнур,
который впитывает приготовленную смазку. Могут применяться и другие набивоч¬
ные материалы, например просаленная льняная, пеньковая или джутовая пряжа.
После окончательного уплотнения сальниковой набивки втулка сальника
должна войти в гнездо корпуса примерно на 15—20% (не более 30% и не менее
чем на 2 мм). Концы болтов и шпилек в собранной арматуре должны выступать
из гаек не менее чем на 1 шаг резьбы.
Для монтажа фланцевой арматуры на концы газопроводов приваривают
фланцы. Между фланцами располагают уплотнительные прокладки (см. § 2.3),
после чего фланцы стягивают болтами. При этом подтягивание гаек болтов про¬
изводится постепенно, за несколько приемов, и обязательно крест-накрест, чтобы
не перекосить фланцы.

ГЛАВА 3
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ПРИБОРЫ
3.1.	Общие понятия об измерениях и КИП
Измерение — это определение значения физической величины (измеряемого
параметра) с помощью специальных технических средств — измерительных
приборов. Приборы должны выдавать информацию о значениях измеряемых пара¬
метров в форме, доступной для непосредственного восприятия наблю¬
дателем.
Измерение не может быть выполнено абсолютно точно. Его результат всегда
содержит некоторую ошибку (погрешность). Чем точнее мы хотим измерить, тем
труднее и дороже это выполнить. Поэтому не следует выбирать приборы с точ¬
ностью большей, чем это необходимо для решения поставленной задачи.
Точность измерений характеризуется погрешностью — отклонением резуль¬
тата измерения от истинного значения измеряемой величины. Для измерительных
приборов различают следующие погрешности:
—	абсолютную — разность между показанием прибора и истинным значением
измеряемой величины, выражаемую в единицах измеряемой величины;
—	относительную — отношение абсолютной погрешности к истинному значе¬
нию измеряемой величины, которое может быть выражено в процентах;
—	приведенную — отношение погрешности прибора к нормирующему значе¬
нию (условно принимаемому значению, которое может быть равным верхнему
пределу измерений, диапазону измерений и т. п.);
—	основную — погрешность прибора, работающего в нормальных ус¬
ловиях;
—	дополнительную—изменение погрешности прибора, вызванное отклоне¬
нием одной из влияющих величин от нормального значения или выходом ее за
пределы нормальной области значений. Например, изменение показания мано¬
метра, вызванное отклонением температуры измеряемой среды от нормальной,
т. е. от 20" С (если для рассматриваемого манометра 20" С является нормальной
температурой).
К основным характеристикам КПП относятся:
—	шкала прибора — часть конструкции, на которой нанесены отметки, соот¬
ветствующие ряду последовательных значении измеряемой величины. Шкалы
могут быть равномерными с делениями постоянной длины и с постоянной ценой
деления и неравномерными с делениями непостоянной длины, а иногда и с непо¬
стоянной ценой деления;
—	цена деления шкалы — разность значений измеряемой величины, соответ¬
ствующая 2 соседним отметкам шкалы;
—	диапазон измерений — область значений измеряемой величины, для кото¬
рой нормированы допускаемые погрешности измерительного прибора;
—	предел измерении — наибольшее или наименьшее значение диапазона
измерений;
—	рабочие условия применения — допустимые характеристики окружающей
среды в эксплуатационных условиях прибора, отличные от нормальных (темпе¬
ратура 20° С, влажность до 80% и давление 1 кгс/см2), при которых метрологиче¬
ские свойства прибора остаются без изменения;
—	стабильность — качество прибора, отражающее неизменность его метро¬
логических свойств во времени;
69

—	чувствительность — отношение изменения показаний прибора к измене¬
нию измеряемой величины. Наименьшее значение измеряемой величины, вызы¬
вающее начальное изменение показаний прибора, называется его порогом чувстви¬
тельности;
—	предел допускаемой погрешности — наибольшая (без учета знака) погреш¬
ность измерительного прибора, при которой он может быть признан годным и
допущен к применению.
В зависимости от способов выражения и значения предела допускаемой по¬
грешности приборам присваиваются классы точности. Для каждого вида приборов
устанавливаются свой ряд классов точности и способы выражения пределов до¬
пускаемой погрешности.
Приборам с 2 или более диапазонами (или шкалами) могут присваиваться 2 или
более классов точности. Приборам, предназначенным для измерения различных
комбинированных величин, могут присваиваться различные классы точности для
разных измеряемых величин.
Измерительные приборы делят на: показывающие (допускают только отсчи¬
тывание показаний), регистрирующие самопишущие (с записью показаний в форме
диаграммы), регистрирующие печатающие (с печатанием показаний в цифровой
форме), интегрирующие (измеряемая величина подвергается интегрированию по
времени или по другой независимой переменной), суммирующие (показания
функционально связаны с суммой 2 или нескольких величин, подводимых по
различным каналам), аналоговые (показания которых — непрерывная функция
изменения измеряемой величины), цифровые (вырабатывающие прерывные,
раздельные — дискретные — сигналы о значении измеряемой величины с пред¬
ставлением показаний в цифровой форме).
Непосредственное измерение параметра может проводиться датчиком —
измерительным преобразователем, предназначенным для выработки сигнала
в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования и обработки (на¬
пример, в форме электрических импульсов), но не поддающейся непосредствен¬
ному восприятию наблюдателем. Датчик подключается к измерительному при¬
бору или к системе управления.
Все измерительные приборы должны проходить поверку органами государ¬
ственной метрологической службы или метрологическим органом эксплуатирую¬
щей организации. Регулярность поверки устанавливается стандартами и техни¬
ческими условиями на приборы и указывается в паспортах и инструкциях по
эксплуатации. В производственных условиях измерительные приборы исполь¬
зуют главным образом для контроля технологических параметров и называют
контрольно-измерительными.
На объектах, использующих газовое топливо, КИП предназначены для конт¬
роля, а при необходимости и записи значений параметров, от которых зависит
надежная, безопасная и экономичная эксплуатация. В число этих параметров
входят: давление, температура и расход газа и воздуха, температура и состав
продуктов горения, давление (разрежение) в топке и газоходах агрегата, темпе¬
ратура воды, давление пара и т. д. При этом:
—	параметры, наблюдение за которыми необходимо для правильного ведения
эксплуатационных режимов, должны контролироваться показывающими при¬
борами;
—	параметры, изменение которых может привести к аварии, должны контро¬
лироваться самопишущими приборами;
—	параметры, учет которых необходим для анализа работы оборудования и
хозяйственных расчетов, должны контролироваться самопишущими или интегри¬
рующими приборами;
—	расстояния между приборами и местами отбора импульса (давления,
разрежения, температуры и т. п.) должны быть минимальными во избежание
запаздывания показаний;
—	место и высота установки приборов должны обеспечивать удобство их
обслуживания и наблюдения за их показаниями. Шкалы должны быть хорошо
освещены и видны с рабочего места;
—	самопишущие приборы могут использоваться только в местах, исключаю¬
щих тряску и вибрацию}
70

Рнс. 8.t. U-об-
разный манометр.
—	приборы должны устанавливаться в рабочее поло¬
жение по уровню, без перекосов или наклонов;
—	окружающая среда и параметры измеряемой среды
должны соответствовать требованиям паспортов на Приборы.
3.2.	Манометры и тягонапоромеры
показывающие
Манометры жидкостные U-образные. Для
измерения давления газа и воздуха до 500 кгс/м2
применяют стеклянный U-образный манометр
(рис. 3.1). Он представляет собой стеклянную U-
Образную трубку, прикрепленную к деревянной
панели 4, имеющей шкалу 5 с делениями в мил¬
лиметрах. Наиболее распространены манометры
с шкалами 0 ± 100, 0 t 250 и 0 — 640 мм.
Трубка заполняется водой до нуля. Если конец
трубки 1 при помощи резинового шланга соеди¬
нить с газопроводом, то уровень воды в ней
понизится, предположим, на 40 мм, а в конце 2 на
столько же повысится. Таким образом, давление газа будет уравно¬
вешено столбиком воды 3 высотой 40 -j- 40 = 80 мм, и, следова¬
тельно, давление в газопроводе равно 80 кгс/м2.
На практике встречаются манометры, имеющие удвоенную
шкалу, на которой отсчет ведется не сложением уровней воды от
нулевой отметки вверх и вниз, а только от нуля вверх.
При измерении давления более 500 кгс/.м2 трубку заполняют
ртутью, столбик которой будет показывать давление в милли¬
метрах ртутного столба. Для перевода этого давления в кило¬
грамм-силы на метр квадратный высоту ртутного столбика умно¬
жают на плотность ртути, которая больше плотности воды в 13,6 ра¬
за. Таким образом, если столбик ртути в манометре имеет высоту
80 мм, то давление составляет 80 мм рт. ст., или 80-13,6 ~
= 1088 кгс/м2.
При измерении небольшого давления в зимних условиях трубку
заливают спиртом или керосином. В этих случаях также необхо¬
димо видимую высоту столбика умножить на плотность этих жид¬
костей, которая составляет 0,75—0,85 плотности воды.
Если оба конца U-образной трубки подсоединяют к газопроводу
перед и за каким-либо сопротивлением (например, фильтром),
то манометр показывает перепад давления и служит дифферен¬
циальным манометром.
Манометры пружинные предназначены для измерения сред¬
него и высокого давления газа. Основной частью пружинного мано¬
метра (рис. 3.2) является изогнутая пустотелая трубка 1 овального
сечения, изготовленная из латуни. Неподвижный конец ее через
штуцер 5 соединяется с газопроводом, а подвижный (запаянный)
при помощи рычага 4 — с зубчатым сектором 3, сопряженным с ше-
71

Рис. 3.2. Пружинный манометр.
стсренкой, на оси которой наез¬
жена стрелка 6. Под влиянием
давления газа (жидкости, пара)
трубка стремится выпрямиться,
подвижный конец ее перемеща¬
ется и рычажком 4 отклоняет на
некоторый угол зубчатый сектор,
который поворачивает шесте¬
ренку, а следовательно, и стрелку
манометра. Для уничтожения «мер¬
твого хода» шестеренки служит
спиральная пружинка — волосок
2, который обеспечивает плав¬
ность хода стрелки.
Если газ влажный, то трубка
перед манометром выполняется
в виде петли, в которой влага конденсируется. Перед манометром
на газопроводе устанавливают кран; применение трехходового
крана с контрольным фланцем не рекомендуется, так как
он может явиться источником утечки газа в помещение.
Манометры класса точности 1,5 имеют диаметр корпуса 160
(масса 1,4—1,5 кг), класса 2,5—100 мм (масса 0,8—0,9 кг). Верхние
пределы.измерений: 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16 кгс/см2. Они выбираются
так, чтобы рабочее давление при плавных изменениях составляло
1/3—2/3 от значения шкалы, при резких колебаниях — 1/3—1/2.
Присоединительный штуцер имеет наружную резьбу М20Х1.5.
Условия применения: температура окружающего воздуха от —50
до 60° С,'относительная влажность до 80%. По конструктивному
оформлению манометры изготовляются 3 типов: ОБМ1 — без
фланца, штуцер радиальный; ОБМ16 — с задним фланцем, шту¬
цер радиальный; М0Ш1 —с передним фланцем, штуцер осевой
(для щитовой установки). Корпуса приборов ОБМ изготовляются
из листовой стали, М0Ш1 — из алюминиевого сплава. Наклон
циферблата от вертикали не должен превышать 15°. Для уплотне¬
ния места присоединения .штуцера манометра используют про¬
кладки из кожи, свинца, отожженной красной меди или фибры.
Использование пакли и сурика не допускается.
На те же пределы измерений выпускаются манометры типа
МТП-100 (класс точности 1,5 и 2,5, масса 0,85 кг) и МТП-160
(класс точности 1,5, масса 1,5 кг). Манометры МТП имеют радиаль¬
ные штуцеры.
Манометры образцовые МО модели 1227 имеют те же пределы
измерений, класс точности 0,16 или 0,25, диаметр 250 мм, масса
6 кг, штуцер радиальный с резьбой М20Х1.5. Применяются при
температуре окружающего воздуха 10—35° С, относительной влаж¬
ности 80%.
Тягонапоромеры жидкостные типа ТНЖ-Н< Тягонапоромер
ТНЖ-Н (рис. 3.3) предназначен для измерения давления или раз-
72

Рис. 3.3. Тягонапоромср ТНЖ-Н.
режения, а также разности давлений при статическом давлении до
0,2 кгс/см2. Пределы измерения давления (разрежения) 25, 40,
63, 100, 160 кгс/м2. Рабочая жидкость — спирт (р=, 0,85 г/см3
при 20° С). Температура окружающей среды 10—35° С, относи¬
тельная влажность 80%, масса 1,84 кг.
Для измерения разрежения правый штуцер прибора соединяют
резиновой трубкой с отборной трубкой, установленной в контро¬
лируемой точке газохода или топки; левый штуцер 4 соединен с ат¬
мосферой. Благодаря наклону трубки 14 даже при небольшом из¬
менении давления (разрежения) столбик жидкости удлиняется,
что дает возможность снимать показания с погрешностью до 0,1 —
.0,2 кгс/м2.
Вдоль трубки расположена шкала 5, закрепленная на держа¬
теле 3. Шкала может передвигаться для установки ее нулевого
деления против первоначального уровня жидкости при помощи
головки 11 винта 8, выведенной на боковую стенку тягонапоро-
мера. Градуировка шкалы дает показания в миллиметрах водяного
столба (кгс/м2), хотя сосуд 1 заполняют денатурированным под¬
крашенным спиртом. Корпус 7 тягонапоромера крепят за ушко 2
и при помощи винта 9 на правом ушке 10 устанавливают в гори¬
зонтальное положение по уровню 6. При этом уровень жидкости
в трубке должен находиться против нулевой отметки шкалы. Ре¬
зиновые трубки 12, соединяющие штуцеры с сосудом 1 и трубкой 14,
имеют предохранительные проволочные спирали 13.
В тягонапоромерах, как и в жидкостных манометрах, необхо¬
димо регулярно проверять совпадение уровня жидкости с нулевой
отметкой шкалы при отсоединенных импульсных трубках и при
недостатке жидкости доливать ее.
Тягонапоромеры мембранные. Для измерения давления до
4000 кгс/м2 применяют напоромер мембранный показывающий
типа НМП-52, класс точности которого для верхних пределов
измерения, кгс/м2: 16, 25, 40 и 60 — 2,5, для пределов 100, 160,
250 и 400— 1,5, для пределов более 600 до 4000 — 2,5. Длина
шкалы 140 мм. Температура окружающей среды от —30 до 50° С,
относительная влажность воздуха до 80%. Масса около 3 кг.
73

Рис. 3.4. Напоромер НМП-52.
Рис. 3.5. Сильфонное устройство НС-718.
Приборы могут использоваться в пожаро- и взрывоопасных по¬
мещениях, предназначены для утопленного щитового монтажа и
крепятся с помощью 2 прижимных кронштейнов, входящих в ком¬
плект. Подводящие трубки с внутренним диаметром не менее 3 мм
испытываются на герметичность давлением не менее 0,6 кгс/см2.
Принцип действия НМП-52 (рис. 3.4) основан на уравновеши¬
вании избыточного давления силами упругой деформации чувстви¬
тельного элемента — герметичной мембранной коробки 9. В ко¬
робку подается импульс измеряемого давления по трубке 10.
Избыточное давление вызывает перемещение жесткого центра верх¬
ней мембраны, которое поводком 1 передается на рычаг 3, а затем
через тягу 4 на ось 5 стрелки 2. С осью соединена спиральная пру¬
жина 7, выбирающая мертвый ход в механизме. Для установки
стрелки на нулевую отметку служит корректор нуля 11, ось ко¬
торого выведена на лицевую панель.
Прибор имеет устройства для грубой и точной настройки диа¬
пазона измерения. Грубое изменение передаточного отношения
производят перестановкой конца тяги 4 в одно из отверстий ры¬
чага 6. Ближнее к оси отверстие используется при ходе мембраны
около 2 мм, а дальнее — при ходе около 4 мм. Точная настройка
осуществляется винтом 8.
Тягомеры (ТмМП-52) и тягонапоромеры (ТНМП-52) мембранные
устроены аналогично.
В процессе эксплуатации приборы не должны подвергаться
перегрузкам, превышающим 25% от верхнего предела измерений.
Периодически, не реже 1 раза в неделю, должна проверяться уста¬
новка стрелки на нуль путем отключения прибора от измеряемой
среды и выдержки не менее 2 мин. При наличии пульсаций давле¬
ния измеряемой среды на импульсной трубке устанавливают
дроссель.
Тягонапоромеры сильфонные. Для измерения давления до
4000 кгс/м2 применяют напоромеры сильфонные показывающие
типа НС-718 с классом точности 1 и 1,5 и верхними пределами
измерений 600, 1000, 1600, 2500 и 4000 кгс/м2. Принцип действия
74

напоромера основан на уравновешивании избыточного давления
силами упругой деформации сильфона и диапазонных цилиндри¬
ческих пружин. Прибор состоит из сильфонного устройства и по¬
казывающей части.
Сильфонное устройство (рис. 3.5) имеет основание 2, на котором
крепится сильфон 4 и блок с диапазонными пружинами 3. Из¬
меряемое давление подается через штуцер 1 во внутреннюю по¬
лость сильфона. Изменение давления приводит к перемещению сво¬
бодного конца сильфона и закрепленного на нем толкателя б.
Это движение через рычаг 6 преобразуется в угловое перемещение
оси 7, которое через систему рычагов передается на стрелку при¬
бора. Для настройки прибора на необходимый диапазон измеренЙй
имеется регулирующее приспособление.
Условия применения: температура окружающей среды б—60° О,
относительная влажность до 80%,
Тягомеры сильфонные типа ТМС-718 устроены аналогично на¬
поромерам и имеют те же пределы измерений.
3.3.	Манометры и вакуумметры самопишущие
Манометры и вакуумметры самопишущие с долговременной за¬
писью на дисковой диаграмме предназначены для измерения и ре¬
гистрации избыточного и вакуумметрического давления неагрес¬
сивных газов в стационарных условиях при температуре окружаю¬
щего воздуха от 5 до 50° С и относительной влажности до 80%.
Действие этих приборов основано на уравновешивании измеряе¬
мого давления силой упругой деформации манометрической труб¬
чатой пружины. Двухзаписные приборы предназначены для одно¬
временного измерения 2 избыточных давлений.
Приборы имеют следующие обозначения: МТС, ВТС или МВТС
—манометр, вакуумметр или мановакуумметр трубчатый самопишу¬
щий однозаписной; цифра 2 — прибор двухзаписной; число 711 —
привод диаграммы от синхронного микродвигателя; число 712 —
привод от часового механизма. Например, МТС-712 — манометр
однозаписной с приводом диаграммы от часового механизма,
МВТ2С-711 —мановакуумметр двухзаписной с приводом от син¬
хронного микродвигателя.
Пределы измерений, кгс/см2: 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16 и т. д.
Класс точности приборов 1. Приборы с часовым приводом могут
эксплуатироваться во взрывоопасных помещениях, завод часового
механизма рассчитан на 8 сут, время одного оборота диаграммы —
12 или 24 ч. Для приборов с электродвигателем номинальное на¬
пряжение 220 В (±10%), время одного оборота диаграммы 8 или
24 ч.
Прибор однозаписной с часовым приводом (рис. 3.6) имеет
штуцер 1 с наружной резьбой М20Х 1,5 для подсоединения импульс¬
ной трубки с помощью накидной гайки и уплотнительной шайбы из
паронита или красной меди. Применение пакли и сурика недопу-
75

стпмо. Внутренний диаметр
импульсной трубки должен
быть не меньше 3 мм. Изме¬
ряемое давление по трубке 2
поступает в полую, изогну¬
тую по дуге окружности
трубку 5 овального сечения
(манометрическую пружину).
Один конец пружины, сое¬
диненный с трубкой 2, за¬
креплен неподвижно, вто¬
рой, свободный, конец, гер¬
метически закрытый, соеди¬
нен с тягой 10. Перемещение
свободного конца при изме¬
нении измеряемого давления
передается через тягу 10 и
кривошип 8 на перо 7, за¬
писывающее показания на
Рис. S.O. Манометр самопишущий МТ С-712. диаграмме 12. ЧерНИЛЭ К КОН¬
ЦУ пера поступают из чер¬
нильницы 3 по капилляру 4. Уровень чернил в чернильнице
влияет на качество записи. Регулировку системы передачи осу¬
ществляют изменением длины кривошипа, при этом линейность
обеспечивается установкой угла между тягой и кривошипом.
С помощью корректора нуля 9 перо устанавливают на нуль
диаграммы во время регулировки прибора. При открытии крышки
11 перо автоматически отводится от диаграммы арретиром 6. Во
время работы крышка запирается встроенным в нее замком.
Двухзаписные приборы имеют вторую манометрическую пру¬
жину, второй штуцер для подсоединения импульсной трубки и до¬
полнительный самопишущий узел. Измерительные системы двух¬
записного манометра могут быть в любом сочетании пределов из¬
мерения, но при этом более низкое давление всегда присоединяется
к левому штуцеру. Приборы с электрическим приводом имеют штеп¬
сельный разъем, расположенный внизу корпуса левее импульсных
штуцеров.
При возможности резких колебаний давления во избежание
повреждения манометрической пружины и затруднений в отсчете
показаний рекомендуется перед прибором вмонтировать сужен¬
ную соединительную трубку, несколько перекрыть кран на им¬
пульсной трубке или принять другие возможные меры защиты от
пульсации давления.
3.4.	Дифференциальные манометры
Дифференциальные манометры (дифманометры) предназна¬
чены для измерения перепада (разности) давления в газопроводе,
создаваемого каким-либо сопротивлением, например сужающим
76

Таблица 3.1
Характеристики дифманометр о»
Тип
Назначение
Тип
Назначен нс
дсс-пен
ДСС-710чН
Д( С-710В
ЛСС-710чВ
Самопишущий
ДСС-734Н
ДСС-734чН
ДСС-734 В
ДСС-734чВ
Самопишущий с до¬
полнительной
записью давления
ДСС-7 Г2П
ДСС-712В
Самопишущий с ип-
югрэтором
ДП-710Р
ДП-710чР
Самопишущий
ДСС-732Н
ДСС-732В
Самопишущий с ин¬
тегратором и до¬
полнительной
записью давления
ДП-712Р
Самопишущий с ин¬
тегратором
ДСП-780
ДТ-5
ДТ-50
Показывающий
Примечания. I. Дифманометры с индексом «ч» имеют привод от часового
механизма с 8-суточным заводом, остальные — от синхронного микродвигателя (220 В,
50 Гц). 2. Предельные номинальные перепады давления, кгс/см*, для дифманометров
С индексом «Н» —0,063: 0.1; 0,10; 0.25: 0,4; 0,63; «В» — 0.4; 0.63; 1,0; 1,6; типа ДП —
0,063; 0.1; 0.16; 0,25; 0,4; 0,63; 1,0. 3. Верхний предел измерений дополнительного дав¬
ления, кт/см*: 6. 10. 16. 25 и т. д. 4. Индекс «Р> обозначает расходомер.
устройством для определения расхода, кассетой фильтра и т. п.
Дифманометры могут быть показывающими или самопишущими.
Последние могут иметь кроме устройства, регистрирующего пере¬
пад, дополнительную запись давления и интегратор. Привод диа¬
граммы может быть от часового механизма или от синхронного
микродвигателя. По конструктивному устройству дифманометры
делят на сильфонные, поплавковые и трубчатые (табл. 3.1).
Дифманометры самопишущие. Для измерения перепада (раз¬
ности) давлений, регистрации и интегрирования (суммирования)
расхода газа используют дифманометры самопишущие сильфонные
типа ДСС или поплавковые типа ДП (табл. 3.1) с классом точ¬
ности 1 и 1,5. Наиболее удобны в эксплуатации дифманометры,
имеющие интегрирующее устройство и дополнительную запись
давления. На линиях подвода давления непосредственно на при¬
борах установлены запорные вентили с устройством для продувки
соединительных линий, а на перемычке между ними уравнитель¬
ный вентиль. Приборы предназначены для работы при темпера¬
туре окружающего воздуха 5—50° С и относительной влажности
до 80%. Крепление производят на стойке или на кронштейне из
труб вертикально по уровню путем навертывания на свободный
конец трубы с наружной резьбой Труб. 1V8". Длина соединитель¬
ных линий от места отбора перепада давления до прибора должна
быть не более 50 м, внутренний диаметр соединительных линий
не менее 8 мм.
77

Дифманометр ДСС (рис. 3.7) состоит из сильфонного блока
(датчика), самопишущей и интегрирующей частей. Принцип дей¬
ствия сильфонного блока основан на уравновешивании силы от
перепада давления силами упругой деформации 2 сильфонов (гоф¬
рированных металлических коробок), торсионной трубки и вин¬
товых цилиндрических диапазонных пружин. Сильфонный блок
имеет сильфоны 2 и 4, жестко связанные штоком 3. Внутренние
полости сильфонов заполнены специ¬
альной жидкостью для защиты от од¬
носторонней перегрузки и герме¬
тично уплотнены. Каждый из силь¬
фонов помещен в самостоятельную
полость сильфонного блока. В ле¬
вую полость через штуцер 6 подво¬
дится большее давление (плюсовое),
в правую через штуцер 9 — мень¬
шее давление (минусовое). Каждая
полость имеет пробку 5 для запол¬
нения системы разделительной жид¬
костью и слива промывочной жид¬
кости.
Под действием перепада давле¬
ния, создаваемого в газопроводе
диафрагмой, плюсовый сильфон сжи¬
мается, и часть жидкости из него
16
13
14
15
Рис. 3.7. Дифманометр ДСС-732.
а ■— внешний вид; б — кинематическая схема.

Рис. а.8. Дифманометр ДП,
а — днфманометрическая часты б —• механизм расходомера.
перетекает через малый зазор в минусовый сильфон. В силь¬
фоне 2 установлены диапазонные пружины /, определяющие за¬
данный предел измерения прибора. Шток 3„ жестко соединенный
с донышками сильфонов, перемещается вдоль своей оси при изме¬
нении перепада давления и посредством рычага 7 закручивает тор-
сионную трубку 8. Таким образом измеряемый перепад в сильфон¬
ном блоке преобразуется в поворот оси торсионного вывода, с ко¬
торого движение передается через системы рычагов на перо 10
и лекало интегратора. Запись ведется на диаграмму 12.
В приборах с дополнительной записью измеряемое давление
поступает через штуцер 16, трубку 15 и основание 14 в манометри¬
ческую пружину 13, вызывая перемещение ее свободного конца,
Это перемещение через свою систему рычагов передается на перо
11, отклоняющееся пропорционально изменению измеряемого
давления.
Работа дифманометров типа ДП основана на принципе сооб¬
щающихся сосудов, в которых перепад давления уравновешивается
силой тяжести столба ртути. Днфманометрическая часть
(рис. 3.8, а) — измерительная система с магнитной муфтой — со¬
стоит из стальных сосудов 6 и 15, смонтированных на кронштейне 3
и соединенных между собой трубкой 1 с помощью накидных гаек.
Большее давление подводится к поплавковому сосуду 6, мень¬
шее — к сменному сосуду 15. На поверхности ртути плавает сталь¬
ной поплавок 5. Высота, на которую перемещается поплавок,
является мерой измеряемого перепада давления. При любом мак¬
симальном перепаде перемещение поплавка вместе с ртутью со-
79

ставляет 35,25 мм. Объем ртути, вытесняемый из поплавкового
сосуда в сменный, всегда остается постоянным, что позволяет,
подбирая диаметр и высоту последнего, получить максимальный
перепад давления. При принятом внутреннем диаметре поплавко¬
вого сосуда 78 мм изготовляется 7 сменных сосудов.
При наличии расхода газа в газопроводе, а следовательно, и
перепада давления у диафрагмы часть ртути из поплавкового со;
суда выжимается в сменный с меньшим давлением, что вызывает
перемещение поплавка. В случае превышения расчетного макси¬
мального перепада предохранительный клапан 4 предотвращает
выброс ртути в газопровод. Заливку ртути в сосуд производят че¬
рез отверстие, закрываемое пробкой 14, слив — через отверстие
с пробкой 2.
На линиях подвода давлений к сосудам установлены запорные
вентили 11 и 13 с устройством для продувки соединительных ли¬
ний и уравнительный вентиль 12. В нерабочем состоянии прибора
поплавок 5 арретирован, для чего в пробку 14 ввинчен стержень 10.
Движение поплавка передается шарнирно связанным с ним ры¬
чагом 7 на ось 8, преобразующую линейное перемещение поплавка
в угловое. На оси жестко укреплен сектор 9, который находится
в зацеплении с шестерней магнитной муфты (на рисунке не пока¬
зана). Шестерня насажена на ось магнитопровода, имеющего П-
образную форму. В магнитной муфте расположен постоянный маг¬
нит, имеющий форму ромба, грани которого образуют угол 60°.
Постоянный магнит герметично изолирован от внутренней части
поплавкового сосуда и отделен стенкой специального стакана-
разделителя от магнитопровода. Поворот сектора 9 и связанного
с ним мап’итспровода приводит к неплавкому (скачкообразному)
повороту магнита и его выходной оси 19 (рис. 3.8, б).
При максимальном подъеме поплавка на 35,25 мм выходная ось
магнитной муфты поворачивается на угол 173' 25'. Перемещение
оси передается лекалу 20, рассчитанному по квадратичной зависи¬
мости. По профилю лекала скользит щуп 18, на ось которого жестко
насажено перо 17, записывающее показания на диаграмме 16.
Дифманометры показывающие. Для измерения перепада
давления, например на кассете фильтра, можно использовать диф¬
манометр сильфонный показывающий типа ДСП-780. Сильфонное
устройство прибора идентично приведенному на рис. 3.7. Измеряе¬
мый перепад давления преобразуется в поворот оси торсионного
вывода, с которого через передающий механизм, смонтированный
отдельно на плате прибора, передается на стрелку. Настройку при¬
бора на заданный предел измерения осуществляют регулировоч¬
ным устройством. Верхние пределы измерений: 630, 1000, 1600,
2500, 4000 и 6300 кге/м2.
Жидкостные дифференциальные двухтрубные стеклянные ма¬
нометры типа ДТ при сообщении одной трубки с атмосферой мо¬
гут использоваться для измерения давления или вакуума. Макси¬
мальная погрешность ±2 мм столба рабочей жидкости. Темпера-
80

тура окружающей среды 10—35° С, относительная влажность 80%.
Дифманометры ДТ-5 предназначены для давления до 5 кгс/см2
рабочая жидкость — дистпллиро-	’
ванная вода, шкала ± 130 мм,
масса 8,3 кг. ДТ-50 рассчитан для
давления до 50 кгс/см2, рабочая
жидкость —ртуть, шкала ±350 мм,
масса 11,5 кг. В основу работы
приборов положен принцип сооб¬
щающихся сосудов, каки в U-об¬
разном манометре. На панели 13
дифманометра ДТ-50 (рис. 3.9)
укреплены 2 стальные колодки
(верхняя 6 и нижняя 14), сообща¬
ющиеся стеклянными трубками 12.
Вверху трубки входят в штуцеры,
ввинченные в ртутеуловителн 7,
а внизу — в штуцеры нижней ко¬
лодки. Трубки уплотняются в шту¬
церах резиновыми кольцами и
сообщаются между собой: в ниж¬
ней колодке — каналом, выход
из которого перекрывается спу¬
скным вентилем 16 (при откры¬
том вентиле 16 трубки через нип¬
пель 15 сообщаются с атмосферой),
в верхней колодке — каналом,
перекрываемым при работе при¬
бора уравнительным вентилем 4.
Давление до и после дроссель¬
ного органа подводится к труб¬
кам через штуцеры, перекрыва¬
емые рабочими вентилями: плю¬
совым 3, расположенным на линии
большего давления (до дроссель¬
ного органа), и минусовым 18,
установленным на линии мень¬
шего давления. Продувочные вен¬
тили 5 сообщают полости прибора
через отводные трубки/7 с атмо¬
сферой. Они используются для
продувки и промывки прибора,
продувки трубок, подводящих
давление, а также для удале¬
ния воздуха и воды при заливке
прибора.
Колонка 2 соединена кана¬
лом с плюсовой стороной, и
81

установленный на ней манометр 1 показывает статическое давление
перед дроссельным органом. Между трубками, защищенными ме¬
таллическими оправами 10, расположена шкала 9 с продольными
вырезами на концах, позволяющими перемещать ее в пределах
± 10 мм. Положение шкалы фиксируется винтами 8. Для отсчета
показаний используют 2 визира 11, которые устанавливают по
верхним менискам ртути (глаз наблюдателя должен располагаться
на уровне ртути).
При работе прибора рабочие вентили полностью открыты,
остальные — плотно закрыты. Для проверки нуля шкалы пере*
крывают рабочие вентили и открывают уравнительный. Включе¬
ние прибора производят при открытом уравнительном вентиле,
медленно открывая плюсовый рабочий вентиль. Манометр при этом
покажет давление до дроссельного органа. Затем медленно откры¬
вают второй рабочий вентиль и также медленно закрывают урав¬
нительный, следя, чтобы перепад ртути в трубках не превысил
700 мм.
Импульсные трубки подключенного прибора продувают пооче¬
редно: для продувки левой трубки закрывают правый рабочий вен¬
тиль, открывают уравнительный и затем левый продувочный.
По окончании продувки левой трубки закрывают левые продувоч¬
ный и рабочий вентили, открывают правые рабочий и продувоч¬
ный вентили и продувают правую трубку. Ртуть заливают при
открытых продувочных вентилях через резиновую трубку, при¬
соединенную одним концом к ниппелю 15 и имеющую на другом
конце воронку. Если прибор предназначен для определения рас¬
хода воды или пара, то его предварительно заполняют водой и за¬
тем ртутью вытесняют часть воды, с тем чтобы уровень ртути уста¬
новился около нулевого деления шкалы.
Дифманометр ДТ-5 заполняют раствором хромпика и краси¬
теля в дистиллированной воде: в 1 л воды растворяют 1 г хром¬
пика и 0,5 г краски (амарант, Метилвиолет, метнлрот и т. п.). Ви¬
зиры устанавливают по нижнему мениску воды.
3.5.	Приборы для измерения температуры
Классификация. При сжигании топлива температура газа,
воздуха, продуктов горения, факела, ограждающих поверхностей
агрегатов, экранов, нагреваемых веществ (воды, пара, металла
и т. д.) является одним из основных параметров, определяющих
эффективность использования тепла. Приборы для измерения тем¬
пературы классифицируют следующим образом.
А. Термометры для измерения температуры контактным ме¬
тодом:
1)	термометры расширения, использующие принцип теплового
расширения жидкости (жидкостные) или твердого тела (дилато¬
метрические);
82

2)	термометры сопро¬
тивления, использующие
изменение электрического
сопротивления веществ от
температуры;
3)	термопреобразова¬
тели, использующие за¬
висимость между термо¬
электродвижущей силой
(термоэдс), развиваемой
термопарой (спаем) из 2
различных проводников,
и разностью температур
спая и свободных концов
термопреобразователя;
4)	манометрические
термометры, использую¬
щие зависимость между
температурой и давлением
газа или паров жидкости,
а также между температу¬
рой и объемом жидкости
в замкнутой термоси¬
стеме.
Б. Пирометры для из¬
мерения температуры бес¬
контактным методом:
Рис. 3.10.
Термометр
жидкостный (а — при¬
мой; б — угловой).
1)	яркостные пиромет¬
ры, измеряющие яркость нагретого тела на данной длине волны;
2)	радиационные пирометры, измеряющие температуру по теп¬
ловому действию лучеиспускания накаленного тела во всем спектре
длин волн.
Термометры стеклянные жидкостные. Действие термометров
жидкостных основано на использовании разности коэффициентов
объемного расширения стеклянной трубки и заполняющей ее тер¬
мометрической жидкости (толуол для t от —90 до 30° С, керосин,
полиэтилсилоксан для t = 60-^200° С, ртуть для t от —30 до
600° С). Изменение температуры среды, в которую погружен термо¬
метр, ведет к изменению объема и, следовательно, высоты столба
жидкости, характеризующей температуру среды. Коэффициент
объемного расширения стекла, из которого изготовляется термо¬
метр, ничтожно мал по сравнению с коэффициентом объемного
расширения жидкости.
В производственных условиях наиболее широко применяют
технические жидкостные термометры (рис. 3.10, табл. 3.2). Не¬
зависимо от длины верхней части технические термометры по
форме нижней части изготовляют (ГОСТ 2823—73) двух типов:
П — прямые и У — угловые (90°). Длина нижней части I, мм,
83

Табл it п л 3.?
Характеристики жидкостных технических термометров
Обозначение
Пределы измерений,
°C
Цена деления
шкалы, 'С
прямые
угловые,
90°
от
ДО
П-1
У-1
-90
30
1
П-2
У-2
—30
50
0,5; 1
1
П-3
У-3
-60
50
П-4
У-4
0
100
1
П-5
У-5
0
160
1; 2
П-6
У-6
0
200
1; 2
П-7
У-7
0
300
2
П-8
У-8
0
350
5
П-9
У-9
0
400
5
П-10
У-10
0
450
5
П-11
У-11
0
500
5
П-12
У-12
0
600
5; 10
Примечания. 1. Длина верхней части термометров № 2 — 6 может (ып. 160
или 24 0, у остальных — 24 0 мм. 2. Диаметр D верхней части термометром 20. иижисй d
не более 8,5 мм. 3. Допускается увеличение пределов измерений ниже 0°С и выше верх»
него предела, но не более чем на 25° С.
в зависимости от длины
верхней части (L — 240 или IG0 мм) при¬
нимается:
L = 240
Тип
П
66
ЮЗ
163
253
403
633
1003
Тип
У
104
141
201
291
441
671
1041
L = 160
Тип
п
66
103
163
253
403
Тип
У
104
141
201
291
441
Термометр жидкостный помещают непосредственно в измеряе¬
мую среду или в защитную гильзу, предохраняющую его от по¬
ломки и обеспечивающую плотность в месте крепления. Для улуч¬
шения теплоотдачи гильзу заполняют компрессорным маслом (при
/ < 200° С), бронзовыми или медными опилками (при t > 200° С).
11г рекомендуется устанавливать термометр на вертикальном
трубопроводе (газоходе) с потоком газа, направленным вниз. На
вертикальном с восходящим потоком и горизонтальном участке
Dy < 200 мм термометр располагают под углом 35—45° навстречу
потоку, а на горизонтальном участке Оу •> 200 мм — перпенди¬
кулярно к оси потока. Если позволяют местные условия, целе¬
сообразно помещать термометр вдоль оси восходящего потока на
верхнем повороте трубопровода (газохода). При £>у < 50 мм для
установки термометра в трубопровод врезается расширяющий
участок. Независимо от расположения на трубопроводе жела¬
тельно, чтобы середина резервуара термометра находилась на оси
потока.
B4

Таблица 3.3
Электрическое сопротивление термометров сопротивления, Ом
Темпер»;
тура. "С
ТСП	|	тем
Темпера¬
тура. °C
ТСП,
градуировка
Градуировка
21 1
22	|
23
24
21
22
-200
7,95
17,28


___
200
81,43
177,03
-150
17,85
38,80
ж-
—.
250
89,46
195,56
—100
27,44
59,65
——
300
98,34
213,79
-50
36,80
80,00
47,71
78,70
350
106,60
231,73
0
46,00
100,00
53,00
100,00
400
114,72
249,38
50
55,06
119,70
64,29
121,30
450
122,70
266,74
100
63,99
139,10
75,58
142,60
500
130,50
283.80
150
72,78
158,21
86,87
163,00
550
138,27
300,58
180
77,99
169,54
93,64
176,68
600
145,85
317,06
650
153,30
333,25
Примечание. Для
дуировки 22, деленные на 10.
термометров градуировки
20 принимают значения гра-
Термометры сопротивления. Принцип работы термометров
сопротивления основан на использовании зависимости электриче¬
ского сопротивления веществ от их температуры. Если для ма¬
териала, из которого изготовлен термометр, известна эта зависи¬
мость, то по электрическому сопротивлению тела можно опреде¬
лить его температуру. Для измерения температуры прибор дол¬
жен иметь тепловоспринимающий элемент (датчик), которым яв¬
ляется термометр сопротивления, и вторичный прибор, измеряю¬
щий электрическое сопротивление датчика. Нагрев датчика при¬
водит к росту его электрического сопротивления, что фиксируется
на приборе, шкала которого может быть градуирована в градусах
Цельсия.
Для температур от 0 до 650° С применяют термометры типа ТСП
(платиновые) с номинальным сопротивлением, Ом, при 0 °C /? =
= 10, для температур от —200 до 500° С — ТСП с R = 46 или
100, для температур от —50 до 180° С — ТСМ (медные) с R — 53
или 100. Электрическое сопротивление термометров приведено
в табл. 3.3. Длина монтажной части погружаемых термометров
принимается, мм: 10, 20, 40, 50, 60, 80, 120, 160, 200, 250 и т. д.
Под этой длиной понимают расстояние от рабочего конца до опор¬
ной плоскости или фланца, а при подвижном фланце — от рабочего
конца до головки.
С 1979 г. согласно ГОСТ 6651—78 введено понятие термо¬
преобразователей сопротивления с чувствительными элементами из
платины (ТСП) и меди (ТСМ) Государственной системы промышлен¬
ных приборов и средств автоматизации ГСП, предназначенных для
получения нормированной информации о температуре (табл. 3.4).
85-

Таблица 3.4
Характеристики термопреобразователей сопротивления
Тип
Условное обозначе¬
ние номинальной
статической
характеристики
Диапазон измеряемых
температур, °C
от
до
тсп
1П
—50
1100
5П
—100
1100
юп
—200
1000
80П
—260
1000
100П
—260
1000
Б00П
—260
300
тем
ЮМ
—50
200
60М
—50
200
юом
—200
200
Примечание. Число в условном обозначении соответствует номинальному
«опротивлению преобразователя, Ом, при 0° С.
Термопреобразователи сопротивления делят: по контакту
о измеряемой средой — погружаемые и поверхностные; по усло¬
виям эксплуатации — стационарные и переносные; по защищен¬
ности от воздействия окружающей среды; по герметичности к из¬
меряемой среде; по инерционности — малой, средней и большой;
по классам — I, II, III, IV и V; по количеству чувствительных
элементов для измерения температуры в одной зоне — одинарные,
двойные; по числу зон — однозонные, многозонные; по количе¬
ству выводных проводников — с 2, 3 и 4 выводами; по устой¬
чивости к механическим воздействиям — обыкновенные, вибро-
устойчивые.
В качестве вторичных приборов в промышленной эксплуатации»
в частности при наладочных работах, используют логометры. Для
более точных измерений применяют потенциометры или уравно¬
вешенные мосты.
Так как установка термометров сопротивления весьма сложна,
то их используют только в качестве стационарных устройств.
Термопреобразователи (старое название — термопары, термо¬
метры термоэлектрические) получили наибольшее распростране¬
ние для измерения температур на газоиспользующих агрегатах.
Если взять 2 проводника из различных металлов (рис. 3.11)
и сварить их в точке 1, а к другим их концам 2 и 3 присоединить
с помощью медных проводов 4 милливольтметр 5, то при нагреве
точки спая 1 в цепи возникнет электрический ток, вызываемый
термоэдс. Значение термоэдс зависит от материала проводников
и от разности температур между точкой спая и неспаянными кон¬
цами. Чем выше нагрев спая, тем сильнее отклонится стрелка мил¬
ливольтметра, шкала которого обычно градуируется в градусах
Цельсия. Проводники термопары изолируют друг от друга при
86

помощи фарфоровых тру¬
бочек, или бус, 6 «заключа¬
ют в стальные, медные или
фарфоровые оболочки 7.
В качестве проводни¬
ков (табл. 3.5, ГОСТ 3044—
77) используют различные
металлы и их сплавы,
например медь, железо,
хромель (сплав никеля и
хрома), константан и ко¬
пель (сплавы меди и ни¬
келя), алюмель (сплав ни¬
келя, кремния, алюминия,
железа и марганца), пла-
тинородий (сплав платины
с родием).
Термоэлектродные (компенсационные) провода 4 служат
для подключения термопреобразователей к измерительным
приборам или для переноса их свободных концов в зону
с постоянной температурой. Термопреобразователи, развивающие
малую термоэдс при температуре свободных концов до 100° С (на¬
пример, с градуировкой ВР-5/20 и ПР-30/6), не нуждаются в ком¬
пенсационных проводах. Для правильного подсоединения термо¬
электродных проводов к термопаре с учетом полярности их жилы
имеют различную расцветку (табл. 3.5). Чтобы проверить поляр¬
ность преобразователя, его подключают к милливольтметру и
подогревают спай (например, спичкой). Если стрелка откло¬
няется по часовой стрелке, то полярность термопары совпадает
с указанной на клеммах прибора. В названии термопары поло¬
жительный термоэлектрод стоит первым.
При самостоятельном изготовлении преобразователя из не¬
благородных металлов, например наиболее распространенных ТХА
и ТХК, следует иметь в виду, что в первый период работы при
температуре, близкой к максимально допустимой, их термоэдс
меняется. Для обеспечения стабильной работы рекомендуется до
начала эксплуатации отжигать ТХА в течение 6—8 ч при 1200° С,
ТХК — 8—10 ч при 900° С с последующим охлаждением на. воз¬
духе. После отжига термопары не следует резко перегибать.
Для измерения температуры отходящих газов за агрегатом
преобразователь устанавливают перед шибером так, чтобы рабочий
конец его находился в центре потока газов. Отверстие в кладке,
через которое преобразователь проходит в газоход, плотно заде¬
лывают глиной или асбестом. На трубопроводах 0 < 50 мм для
установки преобразователя предусматривают расширение. Для
более точного измерения температуры к показаниям прибора при¬
бавляют температуру холодных концов, измеряемую обычным
жидкостным термометром в месте их расположения. Можно также,
87

Термопрсоб-
разователь
Тип
Условное
обозначение
градуировки
, Материал
термоэлектродов
Ди ап.роя
темпер?
при при
дли тель» ом I
от
до j
Вольфрамре¬
ниевый
ТВР
ВР-5/20
Вольфрамрений (5% ре¬
ния) — вольфрамрс-
ний (20% рения)
0
2200
Платинородие-
вый
ТПР
ПР-30/6
Платииородий (30% ро¬
дия) — платииородий
(6% родия)
300
1600
Платплородий-
пл эти новый
ТПП
ПП
Платииородий (10% ро¬
дия) — платина
0
1300
Хромсль-алю-
мелсвый
тхл
ХА
X ромел ь—алюмель
—200
1000
Хромель-копе¬
левый
тхк
ХК
Хромель—копель
—200
ООО
отъединив от милливольтметра один из соединительных проводов,
при помощи специального винта-регулятора на приборе переста¬
вить стрелку его с 0°С на значение температуры холодных кон¬
цов, после чего снова подсоединить провод преобразователя. Те¬
перь в показываемой прибором температуре будет учтена по¬
правка.
Термопреобразователи термоэлектрические в стационарных
условиях комплектуют с показывающим милливольтметром типа
М-64, который измеряет термоэдс. Чем больше термоэдс, вызыва¬
ющая поворот рамки г, тем дальше отклоняется стрелка прибора.
Для компенсации влияния температуры окружающей среды на
показания милливольтметра служит термосопротивление /?т, шун¬
тированное манганиновой катушкой /?ш. Подгонку прибора на
заданный предел измерения производят добавочным сопротивле¬
нием 7?д из манганиновой проволоки. Преобразователь подклю¬
чают к прибору компенсационным проводом с соблюдением поляр¬
ности по схеме электросоединений на щитке прибора. По оконча¬
нии монтажа осуществляют подгонку сопротивления внешней ли¬
нии до значения, указанного на циферблате прибора, для чего:
а) отсоединяют концы компенсационных проводов от колодки
прибора и измеряют сопротивление линии мостом постоянного
тока класса не ниже 0,05;
б) подгоняют сопротивление путем уменьшения числа витков
на подгоночной катушке (Ra). Суммарное сопротивление линии,
подгоночной катушки и термопары должно быть равно значению,
88

Таблица 3.5
Характеристики термопреобразователей (термопар)
указанному на циферблате прибора. Подгоночная катушка рас¬
положена на задней колодке прибора под шильдиком со схемой
электросоединений.
После подгонки разарретируют прибор, повернув отверткой
против часовой стрелки шлиц арретира до отметки «О» на колодке
прибора. Затем устанавливают корректором стрелку на отметку,
соответствующую температуре окружающй среды, предварительно
отключив конец компенсационного провода на колодке прибора.
Корректор должен перемещать стрелку вправо от нулевой отметки
не менее чем на 13 и влево не менее чем на 4 мм. Для корректи¬
рования на лицевую сторону прибора выведен стержень
со шлицем.
Милливольтметр М-64 является щитовым профильным прибо¬
ром магнитоэлектрической системы класса 1,5. Условия работы:
относительная влажность воздуха до 80%, температура от 10 до
35° С при работе с термопреобразователем, от 10 до 50° С при ра¬
боте с газоанализатором.
Термометры самопишущие типа ТГС. Для записи температуры
газа применяют термометры манометрические самопишущие одно-
и двухзаписные газовые ТГС-711 и ТГ2С-711 (с приводом диа¬
граммы от синхронного микродвигателя 220 В, 50 Гц) или ТГС-712
и ТГ2С-712 (с приводом от часового механизма с 8-суточным заво¬
дом). Время 1 оборота диаграммы 12 или 24 ч. Масса приборов
однозаписных не более 15, двухзаписных — не более 17 кг. Классы
89

точности 1 и 1,5. Прин¬
цип действия основан
на зависимости давле¬
ния (объема) заполни¬
теля термосистемы от
температуры контроли¬
руемой среды. Эта тем¬
пература воспринима¬
ется заполнителем тер¬
мосистемы через баллон
1 (рис. 3.12) и преоб¬
разуется в изменение
давления, которое по
капилляру 2 переда¬
ется в манометрическую
пружину 6. Перемещение под влиянием давления свободного
конца пружины через передаточный механизм 5 преобразуется
в перемещение пера 4 на диаграмме 3.
Приборы предназначены для работы при температуре окружа¬
ющего воздуха 5—50° С и относительной влажности до 80%.
Диаметр термобаллона 20 мм, положение его может быть любым,
а глубина погружения в контролируемую среду берется по пас¬
портным данным. Так, при пределах измерения от —50 до 150° С
принимают следующую длину:
Термобаллон,
мм
Погружение баллона,
мм
Капиллярная
трубка, м
125
160, 200, 250, 315, 400
1,6; 2,5
160
200, 250, 315, 400
4; 6
200
250, 315, 400
10
250
315, 400
16
400
500
25
Капиллярная трубка, соединяющая термобаллон с прибором,
не должна подвергаться ударам и резким перегибам, которые мо¬
гут сузить или закупорить внутренний канал. Радиус закругле¬
ния в местах изгиба капилляра должен быть не менее 50 мм. Мон¬
таж прибора настенный или щитовой.
Визуальный пирометр «Проминь». Ручной переносный пиро¬
метр «Проминь» предназначен для измерения температуры поверх¬
ности раскаленных твердых и жидких тел в пределах от 800 до
4000° С. Для длительных измерений его укрепляют на штативе.
Принцип действия прибора основан на уравнивании яркости по¬
верхности, температура которой измеряется, с яркостью эталон¬
ной пирометрической лампочки. При излучении одной длины волны
яркость источника зависит только от его температуры, а темпера¬
тура нити пирометрической лампочки определяет ее электриче¬
ское сопротивление. Телескоп пирометра с объективом наводится
на раскаленное тело, например на пламя горелки. Между объек-
90

типом и глазом наблюдателя помещена лампочка. Доводя яркость
лампочки при помощи реостата до яркости излучающего тела и
измеряя сопротивление нити лампочки, являющейся частью од¬
ного из плеч уравновешенного моста, определяют температуру
тела. Прибор градуирован в градусах Цельсия.
При измерении температуры выше 1200° С между линзой объ¬
ектива и лампочкой устанавливают поглощающие стекла. Пере¬
мещение окуляра вдоль оси обеспечивает четкую видимость нити
лампочки для глаза с нормой зрения ±5 диоптрий, а перемещение
тубуса на 24 мм — четкое изображение предмета, находящегося
от объектива на расстоянии от 0,7 м до оптической бесконечности.
Питание прибора — от встроенного аккумулятора, рассчитанного
на непрерывную работу при максимальном накаливании нити лам*
почки в течение 3 ч. Возможно питание от постороннего источника
тока напряжением 6 В. Максимальная яркостная температура
нити лампочки 1500° С. Масса прибора около 1,6 кг. Условия ра¬
боты — температура окружающего воздуха 5—50° С при относи¬
тельной влажности 30—80%.
3.6.	Приборы для измерения расхода газа
Для учета расхода газа предприятиями, цехами и отдельными
агрегатами наиболее широко используют счетчики объемного типа
и измерительные комплексы, состоящие из сужающего устройства
и дифманометра. Если расход газа измеряют для финансовых рас¬
четов, то в показания расходомеров вводят поправки, учитываю¬
щие температуру и абсолютное давление газа, с тем чтобы объем¬
ное количество прошедшего газа соответствовало условиям: р —
= 760 мм рт. ст. и t = 20° С.
Ротационные счетчики типа РГ. Ротационные газовые счетчики
РГ выпускают 6 типоразмеров: РГ-40, РГ-100, РГ-250, РГ-400,
РГ-600 и РГ-1000, где числа обозначают соответствующий номи¬
нальный расход газа (м8/ч) (расход, при которой обеспечивается
непрерывная работа счетчика в течение 2000 ч). Минимальный
расход не должен быть меньше 10%, а максимальный (не более
6 ч в сутки) не должен превышать 120% от номинального. Порог
чувствительности 1,5% от номинального расхода. Основная от¬
носительная погрешность показаний при /воэд «■ 20 ± 5° С и
расходе 10—20% от номинального: для РГ-40 составляет ±3,
для остальных ±2; при расходе 20—120%: для РГ-40 равна ±2,5,
для остальных ±1,5%. Счетчики рассчитаны на рабочую темпера¬
туру газа и температуру воздуха в помещении в пределах 0—
50° С, давление газа — не более 1 кгс/см2.
В полуцилиндрах чугунного корпуса счетчика (рис. 3.13,
табл. 3.6) размещены 2 ротора во взаимно перпендикулярном по¬
ложении. Роторы опираются на подшипники и имеют вид восьме¬
рок, плотно пригнанных к стенкам корпуса и друг к другу. Про¬
странство между стенками корпуса и роторами является измери-
91

Таблица 3.6
Характеристики счетчиков РГ
Тип
Номинальная про¬
пускная способ-	,
НОСТЬ, М3/Ч
Размеры, мм
Масса,
кг
Н
ЛХБ
D
РГ-40
40
175
164Х 260
ПО
10,5
РГ-100
100
240
260Х 340
150
27,5
РГ-250
250
360
360X380
200
75,00
РГ-400
400
360
360X380
225
90,00
РГ-600
600
440
440Х 470
225
142,00
РГ-1000
1000
500
500X548
280
205,00
Примечание. При измерении расхода газа с плотностью р расчетный перепад
давления, кгс/м*. составит Др₽ = Др^р/0,73.
92

и приведенный расход газа Vn, м8, составит Vn = VPK, где Ур —
объем газа в рабочих условиях, определенный по счетчику, м8;
Рбар — среднее (за время отсчета) барометрическое давление атмо¬
сферного воздуха, мм рт. ст.; рвх — среднее рабочее избыточное
давление газа на входе в счетчик, мм рт. ст.; tBX — средняя тем¬
пература газа на входе в счетчик, °C.
По перепаду давления, измеряемому дифманометром, можно
судить о работе счетчика: резкое возрастание или колебания пере¬
пада при отсутствии постороннего шума или стука в счетчике
свидетельствуют о его засорении. Для восстановления нормальной
работы счетчик промывают.
Стеклянные сообщающиеся трубки дифманометра соединены
с входным и выходным патрубками счетчика через мембранные
клапаны, нормальное положение которых закрытое. Для включе¬
ния дифманометра головку каждого клапана следует потянуть на
себя и повернуть на 90° С. Разность уровней жидкости в трубках
характеризует потерю давления, которая при нормальных усло¬
виях должна соответствовать данным табл. 3.6. В качестве жид¬
кости в дифманометр заливают подкрашенную воду (при /поэд
5° С). Жидкость допускается заливать в работающий счетчик
при закрытых клапанах. Для этого выворачивают 2 пробки на
верхней колодке дифманометра и в одно из отверстий наливают
жидкость.
Редуктор заправляют маслом при остановленном счетчике, его
уровень контролируют не реже 1 раза в неделю, замену произ¬
водят не реже 1 раза в 3 месяца после промывки камер шестерен
бензином. Счетный механизм и его валик смазывают еженедельно
вазелиновым маслом в местах расположения отверстий — масле¬
нок.
Счетчики РГ-40 и РГ-100 крепят непосредственно на газопро¬
воде с помощью фланцев, а остальные имеют в нижней части кор¬
пуса основание для установки па фундамент. Нижний фланец газо¬
провода, на котором монтируют счетчик, должен иметь прочную
основу, не допускающую вибраций.
Измерение расхода по перепаду давления. Для измерения рас¬
хода по перепаду давления между фланцами 1 газопровода
93
тельным объемом. При подаче газа сверху и вращение роторов за
каждый их оборот дважды происходит наполнение камеры и
дважды — выталкивание газа через выходной нижний патрубок.
Конец вала одного из роторов через редуктор соединен со
счетным механизмом, которому передается вращение ротора. Пере¬
даточное отношение редуктора обеспечивает показания счетчика
непосредственно в кубометрах газа при его давлении и темпера¬
туре у входного патрубка. Для приведения этого объема к усло¬
виям 760 мм рт. ст. и 20° С вводится поправка

(рис. 3.14) устанавливают сужающее устройство 2, имеющее форму
диафрагмы (шайбы) с острыми кромками. При прохождении газо¬
вого потока через отверстие диафрагмы скорость его увеличи¬
вается, а давление за диафрагмой уменьшается. Перепад давле¬
ния повышается с увеличением расхода. Следовательно, измеряя
перепад давления при помощи дифманометра <3, можно определить
расход газа. На некотором расстоянии за диафрагмой давление
газа снова повышается, хотя и остается несколько меньше перво¬
начального. Эта разница в давлении перед и за диафрагмой назы¬
вается безвозвратной потерей давления.
К сужающим устройствам кроме диафрагм относятся также
сопла и трубы Вентури — сопла специальной формы, плавно рас¬
ширяющиеся по ходу газа до полного диаметра газопровода. Бла¬
годаря этому они дают меньшую безвозвратную потерю давления
по сравнению с обычными соплами и особенно с диафрагмами. Од¬
нако диафрагмы проще и поэтому нашли более широкое примене¬
ние.
04

На газопроводах с Dy = 50-=-500 мм наиболее часто применяют
камерные диафрагмы (рис. 3.14, а, б). Толщину диска камерной
диафрагмы принимают b = 2,5; 3; 6 или 8 мм. Для Dy >> 500 мм
применяют бескамериые диафрагмы. Статическое давление у ка¬
мерной диафрагмы отбирают через 2 кольцевые камеры, служа¬
щие для выравнивания давления. Кольцевые камеры соединяются
с внутренней полостью газопровода кольцевой щелью иля группой
равномерно распределенных по окружности отверстий.
На сужающем устройстве должны быть нанесены следующие
обозначения: тип и номер диафрагмы; диаметр отверстия сужаю¬
щего устройства при 20° С (<4о). ****'» расчетный внутренний диа¬
метр трубопровода при 20° С (Dg0), мм; стрелка, указывающая на¬
правление потока; марка материала диска; условное давление,
кгс/см2; знаки «+» и «—»соответственно на камерах до и после диска.
Внутренний диаметр корпусов диафрагм Ом должен быть ра¬
вен действительным внутренним диаметрам патрубков фланцевого
соединения и газопровода (отклонение не должно превышать 1%).
Это особенно важно на участке перед диафрагмой. Уплотнитель¬
ные прокладки между камерами и фланцами не должны выступать
во внутреннюю полость трубопровода. При установке диафрагмы
цилиндрическая расточка дроссельного отверстия (определяе¬
мая расчетным путем) должна противостоять потоку, а кониче¬
ская расточка — расширяться по направлению потока (вход по¬
тока со стороны камеры «+», выход со стороны камеры «—»).
Входная кромка диафрагмы должна быть острой, без закругле¬
ний, вмятин, заусениц и т. п. На фланцах, между которыми
устанавливают камерную диафрагму, должны быть выточки (или
выступы), в которые входят выступы (или выточки) камер. Бес-
камерная диафрагма зажимается между фланцами с гладкой со¬
единительной поверхностью. Диафрагму располагают на прямом
участке газопровода бее выступающих швов, штуцеров, гильз
для термометров и т. п. Расстояние от запорных устройств, по¬
воротов, тройников, сужений и других местных сопротивлений
определяют расчетом. Перепад давления от диафрагмы к вторич¬
ному прибору — дифманометру-расходомеру (см. разд. 3.4) от¬
бирают через импульсные трубки. Рекомендуется располагать
дифманометр выше сужающего устройства (рис. 3.14, в). Соеди¬
нительные линии на всем своем протяжении должны иметь уклон
к газопроводу и подключаться к верхней половине сужающего
устройства, если оно расположено на горизонтальном или наклон¬
ном участке. Если установить дифманометр выше сужающего
устройства нельзя по местным условиям, то его подсоединяют по
рис. 3.14, г, располагая в нижних точках импульсных трубок со¬
суды для отбора конденсата.
Расчет диафрагм, требования, предъявляемые к ним, а также
к их установке на трубопроводе, приведены в Правилах 28—64
«Измерения расхода жидкостей, газов и паров стандартными диа¬
фрагмами и соплами».
«5

3.7.	Приборы для анализа состава газов
Газоанализаторы предназначены для определения состава газо¬
вого топлива, продуктов горения или газовоздушпой смеси. Они
могут быть стационарные или переносные, по принципу дей¬
ствия — химические, электрические, хроматографические.
Газоанализатор ГХП. Газоанализатор химический переносный
ручного действия предназначен для раздельного определения
объемного содержания в газовой смеси суммы кислотных газов
ROa (СО2, SO2, H2S и др.), кислорода О2 и окиси углерода СО пу¬
тем избирательного поглощения их химическими реагентами. Наи¬
более часто этот прибор применяют только для определения RO2
и О2 ввиду недостаточной точности определения СО и сложности
приготовления реактива для его поглощения. Время, необходи¬
мое для определения ROa и О2, составляет 5—8 мин. Расхождение
при анализе одной и той же пробы и соблюдении всех правил поль¬
зования прибором достигает 0,2% об.
Газоанализаторы ГХП выпускаются 2 модификаций: ГХП-100
С измерительной бюреткой на 100 мл (100 см3) и ГХП-75 с бюрет¬
кой на 75 мл. Наибольшее распространение получил газоанализа¬
тор ГХП-100 (рис. 3.15), бюретка 3 которого имеет деления от
0 до 100 мл с ценой деления в расширенной части 1, в узкой —
0,1 мл.
Бюретка для охлаждения заполняющего ее газа и поддержания
постоянства его температуры помещена внутри стеклянного ци¬
линдра 6, залитого водой. При помощи резиновых трубочек она
соединяется с крановой частью прибора 9, а также с поглотитель¬
ными сосудами 7, 8 и 10, фильтром 12 и резиновой грушей 13.
Поглотительный сосуд 7 заполнен 25—30%-ным раствором едкого
калия, поглощающим углекислый газ, сосуд 8 — 30—35%-ным вод¬
ным раствором пирогаллола, поглощающим кислород: в 180 мл ди¬
стиллированной воды растворяют по 60 г едкого калия и пирогал¬
лола. При отсутствии последнего в 180 мл дистиллированной воды
растворяют 25 г пирогаллола А и 38 г едкого калия. Так как раствор
пирогаллола активно взаимодействует с кислородом воздуха, на
дыхательную трубочку сосуда 8 надевается баллончик 14 из
йислотощелочестойкой резины. В случае необходимости более точно
определить содержание кислорода при температуре ниже 15° С
в 210 мл дистиллированной воды растворяют 60 г свежепригото¬
вленного сульфита натрия и 30 г едкого калия.
Сосуд 10 заполняют суспензией закиси меди, поглощающей
окись углерода. Для приготовления суспензии 20 г закиси меди
растирают в фарфоровой ступке с 5—10 мл дистиллированной
воды, затем добавляют 5—10 мл серной кислоты. Затвердевшую
массу вновь тщательно растирают, добавляя маленькими пор¬
циями 50—60 мл серной кислоты. Полученную массу смывают сер¬
ной кислотой в стакан, куда при постоянном перемешивании до¬
бавляют 30—40 г 0-нафтола. Образовавшуюся суспензию пере-
96

водят в склянку, доводят количество серной кислоты до 200 мл,
закрывают склянку пробкой, взбалтывают в течение 1 —1,5 ч
и дают отстояться в продолжение 1—2 сут, после чего суспензию
декантируют от осадка непосредственно в поглотительный сосуд 10,
защищенный от воздуха резиновым баллончиком 14. В периоды,
когда анализы с помощью суспензии не производят, ее ежедневно
взбалтывают пропусканием азота.
Сосуды 7, 8 и 10 заполняют реактивами (немного выше сере¬
дины) через отверстия, закрываемые пробками. Для увеличения
поверхности поглощения газа реактивами передняя часть сосудов
заполнена стеклянными трубочками. Каждый сосуд снабжен кра¬
ном 5 для отключения от крановой части. Фильтр 12 служит для
очистки пробы от механических примесей и конденсата водяных
паров, для чего нижняя часть его заполнена водой, а в верхнюю,
расширенную часть со стороны входа газа закладывают вату.
Груша 13 с всасывающим и нагнетательным клапанами служит для
подсоса пробы в прибор. Фильтр прибора при помощи резиновой
трубки соединяют с металлической или фарфоровой заборной труб¬
кой, введенной в газоход.
Сосуд 4 заполнен запирающей жидкостью, в качестве которой
используют: а) 22%-ный раствор хлористого натрия; б) насыщен¬
ный раствор хлористого магния; в) кислый раствор сульфата на¬
трия, приготовленного растворением 27 г сульфата натрия без¬
водного, 61 г кристаллического сернокислого натрия и 10 г сер¬
ной кислоты в 108 мл дистиллированной воды. Запирающую
жидкость подкрашивают метилоранжем.
Трехходовым краном 11 измерительная бюретка может быть
сообщена с газоходом (через фильтр) и с атмосферой. Через этот же
кран груша 13 может быть соединена с трубкой забора газов.
Перед началом анализа уровень реактивов в поглотительных
сосудах подтягивают до верхних отметок, находящихся под кра¬
нами сосудов. Для этого краном 11 соединяют измерительную бю-
4 Чепе ль В М.
>7

ретку с атмосферой, после чего уравнительный сосуд 4 поднимают
вверх так, чтобы уровень запирающей жидкости в нем установился
против отметки 100 измерительной бюретки. При этом жидкость
из уравнительного сосуда заполнит бюретку и вытеснит из нее
воздух. После этого краном 11 отключают крановую часть от
фильтра, а уравнительный сосуд опускают вниз и ставят на стол,
на котором находится прибор. При этом уровень жидкости в бю¬
ретке не должен опуститься ниже отметки 100, что укажет на
плотность кранов и соединений в крановой части. Затем осто¬
рожно открывают кран поглотительного сосуда 7. Уровень жид¬
кости в нем немедленно начнет подниматься, а в бюретке — сни¬
жаться, создавая над собой разрежение. Как только уровень
реактива в сосуде 7 поднимется до верхней отметки, кран его
нужно быстро закрыть.
Таким же образом нужно быстро подтянуть уровни реактива
в сосудах 8 и 10 и снова заполнить бюретку жидкостью до отметки
100, вытесняя воздух из нее при помощи трехходового крана 11,
после чего его нужно поставить на соединение с фильтром и гру¬
шей 13. Теперь, нажимая на грушу 13 несколько раз, подсасывают
продукты горения из газохода, а затем, отпустив грушу, соеди¬
няют трехходовым краном бюретку с заборной трубкой и опускают
уравнительный сосуд 4 несколько ниже стола. Уровень воды в бю¬
ретке начнет быстро снижаться, и бюретка будет заполняться га¬
зом. Тогда уравнительный сосуд подводят к бюретке так, чтобы
уровни жидкости в них установились против нулевой отметки,
в результате чего в бюретку войдет ровно 100 см3 газа.
После этого трехходовым краном отключают крановую часть
от фильтра и, приподнимая уравнительный сосуд, открывают кран
поглотительного сосуда 7. Выжимают в него пробу газа из бюретки,
доводя в ней уровень жидкости до отметки 100. Затем уравнитель¬
ный сосуд быстро опускают, и проба газа начинает перетекать об¬
ратно, а уровень реактива в сосуде подниматься. Как только он
достигнет верхней отметки, уравнительный сосуд необходимо снова
поднять до отметки 100 и повторить такое прокачивание 3—4 раза.
Если объем газа в бюретке перестал уменьшаться, поглощение
считают законченным. Измерение объема газа производят через
1 мин, когда запирающая жидкость полностью стечет со стенок
бюретки.
При последнем прокачивании, когда уровень реактива будет
подведен к верхней отметке, быстро закрывают кран поглотитель¬
ного сосуда и подводят уравнительный сосуд к измерительной бю¬
ретке, подгоняя уровни жидкости в них друг к другу. Так как
имевшийся в пробе углекислый гаэ поглощен, объем пробы станет
меньше 100 см3, и уровень жидкости в бюретке установится на де¬
лении, указывающем объем поглощенного газа.
Далее оставшуюся часть пробы газа прокачивают 5—8 раз та¬
ким же образом в поглотительный сосуд 8 и определяют в пробе
содержание свободного кислорода. После поглощения его из пробы
98

.уровень жидкости в измерительной бюретке установится еще выше
и покажет совместное содержание углекислого газа и кислорода.
Таким же образом 6—8 раз прокачивают остаток пробы в по¬
следний поглотительный сосуд 10 и определяют содержание в ней
окиси углерода. Уровень жидкости в бюретке установится еще
выше и покажет суммарное содержание в пробе окиси углерода,
кислорода и углекислого газа. По окончании анализа трехходовым
краном соединяют измерительную бюретку с атмосферой и, под¬
нимая уравнительный сосуд до отметки 100, сбрасывают остаток
пробы в атмосферу.
Перевод пробы газа из бюретки в поглотительные сосуды можно
осуществлять не только подъемом и опусканием уравнительного
сосуда, что при длительной работе очень утомительно, но и с по¬
мощью:
а)	сжатого воздуха, который подводят к трехходовому крану 5
на уравнительном сосуде. Сам сосуд должен при этом находиться
в нижнем положении. Переключая кран 5 поочередно на сообще¬
ние с сжатым воздухом и с атмосферой, поднимают уровень жид¬
кости в бюретке, а затем возвращают его в нижнее положение.
При подъеме жидкости необходимо следить, чтобы она не проско¬
чила в гребенку. В случае проскока гребенка промывается;
б)	приспособления И. А. Гундарева, состоящего из дополни¬
тельной груши 1 и крана 5 на уравнительном сосуде. После от¬
крытия крана на поглотительном сосуде, когда проба газа из из¬
мерительной бюретки начинает перетекать в него, закрывают
кран 5 на пробке уравнительного сосуда, а сам сосуд ставят на
стол. Затем постепенно нажимают на грушу /, лежащую на столе,
заполненную водой и соединенную с резиновой трубкой при по¬
мощи тройника 2, и проба газа из бюретки вытесняется в погло¬
тительный сосуд. Если грушу отпустить, то жидкость и газ воз¬
вращаются в свое первоначальное положение. Уравнивание уров¬
ней производят по-прежнему при помощи уравнительного сосуда,
открывая при этом кран 5.
При полном сгорании газа правильность результатов анализа
можно оценить сравнением данных анализа пробы, выполненного
на 2 параллельно установленных приборах, или соответствием
полученных значений О4 и СО2 зависимости
где 0 = 21/СО2 max — 1.
Пользуясь прибором ГХП, следует конец заборной трубки уста¬
навливать в газоходе в центре потока газов под прямым углом
к нему. Место ввода трубки в кладку хорошо уплотняют. Заборную
4»	99
В случае неполного сгорания для проверки берут уравнение

трубку за котлом устанавливают перед шибером (по ходу газов),
иначе подсос воздуха в щель шибера будет влиять на состав газов.
Резиновый шланг от заборной трубки до прибора и сам прибор
проверяют на плотность.
Основание ящика, в котором находится прибор, перед работой
надежно крепят к столу при помощи специальной металлической
или деревянной скобы, так как аппарат очень неустойчив. Кра¬
ники прибора, чтобы они- хорошо проворачивались и плотно дер¬
жали, смазывают вакуумной смазкой. При бездействии прибора
в течение недели и более краники прокладывают полосками бу¬
маги, так как они быстро «прикипают» и попытки открыть их кон¬
чаются обычно поломкой. Храниться прибор должен в закрытом
помещении при температуре 5—35° С и относительной влажности
до 80%.
Газоанализатор ВТИ-2. Переносные газоанализаторы ВТИ-2
позволяют кроме СО2, О2 и СО определять в уходящих газах со¬
держание несгоревших водорода, метана и тяжелых углеводородов.
Устройство и обслуживание этих аппаратов несколько сложнее,
чем ГХП, применяют их главным образом в лабораторных усло¬
виях.
Определение малых концентраций СО на приборе ВТИ-2, как
и на ГХП,связано со значительными ошибками, которые возникают
из-за возможности выделения СО из щелочного раствора пиро¬
галлола, применяемого для поглощения О2. Погрешность опре¬
деления Н2 и СН4 методом сжигания на приборе ВТИ-2 не пре¬
вышает 0,5% об., поэтому при анализе продуктов горения этот
прибор можно рекомендовать для определения RO2, О2 и KCmH.r
Для более точного количественного определения всех компо¬
нентов пробы газов отбирают в бюретки объемом 500 см3 или в ас¬
пираторы КОРО, из которых они поступают для анализа в хрома¬
тограф. Во избежание разбавления пробы воздухом при хранении
штуцеры бюретки тщательно уплотняют. Бюретки предварительно
заполняют запорной жидкостью, удаляемой затем в напорную
склянку или сосуд, заполненный жидкостью (под слой воды).
Отбор пробы производят равными частями в начале, середине и
конце опыта. Не допускается заполнять бюретки остатком пробы
газов после их анализа на приборах типа ГХП, так как при этом
искажается состав пробы. Бюретки с пробами должны иметь
бирки с указанием даты и времени отбора.
Газовый хроматограф «Газохром 3101». Газовая хроматогра¬
фия в настоящее время является основным методом анализа слож¬
ных газов, в том числе продуктов горения газового топлива, обес¬
печивающим высокую чувствительность и точность определения
компонентов смеси.
Хроматография — это физико-химический метод разделения
смеси. Разделение компонентов анализируемой смеси происходит
благодаря различной их адсорбируемости на данном сорбенте
КХ'

(в стационарном слое), заполняющем разделительную колонку.
Принцип работы проявительной газоадсорбционной хроматогра¬
фии показан на рис. 3.16. Через разделительную колонку 3,
в которой находится неподвижная фаза с большой поверхностью
(например, активированный уголь с удельной поверхностью 400—
900 м2/г), с постоянной скоростью непрерывно движется поток
газа-носителя. Строго определенный объем пробы анализируемой
смеси, отделяемой дозатором 1, вводится в этот поток через уст¬
ройство 2. Расход смеси контролируют по дифманометру 6. От¬
дельные газы, входящие в объем пробы, обладают различными фи¬
зико-химическими свойствами (плотностью, вязкостью и др.) и
поэтому движутся через набивку разделительной колонки с раз¬
ными скоростями. Если условно принять, что проба состоит из
трех компонентов А, Б и В, то в начале пути (зона /) эти компо¬
ненты движутся вместе. В зоне // идет процесс постепенного их
разделения, которое в зоне III завершается появлением отдель¬
ных полос. Каждая из полос — это смесь одного из компонентов
с газом-носителем, а промежутки между полосами — участки, за¬
полненные чистым газом-носителем. Из разделительной колонки
газ поступает в малоинерционный детектор 4, сигнал которого ре¬
гистрирует прибор 5. При этом первым детектор фиксирует фи¬
зические свойства компонента А, имеющего наименьшую сорбцион¬
ную способность, затем компонента Б и, наконец, компонента В
с наибольшей сорбционной способностью.
Прохождение каждого компонента через датчик регистрируется
на хроматограмме (рис. 3.17) в виде пиков. Расстояния от мо¬
мента введения пробы до максимума каждого пика, выраженные
в минутах (хроматограмма движется с определенной скоростью),
определяют собой наличие определенных компонентов в смеси,
так как при данных условиях анализа каждому компоненту смеси
соответствует свое время удерживания. Если, например, на хрома¬
тограмме через заранее известное время удерживания /Б появился
пик, то в смеси имеется компонент Б. Если в точке, соответствую¬
щей tb, пик отсутствует, а в точках tA и tB пики имеются, то в смеси
содержатся только компоненты А и В.
Измерив высоту Л или, для большей точности, площадь каж¬
дого пика, определяют концентрацию каждого компонента смеси.
101

Зависимость времени вы¬
хода компонентов и вы¬
соты (или площади) пиков
от их концентрации уста¬
навливают в процессе пре¬
дварительной градуировки
хроматографа с использо¬
ванием искусственно при¬
готовленных контрольных
смесей.
В настоящее время для
полного анализа продук¬
тов горения топлива наи¬
большее распространение
имеет портативный лабо¬
раторный хроматограф«Га¬
зохром 3101», который может быть использован также для
определения водорода, окиси углерода, двуокиси углерода
и различных углеводородов (до С4) в воздухе помещений.
Порог чувствительности хроматографа, % об., не более:
по водороду — 5-10-4, по окиси углерода—10-3, по метану —
10-3, по кислороду — 2-10~2, по двуокиси углерода — КГ1. В ка¬
честве газов-носителей используют: аргон с давлением на входе
в прибор 0,9—1,4 и воздух с давлением 0,1—0,9 кгс/см2. Расход
этих газов 80 см*/мин. Время выхода прибора на рабочий режим
не более 105 мин. Питание от сети переменного тока напряже¬
нием 220 В, частотой 50 Гц. Потребляемая мощность не более
40 Вт. Температура окружающего воздуха 10—35° С при относи¬
тельной влажности не более 80%. Размеры 385 х360 X ПО мм,
масса 8 кг (без регистратора).
Достоинством прибора, отличающим его от выпускавшихся ра¬
нее хроматографов, является наличие комбинированного детек¬
тора, через который пропускается одновременно 2 различных
газа-носителя (рис. 3.18). Раздельный ввод проб в каждую из
3 разделительных колонок позволяет выбирать оптимальные дозы
при определении микроконцентраций одних компонентов и боль¬
ших концентраций других. Газ-носитель воздух подается в при¬
бор микрокомпрессором 4, имеющим свой регулятор давления,
или из баллона 2, укомплектованного редуктором 3 и маномет¬
рами 1. Газ-носитель аргон поступает из баллона 12, имею¬
щего редуктор 11 и манометры 10. Постоянство расхода газов-
носителей поддерживается органами регулировки и подстройки
(редукторами 5 и 9 и дроссельными устройствами 7) и контроли¬
руется реометрами 13 и 16 (LJ-образный манометр в комплекте с су¬
жающим устройством). На пути движения газов установлены
фильтры-осушители 6 и 8. Воздух и аргон подаются одновременно
в обе линии прибора, а пробы газа вводятся поочередно с по¬
мощью дозатора в точки /, II и III газового тракта. Смесь газа-
102

носителя воздуха и пробы, пройдя через разделительную ко¬
лонку 17 длиной 2,5 м, заполненную молекулярными ситами
(ЮХ) СаХ, поступает в рабочую камеру 18 комбинированного
детектора 19. В камере в присутствии кислорода воздуха на
чувствительном элементе, являющемся активным сопротивлением
измерительного моста, определяются горючие компоненты за счет
теплового эффекта реакции горения. Одновременно смесь газа-
носителя аргона и пробы проходит последовательно соединенные,
заполненные активированным углем АГ-3 разделительные ко¬
лонки 20 (длина 2,5 м) и 21 (длина 0,5 м) и анализируется во вто¬
рой рабочей камере 14 детектора. Здесь на чувствительном эле¬
менте, находящемся в среде инертного газа, определяются негорю¬
чие компоненты по теплопроводности. Все 3 разделительные ко¬
лонки имеют внутренний диаметр 3 мм и изготовляются из фторо¬
пласта 4Д.
При отсутствии в газах-носителях анализируемых проб в детек¬
торе существует тепловое равновесие между потоком газа-носителя
и чувствительными элементами, разогреваемыми проходящим че¬
рез них электрическим током. Выходной сигнал моста близок
к нулю. При введении в газ-носитель анализируемого компонента
последний либо сгорает на чувствительном элементе моста (для
горючих компонентов) и увеличивает его температуру, либо (для
негорючих компонентов) изменяет тепловое равновесие между
потоком газа-носителя и чувствительным элементом за счет из¬
менения теплопроводности смеси. В обоих случаях изменяется
сопротивление чувствительного элемента, нарушается баланс мо¬
стовой схемы и на ее выходе появляется электрический сигнал,
пропорциональный количеству анализируемого компонента. Этот
юз
сигнал регистрируется прибором 15 (миллиамперметр М-24 либо
самопишущий электронный регистратор типа КСП-4-909). При
необходимости сигнал может быть уменьшен делителем в отноше¬
ниях 1:2. 1:5, 1 : 10, 1 : 50.
При повороте диска микродозатора на одно положение запол¬
ненная анализируемым газом доза выносится газом-носителем
в разделительную колонку. Рабочим дозатором является газовый
шприц объемом 5 см3 с ограничительной втулкой внутри. Она
обеспечивает постоянство объема дозы вводимой в прибор пробы.
Реометры заполняют цветными чернилами, разбавленными во¬
дой в отношении 1 : 5. Рекомендуется заполнять реометры жид¬
костями разного цвета.
До включения в сеть прибор надежно заземляют. Работать с ним
допускается в помещениях производственного типа невзрывоопас¬
ных и пепожароопасных, в местах, где нет сквозняков и резких
изменений температуры.
Газоанализатор ПГФ2М1 является полуавтоматическим взры¬
возащищенным переносным показывающим прибором периодиче¬
ского действия, предназначенным для количественного определе¬
ния горючих газов и паров в воздухе взрывоопасных помещений
всех классов. Ряд наладочных организаций используют прибор
для определения наличия горючих составляющих в продуктах
горения до режимной наладки агрегата. Для этого продукты горе¬
ния отбирают в аспиратор КОРО или резиновую грушу, а затем
пробу анализируют на приборе. Условия эксплуатации газоана¬
лизатора: температура окружающей среды от —20 до 40° С, от¬
носительная влажность до 80%. Прибор имеет 3 модификации:
«Метан» (газ категории 1 группы А) — ПГФ2М1-И1АУ4, «Эфир»
(горючие газы и пары, относящиеся к категориям 1, 2 и 3 взрыв¬
чатых смесей групп А, Б и Г) — ПГФ2М1-ИЗГУ4, «Водород»
(газ категории 4 группы А) — ПГФ2М1-И4АУ4.
Прибор ПГФ2М1-И1АУ4 (рис. 3.19, а) имеет 2 предела измере¬
ний, которые устанавливают тумблером. При его положении
«ПР1» определяют концентрацию метана в пределах (% об.)
0,37—1,2 с погрешностью ±0,15, при положении «ПР2»— 1,2—
4,2 с погрешностью ±0,5. Принцип работы прибора (рис. 3.19, б)
основан на изменении электрического сопротивления спирали из
каталитически активной платиновой проволоки при повышении
ее температуры в результате сжигания вокруг нее газовоздушной
смеси. В корпусе прибора имеются измерительная 5 и сравнитель¬
ная 4 камеры, в которых расположены спирали из платиновой про¬
волоки. Сравнительная камера полностью герметизирована, и
спираль в ней находится всегда в чистом воздухе. Анализируемую
смесь закачивают в Прибор поршневым насосом 2 через входной
штуцер 7, к которому при необходимости разбавить пробу возду¬
хом присоединяют тройник 8. Из штуцера анализируемая смесь
через взрывозащитную втулку 6 поступает в измерительную ка¬
меру, а затем через взрывозащитную втулку 3 и выпускной кла-
1СЧ

Рис. 3.19. Газоанализатор
ПГФ2М1.
а — общий вид; б — газовая
схема; в — электрическая
схема.
пан 1 в иноке насоса выходит в атмосферу. Во входном штуцере
вмонтирован впускной клапан 9. Измерительная и сравнительная
спирали включены в электрическую схему измерительного моста,
питающуюся от двух батарей Б из сухих гальванических элемен¬
тов (рис. 3.19, в). Эти спирали представляют собой 2 плеча (/?/
и R2) не полностью уравновешенной мостовой схемы, а 2 других
плеча (R3 и R4) — это резисторы постоянного сопротивления.
Если через прибор прокачивают чистый воздух, то мостовая
схема находится в равновесии. При наличии разбаланса произ¬
водят настройку прибора с помощью реохорда R5 (тумблер Т1
в положении 1— «Анализ»). В процессе анализа горючий компо¬
нент сгорает у спирали RI, и ее температура и электрическое со¬
противление возрастают. В диагонали моста протекает ток, про¬
порциональный концентрации анализируемого компонента.
Когда тумблер Т1 установлен в положение 2 («Контроль»), то
милливольтметр (/nV), включенный через резистор R8, измеряет
падение напряжения на постоянном резисторе R4. Силу тока
в цепи моста устанавливают потенциометром R6. Резистор R9
ограничивает ток короткого замыкания, обеспечивая искроза-
щищенность прибора. Если тумблер Т2 установлен в положе¬
ние 2 («ПР2»), то в цепь включено сопротивление R7 и чувстви¬
тельность прибора уменьшается. Для измерения малых концен¬
траций Т2 устанавливают в положение 1 («ПР1»).
Показания милливольтметра переводят в действительные зна¬
чения. концентрации анализируемого компонента по таблице,
105

укрепленной на внутренней стороне крышки прибора. Класо
точности милливольтметра 2,5. Его шкала имеет кроме равномер¬
ных делений 2 треугольные реперные точки: I — окрашена в крас¬
ный, II — в черный цвет.
Прибор настраивают на чистом воздухе. Для этого тумблер Т1
ставят в положение «Контроль», тумблер Т2 — «ПР1». При нажа¬
той кнопке КН «Накал» вращают ручку потенциометра R6 «Ток»
до тех пор, пока стрелка милливольтметра не установится на ре¬
перной точке II. Затем уравновешивают мостовую схему. Для
этого Т1 ставят в положение «Анализ» и закачивают в прибор чи¬
стый воздух, объем которого должен превышать емкость резино¬
вого шланга в 2—3 раза. Нажимают кнопку «Накал» и, вращая
ручку реохорда R5 «Нуль», устанавливают стрелку на нуль. При
этом допускается мгновенное отклонение стрелки в пределах за¬
штрихованного сектора с возвратом ее на нулевую точку.
К входному штуцеру с помощью резиновой трубки подсоеди¬
няют тройник, тумблер Т2 ставят в положение «ПР2», поршневым
насосом закачивают в прибор пробу из загазованного места и
чистый воздух. Нажимают кнопку «Накал» и по максимальному
отклонению стрелки определяют концентрацию газа, удваивая
при этом табличные данные. Если концентрация газа небольшая
(незначительное отклонение стрелки), то тройник отсоединяют и
пробу анализируют без разбавления воздухом, сначала поставив
тумблер Т2 в положение «ПР2» и затем, если стрелка отклоняется
незначительно, — в положение «ПР1».
Разбавление газовой смеси воздухом при подсоединении трой¬
ника в соотношении 1 : 1 имеет место только при равных давле¬
ниях газа и воздуха на входе в прибор. При разбавлении пробы
воздухом можно анализировать газовые смеси с содержанием ме¬
тана, в 2 раза превышающим верхний предел шкалы и, следова¬
тельно, лежащих выше нижнего предела взрывоопасной концен¬
трации. Увеличение сопротивления фильтра и газозаборной ком¬
муникации изменяет коэффициент разбавления.
При эксплуатации прибора следует иметь в виду, что при тем¬
пературе от —20 до —10° С он может находиться не более 0,5 ч.
Затем до начала работы он должен быть выдержан в течение 1 ч
при нормальной температуре. Если прибор длительное время
находится в загазованном помещении, то перед анализом через
него необходимо несколько раз прокачать чистый воздух и 3—
4 раза проверить нулевую точку. Анализ производят только после
достижения устойчивого положения стрелки на нуле шкалы. По
окончании работы также необходимо несколько раз прокачать
через прибор чистый воздух.
При отборе воздуха с частицами пыли, масла, капельками
влаги к входному штуцеру присоединяют фильтр, прилагаемый
к прибору. При сильной запыленности необходимо установить
дополнительный пылеуловитель. Если в рабочую камеру попала
капельная влага, ее необходимо просушить, а рабочую спираль
106

для восстановления активности держать в течение 10—15 мин под
током, соответствующим реперной точке. В случае загрязнения
анализируемого газа щелочным туманом фильтр заполняют хлоп¬
чатобумажной ватой.
Газовый блок необходимо не реже 1 раза в 4 месяца проверять
на герметичность, для чего входной штуцер закрывают резиновой
пробкой и поднимают шток насоса. Если для подъема штока тре¬
буется большое усилие — блок герметичен; свободный ход штока
указывает на нарушение герметичности. Последнее чаще всего
является следствием недостаточной затяжки пробок плечевых эле¬
ментов, деформаций прокладок под пробками или неисправности
впускного и выпускного клапанов. С такой же периодичностью
должны продуваться чистым воздухом взрывозащитные втулки.
Так как ПГФ2М1 позволяет производить только количествен¬
ный анализ пробы, не разделяя ее на компоненты, более пра¬
вильно относить этот прибор к газоиндикаторам.
Автоматический термомагнитный газоанализатор МН 5106
предназначен для непрерывного измерения и регистрации объем¬
ной концентрации кислорода в продуктах горения. Прибор ком¬
плектуют самопишущим прибором.
В термомагнитных газоанализаторах используется термо-
магнитная конвекция, которая возникает в неоднородном магнит¬
ном голе около нагретого тела (например, платиновой проволоки),
окруженного парамагнитным газом. Так, например, резко выра¬
женными парамагнитными свойствами, т. е. большой магнитной
восприимчивостью по сравнению со всеми остальными газами,
содержащимися в продуктах горения, обладает кислород. Чем
больше кислорода в потоке продуктов горения, проходящем мимо
термоэлемента с магнитным полем, который является одним пле¬
чом измерительного моста, тем интенсивнее этот термоэлемент
охлаждается по сравнению с элементом без магнитного поля. В ре¬
зультате происходит разбаланс мостовой схемы, в ее диагонали
возникает ток, фиксируемый прибором.
Условия работы МН 5106: температура окружающего воздуха
5—50° С, относительная влажность до 90% при / = 5-э-35°С и
до 80% при t = 35-?-50оС. Среда в помещении невзрывоопасная.
Параметры анализируемой смеси, % об.: кислорода — до 10,
двуокиси углерода — 8—18, окиси углерода — до 2, водорода —
до 0,5, метана — до 0,1, двуокиси серы — до 0,5. Влаги должно
быть не более 100 г/м3, механических примесей — не более 20 г/м3,
температура в месте отбора — до 600° С, разрежение в месте от¬
бора не более 150 кгс/м2. Объемный расход пробы 13 ± 4 см3/с.
Проба сбрасывается в атмосферу. В качестве сравнительного газа
используется атмосферный воздух. Перегрузка по концентрации
более 2% об. кислорода не допускается. После перегрузки время
восстановления нормальной работы прибора не превышает 2 мин.
Класс точности прибора 2,5. Корпус газоанализатора должен быть
надежно заземлен.
107

Газозаборную трубку о керамическим фильтром следует уста¬
новить непосредственно в газоходе или в шунтовой трубе, ис¬
пользование которой уменьшает запаздывание показаний газоана¬
лизатора. Керамический фильтр должен располагаться по центру
шунтовой трубы или газохода в прямом потоке продуктов горения
с t < 600° С. Защитный экран фильтра направляют навстречу
потоку газов. В месте отбора не допускаются подсос воздуха и
вихревые потоки. Конструкция фланца фильтра обеспечивает
плотность крепления газозаборного устройства к стенке шунтовой
трубы с наклоном в сторону блока очистки для стока конденсата.
В блоке очистки продукты горения после первого охлаждения
очищаются от сернистого газа в фильтре, заполненном стальной
стружкой и водой, затем охлаждаются вторично и проходят через
фильтр тонкой очистки с фильтрующим элементом — белой фла¬
нелью. После этого газовая смесь поступает в ячейки рабочей
камеры приемника газоанализатора. Побудителем расхода является
водоструйный инжектор, установленный на выходе газовой си¬
стемы.
Отдельную ветвь системы образуют компенсационные ячейки
(воздушная камера) приемника с 2 фильтрами, предохраняющими
камеру от пыли. Газоанализатор имеет компенсационно-мостовую
систему измерения, состоящую из 2 измерительных мостов —
сравнительного и рабочего.
3.8.	Газовые индикаторы
Газоиндикагорамп называются приборы, при помощи которых
определяют содержание горючих газов в воздухе и этим устанавли¬
вают наличие утечек. Наиболее простым газон иди катором, при¬
меняемым для обнаружения газов, содержащих окись углерода,
является белая промокательная бумага, смоченная раствором хло¬
ристого палладия и помещенная в стеклянную трубочку длиной
10—12 см. Трубочку подвешивают в колодце, контрольной трубке
или помещении так, чтобы воздух обтекал ее. Потемнение бумаги
за время до 20 мин свидетельствует о наличии окиси углерода.
В разд. 3.7 дано описание наиболее распространенного индика¬
тора ПГФ2М1, ниже рассмотрены некоторые индикаторы других
конструкций.
Индикатор УГ-2. Универсальный газовый переносный инди¬
катор УГ-2 (рис. 3.20) предназначен для определения в воздухе
малых содержаний окиси углерода, ацетилена, сернистого ангид¬
рида, паров ксилола и этилового эфира. В прибор для определе¬
ния любого из этих компонентов вставляется предназначенная для
каждого из них индикаторная стеклянная трубка 8, заполненная
соответствующим порошкообразным реагентом. При . анализе па
окись углерода пробу пропускают предварительно через филь¬
трующий патрон 9, что позволяет производить определение при
наличии в воздухе метана, водорода, ацетилена, этилена, бензола,
108

4
пропана, бутана, сероводорода, сернистого ангидрида, окислов
азота, паров воды и некоторых других веществ.
При нажатии штока 7 отжимается расположенный в корпусе
прибора резиновый сильфон (гармониковая камера). Размер сжа¬
тия определяется расстоянием между 2 углублениями в продоль¬
ной канавке штока, по которой скользит стопор 3. С помощью
стопорного устройства можно отмерить пробу объемом 60 или
220 см3.
Если шток отпустить, то пружина разжимает сильфон, в нем
и соединенной с ним резиновой трубке 4 создается разрежение,
через фильтр и индикаторную трубку просасывается заданный
объем пробы, которая вступает в химическое взаимодействие с ин¬
дикаторным порошком. При наличии в пробе окиси углерода в по¬
рошке появляется коричневое кольцо /, ширина которого, отме¬
ренная по одной из двух шкал 2, расположенных вдоль индикатор¬
ной трубки, определяет содержание СО в миллиграммах на литр.
Концентрацию СО определяют в 2 приема. Сначала через ин¬
дикаторную трубку просасывают пробу объемом 60 см3, фиксируя
содержание по первой шкале. Если оно окажется менее 0,12 мг/л,
то просасывают 220 см3 и измерение производят по второй' шкале.
Следует иметь в виду, что после защелкивания поднимающегося
штока стопором в сильфоне некоторое время еще сохраняется раз¬
режение, и нужно выждать, пока движение пробы через трубку
не прекратится. При переноске прибора шток устанавливают
в гнездо 6 и закрывают крышку 5.
Пределы измерения СО от 0,015 до 0,4 мг/л. Срок годности
порошка в трубках 1 месяц, в запаянных ампулах — 18 месяцев.
Перед пользованием прибором следует убедиться в плотности всех
соединений. Шток слегка смазывают машинным маслом. Сильфон
не должен долго находиться в сжатом состоянии.
100

Индикаторы ШИ. Шахтные пе¬
реносные искробезопасные интер¬
ферометры (ШИ) различных моди¬
фикаций широко используют для
определения содержания метана
в воздухе. Наибольшей чувстви¬
тельностью среди них обладает
ШИ-10 (погрешность показаний
в пределах ±2% при t = 20° С и
р = 760 мм рт. ст.). Прибор допу¬
скает изменение температуры ок¬
ружающей среды от —10 до 40° С
и атмосферного давления от 720
до 800 мм рт. ст. с учетом приве¬
дения показаний к нормальным
условиям. Пределы измеряемых
концентраций от 0 до 6 % об. Кроме
метана прибором можно опреде¬
лять концентрацию в воздухе угле¬
кислого газа (пределы измерений
и погрешность те же, что и для
метана). Время определения 1 мин.
Масса прибора 1,35, с футляром —
1,6 кг, размеры 108 X 55 X 184 мм. Действие прибора
(рис. 3.21) основано на использовании явления интерференции.
Если 2 луча света одинаковой частоты проходят через раз¬
личные среды (например, чистый воздух и смесь воздуха
с метаном) или различна их длина пути, то при последующей
встрече этих волн и наложении их друг на друга наблюдается
следующее: приходя к моменту сложения в одинаковой фазе,
волны усиливают друг друга, приходя в противоположных фазах,
они друг друга ослабляют. В результате интерференционная
картина, наблюдаемая через окуляр 21 прибора, смещается про¬
порционально концентрации газа в пробе. Пробу газовоздушной
смеси вводят в полость 16 камеры, ограниченной сверху
и снизу плоскопараллельными стеклянными пластинками 14
и 18.
Свет от лампы 9 проходит через конденсорную линзу 10 и па¬
раллельным пучком падает на зеркало 13, где разлагается на
2 интерферирующих луча. Первый луч, отражаемый верхней
гранью зеркала, двукратно проходит по полостям 15 и 17, запол¬
ненным чистым воздухом, отражаясь призмами 12 и 19, и выходит
из камеры. Второй луч, отразившись от нижней посеребренной
грани зеркала и преломившись на его верхней грани, четырежды
проходит через полость 16, отражаясь в призмах /2 и 19, и вы¬
ходит из камеры. Оба луча света, выйдя из камеры, отражаются
от верхней и нижней грани зеркала 13 и сходятся в 1 световой пу¬
чок, который зеркалом 8 отклоняется под прямым углом и направ¬
ив

где р — атмосферное давление, мм рт. ст.; t — температура, °C.
При прокачке резиновой грушей проба проходит сначала через
отделение 4 поглотительного патрона, заполненное ХПИ (хими¬
ческий поглотитель известковый), где очищается от пыли и угле¬
кислого газа, затем через отделение 5, заполненное КСК (грану¬
лированный силикагель), где освобождается от паров воды и, на¬
полнив полость 16, через резиновую грушу выходит в атмосферу.
Лабиринт 11 (катушка с намотанной на ней трубкой из полихлор¬
винила) предназначен для поддержания в воздушной линии при¬
бора давления, равного атмосферному, и предотвращения проник¬
новения в эту линию загрязнений. Заполнение полостей 15 и 17
чистым воздухом осуществляется прокачкой резиновой грушей,
трубку которой надевают па штуцер 7. После прокачки чистого
воздуха этот штуцер закрывают резиновым колпачком.
Если требуется определить содержание углекислого газа, то
после анализа воздуха на метан кран 2 ставят в положение «СО2»,
резиновую грушу трижды сжимают и производят отсчет по шкале,
который показывает суммарное содержание СН4 и СО2. Пробы
при этом должны быть отобраны из одной точки.
Напряжение сухого элемента типа 343, питающего лампу, не
влияет на показания прибора. Элемент заменяют тогда, когда ин¬
терференционная картина становится слабо освещенной и нераз¬
борчивой. Поглотительный патрон позволяет производить без за¬
мены до 500 определений.
Практический опыт применения шахтных интерферометров
для определения малых концентраций природного газа (утечек
газа через неплотности газопроводов и арматуры) в закрытых объ-
ляется в объектив 6 и через щелевую диафрагму 3 с отсчетной шка¬
лой в окуляр 21.
В случае, когда в анализируемой пробе нет метана, а также при
установке переключателя прибора в положение «К» (контроль)
левая черная полоса интерференционной картины должна совпа¬
дать с нулевой отметкой шкалы (при смещении установка па нуль
производится микровинтом). Для определения содержания ме¬
тана переключатель ставят в положение «И» (измерение), а рас¬
пределительный кран 2 в положение «СН4». Резиновую грушу 20
трижды сжимают, и проба анализируемого воздуха через штуцер 1
или надетую на него резиновую трубку прокачивается через
прибор и заполняет полость 16. Если в пробе имеется метан, то
при включении лампы интерференционная картина сместится
вправо вдоль шкалы, по которой ведут отсчет с точностью до 0,1%.
Для повторного анализа достаточно вновь трижды прокачать
грушей газовую линию, при этом предыдущая проба в приборе
полностью заменяется новой. Показания прибора Ппр приводят
к условиям 20° С и 760 мм рт. ст. по формуле

емах показывает, что это до-
пустимо только в хорошо
проветриваемых помещени¬
ях, где концентрации азота
и углекислого газа близки
к атмосферным. При отборе
проб из скважин или кон¬
трольных трубок, где конце¬
нтрации N2 и СО» могут зна¬
чительно превышать их со¬
держание в атмосферном воз¬
духе и изменено отношение
N»/O2, интерферометры дают
резкое завышение показаний.
Следует также учитывать,
что коэффициенты преломления лучей содержащихся в природ¬
ном газе этана, пропана, бутана и других гомологов метана
больше, чем для метана. Поэтому для уверенности в показа¬
ниях ШИ следует знать содержание в окружающей атмосфере
азота и углекислого газа.
Индикатор ИВП-1, Индикатор взрывоопасности переносный
ИВП-1У1.1 периодического действия предназначен для определе¬
ния довзрывоопасных концентраций горючих газов, паров и их
смесей в воздухе производственных помещений и емкостях. При¬
бор взрывобезопасен, может эксплуатироваться при температуре
окружающего воздуха от —20 до 50° С, относительной влаж¬
ности до 98% при 25° С и атмосферном давлении от 620 до 800 мм
рт. ст.
Индикатор выдает сигнал (стрелка прибора входит в сигналь¬
ную зону шкалы — отклоняется вправо) при наличии в воздухе
горючих газов, % от нижнего предела взрываемости: 5—40 — для
водорода и 5—60 — для других газов, включая ацетилен, бутан,
бутилен, пары бензинов и спиртов, метан, пропан,пропилен, этан,
этилен и др.
Размеры прибора 204 X 82 X 128 мм, масса около 3 кг. .Схема
газового тракта прибора показана на рис. 3.22. В эжекторе 6
за счет потока воздуха, создаваемого резиновой грушей 7, возни¬
кает разрежение. Вследствие этого контролируемая смесь посту¬
пает через фильтр 1 и взрывозащитное устройство 2 в камеру сгора¬
ния 4, из которой через взрывозащитное устройство 5 и эжектор
сбрасывается в атмосферу. Для полной замены объема пробы в ка¬
мере сгорания необходимо не менее 10 прососов резиновой грушей.
При наличии в контролируемой пробе горючих компонентов и
включении тока кнопкой «Вкл» чувствительный элемент 3 (ката¬
литически активная окись алюминия, пропитанная палладием)
нагревается и имеющиеся в пробе горючие компоненты сгорают.
Температура чувствительного элемента повышается, измеритель¬
ный мост разбалансируется и его выходное напряжение воспри-
112

йимается милливольтметром, стрелка которого отклоняется а сиг¬
нальную зону шкалы. На панели индикатора имеется ручка потен¬
циометра «Накал», с помощью которой переводят стрелку на нуле¬
вое деление. Нуль устанавливают перед каждым измерением.
Для отбора пробы из емкости или резервуара используют газо¬
заборный шланг, длина которого не должна превышать 2,5 м.
Если проверяют среды, содержащие сернистые соединения с кон¬
центрацией до 1 мг/л или этилированные бензины, то на вход ин¬
дикатора подсоединяют фильтр ФЭБ04. Температура контролируе¬
мой среды должна быть равна или выше температуры прибора.
Газоискатель ВГИ-2. Высокочувствительный газоискатель
типа ВГИ-2 предназначен для определения мест утечек газа на
подземных газопроводах, а также у фланцевых соединений и арма¬
туры наружных газопроводов. Прибор рассчитан для работы на
открытом воздухе при температуре от —20 до 40“ С и относитель¬
ной влажности не более 80%; масса его 4,6 кг.
Прибор имеет, % об. по метану: чувствительность — 0,01;
верхний предел измерения газовоздушной смеси (пробы газа) —
до 2 ± 0,2; полный размах шкалы микроамперметра по первому
пределу измерения — 0,2, по второму — 2. Инерционность сраба¬
тывания при длине заборного шланга 1,5 м с dBll = 3 мм не более
10 с, время выхода на рабочий режим не более 15 мин, время не¬
прерывной работы не более 3 ч. Производительность электроком¬
прессора при отборе пробы 200—300 см’/мин, питание прибора
постоянным током от аккумулятора напряжением 12 В, потребляе¬
мая мощность 15 Вт.
ВГИ-2 имеет обыкновенное исполнение, поэтому для анализа
среды в колодцах, подвалах и других закрытых помещениях в них
вводят только пробоотборный шланг с фильтром, а сам прибор
располагают за пределами загазованной зоны.
Для определения места утечки газа из подземного газопровода
бурят ряд отверстий с расстоянием между ними 0,5—1 м примерно
на одинаковую глубину. Наибольшая концентрация газа в одном
из отверстий указывает на предполагаемое место повреждения.
На наружных газопроводах использование прибора эффективно
в труднодоступных для визуального осмотра узлах арматуры,
фланцевых и резьбовых соединений в случаях, когда пенный спо¬
соб проверки не позволяет обнаружить неплотность, а также
при низкой температуре воздуха, вызывающей быстрое заморажи¬
вание пены. Для улавливания утечек конец пробоотборного шланга
передвигают вдоль проверяемых мест. Целесообразно на конец
шланга надеть наконечник в виде воронки, изготовленной из
жести, органического стекла, картона и тому подобных материалов.
Принцип работы газоискателя основан на определении тепло¬
вого эффекта сгорания горючих газов и паров, а также их смесей
на измерительном каталитически активном элементе, являющемся
одним плечом мостика Уитстона, Это плечо представляет собой пла¬
тиновую спираль, намотанную на цилиндр из у-окиси алюминия,
113

имеющий палладиевое покрытие и помещенный в металлическую
сетку, через которую просасывается анализируемая проба. Срав¬
нительный элемент химически не обработан палладием и закрыт
металлическим колпачком. Два других плеча — проволочные ре¬
зисторы. Горючие компоненты пробы окисляются на каталити¬
чески активной окиси алюминия. Выделяющаяся при этом теплота
увеличивает сопротивление платиновой спирали, и в измеритель¬
ной диагонали моста возникает разность потенциалов, пропорцио¬
нальная концентрации горючих в пробе, что фиксируется микро¬
амперметром.
Проба всасывается электрокомпрессором по пробоотборному
шлангу с пылеулавливающим фильтром из хлопчатобумажной
ваты через ротаметр, показывающий интенсивность отбора пробы.
Четырехплечий мост размещен в корпусе детектора из органиче¬
ского стекла, имеющем клапан для подсоса чистого воздуха, не¬
обходимого для разбавления проб, концентрация газа в которых
выше расчетной. Переключатель переводят в положение «Смесь»
для расширения верхнего предела измерения до 4—6% содержа¬
ния газа в пробе в случае, если стрелка микроамперметра макси¬
мально отклоняется на первом и втором пределах измерения.
Анализ пробы, непрерывно поступающей в прибор, ведется не
менее 30 с, и при этом регистрируются максимально устойчивые
показания.
На передней стенке прибора расположены амперметр, ручка
настройки «Уст. 0», ручка сопротивления «Дроссель», позволяю¬
щая менять интенсивность потока воздушной среды, и ручка пере¬
ключателя, с помощью которой включается питание прибора, пере¬
ключается диапазон показаний амперметра и открывается клапан
подсоса чистого воздуха.
3.9.	Прибор для определения потерь теплоты
с уходящими газами и химическим
недожогом (ПНГТ)
Прибор ПНГТ предназначен для измерения теплоты сгорания
продуктов горения Qn.r, содержания в них СО3 и их темпера¬
туры /у. г. По этим 3 параметрам и температуре окружающего
воздуха определяются потери теплоты при химическом недо¬
жоге q3 и с уходящими газами q2. Прибор может использоваться
для контроля качества сжигания бессернистой) природного газа
в неавтоматизированных агрегатах и наладки режимов автомати¬
зированных агрегатов в помещениях с температурой 1—45°С и от¬
носительной влажностью до 80% при 25° С.
Пределы измерений сухих продуктов горения: теплоты сгора¬
ния продуктов горения — 0—40 ккал/м3 (±10%), содержания
СО2—0—15% (±2,5%), температуры уходящих газов 0—600е С
(±2,5%). Питание от сети переменного тока 220 В; потребляемая
114

мощность не более 40 Вт; расход газа по левому ротаметру 8,5 X
X Ю'6 м3/с; расход воздуха по правому ротаметру 0,4-10*в м’/с;
напряжение питания измерительного моста 3,2 В; продолжитель¬
ность измерения, с, не более: СО2— 180, Qn. г— 20; масса не
более 9,5 кг; размеры 400 X 300 X 200 мм.
Qn.r определяют методом низкотемпературного термокатали¬
тического сжигания горючих компонентов (СО + Н2 4- СН4) на
каталитически активных паллаДированных платиновых элемен¬
тах 14 (рис. 3.23), включенных в мостовую схему. При наличии
в продуктах горения горючих компонентов и их сгорании на
активных элементах появляется разбаланс измерительного моста,
зависящий от концентрации компонентов.
Концентрацию СО2 определяют по изменению сопротивления
нагреваемой электрическим током платиновой нити 19 при изме¬
нении теплопроводности продуктов горения, зависящей от кон¬
центрации в них СО2. Изменение концентрации СО2 и температуры
нити вызывает разбаланс измерительного моста. Температуру
уходящих газов /у. г измеряют термопарой 11.
Общим прибором для измерения Qn г, СО2, t'y. г, напряжения
питания и определения качества баланса измерительных мостов
(нуль моста) является микроамперметр 7. Показания, считывае¬
мые с микроамперметра, переводят в значения измеряемых пара¬
метров с помощью градуировочных кривых, прилагаемых к при¬
бору. Переключение микроамперметра на соответствующий вид
измерений производят переключателем 3.
Потери теплоты q3, %, находят по формуле
_ 		1 .1&?п, г
Чз~ COs + Qn.r/50 •
Действительную температуру уходящих газов ty.r, °C, опре¬
деляют с учетом коррекции на температуру холодного спая £х.с,
115

Прибор имеет 2 одновременно работающих газовых тракта.
Первый, для определения Q,.. г, состоит из фильтра 12 (поглоще¬
ние водяных паров и очистка от механических примесей), крана
дозатора 13 (дозировка пробы и направление ее воздухом-носите-
лем в блок термокаталмтических элементов), замедлителя 15,
блока термокаталитических плечевых элементов 14 и ротаметра 6.
Второй тракт, для определения концентрации СО.,, включает блок
плечевых элементов 19, фильтр 17 (поглощение СО2), трехходовой
кран 18, ротаметр 6 и микрокомпрессор 16.
Измерительный мост для определения Qi:>r питается от сети
переменного тока напряжением 220 В через понижающий транс¬
форматор и выпрямительный мост. Измерительный мост для
определения СО2 питается переменным напряжением через пони¬
жающий трансформатор. Сигнал разбаланса усиливается полу¬
проводниковым усилителем и после выпрямления фиксируется
микроамперметром.
Плоские фильтры 12 на входе воздуха и газа заполняются сили¬
кагелем, цилиндрический фильтр для улавливания СО3 — аска-
ритом. Силикагель должен иметь голубой цвет. Появление розо¬
вой окраски указывает на потерю поглощательной способности и
необходимость сутки при 105—120°С до возвращения голубого
цвета. Аскарит должен иметь коричневый цвет, полное его побеле¬
ние свидетельствует о потере поглощательной способности и не¬
обходимости полной замены (восстановлению не подлежит). За¬
полнение фильтра достаточно для 30 измерений при концентра¬
ции СО2 от 10 до 14% и для 60 при концентрации 5—G%.
До начала работы прибор должен быть заземлен. Пробоотбор¬
ник, в корпусе которого размещена термопара, вставляют в шту¬
цер агрегата, предназначенный для отбора проб продуктов горе¬
ния. Прибор включают в электросеть тумблером / и через 3—5 мин,
необходимых для заполнения шланга продуктами горения, произ¬
водят измерения, устанавливая поочередно ручку переключа¬
теля 3 в положения «Q„	«СО2» и «/у г». Для измерения Q„. г
116
Потери теплоты q2 определяют по формуле
которая считывается со спиртового термометра 5, вмонтирован¬
ного в прибор:
где tn — температура воздуха, °C; z — коэффициент, принимае¬
мый по табл. 6.2. или 6.3.
Коэффициент расхода воздуха рассчитывают по формуле

ручку крана дозатора 9 ставят в положение «Анализ», при этом
воздух-носнтель переносит пробу в камеру измерительного моста,
где происходит ее дожигание. Максимальное деление, до которого
отклоняется стрелка микроамперметра, фиксируется, позволяя по
градуировочной кривой найти Q,,. г. Для измерения концентра¬
ции СОа трехходовой кран 4 ставят в положение «Анализ», фикси¬
руют максимальное отклонение стрелки микроамперметра и по
градуировочной кривой определяют содержание СО.,. Ручкой 8
устанавливают необходимое напряжение питания измерительного
моста. Стрелку микроамперметра ставят в нулевое положение
ручкой 10 (для Q,, г) и ручкой 2 (для СО2); при’ этом ручка пере¬
ключателя ,? должна находиться в положениях соответственно
«Q„.,» или «СО.».
Направление движения пробы газа и воздуха-носителя на схеме
показано стрелками. При этом в тракте «Q, ,.» микрокомпрессо¬
ром 16 поддерживается давление, в тракте «СО2» — разрежение.

ГЛАВА 4
ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫЕ ПУНКТЫ (ГРП)
И УСТАНОВКИ (ГРУ)
4.1.	Назначение и размещение ГРП (ГРУ)
Постоянство давления газа в газопроводах поддерживается
с помощью ГРП и ГРУ.
ГРУ монтируют непосредственно в помещениях, где рас¬
положены агрегаты, использующие газовое топливо (цеха, ко¬
тельные и т. п.). ГРП размещают в зависимости от назначения и
технической целесообразности: в отдельно стоящих зданиях;
в пристройках к зданиям; в шкафах, устанавливаемых на несго¬
раемой стене снаружи газифицируемого здания или на отдельно
стоящей несгораемой опоре; на несгораемом покрытии промыш¬
ленного здания, в котором расположены потребители газа. В по¬
следнем случае предел огнестойкости покрытия должен быть не
менее 0,75 ч, а утеплитель его выполнен из несгораемого мате¬
риала.
Кроме поддержания давления в газопроводах в заданных пре¬
делах в ГРП и ГРУ производятся: очистка газа и снижение его
давления (дросселирование); контроль за входным и выходным
давлением и температурой газа; учет расхода, если отсутствует
специально выделенный пункт измерения расхода; предохранение
от возможного повышения или понижения давления сверх допусти¬
мых пределов.
Согласно СНиП И—37—76 горелки отдельных тепловых агрега¬
тов, использующих газ низкого давления, можно питать от газо¬
проводов среднего давления через дроссельные устройства (без
регуляторов), если перед дросселем поддерживается постоянное
давление и нет необходимости регулировать тепловую мощность
горелок.
Основное оборудование ГРП и ГРУ состоит из следующих
элементов.
1.	Регулятор давления.
2.	Предохранительный запорный клапан (ПЗК). На промышлен¬
ных предприятиях, где по условиям производства не допускается
перерыв в подаче газа (например, электростанциях), ПЗК не уста¬
навливают, а для предупреждения аварий предусматривают сиг¬
нализацию о повышении или понижении давления газа за регуля¬
тором сверх установленных пределов.
3.	Предохранительный сбросной клапан (ПСК).
118

4.	Фильтр. Установка фильтров не обязательна в ГРУ, к ко¬
торым газ подают через ГРП или централизованный пункт очистки
газа предприятия и которые расположены не более чем в 1000 м
от ГРП или пункта очистки.
5.	Контрольно-измерительные приборы (КИП): манометры для
измерения давления газа до и после регулятора, а также на об¬
водном газопроводе, термометры для измерения температуры
газа и др. При необходимости учета расхода газа в ГРП или ГРУ
устанавливают расходомеры.
6.	Импульсные трубопроводы, по которым подаются импульсы
давления газа к регулятору, ПЗК, ПСК и КИП.
7.	Сбросные трубопроводы, по которым газ отводится в атмо¬
сферу от ПСК, продувочных линий и т. п.
8.	Запорные устройства (задвижки, краны) для включения и
отключения регулирующего и защитного оборудования, а также
КИП. Количество и расположение запорных устройств выбирают
так, чтобы иметь возможность отключать основное оборудование
ГРП (ГРУ) для ревизии и ремонта без прекращения подачи газа
потребителям.
9.	Обводной газопровод (байпас) для снабжения газом через
него потребителей на время ревизии и ремонта оборудования,
смонтированного на основной (рабочей) линии. Чтобы обеспечить
плавное регулирование давления газа при работе ГРП (ГРУ) без
регулятора, на байпасе должны последовательно устанавливаться
2 отключающих устройства. В шкафных ГРП устройство байпаса
не обязательно.
ГРП (ГРУ) могут иметь 2 или более линий с установкой на каж¬
дой из них всего комплекта указанного выше оборудования. В этих
случаях во время ремонта или осмотра оборудования одной из
линий потребителей снабжают газом через другую линию.
На предприятиях и в отдельно стоящих отопительных котель¬
ных с давлением газа до 6 кгс/см2 разрешается располагать ГРУ
непосредственно в помещении, где находятся агрегаты, исполь¬
зующие газ, или в смежном, соединенном с ним открытым прое¬
мом, желательно на всю высоту помещения, при обеспечении в нем
не менее чем трехкратного воздухообмена в час. При этом в одном
здании, как правило, устанавливают не более одной ГРУ для газо¬
снабжения агрегатов одного помещения. ГРУ размещают в не¬
посредственной близости от ввода газопровода в помещение цеха
(котельной), так чтобы не создавались помехи при эксплуатации
и ремонте основного технологического оборудования. Подача
газа от ГРУ к потребителям, расположенным в других зданиях, не
допускается. Питание газом агрегатов, расположенных в других
помещениях здания, от одной ГРУ допускается, если эти агрегаты
работают при одинаковом давлении газа и в любое время суток
обеспечен свободный доступ обслуживающего персонала газовой
службы в эти помещения. Если агрегаты работают на различном
давлении или расположены в различных помещениях здания, то
119

Таблица 4.!
Минимальные расстояния от ГРП, м
Давление газа
на входе в ГРП,
кгс/см1
До зданий
и сооруже¬
ний
До железно¬
дорожных и
трамвайных
путей (до
ближайшего
рельса)
До автодо¬
рог (до
обочины)
До воздушной
линин электро¬
передачи
До 6
10
10
5
Не менее 1,5 вы-
соты опоры
Свыше 6 до 12
15
15
8
То же
в таком здании или помещении предусматривают несколько ГРУ.
В цехах с расходом газа более 1000 м3/ч и помещениях большой
протяженности (литейные цеха и т. п.) для агрегатов, работающих
на одинаковом режиме давления газа, также допускается разме¬
щать 2 ГРУ и более.
ГРУ с давлением газа более 6 и до 12 кгс/см2 непосредственно
в помещениях цехов можно размещать только в том случае, если
по условиям технологии требуется такое давление.
Устройство ГРП в подвальных и полуподвальных помещениях
зданий, в пристройках к зданиям школ, больниц, детских учрежде¬
ний, а также к жилым, зрелищным и административным зданиям
не допускается.
Расстояние от ГРП, размещенного в отдельном здании или
шкафу, установленном на отдельно стоящей опоре, считая от на¬
ружных стен по горизонтали в свету, должно быть не меньше
указанного в табл. 4.1. Если ГРП расположено на открытой пло¬
щадке под навесом, эти расстояния отмеряют от края оборудова¬
ния.
На промышленных предпритпях ГРП среднего и высокого (до
6 кгс/см2) давления могут размещаться в пристройках к зданиям
I и II степени огнестойкости с производствами, отнесенными по
пожарной опасности к категориям Г и Д (см. разд. 5.7.1). В осо¬
бых случаях допускается размещать ГРП во встроенных помеще¬
ниях одноэтажных производственных зданий тех же степеней
огнестойкости и пожароопасности.
Если агрегаты, расположенные в цехе, по технологии произ¬
водства должны получать газ с давлением выше 6 кгс/см2, то ГРП
высокого давления (свыше 6 и до 12 кгс/см2) разрешается разме¬
щать в пристройке к данному цеху. При климатических условиях,
обеспечивающих нормальную работу оборудования ГРП, послед¬
ние на территории промышленного предприятия могут разме¬
щаться на открытых огражденных площадках под навесом. Если
газопроводы проложены над перекрытием цеха, агрегаты которого
используют газовое топливо, то ГРП можно также размещать
на крыше этого цеха.
12Э

На коммунальных предприятиях (бани, прачечные) и в отопи¬
тельных котельных, расположенных в отдельно стоящих зданиях,
допускается размещать ГРП с давлением до 6 кгс/см2 в пристрой¬
ках к помещениям, в которых имеются газопотребляющие агре¬
гаты. В отдельных случаях допускается размещать эти ГРП во
встроенных помещениях одноэтажных отдельно стоящих котель¬
ных, работающих на газовом топливе.
ГРП с давлением газа до 6 кгс/см2 для газоснабжения промыш¬
ленных и коммунальных предприятий и ГРП с давлением до
3 кгс/см2 для газоснабжения коммунально-бытовых потребителей
в шкафах из несгораемых материалов можно устанавливать
на стене газифицируемого здания не ниже III степени огнестойкости
на высоте, удобной для обслуживания и ремонта оборудования.
Расстояние по горизонтали от шкафного ГРП с давлением до
3 кгс/см2, расположенного на стене, до окна, двери или других
проемов должно быть не менее 1 м. Под окнами и балконами шкаф¬
ные ГРП устанавливать не допускается. Если давление больше .3
(до 6) кгс/см2, то на стене, на которой размещается ГРП, не должно
быть дверных и оконных проемов.
4.2.	Регуляторы давления
Регуляторы давления автоматически снижают давление газа
и поддерживают его «за собой» постоянным на заданном уровне />.,
независимо от расхода и колебаний давления на входе pt. Кон¬
структивное исполнение и размеры регуляторов определяются их
назначением, расчетной пропускной способностью, входным и вы¬
ходным давлением.
По принципу работы различают регуляторы прямого и непря¬
мого действия. У регуляторов прямого действия изменение выход¬
ного давления газа в контролируемой точке создает усилие, воз¬
действующее на регулирующий орган и достаточное для его пере¬
мещения и осуществления регулирующего действия. У регулято¬
ров непрямого действия изменение выходного давления газа в кон¬
тролируемой точке приводит в действие лишь распределительный
механизм для включения источника энергии, с помощью которой
осуществляется регулирующее действие. По принципу воздействия
на регулирующий орган эти регуляторы делят на пневматические,
гидравлические и электрические.
Все типы регуляторов имеют регулирующий орган, чувстви¬
тельный и управляющий элементы. При этом в регуляторах пря¬
мого действия чувствительный и управляющий элементы являются
составными частями привода регулирующего органа, в регулято¬
рах непрямого действия эти элементы отделены от регулирующего
органа и представляют собой самостоятельный прибор (например,
регулятор управления, пилот и т. п.). Основным элементом лю¬
бого регулятора давления является регулирующий (дроссели¬
рующий) орган (рис. 4.1), который схематично можно представить
>21

Рис. 4.1 Схема работы дросселирующего органа регулятора давления.
а — односедельного; б — двухседельного; в — поворотной заслонки.
себе как отверстие, перекрываемое в процессе регулирования зо¬
лотником или заслонкой (по существу это переменное гидравли¬
ческое сопротивление на газопроводе).
Регуляторы прямого действия менее чувствительны, чем регу¬
ляторы непрямого действия, так как у них перемещение регули¬
рующего органа начинается только после изменения контролируе¬
мого давления и создания им усилия, достаточного для преодоле¬
ния сил трения в подвижных соединениях регулятора. Следова¬
тельно, поддержание давления в заданных пределах регулято¬
рами прямого действия осуществляется толчками.
Регуляторы непрямого действия позволяют свести к минимуму
эти толчки. Однако и при их использовании происходит чередую¬
щееся переполнение и опорожнение газопровода и, следовательно,
отклонение давления в контролируемой точке от заданного зна¬
чения. Таким образом, регулирование давления является колеба¬
тельным процессом, который характеризуется частотой и ампли¬
тудой колебаний. Если давление в контролируемой точке совер¬
шает затухающие или гармонические незатухающие колебания
с постоянной малой амплитудой, то регулятор работает устойчиво.
Если колебания контролируемого давления протекают с возраста¬
нием амплитуды, то процесс регулирования неустойчив. Степень
неравномерности регулирования — отношение разности между
максимальным и минимальным контролируемым давлением к его
среднему значению.
Как правило, в ГРП (ГРУ) промышленных и коммунально-бы¬
товых предприятий, а также городских распределительных газо¬
проводов применяют регуляторы прямого действия и пневматиче¬
ские регуляторы непрямого действия. Поэтому используемые в не¬
которых ГРП крупных тепловых электростанций электрические и
гидравлические регуляторы непрямого действия с исполнитель¬
ными органами в виде поворотных заслонок здесь не рассматри¬
ваются.
При выборе регулятора давления исходят из того, что для
нормальной работы в эксплуатационных условиях его расчетная
пропускная способность должна составлять не более 80%, а при
минимальном расходе — не менее 10% от максимальной пропуск¬
ной способности при заданных входном и выходном давлении.
122

4.2.1.	Регуляторы РДГ, РДСГ и „Балтика1*
Регуляторы прямого действия РДГ-6, РДГ-7 и РДГ-8 конструк¬
тивно аналогичны друг другу, отличаясь в основном размером
отверстия седла и соответственно пропускной способностью
(табл. 4.2), и предназначены для потребителей с небольшим рас¬
ходом газа. Главным образом они используются в одно- и двух¬
баллонных установках сжиженного газа, но могут применяться
и для редуцирования природного, попутного и других горючих
газов. При этом их максимальная пропускная способность уве¬
личится относительно табличной в V 2,2/р раз (где р — плотность
используемого газа, кг/м3).
В настоящее время вместо регуляторов РДГ освоено производ¬
ство регуляторов РДСГ (ГОСТ 21805—76) (табл. 4.2). Между кор¬
пусом 12 регулятора РДСП-1,2 (рис. 4.2) и крышкой 9 зажата
мембрана 13, на которую опирается тарелка 14, отжимаемая вниз
пружиной 10. Сжатие пружины регулируют гайкой 8 при снятом
защитном колпачке 7. Газ поступает в регулятор через входной
штуцер 2 с накидной гайкой, имеющей внутреннюю специальную
левую резьбу 21,8 мм (14 ниток на Г) и уплотнительную про¬
кладку 1. Во входном штуцере имеется фильтрующая сетка 3.
Степень открытия седла 4 определяется положением золотника 6,
который передвигается коленчатым рычагом 16, связанным со
штоком 15 мембраны. Золотник перемещается только вдоль оси
седла в специальной втулке 5 с отверстиями на ее боковой поверх¬
ности, через которые дросселированный до выходного давления
газ поступает в подмембранное пространство, откуда подается
Таблица 4.2
Основные технические характеристики регуляторов РДГ,
РДСГ и „Балтика**
123

потребителю через штуцер 11. Выходной штуцер в зависимости от
заказа может иметь накатку под резиновый шланг с внутренним
диаметром 9 мм или резьбу Труб. 1/2" (узел /).
Регулятор настраивают на заданное выходное давление, сжи¬
мая пружину ввертыванием или вывертыванием гайки 8. При
уменьшении расхода газа давление под мембраной увеличивается,
мембрана приподнимается и через кинематическую связь золотни¬
ком прикрывает седло, уменьшая подачу газа и поддерживая дав¬
ление на заданном уровне. Если расход возрастает, то мембрана
опускается, обеспечивая увеличение открытия седла и подачи
газа.
В регуляторе РДСГ 1-0,5 (рис. 4.3) золотник 2 ввернут на резьбе
в стойку 4, укрепленную в кронштейне корпуса 5 на осп 3. Это
позволяет устанавливать оптимальный зазор между седлом во
входном штуцере 1 и золотником. Регулятор настраивают на за¬
данное давление перемещением золотника в стойке, а также регу¬
лировочным винтом 7, который посредством фигурной шайбы 6
меняет сжатие пружины 8.
124

Регулятор РДСГ1-0.5 действует аналогично РДСГ1-1.2.
Для снижения давления сжиженного газа, поступающего .из
баллонов, устанавливаемых на кухне, в настоящее время приме¬
няют регуляторы типа «Балтика» (табл. 4.2). Последние имеют
2 ступени редуцирования, что повышает точность регулирования.
4.2.2.	Регуляторы РД-32М и РД-50М
Для снабжения газом низкого давления потребителей с отно¬
сительно небольшим расходом газа наиболее широкое распростра¬
нение получили регуляторы РД-32М (рис. 4.4, а) и РД-50М
(рис. 4.4, б), корпуса которых рассчитаны на входное давление
до 16 кгс/см2.
Регулятор (рис. 4.4) состоит из мембранной камеры и кресто¬
вины, соединенных накидной гайкой. Чугунная крестовина уста¬
новлена непосредственно на газопроводе и крепится к нему на¬
кидными гайками, имеющимися на входном и выходном патруб¬
ках 6, или путем приварки труб к ниппелям. В крестовине имеется
гнездо для установки сменного седла 7, к которому газ входного
давления подводится прямо или сбоку по одному из каналов
крестовины при заглушенном пробкой 8 другом канале. При по¬
даче газа прямо на клапан его расход увеличивается примерно на
5% относительно указанного в табл. 4.3.
Корпус мембранной камеры имеет прилив в нижней части,
к которому подводится импульсный трубопровод 9 от точки кон¬
тролируемого давления газа за регулятором. Регулятор настраи¬
вают на заданное конечное давление регулировочной пружиной 2
с помощью нажимной гайки 3. Между крышкой и корпусом мем¬
бранной коробки размещена мембрана /, на металлический диск
«которой опирается регулировочная пружина. Под мембраной рас-
Таблица 4.3
Максимальная пропускная способность регуляторов РД-32М
и РД-50М (для газа р = 0,7 кг/м3), м3/ч
125

186

положен рычажный механизм 10, преобразующий вертикальное
передвижение мембраны с диском в горизонтальное перемещение
штока золотника. При верхнем положении мембраны шток сдви¬
нут вправо и золотник 5 перекрывает проход газу. При движении
мембраны вниз золотник отходит от седла. Золотник на резьбе
навертывается на шток и фиксируется в нужном положении контр¬
гайкой, что позволяет регулировать размер наибольшего открытия
седла.
При установившейся работе регулятора его подвижные эле¬
менты находятся в равновесии. Под действием регулировочной
пружины и входного давления мембрана стремится опуститься
в крайнее нижнее положение. При любом положении золотника
и мембраны эти оба усилия должны уравновешиваться давлением
газа на мембрану снизу.
Если расход уменьшается, то за регулятором давление газа
увеличивается, а следовательно, возрастает давление газа на мем¬
брану. Существовавшее до этого равновесие нарушается, мембрана
передвигается вверх, придвигая золотник к седлу и соответственно
уменьшая давление газа в сети. В каком-то определенном положе¬
нии мембраны и золотника усилия, воздействующие на мембрану,
вновь окажутся уравновешенными, а за регулятором установится
давление, соответствующее заданному. При уменьшении давле¬
ния газа за регулятором регулирование происходит в обратном
порядке.
При полном отсутствии расхода газа из-за негерметичности
запорного органа регулятора выходное давление может повыситься
до недопустимой степени и привести к разрыву мембраны. Во из¬
бежание этого в центральной части мембраны регулятора РД-32М
смонтирован сбросной клапан 11. При увеличении давления в под¬
мембранной полости мембрана, преодолевая усилие малой пру¬
жины 12, несколько приподнимается и приоткрывает 8 сбросных
отверстий диаметром 3,5 мм каждое (суммарная площадь 76,8 мм2).
(Определение пропускной способности клапана см. в разд. 4.4.2).
Давление настройки клапана на сброс 200—400 кгс/м2. Для сброса
газа в атмосферу на колонке предусмотрен специальный штуцер',
который подсоединен к сбросному трубопроводу.
У регулятора РД-50М сбросной клапан 11 расположен не на
основной мембране, а в специальном приливе на нижней части
корпуса мембранной коробки. При повышении давления газа под
основной мембраной сверх установленных пределов малая мем¬
брана сбросного клапана, преодолевая усилие пружины 12,
отжимается вниз. Золотник сбросного клапана отходит от седла
диаметром 8 мм (площадь 50 мм2), и избытки газа направляются
в атмосферу по сбросному трубопроводу. Давление настройки
сбросного клапана 150—400 кгс/м2.
Регуляторы изготовляются в зависимости от назначения и
расчетного расхода газа с различными диаметрами седел (табл. 4.3)
и пружинами для настройки выходного давления: а) низкого —
т

от 90 до 200 для сетевого (природного) газа и б) повышенного—от
200 до 350 кгс/м2 для сжиженного газа. Если регуляторы монти¬
руют колонкой вниз, то выходное давление будет на 30—40 кгс/м2
меньше указанного.
Место врезки импульсной трубки должно быть на прямом
участке газопровода и по возможности дальше от поворота или
крана (не менее 5 диаметров газопровода). На импульсной трубке
нельзя устанавливать дроссели, присоединять ее к горизонталь¬
ному газопроводу разрешается только выше нижней четверти его
сечения. Во избежание обмерзания клапанного устройства регу¬
лятора и отказа в работе следует размещать регуляторы в помеще¬
ниях с положительной температурой или предусматривать нагрев
крестовины регулятора до 5—20' С. Использовать регуляторы при
отрицательной температуре допустимо только на газах, точка
росы которых не может быть выше температуры окружающей
среды.
На требуемое выходное давление регулятор настраивают
вращением регулировочного винта 4 наверху колонки. Для пред¬
отвращения внезапного и чрезмерного повышения давления за
регулятором запорные устройства перед ним следует открывать
медленно и следить по манометру за давлением газа на выходе.
Подавать газ на вход регулятора при отключенной импульсной
линии не допускается.
При эксплуатации регуляторов могут возникнуть следующие
неисправности.
1.	Давление газа за регулятором резко снижается. Причины:
заедание штока золотника в направляющей втулке, засорение или
обмерзание седла или недостаточное для данного потребления газа
входное давление.
2.	Давление газа за регулятором резко повышается. Причины:
заедание штока золотника или обмерзание седла, прорыв рабочей
мембраны или же недопустимо большое для установленного седла
входное давление.
В обоих случаях, если входное давление нормальное, регулятор
следует разобрать, очистить трущиеся детали и седло, а при необ¬
ходимости заменить мембрану.
Для комплектации шкафных ГРП типа ШРУ-Н Промэнергогаз
изготовляет регуляторы низкого давления Dy 32 и 50, устройство
и действие которых аналогично с РД-32М и РД-50М. Регуляторы
£)у32 и 50 не имеют встроенных предохранительных сбросных
клапанов.
4.2.3.	Регуляторы среднего давления £>у32 и 50
Регуляторы среднего давления Оу32 и 50 (прежние названия
РСД-32 и РСД-50) используются главным образом для комплекта¬
ции шкафных ГРП типа ШРУ-ЗС и ШРУ-2С, изготовляемых
Промэнергогазом. Основные характеристики регуляторов: вход-
128

ное давление 1—6, выходное — 0,1—1,1 кгс/см2. В ШРУ-ЗС
применен регулятор £\32 с седлом d — 10 мм, в ШРУ-2С —Dy50
с седлом d — 25 мм.
Газ дросселируется в крестовине 2 регулятора (рис. 4.5),
проходя через отверстие сменного седла /, которое перекрыто
подвижным золотником 3, укрепленным на штоке 4. Импульс
контролируемого выходного давления поступает через штуцер 6
в пространство под рабочей мембраной 12 регулятора. Это давле¬
ние и усилие пружины 11 воздействуют на мембрану через шток 8
и диск 7, мембрана стремится подняться вверх и через посредство
рычага 5 и штока 4 закрыть золотником 3 проход газа.
Чтобы разгрузить мембрану регулятора, над ней пилотом соз¬
дается постоянное давление газа, несколько превышающее вы¬
ходное и стремящееся опустить мембрану вниз и открыть золот¬
ник 3. Для создания над мембраной газовой подушки в штуцер 19
пилота подается газ входного давления. В верхней части вверну¬
той в штуцер специальной втулки 18 имеется отверстие (седло),
перекрываемое золотником 17, который соединен иглой с мембра¬
ной 21 пилота и постоянно отжимается вверх к седлу пружиной 20.
В крышке 14 размещена верхняя пружина 16, отжимающая
мембрану пилота вниз. Усилие, создаваемое пружиной 16 и опре¬
деляющее настройку регулятора на заданное выходное давление
в контролируемой точке, регулируется стаканом 15. Газ входного
давления, дросселированный в пилоте, заполняет надмембрацное
пространство регулятора, а весь его излишек постоянно сбрасы-
5 Чспсль В. м.	129

вается через дроссель 13, степень открытия которого устанавли¬
вается винтом 9, и сбросную трубку 10 в газопровод за регулято¬
ром. Усилие пружины 16 пилота уравновешивается давлением
газа под мембраной 21 пилота, пропорциональным давлению
газовой подушки над мембраной 12 регулятора.
Ввертывание стакана в крышку пилота и сжатие пружины 16
приводят к росту давления за регулятором, ослабление сжатия
пружины — к уменьшению давления. При изменении расхода
газа за регулятором, например его увеличении, давление его в кон¬
тролируемой точке и под мембраной 12 уменьшится. Мембрана
опускается и через посредство рычажной передачи отодвигает
золотник от седла, увеличивая проход газа. Пилот заполнит уве¬
личившийся объем над мембраной 12, с тем чтобы давление в нем
не изменилось. При увеличении давления в контролируемой
точке и под мембраной последняя приподнимается, уменьшая
проход газа. Избыток газа над мембраной сбрасывается через дрос¬
сель 13 в газопровод за регулятором.
При эксплуатации могут возникнуть следующие неисправности.
1.	Резкий рост выходного давления из-за поломки пружины
регулятора или пилота.
2.	Ввертывание винта пилота не приводит к повышению вы¬
ходного давления. Причины: поломка пружины пилота, разрыв
мембраны регулятора, засорение дросселя.
3.	Медленный рост давления газа за регулятором при отсут¬
ствии расхода. Причина — неплотность запорного органа регу¬
лятора, вызванная износом или выпадением уплотняющей резино¬
вой прокладки.
4.	Понижение давления газа за регулятором. Причины: за¬
сорение клапанного отверстия пилота, дросселя и трубки от пи¬
лота к надмембранной полости регулятора или заедание рычажной
передачи от мембраны к золотнику.
5.	Пульсация давления газа за регулятором. Наблюдается
при очень малом расходе газа, неправильном выборе точки отбора
импульса от газопровода выходного давления, заедании в направ¬
ляющей толкателя золотника, скоплении влаги в газопроводе или
импульсной трубке.
4.2.4.	Регуляторы РДУК2
Регулятор РДУК2 (регулятор давления универсальный кон¬
струкции Казанцева) в зависимости от регулируемого выходного
давления комплектуется соответствующим регулятором управле¬
ния (пилотом): для давления от 0,005 до 0,6 кгс/см2 — пилотом
КН2, для давления от 0,6 до 6 кгс/смг — пилотом КВ2, а в зави¬
симости от пропускной способности и допускаемого перепада
давления — соответствующими тарельчатыми золотниками и сед¬
лами (табл. 4.4). Минимально необходимый для работы регулятора
перепад давления газа около 300 кгс/м2.
130

Таблица 4.4
Характеристики регуляторов РДУК2 (рис. 4.6)
Примечания. I. В обозначении регуляторов числитель — диаметр услов¬
ного проходя, знаменатель — диаметр седла клапана. 2. Диаметры дросселя dt при¬
ведены по данным заводов «/Цоспромстроймеханизация» и Могилев-Подольского ремонтно¬
механического коммунального оборудования, в скобках — по данным Саратовского
завода «Газаппарат>. 3. Присоединительные размеры фланцев на р = 16 кгс/см2.
Дросселирование газа в регуляторе (рис. 4.6) осуществляется
золотником /. Высота подъема золотника над седлом 2 зависит от
перемещения (хода) мембраны 3 под действием разности давлений
газа на нее с обеих сторон в моменты изменения расхода газа
потребителем. Импульс выходного давления в газопроводе за
регулятором по трубке 9 передается в надмембранное простран¬
ство пилота 10, а по трубке 6 — в надмембранное пространство
регулятора. Газ из входной полости регулятора проходит через
фильтр 12 и по соединительному патрубку 11 поступает в пилот.
После дросселирования в пилоте по трубке 5 газ поступает под
мембрану регулятора. При этом в подмембранное пространство
газ входит через демпфирующий дроссель 4, а из него сбрасывается
в выходную часть корпуса регулятора по трубке 7 через дрос¬
сель 8.
Благодаря подбору диаметров дросселей и непрерывному по¬
току газа через сбросной дроссель давление газа в подмембранной
полости регулятора всегда больше, чем на выходе из регулятора.
Эта разность давлений газа по обе стороны мембраны регулятора
образует ее подъемную силу, уравновешиваемую при любом уста¬
новившемся режиме работы регулятора весом подвижных частей
и действием входного давления па золотник 1. Сжатие пружины 20
пилота, определяющее размер выходного давления газа, произ-
5*	131

132

183

водится ввертыванием внутрь регулировочного стакана 21 при
помощи рычага 22. Чем больше должно быть конечное давление,
тем сильнее должна быть сжата пружина. В нерабочем состоянии
регулятора пружина должна быть ослаблена.
При увеличении расхода газа давление его за регулятором и
над мембранами пилота 18 и регулятора 3 начнет понижаться.
Мембрана пилота под действием пружины поднимется и через
толкатель 17 и шпильку 16 больше приоткроет седло 15. Клапан 14
поднимется, сжав свою пружину, в результате чего возрастет по¬
ступление газа в подмембранное пространство регулятора и его
давление снизу на мембрану. Мембрана, поднимаясь, увеличит
подъем золотника и, следовательно, расход газа через ре¬
гулятор.
При уменьшении расхода газа за регулятором давление его за
регулятором и над обеими мембранами станет повышаться, мем¬
брана пилота начнет опускаться и поступление газа через клапан
пилота в подмембранное пространство регулятора сократится.
Давление газа под мембраной вследствие сброса его по трубке 7
понизится, и мембрана под действием увеличивающегося давления
газа над нею опустится, а регулирующий золотник сократит
подачу газа через регулятор.
При установившемся расходе количество газа, поступающее
под мембрану регулятора и регулируемое пилотом, и количество
газа, отводимое на сброс, обеспечивают равновесие сил, действу¬
ющих на мембрану регулятора с обеих сторон, и регулирующий
золотник пропускает необходимое количество газа, поддерживая
его давление за регулятором на заданном уровне. При отсутствии
потребления газа за счет повышения его давления за регулятором
(на 10—20% от номинального) золотники регулятора и пилота
герметично закрываются.
Регулятор управления КВ2 (рис. 4.6, б) по сравнению с КН2
имеет более сильную пружину 20. Для уменьшения активной пло¬
щади мембраны 18 между нею и нижней крышкой вставляется
кольцо 19, диаметр отверстия в котором равен 55 мм. В регуля¬
торах управления КВ2 Саратовского завода «Газаппарат»
(рис. 4.6, в) уменьшение активной площади мембраны достигается
применением специальной нижней крышки 24, конфигурация
и размер внутреннего диаметра которой позволяют не вставлять
кольцо. Для упора пружины под мембраной ставится опорная
шайба 25.
В регуляторах управления КН2 (рис. 4.6, г) кроме опорной
шайбы 25 под мембраной имеется диск 26 и, как указано выше,
более слабая пружина. Кроме того, в отличие от большой мем¬
браны регулирующего клапана и мембраны регулятора управле¬
ния КВ2 мембрана КН2 состоит из двух слоев более тонкого мем*
бранного полотна, причем нижняя мембрана (обращенная к регу*
лировочной пружине) прокалывается шилом в 4 местах по окруж¬
ности диаметром ПО мм. В остальном конструкции КН2 и КВ2
134

аналогичны. Во входном патрубке каждого регулятора уп¬
равления должна быть установлена фильтрующая сет¬
ка 23.
К достоинству регулятора РДУК2 относится малая неравно^
мерность регулирования, которая практически достигает 1—5%
от номинального давления. Это связано с тем, что ход клапана
и мембраны пилота в процессе регулирования очень мал и, следо¬
вательно, усилия пружин практически остаются неизменными.
Герметичность запирания прохода газа создается мягкой резино¬
вой прокладкой на однотарельчатом золотнике регулятора. Доступ
к золотнику осуществляется через люк-ревизию в верхней части
корпуса.
Регулятор должен монтироваться на горизонтальном участке
трубопровода мембранной камерой вниз. Расстояние от нижней
точки крышки мембраны до пола и зазор между мембранной
камерой и стеной должны быть не менее 200 мм.
Подсоединение импульсного трубопровода 9 и трубок б н 7
от мембранной камеры к основному газопроводу может осуще¬
ствляться по различным вариантам.
1.	Рекомендации заводов «Моспромстроймеханизация» и Mq-
гилев-Подольского ремонтно-механического коммунального обо¬
рудования (рис. 4.6, а, трубки показаны сплошными линиями):
импульсная трубка 9 присоединяется к середине прямолинейного
участка газопровода за регулятором длиной около 10 его диа¬
метров. Общая длина трубки не должна превышать 6 м. Трубки 6
и 7 присоединяются к газопроводу за регулятором на участке
длиной примерно до 100 мм.
2.	Рекомендации Денгипроинжпроекта: импульсная трубка
присоединяется к средней части прямолинейного участка байпаса
ГРП, трубки 6 и 7 — так же, как и в варианте 1.
3.	Рекомендации Саратовского завода «Газаппарат» (рис. 4.6, а,
трубки показаны штрих-пунктиром, и рис. 4.6, д): все трубки 6,
7 и 9 присоединяются к специальному патрубку, который прива¬
ривается к газопроводу за регулятором на расстоянии не меньше 5
его диаметров от ближайшего местного сопротивления (поворота,
запорного устройства и т. п.). Более подробно схемы подключения
рассмотрены в § 4.6.
Перед пуском регулятора в работу стакан регулятора управ¬
ления должен быть вывернут до полного расслабления пружины.
Все запорные устройства перед регулятором и на импульсной
трубке должны быть полностью открыты. При пуске сначала от¬
крывают кран на свечу, с тем чтобы обеспечить небольшой расход
газа, а затем медленно ввертывают стакан регулятора управления.
Чтобы вывести регулятор из работы, регулировочный стакан
вывертывают до полного ослабления пружины. Во избежание не¬
допустимых колебаний давления за регулятором не следует до¬
пускать резкого изменения или полного прекращения расхода
газа потребителями.
135

Для осмотра входной части регулятора снимают верхнюю
крышку корпуса, вынимают фильтр и золотник со штоком. Золот¬
ник и его седло, направляющие втулки колонки 13 и шток тща¬
тельно протирают. Шток клапана должен свободно перемещаться
во втулках колонки 13. Мембрану осматривают при снятой ниж¬
ней крышке. Правильная центровка мембраны при сборке обес¬
печивается установкой опорной чашки в кольцевой проточке ниж¬
ней крышки. При осмотре следует тщательно продуть дроссели
внутри специальных болтов.
Для осмотра золотника регулятора управления вывертывают
верхнюю пробку крестовины и вынимают узел клапана. Если
засорение сильное, то отвертывают нажимную втулку седла, вы¬
нимают седло 15 с прокладкой и внутреннюю полость крестовины
продувают. При осмотре и сборке мембраны нужно следить,
чтобы толкатель золотника своим острым концом находился
в гнезде стяжного болта мембраны, а в верхнее коническое углуб¬
ление толкателя попадал нижний конец тонкой шпильки 16 кла¬
пана. Если нажимать на мембрану снизу, то сначала должен на¬
блюдаться холостой ход не менее 2 мм, а затем открываться на
1,5—2 мм золотник. Эту степень открытия можно установить
подгонкой длины шпильки золотника.
Режим работы регулятора в процессе эксплуатации чаще всего
нарушается при засорении золотника пилота, заедании штока
основного золотника или шпильки золотника пилота, обмерзании
Золотника, а также при засорении дросселей. Так как чаще всего
наблюдается засорение золотника пилота и дросселей, то с них
и следует начинать осмотр.
4.2.5.	Регулятор РДС
В ГРП промышленных предприятий до настоящего времени
широко используются выпускавшиеся ранее регуляторы РДС
(рис. 4.7, табл. 4.5).
Пилот типа РУН-1, которым ранее комплектовались регуля¬
торы РДС, позволял подбором колец и тарелок мембраны, а также
пружины настраивать регулятор на конечное давление в пределах
от 50 до 11 000 кгс/м2. Для получения давления в этих пределах
использовались 4 размера пружин и тарелок и 3 размера колец.
Регулятор настраивают изменением натяжения пружины 7
пилота при помощи регулирующего винта 6. При вращении его
по часовой стрелке пружина пилота сжимается, а регулируемое
давление увеличивается, и наоборот. Когда регулятор не работает,
пружина пилота должна быть полностью ослаблена. Подмембран¬
ная полость отделена от корпуса регулятора разгрузочной мем¬
браной 12. Для осмотра рычажной системы служит лаз 14. Основ¬
ная мембрана 2 связана с золотником 1, регулирующим проход
газа.
136

4.7. Регулятор РДС с пилотом РУНв
Таблица 4.5
Основные характеристики регуляторов РДС (рис. 4.7)
Характеристика
РДС-80
РДС-100
РДС-150
РДС-200
РДС-300
Диаметр седла, мм
34
42
62
90
140
Максимальная пропускная
способность, м8/ч, при
низком выходном и вход¬
ном давлении, кгс/см’:
1
1300
1900
4900
9200
22 000
3
2600
3800
9800
18 400
44 000
6
4700
6600
17 000
32 000
78 000
Размеры, мм:
D
J95
215
285
340
445
. D,
480
480
480
690
920
Н
960
970
997
1187
1387
h
180
190
220
295
400
L
610
540
627
844
1205
1
420
420
420
572
810
Масса, кр
186
236
237
336
596

Работает регулятор следующим образом. При уменьшении рас¬
хода газа давление его после регулятора повысится. Это давление,
переданное по импульсной трубке 5 под мембрану 8, заставит
последнюю подняться вверх и сжать пружину 7. Золотник, на¬
ходящийся ниже мембраны пилота, под действием своей пружины 9
тоже переместится вверх и через перепускную трубку 10 и трубку
начального давления 11 соединит пространство над основной
мембраной 2 с входным патрубком регулятора. Давление газа на
мембрану 2 сверху увеличится и заставит ее опускаться и прикры¬
вать связанный с нею тарельчатый золотник 1, уменьшая про¬
ход газа.
Наоборот, при увеличении расхода газа давление его за ре¬
гулятором начнет падать, давление под мембраной пилота умень¬
шится, отчего последняя под действием своей пружины опустится
и передвинет золотник вниз. При этом золотник прикроет отвер¬
стие для доступа газа начального давления по трубке 11 \\ приот¬
кроет расположенное над ним отверстие. Надмембранная полость
регулятора через перепускную трубку 10 и трубку сброса 4 соеди¬
нится с пространством после золотника регулятора, где давление
газа понизилось. Давление газа над основной мембраной 2 тоже
уменьшится, и мембрана под действием давления газа, поступа¬
ющего в подмембранную полость через калиброванное отверстие 13,
начнет подниматься и, отодвигая золотник от седла, увеличит
расход газа.
Чтобы давление газа после регулятора при резком изменении
расхода изменялось плавно, газ к основной мембране и от нее
поступает через дроссели — малые, специально подобранные от¬
верстия под мембраной 13 и в перепускной трубке 10 над мембра¬
ной. Для регулирования скорости прохода газа из надмембранной
полости к пилоту на перепускной трубке 10 иногда монтируют
игольчатый вентиль.
Возможны следующие неполадки.
1.	Разрыв основной мембраны регулятора. Давление газа
в подмембранной и надмембранной полостях сравняется, золотник
закроется и подача газа прекратится.
2.	Разрыв мембраны пилота. Мембрана пилота и золотник под
действием пружины 7 опустятся, и вход газа из трубки 11 в над¬
мембранную полость основной мембраны закроется. Давление
газа в надмембранной полости понизится, мембрана регулятора
поднимется и может полностью открыть золотник. Давление за
регулятором поднимется выше допустимого.
3.	Поломка пружины пилота. Мембрану пилота и золотник
выжмет давлением газа вверх. Давление над основной мембраной
резко возрастет, она опустится, закроет регулирующий золотник,
и подача газа прекратится.
4.	Засорение калиброванного отверстия в трубке 10. Если
надмембранная полость неплотная, то давление в ней понизится,
мембрана поднимется вверх и откроет регулирующий золотник,
138

отчего давление за регулятором может сильно повыситься. Если же
надмембранная полость герметична и давление в ней постоянно,
то мембрана и регулирующий золотник задержатся в одном поло¬
жении, в результате чего давление за регулятором в зависимости
от расхода газа может и подняться, и понизиться до недопусти¬
мого значения.
5.	Засорение калиброванного отверстия 13. Если подмембран¬
ная полость неплотная, давление в ней понизится, мембрана
опустится и золотник закроет проход для газа; давление за регу¬
лятором упадет до нуля. Если подмембранное пространство гер¬
метично, то мембрана и золотник задержатся в одном положении,
отчего регулируемое давление газа может в зависимости от рас¬
хода газа подняться или упасть до недопустимых пределов.
6.	Заедание в системе рычажной передачи регулирующего
золотника. Клапан может плотно не закрыться, и при малом рас¬
ходе газа или остановке регулятора давление за ним повысится
до недопустимых размеров.
7.	Износ мягкого уплотнения регулирующего золотника. Зо¬
лотник не будет плотно прилегать к седлу и при отсутствии рас¬
хода начнет пропускать газ, отчего давление его за регулятором
может недопустимо повыситься.
8.	Износ толкателя, передающего усилия мембраны пилота на
золотник, что может привести к колебанию давления газа за регу¬
лятором. Следует заменить толкатель или наварить металл на его
подработанный конец.
В регуляторах РДС с пилотом РУН наблюдаются иногда зна¬
чительные колебания («качка») выходного давления газа. В таких
случаях рекомендуется трубку сброса присоединять к газопроводу
не сразу за регулятором или к его диффузору 3, а на расстоянии
не менее 2—4 диаметров газопровода. Иногда «качку» устраняют
врезкой регулирующего краника на сбросной трубке или установ¬
кой дроссельной шайбы с отверстием диаметром 2 мм на трубке,
через которую газ входного давления поступает в пилот.
В настоящее время пилоты РУН у многих регуляторов РДС
заменены более совершенными пилотами КН2 или КВ2, которыми
комплектуются регуляторы РДУК (рис. 4.6).
4.2.6.	Регуляторы РД-64
Регуляторы РД-64 (табл. 4.6) предназначены для снабжения
потребителей газом среднего (1,5—3 кгс/см2) или высокого (до
16 кгс/см2) давления. Их характерной особенностью является
использование вместо регулятора управления (пилота) нагрузоч¬
ной камеры, давление газа в которой определяет значение выход¬
ного давления.
Регуляторы РД-64 устойчиво работают в диапазоне темпера¬
тур окружающей среды от —30 до 50° С при относительной влаж¬
ности в пределах 30—80%. Допускается воздействие относитель¬
на

Таблица 4.6
Характеристики регуляторов типа РД-64 (рис. 4.8)
Примечания. Г. В обозначении регуляторов первое число — условный диа¬
метр Dy мм, второе — условное давление Ру. кгс/см*. 2. Присоединительные размеры
фланцев на ру = 61 кгс/см*.
140

ной влажности до 95% (при 35° С). Отбор регулируемого давления
производят на расстоянии не менее 2,5—3 м от выходного запор¬
ного устройства после регулятора.
Регуляторы РД-25-64 и РД-40-64 (рис. 4.8, о) имеют стальной
корпус 7, в котором установлено сменное седло 6 с эластичной
уплотняющей прокладкой. Расход газа и соответственно давление
его после регулятора определяются положением золотника 8.
Золотник прижимается к седлу пружиной 10, расположенной
в крышке 11. В теле золотника имеется канал 9, который обеспе¬
чивает разгруженпость золотника от давления газа в любом его
положении. Через систему отверстий 14 и 2 игольчатых вентиля 13
и 15 (на рисунке положение отверстий и вентилей условно сдви¬
нуто на 90’) из полости А определенная порция газа входного
давления перепускается в нагрузочную камеру В, где создается
давление, соответствующее заданному выходному давлению и на¬
гружающее резиновую мембрану 16 сверху. Контролируемое
выходное давление через отверстия 5 поступает в камеру Б и
нагружает мембрану снизу. Опорный диск 2 удерживается в при¬
жатом к мембране положении пружиной 3, предотвращающей
возможность его смещения во время работы и транспортировки
регулятора. Движение мембраны передается золотнику через
диск и шток 4. В нижней части корпуса размещен стакан 12 с нй*
правляющей втулкой, в которой передвигается хвостовйк зо¬
лотника.
При отсутствии расхода газа золотник под действием пру¬
жины 10 плотно перекрывает отверстие седла. Если расход газа
не меняется, то подвижная система регулятора (мембрана, опорный
диск, золотник и обе пружины) находится в покое, так как давле¬
ние на мембрану со стороны нагрузочной камеры В уравновешено
выходным давлением в камере Б.
Увеличение расхода газа потребителем вызывает уменьшение
давления в контролируемой точке и камере Б, мембрана и золот¬
ник перемещаются вниз, проходное сечение регулятора увеличи¬
вается до тех пор, пока давление в контролируемой точке и ка¬
мере Б не восстановится до первоначального значения. Уменьше¬
ние расхода газа вызывает перемещение подвижной системы в об¬
ратную сторону.
Для того чтобы избежать резких перемещений золотника и
значительных колебаний выходного давления, нагрузочная камера
разделена перегородкой 1 на 2 неравные по объему полости, при¬
чем меньшая примыкает к мембране. Перегородка имеет дроссель¬
ное отверстие, через которое газ медленно протекает из Одной
полости в другую, что предохраняет золотник от колебательных
движений.
До пуска регулятора в работу запорные устройства на входе
и выходе, а также перепускные игольчатые вентили 13 и 15 должны
быть полностью закрыты. После проверки надежности и плотности
соединений в ГРП открывают выходное запорное устройство и кран
141

к манометру выходного давления. Плавно открывают входное
запорное устройство и постепенно, с помощью перепускных вен¬
тилей (сначала открывают нижний, затем верхний), создают
давление в нагрузочной камере, до тех пор пока манометр не по¬
кажет заданное выходное давление. Оба перепускных вентиля
ввертывают до отказа и после включения потребителей с помощью
этих же вентилей производят более точную настройку выходного
давления. Схема обвязки регулятора приведена на рис. 4.8, в.
Характерные неисправности: 1) регулятор не настраивается
(причины — засорение перепускного клапана или импульсной
линии, поломка хвостовика перепускного вентиля); 2) выходное
давление после настройки падает (причины — негерметично от¬
ключается нагрузочная камера перепускными вентилями; разрыв
или разгерметизация заделки мембраны); 3) выходное давление
не сохраняется постоянным при изменении расхода газа (при¬
чины — заедание подвижной системы из-за разбухания уплот¬
нительных резиновых колец, засорения пылью трущихся поверх¬
ностен; намораживание около золотника кристаллогидратов; по¬
ломка пружины или направляющего хвостовика золотника).
Регуляторы РД-50-64, Р Д-80-64 и РД-100-64 (рис. 4.8, б)
имеют литой корпус 27 с верхним 23 и нижним 25 седлами. Дрос¬
селирование осуществляется тарельчатым золотником 24, изменя¬
ющим открытие верхнего седла при перемещении штока 22, соеди¬
ненного с жесткими дисками 19 мембраны 20. Подвижная система
плавно перемещается в направляющей втулке 28 и цилиндре ниж¬
него седла. Для настройки на заданное выходное давление в над¬
мембранной камере используется редуктор — задатчик 29, пи¬
тающийся газом от входного газопровода. Для настройки на давле¬
ние 1,5—10 кгс/см2 применяется редуктор ДР-2, на 12—16 кгс/см2—
редуктор ВР-1. Контроль за настройкой регулятора ведут по
манометру 17 при открытом кране 18. Импульс выходного давле¬
ния за регулятором подается под мембрану через сверления 21.
Тарельчатый золотник имеет отверстие 26 для разгрузки его от
давления газа при любом положении. Работают эти регуляторы
аналогично описанным выше РД-25-64 и РД-40-64.
Характерные неисправности: засорение или нарушение плот¬
ности импульсной трубки, разрыв мембраны, обмерзание редук¬
тора-задатчика или его неработоспособность, неплотное пере¬
крытие верхнего седла золотником из-за ослабления затяжки
гаек, крепящих золотник со штоком, выход из строя уплотняющей
прокладки золотника.
Для включения регулятора РД-64 (рис. 4.8, в) при открытом
запорном устройстве 30 подают газ входного давления на редук¬
тор-задатчик 29, с помощью которого в надмембранной камер?
регулятора 31 создается давление, равное давлению настройки
выходного давления. Плавно открывают запорное устройство 34
за регулятором и после подъема давления в выходном газопроводе
до заданного значения и вступления регулятора в работу на авто-
142

Таблица 4.7
Коэффициенты В для газов с показателем адиабаты 1,3
Рвых/Рвх
В
₽вых/₽вх
в
Рвых/Рвх
В
Рвых/^вх
В
0,08
0,492
0,36
0,590
0,56
0,711
0,72
0,826
0,12
0,503
0,4
0,609
0,58
0,726
0,76
0,852
0.16
0,515
0,44
0,630
0,6
0,741
0,8
0,878
0.2
0,527
0,48
0,654
0,62
0,756
0,84
0,904
0,24
0,541
0,5
0,667
0,64
0,770
0,88
0,929
0,28
0,556
0,52
0,681
0,66
0,784
0,92
0,953
0,32
0,572
0,54
0,596
0,68
0,798
0,96
0,977
матическом режиме производят, при необходимости, подрегу¬
лировку. Импульсное давление в подмембранную полость по¬
дается по стальной цельнотянутой трубке 33 и контролируется
манометром 32. У регуляторов Р Д-50, 80 и 100 выходное давление
можно контролировать по манометру 17. Газ входного давления
подается по трубке 37 в фильтр 38 для осушки и очистки, а затем
по трубке 35 — в задатчик. Входное давление контролируют по
манометру 36, влагу и пыль удаляют из фильтра по дренажной
трубке 39.
Пропускную способность регуляторов РД-64 определяют по
формуле, м3/ч,
где К v — коэффициент пропускной способности, т/ч (табл. 4.6);
В — коэффициент, учитывающий расширение среды (табл. 4.7);
Ьр — Рнх — Риых — перепад давления на регуляторе, кгс/см2;
Ро — плотность газа (при 0° С и 760 мм рт. ст.), кг/м3; рвх —
абсолютное входное давление, кгс/см2.
4.2.7.	Регулирующие клапаны и приборы их обвязки
Регулирующие клапаны. Регулирующий клапан (рис. 4.9*
табл. 4.8), снабженный мембранным исполнительным механизмом
(МИМ), является исполнительным органом регулятора непрямого
действия. Редуцирование газа от входного до выходного давления
и поддержание последнего постоянным осуществляются измене¬
нием положения двухседельного золотника 3 относительно седел 2
в корпусе 1. Золотник через шток 4 соединен с жестким диском в
мембраны 7. Предварительно сжатая пружина 5 стремится под¬
держивать диск и связанный с ним золотник в верхнем положении.
Через штуцер 8 в надмембранную полость от командного прибора
подается воздух, давление которого сжимает пружину, пере¬
мещая вниз подвижную систему (мембрана, жесткий диск, шток,
143

золотник). При этом меняется
проходное сечение клапана и
соответственно расход газа и
выходное давление.
Если золотник установлен
в клапане так, как показано
на рис. 4.9, а, то при отсут¬
ствии командного воздуха зо¬
лотник под действием пружины
приподнимается и открывает
проход для газа. Такой клапан
имеет индекс НО (нормально
открыто). При перевернутом
на 180° золотнике (рис. 4.9, б)
отсутствие командного воздуха
приводит к полному закрытию
клапана, и ему присваивается
индекс НЗ (нормально закрыто).
В обычных системах газоснаб¬
жения для предотвращения по¬
падания к потребителям газа
входного давления (при неис¬
правности командного прибора,
обвязочных трубопроводов и
т. п.) применяют регулирую¬
щие клапаны типа НЗ. Сле¬
дует, однако, иметь в виду, что
двухседельные клапаны в поло¬
жении «Закрыто» не могут обе¬
спечить герметичного запира¬
ния прохода газа, и чтобы не
допустить подъема давления за
регулятором, необходимо уста¬
навливать сбросной клапан.

Таблица 4.8
Основные характеристики регулирующих клапанов (рис. 4.9)
Тип
каапана
Размеры, мм
KV. т/ч
Масса,
кг
Dy
О
Н
ft
L
100%
60%
25ч30нж НО
15
250
600
90
130
6.3
4
10
25ч32нж НЗ
20
250
620
100
150
10
6,3
23
25с40нж НО
25
250
650
120
160
16
10
24
25с42нж НЗ
40
310
790
140
200
40
25
38
50
310
820
160
230
63
40
40
80
380
1070
210
310
160
100
76
100
460
1390
280
350
250
160
126
150
460
1530
360
480
630
400
178
200
570
1940
460
600
1000
630
345
250
570
2080
530
730
1600
1000
475
300
570
2220
610
850
2500
1600
660
25с48нж М НО
50
310
820
160
300
63
40
56
25с50нж М НЗ
80
380
1070
210
380
160
100
101
100
460
1390
280
430
250
160
151
150
460
1530
360
550
630
400
244
200
570
1940
460
650
1000
630
483
Пркиечавка. Клапане изготовляются! 2вч30нж и 25ч32кж — па ру “
— 14 кгс/см*. 25с40аж и 85с42аЖ — на р„ 40 кгс/см* (D — 14, 20, 24 ■ 40 им),
25с48аж М я 28с80вж М — на р — 44 кгс/см*.
имеют Ку “ 60%. Клапаны А-1—А-4 — типа НО, А-5—А-8 —
типа НЗ.
Чугунные клапаны рассчитаны на температуру газа от —13
до 300, стальные — от —40 до 300° С. Полный рабочий ход золот¬
ника достигается при изменении давления воздуха над мембраной
от 0,2 до 1,0 кгс/см2. Настройка клапана осуществляется измене¬
нием натяжения пружины.
Характерны следующие неполадки. Шток не перемещается
при подаче командного воздуха в надмембранное пространство.
Причина — разрыв мембраны. Шток перемещается рывками При
плавном изменении командного воздуха. Причины — чрезмерная
затяжка сальника или отсутствие смазки. Шток не достигает
крайних положений (верхнего и нижнего) при изменении давле¬
ния командного воздуха от 0,2 до 1,0 кгс/см2. Причина — не¬
правильная настройка пружины (чрезмерное или недостаточное
ее сжатие). Золотник в процессе эксплуатации почти всегда нахо¬
дится в положении, близком к крайнему верхнему или крайнему
нижнему. Причина — условный диаметр клапана и его пропуск¬
ная способность не соответствуют действительному расходу газа.
В этом случае необходимо заменить клапан.
Давление воздуха в надмембранной камере регулирующего
клапана устанавливается командным прибором в зависимости от
145

изменения давления в контролируемой точке. Излишек команд¬
ного воздуха (примерно 0,5 м3/ч) постоянно сбрасывается в поме¬
щение. Для редуцирования сжатого воздуха используют стабили¬
затор давления воздуха типа СДВ-1,6, для очистки воздуха —
фильтр ФВ-1,6. Если вместо командного воздуха используют
сжатый газ, то командный прибор помещают в герметичный фут¬
ляр, соединяемый через сбросной трубопровод с атмосферой.
Командные приборы. Взамен ранее выпускавшихся регуля¬
торов типа РД в настоящее время в качестве командного прибора
к регулирующим клапанам применяют манометр трубчатый са¬
мопишущий с пневматическим изодромным регулирующим устрой¬
ством типа МТ-711р (с приводом диаграммы от синхронного элек¬
тродвигателя) или МТ-712р (с приводом диаграммы от часового
механизма с 8-суточным заводом).
Эти приборы (рис. 4.10) имеют в качестве датчика манометри¬
ческую трубчатую пружину /, к открытому жестко закрепленному
концу которой подается импульс Р от точки контролируемого
давления на газопроводе за регулирующим клапаном (исполни¬
тельным механизмом). Перемещение свободного конца датчика /
через систему рычагов и ось 2 передается на стрелку 4 с пером
и на угловой рычаг 9 регулирующего блока БР. Стрелка задания 5
посажена на ось 2 с помощью втулки и поворачивается вручную
при вращении шестерни 3.
146

При установленной в определенное положение стрелке задания
и изменении параметра Р ось 2 со стрелкой 4 поворачивается,
вызывая поворот рычага 6 вокруг неподвижной оси аа (с ро¬
стом Р — против часовой стрелки) и перемещение тяги 8. При этом
на вход регулирующего блока подается сигнал, пропорциональ¬
ный отклонению переменной (давлению в газопроводе за регу¬
лирующим клапаном) от заданного значения, вызывая изменение
положения заслонки 11 относительно сопла 12. Пружина 10
стремится прижать заслонку к соплу.
Выходной пневмосигнал образуется следующим образом. Пита¬
ющий воздух под давлением 1,4 ± 0,14 кгс/см2 поступает во
входной штуцер прибора и из него в камеру Г пневмоусили¬
теля ПУ. Из камеры Г воздух поступает через отверстие, пере¬
крываемое шариковым клапаном 17, в камеру А, а оттуда — на
выход из ПУ,ъ камеру В и через постоянный дроссель 16 в ка¬
меру Б, соединенную трубкой с соплом 12. Если заслонка 11
отодвинута и сопло 12 полностью открыто, то давление перед
ним равно нулю, так как сечение сопла больше площади отвер¬
стия дросселя и весь воздух, поступающий в камеру Б через
дроссель, стравливается в атмосферу. При этом благодаря уси¬
лиям предварительно сжатых пружин 18 и 20 клапан 17 остается
приоткрытым, а клапан 22 сброса воздуха в атмосферу закрытым.
Поэтому воздух продолжает поступать в камеры А и В, где соз¬
дается давление, уравновешивающее усилия пружин, и в трубку
к соплу. Давление в камерах, равное 30—50 кгс/м2, обусловливает
постоянный перепад на дросселе, который сохраняется при любых
изменениях давления в камерах ПУ.
Приближение заслонки к соплу ведет к росту давления в ка¬
мере Б и, как следствие, к повышению давления в камерах А и В
и на выходе из ПУ, до тех пор пока усилия на мембранах не будут
уравновешены. Мембрана 21 приподнимется, клапан сброса 22
прикроет отверстие выпуска воздуха в атмосферу, а мембрана 19,
воздействуя на клапан 17, увеличит.открытие входного отверстия
питающего воздуха. При этом в камере А давление возрастает
на значение, пропорциональное повышению давления в линии
перед соплом, и передается к выходному штуцеру прибора, а
дальше в надмембранную полость исполнительного механизма —
регулирующего клапана. Предел пропорциональности работы
прибора (от 10 до 250%) устанавливается стрелкой 7 блока ре¬
гулирования.
В качестве элемента обратной связи, влияющего на закон ре¬
гулирования, в приборе установлен интегральный блок EHf
который посредством переключающего реле 14 воздействует на
механизм БР. Изменение разности давлений в сильфонах обрат¬
ной связи (положительном ф и отрицательном е) через рычаг 25
воздействует на положение заслонки относительно сопла, с тем
Чтобы на выходе пневмосистемы прибора установилось давление,
соответствующее измеряемому параметру. Как только заслонка
147

остановится, изменение давления воздуха в системе прекращается,
На дросселе 16 устанавливается прежним перепад давления и вся
система уравновешивается. Если дроссель 15 настройки времени
изодрома заперт (отметка оо), то регулирующее устройство ра¬
ботает как пропорциональное (в пределах от 10 до 250%). Благо¬
даря наличию пневмоемкости 13 настройка открытия дросселя 15
позволяет регулировать время возвращения переменной к задан¬
ному значению. Шкала дросселя градуирована в единицах вре¬
мени изодрома — времени, в течение которого изменение выход¬
ного давления удваивается по сравнению с его изменением, которое
имело бы место при запертом дросселе изодрома. Точная настройка
смещения контрольной точки осуществляется сжатием пружин 24
при вращении винтов 23.
Выходное давление регистрируется на дисковой диаграмме,
которая совершает полный оборот за 12 или 24 ч. Прибор питается
сжатым воздухом (1,4 — 0,14 кгс/см2), диапазон изменения вы¬
ходного сигнала (к регулирующему клапану) 0,2—1 кгс/см2.
Класс точности измерительного устройства — 1, регулирующего —
1,5. .Масса — не более 11 кг.
Схема обвязки прибора с регулирующим клапаном показана на
рис. 4.11, а.
На некоторых ГРП высокого давления (рвых = 3-?-12 кгс/см2)
в качестве, командного прибора применяют пилот системы Мосгаза
(контора СВД треста Мосгаз). Пилот (рис. 4.12) имеет более про¬
стую конструкцию, чем МТ-711р и МТ-712р, и не требует допол¬
нительной герметизации корпуса при использовании газа в ка¬
честве источника энергии. Перед пилотом с помощью редуктора
поддерживается давление газа 1—3 кгс/см2. Это'давление посту¬
пает через штуцер 14 под золотник 3, расположенный в корпусе 2
и отжимаемый вверх пружиной 1. Дросселированный в пилоте
до давления 0,8—1 кгс/см2 газ через штуцер 12 подается в над¬
мембранную полость регулирующего клапана. Импульс контро¬
ле

лируемого давления в газопроводе за регулирующим клапаном
поступает в пространство под мембрану 6 через штуцер 5.
Если регулирующий клапан работает по схеме НЗ, то при
увеличении импульсного давления мембрана 6, преодолевая уси¬
лие сменной пружины 7, приподнимается. При этом золотник
также двигаясь вверх, прикрывает клапанное отверстие 4, умень¬
шая или полностью прекращая выход через него газа. Давление
в надмембранной полости регулирующего клапана упадет, и он
уменьшит пропуск газа. Клапанное отверстие 13 остается откры¬
тым при любом положении золотника. При открытом отверстии 4
газ, выходящий из него, поступает к выходному штуцеру 12
через сверление в корпусе 2. Пружина 7 настраивается.винтом 9
путем ввертывания его на резьбе в крышку 8, имеющую «дыха¬
тельные» отверстия. Между корпусом 2 и крышкой 8 расположена
мембранная коробка 11.
Если регулирующий клапан работает по схеме НО, то втулку 10
пилота с помощью отвертки перемещают в нижнее положение и
тогда золотник может перекрывать только клапанное отвер¬
стие 13. Увеличение, импульсного давления приводит при этом
к открытию отверстия, увеличению потока газа через него и росту
149

давления в надмембранной
полости регулирующего кла-
пана. Запорный орган регу.
лирующего клапана прикро¬
ется, давление газа в кон¬
тролируемой точке умень-
шится.
Схема обвязки регулиру,
ющего клапана с пилотом
Мосгаза показана на рис.
4.11, б.
Стабилизатор давления
воздуха СДВ (рис. 4.13)
предназначен для регулиро¬
вания и автоматического
поддержания давления воз¬
духа, необходимого для пи¬
тания приборов и средств
автоматизации. Изготовля¬
ется 2 модификаций: СДВ-1,6
и -1,6М, где цифровой индекс
характеризует максимальный расход воздуха (м3/ч), индекс «М»
обозначает, что стабилизатор укомплектован манометром. Рабо¬
чее входное давление 3—8, выходное 0,2—2 кгс/см2. Допустимая
температура окружающей среды от—30 до 50° С, относительная
влажность 95%. Масса, кг, не более: СДБ-1,6—0,4, СДВ-1.6М—0,5.
В корпусе 3 на резьбе установлено седло 4, которое перекры¬
вается золотником 2, прижимаемым к седлу пружиной 1. Между
фланцами корпуса 3 и крышки 9 зажата эластичная мембрана 5,
на центральной части которой закреплены жесткий диск 6 и шту¬
цер 7 с гайкой. Снизу на мембрану действует пружина 8, сжатие
которой регулируется стаканом 11 через упор 12. Если пружина 8
полностью ослаблена, то золотник 2 под действием входного давле¬
ния воздуха и пружины 1 прижат к седлу 4 и проход воздуха в над¬
мембранную полость, соединенную с выходным отверстием, от¬
сутствует. При ввертывании стакана 11 пружина 8 сжимается,
и штуцер 7, приподнимая золотник 2, открывает проход воздуху
в надмембранную полость. Степень сжатия пружины определяет
давление воздуха в этой полости, которое измеряется манометром
(у СДВ-1.6М — ввернутым в корпус, у СДВ-1,6 — установленным
на воздухопроводе за стабилизатором). Если расход воздуха ме¬
няется, то соответственно изменяется и давление в надмембранной
полости, равновесие подвижной системы нарушается и мембрана
вместе с золотником принимает новое положение, при котором
восстанавливается давление за стабилизатором. По окончании
настройки положение стакана 11 фиксируется гайкой 10.
В случае резкого понижения или прекращения расхода воз¬
духа и соответствующем» резкого повышения давления в над-
150

мембранной полости мембрана и штуцер 7 сдвигаются вниз, при¬
чем образуется зазор между торцом штуцера и золотником. Через
этот зазор и центральное отверстие в штуцере воздух стравли¬
вается в подмембранную полость, а оттуда в атмосферу через
отверстия в крышке.
Причинами неисправной работы стабилизатора могут быть:
засорение или обмерзание регулирующего узла вследствие пло¬
хой очистки воздуха, которое устраняется промывкой деталей
стабилизатора чистым бензином, а также продувкой или промыв¬
кой фильтрующих элементов; недостаточная герметичность уплот¬
нения между корпусом и седлом, в соединении мембрана—седло,
между корпусом и крышкой. Тогда необходимо проверить и при
необходимости заменить прокладки, подтянуть гайку крепления
штуцера и винты крепления крышки с корпусом.
Фильтр воздуха ФВ-1,6 (рис. 4.14) предназначен для оконча¬
тельной очистки воздуха питания пневматических приборов и
средств автоматизации от механических примесей, масла и влаги.
Рабочее давление на входе 3—6 кгс/см2, максимальный расход
воздуха при р = 760 мм рт. ст. и t = 20° С — 1,6 м8/ч, падение
давления на фильтре при рак = 3 кгс/см2 — не более 0,2 кгс/ом8,
степень очистки воздуха — не менее 99,95%, температура окру¬
жающего воздуха ±50° С, относительная влажность окружающего
воздуха — до 95% при 35э С. Масса фильтра около 0,4 кг.
Фильтрующий патрон 7 закрепляется в корпусе 4 резьбовой
крышкой 6, выполняющей роль отстойника. Очищаемый воздух,
пройдя входное отверстие корпуса и центральное отверстие филь¬
трующего патрона, изменяет направление движения. При этом за
счет сил инерции твердые частицы и капли конденсата скапли¬
ваются в крышке под отражателем 8, предотвращающим захват
конденсата потоком воздуха. Окончательно воздух очищается,
151

проходя через 4 слоя
фильтровального материа¬
ла 5, намотанного на кар¬
кас патрона. Слив конден¬
сата и сброс накопленных
твердых частиц осуще¬
ствляют стравливанием
воздуха в атмосферу че¬
рез отверстие, закрытое
пробкой 9. В входное и
выходное отверстия кор¬
пуса, имеющие кониче¬
скую резьбу К1//, вво¬
рачиваются штуцеры 3.
Ниппели /, к которым
приваривают воздухопро¬
воды, соединяются со шту¬
церами накидными гай¬
ками 2.
Редуктор и фильтр
к пилоту Мосгаза. При
использовании в качестве
командного прибора пи¬
лота Мосгаза редуктор и
фильтр объединены в одно
устройство (рис. 4.15). Газ
очищается, проходя через
8 слоев войлока 5 марки
ФТ-43-6, уложенного ме¬
жду решетками 4 и филь¬
тровальными сетками. Кон¬
денсат и твердые частицы, накапливающиеся в корпусе фильтра 1,
сбрасываются через отверстие в нижней части штуцера 2 при вывер¬
тывании болта 3, имеющего в торце мягкую прокладку. Очищенный
газ поступает в редуктор, соединяемый с фильтром стойкой 6. Между
корпусом 14 и крышкой 10 редуктора зажата мембрана 12, на кото¬
рую снизу действует выходное давление -газа, а сверху — усилие
настроечной пружины 11. Редуктор настраивают на заданное вы¬
ходное давление болтом 9, который ввертывается на резьбе в торец
крышки. Редуцирование газа осуществляется изменением относи¬
тельно седла положения золотника 8, отжимаемого вверх пру¬
жиной 7. Золотник, имеющий мягкую прокладку, соединен с жест¬
кими центральными дисками мембраны штоком 13. Увеличение
выходного давления в выходном штуцере 15 и под мембраной при¬
водит к подъему золотника, прикрытию седла и уменьшению
расхода газа, уменьшение выходного давления — к открытию
седла, увеличению расхода газа ц восстановлению давления до
заданного значения.
152

4.3.	Предохранительные запорные клапаны (ПЗК)
4.3.1.	Назначение и требования к ПЗК
ПЗК предназначены для автоматического прекращения подачи
газа к потребителям в случае повышения пли понижения его давле¬
ния относительно заданных пределов. В ГРП (ГРУ) ПЗК устанав¬
ливают на газопроводе перед регулятором давления, а импульс
конечного давления к нему подводят от контролируемой точки
газопровода за регулятором.
Конструкция ПЗК исключает его самопроизвольное включение
после срабатывания и последующее восстановление давления газа
до заданных значений. Обслуживающий персонал включает ПЗК
после устранения причин, вызвавших прекращение подачи газа.
Нормы герметичности ПЗК должны соответствовать классу I.
Погрешность срабатывания ПЗК, в том числе встроенных в регу¬
лятор давления, должна составлять ±5% заданных значений кон¬
тролируемого давления.
ПЗК при повышении контролируемого давления настраивают
на срабатывание при давлении, превышающем на 25% максимально
допустимое рабочее давление газа в газопроводе за регулятором.
Так, например, в городских распределительных газопроводах
низкого давления после ГРП может поддерживаться давление
130—180 (при давлении перед приборами 130 кге/м2) или 200—
300 кге/.м2 (при давлении перед приборами 200 кге/м2). Как видно,
максимально допустимое давление в первом случае — 180, во
втором — 300 кге/м2. Тогда ПЗК настраивают на срабатывание
при давлении: в первом случае — 180 + 180-0,25 = 225, во вто¬
ром — 300 -I- 300-0,25 — 375 кге/м2. Аналогично производят на¬
стройку ПЗК при среднем и высоком давлении.
В ГРП (ГРУ) промышленных и коммунальных предприятий
давление срабатывания ПЗК не должно быть выше макси¬
мально допустимого рабочего давления газа, при котором обес¬
печивается нормальная (устойчивая) работа газогорелочных ус¬
тройств.
ПЗК при понижении контролируемого давления настраивают
на срабатывание при давлении:
а)	минимально возможном по конструктивным характеристи¬
кам клапана — для ГРП городских распределительных газопро¬
водов;
б)	на 20—30 (низкое давление) или 200—300 кге/м2 (среднее
давление) большем того, при котором может прекратиться горение
таза у горелок или произойти проскок пламени в них — для
ГРП (ГРУ) промышленных и коммунальных предприятий.
На промышленных предприятиях, не допускающих по усло¬
виям производства перерывов в подаче газа, вместо ПЗК должна
быть предусмотрена сигнализация о повышении и снижении
давления газа сверх установленных пределов.
163

ПЗК часто используют в качестве исполнительного механизма
автоматики безопасности, прекращающего подачу газа к горелкам
агрегата при отклонении любого из контролируемых параметров
за заданные пределы (§ 2.9).
4.3.2.	Клапаны ПК
Клапаны ПК (рис. 4.16, табл. 4.9) в настоящее время не из¬
готовляют, но в эксплуатации находится большое их количество.
В корпусе 1 вентильной формы передвигается подвешенный
к штоку 3 тарельчатый золотник 2 с мягкой резиновой проклад¬
кой. При посадке золотника на седло подача газа к потребителям
прекращается. Для открытия клапана вручную поднимают про¬
детый в прорезь штока 3 рычаг 5, который вводят в зацепление
с защелкой 6 на рычаге 4. Импульс конечного давления за регуля¬
тором подается в подмембранную полость мембранной коробки.
При наличии в газопроводе нормального давления мембрана 7
находится в приподнятом положении и через посредство промежу¬
точного штока удерживает рычаг с защелкой 11 в горизонтальном
положении. Эта же защелка удерживает от падения приподнятый
вручную ударник 12.
154

Таблица 4.9
Основные характеристики клапанов типа ПК и ПЗК (рис. 4.16)
Примечание,
код Оу. мм.
Первое число в обозначении типа клапана условный про-
На промежуточный шток, соединенный с мембраной, воздей¬
ствует вес грузов 10, с помощью которых производится настройка
клапана на срабатывание при падении давления газа ниже до¬
пустимого, и грузов 9, служащих для настройки клапана на сра¬
батывание при чрезмерном повышении давления газа. Если давле¬
ние газа в газопроводе и под мембраной 7 понижается, то последняя
под действием грузов 10 опускается, и по достижении давлением
заранее заданного значения защелка 11, приподнимаясь вверх,
освобождает ударник 12. Ударник, падая и ударяя по рычагу 4,
освобождает рычаг 5 в защелке 6. Золотник 2 под действием веса
Движущихся частей опускается и прекращает проход газа. Чем
больший вес имеют гру§ы 10, тем при большем давлении газа сра¬
батывает клапан.
Рычаг, на котором подвешены грузы 9, опирается о стенку
мембранной коробки. При повышении под мембраной 7 давления
газа, уравновешенного грузами 9, мембрана начинает подниматься.
155

Если усилие, которое передается на промежуточный шток от
давления газа на мембрану, превысит вес грузов 9, то этот шток
приподнимется, защелка 11 опустится и освободит ударник 12.
Дальнейшее срабатывание клапана происходит так же, как и при
понижении давления в газопроводе. Чем больше вес грузов 9,
тем при большем давлении газа в газопроводе срабатывает клапан.
Без грузов 10 клапан срабатывает при давлении газа под
мембраной 40, без грузов 9 — 360 кгс/м2. Максимальное давление
срабатывания, которое можно получить с помощью грузов 9,
составляет 1000 кгс/м2. Если клапан должен срабатывать при
давлении свыше 1000 кгс/м2, то грузы 9 заменяют пружиной,
работающей на растяжение, а настройку производят винтовой
стяжкой.
Для уменьшения усилия открытия на клапанах большого
размера предусмотрен обвод с вентилем 8, открытие которого
позволяет выравнять давление до и после клапана. При нормаль¬
ной эксплуатации независимо от того, открыт или закрыт ПЗК,
вентиль 8 должен быть всегда закрыт.
Аналогично клапанам ПК устроены и работают предохрани¬
тельные запорные клапаны типов ПЗК„ и ПЗКС (табл. 4.9).
В работе клапанов ПК наблюдаются следующие неполадки.
1.	Клапан при закрытии пропускает газ. Причины: попадание
под золотник твердых частиц, появление на поверхности золот¬
ника или седла раковин, царапин и т. д. Золотник и седло следует
прочистить, а при необходимости отправить в ремонт.
2.	Золотник с трудом поднимается, при освобождении рычагов
опускается медленно или совсем не опускается. Причины: заеда¬
ние в шарнирах или штоке рычага, сильно затянут сальник на оси
рычага. Следует проверить натяжение сальника или, если дело не
в нем, отремонтировать золотник.
3.	Разрыв мембраны. Давление под ней понизится, и клапан,
настроенный на отключение при понижении давления, закроет
подачу газа к регулятору и потребителям. Мембрану необходимо
заменить.
4.	Клапан срабатывает на закрытие при исправном регуляторе.
Причины: плохое зацепление между рычагом мембраны и молоточ¬
ком, сотрясение. Резкое сокращение расхода газа (например, при
быстром отключении части потребителей) также может вызвать
срабатывание, так как регулятор мгновенно изменить давление
не может. Следует обеспечить надежное зацепление. Клапан не
должен подвергаться сотрясениям и толчкам.
4.3.3,	Клапаны ПКН и ПКВ
Клапаны ПКН и ПКВ (рис. 4.17, табл. 4.10), имеющие наи¬
большее распространение, рассчитаны на максимальное давление
в корпусе до 12 кгс/см2, присоединительные размеры фланцев на
Ру «к 16 кгс/см^.
153

Таблица 4.10
Основные характеристики клапанов типа ПКН и ПКВ (рис. 4.17)
Примечание. Производство клапанов £»у80 в настоящее время прекращен»’
107

Поступление газа прекращается при посадке на седло в вен¬
тильном корпусе золотника 1, который через промежуточный
шток соединен с рычагом 3. Когда золотник 1 открыт и рычаг 3
поднят, его штифт 4 сцеплен с крючком анкерного рычага 5*
Ударник 7 нижним концом упирается в выступ анкерного рычага.
Для того чтобы ударник удерживался в вертикальном положении,
его штифт 14 сцепляется с выступом на конце коромысла 15. Это
сцепление возможно только в случае, если давление газа под мем¬
браной 13 не выходит за пределы заданной настройки. Подмембран¬
ная полость клапана соединена с контролируемой точкой на газо¬
проводе через штуцер 6. Клапан настраивают на срабатывание при
повышении давления сверх допустимых пределов, изменяя сжа¬
тие пружины 9 вращением регулировочной втулки 8. Нижний
конец пружины 9 через тарелку 11 упирается в выступ крышки 12.
Если под мембраной 13 давление газа возрастет больше задан¬
ного предела, то усилие, передаваемое через мембрану на шток 10,
превысит усилие, создаваемое пружиной 9. Шток 10 вместе с ле¬
вым концом коромысла 15 поднимется и штифт 14 ударника 7
выйдет из зацепления с коромыслом 15. Падая, ударник повернет
анкерный рычаг 5 и выведет из зацепления рычаг 3. Под действием
груза рычага 3, золотника 1 и других соединенных с ними дви¬
жущихся частей золотник перекроет проход газа.
В торцевое углубление регулировочного винта 16 входит своим
острием шпилька, на резьбовую часть которой навернута гайка 17,
служащая опорой малой пружины 18. Эта пружина определяет
настройку клапана на срабатывание при снижении давления ниже
допустимых пределов. Настройку регулируют вращением
шпильки, перемещающей опорную гайку 17. При снижении давле¬
ния газа под мембраной 13 ниже допустимых пределов она вместе
со штоком 10 под действием малой пружины 18 опускается вниз
и, отводя вверх правый конец коромысла 15, освобождает удар¬
ник 7. Закрытие клапана происходит так же, как и при повышении
давления.
Для выравнивания давления до и после запорного органа слу¬
жит специальный перепускной клапан 2, встроенный в основной
золотник 1. При подъеме золотника с помощью рычага 3 сначала
немного приподнимается шток и открывает перепускной кла¬
пан 2, а затем, если перепад давления между полостями достаточно
уменьшился и усилий обслуживающего лица достаточно, подни¬
мается золотник 1. Когда клапан закрывается, в первую очередь
садится на седло золотник 1, а затем закрывается перепускной
клапан 2, плотность запирания которого обеспечивается весом
■груза рычага <3.
Если при нормальном давлении газа в контролируемой точке
ударник не устанавливается в рабочее вертикальное положение,
то причиной может быть засорение импульсной трубки или по¬
вреждение мембраны. Для нормальной работы клапана необхо¬
димо, чтобы рычаги в осях легко вращались, сальник не давал
158

утечки газа и тоже свободно вращался. Седло золотника должно
быть чистым. Резиновая прокладка седла из мягкой маслобензо-
стойкой резины со временем теряет эластичность и должна перио¬
дически заменяться. Наружный край прокладки должен иметь
скос под углом 15° по форме расточки золотника.
4.3.4.	Клапан ПКК-40МС и импульсное реле
Клапаны ПКК-40МС изготовляют на входное давление до 6,
ври специальном заказе — до 12 кгс/см2. Диапазон настройки
клапана на срабатывание (закрытие) при возрастании выходного
давления за регулятором зависит от характеристики настроечной
пружины: при установке пружины среднего давления (0 про¬
волоки 4 мм) от 500 до 6000 кгс/м2, пружины низкого давления
(0 проволоки 2 мм) — от 150 до 500 кгс/м2. При уменьшении пе¬
репада давления до и после клапана ниже 1000—1500 кгс/м^
поступление газа к регулятору также прекращается. Масса кла¬
пана 4,5 кг.
Клапан (рис. 4.18) имеет муфтовый корпус 1 вентильного типа,
промежуточное кольцо 7, крышку 9 и регулировочный стакан 10.
Между корпусом 1 и промежуточным кольцом зажата нижняя
мембрана 5, которая жестко связана со штоком 3 основного запор¬
ного однотарельчатого золотника 2. Золотник в нижнем поло¬
жении перекрывает проход газа через клапан, прижимаясь
к седлу корпуса усилием пружины 4, весом движущихся частей
и, кроме того, входным давлением газа. Между промежуточным
кольцом и крышкой зажата верхняя мембрана 8, в которой жестко
Закреплен верхний золотник 12. Верхняя мембрана и ее золотник
отжимаются вниз настроечной пружиной 11. Размер усилия, созда¬
ваемого на мембрану этой пружиной, регулируется стаканом 10.
Когда золотник 2, имеющий мягкую прокладку из маслобен-
зостойкой резины, лежит на седле корпуса и проход газа через
клапан отсутствует, входное давление газа поддерживается также
в камерах А, Б и В, соединенных между собой отверстиями Г,
Д и Е.
Для открытия клапана следует с помощью ручки 13 отвернуть
пробку 14 настолько, чтобы отверстие Ж соединило камеру В
с атмосферой. Так как площадь отверстий Е и Ж намного больше
площади отверстия сопла Д, то давление в камерах Б и В падает
и нижняя мембрана 5 под действием начального давления подни¬
мается вверх до тех пор, пока сопло Д не упрется в мягкую про¬
кладку верхнего золотника. Вместе с мембраной 5 поднимается
вверх шток 3 и нижний золотник 2, открывая проход газа к регу¬
лятору давления. При этом отверстие сопла Д оказывается пере¬
крытым, а камеры Б и В разобщенными с входной полостью
клапана.
Через обратный клапан 6 в камеру В поступает импульс вы¬
ходного давления в газопроводе, и после ввертывания на место
159

Рис. 4.18. запорный
клапан ПКК-40МС.
пробки 14 в камере В устанавливается такое же давление, как
и в газопроводе за регулятором.
На срабатывание при заданном выходном давлении за регу¬
лятором клапан настраивается пружиной 11 с помощью стакана 10.
При увеличении давления газа в камере В выше заданного уси¬
лие, действующее на мембрану 8 снизу, преодолевает силу пру¬
жины и мембрана поднимается вверх, открывая отверстие сопла Д.
Камера Б через отверстия Г и Д соединяется с входным патрубком
корпуса, давление по обе стороны мембраны 5 выравнивается
и золотник 2 перекрывает проход газа к регулятору. Обратный
клапан 6 не позволяет протекать газу из камеры В через импульс¬
ный трубопровод в газопровод за регулятором.
Если разность давлений под мембраной 5 и над ней станет
меньше 1000—1500 кгс/м2, то усилие, создаваемое им снизу на
мембрану 5, окажется недостаточным для сжатия пружины 4
и мембрана вместе со штоком и золотником опустится и перекроет
проход газа к регулятору. Сопло Д откроется, и клапан вновь
может быть включен только обслуживающим лицом.
Клапан ПКК-40МС можно использовать в качестве устройства
для дистанционного или автоматического включения. В этом слу¬
чае вместо пусковой пробки 14 к резьбовому отверстию (1/2")
подсоединяют трубопровод с отключающим устройством (краном).
160

При этом трубопровод п проходное сечение пускового устройства
должны обеспечивать пропускную способность не менее 12 м8/ч
при общей потере давления не более 100 на низком и 400 кгс/м2
на среднем контролируемом давлении.
Клапан, как правило, устанавливают мембранной камерой
вверх непосредственно на трубопроводе Dy — 40 мм с обязатель¬
ной постановкой контргаек по торцам корпуса. Использование
клапана в местах с отрицательной температурой допускается при
условии, если невозможна конденсация паров воды в газе при этой
температуре.
Один оборот регулировочного стакана изменяет настройку
давления срабатывания примерно на 300 кгс/м2 с пружиной сред¬
него давления и на 20 кгс/м2 с пружиной низкого давления.
Один раз в квартал в процессе эксплуатации клапан должен
быть проверен на срабатывание путем повышения контролируемого
давления.
В эксплуатационных условиях могут наблюдаться следующие
неисправности клапана.
1.	Запорный золотник после открытия пусковой пробки или
пускового устройства не открывается. Причины: недостаточное
давление перед клапаном, разрыв нижней мембраны, малый раз¬
мер проходного сечения пускового устройства и соединительной
линии.
2.	После открытия клапана происходит самопроизвольное его
закрытие, хотя давление газа в контролируемой точке не превы¬
шает давления настройки. Причины: потеря упругости резинового
уплотнения золотника верхней мембраны (при глубине отпечатка
сопла Д на торце резинового уплотнения более 0,5—1,0 мм уплот¬
нение следует заменить новым из маслобензостой'кой резины тол¬
щиной 5 мм); прилипание диафрагмы к торцу корпуса обратного
клапана; разрыв нижней мембраны; недостаточное давление газа
перед клапаном.
3.	При повышении контролируемого давления сверх установ¬
ленного клапан не закрывается. Причины: разрыв верхней мем¬
браны; засорение сопла Д, диаметр отверстия которого 1,2 мм;
прилипание резинового уплотнения золотника верхней мембраны
к соплу штока; неполное закрытие пусковой пробки или пускового
устройства.
Для применения этого клапана на предприятиях, где необ¬
ходимо отключение газа при повышении и понижении контроли¬
руемого давления сверх установленных пределов, Промэнергогаз
компонует его с импульсным реле (рис. 4.19). Оно состоит из
корпуса 4 с крышкой 7, между которыми зажата мембрана 5.
Снизу в центральный диск мембраны упирается шток 3, жестко
соединенный с золотником 2, который отжимается вверх пружи¬
ной /. Сверху мембрана 5 прижата пружиной 6, сила сжатия ко¬
торой регулируется вращением стакана 8. Импульс контролируе¬
мого давления Н' за регулятором поступает через штуцер 10
в Чепсль В. М.	161

в полость К импульсного реле, из которой через штуцер 9 пере¬
дается по соединительной трубке в камеру Б клапана ПКК-40МС.
Если контролируемое давление Н' превысит усилие, создаваемое
настроечной пружиной клапана ПК.К.-40МС, то последний сра¬
ботает, как это описано выше. В случае, если контролируемое
давление Н" окажется ниже установленного предела, то умень¬
шится давление в подмембранной полости реле М, соединенной
с газопроводом за регулятором штуцером 12. Под действием пру¬
жины 6 мембрана 5 реле опустится и, нажав на шток 3, отожмет
золотник 2 от седла. При этом импульс начального давления Л
(до регулятора) через штуцер 11 поступит в полость К, а из нее
через штуцер 9 и соединительную трубку в камеру Б клапана
ПКК-40МС, который сработает так же, как и при повышении кон¬
тролируемого давления.
Диапазон настройки импульсного реле и размеры пружин
в зависимости от типа ШРУ принимают следующими:
Тип ШРУ
Диапазон настройки,
кгс/см*
Размеры, мм
D
d
ШРУ-2С, ЗС
0,05—0,2
34
2,5
ШРУ-2Н, ЗН
0,01-0,02
34
1,4
4.4.	Предохранительные сбросные клапаны (ПСК)
4.4.1.	Назначение и требования к ПСК
Сбросные клапаны предназначены для стравливания в атмо¬
сферу газа из газопровода за регулятором в случае кратковремен¬
ного повышения давления в нем при резком уменьшении расхода
162

газа потребителями или внезапном повышении давления перед
регулятором. Это предотвращает срабатывание в таких случаях
предохранительного запорного клапана (ПЗК). Кроме того, в ГРП
(ГРУ) промышленных и коммунальных предприятий при времен¬
ном полном прекращении потребления газа давление в газопрово¬
дах может возрастать из-за неплотного перекрытия прохода за¬
порным органом регулятора. При этом ПСК будет стравливать
в атмосферу то небольшое количество газа, которое проникнет
через неплотности клапана регулятора. Если утечки через закры¬
тый клапан регулятора превысят сброс через ПСК, то давление
в газопроводе поднимется и сработает ПЗК- В случае, если через
закрытый ПЗК все же будет иметь место небольшая утечка газа,
то сброс его излишков в атмосферу позволит не допустить повыше¬
ния давления в газопроводе у потребителей.
В ГРП (ГРУ), как правило, используют жидкостные и пружин¬
ные сбросные клапаны. Последние должны иметь устройство для
принудительного их открытия и контрольной продувки.
Подводящий трубопровод к ПСК следует подсоединять, как
правило, к газопроводу за регуляторами давления после расходо¬
меров. Сбросные трубопроводы от ПСК следует выводить наружу
в места, обеспечивающие безопасные условия для рассеивания
газа, но не менее 1 м над карнизом здания. Трубопроводы должны
иметь минимальное число поворотов, а также устройства, исклю¬
чающие возможность попадания в них атмосферных осадков.
Подводящий и отводящий трубопроводы должны иметь диаметры
не меньшие, чем присоединительные штуцеры клапана.
Если ПСК конструктивно встроен в регулятор давления и обес¬
печивает сброс необходимого количества газа, то устанавливать
дополнительный ПСК не обязательно.
ПСК, в том числе встроенные в регулятор давления, должны
обеспечивать начало открытия при превышении установленного
максимального рабочего давления не более чем на 5% и полное
открытие при превышении этого давления не более чем на 15%.
Согласно СНиП II—37—76 необходимая пропускная способ¬
ность сбросного клапана VH, м’/ч, определяется следующим об¬
разом:
—	при наличии перед регуляторами ПЗК по формуле
где Ро — плотность газа при нормальных условиях, кг/м’; d —
диаметр седла наибольшего из регуляторов давления, мм;
—	при отсутствии перед регуляторами ПЗК — не менее про¬
пускной способности наибольшего из регуляторов давления за
вычетом значения минимального потребления газа;
—	при отсутствии перед регуляторами ПЗК, но наличии у по¬
требителей дополнительных регулирующих устройств — не менее
w% пропускной способности наибольшего из регуляторов ГРП.
Q*	163

где а — коэффициент расхода (указывается в паспорте); г —•
площадь сечения седла, равная наименьшей площади сечения
в проточной части, мм2; В — коэффициент, определяемый по
табл. 4.7; р0 — плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;
рвх — абсолютное входное давление газа в ПСК, кгс/см2; Др —
перепад давления на клапане (рвх—рвых), кгс/см2.
При определении пропускной способности ПСК расчетные
давления рвх и рвих должны приниматься такими, которые могут
иметь место во входном и выходном патрубках клапана, т. е.
с учетом потери давления в подводящем и сбросном трубопроводах
при расходе газа Ун. Тогда рвх будет равно давлению в контроли¬
руемой точке газопровода за вычетом потери в подводящем трубо¬
проводе, рвь.х будет равно потере давления в сбросном трубо¬
проводе. Особое значение учет потерн имеет при установке ПСК
на газопроводах низкого давления, где ее значение может прибли¬
жаться к р„х. Поэтому зачастую целесообразно диаметр сбросного
трубопровода принимать больше диаметра выходного патрубка
ПСК.
Следует отметить, что сбросные клапаны, установленные в се¬
рийно выпускаемых шкафных ГРП типа ШРУ-2н, ШП-2 и ШП-3
(см. § 4.7), по пропускной способности не соответствуют требова¬
нию СНиП 11—37—76. Поэтому, как правило, за этими ГРП
следует дополнительно предусматривать установку ПСК.
При обнаружении утечек газа через сбросной клапан следует
его продуть, что может привести к устранению накопившихся на
уплотнительных поверхностях загрязнений. Если утечка газа
после продувки не прекращается, следует найти и устранить при¬
чину (деформация пружины, отсутствие соосности деталей клапана,
повреждение уплотнительных поверхностей и т. д.).
Клапан ПСК-50. На рис. 4.20 показан пружинный сбросной
клапан мембранный типа ПСК-50 конструкции Мосгазпроекта.
В чугунном корпусе 1 в верхней части имеется патрубок с вну¬
тренней резьбой Труб.2" для сброса газа в атмосферу. Нижняя
часть патрубка представляет собой седло, перекрываемое золот¬
ником 3 с уплотняющей резиновой прокладкой 2. Золотник снизу
соединен с мембраной 5 и тарелкой 4.
С контролируемой точкой газопровода клапан сообщается через
боковой патрубок. При повышении давления газа перед клапаном
сверх заданного значения, которое определяется сжатием пру¬
жины 8, расположенной в крышке 7, мембрана вместе с клапаном
опускается вниз, открывая проход ^аза в атмосферу. При умень¬
шении давления клапан под действием Пружины вновь перекры-
164
4.4.2. Сбросные клапаны пружинные
Действительную пропускную способность пружинного сброс¬
ного клапана Уд, м3/ч, можно определить по формуле

F«. 4.20. Сбросной
клапан ПСК-БО.
В — с иаправлию1цп.
а ребрами: б —.
без ребер.
вает седло, прекращая сброс газа. Изменение сжатия пружины
осуществляется вращением регулировочного винта 10 в опорной
шайбе 9.
В зависимости от заданного давления газа, при котором должно
осуществляться срабатывание, клапан комплектуют соответству¬
ющими пружинами 8, тарелками 4 и дисками 6 (размеры Dt и Dt).
При настройке на давление 100—500 кге/м2 устанавливают пру¬
жину 1315-08 (Dj. = 170,	=» 140 мм), на 2000—5000 кге/м- —
165

пружину 1315-09 (Di >= 170, D2 = 140 мм), на 5000—12 500 кгс/м2
пружину 1315-09 (р! = 130, D2 = 60 мм). Для давления 500—,
1250 кгс/м2 следует заменить пружину 1315-09 пружиной 1315-08;
для 1250—2000 кгс/м2 можно использовать клапан с = 170
и D2 = 140 мм с пружиной 1315-09. Максимальное рабочее давле¬
ние на входе 1,25 кгс/см2. Масса клапана 6,8 кг. Коэффициент
расхода по данным Мосгазпроекта для клапанов с направляющими
ребрами (рис. 4.20, а) а = 0,3, для клапанов без ребер (рис. 4.20, б)
а = 0,6. Площадь седла F = 1960 мм2.
Клапан должен устанавливаться на газопроводе строго в вер-
тнкалыюм положении в помещении с положительной температу¬
рой. При отрицательной температуре клапан допускается исполь¬
зовать, лишь обеспечив отсутствие конденсации паров в сбрасывае¬
мом газе при этих температурах.
Недостатком клапана является отсутствие приспособления
для принудительного открытия при проверке исправности работы.
Клапан СППК4Р-16. На газопроводах среднего и высокого
давления используют сбросные предохранительные полноподъем¬
ные клапаны с рычагом
для контрольной продувки
типа СППК4Р-16 (рис. 4.21,
166

Таблица 4.It
Основные характеристики клапанов типа СППК4Р-16
(рис. 4.21)
Тип клапана
Размеры, мм
н
h
L
d
Dy
D'y
СППК.4Р-50-16
560
125
100
30
50
80
СППК4Р-80-16
650
140
110
40
80
. 100
СППК4Р-100-16
810
175
130
50
100
125
СППК4Р-150-16
1030
225
200
72
150
200
СППК4Р-200-16
1360
320
280
142
200
300
Номер
Пределы	Масса.
Тип клапана
а
пружины
настройки,
КГ
кгс/см
СППК4Р-50-16
0,6
101
0.5—1,2
23
СППК4Р-80-16
0,6
ПО
0,5—1,3
32
СППК4Р-100-16
0,6
120
0.5—1,0
49
СППК4Р-150-16
0.6
127
0,5—1,0
114
СППК4Р-200-16
0,7
304
0,5—8,0
250
Примечание. При использовании пружин 101, ПО. 120 и 127 ход золотинка
составляет 0,67 полного хода.
табл. 4.11). До 1977 г. применялись клапаны ППК4, кон¬
структивно аналогичные СППК.4Р. В зависимости от номера
установленной пружины клапаны можно настроить на сраба¬
тывание в диапазоне давления от 0,5 до 16 кгс/см2. При по¬
даче газа к горелкам среднего давления применяют пружины,
номера которых и пределы настройки приведены в табл. 4.11.
Давление газа из контролируемой точки газопровода поступает
в корпус / под золотник 2. Давлению газа противодействует уси¬
лие пружины 4, передаваемое через опорную шайбу 5 и шток 6.
Натяжение пружины регулируют винтом 7. Превышение давления
газа сверх заданного значения вызывает сжатие пружины, подъем
золотника и удаление части газа через сбросной трубопровод,
подсоединяемый к патрубку 9. Правильная и надежная посадка
золотника на седло обеспечивается направляющей втулкой и шар¬
нирным соединением штока с золотником. Ограничителем подъема
золотника служит специальная гайка 3, ввинченная в золотник.
Кулачковый механизм 8 позволяет производить контрольную
продувку клапана; поворотом рычага усилие через валик, кулачок
и направляющую втулку передается на шток. При подъеме штока
и золотника осуществляется продувка, сопутствуемая шумом
истечения газа.
Клапаны 17с11нж (рис. 4.22) выпускают на Dy = 15 и 25 мм
с пружинами № 1, 2 и 3, позволяющими производить настройку
на диапазоны сброса соответственно 2—4, 4—8 и 8—16 кгс/см2.
167

При превышении заданного давления, которое соответствует
усилию пружины 7, передаваемому через шток 5 на золотник 8,
последний поднимается, сбрасывая часть газа в атмосферу. Пру¬
жина расположена в стакане 6, соединенном с корпусом 9 на резьбе.
Сжатие пружины регулируют при снятом колпаке 2 болтом 3,
положение которого фиксируется гайкой 4. Принудительная про¬
дувка осуществляется подъемом штока, в верхней части которого
имеется отверстие 1 для ручки. По окончании регулировки или
продувки надетый на клапан колпачок пломбируют. Установочное
положение клапана на трубопроводе вертикальное, колпачком
вверх. Допускаемая температура окружающей среды — от —40
до 50° С. Коэффициент а = 0,03 (£>у15) и 0,05 (Dy25).
4.4.3.	Сбросные клапаны жидкостные
Конструктивно жидкостный клапан представляет собой сталь¬
ной сварной цилиндр с 2 патрубками. Один конец первого патрубка
соединен с газопроводом за регулятором давления, а другой про¬
ходит через сосуд почти до дна. Второй патрубок соединен с тру¬
бопроводом, отводящим сбрасываемый газ в атмосферу. Сосуд
заполнен запорной жидкостью. Высота столба ее (с учетом плот¬
ности) определяет давление, при котором начинается сброс газа
из газопровода. При повышении давления газа сверх установлен¬
ного предела газ прорывается через жидкостную преграду (бар¬
ботирует) в верхнюю часть цилиндра и по второму патрубку сбра¬
сывается в атмосферу. После сброса части газа и установления
нужного давления в газопроводе за регулятором жидкость вновь
надежно перекрывает выход газа.
В качестве затворной жидкости при положительной тем¬
пературе используют воду. Для уменьшения ее испарения добав¬
ляют немного масла, которое образует защитный слой. Если в по¬
мещении возможна отрицательная температура, то клапан зали¬
вают веретенным маслом или глицерином. При этом высоту запор¬
ного столба следует увеличить по сравнению с высотой столба
воды во столько раз, во сколько плотность используемой жидкости
меньше плотности воды.
4.5.	Газовые фильтры
Газовые фильтры устанавливаются в ГРП и ГРУ перед предо¬
хранительными запорными клапанами и регуляторами давления.
Они предназначены для очистки газа от пыли, ржавчины и других
твердых частиц, которые приводят к преждевременному износу
запорных органов, засоряют импульсные трубопроводы, выводят
из строя счетчики и дроссельные устройства, снижают эластич¬
ность мембран и т. д.
Фильтры сетчатые (рис. 4.23, табл. 4.12) применяют при отно¬
сительно небольшом расходе газа. Газ из корпуса 1 фильтра по-
168

Характеристики сетчатых и кассетных фильтров
Примечания. Т. Пропускная способность указана при перепаде давления на 'чистых фильтрах, кгс/м*: сетчатых — 250.
кассетных — 500. 2. Обозначения фильтров волосяных сварных: Ф — фильтр, Г — газовый, первое число — условный диаметр (Dy), второе
число — максимальное давление в корпусе. кгс/сма. 3. Фильтры ФГ«50 иаготовляют без опорных стоек. 4. Фильтры ФГ-100-12, ФГ-200-6
и ФГ-200-12 имеют приспособления для подъема крышек.
169

ступает внутрь обоймы, состоящей из проволочного каркаса 4,
обтянутого мелкоячеистой сеткой 2, на которой осаждаются твер¬
дые частицы. Очищенный газ выходит из фильтра, а твердые ча¬
стицы накапливаются на сетке и в полусферическом углублении
колпака 3. Для очистки фильтра при закрытых запорных устрой¬
ствах до и после него вывертывают колпак, из корпуса вынимают
и промывают обойму. Штуцеры 5 служат для подключения к диф¬
манометру, по которому контролируют перепад давления
в фильтре, характеризующий степень его загрязненности. Макси¬
мальный перепад в загрязненном фильтре не должен превышать
500 кгс/м2, в чистом состоянии при расчетном расходе газа перепад
в нем не должен превышать 200—250 кгс/м2.
Фильтры кассетные. Устройство кассетного фильтра с чугун¬
ным литым корпусом показано на рис. 4.24 (табл. 4.12). Кор¬
пус / имеет кольцевой паз, в который закладывают кассету 2.
Торцевые части кассеты затянуты проволочными сетками, про¬
странство между которыми заполнено прессованным конским
волосом или капроновой нитью 29,0, пропитанными висциновым
маслом (смесь 60% цилиндрового и 40% солярового масел).
Набивка должна быть однородной, без комков и жгутов. Очистка
газа происходит при его проходе через фильтрующий материал
кассеты. За кассетой (по ходу газа) расположена решетка 4 в виде
перфорированной металлической пластины, предохраняющая зад¬
нюю сетку от разрыва и уноса фильтрующего материала. Сверху
корпус перекрыт крышкой 3, закрепляемой болтами. Перепад
давления в фильтре измеряют' при подключении дифманометра
к штуцерам 5.
170

Чистят кассету вне помещения ГРП путем стряхивания на¬
копившихся твердых частиц и промывания ее (при необходимости)
в бензоле, ксилоле или других растворителях. Следует также
убрать твердые частицы, собирающиеся в корпусе, а сам корпус
внутри протереть тряпкой, смоченной в керосине. Если кассета
сухая, то ее опускают на 6 мин в ванну с висциновым маслом при
температуре 55—60° С. Затем кассету вынимают, дают стечь из¬
лишнему маслу в течение 5—6 ч, и после этого она вновь пригодна
для установки в корпус. При этом необходимо следить, чтобы
направление стрелки на обечайке кассеты совпадало с направ¬
лением движения газа.
При расходе газа до 100 000 м3/ч применяют кассетные фильтры
ФГ в сварном исполнении конструкции Мосгазпроекта (рис. 4.25,
табл. 4.12). Газ, поступающий в стальной сварной корпус 1,
перекрытый крышкой 2, встречает на своем пути отбойный лист 3.
Твердые частицы крупных размеров, ударившись о лист и потеряв
скорость, падают на дно корпуса. Более мелкие фракции механи¬
ческих примесей фильтруются в кассете 6, которая с помощью
болта 4 прижата к защитному перфорированному листу 7. Лист,
в свою очередь, опирается на кромки внутренней камеры фильтра.
Для удаления частиц, собравшихся в корпусе, снимают за¬
глушку 9, а для очистки и промывания кассеты поднимают
крышку 2, используя рым 5. К 2 штуцерам 8 подсоединяют диф¬
манометр для измерения перепада давления до и после кассеты.
Устройство кассеты и ее об¬
служивание аналогичны при¬
веденным выше для чугун¬
ных фильтров.
Как правило, фильтры ФГ
устанавливают в помещениях
171

ГРП. Допускается их установка на открытом воздухе при расчетной
температуре не ниже —20° С. При расчетной температуре до
—40° С применяют сварные фильтры, идентичные по устройству,
размерам и пропускной способности конструкции УкрНИИинж-
проекта £>у100 на ру = 6 кгс/см2, £>у 100 на ру = 12 кгс/см2,
Dy200 на ру — 12 кгс/см2 и ОуЗОО на ру = 12 кгс/см2.
Максимально допустимый перепад давления на кассете литого
и сварного фильтров (без учета потерь в корпусе) не должен пре¬
вышать 1000 кгс/м2, перепад на чистой кассете принимают в пре¬
делах 400—500 кгс/см2. Для измерения перепада давления на
фильтре следует использовать дифманометры ДТ-5 или -50 (гл. 3).
Если давление газа до фильтра не превышает 2,5 кгс/см2, то
перепад можно измерять пружинным манометром с ценой деления
шкалы 0,05 кгс/м2 (схема подключения этого манометра показана
на рис. 4.26, а). В этом случае сначала открывают кран на входном
штуцере фильтра, записывают показания и кран закрывают.
Затем открывают кран на выходном штуцере, записывают новое
показание и кран закрывают. Разность показаний характеризует
перепад давления и степень засоренности фильтра.
ГРП с высоким входным давлением (более 12 кгс/см2) оснащают
висцииовыми фильтрами.
4.6.	Схема ГРП (ГРУ)
В зависимости от давления газа на вводе ГРП и ГРУ подразде¬
ляют на: а) ГРП (ГРУ) среднего давления ( > 0,05 до 3 кгс/см2);
6) ГРП (ГРУ) высокого давления ( > 3 до 12 кгс/см2).
Принципиальная схема ГРП (ГРУ), оборудованного регулято¬
ром давления типа РДУК. и 2 ротационными счетчиками, показана
на рис. 4.26, а. Па входе газопровода установлено общее запорное
устройство 1. Для продувки газопроводов газом до ГРП преду¬
смотрен трубопровод 2, а пробы для контроля окончания продувки
отбирают через штуцер 3. Давление газа на входе определяют по
манометру 28, при необходимости его регистрации дополнительно
устанавливают самопишущий манометр (на рисунке не показан).
Для включения и отключения основного оборудования — филь¬
тра 5, ПЗК 6 и регулятора давления 7 — служат запорные устрой¬
ства 4 и 9. На обводном газопроводе (байпасе) последовательно
расположены 2 запорно-регулирующих устройства 27 и 25,
к участку между которыми подключают манометр 26. При необхо¬
димости работы на байпасе устройство 27 является как бы первой
ступенью регулирования, на которой входное давление грубо
снижается до близкого к выходному, а устройство 25 служит
для точного поддержания заданного выходного давления.
Перепад давления на фильтре определяют с помощью дифма¬
нометра 33 (рис. 4.26, б) или, если давление на входе в ГРП не
превышает 2,5 кгс/см2, по пружинному манометру 29 с ценой
деления не более 0,05 кгс/см*.
172

В схеме предусмотрен специальный патрубок 8 (Dy — 40 ■+■
4-50 мм), к которому подсоединяют импульсные трубки к ПЗК,
регулятору и КИП — показывающему 24 и регистрирующему 23
манометрам, контролирующим давление газа за регулятором.
Патрубок 8 увеличивает объем застойной зоны и повышает устой¬
чивость работы регулятора и ПЗК, несколько сглаживая колеба¬
ния давления, происходящие при изменении тепловой нагрузки
агрегатов. При использовании регуляторов типа РДУК сбросной
трубопровод из подмембранной полости и трубку к надмембранной
полости также подсоединяют к патрубку 8. Кроме того, располо¬
жение в одном месте всех кранов импульсных трубок более
удобно. Следует, однако, отметить, что многолетний опыт эксплуа¬
тации ГРП (ГРУ) с различными типами регуляторов показал,
что можно добиться достаточно устойчивой их работы при подклю-
173

чедии импульсной трубки непосредственно к обводной линии.
Отключение и включение счетчиков 19 производят задвижками 11
и 20. При необходимости работы без счетчиков (ревизия, ремонт)
открывают задвижку 18, которая нормально должна быть оплом¬
бирована в закрытом положении. Перед счетчиком устанавливают
фильтр-ревизию 21, а после него специальное поворотное ко¬
лено 10. Запись температуры газа перед счетчиками производится
самопишущим термометром 22.
Если расход газа на объект невелик и для его учета достаточно
1 счетчика, то зачастую температуру измеряют техническим термо¬
метром, который устанавливают в отверстие, имеющееся в верх¬
ней крышке фильтра-ревизии, или в специальный карман, вре¬
заемый в газопровод до счетчика (на рис. 4.26, а не показано).
Основное оборудование (регулятор и ПЗК.) можно настроить
без подачи газа к тепловым потребителям, если создать небольшей
расход газа через продувочный трубопровод 16, открывая кран 17.
Сброс газа в атмосферу при повышении его давления сверх
заданного в газопроводе за регулятором осуществляется сбросным
клапаном 15. Для периодической проверки настройки сбросного
клапана, не имеющего для этого специального устройства, на от¬
ветвлении газопровода к клапану устанавливают запорное уст¬
ройство 13, которое в процессе эксплуатации пломбируется в от¬
крытом состоянии. На участке между запорным устройством
и НСК предусмотрен штуцер 14 со съемной пробкой на резьбе,
к. которому во время проверки подсоединяют контрольный мано¬
метр и при закрытом устройстве 13 производят закачку воздуха.
Срабатывание ПСК определяют по шуму выходящего воздуха.
Для ГРП, расположенных в отдельно стоящих зданиях или
в пристройках к производственным помещениям и предназначен¬
ных для снабжения нескольких котельных и цехов, целесообразна
установка общего запорного устройства 12 на выходе газопровода
ИЗ.ЕРП (на рис. 4.26, а показано штрихом). В атом случае подклю¬
чение трубопровода 16 для настройки оборудования и продувки
газопроводов ГРП следует осуществлять в точке Б (вместо
точки А), что позволит учесть количество расходуемого на на¬
стройку газа с помощью счетчиков. Схема без патрубка 8 показана
на рис. 4.26, б. Она отличается от предыдущей еще и тем, что
вместо счетчиков установлена измерительная диафрагма 31 с са¬
мопишущим дифманометром-расходомером 32 и байпасной линией
к ней 30, а для измерения перепада давления на 'фильтре — диф¬
манометр 83. Все остальные обозначения вдесь те же, что и та
рис. 4.26, а.
’На крупных объектам с большим и 'переменным расходом-газа
вместо байпаса 30 прокладывают еще 1 '(при необходимости 2—3)
линию с диафрагмой и дифманометром. Если технология на не¬
больших объектах позволяет кратковременно останавливать 'про¬
изводство для смены диафрагмы или регистрирующего прибора,
то-ограничиваются 11 линией с -диафрагмой'без байпасной линии.
174

В случае резко переменных (например, сезонных) расходов газа
к диафрагме можно подключить 2 дифманометра с различными
шкалами на соответствующие расходы.
Расходомеры выбирают в зависимости от максимального ча¬
сового расчетного расхода. Так как отечественная промышлен¬
ность изготовляет ротационные счетчики на максимальный рас¬
четный расход 1000 м3/ч при давлении не более 1 кгс/см2, а компо¬
новка более 2 счетчиков нерациональна, то при расходе газа до
2000 м3/ч и давлении до 1 кгс/см2 применяют счетчики, а при боль¬
ших расходе или давлении — измерительные диафрагмы.
4.7.	Шкафные ГРП
Для снабжения потребителей с расходом газа до 2000 м3/ч
ршрокое распространение получили шкафные ГРП (табл. 4.13),
в которых с максимальной компактностью размещены все пере¬
численное выше оборудование и приборы. Ремонт, осмотр и на¬
стройку оборудования производят через передние и боковые
дверки металлического шкафа, который при необходимости уте¬
пляют и оборудуют отоплением.
Шкафные ГРП имеют небольшую стоимость, позволяют сни¬
зить объем строительно-монтажных работ и добиться высокой
надежности эксплуатации за счет промышленной сборки и завод¬
ских испытаний на специальных стендах.
В паспорте шкафных ГРП кроме технических характеристик
должны быть данные о заводских испытаниях на прочность и плот¬
ность оборудования ГРП в сборе. Во время монтажа шкафного
ГРП его оборудование и плотность сборки не должны нарушаться,
а после монтажа газопроводные работы по подсоединению ГРП
проверяются на плотность и прочность по действующим нормам.
ГРП типа ШРУ. Принципиальная схема ГРП типа ШРУ-2н
и ШРУ-Зн показана на рис. 4.27, а (табл. 4.13). Давление газа
на входе контролируют манометром 20, который используют
Рис. 4.27. Схема шкафного ГРП.
в * типа ШРУ-bi б — типа ШРУ-с.
17»

Таблица 4.13
Характеристики шкафных ГРП
176

также для замера перепада давления на сетчатом фильтре 1 путем
поочередного открытия кранов 21 и 22. Предохранительный
клапан ПКК-40МС 2 дополнен импульсным реле 3, позволяющим
прекращать проход газа при повышении и понижении его давле¬
ния сверх заданных пределов. Дросселирование давления газа
осуществляют регулятором 6 типа РД-50 (ШРУ-2н) или РД-32
(ШРУ-Зн). Для сброса в атмосферу избытка газа при резком умень¬
шении или полном прекращении его потребления служит сбросной
клапан 11. На обводном газопроводе — байпасе последовательно
установлены кран 17 и вентиль 16.
Схема ШРУ позволяет производить настройку и проверку
работы оборудования без подачи газа к потребителям или при
питании их газом через байпас. Для этого импульсный трубопро¬
вод выходного давления подключен к газопроводу за регулятором
в 2 точках: А (точка контролируемого давления при нормальной
эксплуатации) и Б (точка контролируемого давления, служащая
для настройки), а трубка с крапом 9 позволяет обеспечить расход
газа в атмосферу через сбросной трубопровод 10.
До настройки оборудования следует убедиться, что все краны
и вентили (кроме 5 и 23) закрыты, регулировочный стакан импульс¬
ного реле 3 вывернут, а регулировочный стакан ПКК-40МС 2 и
регулировочная шайба сбросного клапана 11 ввернуты. По ма¬
нометру 20 проверяют входное давление, которое должно на¬
ходиться в пределах 1—6 кгс/см2. При закрытом кране 8 и под¬
ключенном к ниппелю 12 манометре открывают краны 7, 9 и 19,
а затем, вывернув и вновь ввернув пусковую пробку ПКК-40МС,
включают последний. Регулировочным винтом регулятора в со¬
ответствии с показаниями манометра устанавливают рабочее
выходное давление газа.
Для настройки ПКК.-40МС на срабатывание при повышении
выходного давления закрывают край 23, к ниппелю 24 подключают
манометр, а через ниппель 25 подают давление, равное 1,5ргаб.
Регулировочный стакан ПК.К-40МС плавно выворачивают до
срабатывания клапана, после чего кран 23 Открывают. Чтобы
проверить правильность настройки, вновь включают ПКК-40МС
путем вывертывания на короткое время и ввертывания пусковой
пробки, кран 23 закрывают и через ниппель 25 плавно подают
давление воздуха. Клапан должен сработать, когда это давление
достигнет 1,5р|)аб. После этого кран 23 открывают.
Проверка клапана на срабатывание при понижении давления
состоит в следующем. Открывают клапан, вывернув и вновь
завернув пусковую пробку, кран 5 закрывают и через ниппель 4
создают давление воздуха в импульсной линии реле в пределах
100—200 кгс/м2. Регулировочный стакан импульсного реле мед¬
ленно вворачивают до срабатывания клапана и открывают кран 5.
Для настройки сбросного клапана закрывают кран 19, откры¬
вают кран 13 и через ниппель 12 создают сжатым воздухом задан-
we давление. Плавно вывертывают регулировочную шайбу ПСК
177

до момента его открытия;
При снижении давления
ДО рряб клапан должен за-
крыться. Проверку откры¬
тия и закрытия ПСК при
использовании воздуха
можно произвести через
его выходной патрубок,
предварительно отсоеди¬
нив его от сбросного
трубопровода.
После окончания на¬
стройки всех приборов,
открытия крана 8 и подачи
газа к потребителю кран
18 открывают, а кран 7 за¬
крывают и контроль дав¬
ления в точке А ведут по
манометру, подсоединяе¬
мому к ниппелю 14 при
открытом кране 15. Для
снабжения потребителей
газом среднего давления используют ШРУ-2с и -Зс (табл. 4.13),
принципиальные схемы которых (рис. 4.27, б) в основном
аналогичны схемам ШРУ-2н и -Зи. Отличия состоят в том,
что ГРП комплектуется пружинными манометрами (шкала
1,6 кгс/см2) 26 (для контроля давления в точке А) и 27 (для
контроля давления в точке Б), регулятор оборудо¬
ван пилотом 28 и исключен ряд ниппелей и кранов, использовав¬
шихся для настройки приборов. Все остальные обозначения
те же, что и на рис. 4.27, а. Пуск и проверку оборудования ШРУ-2с
и -Зс осуществляют в той же последовательности, что и для
ШРУ-2н и -Зн, со следующими отличиями:
—	рабочее выходное давление устанавливают вращением ре¬
гулировочного стакана пилота регулятора;
—	для настройки ПКК-40МС и сбросного клапана повышение
и понижение давления до значений, при которых должно проис¬
ходить срабатывание, производят соответственно вывертыванием
или ввертыванием регулировочного стакана пилота регулятора.
ГРП типа ШП. Шкафные ГРП типа ШП-2 и -3 (рис. 4.28,
табл. 4.13) предназначены для снабжения потребителей газом
низкого давления. Они имеют по 2 технологические линии (ра¬
бочую и резервную), каждая из которых оборудована одинако¬
выми приборами: отключающими устройствами 2 и 8, сетчатым
фильтром 4, запорным клапаном ПКК-40МС 5 и регулятором
давления 6 РД-50М (ШП-2) или РД-32М (ШП-3) с импульсной
трубкой 7. Давление газа на входе 1 в ГРП измеряют манометром
15. Импульс выходного давления поступает по трубке 1D, а его
178

вначение контролируют перенос¬
ным манометром, подключаемым
к штуцеру 9. Импульсная линия
13 перед запорным клапаном 5
имеет штуцер с тройником 14,
который позволяет проверять на¬
стройку клапана на срабатывание
на одной из ниток без отключения
потребителей, питающихся газом
от газопровода выходного давле¬
ния 11 через другую нитку.
Перепад давления в фильтре
определяют с помощью дифма¬
нометра, подсоединяемого к шту¬
церам 3. При повышений дав¬
ления сверх заданного на 50—100 кгс/м* срабатывают сбросные
клапаны, встроенные в регуляторы давления, и излишки газа
удаляются в атмосферу по трубке 12 диаметром Dy = 20 мм.
Следует отметить, что совместная работа обеих технологических
линий этих ГРП при принятых диаметрах выходных газопроводов
и арматуры недопустима. Кроме того, так как в схему обвязки
ПКК-40МС не включено импульсное реле, то подача газа к по¬
требителям этим клапаном прекращается только при повышении
выходного давления сверх заданных пределов.
Шкафные ГРП типа ШП-1 (рис. 4.29, табл. 4.13) также пред¬
назначены для снабжения потребителей газом низкого давления,
но имеют 1 технологическую линию и байпас 10 с 2 запорными
устройствами. Редуцирование газа осуществляется регулятором 3
РДУК2-50/35 с пилотом 4 КН2, прекращение подачи газа при
повышении выходного давления сверх заданных пределов — за¬
порным клапаном 5 ПКК-40МС, сброс газа в атмосферу — сброс¬
ным клапаном 7 ПСК-50. Для измерения перепада давления
в фильтре 6 предусмотрены штуцеры с кранами 8, выходного
давления — штуцер с краном 2. Входное давление измеряют по
манометру 9. Импульс выходного давления поступает к оборудо¬
ванию ШП по трубке /.
ГРП с газовым обогревом. На рис. 4.30, а (табл. 4.13) пока¬
зано устройство шкафного ГРП с газовым обогревом, состоящего
из ШП-3 и расположенного под ним воздухонагревателя, в котором
размещена газовая инжекционная горелка инфракрасного излу¬
чения. Тепловая мощность горелки при давлении природного
газа 90 кгс/м2 составляет 1100 ккал/ч, при давлении 200 кгс/м’ —
1700 ккал/ч и соответственно расходы газа—0,13 и 0,2 м*/ч.
Горение подготовленной в смесителе 5 газовоздушной смеси про¬
исходит между внутренней 3 и наружной 1 сетками (№ 045—
0,25). Наружная сетка, служащая излучателем, состоит из 2
слоев и имеет форму цилиндрической коробки высотой 20 мм,
расположенной днищем вверх. В боковой поверхности коробки
179

сделаны 2 отверстия 0 6 мм, рас¬
положенные под 90° друг к другу
и предназначенные для зажигания
смеси и подогрева термопары 8.
При нормальной работе должны
отсутствовать явления проскока
пламени в горелку, отрыва и вы¬
бивания языков пламени за излу¬
чатель. Во избежание нагрева смесителя в диффузоре закреплен
отражатель 4. Газ низкого давления от выходного патрубка /2 ШП-3
поступает к горелке по трубке 9, на которой последовательно уста¬
новлены отключающий кран 11, расположенный внутри шкафа 14
ШП-3, и электромагнитный клапан 7 ЭМК-П-15, прекращающий
подачу газа к горелке при погасании пламени. Для контроля
пламени служит хромель-копелевая термопара 8, при подогреве
спая которой до 400—500° С создается эдс, поддерживающая
золотник электромагнитного клапана. в открытом состоянии.
Воздухонагреватель сверху перекрыт ребристым теплообмен¬
ником 10, передающим тепло продуктов сгорания воздуху и обо¬
рудованию в шкафу ШП-3, стенки 14 которого внутри покрыты
теплоизоляцией 13. Систему обогрева включают вручную при
температуре окружающего воздуха ниже 5° С, для чего отверты¬
вают гайку 6 и снимают кожух 2. При открытых дверках ШП-3
180

открывают кран II, вводят через запальное окно в корпусе меха¬
ническую зажигалку, зажженную лучину или горящий жгут
бумаги к одному из двух отверстий в наружной сетке газовой
горелки и нажимают пусковую кнопку клапана ЭМК-1Н5,
которую отпускают через 25—30 с. Если пламя на горелке устой¬
чиво (наблюдение ведется через отверстие в корпусе), то кожух
устанавливают на место, дверки шкафа ШП-3 закрывают и запи¬
рают на защелки.
С 1979 г. теплогенератор (рис. 4.30, б) крепят непосредственно
ко дну 1 шкафа, через которое передается теплота от горелки
к оборудованию ШП. Максимальная температура нагрева днища
не превышает 250° С. Отсутствие ребристого теплообменника поз¬
воляет надежно изолировать внутреннее пространство шкафа от
горелочной камеры и комплектовать при необходимости тепло¬
генераторами существующие шкафные ГРП. Отверстия 5 для вы¬
хода продуктов сгорания во внешний кожух 2 просверлены ниже
излучающей поверхности горелки и перекрыты снаружи пламе¬
ней рогасителем 6 в виде кольцевого пояска из сетки с размерами
ячеек 0,45x0,45 мм. Торцевая открытая часть внутреннего кожу¬
ха 4 перекрыта сетчатым пламеискрогасителем 3.
При включенной горелке внутри шкафа обеспечивается поло¬
жительная температура воздуха в зимних условиях умеренной
климатической зоны.
4.8.	Требования к помещениям
и монтажу оборудования ГРП (ГРУ)
Помещения, в которых находятся агрегаты, использующие газовое топливо,
не относятся к категории взрывоопасных и размещение в них ГРУ не требует
выполнения дополнительных мероприятий по их конструктивному оформлению,
отоплению и освещению сверх требований, связанных с технологией основного
производства. При этом здание, в котором расположена ГРУ, должно быть не
ниже III степени огнестойкости с производствами, отнесенными по пожарной
опасности к категориям Г и Д (см. разд. 5.7.1). Помещение, в котором размещена
ГРУ, должно быть оборудовано постоянно действующей приточно-вытяжной
естественной вентиляцией.
Строения или пристройки к зданиям, в которых располагают ГРП, должны
отвечать требованиям, установленным для производств категории А, т. е. для
взрывоопасных производств. Они должны быть одноэтажными I и II степени огне¬
стойкости. бесчердачнымн с покрытием легкой конструкции весом не более 120 кгс
на 1 мг. Утеплитель покрытия должен быть из несгораемых материалов. Необхо¬
димо при этом иметь в виду, что покрытие этих легких плит даже 1 слоем рубе¬
роида приводит к возрастанию возникающего в помещении давления взрыва
в 2,5 раза по сравнению с давлением при покрытии со свободно лежащими плитами
нормативного веса, а при 2 слоях — в 4 раза. Согласно данным МПСИ им.
В. В. Куйбышева, рекомендуется выполнять стыки полотнищ рубероида шириной
не более 10 см, располагая один стык над другим. Стыки следует располагать
в местах опирания отдельных элементов кровли на плиты, прогоны или стропиль¬
ные конструкции, т. е. в местах, где при подъеме кровли наблюдается перегиб
рубероидного ковра. Применение трудносбрасываемых взрывной волной покры¬
тий допускается, если общая площадь оконных проемов, световых фонарей или
Отдельных легкосбрасываемых панелей составляет не менее 500 см? на каждый
181

1 м8 внутреннего рбъема ГРП. В оконных проемах и световых фонарях следует»
использовать максимально возможные размеры стеклянных листов и закреплягь
их с наружной стороны рам. Наиболее целесообразны легко открывающиеся
остекленные рамы с магнитными защелками и петлями, расположенными сбоку или
Снизу.
Двери ГРП должны быть обиты несгораемыми материалами и открываться
наружу, а полы изготовляться из трудносгораемых, не дающих искры при ударе
материалов. В частности, СоюздорНИИ рекомендует выполнять их нз безыскро¬
вого асфальта следующего состава, %: строительный битум — 6—8, известняк
мелкой фракции — 40—50, минеральный порошок (известь волосовская или
доломит, активированный жирным гудроном) — 10—12, песок мелкозернистый —
45—30. Безыскровые свойства асфальта можно проверить обточкой пробного
куска на абразивном круге.
Пристройки, в которых размещают ГРП, должны отделяться от здания глу¬
хой, несгораемой, газонепроницаемой стеной и иметь самостоятельный выход
наружу. Во избежание появления трещин при осадке стены, разделяющие основ¬
ное и вспомогательные помещения ГРП, должны располагаться на фундаменте,
связанном с фундаментом наружных стен, и соединяться с несущими (основными)
стенами здания. При выполнении разделяющих стен из кирпича толщину их
принимают не менее 1 кирпича (250 мм) и покрывают штукатуркой с двух сторон.
Устройство дымовых н вентиляционных каналов в этих стенах, а также в стенах,
к которым пристраивают ГРП, не разрешается.
Если ГРП не расположен в зоне действия молнисзащиты других объектов, то
его молниезащнта должна осуществляться в соответствии с требованиями «Указа¬
ний по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений»
(СН 305—77) Госстроя СССР.
Помещение ГРП, а также помещения, где расположены индивидуальные ото¬
пительные установки, должны иметь естественную вентиляцию, обеспечивающую
не менее трехкратного воздухообмена в час. Для притока воздуха в нижней части
стены или двери устанавливают жалюзийную решетку, а для его удаления на
крыше монтируют дефлектор, диаметр трубы которого при расчетной скорости
вытяжки 2 mzc следует принимать не менее, м,
где Vn — объем помещения ГРП, м3.
Шкафы, в которых размещают ГРП, должны для вентиляции иметь отверстия
в нижней и верхней частях.
Кроме ебязательв.ого естественного освещения в помещении ГРП должно
быть электрическое, которое выполняют в соответствии с ^Правилами устройства
электроустановок» (ПУЭ) для помещений класса В-Ia. При использовании рефлек¬
торов «кососвет» их располагают снаружи здания у окон, а взрывобезопасные
Светильники устанавливают внутри помещения ГРП.
Необходимость и вид отопления ГРП определяются проектной организацией
с учетом того, чтобы для обеспечения нормальной работы оборудования и КПП
температура в помещении, не имеющем постоянного обслуживающего персонала,
не понижалась ниже 5° С. Источниками тепла для обогрева ГРП, расположенных
на территориях промышленных и коммунально-бытовых предприятий, обычно
служат пар низкого давления или горячая вода, поступающие из местной котель¬
ной или системы централизованного горячего водоснабжения.
Если отопление ГРП от существующих систем пароводоснабжения невоз¬
можно или нерентабельно, то монтируется местная отопительная установка,
в качестве которой обычно используют емкостные водонагреватели типа АГВ-80
или -120 или чугунные секционные котлы типа ВНИИСТО-Мч. Их размещают
в изолированном, имеющем самостоятельный выход помещении, отделенном от
других помещений ГРП глухими, газонепроницаемыми, противопожарными
(с пределом огнестойкости не менее 2,5 ч) стенами. Водонагреватели и котлы ком¬
понуют с соответствующей схемой водяного отопления всех помещений ГРП,
которую подключают к системам водопровода и канализации предприятия. Топли¬
вом для водонагревателей или котла служит обычно газ низкого давления, кото-
182

рый подают от основных регуляторов ГРП для дополнительно установленный
регуляторов типа РДСГ. Максимальная температура на поверхности нагрева¬
тельных приборов не должна превышать 95° С, а температура помещения 30° С.
Помещение и отдельные приборы ГРП могут иметь электрообогрев, выполнен¬
ный во взрывозащнщснном исполнении. Температура наружных поверхностей
оболочек электрооборудования не должна превышать II5° С. Помещение ГРП
должно быть укомплектовано противопожарным инвентарем по указаниям пожар¬
ной инспекции.
Монтаж ГРП и ГРУ производят в соответствии с проектом. На установленное
оборудование должны быть заводские паспорта или акты па проверку. До монтажа
все оборудование и приборы ГРП и ГРУ (регуляторы, запорные и сбросные кла¬
паны, арматура и т. д.) очищают от грязи и ржавчины, все узлы и детали тща¬
тельно осматривают, смазывают и проверяют на исправность их действия.
При компоновке оборудования ГРП (ГРУ) для обеспечения доступа к нему
для монтажа, ремонта и обслуживания расстояние между параллельными ли¬
ниями оборудования должно быть в свету не менее 0,4 м, а ширина основного
прохода в помещении — не менее 0,8 м. Если оборудование располагается на
высоте более 2 м, то для его обслуживания должны быть предусмотрены площадки
с лестницами, огражденные перилами. В случае необходимости над газопроводами,
расположенными у пола, устраивают переходные мостки с перилами. Если позво¬
ляют климатические условия, то допускается вынос части оборудования (задви¬
жек, фильтров и т. п.) на огражденную площадку рядом со зданием ГРП.
Оборудование и приборы ГРУ должны быть защищены от механических
повреждений и от воздействия сотрясений и вибрации, а место размещения ГРУ
освещено. Оборудование ГРУ, к которому возможен доступ лиц, не связанных
с эксплуатацией газового хозяйства, должно иметь ограждение из несгораемых
материалов.
Продувочные и сбросные трубопроводы от ПСК должны выводиться наружу
в места, обеспечивающие безопасное рассеивание газа, но не менее чем на 1 м выше
карниза крыши. Диаметры свечей должны быть не меньше 20 мм, а сбросных трубо¬
проводов — не меньше диаметра присоединительного патрубка предохранитель¬
ного клапана. Продувочные и сбросные трубопроводы должны иметь минимальное
количество поворотов, а также устройства, исключающие попадание в них атмо¬
сферных осадков. Допускается объединение продувочных и сбросных трубопрово¬
дов от ПСК, если они предназначены для одинакового давления. Свечи от шкафных
ГРП, устанавливаемых на отдельно стоящих опорах, выводят на высоту не менее
4 м от уровня земли, а при установке шкафных ГРП на стенах зданий — на 1 м
выше карниза здания.
КИП с электроприводом, а также телефоны, размещаемые непосредственно
в помещении ГРП, должны быть во взрывозащищенном исполнении. Если эти
приборы имеют нормальное исполнение, то их располагают в обособленном
помещении, имеющем несгораемые ограждающие конструкции, или снаружи
здания в запирающемся ящике.
Трубопроводы, подводящие газ к отопительным приборам ГРП, импульсные
трубки КИП и телемеханизации, трубопроводы системы отопления при проходе
через стену, разделяющую технологические помещения ГРП с подсобными,
должны иметь сальниковые уплотнения или заделываться наглухо заливкой
бетона на всю толщину стены. Подводящий и отводящий газопроводы ГРП выпол¬
няют с уклоном от приборов и укрепляют на кронштейнах или подвесках так,
чтобы они могли свободно расширяться и сжиматься при изменении температуры.
Импульсные трубки к регуляторам, запорным предохранительным клапанам и
к измерительным приборам следует монтировать с уклоном в сторону газопроводов
не менее 10 мм/м.
Качество монтажа ГРП (ГРУ) проверяют путем наружного осмотра правиль¬
ности установки оборудования, укладки и качества сварки газопроводов. После
наружного осмотра оборудование и газопроводы между крайними фланцами на
входе и выходе газа испытывают на прочность и на плотность (см. гл. 5).

ГЛАВА 5
ГАЗОСНАБЖЕНИЕ
ПРЕДПРИЯТИЙ
5.1.	Газоснабжение населенных пунктов
и классификация газопроводов
Магистральные газопроводы служат для транспорта газа от
газовых промыслов к потребителям — городам и другим насе¬
ленным пунктам, крупным промышленным предприятиям и элек¬
тростанциям, расположенным вблизи трассы этих газопроводов.
Перед подачей в магистральный газопровод на головных соору¬
жениях газ: а) очищают от механических примесей — частиц
породы, окалины и капель влаги в сепараторах объемного или
циклонного типов; б) осушают, используя твердые или жидкие
поглотители или вымораживая влагу путем снижения температуры
газа до отрицательных значений и последующего его пропуска¬
ния через сепаратор; в) освобождают от примесей сероводорода
и углекислого газа, применяя сухие или жидкие поглотители;
г) одорируют.
В зависимости от рабочего давления магистральные газопро¬
воды подразделяют на 2 класса: I — свыше 25 до 100, 11 — свыше
12 до 25 кгс/см2, а в зависимости от диаметра — на 2 категории:
111—Dy 1200, IV — Dy < 1200 мм. На отдельных особо
ответственных участках, например на переходах через водные
преграды, железнодорожные и автомобильные дороги и т. п.,
газопроводам присваивают I или II категорию независимо от Dy.
Давление, под которым газ поступает в надземную часть сква¬
жины, зависит от глубины залегания газоносного горизонта и
может достигать нескольких сотен килограммов-сил на квадрат¬
ный сантиметр. Если это давление выше расчетного в магистраль-
пом газопроводе, то его снижают с помощью дросселирующих
устройств, а если меньше, то повышают (компримируют) на ком¬
прессорной станции (КС). На КС применяют поршневые компрес¬
соры или центробежные нагнетатели с газотурбинным или электри¬
ческим приводом. Такне же КС располагают через каждые 100—
150 км магистрального газопровода, с тем чтобы давление в нем
было не ниже 30—35 кгс/см2.
В конце магистрального газопровода, а также на концах ответв¬
лений от него к потребителям сооружают газораспределительные
станции (ГРС). На ГРС снижают давление газа до расчетного,
очищают его от механических примесей, фиксируют расход и
при необходимости дополнительно одорируют.
184

На территории городов и других населенных пунктов, а также
промышленных и коммунальных предприятий (в том числе ото¬
пительных котельных) газопроводы подразделяют на: газопро¬
воды низкого давления — до 0,05 кге/см2 (500 кгс/м2), среднего
давления — свыше 0,05 до 3 кгс/см2, высокого давления — свыше
3 до 6 и свыше 6 до 12 кгс/см2. Прокладка газопроводов с давлением
свыше 12 кгс/см2 допускается при специальном обосновании их
необходимости и согласовании с органами Госгортехнадзора СССР.
В зависимости от местных условий и на основании технико¬
экономического обоснования применяют следующие системы рас¬
пределения газа:
а)	одноступенчатые, с подачей газа только по газопроводам
одного, как правило низкого, давления;
б)	двухступенчатые, с подачей газа по газопроводам 2 давле¬
ний — среднего и низкого или высокого (до 6 кгс/см2) и низкого;
в)	трехступенчатые, с подачей газа по газопроводам 3 давле¬
ний — высокого (до 6 кгс/см2), среднего и низкого;
г)	четырехступенчатые, с подачей газа по газопроводам 4 дав¬
лений — высокого (до 12 кгс/см2), высокого (до 6 кгс/см2), сред¬
него и низкого.
Подача газа из газопроводов более высокого давления в газо¬
проводы с более низким давлением осуществляется только через
газорегуляторные пункты (ГРП). Если промышленные и комму¬
нальные потребители подключаются к газопроводам среднего
или высокого давления, то подача к ним газа также производится
только через ГРП или ГРУ.
Газопроводы, прокладываемые в городах и других населенных
пунктах, подразделяют на:
а)	городские магистральные — газопроводы от ГРС или дру¬
гих источников до головных ГРП, а также межпоселковые газо¬
проводы до ГРП;
б)	распределительные — газопроводы от ГРП или газовых
заводов (при снабжении потребителей искусственными газами)
до вводов. К ним относятся уличные, внутриквартальные, дворо¬
вые, межцеховые и другие газопроводы;
в)	вводы — участки газопроводов от места присоединения
к распределительному газопроводу до здания, включая запорное
устройство на вводе в здание, или до вводного газопровода;
г)	вводные газопроводы — участки газопроводов от отключа¬
ющего устройства на вводе в здание (при установке отключающего
устройства снаружи здания) до внутреннего газопровода вклю¬
чая газопровод, проложенный в футляре через стену здания;
д)	внутренние газопроводы, прокладываемые внутри здания от
вводного газопровода или ввода (при установке отключающего
устройства внутри здания) до места подключения прибора, теп¬
лового агрегата и т. п.
По принципу построения распределительные газопроводы го¬
родов и других населенных пунктов делят на кольцевые, тупико-
185
вые и смешанные. Кольцевые состоят из газопроводов одного дав¬
ления, соединенных между собой перемычками, что обеспечивает
равномерность распределения давления в сети и возможность
при аварии отключать поврежденный участок с возможно меньшим
нарушением газоснабжения объектов. Тупиковая система этого
не позволяет, но она наиболее проста и дешева. Смешанные системы,
совмещающие в себе элементы кольцевой и тупиковой, применяют
наиболее часто.
Максимально допустимое давление газа внутри помещений
у потребителей не должно превышать, кгс/см2:
12 — для промышленных предприятий, технология производ¬
ства которых требует давления более 6 кгс/см2;
6 — для промышленных предприятий, а также расположенных
в отдельно стоящих отопительных и производственных котель¬
ных, коммунальных и сельскохозяйственных предприятий и ко¬
тельных, расположенных в 1-этажных пристройках к производ¬
ственным зданиям;
3—для сельскохозяйственных и коммунальных предприятий
(бани, фабрики-прачечные, фабрики химчистки, хлебопекарни
и т.п.), встроенных в здания;
0,05 — для жилых и общественных зданий, предприятий об¬
щественного питания (рестораны, столовые, буфеты и т. п.), а
также встроенных в общественные и жилые здания отопительных
котельных и предприятий бытового обслуживания (прачечные,
парикмахерские, ателье и т. п.).
В газопроводах низкого давления при газоснабжении бытовых
потребителей искусственным газом давление принимают, кгс/см2,
до 0,02, природным — до 0,03 и сжиженным — до 0,04. Если
в сетях поддерживается давление 0,05 кгс/см2, то бытовых по¬
требителей подключают к ним через регуляторы или стабилиза¬
торы, с тем чтобы давление перед приборами не превышало,
кгс/см2: для природных газов — 0,02; для искусственных —
0,013 и сжиженных — 0,03.
Давление природного газа перед бытовыми приборами
0,013 кгс/см2 поддерживают только в городах и населенных пунк¬
тах с уже сложившимися системами газоснабжения, где это но¬
минальное давление было запроектировано. В современных си¬
стемах газоснабжения, а также в районах новой застройки ре¬
комендуется принимать давление перед приборами 0,02 кгс/см2.
При снабжении газом низкого давления производственных и
коммунальных предприятий допускается на выходе из ГРП под¬
держивать давление до 0,05 кгс/см2 без дополнительной уста¬
новки регуляторов-стабилизаторов.
Система газоснабжения города и любого другого населенного
пункта должна разрабатываться с учетом сезонной и суточной
неравномерности потребления газа. Так, например, на бытовые
нужды днем используется значительно больше газа, чем ночью.
Резко возрастает расход газа по утрам и вечерам, перед празд-
186

никами и выходными днями. Таким образом, неравномерность
расхода газа на бытовые нужды наблюдается в течение суток,
по дням недели и месяцам года. В летнее время вследствие пре¬
кращения работы газовых отопительных котельных, выезда части
населения за город, повышения температуры Ноды потребление
газа значительно сокращается, в зимнее — возрастает. Промышлен¬
ные предприятия также используют газовое топливо неравномер¬
но, так как его расход зависит от сменности работы, технологии
производства, сезонности и т. п. Потребление газа отопительными
.котельными определяется температурой окружающего воздуха,
направлением и силой ветра.
Несмотря на столь большое количество факторов, влияющих
на расход газа населенным пунктом, поступление его ко всем
объектам должно покрывать их потребности в любое время года
и суток. Одним из методов покрытия неравномерности потребле¬
ния газа является увеличение относительного расчетного диаметра
концевого участка магистрального газопровода от последней КС
до населенного пункта. На этом участке в часы малого потребле¬
ния вследствие подъема давления до максимально возможного
создается некоторый запас газа.
Наибольший эффект для выравнивания неравномерности дает
накопление в летнее время избытков газа в подземных хранили¬
щах, для которых используются куполообразные структуры во¬
дяных пластов, выработанные газовые или нефтяные пласты,
шахты и другие пустоты в недрах Земли. В некоторых городах
используют ранее построенные наземные металлические газголь¬
деры с давлением газа до 7 кгс/см2. В настоящее время такие газ¬
гольдеры не строят, так как они слишком громоздки и дороги.
Для выравнивания сезонной неравномерности сжигают излишки
газа летом в топках энергетических котлов и котлов промышленных
предприятий, переводят их на сжигание резервного топлива зимой.
Если поступление газа в систему газопроводов населенного
пункта не сбалансировано с его расходом, то давление газа может
оказаться ниже расчетного. Следует особо отметить экономиче¬
скую нецелесообразность такой работы системы газопроводов:
при пониженном давлении газа у технологических потребителей
может оказаться нарушенным тепловой режим, в результате чего
ухудшится качество продукции или уменьшится производитель¬
ность; промышленные и отопительные котельные могут работать
«на голодном пайке», однако при давлении, значительно меньшем
номинального, уменьшается кпд котлов и для производства того
же количества теплоты расходуется больше газа; бытовые потре¬
бители (плиты, водонагреватели и тому подобные приборы) при
низком давлении газа также работают с меньшими кпд.
Таким образом, если в сетях поддерживается давление ниже
расчетного оптимального, то эффективность работы газопотребля¬
ющих агрегатов ухудшается и вместо экономии газа имеет место,
как правило, его перерасход.
187

5.2.	Сетевые устройства
5.2.1,	Устройства для сбора и удаления конденсата
В процессе эксплуатации в подземных газопроводах могут
конденсироваться водяные пары и накапливаться жидкие фракции
других транспортируемых с газом продуктов, например масел.
Для сбора и удаления этих жидкостей в нижних точках газопро¬
водов устанавливают сборники конденсата, а газопроводы укла¬
дывают с уклоном к ним. При подаче осушенных природных газов
необходимость в сборниках конденсата отпадает.
Конструкция сборников конденсата (рис. 5.1, табл. 5.1) при¬
нимается в зависимости от давления и диаметра газопровода 9.
Накопившуюся в корпусе 10 влагу удаляют через водоотводную
трубку 8, которую выводят к поверхности земли под ковер. Для
удаления влаги на газопроводах низкого давления пробку вы¬
вертывают и на ее место ввертывают приемную трубку ручного
насоса. После откачки влаги пробку устанавливают на место.
В тяжелых грунтовых условиях и пучиннстых грунтах толщину
стенки трубки увеличивают до 6 мм.
Если сборник конденсата такой конструкции установить
на газопроводе среднего или высокого давления, то под давлением
газа влага заполнит трубку и у поверхности земли может замер¬
знуть. Чтобы этого не происходило, водоотводную трубку распо¬
лагают внутри футляра 6, соединенного с газопроводом. В верх¬
ней части трубки делают отверстие 5 диаметром 2 мм, через ко-
188

Таблица Б.1
Характеристики сборников конденсата
Примечания. 1. Над сборниками конденсата низкого давления устанавливают
ковер. 2. Сборники конденсата на давление до 12 кгс/см* изготовляют; для Dy < 400 мм ~
по рис. 5.1, а, для Dy = 40Q--J000 мм — по рис. 5.1, б.
торое газ из наружной трубы (футляра) поступает внутрь трубки,
выравнивая давление в ней и в сборнике. Кожух с краном выводят
к поверхности земли под чугунный люк 1 с крышкой, располо¬
женный на бетонном основании 4. Водоотводную трубку и футляр
соединяют с помощью накидной гайки — исполнение I (рис. 5.1, 6)
или фланцами — исполнение II (рис. 5.1, а).
Из газопроводов высокого и среднего давления конденсат
выжимается газом по водоотводной трубке при соединении ее
с атмосферой. Для удаления конденсата необходимо вывернуть
пробку, ввернутую в выходное отверстие крана 2 трубки, присо¬
единить к нему шланг, другой конец которого отвести к канали¬
зационному колодцу или сточной канаве, и затем открыть кран 2;
После выброса конденсата следует быстро закрыть кран и завер¬
нуть на место пробку.
Сборники конденсата имеют устройства для измерения раз¬
ности потенциалов. Для этого к водоотводной трубке или футляру
приваривают контактную пластину 3, а рядом с трубкой в землю
до установки ковера забивают электрод заземления 7. При необ¬
ходимости сборники конденсата можно использовать для продув¬
ки газопровода и измерения давления в нем.
Конденсатоотводные трубки (рис. 5.1, в) служат для удаления
влаги из нижних точек газопроводов осушенного газа низкого,
среднего и высокого (до 12 кгс/см2) давления.
189

Б.2.2. Компенсаторы
Компенсаторы служат для предохранения газопроводов и
смонтированного на них оборудования от опасных напряжений,
возникающих при изменении температуры, а также для облегче¬
ния монтажа и демонтажа арматуры и других устройств. Темпера¬
турные деформации надземных наружных газопроводов должны
компенсироваться их изгибами, поворотами, а при необходимости
П-образными или линзовыми компенсаторами. На подземных га¬
зопроводах установка П-образных, линзовых и резинотканевых
компенсаторов допускается только в колодцах или каналах.
Линзовые компенсаторы (рис. 5.2, а) конструктивно выполня¬
ются двух- или однофланцевыми и состоят из сваренных между
собой стальных дисков волнистой формы — полулинз 6, способ¬
ных пружинить. Компенсирующая способность линзовых компен¬
саторов приведена в табл. 5.2. Для уменьшения гидравлических
сопротивлений и предотвращения скопления осадков внутри ком¬
пенсатора предусмотрен стакан 7 в виде отрезка трубы, приварен¬
ного к внутренней поверхности компенсатора в его начале. Вто¬
рой конец стакана может свободно перемещаться в цапфе 4.
В стакане имеется 2 отверстия, через которые в полости 5 линз
заливается битум класса Б-2 до монтажа компенсатора на газо¬
проводе. Для сжатия компенсатора служат три тяги 3 с гайками,
продетые в отверстия стоек 2, приваренных к фланцам 1 или
Таблица 5.2
Основные характеристики двухлинзовых компенсаторов (одио-
и двухфланцевых) (рис. 5.2, а)

конечным патрубкам компенсатора под углом 120°. Конец одно¬
фланцевого компенсатора, не имеющий фланца, приваривается
непосредственно к газопроводу.
После монтажа компенсатора гайки на тягах должны быть
отпущены на величину, обеспечивающую деформацию компенса¬
тора на полную его компенсирующую способность. Во избежание
191

Таблица 5.3
Характеристики волнистых компенсаторов типа К.ВО5
Dy, мм
Число волн
Размеры, мм
Масса,
кг
D
L
150
3
318
535
38
4
580
41
6
670
46
200
3
398
568
60
4
620
64
6
732
73
250 •
3
463
574
78
4
626
83
6
737
94
300
3
513
577
97
4
635
104
6
740 .
116
350
3
598
GI8
140
4
688
150
6
828
169
400
3
648
625
158
4
695
169
6
835
190
Примечание. Компенсирующая способность на 1 волну
5	2.5, дли остальных -7± 3.5 мм-
ошибок целесообразно после монта-жа тяги снимать. При отсут¬
ствии тяг сжатие компенсатора производится струбцинами.
На подземных газопроводах линзовые компенсаторы распола¬
гают в колодцах непосредственно вслед за чугунной задвижкой
по ходу газа. При этом во время монтажа компенсатор устанавли¬
вают в свободном состоянии. Для ремонта задвижки или смены
прокладок компенсатор сжимают поочередным подтягиванием
гаек на тягах. По окончании ремонта гайки вновь отпускают,
и компенсатор, разжимаясь, уплотняет прокладку между флан¬
цами.
При возможности значительных деформаций (до ±150 мм)
не только в продольном, но и в поперечном направлении, имеющих
место в пучинистых грунтах, а также в сейсмоопасных районах,
применяют резинотканевые компенсаторы (рис. 5.2, б), предна¬
значенные для газопроводов низкого и среднего давления. В на¬
стоящее время изготовляют для низкого давления компенсаторы
на Dy = 100, 150 и 200 мм, для среднего давления — на Dy =
= 100, 150, 200, 300 и 400 мм. Монтажная длина -L составляет
для Dy = 100, 150 и 200 — 500, для Dy = 300 — 550 и для Dy =«
«= 400 — 575 мм. Компенсирующая способность при растяжении —
192

до 150 мм, при сжатии: для Dy = 100 и 150 мм —до 100, для Dy =
= 200 — до 200 и для Dy »= 400 — до 75 мм.
'Резинотканевые компенсаторы имеют вид винтообразного шлан¬
га, изготовленного из резины с прослойками нз капронового во¬
локна. Снаружи шланг усилен капроновым канатом. С газопро¬
водом компенсатор соединяют на фланцах с присоединительными
размерами на ру = 10 кгс/см’.
Для снятия продольных усилий используют также компенса¬
торы волнистые осевые типа КВО5 (рис. 5.2, в). Компенсаторы
этих типов группы 3 предназначены для работы под давлением
от 0,7 до 16 кгс/см2 при температуре стенки от —40 до 200° С,
группы 4 — под давлением до 0,7 кгс/смя и t > —40° С. Темпе¬
ратурные изменения длины трубопровода компенсаторы погло¬
щают за счет сжатия или растяжения гибких элементов в осевом
направлении. Число волн может быть 3, 4 или 6 (табл. 5.3). Вол¬
ны 5, представляющие собой двухслойные гибкие элементы, по
впадинам усилены ограничительными кольцами 6. В крайние
волны введены опорные кольца 8, которые предохраняются от
смещения за счет давления среды упорами 9. Концы гибких эле¬
ментов приварены к патрубкам 3. Внутри компенсатора проходит
направляющая труба 4, приваренная к одному из патрубков.
Эта труба служит для предупреждения продольного изгиба
гибких элементов и уменьшения завихрения потока газа. Для
предварительной растяжки компенсатор имеет устройство из
тяг 7, проходящих через фланцы 2, и гаек 1. К одному из флан¬
цев крепят кожух 10, состоящий из 2 половин и защищающий гиб¬
кие элементы от повреждений. Для монтажа с запорным устрой¬
ством к одному концу компенсатора приваривают фланец, дру¬
гой конец сваривают с газопроводом.
5.2.3.	Колодцы
Колодцы на подземных газопроводах предусматривают, как
правило, в местах установки запорных устройств. Конструкция
колодцев может быть сборной или монолитной нз влагостойких,
биостойких и несгораемых материалов (бетон, железобетон,
кирпич) и должна исключать проникновение грунтовых вод. На¬
ружные стенки колодцев оштукатуривают с железнением и для
уменьшения сцепления с мерзлым грунтом покрывают смолистыми
гидроизоляционными веществами. В местах прохода газопровода
через стенки колодца устанавливают футляры, диаметры которых
должны обеспечить независимую осадку колодца и газопровода,
и концы выходить за стенку колодца с обеих сторон не менее чем
на 2 см.
В районах с расчетной температурой до —40° С (кроме районов
вечной мерзлоты и пучипистых грунтов) арматуру размещают
fl колодцах мелкого (глубина до 1100 мм) или глубокого (2400—
4500 мм) заложения (рис. 5.3). В плане колодцы мелкого заложе-
7 Чспсль В. м.	193

ния имеют форму круга (железобетонные кольца 0 1, 1,5 и
2 м), глубокого заложения — круга (кольца тех же размеров)
или прямоугольника (1,5x2; 2,1x1,5 и 2,1 х2,1 м), сложенного
из лотков и плоских панелей. Кирпичные колодцы имеют размеры
в плане, м: круглые — 0 1; 1,5 и 2, прямоугольные— 1,5X1;
2x1,5 и 2x2. Основной рекомендуемый тип колодца — круглый
железобетонный.
В колодцах мелкого заложения арматуру Dy — 25ч-100 мм
монтируют в одну нитку с П-образными компенсаторами, в колод¬
цах глубокого заложения — в одну (Dy — 50ч 600 мм) или две
нитки (Оу = 50ч-200 и Dy = 250ч-400 мм) с П-образными или лин¬
зовыми компенсаторами. В ряде случаев для удобства монтажа
применяют косые фланцы (рис. 5.3, д, е). В плане расстояние от
стен колодца до фланцев арматуры, а также между фланцами 2
параллельно расположенных задвижек составляет 300—400 мм.
Газопроводы располагают на высоте 400 мм от днища, с тем чтобы
зазор между перекрытием колодца и шпинделем (или маховиком)
задвижек в открытом состоянии составлял 50—100 мм. На пере¬
крытии для надежной вентиляции при работе людей преду¬
смотрены 2 люка 0 700 мм (на колодце с 1 задвижкой Dy =■
= 150 мм — 1 люк и 1 вентиляционный ковер).
Для предупреждения проскока искры при разъединении флан¬
цев узел газопровод—арматура—газопровод оборудуют электро¬
перемычкой, которая может быть 3 типов:
1)	стационарная замкнутая, которая увеличивает продольную
электропроводность газопровода и расширяет зону действия
защитного устройства. Устанавливается в колодцах с монтажными
узлами без изолирующих фланцев;
2)	стационарная незамкнутая, которая позволяет с поверхности
земли закорачивать изолирующие фланцы во избежание искро*
образования при ремонтных работах;
194

7*
195

3)	временная переносная, которая применяется для обеспече¬
ния безопасности при разъеме фланцевых соединений в колодце.
Временная перемычка (переносное заземление) присоединяется
к специальным клеммам на газопроводе внутри колодца.
Для измерения разности потенциалов газопровод—земля про¬
водники в колодцах присоединяют к газопроводу и их концы вы¬
водят под ковер. Под тот же ковер выводят конец от проводника
заземления, что позволяет производить измерения с поверхности
земли.
В пучииистых грунтах Ленгипроинжпроект применяет желе¬
зобетонные колодцы мелкого заложения овальной (рис. 5.4) и
глубокого заложения прямоугольной (рис. 5.5) формы. По обе
стороны от основного запорного устройства в газопровод вварены
штуцеры £)у25 с вентилями, позволяющие осуществлять про¬
дувку соответствующих участков сети. Колодцы глубокого зало¬
жения представляют собой камеры размером в плане 1800 X 1800мм.
Внутренняя высота камер принята из расчета минимального
заглубления газопровода, обеспечения расстояния от газопровода
до днища не менее 400 мм и зазора между перекрытием и выдвиж¬
ным шпинделем задвижки не менее 100 мм. Камера имеет 1 люк
и ковер над задвижкой. Продувочные штуцеры комплектуют ин¬
вентарными свечами, которые могут быть выведены наружу
через люк на высоту около 1 м. Чтобы избежать искрения во вре¬
мя ремонта, к газопроводу перед задвижкой и за ней приваривают
копны шунтирующей перемычки, которую затем покрывают гидро¬
изоляцией.
5.2.4.	Контрольные трубки
Если газопровод укладывают в землю на расстоянии от зда¬
ний или сооружений менее указанного в табл. 5.4, а также в дру¬
гих, особо ответственных местах (например, над всеми стыками
газопроводов высокого давления, расположенных вблизи жилых
зданий, над стыками в местах присоединения отводов к дейст¬
вующим газопроводам), то за ним осуществляют особый надзор
с использованием контрольных трубок.
Контрольная трубка (рис. 5.6) дает возможность быстро оп¬
ределить наличие утечек газа из подземного газопровода. Кон¬
тролируемый участок газопровода 1 засыпают слоем щебня или
гравия 3 высотой 100 мм и накрывают стальным полукруглым
кожухом 2 длиной около 350 мм. От кожуха к поверхности земли
под ковер 5 отводят трубку 4, по которой газ от места возможной
утечки поднимается вверх. Сверху отводную трубку перекрывают
легкой стальной крышкой 6 на петле. Для определения наличия
газа крышку откидывают и в трубку вставляют шланг газоипди-
катора. Контрольную трубку можно выводить не только под ко¬
вер, но и на глухую стену здания, к которому подходит подзем¬
ный газопровод (рис. 5.6, б).
196

Таблица 5.4
Расстояние по горизонтали между подземными газопроводами
и другими сооружениями, м
Примечания. I. Расстояние от газопровода до кустарников ие регламен-
гируется. 2. Расстояние от теплосети бесканалькой прокладки с продольным дренажем
принимается аналогично канальной прокладке. 3. Расстояние от теплосети бесканалькой
прокладки без дренажа принимается аналогично водопроводу. 4. Расстояния, указанные
в таблице, не распространяются па совмещенные прокладки газопроводов а давлением
ИР 3 кгс/см* в одной траншее с другими подземными коммуникациями.
197

5.2.5.	Коверы
Коверы представляют собой чугунные или стальные цилиндры
с крышками и предназначены для защиты выходящих на поверх¬
ность земли трубок, кранов и других устройств от механического
повреждения. Во избежание порчи коверов проезжающим тран¬
спортом крышки их должны быть вровень с поверхностью по¬
крытия (асфальтом, булыжником и т. д.) и закрываться в сторону
движения транспорта. При отсутствии дорожного покрытия во¬
круг ковера делают отмостку шириной 0,7 м с уклоном 0,05 от
него.
198

Чугунные литые коверы (рис. 5.7, а) применяют 1 (масса
69,7 кг), а сварные (рис. 5.7, б)— 2 типов (большой и малый),
размеры которых принимают следующими, мм:
Ковер
Dt
D,
D,
D<
D,
н
Ма<;са
бе? по*
душки,
кг
Большой
325
440
420
280
620
370
75
130
41,4
Малый
159
280
260
ПО
450
200
70
НО
7,3
5.2.6.	Футляры
Футляры изготовляют, как правило, из стальных труб и при¬
меняют при проходе газопроводов через стены, фундаменты,
канализационные коллекторы, туннели, железнодорожные пути
и т. п. Они предохраняют газопроводы от возможных повреждений
в случае осадки стен и фундаментов, от попадания газа в коллек¬
торы или туннели и т. д. Газопровод в пределах футляра должен
иметь минимальное количество стыковых соединений.
При прокладке газопровода через стену или фундамент коль¬
цевое пространство между трубой и футляром (рис. 5.8, а) запол- •
няют просмоленной пенькой, а на конечных участках — битумом
или цементным раствором на длину 70 мм. Отверстие в стене на
всю ее толщину после установки футляра тщательно заделывают
бетоном Ml 10. Футляр должен выступать над полом или лест¬
ничной площадкой, а также за пределы фундамента на 50 мм.
При пересечении стен и перегородок длина футляра не должна
превышать толщину стены. Диаметр футляра Ьи и толщину его
стенки S принимают в зависимости от Dy газопровода, мм:
19»

При пересечении подземным газопроводом канализационных
и водосточных коллекторов, пешеходных и коммуникационных
туннелей, каналов различного назначения с проходом над или
под сооружением футляр снаружи покрывают противокоррозион¬
ной изоляцией, а его концы, выведенные на 2 м в обе стороны от
наружных стенок пересекаемых сооружений, должны опираться
на плотный естественный или насыпной утрамбованный грунт.
Все сварные стыки на газопроводе в пределах пересечения и по
5 м в стороны от наружных стенок пересекаемых сооружений
должны быть проверены физическими методами контроля. Те же
200

В одном футляре можно прокладывать и 2 газопровода. Диа¬
метр футляра прн этом соответственно увеличивают.
Концы футляров, уложенных под железными и автомобиль¬
ными дорогами, должны быть снабжены сальниковыми уплотне¬
ниями или заполнены просмоленной прядью и залиты битумом
(рис. 5.8, б). Битум заливают через отверстия в верхней части
футляра при установленной на его торце временной деревянной
опалубке. На конце футляра устанавливают контрольную трубку.
Все сварные стыки участка газопровода, заключенного в футляр,
должны быть проверены физическими методами контроля, коли¬
чество этих стыков сведено к минимуму, а газопровод покрыт
весьма усиленной изоляцией и уложен в футляре на центрирую¬
щих диэлектрических прокладках, конструкция которых зависит
от метода прокладки футляра (прокол, продавливание, открытый
способ и т. п.).
Под железными дорогами футляры допускается заполнять
бетоном или замывать песком. Если футляр заполнен бетоном,
то контрольную трубку не устанавливают.
Концы футляра должны отстоять не менее, м: 1 — от подошвы
насыпи, 3 — от крайнего рельса железнодорожного пути, 2 —
от крайнего рельса трамвайного пути и от края проезжей части
городских автодорог, 3,5 — от края проезжей части автодорог
общей сети I—III категорий.
5.3.	Наружные газопроводы
К наружным газопроводам относят городские магистральные,
распределительные, которые могут быть подземными (подводными)
или надземными (надводными), и вводы.
По улицам и дорогам городов и других населенных пунктов
наружные газопроводы независимо от назначения и давления
прокладывают, как правило, под землей. На территории промыш¬
ленных и коммунальных предприятий чаще применяется над¬
земная прокладка газопроводов, при которой создаются более
201
требования предъявляются при прокладке газопровода с давле¬
нием до 6 кгс/см2 сквозь коллекторы и туннели различного наз¬
начения.
При пересечении подземными газопроводами железных и
автомобильных дорог и трамвайных путей диаметр футляра дол¬
жен быть больше диаметра газопровода не менее чем на 100 мм
и зависит от конструкции опор и расположения газопровода
(по оси футляра или с эксцентриситетом). Для газопроводов
Dy с 400 мм при осевом их расположении минимальный диаметр
футляра принимают (рис. 5.8, б) следующим, мм:

благоприятные условия для их осмотра, обслуживания и ремонта.
Наблюдение за состоянием подземных газопроводов более за¬
труднено и в ряде случаев требует отрытия траншей или шурфо¬
вания, газопроводы подвергаются воздействию почвенной кор¬
розии и коррозии блуждающими токами. Нарушение герметичности
подземных газопроводов может привести к распространению газа
по порам и трещинам в земле, а также по подземным каналам и без¬
напорным трубопроводам (например, канализационным) и на¬
коплению его в этих каналах и трубопроводах, а также в колод¬
цах, подвалах и других помещениях зданий.
5.3.1.	Подземные газопроводы
Минимальный диаметр распределительных газопроводов, про¬
кладываемых по территории городов и населенных пунктов, при¬
нимают 50, а ответвлений к потребителям — 25 мм.
Глубина заложения газопроводов в местах с усовершенствован¬
ными покрытиями (асфальтобетонными, бетонными и др.) должна
Сыть не менее 0,8 м, а на участках без усовершенствованных
покрытий — не менее 0,9 м от верха дорожного покрытия до
верха трубы. В местах, где по плану развития не предусматрива¬
ется движение транспорта, глубину прокладки допускается умень¬
шить до 0,6 м. Газопроводы, транспортирующие осушенный газ
и размещаемые в непучинистых грунтах, допускается проклады¬
вать в зоне сезонного промерзания грунтов. Укладка в грунт га¬
зопроводов, транспортирующих влажный газ, должна произво¬
диться ниже зоны сезонного промерзания грунта с уклоном
к конденсатосборникам не менее 0,002.
Уложенный в траншею газопровод должен касаться ее дна по
всей своей длине. Если траншея была залита водой, необходимо
вынуть разжиженный грунт и заменить его сухим грунтом или
искусственным основанием. Песчаную или грунтовую подсыпку
без органических примесей производят слоями толщиной не бо¬
лее 10 см с тщательным трамбованием каждого слоя. Таким же
образом делают подсыпку на участках переуглубления дна тран¬
шеи при ее отрыве после удаления крупных камней, старых фун¬
даментов и в других подобных случаях. Если работы ведутся
в зимнее время, то грунт оснований траншей и котлованов необ¬
ходимо предохранять от промерзания путем недобора грунта или
укрытия его утеплителем. Окончательную подчистку дна осно¬
ваний производят при этом непосредственно перед укладкой газо¬
провода, а обратную засыпку осуществляют немедленно после
укладки газопровода талым грунтом, исключающим повреждение
защитного покрытия. В случае, если основание траншеи промер¬
зло, глубину ее по сравнению с проектной отметкой увеличивают
не менее чем на 10 см и присыпают дно талым грунтом или песком.
Грунты сухие песчаные, супесчаные и гравелистые, а также ска¬
льные породы от промерзания не защищают.
202

При прокладке газопроводов в скальных, а также в корро¬
зионных (шлак, строительный мусор, перегной и т. п.) грунт;*
и грунтах с малой несущей способностью (менее 0,25 кгс/см2)
под газопроводом также насыпается постель из мягкого грунта,
не содержащего крупных включений, толщиной не менее 10 см
над выступающими неровностями основания. Газопровод следусг
засыпать тем же мягким грунтом на высоту не менее 10 см над
уровнем верхней образующей трубы. В грунтах с несущей спо¬
собностью менее 0,25 кгс/см2 допускается усиливать дно траншеи
путем устройства искусственного основания (например, из бе¬
тонных брусьев и т. п.).
На участках, проложенных по проезжей части улиц, а также
в местах их пересечения с дорогами с усовершенствованным
покрытием обратную засыпку траншей независимо от времени
года производят местным песчаным грунтом или пес¬
ком с послойным уплотнением. Это относится и к котлова¬
нам в местах расположения на газопроводах сетевых соору¬
жений.
Газопроводе подготовленную траншею, как правило, опускают
с ее бровки в виде плетей или отдельных секций для последующей
их сварки в траншее. Монтировать газопровод в траншее из от¬
дельных труб допускается только на участках, где невозможна
укладка плетей или секций. Для опускания и перемещения газо¬
провода необходимо использовать инвентарные мягкие полотенца
или другие приспособления, предохраняющие покрытия от по¬
вреждения. Уложенный в траншею газопровод после монтажа на
нем фасонных частей, узлов и арматуры присыпают на высоту
20—25 см над верхней образующей трубы, за исключением сты¬
ков, засыпаемых после испытания газопровода на прочность
(§ 5.8).
Минимальные расстояния по горизонтали между сооружениями
и подземными газопроводами принимают в соответствии с табл. 6.4.
Для газопроводов с давлением газа до 6 кгс/см2 при технической
необходимости на отдельных участках трассы, а также при про¬
кладке между зданиями и под арками зданий допускается умень¬
шать указанные в табл. 5.4 расстояния до 50% при условии при¬
менения для этих участков и по 5 м с каждой стороны от зданий
и сооружений газопроводов из бесшовных труб и гнутых или штам¬
пованных отводов, проверки всех сварных стыков рентгено- или
гаммаграфированием, покрытия труб весьма усиленной изоля¬
цией и обеспечении сохранности подземных сооружений при ре¬
монте каждого из них.
Расстояние от газопровода до наружных стенок колодцев
и камер подземных сооружений должно быть не меньше 0,3 м.
Газопроводы на этих участках (не менее чем по 2 м по обе стороны
от стенок сооружений) должны выполняться из бесшовных труб
(или прокладываться в футлярах) при условии проверки всех
сварных стыков физическими методами контроля.
203

Запорную арматуру и сборники конденсата располагают на
расстоянии не менее2м (в свету) от края пересекаемой коммуника¬
ции или сооружения. Если арматура установлена в колодце,
то это расстояние отсчитывается от внешней стенки колодца.
При пересечении подземных газопроводов всех давлений с дру¬
гими подземными сооружениями минимальные расстояния в свету
по вертикали между ними должны быть не менее, м: 0,15 — от
водопровода, канализации, водостока, телефонной канализации
ит, п,| 0,2 — от канала теплосети; 0,5 — от электрокабеля и те¬
лефонного бронированного Кабеля; 1,0— от электрокабеля ма¬
слонаполненного. Если немаслонаполненный электрокабель или
бронированный кабель связи проложены в футляре, концы кото¬
рого выходят на 1 м в обе стороны от стенок пересекаемого газо¬
провода, то расстояние' в свету между ним и стенкой футляра
может быть уменьшено до 0,25 м для электрокабеля и до 0,15 м
для бронированного кабеля связи.
Два и более газопроводов можно укладывать в одну траншею
на одном или разных уровнях (ступенями). При этом расстояние
между ними в свету должно быть достаточным для производства
их монтажа и ремонта, но не менее, мм: 400 — для труб диаметром
до 300 мм, 500 — для труб больших диаметров. Устанавливаемая
на газопроводах арматура должна быть смещена друг относи¬
тельно друга на расстояние, обеспечивающее удобство обслужива¬
ния и ремонта. Эти же расстояния и условия должны быть выдер¬
жаны при прокладке нового газопровода параллельно существую¬
щему, а также обеспечена сохранность последнего.
Пересекать железнодорожные и трамвайные пути, а также ав¬
тодороги газопровод должен, как правило, под углом 90°. При
техническом обосновании допускается уменьшение этого угла
до 45°. Расстояние от газопровода до рельсовых стрелок, кресто¬
вин и мест присоединения отсасывающих кабелей должно быть
не менее 3 м для трамвайных и 10 м для железнодорожных путей.
Минимальная глубина укладки подземного газопровода (до
верха футляра) должна составлять, м: 1,5 — от подошвы рельса
для железных дорог общей сети, 1 — от подошвы рельса для трам¬
вайных и железных дорог промышленных предприятий, 1 — от
верха покрытия для автомобильных дорог.
При пересечении подземными газопроводами коллекторов и
каналов различного назначения, фундаментов зданий, железных
и автомобильных дорог (см. разд. 5.2.6) и других сооружений
газопроводы заключают в футляры.
5.3.2.	Защита подземных газопроводов от коррозии
Подземные стальные газопроводы подвержены поверхностному
разрушению металла — коррозии, которая’происходит в резуль¬
тате химического или электрохимического взаимодействия их
с окружающей почвой или блуждающими в земле электрическими
2Q4

токами. Почвенная коррозия зависит
от наличия в грунтах влаги, солей,
кислот, щелочей и других агрессив¬
ных соединений, а также от неодно¬
родности металла, способствующих
его электрохимическому разрушению
за счет возникновения гальваниче¬
ских пар. Если на поверхности га¬
зопровода 3 (рис. 5.9) имеется ма¬
лейшая царапина 2, то этот участок
поляризуется анодно (участок Л),
а неповрежденный участок 4 — катодно (К). В образовав¬
шейся гальванической паре ток потечет от катода к аноду,
а в электролите грунта 1 — от анода к катоду, вызывая
в точке А анодное растворение металла и превращение царапины
в каверну. Поэтому наиболее часто на участках газопровода с по¬
врежденной изоляцией или на неизолированных участках наблю¬
дается коррозия местного характера (пятна, каверны, язвы),
но может иметь место и общая коррозия.
Неоднородность состава и структуры металла приводит к об¬
разованию микрокоррозионных пар, а неоднородность физико-
химических свойств грунта — к образованию коррозионных пар
длиной в десятки и сотни метров. В этих случаях коррозионные
разрушения чаще носят равномерный характер, не исключающий
возможности образования каверн и глубоких раковин.
Коррозионная активность грунтов по отношению к углероди¬
стой стали подземных газопроводов (и других металлических
сооружений) подразделяется на 5 групи: низкую, среднюю,
повышенную, высокую и весьма высокую. Оценка коррозионной
активности производится по значению удельного электрического
сопротивления грунта, по потере массы образцов, по плотности
поляризующего тока (табл. 5.5).
Таблица 5.5
Коррозионная активность грунтов
Коррози¬
онная
активность
Удельное
сопротив¬
ление
грунта,
Ом-м
Потеря
массы
образца,
г
Плотность
поляризу¬
ющего тока,
мА/см*
Ориентировочная
характеристик^
грунтов
Низкая
Средняя
>100
>20 до 100
<1
>1 до 2
<0,05
>0,05 до
Песчаные, суглинистые
Глинистые, бедные черно-
Повышен¬
ная
Высокая
>10 до 20
>2 до 3
0,20
>0,2 до
земные
Известковые, богатые
>5 до 10
>3 до 4
0,30
>0,30 до
черноземные
Зашлакованные, замусо-
Весьма вы-
' сокая
<5
>4
0,40
>0,40
репные
Торфянистые
205

Коррозия газопроводов вызывается также блуждающими
токами от внешних источников постоянного или переменного
электрического тока промышленной частоты, основными из
которых являются линии трамвая, метрополитена, электропоезда
(рис. 5.10).
Несовершенная изоляция рельсов I от земли приводит к утечке
тока в окружающий грунт. Растекаясь в земле и встречая на своем
пути металлическое сооружение 2 (газопровод), удельное сопро¬
тивление которого много меньше, чем у окружающего грунта,
блуждающий ток ответвляется в него, а затем стекает к отрица¬
тельной шине тяговой подстанции (777). Как и при почвенной
коррозии, участки, где ток натекает на газопровод, называют ка¬
тодными зонами (К). В этих зонах идет процесс восстановления
кислорода, что приводит к уменьшению их коррозионного раз¬
рушения, вызываемого контактом с грунтом. В анодных зонах (Л),
где ток стекает с газопровода, происходит дополнительное раз¬
рушение металла, пропорциональное этому току. Следовательно,
в анодных зонах разрушения металла от почвенной коррозии
и блуждающих токов накладываются друг на друга. Разрушения
при коррозии, вызываемой блуждающими токами, концентри¬
руются обычно на большой поверхности металла, носят ярко
выраженный язвенный характер и имеют круглую или продолго¬
ватую форму с крутыми стенками. Следует отметить, что даже при
активном развитии электрокоррозии, вызываемой переменным
током, потери от нее не превышают нескольких процентов от
соответствующих потерь в стабильных анодных зонах от постоян¬
ного тока. Однако при этом форсируется развитие местных по¬
вреждений, создающих опасность образования сквозных отвер¬
стий в стенках газопровода.
Защита газопроводов разделяется на защиту от почвенной
коррозии и от коррозии блуждающими токами. Пассивная за¬
щита — это изоляция газопровода от контакта с окружающим
грунтом и ограничение проникновения в газопровод блуждаю¬
щих токов. Электрохимическая защита — это создание искусст¬
венного защитного электрического потенциала по отношению
к окружающей среде.
206

Таблица 5.6
Структура весьма усиленных битумно-полимерных и
битумно-минеральных защитных покрытий
Слой покрытия
Толщина
слоя, мм
Битумная грунтовка
Битумно-полимерная или битумно-минеральная мастика
а
Армирующая обмотка из стеклохолста
——
Битумно-полимерная или битумно-минеральная мастика
3
Армирующая обмотка из стеклохолста
——
Битумно-полимерная или битумно-минеральная мастика
3
Наружная обертка из бумаги мешочной (ГОСТ 2228—75) или
—
оберточной марки А (ГОСТ 8273—75)
Примечания. I. Общая толщина покрытия 9=1=0,5 мм. 2. Битумная грун¬
товка изготовляется из битума, растворенного в бензине в соотношении 1 : 3 по обыму
или I : 2 по массе. Состав грунтовки для летнего времени: битум БН-V или БНИ-V,
бензин неэтилировавнын авиационный Б-70 или автомобильные бензины А-72 и А-76;
для зимнего времени: битум БН-iV или БНИ-IV, бензин Б-70. 3. Для армирующий об¬
моток применяется стеклохолст ВВ-К*. Допускается применение нсармированного стекло¬
холста ВВ-1*, а также рулонного материала «Бикарул». 4. Марки битумно-полимерных
мастик: для летнего времени — биту диен Л и бнтулен 90; для зимнего времени — фпу-
диен 3 и бнтулен 80, независимо от сезона — битумно-атактическая. 5. Марки битумно¬
минеральных мастик:, для летнего времени — I и II, для зимнего времени — III й IV.
Таблица 5.7
Структура весьма усиленного покрытия из полимерных
липких лент
Примечание. Для наружной обертки применяют пленки ПДБ и ПРДБ,
бризол, гидроизол, стеклорубероид, изол и другие материалы, обеспечивающие Защиту
покрытия (прочностью не менее 2,5 кгс/см2).
Пассивная защита осуществляется покрытием поверхности
газопровода противокоррозионной изоляцией, которая в зависи¬
мости от коррозионной активности грунта разделяется на Нор¬
мальную, усиленную и весьма усиленную. На подземных газо¬
проводах, прокладываемых на территории городов и других
населенных пунктов, а также промышленных предприятий, при¬
меняют защитные покрытия, соответствующие весьма усиленному
типу: битумно-полимерные и битумно-минеральные (табл. £>.6),
полимерные (табл. 5.7), этиленовые (толщина покрытия эмалью
«тиноль» должна быть не менее 0,6 мм) и др.
Качество защитных покрытий контролируется на всех этапах
изоляционных и строительных работ, а также в эксплуатационных
207

условиях. Битумные покрытия
контролируются по мере их па-
несения и перед опусканием пле¬
тей в траншею. При этом опреде¬
ляются:
—	наличие дефектов — наруж¬
ным осмотром;
—	толщина покрытия — тол¬
щиномером через каждый 100 м
не менее чем в 4 точках по ок¬
ружности трубы и во всех ме¬
стах, вызывающих сомнения;
—	сплошность покрытия — ис¬
кровым дефектоскопом с напря¬
жением 4 кВ на 1 мм толщины
покрытия с учетом обертки;
— степень прилипаемости — путем выреза треугольника под
углом 45° и его отрыва. Прилипаемость считается удовлетвори¬
тельной, если мастика не отслаивается от стальной поверхности.
Покрытия из полимерных липких лент проверяются непре¬
рывно при намотке ленты путем наружного осмотра и контролем
числа слоев, ширины нахлеста, силы сцепления (прилипае¬
мости) ленты с лентой, с поверхностью трубы и сплошности.
Для количественной оценки прилипаемости используют спе¬
циальные приборы, например адгезиметр-сдвигомер конструкции
ВНИИСТ типа СМ-1, который оценивает прилипаемость по уси¬
лию сдвига на трубе участка изоляции определенных размеров.
Так как для этого прибора F сдвига = 0.57F отрыва, то для нор¬
мального усилия отрыва изоляции 5 кгс/см2 при t — 25° С соот¬
ветствующее ему усилие сдвига должно составлять 2,85 кгс/см2.
Сплошность покрытия газопроводов, не засыпанных грунтом,
проверяют дефектоскопами конструкции Ленгаза, Орггаза,
ВНИИСТ и др. Искровые дефектоскопы создают высокое напря¬
жение (для весьма усиленной изоляции — 36 кВ) между газопро¬
водом и перемещаемым вдоль него разрядником — искателем.
В местах повреждения изоляции проскакивает искра. Искровой
детектор Ленгаза (рис. 5.11) состоит из аккумулятора /, выклю¬
чателя 2, высоковольтного индуктора (ИВ-50) 5, имеющего пре¬
дохранительный зазор (50 мм) 6, дугообразного искателя 9,
конденсатора 3 и прерывателя 4. Контактный конец провода вы¬
сокого напряжения 7 присоединяют к торцу хорошо зачищенной
части трубы газопровода 8. Второй конец провода 13 соединен
е искателем. Затем выключателем 2 замыкают электрическую
цепь детектора и искатель 9 передвигают вдоль изоляции трубы 10,
при этом в местах с плохой изоляцией произойдет искровой элек¬
трический пробой и загорится неоновая лампочка 11, вмонти¬
рованная в ручку 12 искателя. Работать с детектором следует
осторожно, обязательно в резиновых перчатках.
208

Проверка покрытия на отсутствие местных повреждений,
ведущих к образованию непосредственного электрического кон¬
такта между грунтом и металлом газопровода, производится после
присыпки последнего в траншее искателями типа ИПИТ или
ИП-60. Искатель ИПИТ конструкции Мосгаза (рис. 5.12) состоит
из батареи сухих элементов 6 типа БАС-60, индукционной ка¬
тушки 5 с реле-прерывателем и регулирующим реостатом, за-
аемляющего электрода 4, телефонных наушников 8 и соедини¬
тельных проводов. Если прибор включен, то на газопровод /
подается пульсирующий ток, который через поврежденные места
изоляции 2 будет стекать в грунт 3 и возвращаться в прибор через
электрод 4. По мере приближения переносных электродов 7,
соединенных с наушниками, к месту повреждения изоляции в на¬
ушниках будет усиливаться звук работающего реле.
Искатель ИП-60 конструкции ВНИИСТ (рис. 5.13) можно
применять для проверки газопроводов, уложенных в грунт или
в траншею подводного перехода, в условиях помех от электри¬
фицированных железных дорог и линий высокого напряжения.
По принципу работы он аналогичен прибору ИПИТ. К катодному
выводу /, соединенному с газопроводом, с помощью постоянного
электромагнита 2 подключается один из проводов звукового ге¬
нератора 8. Второй провод генератора соединен с электродом-
заземлителем 3. Телефонные наушники 4 имеют электроусили¬
тель 6. Максимальная разность потенциалов, определяемая по
209

шуму в наушниках, возникает, когда
один из передвижных электродов 5 или
7 находится над дефектным участком.
В эксплуатационных условиях со¬
стояние защитных покрытий контроли¬
руют при вскрытиях и очередных
профилактических осмотрах.
Электрохимическая (активная)защи¬
та газопроводов может дать необходи¬
мый эффект только при организации
совместной защиты других подземных
сооружений (водопровод, канализа¬
ция, кабель и т. д.), расположенных
вблизи газопроводов.
Независимо от наличия блужда¬
ющих токов газопроводы, проложен¬
ные в грунтах весьма высокой, высокой и повышенной
коррозионной активности, должны иметь кроме защитных по¬
крытий устройства для катодной поляризации. Для наблю¬
дения за значениями электрического потенциала газопро¬
воды оборудуют контрольно-измерительными пунктами (кон¬
трольными проводниками) с интервалами между ними не
более 200 м, а также в местах пересечения с рельсовыми путями
электрифицированного транспорта и водными преградами шири¬
ной более 50 мм. Для измерения электропотенциалов используют
также выводы из колодцев для запорных устройств, трубки сбор¬
ников конденсата и гидрозатворов, вводы и другие устройства
газопроводов. Контактные концы от трубок, приваренных
к газопроводу, и от электрода заземления выводят под ковер.
Наличие и уровень блуждающих токов определяют при по¬
мощи коррозионного высокоомного вольтметра, плюсовый за¬
жим которого соединен с выводом контактной трубки, приварен¬
ной к газопроводу, а минусовый — с электродом заземления. На¬
личие положительного потенциала между газопроводом и землей
указывает на возможность поражения газопровода блуждающими
токами.
Для уменьшения повреждения блуждающими токами больших
участков газопроводов их электрически секционируют посредством
установки изолирующих фланцевых соединений (изолирующих
фланцев). Такое фланцевое соединение (рис. 5.14) имеет диэлектри¬
ческую прокладку 5 из технической морозостойкой резины или
текстолита. В последнем случае для уплотнения соединения ис¬
пользуют дополнительно свинцовые прокладки 4. Крепящие
болты устанавливают в текстолитовых 1 или резиновых трубках.
Под стальные шайбы 3 на болты надевают изолирующие шайбы 2
из текстолита, резины или хлорвинила. Собранный изолирующий
фланец подлежит испытанию на прочность и плотность, на ди*
электрич'ность (электросопротивление должно быть не меньше
210

2 кОм) и на отсутствие короткого замыкания после установки
фланца на газопроводе.
Изолирующие фланцы, как правило, устанавливают на стоя¬
ках вводов к потребителям, на надземных и надводных переходах
газопроводов через препятствия (на вертикальных участках),
а также на вводах и выводах ГРП (ГРУ). При установке изоли¬
рующих фланцев в колодцах эти соединения должны быть шунти¬
рованы разъемными электроперемычками. Контактные соединения
перемычек выносят за пределы колодца.
Обычные фланцевые соединения в колодцах шунтируют посто¬
янными электроперемычками (см. разд. 5.2.3).
5.3.3.	Надземные газопроводы
Надземные газопроводы по сравнению с подземными имеют
ряд преимуществ: более удобны для осмотра и ремонта; представ¬
ляют меньшую опасность в случаях утечки газа; не подвергаются
коррозии блуждающими токами; не могут быть причиной проник¬
новения газа в подземные каналы, колодцы, подвалы и т. п.;
не требуют применения специальной антикоррозионной изоля¬
ции, которая заменяется масляной краской, лаком или другими
покрытиями, выдерживающими температурные изменения и вли¬
яние атмосферных осадков. К недостаткам надземных газопро¬
водов относятся опасность образования в них ледяных пробок
при транспортировке влажных и содержащих нафталин газов,
а также подверженность разрушающему влиянию дождей,
снега, обледенения и ветра.
На территории промышленных предприятий надземные газо¬
проводы можно прокладывать по отдельно стоящим колоннам
(опорам) и эстакадам из несгораемых материалов, а не магистраль¬
ные (транзитные по отношению к тем зданиям, где газ не исполь¬
зуется) — также по наружным стенам зданий не ниже IV степени
огнестойкости и по несгораемым покрытиям I и П степени огне¬
стойкости с производствами Г и Д (см. разд. 5.7.1). При этом про¬
кладка газопроводов высокого давления разрешается только по
глухим несгораемым стенам производственных зданий или над
окнами их верхних этажей. Газопроводы среднего и низкого
давления могут пересекать оконные проемы производственных
цехов и отопительных котельных вдоль импоста глухих (неоткры-
ваемых) переплетов. Под окнами и балконами нельзя располагать
фланцевые и резьбовые соединения газопроводов, а также арма¬
туру.
По стенам зданий газопроводы прокладывают на кронштейнах,
а по крышам — на опорах в виде козел, к которым газопровод
прикрепляют при помощи хомутов. Крепление газопроводов к опо¬
рам должно обеспечить возможность их свободного передвижения
вдоль своей оси при удлинении или сжатии под влиянием изме¬
нений наружной температуры. Для этого между опорами, к кото-
211

рым трубы крепятся «намертво», должны устанавливаться под¬
вижные опоры, дающие возможность трубопроводу перемещаться
вдоль его оси на роликах или подушках. Кроме того, если на участ¬
ках газопровода нет изгибов, которые могут компенсировать их
удлинение и сжатие при температурных изменениях окружающей
среды, то необходимо устройство П-образных или линзовых ком¬
пенсаторов. Применение сальниковых компенсаторов не допуска¬
ется.
Вдоль стен здании газопроводы укладывают на расстоянии,
достаточном для свободного осмотра н ремонта труб, а по кры¬
шам — на высоте не менее 0,5 м.
Прокладка газопроводов на эстакадах или опорах совместно
с другими трубопроводами допускается при возможности осмотра
и ремонта всех трубопроводов и при защите газопровода от тем¬
пературного воздействия горячих трубопроводов. Если несущая
способность газопроводов низкого или среднего давления поз¬
воляет, то допускается крепление к ним трубопроводов другого
назначения. Трубопроводы, транспортирующие коррозионно-
активные жидкости, при прокладке совместно с газопроводами
должны располагаться ниже последних не менее чем на 30 см.
В местах размещения на этих трубопроводах арматуры, фланце¬
вых и резьбовых соединений должны устанавливаться защитные
козырьки, предотвращающие попадание коррозионноактивиых
жидкостей на газопровод.
Расстояние в свету между надземными газопроводами и трубо¬
проводами другого назначения при их совместной прокладке и
пересечении должно быть не менее, мм:
—	диаметра газопровода (но не менее 100)— при диаметре
газопровода до 300 мм;
—	300 — при диаметре газопровода более 300 мм.
Прокладка газопроводов на одних опорах с электрическими ли¬
ниями не допускается, кроме линий, проложенных в стальных
трубах, бронированных кабелях, а также диспетчерских и сиг¬
нальных линий обслуживания газопровода. При этом газопроводы
для газов легче воздуха целесообразно располагать выше электро¬
линий.
При пересечении с воздушными линиями электропередачи
(ЛЭП) надземные газопроводы должны проходить ниже этих ли¬
ний, а минимальные расстояния между ними по вертикали в свету
принимают следующие:
На эти же расстояния должны выступать по обе стороны пересе¬
чения за крайние провода линий электропередачи ограждения
газопровода, предназначенные для защиты от падения на него
электропроводов. Ограждения должны быть изолированы от газо-
212

провода и заземлены. Указанные расстояния от проводов до га¬
зопровода и его выступающих конструкций принимаются: по
горизонтали — при наибольшем отклонении проводов, по верти¬
кали — при наибольшей стреле провеса. При этом защитные
ограждения, установленные над газопроводом (решетки, галереи,
площадки), рассматриваются как части газопровода.
Газопроводы, прокладываемые по наружным стенам зданий,
эстакадам, опорам, а также стояки газопроводов на выходе из
земли следует при необходимости защищать от механических
повреждении. Условия для осмотра и ремонта газопроводов,
прокладываемых по стенам, обеспечиваются зазором между сте¬
ной и трубой, который должен быть не меньше ее наружного диа¬
метра. Конструкция опор и подвесок, используемых для крепле¬
ния газопроводов, показана на рис. 5.15 и 5.16. Газопроводы диа¬
метром до 40 мм располагают на расстоянии 15—20 мм от стены
и крепят к ней с помощью крюков. При прокладке этих газопро¬
водов параллельно с другими больших диаметров их крепят
на опорах (рис. 5.15) или на подвесках (рис. 5.16). Для изоляции
213

газопроводов от металличе¬
ских опорных конструкций
должны использоваться про¬
кладки и подкладки, изго¬
товленные из полиэтилена
или других материалов, рав¬
ноценных ему но изоляцион¬
ным свойствам.
Надземные газопроводы,
проложенные на опорах,
должны отстоять по гори¬
зонтали от сооружений на
расстояние, м, не менее: 3 —
до ближайшего рельса же¬
лезнодорожных и трамвай¬
ных путей; 1,5 — до бор¬
дюрного камня, внешней
бровки кювета или подошвы
насыпи дороги; 1 —до под¬
земных коммуникаций (водо¬
провода, канализации, труб
теплофикации, телефонной
канализации, электрических
кабельных блоков, считая от
края фундамента опоры га¬
зопровода); 10 — до ограды
открытой электроподстанции,
а также сооружений с от¬
крытыми источниками огня
и мест выпуска расплавленного металла; высоты опоры линий элек¬
тропередачи — до проводов этих воздушных линий (если высота
опоры газопровода превышает высоту линии электропередачи,
расстояние принимают не менее высоты опоры газопровода).
Минимальные расстояния от надземных газопроводов, проло¬
женных на опорах, до зданий зависят от давления газа и прини¬
маются по табл. 5.8.
При прокладке по мостам газопроводы должны подвешиваться
в местах, исключающих возможность скопления газа в конструк¬
циях, иметь компенсирующие устройства и выполняться из сталь¬
ных бесшовных или прямошовных труб, изготовленных электро-
дуговой сваркой. Газопроводы, проложенные по металлическим
и железобетонным мостам, плотинам и другим гидротехническим
сооружениям, должны быть электрически изолированы от метал¬
лических частей этих сооружений.
При пересечении железнодорожных и трамвайных путей,
а также автодорог высота прокладки надземного газопровода
должна обеспечить свободный проезд транспорта и проход
людей.
214

Таблица 6.8
Минимальные расстояния (в свету) по горизонтали
от зданий (складов) до газопроводов, проложенных
на опорах, и
Здания (склады)
Давление газа, кгс/см*
<0,05
>0,05 до 3
>3 до 6
>6 до 12
Жилые и общественные
2
5
5
Производственные и
складские с производ-
слвами, относящимися
по пожарной опасности
к категориям А, Б и В
5
5
5
10
То же, к категориям Г
и Д
Открытые склады легко¬
воспламеняющихся и
горючих жидкостей и
склады сгораемых ма¬
териалов:
2
2
2
5
на территории про¬
мышленных пред¬
приятий
10
10
20
20
вне территории
промышленных
предприятий
20
20
40
40
Надземные газопроводы, транспортирующие влажные газы,
необходимо укладывать с уклоном не менее 3 мм/м (по возможности
по ходу газа) и в нижних точках их устанавливать устройства для
удаления конденсата (дренажные штуцеры). На газопроводах
искусственных газов устанавливают водоотводчнки периодиче¬
ского или постоянного действия. Для предотвращения охлажде¬
ния, вызывающего выделение влаги и последующее ее замерза¬
ние, газопроводы и их арматуру покрывают тепловой изоляцией.
В местностях с устойчивой низкой температурой газопровод изо¬
лируют совместно с паропроводом.
На надземных газопроводах места расположения арматуры и
прочих устройств и приборов специально освещаются. Во всех
местах постоянного обслуживания арматуры, измерительных
приборов и других устройств газопровода, расположенных выше
2,2 м, должны быть сооружены стационарные площадки и лест¬
ницы к ним или дистанционный привод к арматуре. Одиночные
площадки редкого пользования разрешается обслуживать при
помощи стремянок, которые при высоте более 3 м должны быть
снабжены предохранительными дугами; первая из них устанавли¬
вается на высоте 2 м. Ширина площадки должна быть не менее
800 мм. Площадки и лестницы ограждаются перилами высотой
215

Таблица 5.9
Рекомендуемые сочетания грунтовок, эмалей и лаков
с красителями для надземных газопроводов
Грунтовочные покрытия
Лакокрасочные покрытия
Грунтовки
Растворитель
дополнительный
Эмаль
растворитель
дополнительный
ФЛ-ОЗк,
ГОСТ 9109—76
ХС-010,
ГОСТ 9355—60
ЭП-00-10,
ГОСТ 10277—76
Э-4920, ВТУ КУ,
496—57, грунт-
шпаклевка
Сольвент каменно¬
угольный,
ГОСТ 1928—67
Р-4, ГОСТ 7827—74
Р-4, ГОСТ 7827—74
Р-4, ГОСТ 7827—74
Эмаль ХВ-125,
ГОСТ 10144—74
Эмаль ХВ-124,
ГОСТ 10144—74
Лак ПФ-170,
ГОСТ 15907—70
Р-4,
ГОСТ 7827—74
То же
Сольвент каменно¬
угольный,
ГОСТ 1928—67
Примечание. В лаки и амали добавляют в количестве 10—16% по массе
алюминиевую пудру ПАК-3 или ПАК-4 по ГОСТ 5494—71.
1,2 м со сплошным заграждением в нижней части высотой 200 мм.
Настил площадок должен быть решетчатый или из сплошных
листов с отверстиями для стока воды.
Для предохранения от коррозии надземные газопроводы за¬
щищают лакокрасочными покрытиями, состоящими из 2—3
слоев грунтовки и 2 слоев эмали или лака (табл. 5.9).
5.4.	Вводы газопроводов
Вводы газопроводов в общественные здания, здания предприя¬
тий общественного питания и объектов коммунально-бытового
назначения предусматривают в лестничные клетки или непосред¬
ственно в помещение, где установлены газовые приборы. Вводы
газопроводов в цехи промышленных и коммунальных предприятий
выполняют непосредственно в помещение, где находятся газо¬
использующие агрегаты, или в смежное с ним при условии соеди¬
нения этих помещений открытым дверным проемом и обеспечения
в смежном помещении не менее трехкратного воздухообмена
в час. Устройство цокольных (наружных) вводов газопроводов
допускается в здания всех назначений.
Не допускается устройство вводов газопроводов в: подвалы,
машинные отделения, лифтовые помещения, вентиляционные
камеры и шахты, помещения мусоросборников, электрораспреде¬
лительных устройств, складские помещения, помещения взрыво¬
опасных производств и помещения, в которые не может быть
обеспечен доступ обслуживающего персонала в любое время
суток.
216

Если используется влажный газ, то ввод выполняется с укло¬
ном в сторону распределительного газопровода, а при необходи¬
мости на газопроводе предусматривают излом с установкой в его
нижней точке сборника конденсата.
При пересечении фундамента или стены ввод должен заклю¬
чаться в футляр, а место прохода футляра через фундамент тща¬
тельно уплотняться.
Запорное устройство на вводе газопровода низкого и среднего
давления располагают, как правило, снаружи здания в удобном
для обслуживания месте на расстоянии по горизонтали от дверных
и оконных проемов не менее 0,5 м. Допускается устанавливать
запорное устройство на вводе внутри здания — в лестничных
клетках, тамбурах и коридорах. Запорное устройство на вводе
газопровода высокого давления располагают снаружи здания выше
дверей на стене, не имеющей открывающихся оконных проемов.
Расстояние от фундамента до ближайшего стыка газопровода дол¬
жно быть не менее 0,5 м. Все стыковые соединения на участках
газопроводов, расположенных на расстоянии менее 2 м (низкое
давление) и 4 м (среднее давление) должны быть проверены фи¬
зическими методами контроля.
5.5.	Внутренние газопроводы
Газопроводы внутри зданий и сооружений прокладывают, как
правило, открыто. Расстояние от них до строительных конструк¬
ций, технологического оборудования и трубопроводов другого
назначения должно обеспечивать возможность монтажа, осмотра
и ремонта газопроводов и устанавливаемой на них арматуры.
Газопроводы не должны пересекать оконные и дверные проемы
(в котельных и промышленных цехах допускается пересечение
оконных проемов вдоль импоста оконных переплетов), а также
прокладываться в местах возможного воздействия агрессивных
веществ и горячих продуктов горения или соприкосновения с на¬
гретым или расплавленным металлом. От открытого теплового
излучения газопроводы должны быть защищены изоляционным
покрытием или экранами.
Газопроводы можно прокладывать на общих опорах с другими
трубопроводами при условии обеспечения возможности осмотра
и ремонта любого из трубопроводов и расположении трубопро¬
водов с агрессивными жидкостями сбоку или ниже газопровода
на расстоянии не менее 25 см. Если на трубопроводах с агрессив¬
ными жидкостями имеются арматура, фланцевые или резьбовые
соединения, то в этих местах должны быть установлены защитные
козырьки для предохранения газопровода от попадания на него
этих жидкостей.
Газопроводы крепят к стенам, колоннам, перекрытиям зданий,
каркасам агрегатов с помощью кронштейнов, хомутов, крючьев
или подвесок на высоте в местах прохода людей не менее 2,2 м
217

Таблица б.10
Минимальные расстояния между газопроводами и
инженерными коммуникациями внутри помещений, см
Коммуникация,
устройство
При параллельной
прокладке
При пере¬
сечении
Электрооборудование:
открытая электропроводка изо-
25
10
лированных проводов или элек¬
трокабель
скрытая электропроводка или
5
1
проложенная в трубе (от края
заделанной борозды или трубы)
токонесущие части открытых (го-
100
100
лых) электропроводов напря¬
жением до 1000 В
распределительные и коммутацп-
30
Не допу-
онные электрощиты или шкафы
Инженерные коммуникации (водопро-
По месту, с обеспече-
скается
2
вод, канализация и другие трубо¬
проводы)
пнем возможности
монтажа, безопасной
эксплуатации и ре¬
монта всех трубопро¬
водов
Примечание. В жилых и общественных зданиях допускается пересечение
газопровода с осветительными проводами, заключенными в резиновую или эбонитовую
трубку, выступающую на. 10 см по обе стороны газопровода, без зазора.
до низа газопровода (при наличии изоляции — до низа изоляции)
и на расстоянии от стен, обеспечивающем свободный осмотр
и ремонт, но не менее радиуса газопровода. Примеры конструктив¬
ного оформления креплений показаны на рис. 5.15 и 5.16. Расстоя¬
ния между газопроводами и инженерными коммуникациями
должны быть меньше указанных в табл. 5.10.
В коммунально-бытовых и промышленных предприятиях допу¬
скается прокладка газопроводов (кроме газопроводов сжиженного
газа) в бороздах стен, закрытых легко снимаемыми щитами с от¬
верстиями для вентиляции. Размеры борозд должны обеспечить
удобство монтажа и обслуживания газопроводов.
В производственных помещениях промышленных предприятий,
в помещениях котельных, предприятий общественного питания
и лабораторий допускается прокладка подводящих газопроводов
к отдельным агрегатам и газовым приборам в бетонном полу
с последующей заделкой труб, покрытых противокоррозионной
изоляцией, цементным раствором. Места входа и выхода газо¬
провода из пола заключают в футляры, выступающие над полом
не менее чем на 3 с.м.
В цехах промышленных предприятий газопроводы разреша¬
ется прокладывать в полу — в каналах, засыпанных песком и
закрытых плитами. Размеры и конструкция этих каналов должны
обеспечивать защиту газопроводов от механических повреждений,
218

удобство их монтажа, осмотра и ремонта, а также исключать
возможность распространения газа под полом. В местах, где воз¬
можно попадание в каналы веществ, вызывающих коррозию газо¬
проводов, их канальная прокладка не допускается.
На газопроводах, прокладываемых в каналах со съемными
перекрытиями, в бетонном полу и в бороздах стен не допуска¬
ется устанавливать арматуру, количество сварных стыков дол¬
жно быть минимальным. В каналах совместно с газопроводами
можно прокладывать трубопроводы инертных газов, холоднсго
и горячего водоснабжения, отопления и технологического тепло¬
снабжения при условии их монтажа в пределах канала на сварке
и без установки арматуры. Каналы, в которых проложены газо¬
проводы, не должны пересекаться с другими каналами. Если эго
пересечение необходимо, то должны быть устроены уплотнитель¬
ные перемычки, а газопроводы уложены в стальных футлярах,
концы которых выводят за пределы перемычек в обе стороны на
30 см.
Конфигурация газопроводов должна, как правило, обеспечи¬
вать самокомпепсацию напряжений, возникающих при изменении
температуры в помещении. При необходимости на газопроводе
монтируют линзовые компенсаторы.
Не допускается прокладывать газопроводы через шахты лиф¬
тов, вентиляционные камеры, шахты и каналы, дымоходы, по¬
мещения взрывоопасных производств, электрораспределительных
устройств и подстанций, склады взрывоопасных и горючих ма¬
териалов, а также через помещения, в которых газопровод может
подвергнуться коррозии, и подвальные, включая транзитную
прокладку. Газопроводы низкого и среднего давления можно
прокладывать транзитом через помещения, в которых нет газо¬
использующего оборудования, если в них обеспечен круглосу¬
точный доступ обслуживающего персонала, а на газопроводах
не устанавливается арматура.
В местах пересечения фундаментов, перекрытий, лестничных
площадок, стен и перегородок газопроводы заключают в футляры
(см. разд. 5.2.6).
Газогорелочные устройства и газовые приборы присоединяют
к газопроводам, как правило, жестким креплением. С помощью
резинотканевых рукавов (шлангов) допускается присоединять
после отключающего крана к газопроводам до 1 кгс/см2 КИП
и приборы автоматики (длина рукава не более 1 м), а к газопро¬
водам низкого давления — бытовые холодильники, стиральные
машины, плиты, лабораторные горелки, переносные и передвиж¬
ные газогорелочные устройства и агрегаты. Перемещение послед¬
них принудительно ограничивается на длину рукавов, которая
не должна превышать 3 м для бытовых газовых приборов и лабо¬
раторных горелок и 30 м для производственных установок и газо¬
горелочных устройств. Рукава не должны проходить через стены,
окна и двери, применяться при температуре окружающей среды
219

ниже —30° С и выше 50° С, подвергаться опасности механических
повреждений, защемления, резких перегибов, воздействия агрес¬
сивных жидкостей и теплового излучения. В местах присоеди¬
нения в газопроводу и прибору, а также в местах соединения между
собой рукава должны надеваться на гофрированные наконечники
и крепиться хомутами.
Газопроводы влажного газа (в т»м числе паровая фаза сжижен¬
ных газов) прокладывают с уклоном не менее 3 мм/м. При этом
на них в нижних точках должны быть предусмотрены конденсато¬
сборники или штуцеры для спуска конденсата. При установке
счетчика эти газопроводы монтируют с уклоном от него в обе
стороны. Если газопроводы влажного газа прокладывают в по-
лещениях, в которых температура воздуха может быть ниже
3' С, то они должны быть покрыты тепловой изоляцией.
Повороты газопроводов диаметром до 100 мм должны выпол¬
няться гнутыми, выше 100 мм разрешаются сварные. Устанавли¬
ваемая на газопроводах арматура должна быть легкодоступна
для пользования, осмотра и ремонта. При расположении се выше
2,2 м устраивают площадки из несгораемых материалов с лест¬
ницами или предусматривают дистанционный пригод. Для обслу¬
живания редко используемой арматуры допускается применять
переносные лестницы.
После испытания на прочность и плотность внутренние газо¬
проводы окрашивают масляными или нитроэмалевыми водостой¬
кими красками (ГОСТ 14202—69) в желтый цвет с предупрежда¬
ющими красными полосами (в жилых и общественных зданиях
газопроводы окрашивают под цвет стен).
5.6.	Размещение запорных устройств
и схемы газопроводов
Запорные устройства на газопроводах устанавливают:
а)	на вводах и выводах газопроводов ГРП на расстоянии от
последних не менее 5 и не более 100 м. Отключающее устройство
перед ГРП может не устанавливаться, если оно имеется на отводе
от городского газопровода и находится от ГРП не далее 100 м.
После ГРП его также можно не устанавливать, если предприятие
имеет одностороннее питание газом. Запорные устройства ГРП,
расположенных в пристройках к зданиям, и шкафных ГРП до¬
пускается размещать на наружных надземных газопроводах ближе
5 м от ГРП в удобном для обслуживания месте;
б)	на вводах газопроводов в отдельные жилые, общественные
и производственные здания или группу смежных зданий. Допу¬
скается запорные устройства на ответвлениях от распределитель¬
ного газопровода, предназначенные для газоснабжения жилых
и мелких коммунальных объектов, размещать на стенах зданий
(см. § 5.4);
220

в)	перед наружными (открытыми) газопотребляющими уста*
новками (передвижные котельные, битумоварочные котлы, печи
для сушки песка и т. д.);
г)	при прокладке газопроводов в коллекторе: при тупиковых
сетях — на вводе, а при кольцевых — на вводе и выводе. В под¬
земных проходных коллекторах запорные устройства должны раз¬
мещаться в отдельных отсеках, имеющих самостоятельный вход
и обособленную от коллектора вентиляцию или вне коллекторов
в колодцах.
При соответствующем техническом обосновании запорные уст¬
ройства устанавливают:
а)	на распределительных газопроводах всех давлений для
отключения отдельных участков или районов газоснабжения.
Если участки закольцованных распределительных газопроводов
проходят по территории промышленного или другого предприя¬
тия, то запорные устройства должны размещаться вне этих тер¬
ритории;
б)	на ответвлениях от распределительных газопроводов всех
давлений к предприятиям, отдельным микрорайонам или группам
жилых и общественных зданий, как правило, вне территории
объекта в удобном и доступном для обслуживания месте;
в)	на газопроводах всех давлений, пересекающих железнодо¬
рожные пути, автомобильные дороги I и II категории и городские
автомагистрали. При переходе через железные дороги запорные
устройства располагают на тупиковых газопроводах — не да¬
лее 1000 м до перехода (по ходу газа), на кольцевых газопрово¬
дах—по обе стороны перехода не далее 1000 м от него. Если пре¬
кращение подачи газа по переходу обеспечивается линейными за¬
движками, запорными устройствами после ГРП или ГРС, то до¬
полнительные запорные устройства не предусматриваются.
На внутренних газопроводах запорные устройства устанавли¬
вают в следующих местах:
а)	в жилых и общественных зданиях:
—	на каждом стояке, если от одного ввода предусматривается
2 и более стояков, каждый из которых питает газом более 4 эта¬
жей. Запорные устройства на стояках допускается размещать
в лестничных клетках, тамбурах и коридорах;
—	перед счетчиками;
—	перед каждым газовым прибором, печью или агрегатом;
—	на ответвлениях к отопительным печам или приборам.
В каналах установка оборудования, арматуры, а также уст¬
ройство фланцевых и резьбовых соединений не допу¬
скается;
б)	перед горелками пнщеварочных котлов, ресторанных плит,
отопительных печей и другого оборудования последовательно 2
запорных устройства: одно для отключения прибора (оборудова¬
ния) в целом, второе для отключения горелок. Если в конструкции
газового прибора перед горелками предусмотрены запорные уст-
221:

ройства (например, газовые плиты, водонагреватели, печные го¬
релки и др.), то устанавливается 1 запорное устройство;
в)	в цехах промышленных и коммунальных предприятий, а
также в котельных:
—	на вводе газопровода внутри помещения;
—	на ответвлении к каждому агрегату;
—	перед горелками и запальниками;
—	на отводах к КИП;
—	на трубопроводах продувочных и безопасности в местах
присоединения их к газопроводам.
Если ГРУ или счетчик расположены не далее 10 м от ввода га¬
зопровода в помещение, то запорным устройством на вводе счи¬
тается кран или задвижка перед ГРУ или счетчиком.
Схемы наружных (межцеховых) и внутренних (внутрицеховых)
газопроводов выбираются проектной организацией в зависимости
от давления газа в распределительном газопроводе, питающем
газом данное предприятие, расположения газопотребляющих
объектов на его территории, количества и типов газоиспользующих
агрегатов и других факторов. Способ прокладки межцеховых га¬
зопроводов (надземно, подземно или комбинированно) также за¬
висит от местных условий.
Снижение давления газа, поступающего на территорию пред¬
приятия, до подачи его в помещения, в которых установлены
газоиспользующие агрегаты, производится в ГРП
Если промышленное предприятие имеет несколько цехов
(котельных), то устраивается общий пункт замера расхода газа,
который может располагаться в ГРП или в отдельном помещении
со стенами из несгораемых материалов и оборудованном вытяж¬
ной вентиляцией. Допускается не иметь общего пункта измерения
расхода газа, если газ используется не более чем в 2 цехах или
отдельных помещениях, причем в одном из них расход газа не¬
значительный. В цехах (котельных), а в ряде случаев и на ответ¬
влениях газопроводов к отдельным тепловым агрегатам, особенно
с большим расходом газа, целесообразно иметь свои расходомеры.
Это позволяет организовать четкий учет расхода газа отдельными
потребителями и соответственно повысить эффективность его
использования. Так, например, рекомендуется устанавливать
индивидуальные расходомеры для каждого из котлов паропро-
изводительностью 20 т/ч и более, для группы однотипных котлов
с общим расходом газа от 400 до 2000 м3/ч, для других тепловых
агрегатов при расходе газа более 50 м3/ч.
В цехах и котельных предусматривают продувочные трубо¬
проводы диаметром не менее 20 мм от наиболее удаленных (от
ввода в цех, котельную) участков газопровода, а также от отводов
к каждому агрегату перед последним по ходу газа отключающим
устройством или (при наличии трубопровода безопасности) перед
контрольным отключающим устройством. Они предназначены для
освобождения газопровода от воздуха перед пуском котельной,
222

цеха и агрегата, а также для вытеснения газа воздухом при кон¬
сервации газопроводов и длительном перерыве в подаче газа.
Допускается объединять продувочные линии от газопроводов
с одинаковым давлением газа. Если плотность газа больше плот¬
ности воздуха, то объединение недопустимо. Продувочные трубо¬
проводы должны иметь минимальное количество поворотов и вы¬
водиться выше карниза здания не менее чем на 1 м в местах, где
исключается возможность попадания продувочных газов в рас¬
положенные рядом здания и помещения. Для предотвращения
попадания атмосферных осадков концы продувочных трубопрово¬
дов загибают либо устраивают над ними защитные зонты. При
расположении выводов продувочных трубопроводов вне зоны мол-
ниезащнты их следует заземлять.
В отдельных случаях по решению проектной организации до¬
пускается вместо продувочных трубопроводов предусматривать
установку запорного устройства с глухим штуцером-заглушкой.
Схемы межцеховых газопроводов. Газоснабжение промышлен¬
ных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых предприятий
осуществляют по следующим схемам.
1.	Газ подают предприятию непосредственно из распредели¬
тельных газопроводов низкого давления. Это допустимо для не¬
больших предприятий, потребление газа которыми не нарушит
режима давления в газовых сетях жилых домов, присоединенных
к этим же газопроводам.
2.	Предприятие снабжают газом от распределительных газо¬
проводов среднего давления. В этом случае газ по ответвлению
поступает на ГРП или ГРУ предприятия, где его давление снижа¬
ется до необходимого в пределах среднего или до низкого давле¬
ния в зависимости от установленного газового оборудования.
В ГРП возможна параллельная работа 2 ниток регулирования,
снижающих давление газа — одна до среднего и другая дб Йиз-
кого.
3.	Газ подают в систему газоснабжения предприятия от газо¬
провода высокого давления. На ГРП предприятия давление <щи-
жают до необходимого по схеме 2. При этом работа 2 параллёЛьйых
ниток регулирования позволяет подавать в межцеховые Тазбй'ро-
воды газ высокого и среднего, высокого и низкого^ среднегб и
низкого давления. В случае дросселирования с высокого (более
6 кгс/см2) давления до низкого возможно применение двухступен¬
чатого регулирования: регулятором I ступени давление снижа¬
ется до 3—6 кгс/см2, а регулятор II ступени поддержийает §а Со¬
бой давление газа, необходимое для нормальной работы га^ойЫх
приборов.
4.	Возможны случаи снабжения предприятия газом разного
давления по раздельным вводам.
На рис. 5.17 показан один из возможных вариантов схемы
подземной прокладки межцеховых газопроводов 2 влажного Газа
с установкой сборников конденсата 3 и отключающйх устройств
223

в колодцах глубокого 7 и мелкого 9 заложения на ответвлениях 6
к цехам. На конечных участках газопровода (перед каждым
цехом) предусмотрены продувочные трубопроводы 10 со штуцером
и краном 12 для взятия пробы. При небольшой протяженности
газопроводов и малых их диаметрах (по решению проектной ор¬
ганизации) ограничиваются только штуцером с краном или осу¬
ществляют продувку через продувочный трубопровод внутрице¬
ховых газопроводов.
Если газопроводы транспортируют осушенный газ, то отпадает
необходимость в сборниках конденсата. При подземной прокладке
первое по ходу газа запорное устройство располагают на выходе
газопровода из земли на высоте около 1,5 м от ее уровня. Если
запорное устройство на отводе от распределительного газопро¬
вода находится от ГРП не далее 100 м, то общее запорное устрой¬
ство 4 перед ГРП можно не предусматривать.
Газ высокого или среднего давления от городских распредели¬
тельных газопроводов поступает в центральный ГРП 5, откуда
с выходным средним давлением подается в межцеховые газопро¬
воды.
Цехи с агрегатами, работающими на газе среднего давления
(пехи 1 и 2), питаются газом непосредственно от центрального
ГРП. На вводах в эти цехи устанавливают отключающее устрой¬
ство 8. Если в цехах есть агрегаты, требующие газа низкого дав¬
ления (цехи 3 и 4), то на вводе в них газопроводов монтируют
местный ГРП (ГРУ) 11. Заглушку 1 устанавливают только на
время испытаний межцехового газопровода по окончании его
строительства.
На практике применяют различные схемы. Например, пред¬
приятие имеет один общий ГРПс выходным низким давлением; цен¬
трального ГРП пет и ГРП (ГРУ) имеет каждый цех; расход газа
учитывают централизованно или по цехам и т. д.
Межцеховые и внутрицеховые газопроводы, ГРП, все газовое
оборудование, арматура и приборы, расположенные за общим
отключающим устройством, принадлежат предприятию и дол-
224

жны обслуживаться персоналом его газовой службы или по
договору специализированной организацией.
Схемы внутрицеховых газопроводов. Газ из межцеховых газо¬
проводов во внутрицеховые поступает через вводы. Выбор схемы
внутрицеховых газопроводов в значительной степени определяет
надежность и безопасность эксплуатации газоиспользующих аг¬
регатов цеха (котельной). В зависимости от требований технологии
производства и конструкции тепловых агрегатов и другого газо¬
вого оборудования можно использовать газ одного или различных
давлений (например, среднего и низкого). В последнем случае
могут применяться различные схемы:
а)	в цехе (котельной) располагают 2 ГРУ, каждая из которых
настраивается на соответствующее выходное давление;
б)	одна группа агрегатов питается газом от межцеховых га¬
зопроводов, давление в которых поддерживается центральным
ГРП предприятия, ко второй группе газ поступает через местную
ГРУ;
в)	агрегаты, использующие газ среднего давления, получают
его от межцеховых газопроводов после центрального ГРП пред¬
приятия или от внутрицеховых после местного ГРУ, отдельные
агрегаты, использующие газ низкого давления и не требующие
регулирования тепловой мощности горелок, подключаются к га¬
зопроводам среднего давления через дроссельные устройства;
г)	агрегаты, использующие газ низкого давления, подключа¬
ются через отдельный ввод к городским распределительным сетям.
Агрегаты, требующие более высокого давления газа, подключа¬
ются к соответствующим межцеховым или внутрицеховым газо¬
проводам.
На рис. 5.18 приведены примерные схемы внутрицеховых га¬
зопроводов одного давления. На вводе газопровода в помещение
устанавливают запорное устройство 1 в доступном для обслужива¬
ния и освещенном месте на высоте около 1,5 м. Его используют
при отключении внутрицехового газопровода на длительное время,
а также в случае его ремонта или аварии. При проведении ре¬
монтных работ или консервации, а для отопительных котельных
и в периоды между отопительными сезонами на вводе за запорным
8 Чспсль в. м..	225

устройством по ходу газа устанавливают заглушку. Если на вводе
газопровода расположены ГРУ 4 или счетчик 5 (не далее 10 м
от ввода), то кран или задвижка перед ними считается запорным
устройством на вводе. Схемы ГРУ и пунктов измерения расхода
газа приведены в гл. 4.
После общего запорного устройства к газопроводу подключают
манометр 2, кран которого 3 должен быть постоянно открыт.
На ответвлении от газового коллектора 6 к каждому агрегату
устанавливают главное запорное устройство 7. Через продувоч¬
ный трубопровод 10 можно продуть коллектор, открыв кран 9,
или ответвление к котлу, открыв кран 8. Штуцер с краном 11 и
пробкой служит для взятия пробы при определении окончания
продувки. Продувочный трубопровод может быть использован
не только для освобождения газопроводов от воздуха при подаче
газа, но и для вытеснения газа воздухом при консервации или
длительном отключении газопроводов.
При большом числе агрегатов и возможности их группировки
целесообразно устанавливать запорные устройства 12 на ответ¬
влениях от коллектора к группам агрегатов.
Схемы газопроводов агрегата. Схема газопроводов агрегата
(котла, печи, сушила и др.) зависит от особенностей его конструк¬
ции и технологических требований к сжиганию газа, количества,
тепловой мощности и расположения устанавливаемых горелок,
давления газа перед горелками, степени автоматизации про¬
цессов регулирования, необходимости принудительной подачи
воздуха на горение и других факторов. На рис. 5.19 приведены
наиболее характерные и распространенные схемы газопроводов
агрегата, оборудованного горелками 10 с принудительной пода¬
чей воздуха. За главным запорным устройством 1 (задвижка или
кран) с ручным управлением или с электроприводом на газопро¬
воде монтируют быстродействующее запорное устройство 2.
Оно предназначено для возможно более быстрого прекращения
подачи газа к горелкам в случае выхода любого из контролиру¬
емых параметров за пределы заданных значений (гл. 10). В ка¬
честве быстродействующего запорного устройства чаще всего ис¬
пользуют клапаны (вентили) с электромагнитным приводом
(гл. 2), плотные поворотные заслонки или задвижки с электро¬
приводом. Импульсы от датчиков, контролирующих заданные
параметры, сводятся (на рисунке условно показаны стрелкам;;)
на импульсное реле 3, которое при необходимости выключает
ток, питающий электромагнит клапана, или включает электро¬
привод заслонки или задвижки.
При оборудовании агрегата автоматикой регулирования
(гл. 10) на газопроводе устанавливают устройство 4, регулирующее
расход газа в зависимости от потребности в теплоте. Это устрой¬
ство (чаще всего поворотную заслонку) блокируют с соответству¬
ющим регулирующим устройством на воздухопроводе 14. Эти
регулирующие устройства могут быть общими на агрегат (как
226

показано на рис. 5.19) или регулировать расход газа и воздуха
на горелку или группу горелок. В случае общего регулирования
расхода газа и воздуха на весь агрегат обычно вместо регулиру¬
ющей заслонки на воздухопроводе 14 используют направляющий
аппарат вентилятора, что позволяет снизить расход электроэнер¬
гии на собственные нужды.
К газовому коллектору 5 агрегата подсоединен продувочный
трубопровод 6 с отключающим краном, а также может подсоеди¬
няться переносный запальник 7 с краном. Конструкция запаль¬
ных устройств (гл. 7) и место их подсоединения зависят от при¬
нятой схемы и степени автоматизации агрегата.
Перед каждой горелкой (рис. 5.19, а) на газопроводе и возду¬
хопроводе устанавливают отключающее устройство (11 и 8), а
также манометр с краном 12 и 9. Разрежение или противодавле¬
ние в топке контролируют тягонапоромером 13.
Для повышения безопасности обслуживания агрегатов, ра¬
ботающих на газовом топливе, ряд проектных организаций при¬
меняет более сложную схему обвязки газопроводов, предусматри¬
вающую устройство кроме продувочных дополнительно трубо¬
8*	227

проводов безопасности, которые снижают вероятность утечки
газа в топку и газоходы при розжиге горелок. Пример одной из
таких схем показан на рис. 5.19, б. На газопроводах агрегата
предусмотрены дополнительное запорное устройство 15 и трубо¬
провод безопасности 17. При продувке газового коллектора и
закрытых запорных устройств 15 и 11 возможные протечки газа
через устройство 15 будут удаляться через трубопровод безопас¬
ности, кран 16 которого должен быть при этом открыт.
Схема по рис. 5.19, в предусматривает установку перед каж¬
дой из горелок кроме рабочего дополнительного контрольного
запорного устройства 18 и подключение между ними трубопро¬
вода безопасности 17. Эта схема повышает безопасность обслужива¬
ния не только при продувке агрегата, но и при розжиге горелок,
что особенно важно. При неработающем агрегате все запорные
устройства, кроме кранов 16 на трубопроводе безопасности, за¬
крыты. Проникающий через возможные неплотности арматуры
газ удаляется через трубопроводы безопасности, и можно вводить
в топку зажженный запальник, будучи более уверенным в том,
что протечки газа в топку через горелки отсутствуют.
Эту схему наиболее часто применяют при работе на газе сред¬
него давления и диаметре запорных устройств перед горелками
более 40 мм, а также при использовании в качестве этих устройств
задвижек.
Наличие на трубопроводе безопасности штуцера с кра¬
ном 19 позволяет оперативно с помощью переносного манометра
проверить плотность запорных устройств перед горелками до их
розжига (§ 11.4). Возможность протечек газа в топку агрегата
через арматуру при применении этой схемы еще больше умень¬
шается, если регулировать расход газа запорным устройством 18—
предпоследним перед горелкой по ходу газа. Запорное устройство
11, расположенное непосредственно перед горелкой, используют
только как контрольное, т. е. только при включении или полном
прекращении подачи газа. В этом случае устройство 11, которым
реже всего пользуются, будет наиболее герметичным.
Автоматизация агрегатов повышает требования к схеме газо¬
проводов, так как при автоматизированном включении горелки
все ручные запорные устройства должны быть открыты. В этом
случае обычно применяют схему с установкой 2 последовательно
расположенных отсечных клапанов с электрическим или электро¬
магнитным приводом на газопроводах к горелке и стационарному
запальнику и 1 клапана на трубопроводе безопасности. Пример
применяемой ЦКТИ схемы газопроводов автоматизированного
агрегата, оборудованного 1 газогорелочным устройством (котлы
АВ, АПВ, KB-ГМ и ДЕ — см. гл. 8), показан на рис. 5.20. При
работе котла на резервном жидком топливе к запальнику 16 через
трехходовой кран 17 подается сжиженный газ из баллонов. Про¬
мышленные испытания и опыт эксплуатации котлов АВ и АПВ
показали надежность этой схемы.
228

Если в котельной имеется ГРУ и установлены котлы малой мощ¬
ности (менее 1 Гкал/ч), то отпадает необходимость в индивидуаль¬
ных фильтрах 2 и регуляторах давления 3 на каждый котел.
Принимаемая к установке система автоматики определяет
обычно и схему газопроводов агрегата. Так, например, в котель¬
ных установках, оборудованных системой автоматики АГОК-66,
предусмотрена последовательная установка 2 исполнительных
механизмов (клапанов-отсекателей) автоматики безопасности, а ре¬
гулирующий орган вообще не включен в обвязку, так как автома¬
тическое регулирование осуществляется общекотельным регуля¬
тором расхода газа. Системой автоматики АМКТ, которой осна¬
щают газовые (специальные) котлы малой производительности,
предусмотрена параллельная установка 2 клапанов-отсекателей.
С их же помощью осуществляется двухпозиционное регулирова¬
ние расхода газа. Системами автоматики АГК-2У и АГК-2П пре¬
дусмотрено единое устройство (главный клапан), которое является
одновременно и исполнительным механизмом автоматики безопас¬
ности, и регулирующим органом.
При большом количестве горелок, особенно на печах и суши¬
лах, имеющих несколько зон с различными температурными ре¬
жимами, горелки объединяют в группы. Ответвление от газового
коллектора агрегата к каждой группе горелок обычно оборудуют
дополнительным запорным и при необходимости самостоятельным
регулирующим устройством.
В случаях применения горелок без принудительной подачи воз¬
духа (инжекционного или диффузионного типа) схемы упро¬
щаются: отпадает необходимость в вентиляторе, воздухопроводах,
контроле за давлением воздуха и т. д.
229

5.7.	Требования к помещениям котельных
и цехов и газоиспользующим агрегатам
5.7.1.	Классификация помещений по возгораемости,
взрывной и пожарной опасности
Согласно СНиП П-М.2—72 производства подразделяют по
взрывной, взрыво-пожарной и пожарной опасности на 6 категорий
(табл. 5.11). Так, например, ГРП относят к категории А, котель¬
ные и цехи с газоиспользующими агрегатами — к категории Г.
Строительные материалы и конструкции (СНиП П-А.5—70) по
возгораемости подразделяют на 3 группы. Предел огнестойкости
строительной конструкции определяется временем в часах от на¬
чала испытания до возникновения одного из следующих при¬
знаков:
а)	образование в конструкции сквозных трещин или сквозных
отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя;
б)	повышение температуры на необогреваемой поверхности
конструкции в среднем более чем на 140° С, или в любой точке этой
поверхности более чем на 180° С в сравнении с температурой кон¬
струкции до испытания, или более 220° С независимо от темпера¬
туры конструкции до испытания;
в)	потеря конструкцией несущей способности (обрушение).
Здания и сооружения по огнестойкости подразделяют на 5 сте¬
пеней, которые характеризуются группой возгораемости и пре¬
делом огнестойкости основных строительных конструкций
(табл. 5.12). При этом противопожарные стены (брандмауэры)
для зданий всех степенен огнестойкости должны быть несгорае¬
мыми с пределом огнестойкости 2,5.
Согласно ПУЭ взрывоопасными по отношению их опасности
при применении электрооборудования называют установки (в по¬
мещениях и наружные), в которых по условиям технологического
процесса могут образоваться взрывоопасные смеси газов с возду¬
хом или кислородом. Эти помещения, в том числе ГРП, относят
к классу В-I. Помещения и наружные установки, в которых сжи¬
гают топливо (например, печные отделения газогенераторных
станций, газовые котельные и тому подобные производства) с на¬
личием открытого огня и раскаленных частиц (например, открыва¬
ющиеся печи) либо наружных поверхностей с температурой, пре¬
вышающей температуру самовоспламенения окружающей среды,
относят к невзрывоопасным. Поэтому помещения с газоиспользу-
ющпми агрегатами, в которых при нормальной эксплуатации
взрывоопасные смеси горючих газов с воздухом не имеют места,
а возможны только в результате аварий или неисправностей, от¬
носят к классу В-1а.
К помещениям В-16 относят те же помещения, что и к классу
В-Ia, но отличающиеся одной из следующих особенностей:
2Э0

Таблица 5.11
Категории производств
Характеристика
производств
Категория
производств
Характеристика обращающихся
в производствах веществ
Взрыво-пожароопасные
А
Горючие газы, нижний предел взры¬
ваемости которых 10% и менее
к объему воздуха; жидкости с тем¬
пературой вспышки паров до 28° С
включительно при условии, что ука¬
занные газы и жидкости могут обра¬
зовать взрывоопасные смеси в объ¬
еме, превышающем 5% объема по¬
мещения; вещества, способные взры¬
ваться и гореть при взаимодействии
с водой, кислородом воздуха или
друг с другом
То же
Б
Горючие газы, нижний предел взры¬
ваемости которых более 10% к объ¬
ему воздуха; жидкости с темпера¬
турой вспышки паров выше 28 до
61° С включительно; жидкости, на¬
гретые в условиях производства
до температуры вспышки и выше;
горючие пыли или волокна, нижний
предел взрываемости которых 65 г/м’
и менее к объему воздуха, при усло¬
вии, что указанные газы, жидкости
и пыли могут образовать взрыво¬
опасные смеси в объеме, превыша¬
ющем 5% объема помещения
Пожароопасные
В
Жидкости с температурой вспышки
паров выше 61° С; горючие пыли
или волокна, нижний предел взры¬
ваемости которых более 65 г/ма
к объему воздуха; вещества, спо¬
собные только гореть при взаимо¬
действии с водой, кислородом воз¬
духа или друг с другом; твердые
сгораемые вещества и материалы
То же
Г
Несгораемые вещества и материалы
в горячем, раскаленном или рас¬
плавленном состоянии, процесс об¬
работки которых сопровождается
выделением лучистого тепла, искр
и пламени; твердые, жидкие и газо¬
образные вещества, которые сжига¬
ют или утилизируют в качестве
топлива
д
Несгораемые вещества и материалы
в холодном состоянии
231

Продолжение табл. 5.11
Характеристика
производств
Категория
производств
Характеристика обращающихся
в производствах кеществ
Взрывоопасные
Е
Горючие газы без жидкой фазы и взры¬
воопасной пыли в* таком количестве,
что они могут образовать взрыво¬
опасные смеси в объеме, превыша¬
ющем 5% объема помещения, и
в котором по условиям технологи¬
ческого процесса возможен только
взрыв (без последующего горения);
вещества, способные взрываться (без
последующего горения) при взаимо¬
действии с водой, кислородом воз¬
духа или друг с другом
Таблица 5.12
Группы возгораемости и минимальные пределы огнестойкости
основных строительных конструкций, ч
Строительные
конструкции
Степень огнестойкости
1
11
III
IV
V
Несущие стены, стены лест-
г
2,5
1ссгораемые
Трудно-
Crop а-
личных клеток, колонны
2
2
сгора¬
емые
0,5
емые
Наружные степы из навес¬
ных панелей и наружные
фахверковые стены
1
0.5
1есгораемь
0,25
Трз
0,5
е
0,25
щносгорае
0,5
мые
0,25
То же
Плиты, пастилы и другие
Несгораемые
Трудносгораемые
>
несущие конструкции
междуэтажных и чердач¬
ных перекрытий
1
0,75
0,75
0,25
Плиты, настилы и другие
несущие конструкции по¬
крытий
Несгор
0,5
аемые
0,25
Сгораемые
»
Внутренние кенссущие
стены (перегородки)
Несго¬
раемые
0,5
Трудносгораемые
0,25
а)	нижний предел взрываемости используемых газов превышает
15%, газы обладают резким запахом при предельно допустимых
по санитарным нормам концентрациях;
б)	исключается образование общей взрывоопасной концентра¬
ции в аварийных случаях (возможна лишь местная взрывоопас¬
ная концентрация);
232

в)	газы в помещениях находятся в количестве, не создающем
общей взрывоопасной концентрации, и работа с ними произво¬
дится без применения открытого огня.
К классу В-1г относят наружные установки, содержащие
взрывоопасные газы, где взрывоопасные смеси возможны только
в результате аварии или неисправности.
5.7.2.	Особенности размещения и строительной части
котельных и цехов, использующих газовое топливо
Котельные и цеха, в которых агрегаты работают на газе, не
относят к взрывоопасным помещениям, и поэтому они должны
удовлетворять требованиям СНиП в соответствии с технологией
размещаемого в них производства. В специфические требования,
обусловленные использованием газа, входят следующие.
Помещения газифицированных котельных и цехов должны
быть обеспечены средствами пожаротушения по нормам пожарного
надзора. Эти помещения не следует загромождать какими-либо
материалами или предметами, препятствующими свободному пере¬
движению людей. Все проходы между стационарным оборудова¬
нием, а также выходы из помещений должны быть всегда свободны.
Газифицированную котельную (цех) необходимо оборудовать
телефоном или сигнальным устройством для вызова ответственного
за газовое хозяйство в аварийной ситуации.
Независимо от вида топлива котельные ^размещают, как пра¬
вило, в отдельно стоящих зданиях или пристройках I и 11 степени
огнестойкости, а по характеристике пожарной опасности техноло¬
гического производства они должны соответствовать категории Г,
к которой относятся производства, связанные с сжиганием твер¬
дого, жидкого и газового топлива.
Встроенные котельные должны быть отделены от смежных по¬
мещений несгораемыми перекрытиями и стенами с пределом огне¬
стойкости не менее 0,75 ч. Пристроенные котельные отделяются
от основного здания противопожарной стеной. Стены и между¬
этажные перекрытия, отделяющие встроенные котельные от дру¬
гих помещений, а также стены, отделяющие от основного здания
пристроенные котельные, должны быть парогазонепроницаемыми.
Выходы из встроенных и пристроенных котельных должны преду¬
сматриваться непосредственно наружу. Для встроенных котель¬
ных допускается располагать в габаритах общих лестничных кле¬
ток марши лестниц, отделяя их несгораемыми перегородками и
перекрытиями с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч. Встроен¬
ные котельные не допускается размещать под помещениями обще¬
ственного назначения (фойе и зрительными залами, торговыми
помещениями магазинов, классами и аудиториями учебных заве¬
дений, залами столовых и ресторанов, раздевальнями и мыль¬
ными бань, душевыми и т. п.) и под складами сгораемых мате¬
риалов.
233

Проектирование новых котельных, пристроенных к жилым
зданиям, а также встроенных в них, независимо от вида топлива
не допускается. При использовании газового топлива проектиро¬
вание -новых котельных во встроенных помещениях допускается
только для производственных зданий (СНиП П-35—76). В суще¬
ствующие отопительные котельные и предприятия бытового обслу¬
живания (прачечные, парикмахерские, ателье и др.), встроенные
в общественные и жилые здания, допускается вводить газопро¬
воды только низкого давления, а в сельскохозяйственные и комму¬
нальные предприятия (бани, фабрики-прачечные, фабрики хим¬
чистки, хлебопекарни и др.), встроенные в здания, — среднего
давления (СНиП П-37—76).
Не разрешается переводить котлы на сжигание сжиженного
газа в эксплуатируемых котельных, уровень пола которых ниже
уровня территории, непосредственно прилегающей к котельному
помещению.
Котельная, площадь которой превышает 200 м2, должна иметь
не менее 2 выходов наружу. Если площадь меньше или длина поме¬
щения по фронту котлов не более 12 м, то допускается один основ¬
ной выход при наличии второго на наружную пожарную лестницу.
Выходные двери должны открываться наружу и не иметь внутрен¬
них запоров. Двери из подсобных помещений должны открываться
в котельную.
При работе котлов на газовом или жидком топливе расстояние
от газогорелочных устройств до стены котельной должно быть не
менее 1 м. В случае, если горелки установлены на боковых стен¬
ках обмуровки топки и их обслуживание производится в проходах
между котлами, ширина этого прохода должна быть не менее 1,5 м.
Если конструктивно невозможно обеспечить такой проход между
горелками, он может быть уменьшен до 1 м при согласовании
каждого случая с местными органами Госгортехнадзора.
Покрытие котельной может быть сплошным, если нагрузка от
него не превышает 120 кгс/м2. Если вес покрытия больше, то над
котлами должны быть устроены световые или вентиляционные
фонари площадью не менее 10% площади пола котельной. Если для
создания необходимого освещения или вентиляции не требуется
фонарей, то разрешается устраивать выше обмуровки котлов за¬
стекленные проемы общей площадью не меньше 10% площади
пола котельной.
Оконные переплеты, расположенные выше 2,4 м от уровня ра¬
бочей площадки, должны иметь одинарное остекление.
5.7.3.	Электрооборудование и освещение
В цехах и котельных электрооборудование должно соответ¬
ствовать технологии размещенного в них производства. В котель¬
ных, встроенных в здания, электродвигатели вытяжных вентиля¬
торов (при наличии искусственной вытяжной вентиляции) должны
234

применяться во взрывозащищенном исполнении в соответствии
с требованиями ПУЭ для помещений класса В-Ia. Пусковая аппа¬
ратура этих двигателей, как правило, должна устанавливаться
вне помещения котельной и быть в исполнении, соответствующем
характеристике окружающей среды. Если пусковая аппаратура
устанавливается в котельной, то она должна быть в исполнении,
предусмотренном ПУЭ для помещений класса В-Ia. Газопроводы,
а также трубопроводы резервного жидкого топлива должны быть
заземлены.
Помещения, в которых находятся агрегаты, работающие на
газе, должны иметь естественное освещение. В существующих зда¬
ниях, в которых указанные нормы выполнить невозможно, раз¬
меры оконных проемов и световых фонарей в котельных должны
быть увеличены до максимума, допускаемого конструкцией
здания.
Электрическое освещение в помещениях газифицированных
котельных и цехов предприятий выполняется в соответствии с тре¬
бованиями основного производства и дополнительных устройств
не требует. Для электрических ламп общего и местного освещения,
подвешиваемых на высоте ниже 2,5 м от пола или площадок, допу¬
скается напряжение не более 36 В. Минимальная освещенность
котельной у фронта котлов, у вентиляторов, дымососов и регуля¬
торных установок должна быть не ниже 20, за котлами и на пло¬
щадках котлов — не ниже 10, в коридорах и на лестницах — 5 лк.
Шкалы измерительных приборов и смотровые стекла должны иметь
освещенность не менее 50 лк.
Независимо от вида используемого топлива и наличия естествен¬
ного и искусственного освещения в нормальном исполнении в ко¬
тельной должно быть предусмотрено устройство дополнительного
аварийного освещения рабочих мест котельной, таких как фронт
котлов и проходы между ними, водоуказательные стекла, площадки
и лестницы, подсобные помещения и др. При этом аварийное осве¬
щение должно быть обеспечено самостоятельным источником пи¬
тания электроэнергией, независимым от общей электроосвети¬
тельной сети котельной. Для котельных с площадью этажа до
250 м2 в качестве аварийного освещения разрешается использо¬
вать переносные электрические фонари с аккумуляторами или
сухими элементами.
Во встроенных котельных помимо основного электроосвещения
в нормальном исполнении должна быть предусмотрена отдельная
групповая линия освещения основных проходов, светильники ко¬
торой должны быть в исполнении для помещений класса В-Ia, про¬
водка к ним соответствовать требованиям для взрывоопасных по¬
мещений, а выключатели и предохранители устанавливаться вне
помещения котельной. Эту линию освещения следует подключать
к щиту, расположенному вне котельной. При наличии самостоя¬
тельного источника питания взрывобезопасное освещение можно
использовать и в качестве аварийного.
235

Для питания светильников местного стационарного освещения
(освещения отдельных приборов, узлов, пультов управления
и т. п.) в производственных помещениях котельных допускается
применять напряжение не выше 42, для ручных светильников —
12 В.
В качестве взрывобезопасного светильника, предназначенного
для общего освещения помещений класса В-Ia и наружного осве¬
щения установок класса В-1г, применяют светильник повышенной
надежности против взрыва типа Н4Б-150. Его надежная работа
обеспечивается при температуре окружающего воздуха от —40 до
35° С и относительной влажности до 95%. Он рассчитан на исполь¬
зование лампы накаливания 150 Вт напряжением до 240 В. За¬
мена ламп допускается только при выключенном токе. При ввин¬
чивании лампы необходимо обеспечивать плотность контакта во
избежание выгорания взрывонепроницаемого патрона. У све¬
тильника 4 исполнения: II и IV имеют матированный стеклян¬
ный колпак без отражателя (рис. 5.21, а), I и III — прозрач¬
ный колпак с отражателем (рис. 5.21, б), максимальное превыше¬
ние температуры на колбе лампы над температурой окружающей
среды 183° С.
В литом алюминиевом корпусе 8 светильника (рис. 5.21, в)
2 винтами закреплен взрывонепроницаемый патрон 7. К корпусу
4 болтами крепится кольцо 5. Стеклянный колпак 4 уплотнен между
корпусом и кольцом прокладкой 14. Защитная сетка 2 соединена
с кольцом планкой 15 и болтом, отражатель 1 — с помощью пру¬
жины 3. На корпусе 2 пластинчатыми пружинами 6 закреплен
236

экран 13, предохраняющий патрон
от перегрева. Клеммная колодка
11, перекрытая крышкой 12, ук¬
реплена на корпусе 2 винтами.
Для подвески светильника о
вводом кабеля сверху служит фла¬
нец 9 е внутренней резьбой 3/4".
Провод заземления крепится вин¬
том 10. При вводе кабеля сбоку
фланец 9 заменяется другим, име¬
ющим боковое отверстие с внут¬
ренней резьбой 3/.".
В качестве взрывобезопасного
освещения встроенных котельных
можно также использовать на¬
ружное освещение части котель¬
ной через стекла окон или фонарей
(«кососвет»). Оно осуществляется
при помощи небольших прожек¬
торов или обычных электриче¬
ских ламп с отражателями, на¬
правляющими поток света сна¬
ружи в помещение. Стекла в окон¬
ных рамах, находящиеся непо¬
средственно против ламп, облада¬
ющие высокой прозрачностью и не
дающие искажений, должны быть
установлены на надежно прижа¬
тых резиновых прокладках или
хорошо промазаны в фальцах во
избежание проникновения газо¬
воздушной смеси к электроаппа¬
ратуре освещения. Рамы применя¬
ются двойные. Одно из стекол
против лампы целесообразно уста¬
новить небьющееся. Если остек¬
ление одинарное, то светильники
должны иметь защитные стекла
или колпаки. В качестве пере¬
носных светильников при газоопасных работах используют
взрывобезопасные аккумуляторные лампы типа ДАУ или
ЛАТ-4 (рис. 5.22). Последние благодаря рефлектору дают
направленный поток света, что более удобно при работе.
При аварийных и газоопасных работах на фару можно надеть
обойму с красным стеклом и использовать светильник в качестве
красного взрывобезопасного сигнального фонаря.
Светильники ЛАУ и ЛАТ имеют железо-никелевые аккумуля¬
торы с электролитом в виде химически чистого раствора едкого
237

натрия (плотностью 1,17—1,19 или 21—23° Боме) с добавкой моно¬
гидрата лития в количестве 10 г на 1 л электролита. При работе
с электролитом без добавки срок службы аккумулятора сокра¬
щается. Электролит заливают на 6—10 мм выше пластин аккуму¬
лятора. Продолжительность зарядки около 7 ч. Во время зарядки
и в течение 2 ч после ее окончания пробки аккумулятора должны
быть открыты для выхода образующихся газов. Так как при за¬
рядке в выделяющихся газах имеется водород, то в это время к ак¬
кумулятору нельзя приближаться с открытым огнем. По окон¬
чании зарядки напряжение на клеммах аккумулятора, проверяе¬
мое вольтметром, должно составлять 2,7 В. Продолжительность
непрерывного горения ламп ЛАУ и ЛАТ не менее 10 ч.
Удобны переносные светильники типа СГГ-1к и СГГ-3, у кото¬
рых фара с лампочкой крепится на пластмассовой каске работаю¬
щего, не занимая его рук. Для непродолжительного местного осве¬
щения могут использоваться светильники типа МРС (с собствен¬
ным источником питания) или ВЗГ-25 и ПР-60В (подсоединяемые
к электросети).
5.7.4.	Вентиляция помещений, топок и газоходов агрегатов
Вентиляция производственных и производственно-отопитель¬
ных котельных, а также цехов промышленных и коммунальных
предприятий должна соответствовать требованиям СНИП по раз¬
мещенному в них производству, и дополнительные требования
к ним в связи с использованием газового топлива не предъявляются.
Так, например, в указанных котельных вентиляция рассчиты¬
вается в основном для удаления избытков теплоты, выделяемой
тепловыми агрегатами (котлами, экономайзерами и т. п.) и горя¬
чими трубопроводами, что обеспечивает и необходимую чистоту
воздуха.
Особенностью вентиляции котельных, встроенных в здания,
является необходимость обеспечения в них не менее трехкратного
воздухообмена в час. Объем воздуха, поступающего в топки кот¬
лов для горения газа, учитывается дополнительно. При опреде¬
лении кратности объем помещения принимают за вычетом объема,
занимаемого оборудованием. Приток воздуха в этих котельных
должен осуществляться, как правило, за котлами, а удаление —
из верхней зоны помещения. Эго позволяет подавать холодный
приточный воздух в зону, где нет обслуживающего персонала,
п удалять газ, собирающийся в верхних частях помещения в ре¬
зультате возможных утечек.
При использовании сжиженных и некоторых попутных газов,
плотность которых больше, чем у воздуха, вентиляция должна
обеспечивать отбор из нижней зоны помещения не менее 2/3 коли¬
чества воздуха, требуемого нормами воздухообмена.
При расчете приточной вентиляции следует учитывать присосы
в газоходы котла и его хвостовые поверхности (экономайзеры и
238

воздухоподогреватели). Так как даже за экономайзером а часто
достигает 2 и более, то поступление за счет этих присосов в котель¬
ную приточного воздуха, особенно в зимнее время, сильно воз¬
растает.
Особое значение приобретает соответствие между количеством
поступающего и удаляемого из котельной воздуха в случае, когда
продукты горения удаляются за счет естественной тяги дымовой
трубы, -а на котлах используются горелки диффузионного или ин¬
жекционного типов. Недостаток притока может создать в котель¬
ной небольшое разрежение и уменьшить перепад между давле¬
нием в помещении и в топке. Это, в свою очередь, может привести
к неполному сгоранию газа, появлению или росту потерь теплоты
с химическим недожогом или снижению производительности кот¬
лов из-за недостатка воздуха. Наличие в котельной разрежения
может привести даже к выбиванию из газоходов в помещение про¬
дуктов горения, содержащих окись углерода.
При выборе системы приточно-вытяжной вентиляции котель¬
ной, работающей на газовом топливе, следует отдавать предпочте¬
ние естественной вентиляции, так как в этом случае обеспечи¬
вается трехкратный воздухообмен в помещении при неработающих
котлах и возможные утечки газа удаляются даже при отсутствии
обслуживающего персонала. Если естественная вентиляция по
местным условиям не может обеспечить трехкратный воздухооб¬
мен в любой период года, то в котельной оборудуется вентиляция
с принудительным побуждением или смешанного типа. Это отно¬
сится главным образом к котельным, расположенным в пристрой¬
ках или встроенным в здания.
Приточные жалюзийные решетки рекомендуется устанавли¬
вать за котлами на высоте около 4 м от пола помещения. В этом
случае в холодное время года приточный воздух успевает подо¬
греться до поступления его в рабочую зону, где находится обслу¬
живающий персонал. При заборе воздуха из помещения дутьевыми
вентиляторами целесообразно отбирать его из верхней зоны перед
фронтом котлов, где может накапливаться газ даже при незначи¬
тельных утечках через арматуру, оборудование ГРУ, фланцевые
и резьбовые соединения.
Дефлекторы следует устанавливать в местах наиболее вероят¬
ного скопления газов и паров, не допуская образования застой¬
ных загазованных зон между балками перекрытия.
При устройстве во встроенной котельной механической вытяж¬
ной вентиляции конструкция вентиляторов должна исключать
возможность искрообразования. Для этого можно приспособить
вентиляторы обычного исполнения путем обшивки внутренней
поверхности кожуха во всех местах, где возможно соприкоснове¬
ние его с ротором, листовым алюминием или медью. Это же требо¬
вание целесообразно распространить и на производствен¬
но-отопительные котельные, работающие периодически (се¬
зонно).
239

Для постоянной вентиляции топок и газоходов неработающих
котлов в шиберах предусматривают отверстия, через которые воз¬
можные скопления газа должны удаляться в дымовую трубу.
У вертикально расположенных шиберов отверстие предусматри¬
вают в верхней части (для газов с плотностью меньше плотности
воздуха), у горизонтальных шиберов — в любом месте. Диаметры
отверстий в шиберах устанавливаются проектной организацией
в зависимости от объема и протяженности газоходов и должны
быть не меньше 50 мм. Управление шиберами выносят на фронт
котлов и оборудуют фиксаторами положения «Открыто» и «За¬
крыто».
В ряде случаев, особенно у крупных промышленных и энерге¬
тических котлов, имеющих экономайзеры, отверстия в шиберах
приводят к уменьшению кпд вследствие подсоса холодного
воздуха через неработающие котлы, и от них отказываются (через
отверстие 0 100 мм и перепаде давления 10 кгс/м2 просос воздуха
составляет около 300 м3/ч.) При этом эксплуатационная инструк¬
ция должна предусматривать мероприятия, обеспечивающие осо¬
бую надежность вентилирования топки и газоходов котла перед его
розжигом. П0и отсутствии дымососа или наличии обводного дымо¬
хода топку и газоходы вентилируют за счет разрежения, создавае¬
мого дымовой трубой при полностью открытых шиберах, а также
смотровых окнах и лючках на топке. Включение дутьевого венти¬
лятора (если он имеется) резко ускоряет процесс вентиляции.
Если котлы оборудованы дымососом и дутьевым вентилятором, то
согласно Правилам безопасности топки и газоходы вентилируют
при включенных дымососе и вентиляторе. До включения дымососа,
проворачивая ротор вручную, необходимо убедиться, что он не
задевает корпус. На крупных установках исправность дымососа
проверяют при плановых осмотрах и ремонтах оборудования.
Время вентилирования топки и газоходов зависит от их разме¬
ров и устанавливается эксплуатационной инструкцией. Кроме
размеров следует учитывать и конфигурациюнгазоходов, напри¬
мер наличие опускных боровов и других мест возможного образо¬
вания газовых мешков.
5.7.5.	Требования к газоиспользующим агрегатам
При переводе существующих котлов с других видов топлива на
газовое проектом должны быть проверены тепловое напряжение
топочного объема и соответствие размеров и конфигурации тракта
уходящих газов их объему и температуре.
Устанавливаемые на агрегатах газогорелочные устройства
(см. гл. 7) должны, как правило, изготовляться серийно. В от¬
дельных случаях допускается применять горелки, изготовленные
по индивидуальным заказам по утвержденной в установленном
порядке документации. Уровень шума, создаваемого газогорелоч¬
ными устройствами, не должен превышать указанного для соот¬
240

ветствующих помещений (обычно принимают, что уровень шума
горелок не должен превышать 80 дБ). Для розжига горелок и на¬
блюдения за их работой должны быть предусмотрены смотровые
отверстия с крышками.
Перед горелками, в которые подается готовая газовоздушная
смесь, а также при подаче в них кислорода (например, для резки
и сварки металла) устанавливают огнепреградители, предотвра¬
щающие проникновение пламени в подводящий трубопровод.
Газоиспользующие агрегаты и котлы должны быть оборудо¬
ваны:
а)	автоматикой безопасности и регулирования (см. гл. 10);
б)	КИП для измерений: давления газа у горелок после послед¬
него (по ходу газа) запорного устройства и при необходимости
в газовом коллекторе агрегата; давления воздуха у горелок после
последнего (по ходу воздуха) шибера пли поворотной заслонки и
при необходимости за вентилятором; разрежения в топке или бо¬
рове до шибера (если в топке и газоходах поддерживается разреже¬
ние) или противодавления (если агрегат работает с наддувом).
КИП размещают в местах, удобных для наблюдения за их по¬
казаниями, как правило, непосредственно у места регулирования
измеряемого параметра или на приборном щите. В последнем слу¬
чае можно использовать один прибор с переключателем для изме¬
рения параметров в нескольких точках.
5.7.6.	Предохранительные взрывные клапаны
Помещения цехов и котельных, в которых расположены агре¬
гаты, работающие на газовом топливе, не относятся к взрыво¬
опасным помещениям. Однако при авариях, а также несоблюдении
Правил безопасности и эксплуатационных инструкций в них
могут образоваться взрывоопасные концентрации газа, а искрение
электроприборов или внесение открытого огня могут вызвать взрыв
газовоздушной смеси, разрушение оборудования и строительных
конструкций.
Как правило, производственные цеха имеют значительные
объемы и хорошо организованную вентиляцию, связанную с тех¬
нологией производства, и потому образование в них взрывоопас¬
ных смесей вследствие утечек газового топлива маловероятно. В ко¬
тельных основой производства является получение горячей воды
или пара за счет использования теплоты сжигаемого топлива и
вероятность образования взрывоопасных газовоздушных смесей
несколько выше, чем в цехах. Поэтому согласно Правилам котло¬
надзора в котельных, работающих па пылевидном и газовом топ¬
ливе, площадь остекленных проемов стен, световых и вентиля¬
ционных фонарей должна составлять не менее 30% поверхности
одной из наибольших наружных стен. Эти остекленные проемы,
а также открывающиеся наружу двери могут рассматриваться как
предохранительные взрывные клапаны. В существующих зданиях,
241

в которых не обеспечивается выполнение этих требований, раз¬
меры оконных проемов и световых фонарей согласно Правилам
безопасности в газовом хозяйстве должны быть максимальными
исходя из конструкции здания. Следует отметить, что чем меньше
объем помещения, тем больше вероятность образования в нем
взрывоопасной смеси при прочих равных условиях. Для того
чтобы остекленный проем мог срабатывать как предохранительный
взрывной клапан, его рама, закрепленная на боковых петлях,
должна легко открываться наружу.
Объем топок и газоходов тепловых агрегатов во много раз
меньше объемов помещений цехов или котельных, и даже неболь¬
шие утечки газа через неплотности запорной арматуры могут
образовать в них взрывоопасные газовоздушные смеси. То же
может иметь место при нарушениях режимов розжига и эксплуа¬
тации горелок, при погасании пламени основной горелки или
запальника и повторном розжиге и т. п.
Для предохранения тепловых агрегатов, работающих на газо¬
вом топливе, от возможного разрушения в случае взрыва в них га¬
зовоздушной смеси на стенках топки, газоходах и боровах уста¬
навливают предохранительные взрывные клапаны. Их, как пра¬
вило, размещают в верхних частях топок и боровов, а также в дру¬
гих местах, где возможно образование газовых мешков. Если
плотность используемого газа больше плотности воздуха, то реко¬
мендуется размещать клапаны и в нижних частях топок. Их не
следует располагать в местах нахождения обслуживающего персо¬
нала. Если клапан расположен так, что при срабатывании его
могут быть травмированы люди, то должны быть предусмотрены
защитный козырек, отвод или другие меры безопасности. Защитные
устройства и их крепление к агрегату должны быть рассчитаны на
соответствующее ударное воздействие взрывной волны, иначе
эти устройства при взрыве могут сами оказаться источниками
травм.
Взрывные клапаны на промышленных тепловых агрегатах
(печи, сушила и т. д.) устанавливают в топках и на дымоходах от
агрегатов, в зависимости от их конструкции по решению проектной
организации из расчета не менее 0,05 м2 площади клапанов на 1 м3
внутреннего объема топки и дымохода. Площадь 1 взрывного кла¬
пана должна быть не менее 0,05 м2. На промышленных печах с от¬
водом продуктов горения под зонт или непосредственно в помеще¬
ние установка взрывных клапанов необязательна.
Для котлов производительностью менее 10 т/ч количество
взрывных клапанов, их размеры и расположение определяет
проектная организация. Общую суммарную площадь клапанов
в этом случае обычно принимают не менее 0,025 м2 на каждый кубо¬
метр объема топки и газоходов, а площадь I клапана — не менее
0,15—0,18 ма. В котлах производительностью от 10 до 60 т/ч в верх¬
ней части топки или в верхней части обмуровки котла над топкой
устанавливают взрывные клапаны общей площадью не меньше
242

0,2 м2. На последнем газоходе котла, экономайзере и золоуло¬
вителе устанавливают не менее 2 клапанов с минимальной общей
площадью 0,4 м2.
Взрывные клапаны разрешается не устанавливать в обмуровке
одноходового по уходящим газам котла (водогрейные котлы ба¬
шенного типа, вертикально-цилиндрические и др.), если труба
расположена непосредственно над котлом, а также на котлах
производительностью более 60 т/ч, на котлах, работающих с над¬
дувом, и в газоходах перед дымососом. Во всех других случаях
клапаны следует устанавливать в обмуровке топки, последнего
газохода котла, экономайзера и золоулов-ителя.
На малогабаритных водотрубных котлах энергопоездов, рабо¬
тающих на жидком и газовом топливе, разрешается устанавли¬
вать по 1 взрывному клапану площадью не менее 0,15 м2 в топке и
площадью не менее 0,3 м2 в каждом газоходе.
Конструкция взрывных предохранительных клапанов может
быть различной, наибольшее распространение получили следую¬
щие клапаны.
1.	Сбросного типа (рис. 5.23, а); они представляют собой сво¬
бодно лежащие над проемом пластины 1, опирающиеся на высту¬
пающие элементы 3 агрегата нли кирпичной кладки. По периметру
пластина уплотняется мятой огнеупорной глиной 4, при взрыве —
отбрасывается. Пластина может быть изготовлена из смеси огне¬
упорной глины с асбестовой крошкой, армированной металличе¬
ской сеткой 2, или из листового асбеста толщиной 8—10 мм, под
который при необходимости подкладывают решетку 5 из металли¬
243

ческих прутков (рис. 5.23, б). Клапан из огнеупорной глины рас¬
полагают в зонах высоких температур, например над топкой, асбе¬
стовый клапан — над газоходами, в которых температура продук¬
тов горения не превышает 300—500° С.
К этому же типу можно отнести клапан с песочным затвором
(рис. 5.23, в), у которого края сбросной металлической пластины
по всему периметру отогнуты и погружены в лоток 6 с песком 7.
Пластина крепится к раме с помощью цепочки с пружиной.
2.	Откидного типа; их можно устанавливать на горизонтальных
(рис. 5.23, г) и вертикальных (рис. 5.23, <Э) стенках газоходов. Эти
клапаны представляют собой пластину, соединенную с рамой
8 при помощи петель, на которых она откидывается при взрыве.
Крышка может быть чугунной (рис. 5.23, е) футерованной или сво¬
бодной со стороны топки (газохода) или изготовлена в виде плиты
из смеси огнеупорной глины с асбестом, армированной металли¬
ческой сеткой (рис. 5.23, г, д). Иногда эту плиту покрывают листо¬
вым асбестом и поверх него кровельной сталью.
При установке откидного клапана на вертикальной стенке его
петли целесообразно располагать внизу. В этом случае клапан
после первого же толчка за счет давления взрыва преодолевает
угол 10—15°, под которым он находится относительно вертикаль¬
ной плоскости, и затем уже только за счет собственного веса пол¬
ностью освобождает проем, откидываясь вниз. Обслуживающий
персонал устанавливает клапан после хлопка в закрытое рабочее
положение и герметизирует по периметру.
При сохранении расчетной площади взрывного клапана прямо¬
угольной формы независимо от расположения петель (верхнего
или нижнего) желательно, чтобы высота клапана была больше
ширины, что приводит к уменьшению необходимого усилия для
его срабатывания.
3.	Разрывного типа (рис. 5.23, ж); их можно устанавливать на
горизонтальных и вертикальных газоходах. Это мембраны 9, за¬
крепленные по краям в раме и разрывающиеся при взрыве. Наибо¬
лее часто применяют мембраны из листового асбеста толщиной
2—3 мм. Со стороны газохода по всей площади клапана закреп¬
ляется металлическая сетка 5 с ячейками не менее 40x40 мм, кото¬
рая, не препятствуя выбросу взрывной волны, придает мембране
необходимую прочность при случайном воздействии на нее сна¬
ружи.
Применяют также асбестовые мембраны толщиной 5—6 мм
с обязательной прорезкой на них крест-накрест канавок глубиной
2—3 мм, с тем чтобы толщина стенок под канавками не превышала
2—3 мм. Разрыв мембраны в этом случае происходит по канавкам.
Широко распространенные клапаны из асбестовых мембран,
зажатых в .металлических рамках (рис. 5.23, ж), дешевы и просты
в изготовлении, однако во время эксплуатации часто разрушаются
даже при отсутствии взрывов газовоздушной смеси. В числе при¬
чин, выводящих асбестовые клапаны из строя, следует отметить:
244

а) пульсацию в топках и газоходах, наблюдающуюся при сжигании
газового топлива; б) перегрев асбестовых мембран из-за непра¬
вильного размещения клапанов, при котором они подвергаются
лучистому нагреву от факела или раскаленных участков кладки;
в) наличие неплотностей в асбестовой мембране или в заделке кла¬
пана в кладку.
Асбестовые клапаны могут долго эксплуатироваться только при
правильной их установке и хорошем обслуживании. Для умень¬
шения вибрации мембраны снаружи обмазывают тонким слоем
глины. Для уменьшения нагрева клапан устанавливают так, чтобы
излучение факела или кладки не попадало на асбест.
Серьезным недостатком асбестовых мембран, жестко зажатых
по периметру, является то, что они при разрыве не могут пол¬
ностью освободить выход для продуктов горения: при наличии кре¬
стообразных канавок в средней части мембраны и разрыва по ним
образуются лепестки, загромождающие живое сечение отверстия,
при отсутствии канавок и применении более тонкой мембраны
трудно представить, чтобы разрыв произошел по всему ее пери¬
метру. Так как толщина мембраны и расположение в ней волокон
не одинаковы по всей ее площади, то какая-то часть периметра
после разрыва остается зажатой,между фланцами и мембрана ме¬
шает свободному выходу газов. Вынос зажатой по контуру мем¬
браны за пределы камеры приводит к запаздыванию ее разрыва.
Максимальное давление, которое может возникнуть в закрытом
объеме (камере) при взрыве газовоздушной смеси, составляет
около 7 кгс/см2. Фактически это давление всегда ниже, так как
в эксплуатационных условиях невозможно создать те идеальные
условия, которые необходимы для полного сгорания газа при
а = 1,0 и без отбора теплоты ограждающими поверхностями.
Если бы эти поверхности были достаточно прочными, например
выполнены из металла или кирпичная кладка укреплена метал¬
лическим каркасом, то на них воздействовали бы после взрыва
значительные усилия даже при давлении 4—5 кгс/см2. Так, если
одна из стенок камеры, в которой произошел взрыв, имеет площадь
5 м2, а давление взрыва составило, например, 5 кгс/см2, то усилие,
воздействующее на стенку, будет равно Р = pF = 5-50 000 =
= 250 тс.
Чем больше размеры стенок, ограничивающих топку, газоходы
и борова, тем большие усилия будут на них воздействовать. Сле¬
дует также учитывать, что при равной толщине строительная проч¬
ность стенок с увеличением их размеров уменьшается, если нет
специального усиливающего каркаса. Так как кирпичная стена
толщиной 51 см разрушается при давлении до 0,5 кгс/см2, а толщи¬
ной 38 см — около 0,15 кгс/см2, то в камере с такими стенами
практически не может быть создано давление, значительно превы¬
шающее 0,15—0,5 кгс/см2, а взрывные клапаны должны срабаты¬
вать при еще меньшем давлении. Время срабатывания клапана
должно быть минимальным. Задержка открытия клапана даже на
245

долл секунды может привести к разрушению агрегата и травмам
людей. Следовательно, если взрывной клапан представляет собой
свободно лежащую вмазную пластину или откидную крышку, то
его вес должен быть по возможности невелик, а поворот на петлях
осуществляться легко. Если клапаном является разрывная мем¬
брана, то ее разрушение должно происходить при давлении значи¬
тельно меньшем, чем давление, при котором разрушается кладка.
Здесь необходимо обратить внимание на то, что наибольшей сопро¬
тивляемостью взрывным нагрузкам обладают вышибные конструк¬
ции, жестко закрепленные по контуру, к которым относятся и наи¬
более распространенные клапаны в виде асбестовых мембран,
зажатых между металлическими фланцами.
246

При взрыве газовоздушной смеси происходит шарообразное
расширение продуктов горения от точки воспламенения. В резуль¬
тате различные участки ограждающих поверхностей не одновре¬
менно начинают воспринимать возникающее давление. Чем больше
удален участок от основных поверхностен (например, с помощью
патрубка), тем позже достигает его зона повышенного давления и
соответственно тем позже он начнет разрушаться. Следовательно,
взрывной клапан следует располагать по возможности ближе
к плоскости, совпадающей с внутренней поверхностью стен.
Рассмотрев особенности применяемых конструкций взрывных
клапанов и условий их размещения, можно сделать следующие
выводы.
1.	Не следует рекомендовать взрывные клапаны с мембранами,
зажатыми по контуру, а также откидные клапаны с верхними пет¬
лями.
2.	Совершенно недопустимо применять клапаны с зажатыми
мембранами, удаленными от внутренней плоскости газохода,
а также откидные чугунные клапаны с верхними петлями.
3.	Целесообразно при размещении клапана над топкой при¬
менять свободно лежащую асбоглиняную плиту, а над газоходом —
асбестовый лист, опирающийся на решетку или сетку. При необ¬
ходимости пластина может быть прижата пружиной, не препят¬
ствующей ее свободному сбросу. На горизонтальных участках
удобно использовать кассетную конструкцию (рис. 5.24). Для за¬
мены или ремонта клапана кассету вынимают из кожуха или вы¬
двигают частично, а по окончании этих работ вводят в кожух по
направляющим. Место соприкасания передней стенки кассеты
с кожухом уплотняется мятой глиной.
При коротком защитном кожухе можно рекомендовать укладку
в кассету свободно лежащего на металлической решетке асбесто¬
вого листа (б = 10 мм) или асбоглиняную плиту с уплотнением
по краям мятой глиной. При высоком защитном кожухе следует
предусматривать откидной клапан и специальный карман, куда
клапан отбрасывается при взрыве.
4.	На вертикальных стенках газоходов целесообразно устанав¬
ливать откидные клапаны, предпочтительно в виде асбоглиняных
плит с нижними петлями.
5.	Форма разрывных взрывных клапанов должна прибли¬
жаться к круглой или квадратной, так как в этом случае для раз¬
рушения мембраны требуется меньшее усилие. Независимо от
конструкции клапан должен быть расположен как можно ближе
к плоскости внутренних стен газохода.
6.	Наличие предохранительных взрывных клапанов ни в коем
случае не снижает требований к обслуживающему персоналу
строго соблюдать все правила безопасности и эксплуатационные
инструкции.
247

5.8.	Испытания газопроводов и ГРП (ГРУ)
До подачи газа в газопроводы предприятий и ГРП (ГРУ) они
должны быть испытаны на прочность и плотность. Эти испытания
должны производиться строительно-монтажной организацией
в присутствии представителей заказчика и предприятия газового
хозяйства (последние при испытании на прочность могут не при¬
сутствовать). О результатах испытаний делается запись в строи¬
тельный паспорт объекта. Нормы испытательных давлений приве¬
дены в табл." 5.13.
Перед испытанием на прочность и плотность смонтированные
наружные газопроводы должны быть продуты воздухом для уда¬
ления окалины, земли, воды и строительного мусора. Продувка
производится по участкам организацией, построившей газопро¬
вод, с учетом местных условий.
Полости газопроводов внутренних и ГРП (ГРУ) должны быть
очищены перед их монтажом. При этом могут использоваться
«ерши», «куклы» различной конструкции и другие приспособле-
Таблица 5.13
Испытательное давление газопроводов и оборудования ГРП (ГРУ)
Примечания. 1. 1,25 от рабочего, но не более 6. 2. 1,25 от рабочего, но не
более 12.
248

ния, обеспечивающие надежную очистку. Нормы испытательных
давлений при испытаниях ГРП (ГРУ) в целом (от входного до вы¬
ходного запорного устройства) принимают по давлению газа на
высокой стороне (до регулятора), при испытаниях по частям (до
регулятора и за ним) нормы принимают отдельно подавлению газа
перед регулятором и за ним. Если пилоты регуляторов давления и
головки предохранительных клапанов согласно паспортам не рас¬
считаны на эти испытательные давления, то их на время испыта¬
ний отключают.
Вводы газопроводов испытывают по нормам распределитель¬
ных газопроводов соответствующего давления, кроме вводов к зда¬
ниям £)у <100 мм низкого давления при раздельном их строитель¬
стве с распределительными газопроводами (табл. 5.13).
На переходах через водные преграды, а также под автомобиль¬
ными, железнодорожными и трамвайными путями газопроводы
должны испытываться в 3 стадии:
—	на прочность — после сварки перехода или его части до
укладки на место;
—	на плотность воздухом — после укладки на место и полного
монтажа и засыпки всего перехода;
—	на плотность воздухом — при окончательном испытании
всего газопровода в целом.
При испытаниях газопроводов воздухом давлением до
0,1 кгс/см2 применяют U-образные манометры с водяным заполне¬
нием. При испытательном давлении более 0,1 до 1 кгс/см2 могут
применяться U-образные манометры с ртутным заполнением, об¬
разцовые или пружинные контрольные манометры. При испыта¬
тельном давлении более 1 кгс/см2 на прочность должны приме¬
няться пружинные манометры класса не ниже 1,5, на плотность —
образцовые и пружинные контрольные манометры или дифмано¬
метры.
Если у тепловых агрегатов установлены приборы автоматики,
то газопроводы испытывают на прочность до запорного устрой¬
ства, установленного на отводе от газопровода к агрегату. При¬
боры автоматики испытывают только на плотность совместно с га¬
зопроводом рабочим давлением. Импульсные трубопроводы к обо¬
рудованию и КИП испытывают одновременно с основными газо¬
проводами.
Испытания на прочность. Наружные газопроводы, ГРП (ГРУ)
и вводы испытывают па прочность после монтажа отключающей
арматуры, регуляторов, сборников конденсата и другого оборудо¬
вания, включая КИП. Все места соединений газопровода должны
быть открыты для осмотра и очищены от грязи, ржавчины, изоля¬
ции и т. п. Если установленная на газопроводе арматура, оборудо¬
вание и приборы не рассчитаны на испытательное давление, то
вместо них на время испытаний устанавливают катушки, заглушки
или пробки. Внутренние газопроводы испытывают на прочность
при отключенном оборудовании, если оно не рассчитано на испы¬
249

тательное давление. При необходимости газопровод испытывают
на прочность по участкам.
Наружные надземные и внутренние газопроводы с давлением
до 3 кгс/см2 испытывают на прочность воздухом, а с давлением
более 3 кгс/см2 — водой. Если разработаны и соблюдаются спе¬
циальные меры безопасности, то допускается испытывать газопро¬
воды с давлением более 3 кгс/см2 воздухом: надземных — всех
диаметров, внутренних — диаметром свыше 300 мм.
При испытаниях на прочность газопроводов и ГРП (ГРУ) воз¬
духом осмотр и проверка соединений с помощью мыльной эмуль¬
сии допускается только после снижения давления до норм, уста¬
новленных для испытания на плотность. Если в процессе испыта¬
ний на прочность и плотность выявляются дефектные места, то
давление воздуха в газопроводе снижают до атмосферного, после
чего замеченные дефекты устраняют и газопровод снова подвер¬
гают испытанию.
Подземные газопроводы испытывают на прочность после
укладки в траншею, изоляции и монтажа фасонных частей, узлов
и арматуры и присыпки грунтом над верхней образующей трубы на
высоту 20—25 см, кроме стыков газопроводов низкого и среднего
давления, которые изолируют и засыпают после испытаний. Испы¬
тание газопроводов низкого и среднего давлений с изолирован¬
ными и присыпанными стыками допускается производить, если:
—	стыки проверены физическими методами контроля;
—	секции или плети были испытаны на прочность на бровке
траншеи до изоляции стыков;
—	газопровод испытывается на прочность давлением не менее
6 кгс/см2.
При испытаниях на прочность под указанным в табл. 5.13 дав¬
лением газопроводы и оборудование ГРП (ГРУ) должны находиться
не менее 1 ч (для газопроводов низкого давления в жилых и общест¬
венных зданиях, коммунально-бытовых объектах, промышленных
и коммунальных предприятиях, а также в отопительных и произ¬
водственных котельных время испытания не регламентируется).
Если в течение этого времени по манометру не наблюдается види¬
мое падение давления, то газопроводы и оборудование ГРП (ГРУ)
считаются выдержавшими испытание на прочность.
Испытания на плотность. Подземные газопроводы испыты¬
вают на плотность после полной их засыпки. До начала испытаний
газопровод выдерживают под испытательным давлением для вы¬
равнивания температуры воздуха в нем с температурой грунта.
Время выдержки принимается в зависимости от условного диа¬
метра газопровода и должно быть не меньше, ч: 6 —для Dy <
< 300 мм, 12 — Dy = 300-ь500 мм и 24 — для Dy > 500 мм.
Испытания газопроводов на плотность продолжаются не менее
24 ч. Газопроводы считаются выдержавшими испытание, если
фактическое падение давления за время испытаний не превышает
расчетной величины, определяемой по следующим формулам.
250

Надземные газопроводы испытывают на плотность после устра¬
нения всех дефектов, обнаруженных при испытании на прочность.
В газопроводе устанавливается испытательное давление и выдер¬
живается на менее 30 мин, после чего под этим же давлением осма¬
тривают с проверкой мыльной эмульсией все сварные, фланцевые,
резьбовые и сальниковые соединения. При отсутствии видимого
падения давления по манометру и утечек воздуха газопровод
считается выдержавшим испытание.
Внутренние газопроводы испытывают на плотность после вы¬
равнивания температур воздуха внутри газопровода и окружаю¬
щей среды. Для наблюдения за температурой в газопроводе и воз¬
духа в помещении устанавливают термометры. Газопроводы сред¬
него (более 1 кгс/см2) и высокого давления выдерживают под испы¬
тательным давлением не менее 1 ч. Они считаются выдержавшими
испытание, если падение давления за 1 ч в процентах от началь¬
ного испытательного давления не превысит допустимой величины
Дрд = 50/Z), где D — внутренний диаметр испытываемого газо¬
провода, мм. Для газопровода, имеющего участки различных диа¬
метров, в формулу вместо D подставляют среднее значение вну¬
треннего диаметра Dcp:
251
где &рд — допустимое падение давления, мм. рт. ст.; D — вну¬
тренний диаметр газопровода, мм; Т — продолжительность испы¬
таний, ч; dlt d2, dn — внутренние диаметры участков газопровода,
м; /г, /2. 4 — длина соответствующих участков газопровода, м.
Фактическое падение давления воздуха в газопроводе опреде¬
ляется по показаниям манометра (Hlt Н2) и барометра (Вх, В2)
в начале и в конце испытания и подсчитывается по фор¬
муле, мм рт. ст.,
2. Для газопровода, имеющего участки различных диаметров:
1. Для газопровода одного диаметра:
где dj, d2, dn — внутренние диаметры участков газопровода, мм;
4>	— длина соответствующих участков, м.
В промышленных и коммунальных предприятиях, отопитель¬
ных и производственных котельных газопроводы среднего давле¬
ния (до 1 кгс/см2) считаются выдержавшими испытание на плот¬
ность, если падение давления за 1 ч не превышает 1,5% от испыта¬
тельного, а низкого давления — если падение давления за 1 ч не
превышает 60 кгс/м2.

В жилых и общественных зданиях и коммунально-бытовых
объектах газопроводы низкого давления считаются выдержавшими
испытание на плотность, если падение давления за 5 мин не пре¬
вышает 20 кгс/ма, а вводы этих газопроводов Dy < 100 мм к зда¬
ниям при раздельном строительстве с распределительными газо¬
проводами — если падение давления за 1 ч не превышает 5 кгс/мг.
Плотность газопроводов в местах присоединения к ним газовых
горелок проверяет наладочная или эксплуатационная организация
обмыливанием этих мест при розжиге горелок под рабочим давле¬
нием газа.
Газопроводы и оборудование ГРП (ГРУ) испытывают на плот¬
ность в течение 12 ч, при этом допускаемое падение давления не
должно превышать 1% от испытательного. При испытании ГРП
(ГРУ) в целом (от входного до выходного запорного устройства)
нормы испытательных, давлений принимают по давлению газа на
высокой стороне; при испытании по частям (до регулятора и после
него) нормы испытательных давлений принимают отдельно подав¬
лению газа до регулятора и после него. После испытания ГРП
(ГРУ) по указанным нормам наладочной или эксплуатационной
организацией должно быть проведено вторичное испытание газо¬
провода на плотность (с включенными регуляторами и головками
предохранительных клапанов) по нормам давления, указанного
в паспортах па оборудование.
Обводные лини ГРП (ГРУ) испытывают частями (до задвижки
и после нее) совместно с газопроводами высокой и низкой сторон.

ГЛАВА 6
СЖИГАНИЕ ГАЗОВ
И КОНТРОЛЬ ЗА СЖИГАНИЕМ
6.1.	Горение газового топлива
При горении газового топлива его горючие составляющие —
углерод С и водород Н2 вступают в химическое взаимодействие
с кислородом. В результате реакции образуются продукты горе¬
ния: при горении углерода — углекислый газ СО2, водорода — во¬
дяные пары Н2О. Формулы реакций горючих газов с кислородом
приведены в табл. 1.4. При сжигании топлива в топках в боль¬
шинстве случаев кислород для горения поступает из воздуха.
Азот, содержащийся в воздухе, в горении не участвует и, на¬
греваясь, уносит значительное количество теплоты. Так как в воз¬
духе содержится по объему около 21% кислорода, а 79% азота и
очень небольшого количества других газов, то теоретически необ¬
ходимый для сжигания газа объем воздуха больше требующегося
для реакции горения объема кислорода в 100 : 21 = 4,76 раза,
а на каждый использованный кубический метр кислорода прихо¬
дится 79 : 21 = 3,76 м3 азота.
Объемные соотношения реакции горения газов могут быть вы¬
ражены следующим образом.
Водород
Как видно, 1 молекула (или 1 м3) водорода, вступая в реакцию
с кислородом, образует при полном сгорании 1 молекулу (или 1 м3)
водяных паров. Количество азота до реакции и в продуктах горе¬
ния осталось неизменным — 1,88 м3. Общий же объем продуктов
горения (2,88 м3) стал несколько меньше суммы объемов газов,
участвовавших в реакции (3,38 м3). Если в топку поступает недо¬
статочное количество воздуха или не будет обеспечено хорошее
перемешивание его с газом, то часть водорода не сгорит, а уйдет
с отходящими газами.
Окись углерода
253

Соотношение объемов реагирующих веществ и продуктов горе¬
ния здесь такое же, как и при сгорании водорода. При неполном
сгорании окись углерода обнаруживается в продуктах горения.
Метан
Из уравнения следует, что при полном сгорании 1 м3 метана
образуется 1 м3 углекислого газа и 2 м3 водяных паров. Общий
объем продуктов горения равен сумме объемов реагировавших
газов (10,52 м3). При неполном сгорании метана реакции протекают
иначе.
1.	Часть метана сгорает, образуя водяные пары и окись угле¬
рода вместо углекислого газа, по реакции СН4 + 1,5О2 + 1,5 X
X 3.76N» = 2Н2О + СО + 5,64N2, т. е. 1 м3 метана, соединяясь
с кислородом, образует 2 м3 водяных паров и 1 м3 окиси углерода.
2.	Часть метана сгорает, образуя водяные пары и частицы твер¬
дого углерода (сажу) по реакции СН4 + О2 + 3,76N2 = 2НаО +
+ С + 3,76N2.
3.	Часть метана не сгорит совсем и уйдет вместе с отходящими
газами.
Все 3 случая неполного сгорания метана могут происходить
в одно и то же время.
Тяжелые углеводороды горят так же, как и метан, только для
их сгорания требуется больше кислорода. Например, для паров
сжиженных газов реакции записываются так.
Пропан
Особенностью этих реакций является некоторое превышение
объема продуктов горения по сравнению с суммой объемов реаги¬
ровавших веществ. Опасность появления в продуктах горения
горючих компонентов более высока, чем при сжигании водорода и
метана.
254
Бутан

где тип — число атомов соответственно углерода и водорода
в молекуле газа.
Очевидно, что при неполном сгорании выделение теплоты умень¬
шается. Кроме того, при образовании в процессе горения сажи и
оседании ее на поверхностях нагрева уменьшается теплоотдача
к ним от горячих продуктов горения, а потери теплоты с уходя¬
щими газами возрастают.
Практически в продуктах горения может быть кислород, кото¬
рый не успел вступить в реакцию с горючими составляющими или
был подан в топку в избыточном количестве. Кроме перечислен¬
ных продуктов полного и неполного сгорания в составе отходящих
газов может быть (при наличии в газе сероводорода) незначитель¬
ное количество сернистого газа SO2.
6.2.	Количество воздуха, необходимое
для горения газов
Зная состав горючих газов и реакции горения, можно под¬
считать теоретически необходимое количество воздуха для пол¬
ного сгорания 1 м3 газа.
Смесь газа с теоретически необходимым для полного сгора¬
ния воздухом называют стехиометрической смесью. Количество
воздуха, необходимое для сжигания простых газов, приведено
в табл. 1.4. Для сложных газов теоретический объем кислорода
Vo,. м3/м3, требующийся для полного сгорания, определяют по
формуле
Однако если в топку подавать только теоретически необходи¬
мое количество воздуха, то добиться полного сгорания топлива
невозможно. Объясняется это тем, что трудно так перемешать
топливо с воздухом, чтобы к каждой молекуле горючих было под¬
ведено необходимое количество молекул воздуха. Поэтому на
265
Приближенно теоретический расход воздуха LT, м3/м3, для
сжигания природных газов можно определить по значению низ¬
шей теплоты сгорания газа Q„:
Реакция полного сгорания любого углеводородного газа в воз¬
духе может быть записана в виде уравнения

практике приходится подавать воздуха больше, чем теоретически^
необходимо, т. е. работать с избытком воздуха. При этом часть!
воздуха проходит через топку, не реагируя с топливом. В спе¬
циальных установках, например в печах безокислительного на-;
грева металла, газ сжигают с недостатком воздуха.	i
Размер избытка или недостатка определяется коэффициентом'
расхода воздуха а, который показывает отношение действитель¬
ного количества воздуха, расходуемого на горение, к теоретически
необходимому. Например, если говорят, что топка работает при
а = 1,5, это значит, что в топку поступает воздуха в 1,5 раза
больше теоретически необходимого. Действительный расход воз¬
духа £д, м'7ч, для сжигания газа в количестве V,., м3/ч, составляет
Необходимость сжигать топливо полностью при а, близком
к 1,0, вызывается стремлением обеспечить наиболее экономичную
н эффективную работу агрегата. Чем меньше а, тем меньше теп¬
лоты унесут отходящие газы. Кроме того, увеличение а снижает
температуру в топке, отчего газ горит менее активно и сгорание
может стать неполным. Добиваясь сжигания газа с наименьшим а,
нельзя его сокращать настолько, чтобы сгорание стало неполным,
так как даже небольшая неполнота сгорания приводит к очень
значительным потерям теплоты.
В некоторых агрегатах в соответствии с технологическим режи¬
мом не требуется поддерживать в топках высокую температуру и
сжигание газа при повышенных а допустимо, а иногда и необхо¬
димо (если требуется иметь окислительную среду). Из изложенного
следует, что от организации подачи воздуха зависят качественные
показатели работы агрегатов.
6.3.	Методы сжигания газоЕого топлива
Сжигание газа имеет свои отличительные особенности по сравне¬
нию с методами сжигания другого топлива. Так, например, при
слоевом сжигании твердого топлива основным средством воздей¬
ствия на скорость его горения является регулирование количества
воздуха, подаваемого под колосники. Если слой твердого топлива
распределен по колосниковой решетке равномерно, то при уста¬
новившемся режиме горения уменьшение или увеличение подачи
воздуха приводит к соответствующему изменению скорости горе¬
ния и количества выделяющейся теплоты.
Соотношение количества газа и воздуха, поступающих в топку,
и условия их перемешивания определяют полноту сгорания газа,
длину факела, равномерность распределения температур и тепло¬
вых потоков в топочном объеме. Для регулирования процесса го¬
рения необходимо воздействовать одновременно на газовые и воз¬
душные регулирующие устройства.
266

Количество выделенной в топке теплоты, ккал/ч, можно опре¬
делить как произведение сгоревшего объема, м3/ч, газа на его низ¬
шую теплоту сгорания, ккал/м3. Если газ сгорает не полностью
и в продуктах горения имеются горючие компоненты, то количе¬
ство выделенной в топке теплоты уменьшается. Использование
теплоты, образовавшейся в топке, зависит от ряда факторов, в том
числе: температуры горения газа, коэффициента расхода воздуха,
величины и расположения вторичных излучателей, устройства и
размеров тепловоспринимающих поверхностей нагрева, качества
подготовки смеси в горелке, равномерности распределения темпе¬
ратур и тепловых потоков и т. д.
Температура продуктов полного сгорания газа при отсутствии
тепловых потерь, а = 1,0 и начальной температуре газа и воздуха
t — 0° С называется жаропроизводительностью. Калориметриче¬
ская температура продуктов горения отличается от жаропроизво-
дительности тем, что а и t принимаются при их действительных
значениях. Теоретическая температура по сравнению с калориме¬
трической учитывает еще и потерю теплоты на возможную диссо¬
циацию (разложение) продуктов горения, о которой будет ска¬
зано ниже. Действительная температура в топке всегда ниже тео¬
ретической вследствие потерь теплоты в ней, избытка воздуха,
возможной неполноты сгорания газа, отбора теплоты радиацион¬
ными поверхностями нагрева. Рассмотрим эти факторы.
1.	Избыток воздуха в топке предотвращает неполное сгорание
топлива, однако с увеличением а температуру продуктов горения
снижается, и очень значительно. Так, калориметрическая темпе¬
ратура горения природного газа при ta = 20°.С и а = 1 составляет
около 2050° С. При той же /п и а = 1,2 температура /кал равна
1810, а при а да 2 — только 1215° С. Следует отметить, что умень¬
шение а ниже 1,0 также снижает калориметрическую температуру:
при а = 0,8 она равна 1885, а при а = 0,5 — 1380° С. Как видно,
максимальную температуру можно получить только при ада 1,0.
2.	При неполном сгорании топлива в результате недостатка
воздуха, плохого перемешивания с ним газа и т. д. выделяется
меньше теплоты и, следовательно, температура в топке снижается.
Чем лучше подготовлена в горелке газовоздушная .смесь, чем
меньше охлаждается факел в топке, тем больше возможностей обес¬
печить полноту сгорания. На полноту сгорания топлива оказывает
влияние тепловое напряжение топочного пространства, которое
характеризуется количеством теплоты, выделяемым топливом
в 1 м3 полезного объема топки за 1 ч. Обычно в котельных при пла¬
менном сжигании газа тепловое напряжение в топках поддержи¬
вается в пределах от 175 до 350 Мкал/(м3-ч). С увеличением тепло¬
вого напряжения топки повышается и температура в ней.
3.	Потери теплоты через стенки топок наружу (в окружающую
среду) снижают температуру горения топлива.
4.	Подача в топку подогретых воздуха и газа повышает темпе¬
ратуру горения и образующихся продуктов горения. При этом
9 Чепе ль В. М.	257

возрастают как скорость, так и полнота сгорания топлива.
Действительную температуру в топках котлов и печей, работаю¬
щих на холодном воздухе и газе, поддерживают обычно в пределах
1000—1600° С. Необходимой для успешного протекания техноло¬
гических процессов в металлургических и некоторых других печах
более высокой температуры добиваются путем подогрева газа или
воздуха, поступающих в горелки, до 300—400° С, а в некоторых
случаях и значительно выше (до 800—1000°С). Подогрев газов сам
по себе немного повышает температуру горения. Так, например,
подогрев природного газа на 300° С повышает температуру его гв-
рения всего на 25° С, зато подогрев воздуха до 300° С повышает
ее уже на 190° С. Воздух обычно подогревают за счет теплоты ухо¬
дящих газов в специальных устройствах: в котельных — в возду¬
хоподогревателях, а в печах — в рекуператорах и регенераторах.
Подогрев воздуха повышает кпд установок, температуру и пол¬
ноту сгорания газа.
Увеличение температуры выше 1600—1800° С ведет к частичной
диссоциации продуктов полного сгорания газа (СО2 и Н2О), т. е.
их разложению на составные части, сопровождающемуся поглоще¬
нием теплоты. Кроме того, при высокой температуре в топке быст¬
рее изнашивается футеровка. Поэтому поддерживать очень высо¬
кую температуру нужно только в тех случаях, когда этого требует
технологический процесс, например при плавке металлов, стеколь¬
ной массы и других материалов.
В топке происходит передача теплоты (прямая отдача) от рас¬
каленных излучающих поверхностей (керамических стенок, тунне¬
лей и т. п.), факела и горячих продуктов горения к тепловоспри¬
нимающим экранам или нагреваемым предметам. Чем больше
разница между ’ температурами излучателя и воспринимающего
лучи тела, тем больше тепла будет передано за счет радиации.
При этом в соответствии с законом Стефана—Больцмана количе¬
ство переданной теплоты пропорционально четвертой степени раз¬
ности этих температур. Степень прямой отдачи теплоты зависит от
устройства топки, площади и расположения тепловоспринима¬
ющих поверхностей, методов сжигания газа и, особенно, от темпе¬
ратурного режима. Чем больше прямая отдача в топке, тем меньше
температура продуктов горения на выходе из нее.
Прямая отдача теплоты в топках зависит не только от темпера¬
туры, но и от степени светимости излучателя. Наибольший эффект
в этом случае дают так называемые вторичные излучатели — по¬
верхности футеровок топок и других устройств, выполненных из
огнеупорных материалов. Раскалившись, они излучают теплоту
на поверхности нагрева котлов и изделия, находящиеся в печах.
Передача теплоты излучением от газового факела и продуктов
горения меньше, чем от раскаленной футеровки, и зависит от их
температуры и степени черноты, или светимости. Светимость факела
газового пламени зависит от качества подготовки газовоздушной
Смеси, подающейся для сжигания в топку. Если через горелку по-
258

ступает в топку хорошо подготовленная однородная смесь газа
с воздухом и количество этого воздуха обеспечивает полное сго¬
рание газа, то факел получается практически бесцветным, несве¬
тящимся и коэффициент степени его черноты составляет 0,37—0,4.
При подаче в топку неоднородной газовоздушной смеси в пла¬
мени могут оказаться частицы сажи (углерода), образующиеся
при недостатке воздуха. Такое пламя светится, степень его чер¬
ноты зависит от количества, размеров и рода углеродных частиц и
достигает примерно 0,65. Наибольшей степенью черноты обладает
мазутный факел (до 0,75—0,85).
Разогретые продукты горения тоже могут излучать теплоту.
Следует только иметь в виду, что входящие в их состав двухатом¬
ные газы (кислород и азот) практически не поглощают и не излу¬
чают лучистую энергию, а трехатомные (СО2 и Н2О) излучают и
поглощают энергию только определенных длин волн. Чем больше
в составе продуктов горения углекислоты и водяных паров и чем
выше их температура, тем больше теплоты они могут передавать
воспринимающим поверхностям за счет излучения. С другой сто¬
роны, способность трехатомных газов частично поглощать теплоту
превращает их слой, расположенный между факелом или вторич¬
ным излучателем и воспринимающей поверхностью, в своеобраз¬
ный экран, уменьшающий поступление радиационной теплоты
к этой поверхности.
Вторичные излучатели в виде горок, стенок, блоков, решеток,
пластин иногда применяют при несветящемая (прозрачном) пла¬
мени для повышения прямой отдачи. При светящемся пламени
использование таких устройств менее эффективно, однако наличие
огнеупоров в топках, особенно в зоне горения газа, как правило,
способствует более полному его сгоранию с меньшими избытками
воздуха.
Скорость и полнота сгорания газового топлива, длина факела
и температура его пламени практически зависят от скорости и ка¬
чества перемешивания газа с воздухом, так как сгорание газовоз¬
душной смеси происходит во много раз быстрее, чем смесеобразо¬
вание. Чем тщательнее подготовлена газовоздушная смесь, тем
быстрее и полнее будет сгорать газ, короче будет факел и выше тем¬
пература пламени.
Методы сжигания газа можно разделить на 3 основные группы,
между которыми не всегда можно провести четкую границу.
I. Диффузионный. В топку газ и воздух в необходимом коли¬
честве подают раздельно, и взаимный контакт (смешение) проис¬
ходит в топке.
Используемые в этом случае горелки называют горелками
внешнего смешения или диффузионными, так как практически го¬
рение газа в этом случае зависит только от скорости диффузии,
происходящей вне горелки, — скорости взаимного проникновения
частиц газа в поток воздуха и частиц воздуха, окружающих факел,
в струйки газа. Конечно, при такой организации сжигания пере-
9*	259

мешивание газа с воздухом, а следовательно,
и само горение, идущее одновременно с пе¬
ремешиванием, происходят относительно
медленно, факел удлиняется и зачастую при
использовании углеводородных газов ста¬
новится светящимся.
Протекание горения газа зависит не
только от подготовки смеси, но и от условий,
в которых развивается факел, например в ат¬
мосфере или в топке. Если турбулентная
газовая струя свободно вытекает из отвер¬
стия горелки в неподвижный воздух атмос¬
феры, то схему диффузионного факела
можно представить рис. 6.1. Струя газа
образует конусообразное ядро /, окруженное
смееью газа и продуктов горения, заполня¬
ющей зону 2. Воздух, необходимый для го¬
рения, подходит к факелу снаружи, и по¬
этому в зоне 4 находится смесь продуктов
горения с преобладающим количеством воз¬
духа. Интенсивное горение идет в зоне 3,
и поэтому в ней содержание продуктов горения наибольшее.
В этой зоне количество воздуха близко к теоретически необ¬
ходимому для сгорания, но, несмотря на это, здесь успевает
сгореть только ~65% газа, и горение продолжается в зоне 4.
Однако и в зоне 4, несмотря на большое количество воздуха,
горение может не завершиться полностью из-за недостаточно хоро¬
шего перемешивания его с газом, и по мере удаления от зоны 3 про¬
дукты неполного сгорания попадают в области с низкими темпера¬
турами, где горения уже быть не может. Уменьшить химический
недожог или свести его к нулю можно главным образом путем улуч¬
шения смешения газа с воздухом до выхода смеси в зону го¬
рения.
Если горелку установить в камеру, то схема сжигания газа
будет выглядеть иначе. Представим себе наиболее простую го¬
релку в виде 2 труб, одна из которых (малого диаметра) распола¬
гается внутри другой. По малой трубе подается газ, а по кольцу,
образованному между стенками труб, — воздух, количество кото¬
рого можно регулировать.
Изменение соотношения количеств газа и воздуха резко меняет
картину выгорания; при избытке воздуха (рис. 6.2, а) зона 1 имеет
вид конуса, заполненного газом. Этот конус окружен зоной 2, в ко¬
торой движется смесь газа с продуктами горения. Воздушное ядро
6 в виде кольца окружено зоной 4 — движущейся смесью воздуха
с продуктами горения. Интенсивно газ горит в зоне 3, на границе
между зонами 2 и 4. Характерной особенностью горения газа в ка¬
мере является наличие рециркуляционной зоны 5, где некоторая
часть горячих продуктов горения возвращается к корню факела,
260

в результате чего воздух,
вступающий в реакцию
с газом, предварительно
подогревается.
Недостаток воздуха
(рис. 6.2, б), поступающего
через горелку, приводит
к тому, что зона 2, в кото¬
рой находится смесь газа
с продуктами горения,
значительно увеличива¬
ется в размерах, вызывая
неизбежный рост непол¬
ноты сгорания. В этом
случае интенсификация
перемешивания газа с воз¬
духом не может привести
к снижению неполноты
сгорания, так же как и
наличие рециркуляцион¬
ной зоны. Пламя приоб¬
ретает красноватую ок¬
раску с темными полосами
и выделением сажи. Сам.
факел становится длиннее.
Наоборот, при избытке
воздуха в топке факел укорачивается, пламя становится
более бледным, с синевой, при этом горелка сильно гудит.
При сжигании с помощью горелок внешнего смешения искус¬
ственных газов, не содержащих метана и тяжелых углеводородов
или имеющих их в незначительном количестве, свечения пламени
может не быть; пламя будет длинное, но_не светящееся. Диффу¬
зионное светящееся пламя природного газа отличается равномер¬
ной температурой по всей длине наружной поверхности факела
(~-1000—1050° С). Внутренняя часть пламени имеет более высо¬
кую температуру, достигающую 1400° С на расстоянии примерно
2/3 длины факела, считая от устья горелки. Вследствие того что
факел светящегося пламени имеет большую длину, сжигание газов
при помощи горелок внешнего смешения применяют в печах, где
требуется свечение пламени и поддержание равномерной темпера¬
туры на значительной длине топки или каналов печи и имеются
большие объемы, позволяющие свободно развиваться факелу.
В топках котлов из-за большой отдачи теплоты лучеиспуска¬
нием от факела к поверхности нагрева котла температура факела
снижается и горение может переноситься частично из топки в газо¬
ходы. В результате появляется значительная неполнота сгорания,
температура отходящих газов растет, кпд котла снижается. Осо¬
бенно сильно растут потери вследствие неполноты сгорания в том
261

случае, если светящийся факел касается
холодных поверхностей нагрева, которые
могут покрыться слоем сажи, а при особо
неблагоприятных условиях прогореть. По¬
этому в топках котлов при применении
диффузионных горелок создают такие
условия, чтобы смешение газа с воздухом
происходило на наиболее коротком пути
развития факела. Простейшими сред-.
ствами, ускоряющими перемешивание,
являются выдача газа в топку в виде боль-
шого числа мелких струек под углом к по¬
току воздуха и подача воздуха к корням
факелов.
II.	Смешанный. В топку подают через
горелку хорошо подготовленную смесь газа
с воздухом, содержащую только часть
(30—70%) воздуха, необходимого для го¬
рения. Этот воздух называют первичным. ,
Остальной (вторичный) воздух поступает
к факелу путем диффузии, и, следова-’
тельно, часть газа дожигается в диффу¬
зионном факеле по мере осуществлениям
контакта его с вторичным воздухом,'
т. е. в окружающей горелку атмосфере. Поэтому такие го¬
релки неполного (частичного) смешения часто называют атмо¬
сферными.
К этой же группе относят горелки, через которые в зону горе¬
ния поступает газовоздушная смесь, содержащая весь воздух,
необходимый для горения, но полное смешение не закончено и
происходит одновременно с горением в топке, т. е. в самом факеле.
Пламя горящей в атмосфере частично подготовленной смеси
представляет собой короткий факел голубовато-фиолетового цвета
с зеленовато-голубым ядром в виде конуса. В этом конусе (рис. 6.3)
газовоздушная смесь нагревается, а на поверхности конуса, в зоне:
2, происходит ее горение, которое ввиду недостатка воздуха в’
в зоне 2 не заканчивается и продолжается в зоне 1—2 за счет вто¬
ричного воздуха, окружающего факел. Зона 1—2заполнена смесью
продуктов горения, воздухом и несгоревшими частицами газа.
Так как газ до выхода из устья горелки уже частично смешан
с воздухом, то горение его происходит значительно быстрее, чем
при внешнем смешении, без выделения свободного углерода в виде
сажи. Факел получается коротким, несветящимся, с высокой тем¬
пературой. Для обеспечения полного сгорания газа необходимо
организовать поступление достаточного количества вторичного
воздуха к устью горелки (к корню факела). .
III.	Кинетический. Через горелку подают в топку полностью
подготовленную газовоздушную смесь, в которой имеется не
262

только теоретически необходимое, но и небольшое избыточное ко¬
личество воздуха, требующееся для обеспечения полного сгора¬
ния газа. Весь этот воздух смешивается с газом до выхода в топку
В специальных смесителях, причем обеспечивается не только гру¬
бое молярное, но и молекулярное смешение частиц газа с возду¬
хом. Такая заранее подготовленная газовоздушная смесь быстро
сгорает в коротком слабосветящемся пламени при обязательном
наличии стабилизатора горения (§ 6.4), так как процессы смеше¬
ния не лимитируют общей скорости горения.
При подаче в керамический туннель газовоздушной смеси
близкого к стехиометрическому состава пламени горящего газа,
особенно на фоне раскаленного огнеупора, почти не видно. По¬
этому такой метод сжигания иногда называют беспламенным.
В промышленных установках часто применяют горелки, кото¬
рые трудно строго привязать к одному из трех основных приве¬
денных методов, они являются промежуточными и отличаются друг
от друга степенью подготовки газовоздушной смеси.
6.4.	Стабилизация пламени в топке.
Отрыв и проскок
Наличие устойчивого пламени является важнейшим условием
надежной и безопасной работы агрегата. При неустойчивом горе¬
нии пламя на определенных режимах может проскочить внутрь
горелки или оторваться от нее. В обоих случаях это может при¬
вести к загазованию топки и газоходов и взрыву газовоздушной
смеси при последующем повторном розжиге.
Рассмотрим основные факторы, определяющие устойчивость
пламени, на примере простейшей горелки в виде трубки, из устья
которой в атмосферу выходит с небольшой скоростью газовоздуш¬
ная смесь. Если бы скорость выходящего потока смеси была оди¬
наковой по всему сечению устья и близкой к скорости распростра¬
нения пламени, то при поджигании в потоке образовался бы на
некотором расстоянии от устья плоский горящий фронт пламени.
На самом деле выходящий из устья поток смеси всегда имеет не¬
равномерное поле скоростей: чем ближе к стенкам, оказывающим
тормозящее воздействие, тем меньше скорость. Самая большая
скорость в центре потока может значительно превышать нормаль¬
ную скорость распространения пламени и„ (составляющую общей
скорости распространения пламени, перпендикулярную к фронту
горения). В результате плоская форма фронта пламени не может
сохраниться и при круглом устье горелки приобретает вид конуса
(рис. 6.3). Вторая составляющая скорости распространения пла¬
мени (перпендикулярная к ик) направлена вдоль наклонной по¬
верхности конуса и стремится снести пламя к его вершине, следо¬
вательно, погасить его. Для устойчивого существования конусного
пламени необходимо постоянно поджигать газовоздушную смесь.
263

Это происходит в точках вблизи стенок, где скорость выхода по¬
тока из устья очень мала. Стенки горелки не только притормажи¬
вают поток смеси, но и охлаждают его. Вследствие этого вблизи
стенок также уменьшается скорость распространения пламени.
В области, прилегающей к устью горелки, конусный фронт пла¬
мени разворачивается и его края становятся параллельными пло¬
скости устья. В результате в месте изгиба конуса образуется коль¬
цевая зона, где скорости потока и распространения пламени ста¬
новятся равными друг другу. Эта зона и служит постоянным под¬
жигающим очагом для всей остальной конусной поверхности
горения.
Мощность кольцевой поджигающей зоны, а следовательно, и
устойчивость всего факела горелки зависят от состава смеси: чем
больше в ней горючего газа, тем надежнее поджигающий пояс и
меньше вероятность отрыва факела. При прочих равных условиях
наибольшую устойчивость имеет диффузионный факел, когда из
устья горелки выходит только газ.
При возрастании тепловой мощности горелки и достижении
скоростью потока какого-то предела поджигающее воздействие
зоны оказывается недостаточным — пламя отрывается. Отрыв
может быть частичным, когда горение происходит на некотором
расстоянии от устья горелки, и полным, когда горение прекра¬
щается полностью. Уменьшение тепловой мощности горелки ведет
к тому, что на каком-то режиме скорость потока окажется меньше
скорости распространения пламени — происходит проскок, или
обратный удар, пламени.
При устойчивом горении частично подготовленной смеси пламя
(рис. 6.3) состоит из 2 конусов — наружного 1 и внутреннего 2.
Последний представляет собой поверхность, в которой выгорает
та часть горючего, которая обеспечена первичным воздухом,
имеющимся в смеси. В зоне горения, т. е. на поверхности вну¬
треннего конуса, развивается высокая температура, и она выде¬
ляется на фоне синеватого внешнего конуса своим зеленовато-голу¬
боватым цветом. Основание внутреннего конуса располагается от
обреза устья на расстоянии, примерно равном толщине зоны горе¬
ния, которая образует поверхность конуса (для смеси метана
с воздухом — около 0,6 мм). Остальная часть горючего догорает
в наружном конусе (иногда называемом мантией) за счет воздуха,
диффундирующего в него из окружающей атмосферы.
Увеличивая скорость потока смеси и меняя в нем а, можно
видеть переход от ламинарного к турбулентному течению: вслед¬
ствие появления вихревых движений и пульсаций ясно очерченный
конусный фронт пламени размывается, его толщина возрастает,
пламя становится неустойчивым, стремится оторваться или про¬
скочить внутрь горелки.
Скорость распространения пламени для различных газов не¬
одинакова. Наибольшую нормальную скорость распространения
пламени имеет смесь водорода с воздухом (2,1 м/с) и наименьшую—
S64

метана с воздухом (0,37 м/с). Эти данные относятся- к смесям
с температурой 20° С при вытекании из горелки спокойной пря¬
мой струей. Следовательно, искусственные газы, богатые водоро¬
дом, дают газовоздушные смеси со скоростью горения и способ¬
ностью к проскоку пламени внутрь горелки большими, чем у при¬
родных газов, богатых метаном, смеси которых с воздухом
горят медленно, а значит, и более расположены к отрыву
пламени. Повышение температуры смеси (например, вследствие
подогрева первичного воздуха) резко увеличивает скорость рас¬
пространения пламени.
Количество первичного воздуха в газовоздушной смеси яв¬
ляется одним из основных факторов, влияющих на скорость рас¬
пространения пламени. В смесях, в которых содержание газа пре¬
вышает верхний предел его воспламеняемости (взрываемости),
пламя вообще не распространяется. С увеличением количества
первичного воздуха в смеси скорость распространения пламени
увеличивается, достигая наибольшего значения при содержании
воздуха около 90% от теоретически необходимого. Из этого сле¬
дует, что при увеличении подачи первичного воздуха в горелку и
приближении состава смеси к стехиометрическому возрастает
опасность проскока пламени. Поэтому при увеличении тепловой
мощности горелок обычно увеличивают сначала подачу газа,
а затем воздуха, а при уменьшении нагрузки — наоборот. По
этой же причине в момент зажигания горелок некоторых конструк¬
ций горение сначала идет за счет вторичного воздуха, и по мере
увеличения тепловой мощности в них подают первичный воздух.
Недопустимы как отрыв пламени (частичный и полный), так
и его проскок внутрь горелки. В первом случае топка и газоходы,
а иногда и помещение котельной заполняются несгоревшим газом,
образуется взрывоопасная газовоздушная смесь, что при наличии
источника высокой температуры может привести к взрыву. Во
втором случае пламя, как и при отрыве, может погаснуть и газ
начнет выходить в топку, заполняя ее и газоходы. Если горение
сохранится в горелке, то из-за резкого увеличения ее сопротивле¬
ния оно будет происходить о большим химическим недожогом, и
продукты неполного сгорания газа, заполняющие топку и газо¬
ходы, также могут образовать взрывоопасные и токсичные (в ос¬
новном за счет окиси углерода) смеси. Сама горелка вследствие
перегрева может выйти из строя. Отсюда следует, что конструкция
горелки должна обеспечивать устойчивость пламени без его от¬
рыва и проскока во всем расчетном диапазоне регулирования ее
тепловой мощности.
Рассмотрим некоторые мероприятия, применяемые для стаби¬
лизации пламени на практике. Если из устья горелки (или огне¬
вых отверстий горелки многофакельного типа) выходят чистый газ
или газовоздушная смесь, концентрация газа в которой больше
верхнего предела воспламенения, то проскока пламени произойти
не может. Следовательно, при необходимости кратковременного
265

снижения тепловой мощности горелки ниже значений, преду¬
смотренных паспортом, приходится во избежание проскока сни¬
зить содержание в смеси первичного воздуха. Такой метод расши¬
рения диапазона устойчивой работы применим в основном для
горелок частичного смешения, выдающих из устья газовоздушную
смесь снапример инжекционных горелок низкого
давления.
Для наглядности представим себе инжекционную горелку, у ко¬
торой по паспорту при полностью открытой воздушной регулиро¬
вочной заслонке а = 0,7. В этом же паспорте указано, что го¬
релка может устойчиво работать без отрыва пламени при давле¬
нии газа до 200 кгс/м2 и а = 0,6, а проскок происходит при том же
а в случае снижения давления до 30 кгс/м2. Из этих данных сле¬
дует, что диапазон регулирования расхода газа через горелку при
неизменном составе смеси и обеспечении устойчивой работы со¬
ставляетДругими словами, при изменении дав¬
ления газа от 30 до 200 кгс/м2 расход газа изменится в 2,6 раза.
Если агрегат имеет одну такую горелку и диапазон регулирова¬
ния достаточен для нормального его функционирования, то обслу¬
живающему лицу достаточно немного прикрыть воздушную за¬
слонку, чтобы количество первичного воздуха в смеси не превы¬
шало 60%. Если же диапазона регулирования горелки по расходу
(2,6 раза) недостаточно и, к примеру, необходимо снижать давле¬
ние газа до 15 кгс/см2, то для устойчивой работы горелки й режиме
от 30 до 15 кгс/м2 следует (во избежание проскока пламени) при¬
крывать воздушную заслонку. Прикрытие заслонки позволяет,
если потребуется, работать и на давлении более 200 кгс/м2.
Из приведенного примера видно, что горелки, выдающие
в топку смесь газа с воздухом, количество которого составляет
30—70% от теоретически необходимого, могут устойчиво работать
без применения специальных дополнительных устройств для ста¬
билизации горения и что уменьшение количества первичного
воздуха в смеси повышает устойчивость горения и расширяет диа¬
пазон регулирования давления или расхода газа. При этом нужно
учитывать, что уменьшение доли воздуха в смеси приводит к удли¬
нению факела и может вызвать неполноту сгорания и даже саже-
образование на поверхностях нагрева.
Иначе приходится решать вопросы устойчивости горения при
использовании горелок, из устья которых выдается газовоздуш¬
ная смесь, по составу близкая к стехиометрической, а также пред¬
назначенных для работы с ar > 1. Как правило, в этих случаях
уменьшение аг недопустимо и диапазон устойчивой работы го¬
релки становится таким узким, что практически не дает возмож¬
ности вообще регулировать расход газа через нее.
Для того чтобы горелки этого типа могли работать без проскока
пламени в достаточно широких пределах регулирования, скорость
выхода смеси из их устья принимают в 30—50 раз больше скорости
266

распространения пламени. В некоторых конструкциях горелок,
чтобы избежать проскока при малой тепловой мощности, исполь¬
зуют метод выдачи газа через круглые каналы (отверстия) или
щели, размеры которых принимают настолько малыми, что они
приближаются к критическим. При критических размерах кана¬
лов проскок через них невозможен из-за резкого уменьшения нор¬
мальной скорости распространения пламени вследствие усилен¬
ного теплоотвода от корня факела. Для стехиометрической смеси
метана с воздухом критический диаметр канала равен примерно
3 мм, щели —около 1,2 мм. Примером горелок с большим коли¬
чеством круглых малых отверстий являются горелки инфракрас¬
ного излучения с перфорированными каналами или металличе¬
скими сетками, горелок с малыми щелями — инжекционные
горелки среднего давления типа НГК (см. гл. 7).
Устойчивость факела в отношении отрыва у горелок, выдаю¬
щих газовоздушную смесь с 1, обеспечивается устройством
специальных стабилизаторов. Конструктивно стабилизаторы пла¬
мени могут быть встроены непосредственно в горелку (например,
тела плохо обтекаемой формы, кольцевые стабилизаторы), примы¬
кать к ней (керамические туннели, поджигающие факелы стацио¬
нарных запальников) или располагаться в топке на некотором
удалении от горелки (керамические горки, решетки, рассекатели).
Схема стабилизации пламени горелки факелом стационарного
запального устройства приведена на рис. 6.4, а. Надежность этого
метода зависит в свою очередь от устойчивости запального факела.
Наиболее широкое распространение в печах и котлах получили
керамические туннели цилиндрической, конической, прямоуголь¬
ной или щелевидной формы. В туннель обычно поступает подго¬
товленная смесь газа с воздухом с предварительным подогревом
воздуха или без него (в теплотехнических установках газ, как пра¬
вило, не подогревают). В ряде случаев в туннель подают частично
подготовленную газовоздушную смесь или даже раздельно газ
и воздух, и тогда туннель кроме своего основного назначения —
стабилизировать пламя — выполняет функции смесителя. В тун¬
нель можно подавать из устья горелки прямолинейный поток газо-
воздушной смеси, в котором все линии тока параллельны оси го¬
релки или имеют с ней небольшой угол (при конфузорном устье).
Такие горелки иногда называют прямоструйными. К ним отно¬
сятся, например, инжекционные горелки среднего давления.
В туннель можно подавать предварительно закрученный поток
газовоздушной смеси. Горелки с закруткой потока, выходящего
из устья, часто называют вихревыми.
Горелки без закрутки потока смеси, имеющие круглую форму
устья, компонуют с цилиндрическими туннелями (рис. 6.4, б).
Стабилизации пламени в них достигают благодаря тому, что в уг¬
ловом пространстве между стенками туннеля и расширяющимся
потоком газовоздушной смеси происходит циркуляция части про¬
дуктов горения. Эти вихревые струйки раскаленных газов способ-
267

ствуют подогреванию и поджиганию смеси, выходящей из горелки,
в результате чего достигаются интенсивное горение и надежная ста¬
билизация пламени. Устойчивость горения в туннелях не нару¬
шается при скорости вылета газовоздушной смеси из горелки, зна¬
чительно превышающей 100 м/с. Для подогретых газовоздушных
смесей устойчивость горения еще выше.
Внутренний диаметр цилиндрического туннеля принимают
равным DT « 2,5 диаметра устья Dv, так как при таком размере
он практически не создает дополнительного сопротивления потоку
горящей смеси. Стабилизация в туннеле обеспечивается при его
длине LT Dr. При LT 3s (2,5-нЗ) DT в туннеле практически за¬
канчивается сгорание газа, однако возникающие при этом высо¬
кие температуры сокращают срок его службы. Поэтому довольно
часто длину туннеля принимают в пределах £т « (1,5ч-2,5) От,
вынося процесс догорания газа из туннеля в топку.
Горелки с закруткой потока воздуха или газовоздушной смеси
компонуют с цилиндрическими туннелями реже. Закрутка ведет
к резкому расширению угла раскрытия потока, что позволяет
применять туннели укороченного типа с L, < DT. При этом тун¬
нели могут иметь внезапное расширение: DT « 2,5 Dy (горелки
типа ГНП Теплопроекта), DT = l,5Dy (горелки типа ГА Мосгаз-
проекта), D, = 2Dy (горелки ГГВ Мосгазпроекта), выполняться
268

без внезапного расширения (рис. 6.4, в): DT — Dy (горелки для
котлов ПТВМ) или иметь коническую форму (газомазутные го¬
релки всех типов).
Закрученный поток смеси, выходящий в туннель, за счет цен¬
тробежных сил отбрасывается к стенкам туннеля, а по выходе
из него на коротком пути заполняет камеру сгорания. В централь¬
ной части корня факела создается зона разрежения, в которую
отсасывается часть раскаленных продуктов горения. По мере при¬
ближения к устью горелки эти продукты вновь захватываются
основным потоком, подогревая и воспламеняя его. Таким образом,
в отличие от прямоструйных горелок, у которых факел стабили¬
зируется в месте внезапного расширения туннеля за Счет вихревой
зоны, образующейся вокруг потока смеси снаружи его, у вихревых
горелок стабилизация обеспечивается зоной рециркуляции про¬
дуктов горения внутри потока газовоздушной смеси (рис. 6.4, в, г).
Примером щелевидных туннелей, выполняющих функции не
только стабилизатора, но и смесителя, могут служить тунйелн
широко распространенных подовых и форкамерных горелок.
В качестве стабилизаторов пламени могут использоваться
различного рода раскаленные керамические поверхности, на кото¬
рые направляется газовоздушная смесь, выходящая из усТья
горелки (горки, рассекатели, столбики, стенки, решетки и т. 0.).
В этом случае керамическая поверхность располагается в топке
так, чтобы ее можно было раскалить пламенем той же горелки,
работающей устойчиво при недостатке воздуха. Порле разогрева
огнеупора до температуры, достаточной для поджигания газа,
количество воздуха, поступающего в горелку, увеличивается до
заданного и пламя при отрыве от устья горелки стабилизируется
на поверхности раскаленного до 1000—1200°С огнеупора
(рис. 6.4, д). Стабилизаторы этого типа отличаются от других тем,
что расположены на некотором расстоянии от устья горелки. Их
стабилизирующая способность несколько меньше, чем керами¬
ческих туннелей.
В последние годы все более широко применяются стабилиза¬
торы в виде тел плохо обтекаемой формы (рис. 6.4, ж, з). За телом
плохо обтекаемой формы, введенным в поток газовоздушной смеси,
образуется зона заторможенного движения частиц. При соответ¬
ствующих поперечных размерах стабилизатора в этой зоне возни¬
кают обратные токи горячих продуктов горения, т. е. создается
зона рециркуляции. Слои газовоздушной смеси, расположенные
на границе с зоной рециркуляции, подогреваются до температуры
воспламенения и поджигаются, стабилизируя пламя в основном
потоке. Стабилизирующая способность тела плохо обтекаемой
формы зависит от его формы и размеров, наличия и размеров зоны
рециркуляции, а также состава смеси (чем он ближе к стехиометри¬
ческому, тем надежнее стабилизация). Наибольшей стабилизирую¬
щей способностью обладают диски и шайбы, а срывные характе¬
ристики цилиндров и керамических туннелей близки друг к другу.
2вэ

Следоветельно, правильно сконструированный и расположенный
стабилизатор в виде тела плохо обтекаемой формы может исклю¬
чить отрыв пламени при достаточно высокой скорости смеси, выхо¬
дящей из устья горелки. Характерным примером горелок, в кото¬
рых используются цилиндрические и У-образные стабилизаторы,
являются горелки типа ИГК- Достоинство этих стабилизаторов
составляет упрощение монтажа и уменьшение габаритов газогоре¬
лочного устройства, так как отпадает необходимость в устройстве
туннелей, а стабилизатор, как правило, встраивается в конструк¬
цию горелки.
Этими же достоинствами обладают и кольцевые стабилизаторы
(рис. 6.4, е), у которых часть газовоздушной смеси (от 5 до 10%)
отделяется от основного потока и направляется наружу не через
устье, а через боковые отверстия 3. Эта часть газовоздушной смеси,
выйдя из отверстий, попадает в кольцевую полость 4, образован¬
ную наружной поверхностью огневого насадка 2 и специальным
кольцом 1. Так как площадь поперечного сечения кольцевой щели
значительно больше суммарной площади отверстий, то скорость
смеси уменьшается до значения, при котором отрыва пламени не
может произойти. Устойчивое горение газа у кольца обеспечивает
надежное поджигание всей смеси, выходящей из устья горелки
с большой скоростью. Кольцевые стабилизаторы могут компо¬
новаться с горелками, выдающими газовоздушную смесь с а =
= 0,2-4,1.
К недостаткам кольцевых стабилизаторов и тел плохо обтекае¬
мой формы можно отнести необходимость применения в ряде
случаев водяного охлаждения или жаропрочного материала.
6.5.	Удаление продуктов горения
Естественная тяга. Агрегаты, в которых сжигается газовое
топливо, нормально работают только при непрерывном удалении
продуктов горения — дымовых газов. Часть теплоты уносится
с продуктами горения в атмосферу (потери теплоты с уходящими
газами). Температура уходящих газов за агрегатом зависит от
степени использования теплоты в агрегате, наличия устройств,
утилизирующих теплоту, герметичности обмуровки агрегатов и
других причин. Так, температура продуктов горения за котлами
при отсутствии экономайзеров или воздухоподогревателей нахо¬
дится в пределах 150—350° С в зависимости от нагрузки агрегата,
а за вертикальными цилиндрическими котлами достигает даже
400—500° С. Если за котлом установлен экономайзер или воздухо¬
подогреватель, то температура уходящих газов будет значительно
ниже.
Как известно, газы при нагревании расширяются и их плотность
становится меньше, чем у наружного воздуха. Следовательно,
масса уходящих газов в дымовой трубе всегда меньше, чем такого
270

же столба холодного воздуха.
Схематически действие тяги
изображено на рис. 6.5.
Сила тяги увеличивается
с высотой дымовой трубы и
температурой уходящих га¬
зов. Она расходуется на пре¬
одоление сопротивлений, име¬
ющихся на пути воздуха и
уходящих газов при их дви¬
жении от входа в топку до
выхода в дымовую трубу. Та¬
кими сопротивлениями явля¬
ются сама топка, дымоходы,
боров, шиберы и т. д. Наи¬
большее разрежение созда¬
ется в основании дымовой
трубы, наименьшее—в топке.
Недостаточное разреже¬
ние в топке может служить
причиной неполного сгорания газа из-за недостатка вторичного
воздуха при использовании горел°к диффузионных или с частич¬
ной инжекцией воздуха. Излишнее разрежение также не нужно,
так как способствует большим присосам в топку и дымоходы
воздуха. В результате горение идет с большим избытком воз¬
духа, потеря теплоты с уходящими газами увеличивается, а тем¬
пература в топке понижается. Кроме того, повышенное разре¬
жение в топке снижает устойчивость факела по отношению
к отрыву. Работа с давлением в топке выше атмосферного, сопро¬
вождающаяся небольшим выбиванием пламени через неплотности,
допускается как исключение в некоторых печах, оборудованных
специальной вытяжной цеховой или местной вентиляцией.
В практике работы газифицированных котельных были случаи
отравления обслуживающего персонала окисью углерода, образо¬
вавшейся и проникшей из топки в помещение вследствие недоста¬
точного разрежения в топке. На степень разрежения оказывают
влияние атмосферное давление и температура окружающего воз¬
духа. При понижении атмосферного давления разрежение умень¬
шается и, наоборот, при высоком атмосферном давлении увеличи¬
вается (при прочих равных условиях). С другой стороны, зимой
разрежение больше, чем летом, вследствие увеличения разности
температур, а- следовательно, и плотностей уходящих газов и
наружного воздуха. Разрежение уменьшается, если в газоходы и
боров агрегата присасывается воздух, снижающий температуру
уходящих газов, а также при появлении в борове влаги в резуль¬
тате подъема грунтовых вод.
Присосы воздуха устраняют замазыванием неплотностей в клад¬
ке шамотным раствором, асбесто-глиняной массой и т. д. Отыскать
271

неплотности можно во время работы агрегата при помощи пламени
свечи, которое втягивается при поднесении его к местам возмож¬
ных неплотностей (трещины в кладке). Борьба с поступлением
влаги более сложна и производится в зависимости от местных
условий при помощи устройства различного типа дренажей, бетони¬
рования дымоходов и т. д.
На степень разрежения, создаваемого дымовой трубой, оказы¬
вает влияние ветер, который в небольших установках может выз¬
вать опрокидывание тяги, т. е. направить газы в трубе в обратную
сторону. В этом случае возможно прекращение горения газа и
попадание его из агрегата в помещение. Уменьшение влияния
ветра достигается выводом дымовых труб выше окружающих
зданий. Небольшие дымовые трубы оборудуют защитными колпа¬
ками. Если трубы проходят в стенах зданий, то наружная часть
их должна выводиться выше конька крыши не менее чем на 0,5 м
при расположении ее на расстоянии 1,5 м от него или па одном
уровне с коньком при удалении от него на 3 м и более.
Розжиг горелок при отсутствии достаточного разрежения
б топке не разрешается.
Искусственная тяга. Разрежение в топках промышленных
печей и котлов большой мощности, оказывающих движению газов
большое сопротивление, создается при помощи дымососов. Их
устанавливают также в случаях, когда за агрегатами имеются
устройства, утилизирующие теплоту (экономайзеры, воздухо¬
подогреватели, рекуператоры и др.).
Разрежение в агрегате, оборудованном дымососом, можно
регулировать- различными способами: 1) шибером на напорной
стороне дымососа; 2) специальным направляющим аппаратом
с поворотными лопатками, установленными на всасывающем
патрубке дымососа; 3) при помощи гидромуфты, соединяющей валы
дымососа и электромотора и дающей возможность изменить ча¬
стоту вращения дымососа при постоянной скорости вращения
мотора. Первый способ требует наибольшей затраты электроэнер¬
гии для работы дымососа, второй — примерно на 20% меньше,
третий — меньше на 50%. То же самое относится и к вентиляторам.
Пускают дымососы и вентиляторы, как правило, при закрытых
шиберах во избежание перегрузки электродвигателей.
6.6.	Температура точки росы
Как было указано ранее, температура уходящих газов за котлом
лежит в пределах 150—500° С. Дополнительные поверхности на¬
грева (экономайзеры и воздухоподогреватели) позволяют ее пони¬
зить при естественной тяге до 160—180° С, а при искусственной—
еще ниже. Однако нельзя допускать понижения температуры ухо¬
дящих газов ниже точки росы, так как при этом водяные пары,
имеющиеся в газах, начинают конденсироваться. Образование
влаги недопустимо из-за быстрой коррозии металла экономайзеров,
272

воздухоподогревателей, дымососов, ды¬
мовых труб.
Следует учесть, что при сжигании,
например, 1 м3 природного газа обра¬
зуется около 2 м3 водяных паров (более
1,5 кг). Температура, при которой на¬
чинается конденсация водяных паров
из уходящих газов, зависит от а
(рис. 6.6). При а = 1ч-1,45точка росы
составляет 55—6Г С, поэтому для
предотвращения конденсации темпера¬
туру уходящих газов перед дымовой
трубой поддерживают обычно не ниже 100—120° С. При уста¬
новке за котлами контактных экономайзеров, в которых про¬
исходит конденсация всей влаги, содержащейся в продуктах
горения, температуру их снижают до 35—45° С. Это позволяет
применять вместо дымососов обычные вентиляторы.
6.7. Контроль за процессом горения
Состав продуктов горения определяют с помощью автомати¬
ческих и ручных газоанализаторов (гл. 3).
Если было бы возможно обеспечить в топке полное сгорание
топлива при подаче в нее только теоретического количества воз¬
духа (без избытка), то в сухих продуктах горения содержалось бы
максимальное количество двуокиси углерода—СО2тах. Соотно¬
шение между СО2тах и количеством в продуктах полного сгорания
кислорода и двуокиси углерода выражается уравнениями
Если при анализе продуктов полного сгорания газов содержа¬
ние в них Оа и СО2 не соответствует значениям, которые удовлетво¬
ряют приведенным равенствам, то это означает, что: а) анализ
выполнен неточно, если содержание СО2 больше расчетного;
б) в продуктах горения имеются горючие составляющие (химиче¬
ский недожог), если содержание СО2 меньше расчетного. Для
наиболее широко используемых в промышленности природных и
попутных (нефтепромысловых) газов СО2тах принимают равным
соответственно 11,8 и 13%. Расчетные соотношения между СО2,
О2, N2 и а для этих газов приведены в табл. 6.1.
При наличии в продуктах горения СО, Н2 и СН4 максимальную
концентрацию СО2, %, определяют по уравнению
273

Таблица 6.1
Состав продуктов полного сгорания и коэффициенты а
Природный газ
Попутный (нефтепромысловый) газ
со,
о.
N,
«
СО.
о.
N.
а
11,8
0,0
88,2
1,00
13,0
0,0
87,0
1,00
11,6
0,4
88,0
1,02
12,8
0,3
86,9
1,01
11,4
0,7
87,9
1,03
12,6
0,6
86,7
1,03
11,2
1,1
87,7
1,05
12,4
1,0
86,6
1,04
11,0
1,4
87,6
1,06
12,2
1,3
86,5
1,05
12,0
1,6
86,4
1,07
10,8
1,8
87,4
1,08
11,8
1,9
86,3
1,09
10,6
2,1
87,3
1,10
11,6
2,2
86,2
1,11
10,4
2,5
87,1
1,12
11,4
2,6
86,0
1,13
10,2
2,8
87,0
1,14
11,2
2,9
85,9
1,15
10,0
3,2
86,8
1,16
11,0
3,2
85,8
1,16
9,8
3,6
86,6
1,18
10,8
3,5
85,7
1,18
9,6
3,9
86,5
1,20
10,6
3,9
85,5
1,21
9,4
4,2
86,4
1,22
10,4
4,2
85,4
1,23
9,2
4,6
86,2
1,25
10,2
4,5
85,3
1,25
9,0
5,0
86,0
1,28
10,0
4,8
85,2
1,27
8,8
5,3
85,9
1,30
9,8
5,1
85,1
1,30
8,6
5,7
85,7
1,33
9,6
5,5
84,9
1,32
8,4
6,1
85,5
1,36
9,4
5,8
84,8
1,35
8,2
6,4
85,4
1,40
9,2
6,1
84,7
1,37
8,0
6,8
85,2
1,43
9,0
6,4
84,6
1,40
7,8
7,1
85,1
1,46
8,8
6,8
84,4
1,44
7,6
7,5
84,9
1,50
8,6
7,1
84,3
1,46
7,4
7,8
84,8
1,53
8,4
7,4
84,2
1,50
7,2
8,2
84,6
1,57
8,2
7,7
84,1
1,53
7,0
8,5
84,5
1,61
8,0
8,1
83,9
1,56
6,8
8,9
84,3
1,66
7,8
8,4
83,8
1,61
6,6
9,2
84,2
1,71
7,6
8,7
83,7
1,65
6,4
9,6
84,0
1,76
7,4
9,0
83,6
1,68
6,2
10,0
83,8
1,82
7,2
9,4
83,4
1,74
6,0
10,3
83,7
1,87
7,0
9,7
83,3
1,78
5,8
10,7
83,5
1,94
6,8
10,0
83,2
1,83
5,6
11,0
83,4
2,00
6,6
10,3
83,1
1,88
5,4
11,4
83,2
2,07
6,4
10,7
82,9
1,94
5,2
11,8
83,0
2,15
6,2
н.о
82,8
2,00
5,0
12,1
82,9
2,22
6.0
11,3
82,7
2,06
Коэффициент а определяют при полном сгорании газа по
формуле
где N2, О2, СО, Н2, СН4 — содержание компонентов в продуктах
горения соответствующих газов.
274
а при неполном —

Если при работе агрегата отсутствуют специфические условия,
то обычно стремятся сжигать газ при минимальном а и без хими¬
ческого недожога, т. е. при максимальном содержании в продуктах
горения СО2, минимальном содержании О2 и полном отсутствии СО,
Н2 и СН4.
Ручные газоанализаторы отличаются от автоматических тем, что
на каждый анализ в зависимости от квалификации работника
затрачивается от 5 до 10 мин. Электрические автоматические газо¬
анализаторы дают непрерывные показания. Вместе с тем ручные
газоанализаторы отличаются большой точностью и употребляются
для проверки работы автоматических. Наиболее простой из пере¬
носных ручных газоанализаторов — аппарат ГХП — дает воз¬
можность определить содержание СО2, СО и О2 в объемных про¬
центах. По содержанию СО2 и О2 можно судить об избытке воздуха
в топке, по содержанию СО — о полноте сгорания топлива. По
сумме СО2 + О2 также можно судить о полноте сгорания. Если
СО2 + О2 меньше СО, mav для данного газа, то сгорание явно
неполное. При полном сгорании газа СО2 + О2 Ss СО2 тах- Чем
СО2 + О2 больше СО2шах, тем с большим избытком воздуха про¬
исходит сжигание топлива.
Электрические газоанализаторы не определяют в отходящих
газах метан и тяжелые углеводороды, а прибор ГХП не показывает
и содержания водорода. Однако для правильного ведения про¬
цесса сжигания достаточно знать содержание СО2, О2 и СО по
газоанализатору ГХП, или СО2 и СО + Н2 по электрическому,
или О2 по магнитному газоанализатору. Для более детального
анализа уходящих газов применяют переносные хроматографы.
Контроль горения и наладку топок успешно проводят совмест¬
ным применением газоанализаторов ГХП и ПГФ. Пробу продуктов
горения отбирают в резиновую камеру, из которой часть ее пере¬
водится в ПГФ. Отброс стрелки прибора от нуля при анализе
указывает на наличие в пробе продуктов неполного сгорания. Это
означает, что нужно изменить режим работы топки, увеличив
подачу воздуха. Затем резиновую камеру освобождают от старой
пробы и заполняют новой, часть которой снова анализируется
В ПГФ. При отсутствии химического недожога (стрелка прибора
остается на нуле) отбирают пробу из камеры в ГХП для определе¬
ния содержания в ней СО2 и О2, по которым можно судить об а.
При режимной наладке работы агрегата недостаточно анализа
указанными выше приборами. Горючие компоненты продуктов
горения на месте определяют с помощью переносного хромато¬
графа. Более полный и точный анализ состава продуктов горения и
исходного горючего газа производят в химических лабораториях
на стационарных хроматографах. Для этого пробы газа и продук¬
тов горения отбирают в стеклянные бюретки и отправляют в лабо¬
раторию.
Следует иметь в виду, что выводы о действительном составе
продуктов горения могут быть сделаны только в том случае, если
275
имеется уверенность, что отобранная в данной точке проба является
усредненной, характеризующей состав газов по всему сечению
газохода. В связи с наличием в топке и газоходах местных тече¬
ний, различием температур и других условий состав продуктов
Горения в различных точках топки и газоходов может меняться.
Поэтому при проведении наладочных работ следует установить
место, где взятая проба наиболее полно характеризует средний
состав продуктов горения в данном сечении.
6.8. Кпд установок и потери теплоты
Работу агрегатов контролируют при помощи различных КИП.
Например, на паровых котлах анализируют уходящие газы, изме¬
ряют давление пара, а также газа и воздуха перед горелками,
температуру воздуха, поступающего в топку, уходящих газов за
котлом, воды, поступающей в котел. Ведут учет расхода топлива,
количества питательной воды и выработанного пара и его качества.
Показания КИП заносят в журнал.
Зная эти параметры, составляют тепловой баланс, ккал/м3,
определяющий соотношение между теплотой, которая поступает
в агрегат, полезно используется в нем, и тепловыми потерями,
отнесенными к 1 м3 сжигаемого газа:
где Q„ — низшая теплота сгорания газа (теплота, вносимая в агре¬
гат); Qt — теплота, полезно использованная; потерн: <?2 — с ухо¬
дящими газами, Q3 — вследствие химического недожога, Qt —
в окружающую среду через наружные поверхности агрегата,
Qt — вследствие механической неполноты сгорания с уносом, про¬
валом и шлаками при сжигании твердого топлива (на газовом
топливе Qt — 0). _
Физическую теплоту, вносимую в топку с газом и воздухом,
учитывают обычно соответствующим уменьшением потерь Q2,
причем теплоту предварительно подогретого воздуха учитывают
только в случае подогрева его вне агрегата.
Если принять QH за 100%, то уравнение запишется так, %:
Тепловой баланс составляют по одному из двух методов —
прямому и обратному. Метод обратного баланса требует значи¬
тельно меньшего числа измерений и позволяет более точно уста¬
новить условия сжигания газа. Для обратного баланса котла
измеряют только температуру и состав уходящих газов. Тепловой
баланс агрегата составляют для нескольких режимов его работы,
обычно для номинального, минимального и одного-двух промежу¬
точных. Производительность котлоагрегата может быть определена
по количеству и параметрам выработанного пара или горячей воды,
276

а при отсутствии возможности прямого измерения их значений —
ориентировочно по расходу газа.
Если агрегат не оборудован необходимыми КИП, то качество
его работы определяют при теплотехнических испытаниях, на
время которых он оборудуется переносными КИП. Пользуясь
данными измерений, определяют, какая часть теплоты, содержа¬
щейся в сожженном топливе, затрачена полезно на выработку
пара, нагрев заготовок или другие технологические нужды. Эта
часть теплоты qlt выраженная в процентах, называется кпд уста¬
новки.
Кпд мелких и средних паровых котлов, переведенных с твердого
топлива на газовое, составляет 70—85% и более,* а в специальных
газовых котлах и котельных установках электростанций может
достигать 90—92%. Чем больше кпд установки, тем экономичнее
она работает, тем меньше теплоты теряется бесполезно.
Рассмотрим потери теплоты в котельных установках. Наиболь¬
шее количество теплоты уносится в дымовую трубу с, уходящими
газами. Для котлов малой и средней мощности эти потери состав¬
ляют от 10 до 26%. Для специальных газовых и котлов электро¬
станций они уменьшаются до 6—12%. Потери теплоты с уходя¬
щими газами <?■> зависят от их температуры и а.
Согласно методике, разработанной проф. М. Б. Равичем и
основанной на обобщенных характеристиках топлив, qt при
сжигании природных и попутных газов определяют по формуле, %,
где г принимают по табл. 6.2 и 6.3, температуру уходящих газов
/у.г и воздуха tB — по показаниям термометров.
Ориентировочно можно считать, что возрастание /у.г только
на 10° С выше нормальной для данной нагрузки котла увеличивает
qt не менее чем на 0,5%, а повышение а на 0,1 увеличивает ее
примерно на 1%. Для уменьшения qt необходимо вести процесс
горения топлива с наименьшим а в топке, свести до минимума
подсосы воздуха в топку и газоходы, не допускать загрязнения
стенок котла накипью и сажей, своевременно и тщательно проду¬
вать их и очищать от накипи и сажи. Установка за котлом эконо¬
майзеров и воздухоподогревателей уменьшает q2.
Второй вид тепловых потерь имеет место, если в продуктах
горения обнаруживаются горючие составляющие: окись углерода,
водород, метан, тяжелые углеводороды. Согласно той же методике
потери теплоты от химической неполноты сгорания qa определяют
согласно данным анализа продуктов горения по формулам, %;
для природных газов

Таблица 6.2
Значения г для природного газа
Содержание
СО2+СО+
4-сн<, %
Температура уходящих газов, 'С
0-250
250—360
350 — 500
500—700
700—900
900-1100
11,8
4,13
4,16
4,28
4,37
4,47
4,57
11,7
4,15
4,21
4,31
4,40
4,50
4,60
11,6
4,18
4,25
4,33
4,43
4,53
4,63
11,5
4,21
4,28
4,37
4,47
4,57
4,67
11,4
4,24
4,30
4,40
4,50
4,60
4,70
11,3
4,1%
4,32
4,43
4,53
4,63
4,73
11,2
4,28
4,34
4,46
4,56
4,66
4,76
11,1
4,30
4,37
4,48
4,58
4,68
4,78
11,0
4,35
4,40
4,50
4,60
4,70
4,80
10,9
4,40
4,43
4,53
4,63
4,73
4,83
10,8
4,43
4,47
4,57
4,67
4,77
4,87
10,7
4,45
4,50
4,60
4,70
4,80
4,90
10,6
4,48
4,53
4,65
4,75
4,85
4,95
10,5
4,50
4,56
4,67
4,78
4,88
4,98
10,4
4,53
4,60
4,70
4,80
4,90 -
5,00
10,3
4,57
4,63
4,75
4,85
4,95
5,05
10,2
4,60
4,65
4,78
4,88
4,98
5,08
10,1
4,63
4,70
4,80
4,90
5,00
5,10
10,0
4,67
4,75
4,85
4,95
5,05
5,15
9,9
4,70
4,80
4,90
5,00
5,10
5,20
9,8
4,75
4,83
4,93
5,03
5,13
5,23
9,7
4,80
4,87
4,97
5,07
5,17
5,27
9,6
4,84
4,90
5,00
5,10
5,20
5,30
9,5
4,88
4,95
5,05
5,15
5,25
5,35
9,4
4,93
5,00
5,10
5,20
5,30
5,40
9,3
4,97
5,05
5,15
5,25
5,35
5,45
9,2
5,02
5,07
5,20
5,30
5,40
5,50
9,1
5,07
5,10
5,25
5,35
5.50
5,60
9,0
5,10
5,15
5,30
5,40
5,55
5,65
8,9
5,13
5,22
5,33
5,45
5,60
5,70
8,8
5,17
5,26
5,35
5,50
5,65
5,75
8,7
5,22
5,30
5,40
5,55
5,70
5,80
8,6
5,27
5,35
5,45
5,60
5,75
5,85
8,5
5,30
5,40
5,50
5,65
5,80
5,90
8,4
5,35
5,45
5,55
5,70
5,85
5,95
8,3
5,40
5,50
5,60
5,75
5,90
6,00
8,2
5,45
5,55
5,65
5,80
5,95
6,05
8,1
5,50
5,60
5,70
5,85
6,00
6,10
8,0
5,57
5,67
5,77
5,90
6,05
6,15
7,9
5,62
5,72
5,85
5,95
6,10
6,20
7,8
5,68
5,80
5,90
6,00
6,15
6,25
7,7
5,75
5,85
5,97
6,08
6,25
6,35
7,6
5,80
5,90
6,05
6,15
6,32
6,42
7,5
5,85
6,00
6,10
6,25
6,40
6,50
7,4
5,90
6,05
6,20
6,30
6,45
6,60
7,3
6,00
6,10
6,25
6,35
6,50
6,65
7,2
6,05
6,15
6,30
6,40
6,55
6,70
7,1
6,10
6,25
6,40
6,50
6,65
6,80
7,0
6,22
6,32
6,45
6,60
6,75
6,90
278

Таблица 6.3
Значения г для попутных (нефтепромысловых) газов
Содержание
СО, 4- со+
+ СН4. %
Температура уходящих газов, *С
0—300
300-500
500-700
700- 900
900-1100
13,0
3,96
4,13
4,22
4,32
4,41
12,8
4,00
4,17
4,26
4,35
4,46
12,6
4,05
4,22
4,32
4,42
4,52
12,4
4,10
4,27
4,38
4,48
4,57
12,2
4,15
4,32
4,43
4,51
4,62
12,0
4,21
4,38
4,48
4,58
4,69
11,8
4,28
4,45
4,55
4,65
4,76
11,6
4,34
4,52
4,61
4,72
4,82
11,4
4,40
4,58
4,68
4,79
4,89
11,2
4,46
4,65
4,74
4,85
4,96
11,0
4,52
4,71
4,82
4,92
5,04
10,8
4,58
4,78
4,87
4,98
5,10
10,6
4,67
4,87
4,96
5,08
5,20
10,4
4,74
4,94
5,04
5,15
5,25
10,2
4,80
5,00
5,11
5,22
5,34
10,0
4,90
5,10
5,20
5,31
6,44
9,8
4,99
5,19
5,30
5,41
5,54
9,6
5,06
5,26
5,36
5,49
5,60
9,4
5,16
5,35
5,45
5,59
5,70
9,2
5,25
5,45
5,55
5,68
5,80
9,0
5,35
5,55
5,65
5,78
5,90
8,8
5,45
5,65
5,78
5,91
6,04
8.6
5,55
5,75
5,88
6,01
6,14
8,4
'5,69
5,88
6,02
6,14
6,28
8,2
5,77
5,98
6,12
6,24
6,38
8,0
5,90
6,11
6,25
6,37
6,52
7.8
6,06
6,26
6,40
6,55
6,69
7,6
6,18
6,40
6,55
6,68
6,82
7,4
6,34
6,55
6,70
6,84
6,99
7,2
6,50
6,70
6,85
7,00
7,15
7,0
6,65
6,87
7,01
7,17
7,32
где СО, Н2, СН4 и СО, — содержание указанных компонентов
в продуктах горения соответствующих газов, %.
Потери теплоты от неполного сгорания топлива могут быть
очень большими. При наличии, например, в уходящих газах 1% СО
потери топлива в зависимости от избытка воздуха составят от
3,5 до 7%. Учитывая, что горючие газы значительно легче, чем
другие виды топлива, перемешиваются с воздухом, при хорошей
конструкции горелок и топочных устройств их можно сжигать без
потерь ?3.
279
для нефтепромысловых газов

Рис. 6.7. Потери теплоты в окружающую среду е» котлом.
а — водогрейным; б — паровым (7 — с хвостовыми поверхностями нагрева, 2 — бе*
них); « — секционным (с высотой цоколя, мм; 1 — < 1300, 2 — >1300).
280

Потери теплоты в окружающую среду q3 включают теплоту,
отдаваемую обмуровкой и другими частями котла окружающему
воздуху. Значение qb зависит от качества обмуровки и изоляции
наружных стенок агрегата и от разности температур между наруж¬
ной его поверхностью и окружающей средой. При исправной
обмуровке, хорошей теплоизоляции открытых металлических
поверхностей котла <?5 « 2-40%. У специальных газовых и газо¬
мазутных котлов, а также в котлах электростанций <?8 обьЛно
не превышает 1—2%.
Согласно нормативным данным q6 для водогрейных котлов
определяют по рис. 6.7, а, для паровых — по рис. 6.7, б, для чугун¬
ных секционных — по рис. 6.7, в. Если фактическая паропроиз-
водительность отличается от номинальной DH0M (QH0M), указан¬
ной на рис. 6.7, б, то определяют по формуле
где <7а ,,ом — потери теплоты при номинальной производительности,
%, определенные по рис. 6.7.
Следует отметить, что для ряда котлов определяемые по
рис. 6.7, а, б потерн q6 не соответствуют действительным потерям.
Так, например, у котлов, предназначенных только для сжигания
газа, ^значительно меньше приведенных на рисунке при соответст¬
вующей производительности. Для котлов жаротрубных, верти¬
кально-цилиндрических, с выносными топками, с облегченной обму¬
ровкой и т. п. действительные также отличаются от данных на
рис. 6.7. Нормативные данные для печей, сушил и тому подобных
агрегатов вообще отсутствуют. Поэтому целесообразно для сравне¬
ния работы котлов и других тепловых агрегатов при работе на газе
принимать за основу коэффициент использования топлива (к. и. т.)
Так как у котлов, работающих на газовом топливе, нет потерь
теплоты от механического недожога qit меньше q.2 благодаря работе
с малыми избытками воздуха и отсутствию заноса золы и сажи на
стенки котла и меньше q3, то кпд котлов мелких и средних котель¬
ных установок, переведенных на газ, может быть повышен на
5—20% по сравнению с работой их на твердом топливе. Кпд раз¬
личных печей на твердом топливе колеблется в пределах 10—40%.
Перевод их на газ повышает кпд на 3—20% при одновременном
увеличении производительности большинства из них. У некоторых
печей, рассчитанных для работу на газе, например пекарных,
кпд может быть доведен до 65%.
2&1

6.9 Уменьшение вредных выбросов в атмосферу
Замена твердого и жидкого топлив газом позволяет резко сни¬
зить содержание вредных веществ в продуктах горения и, следова¬
тельно, уменьшить их концентрацию в атмосферном воздухе.
Наибольшую опасность представляют выбросы в атмосферу твер¬
дых частиц (зола, сажа), окиси углерода, окислов азота и серы,
а также канцерогенных веществ. При использовании в качестве
топлива на небольших промышленных и отопительных установках
природного газа окислы серы в продуктах горения практически
отсутствуют, количество твердых частиц уменьшается в 120—140
раз по сравнению с работой на угле и в 10—12 раз по сравнению
с работой на мазуте. Правильная организация процесса горения
газа, главным образом подготовка газовоздушной смеси и сжигание
ее при а, близком к 1—1,02, позволяют обеспечить практическое
отсутствие в продуктах горения горючих компонентов, в том числе
окиси углерода и канцерогенных веществ. Содержание окислов
азота в продуктах горения газа также меньше, чем при сжигании
мазута и угля, но всего в 2—3 раза, оставаясь главной составляю¬
щей вредных выбросов газопотребляющих агрегатов.
Окислы азота образуются при сжигании любого топлива, даже
не содержащего азота, за счет окисления азота воздуха. Их коли¬
чество в решающей степени определяется максимальной темпера¬
турой в зоне горения, а также концентрацией реагирующих
веществ (азота и кислорода) и временем контакта между ними.
Именно снижение концентрации, т. е. возможность сжигания газа
при а » 1,0, приводит к уменьшению количества образующихся
окислов азота. При значительном избытке воздуха (a t> 1,2ч-1,3)
концентрация NO также уменьшается, так как в этом случае
большее влияние оказывает снижение температуры в зоне горения.
В настоящее время разрабатываются и начинают внедряться,
особенно на крупных энергетических установках, такие методы
сжигания газа, которые позволяют, не снижая эффективности,
резко уменьшить содержание вредных веществ в продуктах горе¬
ния. Наибольший эффект обеспечивает организация двухстадий¬
ного или двухступенчатого сжигания газа. При этом в первичную
зону горения для снижения температуры и концентрации кисло¬
рода и азота подается только часть воздуха (а = 0,7 -4-0,95),
необходимого для полного сгорания. Например, конструктивно на
крупных котлах двухстадийное горение осуществляют при много¬
ярусном расположении горелок, работающих с а < 1. Вторичный
воздух поступает через фурмы воздушного дутья или горелки верх¬
него ряда, которые работают с большим избытком воздуха или
служат для подачи только воздуха.
Другим методом уменьшения концентрации окислов азота
является организация рециркул$щии дымовых газов в зону горе¬
ния. При этом наиболее эффективна подача охлажденных газов из
282

хвостовой части котла в дутьевой воздух перед горелкой. Рецир¬
кулирующие газы снижают температуру и концентрацию реаги¬
рующих веществ в зоне горения, расширяют эту зону, способ¬
ствуя ее более эффективному охлаждению.
Сочетание сжигания топлива при малых а (близких к 1,0)
С двухступенчатой подачей воздуха или рециркуляцией продуктов
горения позволяет снизить количество образующихся окислов
азота на 70—90% при сжигании газа и мазута и на 55—60% при
сжигании угля.
Вопросы уменьшения выбросов окислов азота в производствен¬
ных агрегатах и котлах в настоящее время еще не полностью отра¬
ботаны, хотя и ведутся очень интенсивные исследования.

ГЛАВА 7
ГАЗОГОРЕЛОЧНЫЕ
УСТРОЙСТВА
7.1.	Требования к горелкам и их классификация
Газогорелочные устройства (горелки) предназначены для подачи
к месту горения в зависимости от технологических требований под¬
готовленной газовоздушной смеси или раздельно газа и воздуха,
а также для обеспечения устойчивого сжигания газового топлива
и регулирования процесса горения. Комбинированные газомазут¬
ные и пылегазовые горелки позволяют сжигать одновременно или
раздельно газ и мазут или газ и угольную пыль.
К горелкам предъявляют следующие требования:
—	основные типы горелок должны изготовляться на заводах
серийно по межведомственным нормалям и техническим условиям
к ним. Если горелки изготовляют по индивидуальному проекту, то
при вводе в эксплуатацию они должны пройти испытания для
определения основных характеристик;
—	горелки должны обеспечивать пропуск заданного количества
газа и полноту его сжигания с минимальным коэффициентом рас¬
хода воздуха а, за исключением горелок специального назначения
(например, для печей, в которых поддерживается восстановитель¬
ная среда);
—	при обеспечении заданного технологического режима го¬
релки должны обеспечить минимальное количество вредных
выбросов в атмосферу;
—	уровень шума, создаваемого горелкой, не должен превышать
85 дБ при измерении шумомером на расстоянии 1 м от горелки и на
высоте 1,5 м от пола;
—	горелки должны устойчиво работать без отрыва и проскока
пламени в пределах расчетного диапазона регулирования тепловой
мощности;
—	у горелок с предварительным полным смешением газа с воз¬
духом скорость истечения газовоздушной смеси должна превышать
скорость распространения пламени;
—	для сокращения расхода электроэнергии на собственные
нужды при использовании горелок с принудительной подачей
воздуха сопротивление воздушного тракта должно быть мини¬
мальным;
—	для уменьшения эксплуатационных расходов конструкция
горелки и стабилизирующие устройства должны быть достаточно
просты в обслуживании, удобны для ревизии и ремонта;
284

—	при необходимости сохранения резервного топлива горелки
должны обеспечивать быстрый перевод агрегата с одного топлива
на другое без нарушения технологического режима;
—	комбинированные газомазутные горелки должны обеспе¬
чивать примерно одинаковое качество сжигания обоих видов
топлива — газового и жидкого (мазута).
Образцы вновь создаваемых и действующих газогорелочных
устройств подлежат государственным испытаниям.
Главной характеристикой горелки является ее тепловая мощ¬
ность, под которой понимают количество теплоты (ккал/ч), способ¬
ное выделиться при полном сгорании газа, поданного через го¬
релку. Тепловую мощность можно подсчитать, умножив расход
газа (м3/ч) на его низшую теплоту сгорания (ккал/м3).
Основные параметры горелок определены ГОСТ 17356—71:
—	номинальная тепловая мощность — максимально достигну¬
тая мощность при длительной работе горелки, химической йепол-
ноте сгорания, не превосходящей установленной нормы, и при
принятом минимальном а;
—	номинальное давление газа (воздуха) перед горелкой —
давление газа (воздуха), соответствующее номинальной тепловой
мощности при атмосферном давлении в камере сгорания;
—	номинальная относительная длина факела — расстояние по
оси факела от выходного сечения горелки, измеренное при номи¬
нальной тепловой мощности в калибрах выходного отверстия, до
точки, где концентрация СО3 при аг = 1 составляет 95% от макси¬
мального значения;
—	коэффициент предельного регулирования горелки по тепло¬
вой мощности —отношение максимальной тепловой мощности
к минимальной. Максимальная мощность составляет 0,9 от мощ¬
ности, соответствующей верхнему пределу устойчивой работы
горелки, а минимальная — 1,1 от мощности, соответствующей
нижнему пределу устойчивой работы горелки;
—	коэффициент рабочего регулирования горелки по тепловой
мощности — отношение номинальной тепловой мощности к мини¬
мальной;
—	удельная металлоемкость — отношение массы горелки к но¬
минальной тепловой мощности;
—	давление (разрежение) в камере сгорания — давление (раз¬
режение) в зоне выходного сечения горелки при номинальной
тепловой мощности;
—	шумовая характеристика горелки — уровень звукового дав¬
ления, создаваемого работающей горелкой в зависимости от
спектра частот.
ГОСТ 17357—71 классифицирует газовые горелки по следую¬
щим 6 главным признакам:
—	способ подачи воздуха на горение: 1) за счет разрежения
в топке или конвекции; 2) инжекция воздуха газом; 3) инжекция
газа воздухом; 4) принудительно без смешения с газом в горелке;
285

5) принудительно с образованием газовоздушной смеси в го¬
релке; 6) принудительно от вентилятора, ротор которого враща¬
ется за счет энергии газа;
—	номинальное давление газа и воздуха;
—	теплота сгорания газа;
—	номинальная тепловая мощность;
—	номинальная относительная длина факела;
—	локализация пламени, под которой понимают метод сжига¬
ния газа: 1) в свободном факеле, 2) в огнеупорном туннеле и камере,
3) на огнеупорной поверхности, 4) в пористой, перфорированной
или зернистой огнеупорной массе.
В последние годы успешно внедряются горелки, эффективность
работы которых повышается за счет наложения акустических
колебаний на корневую часть газового или двухфазного (смесь газа
с воздухом) потока. Это наложение интенсифицирует процессы
распыления, смешения и горения топлива. Акустические горелки
могут быть с принудительной подачей воздуха и инжекционные,
в том числе низкого давления. В частности, исследованиями Мос-
газпроекта установлена эффективность применения излучателя
акустических колебаний даже в горелках бытовых газовых плит
(кпд возрос на 3,6% при сокращении микрофакелов по длине и
увеличении их объема). Хорошие результаты акустические горелки
показывают при сжигании не только газового, но и жидкого топ¬
лива, а также при их совместном сжигании. Акустические колеба¬
ния позволяют обеспечить мелкозернистое распыливание мазута,
сжигание его при а = 1,01 без химического недожога. Пример
одной из конструкций акустических газбмазутных горелок при¬
веден в разд. 7.6.7.
Горелки, в камере сгорания которых выделяется джоулева
теплота при наложении электрических зарядов, называют электро-
газовыми. При наложении на пламя электрических зарядов в виде
вольтовой дуги или диффузного рассеянного разряда интенсифи¬
цируются факельные процессы, в том числе существенно повыша¬
ется температура факела, а также появляется возможность обеспе¬
чить стабильное горение при а до 0,25.
Особое место занимают так называемые каталитические горелки,
позволяющие сжигать газ при значительно более низких темпе¬
ратурах, чем обычно, за счет применения материалов, обладающих
каталитическим воздействием. Так, например, на горелках инфра¬
красного излучения с керамической насадкой, имеющей катали¬
зирующие присадки, удается сжигать природный и сжиженный
газы при температуре 220—400° С, что значительно ниже их
температуры воспламенения. Водород в присутствии катализато¬
ров горит при t « 150ч-300° С. При столь низких температурах
горения отпадает необходимость в разбавлении продуктов горения
воздухом в низкотемпературных процессах, а также практически
не образуются окислы азота.
286

Характеристика любой горелки только одним или частью
перечисленных выше 6 главных признаков не может определить ее
действительные качества, конструктивные особенности и возмож¬
ность использования на том или ином агрегате применительно
к конкретным технологическим требованиям. Даже при обозначе¬
нии горелки всеми 6 признаками в ряде случаев требуется дополни¬
тельно знать качество подготовки в ней газовоздушной смеси и
другие сведения. Поэтому ниже приводятся основные технические
характеристики и описание устройства наиболее распространен¬
ных горелок, условно сгруппированных по способу подачи воздуха
на. горение с указанием характерных особенностей по другим
признакам.
7.2.	Горелки с поступлением воздуха
к месту горения за счет
разрежения или конвекции
При работе горелки в открытом пространстве воздух к месту
горения поступает в основном за счет конвекции и частично за
счет инжектирующей способности горящего факела.
При установке горелки в топку агрегата воздух к месту горе¬
ния поступает в основном за счет разрежения в топке и частично
за счет конвекции. Смешение газа с воздухом осуществляется не
в самой горелке, а за ней — в амбразуре или топке одновременно
с процессом горения. Такие горелки называют горелками внеш¬
него смешения или диффузионными, они просты по устройству и
работают практически бесшумно. Диффузионный факел наиболее
устойчив по отношению к отрыву, проскок пламени невозможен.
Однако по сравнению с горелками с предварительной подготовкой
газовоздушной смеси длина факела у них больше, что соответ¬
ственно требует наличия больших объемов топки. Полнота сгора¬
ния газа достигается при меньших тепловых напряжениях топоч¬
ного объема и большем а, значение которого зависит от разрежения
в топке.
Наиболее простая диффузионная горелка — это металлическая
труба с просверленными в ней отверстиями (рис. 7.1, й). Газ,
подаваемый под давлением в горелку, вытекает из отверстий и,
перемешиваясь с окружающим воздухом, сгорает в виде отдельных
маленьких светящихся факелов. При небольшой тепловой нагрузке
струйки газа подсасывают к себе со всех сторон воздух и, пере¬
мешиваясь с ним, быстро сгорают сине-голубым малосветящимся
Пламенем.
При увеличении расхода газа, если пламя свободно развива¬
ется в объеме топки, количество воздуха, соединяющегося с газом
у корня факела, сокращается, перемешивание его со всей массой
газа ухудшается, факел увеличивается и становится яркосветя¬
щимся золотисто-соломенного цвета. Если пламя касается холод-
287

ной стенки (например, экрана котла), то оно становится менее
ярким, коптящим, красноватого цвета, что указывает на неполноту
сгорания и выделение сажи. При дальнейшем увеличении скорости
вытекания из отверстий движение газа из прямоструйного пере¬
ходит в вихревое (турбулентное), что способствует лучшему пере¬
мешиванию его с воздухом. Пламя при этом сокращается, стано¬
вится неровным, приобретает снова сине-голубую окраску, свече¬
ние его уменьшается, при этом горелка шумит, и в определенный
момент пламя начинает отрываться от горелки, что недопустимо.
288

Диаметр газовых отверстий в таких горелках принимают 0,5—
3,0 мм, а расстояние между ними в зависимости от их диаметра к
характеристики сжигаемого газа — от 4 до 16 диаметров отвер¬
стий. При большем расстоянии пламя не сможет переходить от
одного отверстия к другому. Наоборот, при малом расстоянии
между отверстиями пламена будут сливаться в одно, затрудняя
подход воздуха к каждому факелу в отдельности, что ухудшает
перемешивание газа с воздухом и приводит к неполноте го¬
рения.
Для повышения эффективности работы эти горелки обычно из¬
готовляют с 2 рядами отверстий под углом 60—90° друг к другу.
Кроме того, их устанавливают над колосниками или перфориро¬
ванными металлическими листами, через отверстия которых к газо¬
вым отверстиям более или менее организованно поступает воздух.
Побудительной силой для движения воздуха является разрежение
в топке, создаваемое дымсвсй трубой или дымососом.
Подовые горелки без принудительной подачи воздуха. Подо¬
вые горелки однорядные низкого давления без принудительной
подачи воздуха конструкции УкрНИИинжпроекта наиболее ши¬
роко применяют в чугунных секционных котлах и других котлах
малой производительности, а также в небольших печах и сушилах.
В этих горелках воздух подается организованно — только в ту
зону, куда выходят струйки газа и где начинается горение. Подо¬
вая горелка (рис. 7t2) состоит из газового коллектора 1 из стальной
трубы, имеющего 2 ряда отверстий, просверленных в шахматном
порядке под углом 90° друг к другу, и щели 4 из огнеупорного
кирпича. Газ через отверстия в коллекторе струйками выходит
в щель, равномерно распределяясь по ее длине. Воздух для горе¬
ния поступает в эту же щель снизу и перемешивается о газом;
в щели начинается горение газа, щель раскаляется и обеспечивает
стабилизацию факела. Колосники 2 по всей площади (кроме щели)
перекрываются 2 рядами кирпича плашмя, опирающимися на
ряды кирпичей 3, установленных на ребро. При нормальной работе
газ горит на некотором расстоянии (20—40 мм) от коллектора
у стенок щели, по всей длине которой образуется общий факел.
Газовый коллектор располагают строго по оси щели. Смещение
коллектора или его коробление нарушают равномерность распре¬
деления воздуха, и факел вытягивается. Отверстия в колосниках
должны быть чистыми.
Щель выкладывают по деревянному шаблону из шамотного
кирпича класса А с минимальной толщиной швов. Кладка горизон¬
тальных рядов по обе стороны от щели должна быть плотной,
чтобы весь воздух направлялся только в щель. Наличие неплот¬
ностей, через которые проходит часть воздуха, минуя щель, при¬
води. к повышению а в топке и к химическому недожогу. Диаметры
всех огневых отверстий должны быть одинаковы, а углы 90’
между их рядами и 45° к вертикали строго выдержаны. Розжиг
горелки и наблюдение за горением ведут через окно 5.
10 Чспель В. М.	289

Температура газового коллектора при тщательной наладке
горелки составляет примерно 350° С, повышаясь при неблагопри¬
ятных условиях до 500—700° С, что приводит к его короблению.
Температура поверхности щели достигает 900—1200° С.
Подовые горелки однорядные низкого давления без принуди¬
тельной подачи воздуха ПГ-Н имеют 8 модификаций:
Номинальная тепловая мощ-
ность, Мкал/ч .....
Номинальный расход газа,
42,5
59,5
85,0
127,5
170
297,5
425
637,5
м»/ч

5
7
10
15
20
35
50
75
Количество отверстий . . .
Диаметр газового коллек-
26
38
52
76
100
174
170
254
тора Dy, мм

Ширина щели А, мм ...
25
25
25
40
40
40
50
50
90
90
90
ПО
110
110
120
120
Диаметры огневых отверстий при давлении газа 130 кгс/м2
у первых 6 модификаций 1,4, у 2 последних — 1,6 мм; при р =
= 200 кгс/м2 соответственно — 1,3 и 1,4 мм. Шаг между отвер¬
стиями у первых 6 модификаций — 15, у остальных — 20 мм;
а в топке 1,25—1,35, минимальное разрежение на высоте 1 м над
горелкой 1,5—2 кгс/м2. Горелки требуют достаточной высоты
топки, так как длина факела может колебаться в пределах 800—
1500 мм.
Ленгипроинжпроект при переоборудовании чугунных секцион¬
ных котлов с расходом газа более 35—40 м3/ч рекомендует уста¬
навливать по 2 однорядные подовые горелки, объединяя их газо¬
вые коллекторы общим поперечным патрубком (рис. 8.6). На боко¬
вой поверхности патрубка, обращенной в топку, сверлится ряд
отверстий, образующих дорожку «бегущего» огня. Эта дорожка
служит стационарным запальником, поджигающим газ, выходя¬
щий из отверстий газовых коллекторов, и может использоваться
для контроля пламени.
7.3.	Горелки с инжекцией воздуха газом
Горелки этого типа называют инжекционными, так как воздух
в них подсасывается (инжектируется) за счет энергии газовых
струй, выходящих из одного или нескольких сопл. У односопловой
горелки струя газа, поступающего из газопровода под давлением,
выбрасывается из сопла с большой скоростью, в результате чего
в инжекторе смесителя создается разрежение. За счет разрежения
окружающий воздух подсасывается в горелку и при движении
вдоль смесителя смешивается с газом. Газовоздушная смесь про¬
ходит через горло смесителя (узкая часть), выравнивающее струю
смеси, и поступает в его расширяющуюся часть — диффузор, где
скорость смеси снижается, а давление возрастает. После диффузора
газовоздушная смесь поступает или в конфузор, где ее скорость
увеличивается до расчетной, и через устье подается к месту горе¬
10*	291

ния (рис. 7.1, б), или в коллектор в огневыми отверстиями
(рис. 7.1, в). Выходя из этих отверстий, газовоздушная смесь сго¬
рает в виде маленьких голубовато-фиолетовых факелов с внутрен¬
ним конусом зеленовато-голубого цвета.
Инжекционные горелки делят на горелки среднего давления
(рис. 7.1, б), способные инжектировать весь воздух, необходимый
для полного сгорания газа, и горелки низкого давления (рис. 7.1, в),
чаще всего инжектирующие только часть воздуха, который назы¬
вают первичным. Остальной воздух — вторичный — поступает
в зону горения за счет разрежения в топке или за счет конвекции
в атмосфере. Устойчивая работа горелок среднего давления
без отрыва пламени возможна только при наличии стабилизатора
пламени. Горелки низкого давления могут работать без специаль¬
ных стабилизирующих устройств.
Количество первичного воздуха, засасываемого струей газа
в горелку, регулируется при помощи заслонки, обычно имеющей
вид шайбы, вращающейся на резьбовой поверхности сопла. При
вращении шайбы по часовой стрелке расстояние между ней и обре¬
зом инжектора уменьшается и поступление воздуха сокращается;
при вращении шайбы против часовой стрелки поступление воздуха
увеличивается.
Характерной особенностью работы инжекционных горелок
является зависимость коэффициента расхода первичного воздуха
“перв от разрежения (противодавления) в топке. При постоянном
положении воздушной заслонки с ростом разрежения аперв увели¬
чивается, с ростом противодавления — уменьшается. Чем больше
давление инжектирующего газа, тем меньше сказывается эта
зависимость: наибольшее влияние разрежение (противодавление)
в топке оказывает на работу горелок низкого давления, минималь¬
ное — на работу горелок среднего давления при давлении перед
соплом более 0,4—0,5 кгс/см2.
Некоторые конструкции инжекционных горелок не имеют диф¬
фузорной части (инжекция и смешение происходят в цилиндриче¬
ском смесителе) и регулирующей воздушной заслонки.
Основные достоинства: отсутствие затрат электроэнергии на
привод вентилятора для подачи воздуха, автоматическое поддер¬
жание в определенных пределах расчетного соотношения коли¬
честв газа и инжектируемого воздуха и их хорошее перемешивание.
Недостатки^ ограниченный диапазон регулирования при а « 1,
высокий уровень шума при использовании газа среднего и высо¬
кого давления, зависимость инжекционной способности от степени
разрежения в топке, трудность использования подогретого воз¬
духа.
Различают инжекционные горелки с центральной (осесиммет¬
ричной) й периферийной подачей газа. Горелки с центральной
подачей газа могут иметь одно сопло, ось которого совпадает
с осью смесителя (рис. 7.1, б) или несколько сопл (обычно 3—4),
расположенных в центральной части инжектора, беи которых
292 '

параллельны оси смесителя (рис. 7.1, г). Горелками с центральной
подачей газа считают также горелки, у которых смеситель имеет
форму щели, а сопла расположены по оси щели (рис. 7.1, д).
У инжекционных горелок с периферийной подачей газа сопла
расположены по периферии трубки-смесителя, а оси сопл обра¬
зуют угол с осью смесителя в пределах 20—25°. Весь воздух,
необходимый для сгорания газа, поступает через открытый конец
смесителя (рис. 7.1, е). Горелки имеют небольшую длину и не
требуют устройств для регулирования количества воздуха, а также
запальных и смотровых окон.
7,3.1.	Инжекционные горелки низкого давления
В инжекционных горелках низкого давления количество подса¬
сываемого газом первичного воздуха составляет только часть
(30—70%) необходимого для полного сгорания газа, поэтому их
называют горелками неполного или частичного смешения.
Рассмотрим влияние а„ерв на работу многофакельной горелки.
С его уменьшением скорость горения смеси снижается, высота
пламени увеличивается, а кончики факелов приобретают желтый
цвет. При дальнейшем уменьшении апсрв пламя еще более увели¬
чивается и начинает целиком светиться желто-соломенным цветом.
В этом случае полное сгорание газа достигается только при боль¬
ших избытках воздуха и при обязательном условии, что пламя не
касается холодных поверхностей. Потемнение пламени и появле¬
ние на его концах красного оттенка и копоти служат показателями
неполного горения.
При увеличении аПерв больше расчетного пламя уменьшается,
становится более прозрачным и отрывается от горелки, а сама го¬
релка начинает гудеть. Отрыв пламени может быть неполным,
когда горение идет на некотором расстоянии от горелки с химиче¬
ским недожогом. При полном отрыве пламени появляется опас¬
ность загазования топки и газоходов агрегата. Поэтому хотя
горелки и должны работать при возможно большем аперв, однако
только на таком режиме, при котором обеспечивается устойчи¬
вость пламени (отсутствует опасность проскока или отрыва пла¬
мени).
Следует учитывать, что повышение давления газа или увеличе¬
ние разрежения в топке могут привести к неустойчивой работе
горелки, несмотря на то что до изменения этих параметров она
была хорошо отрегулирована.
Инжекционные горелки неполного смешения низкого давления
имеют свойство саморегулирования. Например, горелка работает
на каком-то давлении газа и подсасывает на 1 м8 поступающего
в нее газа 3 м8 воздуха, или, как говорят, работает с коэффи¬
циентом инжекции 3. Если при неизменном положении воздушной
заслонки давление газа перед соплом горелки повысится и расход
газа увеличится, то количество воздуха, засасываемого в горелку,
293

будет все равно примерно
в 3 раза больше количе-
ства газа. Таким образом,
пропорция между газом
и воздухом, или коэффи¬
циент инжекции, практи¬
чески не изменится и ка¬
чество горения газа не
ухудшится. Отсюда сле¬
дует, что для изменения
тепловой мощности го¬
релки следует увеличивать
или уменьшать только по¬
дачу газа, не меняя поло¬
жения воздушной заслон¬
ки. Однако увеличивать
давление газа выше уста¬
новленного для данной
горелки верхнего предела
недопустимо, так как мо¬
жет произойти отрыв пла¬
мени. Нельзя уменьшать
его ниже разрешаемого,
чтобы пламя не проско¬
чило в горелку.
Работа горелок зависит
от теплоты сгорания газа.
С увеличением ее требу¬
ется большее количество
воздуха, а следовательно,
должно возрасти и аперв.
Для этого повышают да¬
вление газа перед горел¬
кой. Если, например, при
сжигании газа с QH =
= 4 Мкал/м3 достаточно да¬
вления перед горелкой
60—70 кгс/м2, то для со¬
хранения аПерв при сжи¬
гании газа с Q» —
= 8,5 Мкал/м8 необхо¬
димо давление не менее
110 кгс/м2. Поэтому при
использовании природных
газов перед газовыми приборами принимают номинальное давление
130 или 200 кгс/м2. Если в эксплуатационных условиях теплота сго¬
рания газа непостоянна, то неизбежно меняется и отношение коли¬
чества инжектируемого первичного воздуха к теоретически необхо*
294

Таблица 7.1
Основные характеристики горелок ГГИ конструкции Мосгазпроекта
Характеристика
ГГИ-4
ГГИ-6
гги-ю
Номинальная тепловая мощность,
Мкал/ч
Номинальный расход газа, м3/ч
40
60
100
4,8/1,8
7,2/2,7
12,0/4,5
Минимальный расход газа, м3/ч
Размеры, мм:
0,8/0,3
1,2/0,45
2,0/0,75
L
280
320
400
1
100
70
105
Н
300
340
400
h
70
105
НО
А
500
500
620
а
100
100
135
d
3,9/2,6
3,9/2,6
5,0/3,4
D (дюймы)
1
1*4
IV.
Примечания. 1. Давление газа, кгс/м*: номинальное природного — 180,
сжиженного — 400; минимальное природного — 10. сжиженного — 18. 2. В числителе
данные для природного, в знаменателе — для сжиженного газа.
димому. Однако при использовании инжекционных горелок низкого
давления, подсасывающих только часть необходимого для горения
воздуха, небольшие изменения заметно не сказываются на
полноте сгорания газа, так как недостаток первичного воздуха
может быть компенсирован вторичным.
Область применения этих горелок ограничена небольшим
расходом газа (расход природного газа единичной горелки не
превышает 10—20 м3/ч), в частности, их широко применяют в бы¬
товых газовых приборах, газовых кипятильниках, варочных
котлах, отопительных печах, ресторанных плитах, чугунных
секционных котлах и т. д.
Горелки ГГИ. Инжекционные горелки низкого давления ГГИ
с аПерв » 0,5 конструкции Мосгазпроекта предназначены для
хлебопекарных печей, ресторанных плит, варочных котлов и дру¬
гих агрегатов, работающих под разрежением.
Горелки компонуются в блоки по 2 (ГГИ-4) или по 3(ГГИ-6и
ГГИ-10), как показано на рис. 7.3, и могут работать на природном
и сжиженном газах (табл. 7.1) при изменении диаметра сопла.
Горелки в блоке монтируют на общей фронтовой плите 1, на кото-
рой закрепляются газопровод 2 и переносный газовый запальник,
а также имеются отверстия с крышкой для зажигания горелок и
наблюдения за горением. Огневая часть каждой из горелок 5
размещается в цилиндрическом металлическом патрубке 6, через
который к устью горелки поступает вторичный воздух за счет
разрежения в топке. Для регулирования количества вторичного
воздуха служат поворотные заслонки о отверстиями 3. Перед
295

каждой горелкой в блоке установлен отключающий кран 7. На
общем газовом коллекторе блока имеется штуцер с краном 4 для
подключения манометра.
Горелки многофакельные с аП(,рв « 0,4 -г-0,7 предназначены
для котлов малой производительности (например, Стреля и Стре-
беля и др.), кипятильников, бучильников, пищеварочных котлов
и т. п., а также небольших печей и сушил. Если устанавливают
несколько горелок, между ними предусматривают зазор не менее
30 мм для прохода вторичного воздуха. Расстояния между огне¬
выми отверстиями должны обеспечивать быструю «перебежку»
факела от одного к другому при отсутствии слияния отдельных
факелов в общий.
В качестве примера на рис. 7.4 (табл. 7.2) показаны сварные
инжекционные многофакельные горелки низкого давления кон¬
струкции Мосгазпроекта. Газ, поступающий из сопла /, инжекти¬
рует первичный воздух, количество которого регулируется за¬
слонкой 2. Образовавшаяся в смесителе 3 газовоздушная смесь
выходит через 2 ряда огневых отверстий в верхней образующей
огневого коллектора 4. У горелок ГКС-2,5—ГК.С-4,5 (рис. 7.4, б)
коллектор выполнен из стальной трубы, заглушенной на торце.
Для удлинения каналов (отверстий), через которые выходит газо¬
воздушная смесь, на коллектор наваривают 2 стальные полосы
толщиной 8 мм. У горелок большей тепловой мощности ГКС-6—
ГКС-10 (рис. 7.4, а) сечение коллектора увеличено за счет его
высоты, что обеспечивает необходимую равномерность давления
296

Таблица 7.2
Основные характеристики инжекциоИных многофакельных горелой
низкого давления конструкции Мосгаэпрое'кта (рис. 7.4)
смеси по его длине. Высота топки при использовании горелок этого
типа должна быть не менее 600—900 мм.
Горелки форкамерные конструкции УкрНИИинжпроекта
(рис. 7.5, табл. 7.3) могут работать на низком и среднем давлении
газа. При тепловой мощности, близкой к номинальной, они инжек¬
тируют 65—75 % воздуха, необходимого для полного сгорания
газа, а остальной воздух поступает в форкамеру за счет разрежения
в топке. Горелки устойчиво работают при разрежении в топке
в пределах 0,1—3,0 для газа низкого и 1 —10 кгс/м2 для газа
среднего давления.
Форкамерная горелка состоит из 1,2 или 3 трубчатых коллек¬
торов, инжекторов-смесителей и общей для всех смесителей форка¬
меры. Коллекторы имеют по 1 ряду отверстий (сопл) 0 3,5—6 мм.
Шаг между отверстиями 140 мм. Смесители образуются специаль¬
ной выкладкой огнеупорного кирпича. Высота их 250 мм, коли¬
чество равно числу газовых отверстий (сопл). Оси смесителей и
отверстий (сопл) должны совпадать. Форкамера имеет вид щели,
в которой горит газ и обеспечивается стабилизация пламени.
Смешение газа с воздухом и подогрев газовоздушной смеси до
температуры воспламенения происходят в смесителях.
Горение газа начинается на высоте 180—200 мм от верхнего
обреза газового коллектора, в форкамере сгорает более 90% газа,
а догорание остального происходит в топке. При давлении гйза
выше 3500 кгс/м2 наблюдается сильный шум. Температура газового
коллектора на всех режимах не превышает 50—90° С. На расстоя¬
нии 100 мм от верхнего обреза коллектора температура газовоздуш¬
ной смеси менее 200, а уже не расстоянии 250—300 мм — 1000—
1300° С, на выходе форкамеры — 800—1000° С. Важным фактором,
влияющим на устойчивость работы горелки, является ширина
297

форкамеры, которая не должна превышать 250 мм (оптимальный7
размер 100—160 мм).
Горелки инфракрасного излучения предназначены для обо¬
грева различных предметов и производственных помещений,
создания микроклимата на рабочем месте, сушки строящихся зда¬
ний, а также тепловой обработки изделий и материалов в промыш¬
ленности и сельском хозяйстве. Все они, как правило, являются
инжекционными горелками низкого давления, рассчитанными для
сжигания природного или сжиженного газа, но могут использо¬
ваться и на среднем давлении с соответствующей заменой сопла.
Их особенностью является способность передачи большей части
выделяемой теплоты за счет излучения раскаленного до красного
298

каления излучателя. В отличие от других инжекционных горелок
низкого давления они обеспечивают подсос всего количества воз¬
духа, необходимого для полного сгорания газа, что достигается
благодаря малому аэродинамическому сопротивлению смеситель¬
ной части и излучающего насадка. Горелки инфракрасного излуче¬
ния обеспечивают полноту сгорания только при работе в среде
с нормальным содержанием кислорода. Если продукты горения
своевременно не удаляются из зоны работы горелок, то.в окру¬
жающем воздухе (при установке горелок в помещении) вследствие
разбавления его продуктами горения понижается содержание
кислорода. В этих условиях, несмотря на инжекцию того же коли¬
чества воздуха, горелки становятся источником выделения про¬
дуктов неполного сгорания, в том числе окиси углерода. Следова¬
тельно, при их использовании в помещениях для сушки или отеп¬
ления необходима организация эффективной и надежной венти¬
ляции.
В качестве излучателя для этих горелок применяют перфориро¬
ванную или пористую керамику, металлические сетки, а также
керамику совместно с сеткой. Температура разогрева излучателя
колеблется в пределах 720—950° С.
Устройство горелок с перфорированной керамикой и металли¬
ческой сеткой рассмотрим на примере унифицированной горелки
300

Таблица 7.4
Основные характеристики горелок инфракрасного излучения
Примечания. 1. Количество теплоты, передаваемой излучением, составляет
0,55—0,6 от номинальной тепловой мощности. 2. Максимальное давление газа рпцх
= (1,34-1,4) рвом; минимальное Рщщ “ °'5₽ном- 3‘ п₽и Работе на сжиженном газе
(р — 300 кгс/м*) диаметр сопла уменьшается в 1,6—1.7 раза.
(рис. 7.6, табл. 7.4). Газ, вытекающий из сопла 5 в смеситель 6,
инжектирует весь воздух, необходимый для полного сгорания,
через открытый торец смесителя; газовоздушная смесь, по составу
близкая к стехиометрической, равномерно заполняет распредели¬
тельную камеру 7 под излучающим насадком 3. Последний состоит
из 10 керамических плиток размером 65x45x12 мм, склеенных
между собой и вставленных в стальную рамку 2. Газовоздушная
смесь, выходя через отверстия в плитках (около 1000 отверстий
d = 1,2 мм), сгорает в зоне малой толщины у наружной поверх¬
ности насадки. Раскаленная насадка является источником тепло¬
вого (инфракрасного) излучения. Плитки предварительно подогре¬
вают газовоздушную смесь в цилиндрических каналах керамики,
что повышает устойчивость горения. Над керамическим излуча¬
телем располагается металлическая сетка /, благодаря чему
достигается большая равномерность температур по его поверхности
и уменьшается влияние внешних потоков воздуха.
Горелки устанавливают индивидуально или блоками (рис. 7.6, г)
в любом положении при условии, чтобы угол между плоскостью
излучателя и линией горизонта был не менее 20°, а сопло не имело
уклона вниз. Кронштейны 4 служат для крепления горелок
к металлоконструкции, а также для соединения между собой
в общую панель. Расстояние от излучателя до деревянных и дру¬
гих сгораемых материалов должно быть не менее 1 м. Во время
работы горелки на поверхности излучателя не должно быть види¬
мых языков пламени, местных отрывов пламени или его проскоков
в полость смесителя.
301

Горелки ГК-27у, блочная и «Звездочка» (табл. 7.4) конструк¬
тивно аналогичны унифицированной. В качестве излучателей
у этих горелок также использованы керамические плитки
(ГК-27у — 16, блочная — 10, «Звездочка» — 6 плиток) и сетки из
окалиностойкого материала.
В случае необходимости замены отдельной потрескавшейся
плитки ее осторожно выпиливают и заменяют новой на специаль¬
ной замазке состава, %: шамотный порошок (молотый шамотный
кирпич) — 85, портландцемент марки 500— 15 и дополнительно
жидкое стекло содово-сульфатное А — 2,3. Шамотный порошок и
портландцемент тщательно перемешивают и разводят жидким
стеклом до густой массы, не обладающей текучестью. Этой массой
обмазывают грани плиток и склеивают их как между собой, так и
по контуру рамки. Толщина замазки между плитками должна быть
не более 0,5 мм, излучающая насадка после склейки должна пол¬
ностью высохнуть на воздухе (t « 20+35° С) в течение 32—48 ч.
Повышение температуры сушки недопустимо.
При замене керамических излучателей можно применять и
другие замазки состава: а) порошок помола боя керамической
плитки (фракции <0,1 мм) — 70, стекло жидкое — 30% об.;
б) порошок помола плитки — 50—51, етекло жидкое — 49—50%
по массе.
Существуют разработки высокотемпературных газовых излуча¬
телей с перфорированными насадками, температура огневой по¬
верхности которых достигает 1000—1300° С при работе в открытом
пространстве и до 1650° С в печи. Диаметр огневых каналов при
этом составляет 0,65—0,75 мм, а их количество на каждые 10 см2
площади насадки 370—400 шт. В высокотемпературных излучаю¬
щих горелках со щелевыми отверстиями (горелки ВГИ-Щ) темпе¬
ратура насадки составляет 800—1500° С, а при использовании
насадки из плавленого кварца температурный уровень в печи
может быть доведен до 1700° С.
Горелка ГИИС-20-01 (табл. 7.4) предназначена для ускоренной
сушки строящихся и ремонтируемых помещений и местного отоп¬
ления производственных помещений. Горелка имеет 3 сопла,
устанавливается на металлической стойке, оборудована электро¬
магнитным клапаном типа ЭМК-П-15 и термопарой для контроля
наличия пламени. Общая высота горелки регулируется в преде¬
лах 1200—2375 мм. Излучатель — конусообразная металлическая
сетка.
7,3.2.	Инжекционные горелки среднего давления
'Инжекционные горелки среднего давления по своему устрой¬
ству и принципу работы не отличаются от инжекционных горелок
низкого давления. Основное их отличие — способность инжекти¬
ровать весь необходимый для горения газа воздух, а также необ¬
ходимость работы только в комплекте со стабилизатором, предот-
302

вращающим отрыв пламени. Вследствие хорошего перемешивания
газа с воздухом они обеспечивают полное сгорание газа при
наименьшем избытке воздуха, и их часто называют горелками
полного смешения.
Скорость выхода газовоздушной смеси из устья горелки при¬
нимают в 30—50 раз больше скорости распространения пламени,
что обеспечивает возможность регулирования тепловой мощности
в заданных пределах без проскока пламени. Горелки, как и инжек¬
ционные низкого давления, обладают свойством автоматического
пропорционирования количеств газа и инжектируемого воздуха.
Это позволяет регулировать тепловую мощность в заданном диапа¬
зоне изменением только давления газа перед соплом, не меняя
положения воздушной заслонки (у некоторых конструкций горе¬
лок эта заслонка вообще отсутствует).
Хорошая подготовка газовоздушной смеси обеспечивает полное
сгорание газа в коротком высокотемпературном факеле. При .
“перв — 1,02-5-1,1 горение практически заканчивается на расстоя¬
нии 6—8 диаметров устья и при соответствующей длине керами¬
ческого стабилизатора завершается в туннеле или недалеко от его
обреза в топке. Такой метод сжигания чаще всего применяют
в высокотемпературных топках печей. При установке на котлах
горелки обычно компонуют с более короткими туннелями, пере¬
нося часть процесса горения в топочный объем. Кроме керами¬
ческих стабилизаторов-туннелей широко применяют стабилиза¬
торы в виде тел плохо обтекаемой формы, а также кольцевые
(гл. 6).
Вторичный воздух при нормальной эксплуатации не требуется
и подается в топку только во время розжига горелок, имеющих
воздушную заслонку.
Горелки В и ВЛ. Наибольшее распространение получили
инжекционные горелки среднего давления Стальпроекта типа В
(для высококалорийных газов), предназначенные для нагреватель¬
ных и термических печей. Горелки изготовляются 14 типоразмеров
(рис. 7.7, табл. 7.5) и обеспечивают полное сгорание газа (при
наличии в топке разрежения и а = 1,02) в пределах керамиче¬
ского туннеля-стабилизатора или на расстоянии до 150 мм от его
обреза. Длину туннеля принимают LT « 6Dy.
Горелки В-15—В-75 крепят фланцем непосредственно к фрон¬
товому листу печи, а горелки В-86—В-100 имеют разъемный корпус
и водоохлаждаемую головку и снабжаются специальным крон¬
штейном для крепления к каркасу печи. Воду для охлаждения
головки подводят и отводят через трубки Dy = 15 мм.
Для уменьшения загромождения рабочей зоны печи применяют
горелки типа ВП — с поворотом на 90° (рис. 7.7, в, табл. 7.5),
имеющие несколько меньшую тепловую мощность по сравнению
с горелками В (при равных £>у).
Горелки Ленгипроинжпроекта. Для установки на котлах
и печах применяют также инжекционные горелки среднего давле-
зоз

ния конструкций Теплопроекта, Ленгипроинжпроекта, Мосгаз-
проекта и других организаций, которые серийно не изготовляются.
Принципиально они мало чем отличаются друг от друга и горелок
В и ВП Стальпроекта, поэтому рассмотрим только горелки Лен¬
гипроинжпроекта, имеющие 14 типоразмеров, каждый из которых
может быть в 2 исполнениях — прямом (тип I) и угловом (тип II).
Как и у других инжекционных горелок среднего давления,
проскок пламени в горелки Ленгипроинжпроекта (при а « 1,0)
определяется диаметром устья (номером горелки) и скоростью
вылета из него газовоздушной смеси (скорость пропорциональна
расходу газа Уг). Давление газа рг, кгс/м2, при котором наступает
проскок пламени в горелки Ленгипроинжпроекта при а « 1,0 и
компоновке с туннелем, составляет:
Как видно, эксплуатационные пределы работы этих горелок
сокращаются с ростом номера горелки (расхода газа). Очевидно,
что использование горелок с большими номерами нерационально и
304

Таблица 7.5
Основные характеристики горелок В н ВП конструкции
Стальпроекта (рис. 7.7)
Примечания. 1. Число в обозначении горелки — диаметр устья D?, мм.
2. В числителе данные для горелок типа В. в знаменателе — для ВП. 3. Диаметр rf' для
горелок В-15—В-48 — Труб. */»’. В-56 —В-75 — Труб. ,/<*.
может быть рекомендовано только на агрегатах, которые работают
при постоянной нагрузке или очень малых ее колебаниях. Более
или менее широкое применение находят горелки № 1—10, т. е.
с номинальным расходом газа до 50 м’/ч.
В эксплуатации в настоящее время еще встречаются горелки
Ленгипроинжпроекта более Ю-го номера. В таких случаях при
необходимости уменьшения давления газа ниже приведенных
предельных значений оператор вынужден во избежание проскока
пламени в горелку прикрывать воздушную заслонку. При этом
горелка работает устойчиво, однако аперв становится значительно
меньше необходимого для полного сгорания газа. В результате
факел удлиняется, и при отсутствии специальных устройств для
305

подачи в топку вторичного воздуха появляются потери теплоты от
неполноты сгорания.
Горелки ИГК» Наиболее распространенными инжекционными
горелками со стабилизаторами в виде тел плохообтекаемой формы
являются горелки ИГК (конструкции Казанцева, Мосгазпроект),
предназначенные для котлов, работающих под разрежением 1—
2 кгс/м2. В горелке ИГК (рис. 7.8, табл. 7.6) конец смесителя
имеет насадок с пластинчатым стабилизатором, состоящим из
стальных пластин шириной 16 и толщиной 0,5 мм, скреп¬
ленных между собой на расстоянии 1,4—1,6 мм. Такое рассто¬
яние между пластинами позволяет регулировать расход
газа в широком диапазоне без
проскока пламени внутрь го¬
релки, а стержни, скрепляю¬
щие пластины, установлены
так, чтобы за ними образовы¬
вались вихревые зоны горящей
газовоздушной смеси. Исключе¬
нием является горелка ИГК 1-6
(рис. 7.8, в), имеющая только
конусный стабилизатор, пре¬
дотвращающий отрыв пламени.
При полностью открытой
воздушной шайбе горелка за¬
жигается спокойно и сразу мо¬
жет работать на любом режиме
без прогрева, обеспечивая пол¬
ное сгорание газа при а «
« 1,04-5-1,10. Горелки устана¬
вливают в обмуровке так, что
конец стабилизатора находится
вровень с внутренней стенкой
топки. При выключении горе¬
лок воздушные шайбы остав¬
ляют открытыми, чтобы за счет
разрежения в топке просасы¬
вался воздух и охлаждал ста¬
билизаторы. Для уменьшения
уровня шума воздушная шайба
изнутри оклеивается шумопо¬
глощающим материалом. Нали¬
чие в топке хотя бы небольшого
противодавления приводит к пе¬
регреву и короблению стаби¬
лизаторов. Применение горе¬
лок на высокотемпературных
печах недопустимо. Засорение
зазоров между пластинами ста¬
зов

эд?

Таблица 7.0
Основные характеристики горелок И ГК конструкции
Мосгаэпроекта (рис. 7.8)
билизатора может привести к снижению инжекционной способ¬
ности горелки и появлению химического недожога.
ИГК имеют 1 (рис. 7.8, а) или 4 (рис. 7.8, б) сопла, число
которых обозначается первой цифрой в шифре горелки (например,
ИГК1-15 или ИГК4-100М).
Кроме горелок ИГК в прямом исполнении в эксплуатации нахо¬
дится ряд горелок этого типа угловых с поворотом на 90° (ИГК-25у,
ИГК-бОу, ИГК-120у и ИГК-170у), которые позволяют уменьшить
длину выступающих от фронта частей.
Горелки БИГ, Блочные инжекционные горелки среднего дав¬
ления с периферийной выдачей газа типа БИГ (рис. 7.9, табл. 7.7)
предназначены для установки на котлах паропроизводительностыо
до 10 т/ч и других агрегатах, в топках которых поддерживается
разрежение 0,5—3 кгс/м2. Горелка состоит из набора трубок-сме¬
сителей 0 48x3 и длиной 290 мм, объединенных общим газовым
коллектором. Каждый смеситель имеет 4 сопла 0 1,5 мм, просвер¬
ленных под углом 25° к продольной образующей трубки и раззен¬
кованных со стороны коллектора. Через эти сопла газ из коллек¬
тора поступает в смеситель, в который через открытый торец под¬
сасывается воздух. В смесителе газ перемешивается в воздухом,
и его горение начинается в прямоугольном керамическом туннеле
длиной 100 мм. Горелки не имеют устройств для регулирования
308

309

Таблица 7.7
Основные характеристики горелок БИГ конструкции Промэнергогаза (рис. 7.9)
Примечав и'е. Первое чвсло в обозначении горелки) 1 м однорядная, 2 ■» двухрядная, 3 трехрядная: второе число
количество трубок-смесителей.
310

расхода воздуха и на давлениях газа от 1500—2000 кгс/м® до
номинального обеспечивают полное сгорание газа в коротком
факеле при а = 1,02-г-1,05.
Достоинством горелок БИГ является отсутствие необходимости
устройства запальных отверстий, возможность наблюдения за
горением непосредственно через открытые торцы смесителей и
малые размеры (горелки не только не выступают за кладку агре¬
гата, но даже располагаются в нише).
Горелки ГБПш. Инжекционные горелки беспламенные панель¬
ные с штампованным корпусом ГБПш предназначены в основном
для трубчатых печей нефтеперерабатывающих, химических и дру¬
гих производств, где требуется равномерный нагрев больших
поверхностей. Горелка (рис. 7.10, табл. 7.8) имеет инжекционный
смеситель 6, газовое сопло 4, воздушную заслонку 5, короб 2
с устройством 3 для равномерного распределения газовоздушной
смеси, огнеупорную панель /, собранную из отдельных керами¬
ческих насадков с туннелями, и металлические трубки-ниппели 7,
через которые смесь поступает из короба в туннели. Количество
ниппелей равно числу туннелей. На номинальном режиме в тун¬
нели поступает газовоздушная смесь с а = 1,04-5-1,05, которая,
полностью сгорая и раскаляя их, создает излучающую поверх¬
ность, равномерно передающую теплоту нагреваемому предмету.
Таблица 7.8
Основные характеристики горелок ГБПш конструкция
ВНИИнефтемаша (рис. 7.10)
Характеристика
ГБПш-120
ГБПш-140
ГБПш-200
ГБПш-280
Номинальная тепловая
мощность, Мкал/ч
Расход газа, м8/ч:
номинальный
114
160
188
264
14,3
20
23,5
33
минимальный
Давление газа, кге/м*:
7,5
5,7
6,7
10,0
номинальное
19 000
15 500
15 000
14 500
минимальное
5 000
1 000
1 230
1 430
Количество ниппелей
Размеры, мм:
144
100
144
196
И
605
500
605
500
L
1
2,3
2,7
740
НО
4,1
4,5
945
153
h
d (дюймы)
300
250
Труб. »/.
300
250
Труб. 1
Масса, кг
105
77
87
90
Примечание. Горелки прошли государственные испытании на гам QH =
■= 8 Мкал/м’, р = 0,7 кг/м* при атмосферном давлении в топке.
311

7.4.	Горелки с инжекцией газа воздухом
Горелки, инжектирующие газ воздухом, являются горелками
с принудительной подачей воздуха и часто называются горелками
с активной воздушной струей. В них для подсоса газа использу¬
ется энергия струй сжатого воздуха, а давление газа перед горел¬
кой поддерживается постоянным с помощью специального регуля¬
тора. Так как масса воздуха, необходимого для горения, значи¬
тельно больше массы сжигаемого при этом газа, то для образова¬
ния газовоздушной смеси с расчетным а при инжекции газа возду¬
хом необходимое давление последнего может быть обеспечено
вентилятором. Важным достоинством горелок является возмож¬
ность их использования на холодном или- подогретом воздухе
в топках с большим противодавлением или переменным давлением.
Подача газа в смеситель возможна со скоростью, близкой к ско¬
рости воздуха. Недостаток — необходимость установки специаль¬
ного регулятора на каждую горелку или группу горелок.
Горелки КПтИ (ИГАВ). Горелки с активной воздушной струей
и инжекционным смесителем (рис. 7.11) конструкции Куйбышев¬
ского политехнического института (КПтИ) имеют встроенный
в корпус регулировочный клапан 3, позволяющий сжигать газ
с различной теплотой сгорания. При работе на холодном воздухе
и сжигании природного газа в топке без противодавления расчет¬
ная тепловая мощность (табл. 7.9) обеспечивается давлением
воздуха перед горелкой 150 кгс/м2. Наличие противодавления
в топке вызывает необходимость повышения давления воздуха.
Огневой насадок горелок мощностью 400—800 Мкал/ч имеет
наружные охлаждающие ребра 8 (рис. 7.11, в).
В комплект газогорелочного устройства входят регулятор
давления газа 4 (рис. 7.11,6) и специальное сопротивление 7,
312

стабилизирующее работу горелки. Обычно давление воздуха,
выходящего из сопла 1 в смеситель 2, принимается больше давле¬
ния газа, которое может быть равным атмосферному (если над¬
мембранная полость регулятора соединена через штуцер 5 с атмо¬
сферой), противодавлению или разрежению в топке (если над¬
мембранная полость соединена импульсной трубкой с камерой
сгорания). Давление газа может быть равным давлению воздуха
Таблица 7.9
Основные характеристики инжекционных горелок с активной
воздушной струен конструкции КПтИ (рис. 7.11)
Номиналь¬
ная
тепловая
мощность,
Мкал/ч
Номиналь¬
ный расход
газа, м’/ч
Рекомендуе¬
мый тип
регулятора
80
10
РС-32
120
15
РС-32
200
25
РС-40
400
50
РС-40
600
75
РС-50
800
100
РС-50
Примечание. Характеристики
Размеры, мм
L
о»
310
25
70
350
25
80
445
25
100
570
32
125
835
50
180
975
50
210
приведет) для газа о QB •= 8 Мкал/м'.
313

перед соплом, если надмембранная полость соединена импульсной
трубкой с воздухопроводом. В этом случае расчетное давление
воздуха уменьшается в 2—4 раза по сравнению с первыми ва¬
риантами.
Рекомендуемые регуляторы PC (табл. 7.9) являются модифи¬
кацией регуляторов РД-32М и РД-50М, где клапанное устройство
и его привод полностью сохранены. Пружина заменена более
слабой, уравновешивающей в основном подвижную систему.
Задающий импульс (на рис. 7.11, б импульс воздуха) подается
в надмембранную полость, импульс регулируемого давления
газа 6 — под мембрану.
Следует отметить, что горелки по рис. 7.11, а, б не обеспечивают
полной подготовки газовоздушной смеси из-за сосредоточенной
подачи газа в одно место. При необходимости повышения качества
смешения рекомендуется подавать газ в смеситель через несколько
сопл или через специальное многоструйное сопло 9 (рис. 7.11, г).
7.5.	Горелки с принудительной подачей
воздуха * без предварительной
подготовки газовоздушной смеси
В горелках этого типа смешение газа с воздухом осуществляется
вне горелки одновременно с горением газа, и длину факела прак¬
тически определяет путь, на котором это смешение заканчивается.
В свою очередь, путь смешения зависит от конструкции горелки и
соотношения скоростей выхода газа и воздуха. При необходимости
удлинения факела потоки газа и воздуха, выходящие из устья
горелки, направляют параллельно друг другу, а давления газа и
воздуха принимают возможно более близкими. Для укорочения
факела газ подают в виде струек, направленных под углом к потоку
воздуха, осуществляют крутку воздуха, увеличивают разницу
в давлениях газа и воздуха и т. п.
По методу подготовки смеси и процессу горения эти горелки
являются диффузионными, проскок пламени у них невозможен. По
отношению к отрыву факел более устойчив, чем у других горелок,
что позволяет регулировать тепловую мощность в широком диапа¬
зоне. Если по технологическому процессу требуется длинный
факел регулируемой длины и равномерное распределение темпе¬
ратур по объему печи (например, печи для обжига цементного
клинкера), то это достигается применением диффузионных горе¬
лок. В печах с особо высокотемпературным режимом (мартенов?
скиё, стекловаренные и т. п.), где воздух приходится подогревать
до 800—1000° С и более, тоже используют в основном диффузион¬
ные горелки: предварительное смешение газа с воздухом, нагре¬
* Согласно изменению № 1 к ГОСТ 21204—75 горелки с принудительной
подачей вдздуха именуются дутьевыми.
314

тым до этих температур, приведет к воспламенению смеси в горелке
до выхода в топку.
В котлах диффузионные горелки с принудительной подачей
воздуха также нашли применение: при переводе котлов с твердого
на газовое топливо для обеспечения равномерности распределения
тепловых потоков — подовые горелки, при необходимости сохра¬
нения резервного твердого топлива — вертикальные щелевые
и др.
7,5.1.	Подовые горелки с принудительной подачей воздуха
Такие горелки конструкции УкрНИИинжпроекта могут ра¬
ботать на низком и среднем давлении газа. В первом случае номи¬
нальное давление составляет 130 или 200, во втором — 3000 кгс/м2.
Конструктивно их подразделяют на однорядные (ПГОД) и с пери¬
ферийной подачей газа (ПГД).
По устройству и работе однорядные подовые горелки с прину¬
дительной подачей воздуха аналогичны горелкам типа ПГ-Н
(рис. 7.2). Расчетное давление воздуха под колосниками принимают
60 кгс/м2. Чтобы обеспечить возможность регулирования подачи
воздуха к щелям в случаях, когда это давление составляет 10—
20 кгс/м2, рекомендуется устанавливать на воздухопроводе дрос¬
сельную шайбу, а импульс к манометру подсоединять до нее.
Скорость выхода газа принимают в пределах 40—100, а скорость
движения в канале воздуха 4—10 м/с. Минимальное давление газа
для ПГОД-Н — 20, для ПГОД-С — 100 кгс/м2.
Большое значение для качества перемешивания газа с воздухом
в щели имеет равномерность распределения воздуха по ее длине.
Чем меньше живое сечение колосников и чем больше объем подду¬
вала, тем равномернее распределяется воздух по длине щели и тем
с меньшим избытком воздуха может быть сожжен газ. При равно¬
мерном распределений воздуха по длине щели обеспечивается
полное сгорание газа, если а « 1,15. Однорядные горелки низкого
давления ПГОД-Н имеют 6 модификаций:
Диаметр огневых отверстий указан для давления 130 кгс/м2
для давления 200 кгс/м2 диаметр принимается на 0,2 мм меньше.
Шаг между отверстиями 15 мм.
816

316

Таблица 7.10
Основные характеристики и размеры подовых горелок с периферийной подачей газа
и принудительной подачей воздуха конструкции УкрНИИинжпроекта (рис. 7.12)
Примечания. I. Число после обозначения типа горелки — номинальная расход газа, м’/ч. 2. Ширина щели А для горелок
низкого давления ПО, среднего — 120 мм. 3. Шаг S между отверстиями для низкого давления 15, среднего — 20 мм.
317

Горелки среднего давления ПГОД-С имеют 5 модификаций:
Шаг между отверстиями 20 мм. Диаметр газового коллектора
у первых 4 модификаций D = 40, у последней — 50 мм.
При установке в топке нескольких горелок расстояние между
коллекторами принимают 500 мм и более. Расстояние от горелок
до боковых стен топки должно быть не меньше 400 мм.
Для защиты коллектора от нагрева УкрНИИинжпроект пред¬
ложил конструкцию подовой горелки с периферийной подачей
газа и принудительной подачей воздуха, в которой вместо одного
коллектора, расположенного по оси щели, устанавливают два по
краям щели (рис. 7.12, табл. 7.10). Номинальное давление воздуха
50 кгс/м2, а « 1,15. Равномерность распределения воздуха дости¬
гается установкой под коллекторами металлического перфориро¬
ванного листа. Каждый коллектор имеет только по 1 ряду отвер¬
стий.
7.5.2.	Вертикальные щелевые горелки
Разновидностью горелок с периферийной выдачей газа явля¬
ются вертикальные щелевые горелки конструкции Ленгипроинж-
проекта (рис. 7.13, табл. 7.11), предназначенные главным образом
для котлов ДКВР. Горелка состоит из воздушного короба 2,
двух газовых коллекторов 1 с отверстиями для выхода газа и пря¬
моугольной вертикальной щели 5 в кладке котла. Съемная задняя
стенка короба имеет 2 отверстия: верхнее 4 для наблюдения за
горением газа и нижнее 3 для введения запальника при розжиге
горелки. Воздух от вентилятора поступает в горелку снизу через
специальную горловину короба. Ширина щели для котлов ДКВ
и ДКВР и расстояние в свету между коллекторами 80 мм. Струйки
газа, выходящие из отверстий коллекторов под углом 90° друг
к другу, перемешиваются с воздухом, поступающим в ту же щель
по всей ее высоте. Разогретая щель обеспечивает надежную стаби¬
лизацию факела.
Для выравнивания поля скоростей воздуха в коробе устанавли¬
вают 2 направляющие перегородки 6. Газ поступает в горелку по
трубопроводу, проходящему через заднюю стенку. Конструкция
горелки позволяет вынимать подводящий газопровод вместе с вер¬
тикальными коллекторами из короба, замурованного в кладку
котла.
Вертикальные щелевые горелки серийно не выпускают, поэтому
их эксплуатационные характеристики часто отличаются от рас¬
четных.
318

Таблица 7.11
Основные характеристики вертикальных щелевых горелок конструкции
Ленгипроннжпроекта для котлов ДКВР (рис. 7.13)
со
С
2
2
СО
ю
6
Характеристика
сч
4
•р
2
й
а.
а.
л
о.
а
0)
03
е
в
аз
X
ч
ч
ч
ч
ч
Количество горелок на котле
2
4
4
4
6
Номинальная тепловая мощ-
0,89
0,7
1,15
1,74
2,26
ность горелки, Гкал/ч
Расход газа на горелку,
105
82
135
205
266
м3/ч, при давлении
1000 кгс/м2
Расчетное давление воздуха,
45
30
55
60
90
кгс/м2
Количество л огневых от-
82
82
96
140
132
верстий на горелку
Размеры, мм:
Нх
670
670
770
1090
1090
нг
920
920
1020
1340
1400
в
670
770
770
820
920
ь
200
200
200
250
250
D.
50
50
50
70
70
Di
42
42
42
48
57
d
2,2
2,0
2,3
2,4
2,7
Масса горелки, кг
76
74
89
116
120
Примечания. 1. Диапазон регулирования по давлению газа НО—2250,
для котла ДКВР-20 — 125—2000 нге/м*. 2. Шаг между огневыми отверстиями 14, для
котла ДКВР-20 — 15 мм.
ОЙ)

7.S.3.	Горелки ДВС и ДВВ
Горелки внешнего смешения типа «труба в трубе» конструкции
Стальпроекта (рис. 7.14) предназначены для нагревательных и тер¬
мических печей, требующих длинного регулируемого факела.
Большая длина факела достигается благодаря параллельному
направлению потоков газа и воздуха, смешение которых начина¬
ется практически вне пределов горелки. Пламя стабилизируется
керамическим туннелем.
Горелки этого типа для сжигания природного газа изготовляют
2 модификаций: ДВС — средней тепловой мощности и ДВБ —
большой тепловой мощности (табл. 7.12). В обозначении горелки
Д — дутьевая, В — для сжигания газа с высокой теплотой сго¬
рания.
В горелку ДВС газ поступает вдоль ее продольной оси,
а воздух — перпендикулярно к ней. У ДВБ патрубки для подачи
газа и воздуха расположены под углом 75° к оси горелки, а на
торце имеется смотровое окно.
820

Основные характеристики горелок ДВС и ДВБ конструкции Стальпроекта (рис 7.14)
П R и м е-ч а н и-я. 1. Давление воздуха, ‘кге/м*: номинальное — 150, при минимальном расходе газа — 10. 2. Первое числов обозе®-
чедки горелки » диаметр устья мм, второе *- диаметр Сазомого сопла 4Г, рассчитанный для газа c.pQ — 0.73 кг/м8.
11 Чспель В. М.
821

7.6.	Горелки с принудительной подачей
воздуха и предварительной подготовкой
газовоздушной смеси. Газомазутные горелки
Горелки с принудительной подачей воздуха и предваритель¬
ной подготовкой смеси имеют наибольшее распространение. Расход
газа через эти горелки может быть очень малым (доли кубометра
в час) и очень большим (5000 м3/ч и более). В горелках этого типа
можно обеспечить заранее заданное качество подготовки смеси до
выхода ее в амбразуру или топку. Для ускорения процесса смеше¬
ния газ чаще всего подается через ряд щелей или отверстий, оси
которых направлены под углом к потоку воздуха. При подаче
газовых струй в поток воздуха от центра к периферии горелки
называют «с центральной подачей газа» (рис. 7.1, ж), при по¬
даче от периферии к центру — «с периферийной подачей газа»
(рис. 7.1, з, и).
Во многих горелках воздух подают к месту смешения с газом
закрученным потоком. Наиболее распространенные устройства для
крутки: направляющие лопаточные аппараты с постоянным или
регулируемым углом установки лопаток (рис. 7.1, ж), улиточная
форма корпуса горелки (рис. 7.1, з), тангенциальная подача
воздуха в цилиндрический корпус (рис. 7.1, и). В горелках для
котлов большой производительности применяют также танген¬
циальные лопаточные закручиватели. Увеличение степени крутки
интенсифицирует процессы смесеобразования и горения топлива,
но при этом возрастает сопротивление горелки и расход электро¬
энергии.
В зависимости от конструкции горелки качество смешения газа
с воздухом может быть самым различным: в смесительной камере
может только начинаться подготовка газовоздушной смеси, закан¬
чиваясь вместе с процессом горения, а может быть в ней полностью
подготовлена для сгорания. Смесительная камера горелки обычно
имеет небольшой объем, а скорость вылета смеси из устья при
номинальной тепловой мощности 10—50 м/с.
Комбинированные — газомазутные и пылегазовые — горелки,
как правило, имеют принудительную подачу воздуха. Мазутная
форсунка располагается по оси горелки и в зависимости от приня¬
той конструкции во время работы на газе удаляется или отодвига¬
ется от устья во избежание перегрева. Для сжигания мазута
используется воздух, поступающий через те же воздухонаправляю¬
щие устройства, которые служат при работе на газовом топливе.
7.6.1.	Горелки ГА
Горелки типа ГА конструкции Мосгазпроекта (рис. 7.15,
табл. 7.13) предназначены для сжигания газа низкого или среднего
давления в топках котлов и других тепловых агрегатов. В зависи-
322

11*
323

Таблица 7.13
Основные характеристики горелок (Н — низкого, С — среднего давления) конструкции
Мосгазпроекта (рис. 7.15)
324

мости от тепловой мощности горелка имеет от 5 до 34 элементов.
Каждый элемент является самостоятельным устройством, в кото¬
ром происходит смешение струек газа, выходящих из газовых
отверстий конического донышка горелки под углом к продольной
оси, и потока закрученного воздуха. Для закрутки воздуха го¬
ловка имеет направляющие ребра. Хорошее перемешивание газа
с воздухом дает короткий факел. При установившемся режиме и
разогретой футеровке факел получается прозрачным, корпуд
горелки нагревается не выше 50° С. Для стабилизации пламени,
как правило, применяют короткий керамический туннель с внезап¬
ным расширением. Передняя часть горелки во избежание перегрева
футеруется между элементами шамотом или жароупорным бето¬
ном. Для наблюдения за горением и розжига горелки в центре ее
имеется труба диаметром 80 мм, в которую при отсутствии газа
может устанавливаться мазутная форсунка. Горелка 1155-00
отличается наличием в каждой головке только 1 отверстия.
В последние годы вместо горелок этого типа с номинальным
расходом до 508 м3/ч включительно выпускают горелки ГГВ,
имеющие меньшие размеры и массу, а также более простые в изго¬
товлении.
7.6.2.	Горелки ГГВ
Газовые горелки вихревые ГГВ (рис. 7.16, табл. 7.14) конструк¬
ции Мосгазпроекта предназначены для сжигания газа низкого или
среднего давления в топках котлов, печей и сушил, работающих
325

Таблица 7.14
Основные характеристики горелок ГГВ конструкции Мосгаэпроекта (рис. 7.16)
Примечания, f. Число в обозначении горелки соответствует расходу газа, ма/ч, при среднем давлении — 2000 кгс/м*. 2. В чи¬
слителе даны количество газовыпускных отверстий и их диаметры при работе на газе низкого давления, в знаменателе — среднего давления.
3. Номинальное давление воздуха 170 кгс/м2. 4. Давление газа при его минимальном расходе ~10 (низкое) и 100 кгс/ма (среднее
давление).
926

под разрежением или противодавлением. Газ через отверстия,
просверленные в 1 ряд в газовом коллекторе, поступает в поток
воздуха под 90° от центра к периферии. Крутка воздуха осуще¬
ствляется лопатками, приваренными к наружной поверхности
газового коллектора под 45°.
Внутри газового коллектора расположена смотровая труба,
в которой при необходимости можно установить мазутную
форсунку с механическим или паровым распылом, а так¬
же форсунку с воздушным распылом для сжигания легкого
топлива (например, керосина). Огневой насадок создает
пережим потока, повышая устойчивость горения и снижая зави¬
симость давления газа от давления воздуха. Болтовое соединение
газовой и воздушной камер позволяет по-разному ориентировать
между собой газовый и воздушный патрубки, а также
производить при необходимости осмотр и ремонт внутренней
части горелки без демонтажа ее с фронтового листа. Коэффи¬
циент расхода воздуха, обеспечивающий полноту сгорания газа,
а = 1,02.
В качестве стабилизатора пламени служит керамический ци¬
линдрический туннель с внезапным расширением. Розжиг горелки
производят запальником через смотровую трубу. При установке
в горелку мазутной форсунки для розжига предусматривают
сбоку в футеровке горизонтальный канал 0 50 мм, через который
вводят запальник.
В случае необходимости работы на жидком топливе горелку
можно компоновать не с цилиндрическим, а с коническим туннелем
с центральным углом раскрытия около 60°.
7.6.3.	Горелки ГНП
Горелки ГНП конструкции Теплопроекта предназначены ддя
сжигания природного газа в промышленных печах (рис. 7.17,
табл. 7.15).
Горелка состоит из литого корпуса 1 с коническим
соплом 2, фронтовой плиты 3 и горелочного камня, представляю¬
щего собой цилиндрический туннель. Воздух от вентилятора
поступает к месту смешения закрученным потоком благодаря ло¬
пастям завихрителя 4.
Сопло горелки выполнено съемным, и его тип определяется
необходимым качеством смешения газа с воздухом.
Если требуется короткий факел, то устанавливают сопло
типа А, у которого газо-выпускные отверстия расположены под
углом 45° к оси горелки; удлинение факела достигается уста¬
новкой сопла типа Б, имеющего 1 центральное отверстие по оси
горелки.
Горелки поставляются при необходимости в комплекте с чугун¬
ной фронтовой плитой.
327

Таблица 7.15
Основные характеристики горелок ГНП конструкции Теплопроекта (рис. 7.17)
Примечание. Количество п сопл 0 d у горелок типа А: ГНП-1 и ГН1Ь2 •* 4» у остальных 6; у горелок типа Б I, рас¬
положенное по оси.
328

7.6.4.	Горелки ПИВ
Горелки ПИВ (с переменным избытком воздуха) конструкции
ВНИИпромгаза (рис. 7.18, табл. 7.16) применяют в термических
и нагревательных печах и сушилах при необходимости регулирова¬
ния в широком диапазоне а и тепловой мощности.
Воздух, идущий на горение, поступает в горелку через патру¬
бок 6, проходит через кольцевое пространство между наружной
обечайкой 2 и цилиндром 4, затем между цилиндром и наружной
стенкой камеры сгорания 7, подогревается, охлаждая камеру
сгорания, и попадает в пространство <3. Газ через тангенциально
расположенный патрубок 1 поступает в газовую камеру 10, из
которой через п сопл диаметром d. попадает в камеру предваритель¬
ного смешения 8, куда через ряд отверстий 9 поступает первичный
воздух из пространства 3. Образовавшаяся газовоздушная смесь
выходит в камеру сгорания, куда через отверстия перфорирован¬
ного конуса 5 из пространства 3 подается вторичный воздух.
Продукты горения выходят в камеру печи (сушила) через 78
отверстий dj в конечной части камеры сгорания.
Розжиг горелки и контроль горения осуществляется с помощью
пилотно-защитного устройства 11, на свечу 12 которого подается
ток высокого напряжения. Номинальный расход газа через пилот-
829

330

Таблица 7.16
Основные характеристики горелок ПИВ (рис. 7.18)
но-защитное устройство 0,5 м3/ч, давление газа и воздуха
400 кгс/м2. Изменение а в диапазоне рабочего регулирования
4,0—2,0 (а = 2,0 при номинальном режиме).
7.6.5.	Горелки ГПП
Горелки плоскопламенные ГПП конструкции Теплопроекта
и Института газа АН УССР (рис. 7.19) предназначены для уста¬
новки на боковых стенах, арочных и подвесных сводах промыш¬
ленных печей различного назначения. Индексы Н, С и В в обо¬
значении горелки характеризуют давление газа (табл. 7.17).
В корпусе 4 горелки расположен полый внутри направляющий
винт 5, предназначенный для закрутки потока воздуха. Первона¬
чальное вращательное движение воздух приобретает за счет его
тангенциальной подачи в корпус. Газ из внутренней полости винта
поступает в сопло /, из которого через 6 отверстий подается в за¬
крученный поток воздуха под углом 90° к оси горелки, что обе¬
спечивает хорошую подготовку газовоздушной смеси. Эта смесь
под действием центробежной силы огибает плавное расширение
в конце горелочного камня и веером растекается вдоль
его торцевой поверхности, а затем по поверхности стены.
331

Таблица 7.17
Основные характеристики горелок ГПП конструкции Теплопроекта
и Института газа АН УССР (рис. 7.19)
Характеристика
гппс-з
ГППН-4
ГППС-4
*
И
С
к
ГППН-5
ГППС-5
ГППВ-6
Номинальная тепловая мощ¬
ность, Мкал/ч
Номинальный расход газа,
м*/ч
Номинальное давление,
кгс/м*:
212
484
467
467
680
850
680
25
57
55
55
80
100
80
газа
1800
535
1500
10000
250
2000
5700
воздуха
325
590
400
570
325
680
340
а при номинальном режиме
1,02
1,01
1,01
1,01
1,02
1,01
1,02
Минимальный расход газа,
м’/ч
Минимальное давление,
кгс/м4:
3
20
3
15
30
7
30
газа
24
64
10
980
40
14
900
воздуха
Размеры, мм:
10
71
10
47
55
10
60
d
Dy
Da
DP (дюймы)
1л
h
Н
Масса, кр.
332
2,8
50
68
’/<
457
175
31,2
6,6
4G
4,2
75
105
511
220
>0
61,5
2,75
9,3
5,9
105
125
Р/4
623
240
620
112,4
3,7

Подожженная газовоздушная смесь разогревает поверхность
стены рабочей камеры и сгорает на ней в плоском разомкнутом,
надежно стабилизированном факеле. Плоский огненный диск на
керамической стене представляет собой высокотемпературную из¬
лучающую поверхность, площадь которой зависит от тепловой
мощности горелки.
На печи горелка может крепиться с помощью фронтовой плиты
3 или без нее. При монтаже необходимо строгое соблюдение формы
и размеров туннеля 2, а также плотности примыкания его к устью
горелки.
7.6.6.	Горелки ГТПС
Горелки ГТПС (рис. 7.20, табл. 7.18) конструкции Краматор¬
ского отделения ЦНИИТмаш предназначены для установки на
агрегатах с широким диапазоном регулирования расхода газа
(до 1:8) при повышенных а (примерно до 5).
Газ через патрубок 1 поступает в кольцевой зазор и оттуда
через сопла 2 в коническую камеру сгорания 5, переходящую
в горелочный туннель 4. Благодаря кольцевому выступу 3 на
центральном сопле 6 газ поступает в коническую камеру парал¬
лельно ее образующим. Первичный воздух, идущий на горение,
поступает в воздушную камеру 7 и оттуда через отверстия в кони¬
ческую камеру горения. На этом пути газ смешивается с воздухом,
проходящим через отверстия в конусе. Площадь воздушных отвер¬
стий выбрана таким образом, что образуется устойчиво горящая
смесь с а < 1. Остальной воздух, проходящий через конус вне
зоны распространения газовых струй, идет на дожигание газа и
разбавление продуктов горения. При изменении давления газа
333

Таблица 7.18
Технические характеристики горелок типа ГТПС (рис 7.20)
X ар актериствк а
ГТПС-20
ГТПС-30
ГТПС-50
Расход газа, м*/ч
2,5—20
3,8-30
6,3—50
Размеры, мм:
D
100
126
152
Dal
70
80
80
70
70
80
dr
25
32
40
aXb
230X 230
270X270
320Х 320
L
457
455
535
I
120
125
155
к
175
170
200
370
380
445
G
270
300
330
к
140
160
170
к
140
150
170
меняется дальнобойность газовых струй и, следовательно, коли¬
чество воздуха, смешивающегося с газом в конической камере.
При максимальном расходе газа весь воздух, подаваемый через
отверстия в конусе, участвует в горении. Отверстия направлены
тангенциально и одновременно наклонно к оси горелки, причем
направление крутки воздуха в каждом ряду отверстий противо¬
положно, что обусловливает получение короткого факела. Для
увеличения энергии струи газов, вылетающих из горелки, в нее
подается через центральное сопло 6 вторичный воздух.
При номинальной тепловой мощности горелки аПерв = 0,85,
а общий а = 1,15. Номинальное давление газа и воздуха 300 кгс/м2.
Минимальное давление газа 10 кгс/м2. Устойчивая работа обеспе¬
чивается при а — l,15-i-5,0 (а = 5,0 при минимальном расходе
газа). Горелка снабжена коротким, немного суживающимся горе¬
лочным туннелем, служащим для защиты устья от излучения
топки, а также повышения надежности стабилизации факела при
большом расходе газа.
7.6.7.	Газомазутные горелки
Газомазутные горелки представляют собой комплекс из газовой
горелки и мазутной форсунки и в зависимости от конструкции пред¬
назначены для раздельного или совместного сжигания газового и
жидкого топлив.
Горелки ГМГм. Наибольшее распространение в котельных
установках получили короткофакельные газомазутные горелки
ГМГм (рис. 7.21, табл. 7.19), изготовляемые заводом «Ильмарине»
и предназначенные для сжигания природного газа и мазутов топоч¬
ных 40 и 100 и флотских ф5 и ф12. Горелки могут использоваться
334

ЗЭ5

Таблица 7.19
Основные характеристики горелок ГМГм (рис. 7.21)
Характеристика
ГМГ-1,бм
ГМГ-2М
ГМГ-4м
ГМГ-бм
Номинальная тепловая мощ-
1,35
1,5
2,0
4,0
5,0
ность, Ткал/ч
Номинальный расход газа,
159
177
236
472
588
м’/ч
Номинальное давление,
кгс/м’:
газа
380
500
360
380
воздуха
90
120
кгс/сма:
мазута
12,5
16
20
пара
1,0-
-1,5
1,0-2,0
Минимальный расход газа,
35
58
70
м»/ч
Минимальное давление
15
25
20
газа, кгс/м2
Количество отверстий л
9
12
Размеры, мм:
Н
520
600
D
244
267
365
369
Dt
108
159
Dt
276
375
L
980
1217
1205
Lt
34
Ю
Lt
267
378
L,
240
318
Li
312
431
ftf
180
235
ht
250
360
d
6,8
8,0
11,5
14,0
dt
6,5
6,5
8,8
10,0
dt
1.8
2,0
2,8
3,0
dt
5
6
7,2
8,8
dt
34
4
2
для сжигания дизельного топлива, солярового масла и других
тяжелых сортов легкого топлива. Допускается совместное сжига¬
ние газового и жидкого топлив.
Горелки ГМГм отличаются от ранее выпускавшихся горелок
ГМГ главным образом устройством газового насадка, имеющего
2 ряда газовыпускных отверстий, направленных под углом 90Q
друг к другу. Отверстия d на боковой поверхности газового насадка
(у горелок ГМГ этих отверстий нет) выдают газ в закрученный по¬
ток вторичного воздуха, отверстия d1 на торцевой части насадка —
в закрученный поток первичного воздуха. Горелки ГМГм по
сравнению с ГМГ обеспечивают снижение ас 1,15 до 1,05, повыше¬
ние кпд котла примерно на 1%, а также улучшают эксплуатацион¬
ные показатели котлов.
Горелка ГМГм состоит из газовоздушной части /, паромехани¬
ческой форсунки 6, лопаточных завихрителей первичного 5 и
836

вторичного 2 воздуха, монтажной плиты 3 со стаканом 7 для уста¬
новки запально-защитного устройства и заглушки для закрывания
форсуночного канала при снятии форсунки. Закрутка воздуха
в горелке обоими регистрами производится в одну сторону. В зави¬
симости от компоновки на агрегате принимаются завихрители
правого или левого вращения.
В качестве стабилизатора пламени используется конический
керамический туннель 4. Уменьшение угла раскрытия туннеля
способствует коксованию при работе на мазуте и росту сопротивле¬
ния горелки по воздуху, может вызвать снижение экономичности
и даже вибрацию (пульсацию).
Зажигание горелки производят при закрытых воздушных
шиберах: плавно открывают запорное устройство на газопро¬
воде, после воспламенения газа — шибер первичного воздуха,
а затем с помощью шибера вторичного воздуха и регулирующего
устройства на газопроводе устанавливают заданный режим. Во
избежание срыва факела при пуске тепловая мощность горелки не
должна превышать 25—50% от номинальной, а давление газа
должно быть больше давления вторичного воздуха. На время
работы на газе мазутную форсунку удаляют и торцевое отверстие
канала закрывают заглушкой. При переходе на жидкое топливо
в форсунку предварительно подают пар, затем топливо под давле¬
нием 2—5 кгс/см2. После его воспламенения отключают газ и
регулируют режим. Для перехода с жидкого топлива на газовое
снижают давление мазута до 2—5 кгс/qm2 и постепенно подают газ.
После воспламенения газа прекращают подачу мазута и устанав¬
ливают заданный режим.
Подача первичного воздуха в количестве около 15% от общего
расхода воздуха (при р = 150 кгс/м2) позволяет улучшить смеше¬
ние газа с воздухом, особенно на малых нагрузках. Во время ра¬
боты шибер первичного воздуха полностью открыт, и его не регу¬
лируют.
При работе горелок на мазуте в пределах 70—100% от номи¬
нальной тепловой мощности достаточно механического распыления
мазута, а на более низких нагрузках для распыла применяют пар
давлением 1,5—2 кгс/см2. Расход пара около 0,03 кг на 1 кг топ¬
лива. Для распыла не рекомендуется использовать высоковлажный
пар (увеличение влажности снижает качество распыла) и пар с тем¬
пературой более 200° С (возрастает опасность коксования распы¬
лителей).
Мазут по внутренней трубе форсунки (рис. 7.21, б) подводится
к распыливающей головке, в которой последовательно установ¬
лены: шайба распределительная 8 с 1 рядом отверстий (ГМГ-1,5м
и ГМГ-2м — 8 отв. 0 2,5 мм, ГМГ-4м и ГМГ-5м — 12 отв. 0 3 мм),
а за ней завихрители топливный 9 и паровой 10, имеющие по 3 тан¬
генциальных канала. Шайба и завихрители крепятся о помощью
накидной гайки 11. Мазут под давлением 12,5—20 кгс/см2 про¬
ходит через отверстия распределительной шайбы, далее по тан-
837

генциальным каналам попадает в камеру завихрения и, выходя
через сопловое отверстие, распыливается за счет центробежных
сил. При снижении тепловой мощности до 70% от номинальной
подается по наружной трубе форсунки пар, который через каналы
накидной гайки проходит к каналам парового завихрителя и,
выходя закрученным потоком, участвует в процессе распыла
мазута.
При номинальной тепловой мощности и сжигании газа а =
= 1,05, мазута — 1,15. Длина факела при номинальной тепловой
мощности на газе и мазуте не превышает, м: ГМГ-1,5м—1,5,
ГМГ-2м — 2, ГМГ-4м и ГМГ-5м — 2,5.
Имеются данные о возможности использования при технологи¬
ческой необходимости горелок ГМГ и ГМГм для работы с а <з
< 44-5 при подаче всего воздуха через горелки без снижения
устойчивости горения и химическом недожоге на выходе из топки
д<о 1 %. Полное прекращение горения наступало при а = 10ч-12,
а при тепловой мощности горелки менее 20% от номинальной
срыва факела получить не удалось.
Горелки ГМГБ-5,6 (рис. 7.22), как и горелки ГМГм, изготов¬
лялись заводом «Ильмарине» с правой и левой круткой воздуха.
Газовая часть горелки состоит из подводящего газопровода и
кольцевого коллектора с газовыходными отверстиями, располо¬
женными в 1 ряд. Завихритель воздуха представляет собой набор
профилированных лопастей, угол наклона которых можно регу¬
лировать поворотным рычагом. Это позволяет менять степень
крутки и соответственно длину мазутного факела. При работе
на газе лопасти полностью раскрывают.
Стабилизатор мазутного пламени выполнен в виде конусного
экрана, расположенного у корня факела и являющегося телем
плохо обтекаемой формы. В обращенной к топке стороне экрана
при прохождении воздуха создается разрежение, благодаря чему
обеспечивается устойчивость горения. В стабилизаторе имеется
несколько тангенциальных щелей, через которые в начальную
зону смесеобразования (корень факела) поступает необходимое
количество воздуха. При сжигании мазута стабилизатор распола¬
гают на уровне пережима или выдвигают вперед не более чем на
60 мм. Наружный срез головки форсунки не должен доходить до
конца прорезей в стабилизаторе примерно на 20 мм.
По конструкции паромеханическая форсунка не отличается
от форсунки горелок ГМГм (рис. 7.21, б). Шайба распределитель¬
ная имеет 12 отверстий 0 3 мм.
При работе на газе стабилизатор вместе с мазутной форсункой
убирают за пределы лопаточного завихрителя и устанавливают
в крайнем заднем положении. Стабилизация газового пламени
обеспечивается керамическим коническим туннелем. Воздух в го¬
релку подается, как правило, из общего воздушного короба, обра¬
зованного фронтовым листом котла и дополнительной передней
стенкой. Это позволяет не изготавливать индивидуальные возду-
338

ховоды к каждой горелке, повысить равномерность подачи к ним
воздуха и снизить потери в окружающую среду. Требования
к кладке, размерам и состоянию проточной части туннеля, а также
зажиганию и эксплуатации те же, что и для горелок ГМГм.
Число 5,6 в обозначении горелки соответствует ее номинальной
теплогой мощности (Гкал/ч) при расходе газа 660 м3/ч. Номиналь¬
ное давление: газа — 500, воздуха — 120 кге/м2, мазута — 20,
распиливающего пара — 1—2 кгс/см2. Минимальный расход газа
59 м3/ч при давлении 10 кге/м2. Диаметр центрального отверстия
мазутного завихрителя d2 = 3,2 (рис. 7.21, б), диаметр отверстия
завихрителя парового d3 = 7,2, наружный диаметр накидной гайки
dt = 42 мм.
Горелки КГМГ-А. Комбинированные газомазутные горелки
с акустическим излучателем КГМГ-А конструкции НИИТмаш
(г. Волгоград) предназначены для сжигания газа или мазута в на¬
гревательных печах.
339

Таблица 7.20
Основные характеристики горелок КГМГ-А (рис. 7.23)
Характеристика
КГМГ-А!
КГМГ-А2
КГМГ-АЗ
КГМГ-А4
КГМГ-А8
Номинальный расход газа,
м®/ч, при давлении
1 кгс/см*
23,2
33,9
71,1
108,3
134,8
Минимальный расход газа,
м’/ч, при давлении 0,5
кгс/см*
15,4
22,7
48,0
72,6
85,6
Номинальный расход мазу¬
та, кг/ч
Размеры, мм!
12,0
20,0
50,0
75,0
80
Й
320
390
412
437
476
Г.
100
136
155
165
190
d<
6,5
8
12
15
16
da
50
60
70
80
90
Масса горелки с плитой, кр
34,0
39,5
47,0
48,3
52,2
давление кгс/см«- „г,,™ Л™?™™“ еск,1Х колебаний 4—7 кГц. 2. Минимальное
давление» кгс/см. вентиляторного воздуха — п 035 сжатого noqnvxa ** 1 О maavta -_3
(мазут марки 100 при t « 70° С). 3. d, = 260 мм. ’	воздуха -* 1,и, мазута — 4
340

Горелка (рис. 7.23, табл. 7.20) состоит из корпуса 2 и акусти¬
ческой камеры 4, которая является генератором акустических
колебаний. Акустический генератор выполнен по типу вихревого
свистка и работает за счет кинетической энергии природного газа
или сжатого воздуха (при работе на мазуте). Акустическая камера
имеет 2 концентрически расположенные трубки: внешнюю 3
для подвода газа (или воздуха при работе на мазуте) и внутрен¬
нюю 1 для подвода мазута. Газовая струя (сжатый воздух) посту¬
пает в камеру через тангенциальные отверстия 5, приобретая
вращательное движение и одновременно возбуждая акустическое
поле вихревой природы. Акустическое поле накладывается на
факел, что интенсифицирует процессы смешения и горения.
Стабилизатором пламени является конический туннель 6. Переход
с одного вида топлива на другой может осуществляться без оста¬
новки агрегата при соответствующем переключении запорных
устройств (например, при переходе с газа на мазут прекращается
подача газа, подается мазут и сжатый воздух).
7.7.	Горелки с принудительной подачей
воздуха от вентилятора, ротор которого
вращается за счет энергии сжатого газа
Главной составной частью горелок этого типа является турбо¬
вентилятор с турбинкой реактивного или активного принципа
действия, вращающейся под воздействием вытекающих струй
сжатого газа. Изменение расхода газа ведет к увеличению или
уменьшению скорости вращения турбинки и посаженного на одной
оси с ней ротора вентилятора. Это обеспечивает автоматическое
лропорционирование количеств газа и воздуха при отсутствии
затрат электроэнергии на привод дутьевых устройств. К недо¬
статкам горелок относят: а) наличие движущихся частей, надеж¬
ность работы которых может быть нарушена при их нагреве от
теплового излучения топки; б) ограниченный диапазон допусти¬
мого изменения тепловой мощности; в) сложность изготовления;
г) резкое увеличение размеров с ростом тепловой мощности. В ре¬
зультате горелки пока имеют ограниченную область применения,
в основном на топках котлов малой производительности.
Горелки ГГТР-С. Газовые горелки турбореактивные среднего
давления конструкции ГипроНИИгаза (рис. 7.24, табл. 7.21)
предназначены для котлов, низкотемпературных печей и других
тепловых агрегатов с разрежением 0,5—10 кгс/м2. Роль газового
коллектора выполняет полый вал /, из которого газ поступает
в полые лопатки 8 реактивной турбинки с газовыпускными отвер¬
стиями, просверленными под углом 15° к плоскости вращения.
Под действием реактивной силы газа, истекающего из отверстий,
приводятся во вращение вал и закрепленные на нем лопасти вен¬
тилятора 6. Вал вращается в шарикоподшипниках, размещенных
3 41

Таблица 7.21
Основные характеристики горелок ГГТР конструкции
ГипроНИИгаза (рис. 7.24)
Примечания. I. Число в обозначении горелки —• расход газа при давлении
6000 кгс/м*. 2. Горелки прошли государственные испытания (первые 3 типа) на газе
Q = 8800 ккал/м’, р = 0,74 кг/м*.
242

в корпусе 3 подшипникового узла. С торцевой стороны горелка
имеет шумопоглощающий экран 2. Количество засасываемого вен¬
тилятором воздуха регулируется заслонкой 4 регистра. Посту¬
пивший в корпус 5 горелки воздух подается через направляющий
аппарат 7 к устью, где он пронизывается струйками газа, и обра¬
зуется газовоздушная смесь. Лопатки направляющего аппарата
выполнены поворотными, что позволяет регулировать угол рас¬
крытия факела, его длину и другие характеристики. Положение
заслонки регистра фиксируется в зависимости от угла установки
лопаток направляющего аппарата и во время эксплуатации не
меняется. Относительная длина факела составляет 5—8 диаметров
устья. На номинальном режиме и разрежении в топке 0,5—
2 кгс/ма а = 1,03-5-1,05, возрастая до 1,07—1,09 при давлении
газа ниже 4000 кгс/м2.
Горелки ГГТР-С не требуют дополнительных стабилизаторов
пламени. Вследствие закрутки газовоздушной смеси в осевой
области образуется зона рециркуляции части высокотемператур¬
ных продуктов горения, поджигающих набегающую свежую смесь
и стабилизирующих факел. Наличие этой зоны ведет к снижению
температуры как в начале факела, так и во всем топочном объеме
на 100—150° С и к более равномерному распределению темпера¬
турного поля. Это способствует более полному сгоранию топлива
при минимальном а и снижению содержания окислов азота в про¬
дуктах горения.
Влияние разрежения (противодавления) в топке на а анало¬
гично влиянию на работу инжекционных горелок: с ростом раз¬
режения а увеличивается, с ростом противодавления — умень¬
шается. При разрежении, равном нулю, а « 1,0.
7.8.	Газовые запальные устройства
7.8.1.	Назначение и классификация
Газовые запальные устройства предназначены для розжига
основных горелок и в ряде случаев для контроля наличия пла¬
мени. К надежности их работы предъявляют особые требования,
так как возможность их погасания в период розжига основных
горелок создает у обслуживающего персонала чувство неуверен¬
ности в наиболее ответственный момент включения агрегата.
Неустойчивость запального факела, особенно во время внесения
его в запальное отверстие топки, а также при колебаниях раз¬
режения или противодавления в ней, является одной из наиболее
частых причин образования в топке и газоходах взрывоопасной
смеси и возможности ее взрыва.
Запальные устройства можно разделить по принципу уста¬
новки — на переносные и стационарные, по методу зажигания —
на ручные (от горящих спички, жгута бумаги, мазутного факела
и т. п.) и электрические (от искры, раскаленной спирали), по спо¬
343

собу подачи воздуха — на диффузионные, инжекционные (инжек¬
ция воздуха газом), с принудительной подачей воздуха, с актив¬
ной воздушной струей (инжекция газа воздухом), по функцио¬
нальному назначению — без контроля факела и с контролем его,
по условиям работы — для топок с разрежением и топок с про¬
тиводавлением.
Ниже дается описание наиболее распространенных запальных
устройств, совершенно условно сгруппированных по 4 признакам.
7.8.2.	Переносные запальники
Переносные газовые запальники соединяют с газопроводом
резинотканевыми рукавами (шлангами). Штуцер на газопроводе
и запальник должны иметь накатку, на которую натягивают
концы шланга. На газопроводе до шланга обязательна установка
отключающего крана. Наибольшее распространение получили
одно- и многофакельные запальники конструкции Ленгипроинж-
проекта, предназначенные для топок с разрежением и противо¬
давлением. В кладке топки для введения запальника должно
быть отверстие 0	50 мм.
Запальники для топок с разрежением. Для топок, работающих
с разрежением до 8 кгс/м2, предназначены однофакельные запаль¬
ники среднего или низкого давления (рис. 7.25, а). Такой запаль¬
ник представляет собой горелку с частичной инжекцией воздуха.
Газ, выходящий из сопла 5, подсасывает воздух через отверстия
в корпусе инжектора 6. Газовоздушная смесь образуется в сме¬
сителе 3 и выходит из огневого насадка 2 в защитный кожух /,
где начинается горение газа. При внесении запальника в запаль¬
ное отверстие факел защищается от срыва потоком воздуха кожу¬
хом и имеющейся на нем отбортовкой. Если инжекторная часть
при пользовании запальником будет введена в запальное отвер¬
стие, то поток воздуха попадает в обойму 4, увеличивая инжек¬
ционную способность запальника. Шланг надевают на накатку
удлинителя 8. Между инжектором и удлинителем ставят про¬
кладку 7. При изменении состава газа или его давления в за¬
пальнике меняется только диаметр сопла (табл. 7.22).
344

Таблица 7.22
Основные характеристики переносных запальников
конструкции Ленгипроинжпроекта
345

Многофакельный запальник показан на рис. 7.25, б (табл. 7.22).
Устройство его инжекторной части такое же, как у однофакель¬
ного, но огневой насадок выполнен в виде перфорированного
отрезка трубы 2 с 40 отверстиями на боковой поверхности (10 ря¬
дов отверстий 0 4 мм). Кроме того, в центре торцевой стенки 9
имеется еще 1 отверстие 0 6 мм. Отверстия в инжекторе для под¬
соса воздуха приняты несколько меньшими, чем у однофакель¬
ного запальника: для низкого давления — 8, для среднего — 5 мм.
Запальник устойчиво работает в топках с разрежением до
6 кгс/ма. Вокруг огневого насадка образуется огненный «ерш»
диаметром на низком давлении до 100, на среднем — до 180 мм.
Запальники для топок с противодавлением. При наличии
в топке хотя бы небольшого противодавления и заполнении ее
продуктами горения запальник должен выдавать полностью под¬
готовленную газовоздушную смесь. Это условие может быть обес¬
печено при среднем давлении газа в инжекционном запальнике,
при низком давлении — в запальнике с принудительной подачей
воздуха.
Инжекционный запальник (рис. 7.26, а, табл. 7.22) устойчиво
работает в топке с противодавлением до 2—2,5 или разрежением
до 1,5 кгс/ма. Инжекторное устройство запальника состоит из
сопла 6, корпуса инжектора 5 с 4 отверстиями для прохода пер¬
вичного воздуха и подвижной регулировочной заслонки 4. Коли¬
чество инжектируемого воздуха регулируют заслонкой. При ра¬
боте в помещении и открытой заслонке а достигает 1,3—1,4.
Введение запальника с открытой заслонкой в топку с противо¬
давлением до 2,5 кгс/ма приводит к уменьшению а до 0,95—1,1,
обеспечивая устойчивый факел в топке, заполненной продуктами
горения.
Для предотвращения отрыва пламени от устья запальника при
работе с а 1,0 служит кольцевой стабилизатор. При введении
запальника в топку отверстия для подсоса первичного воздуха
в инжектор не должны находиться в запальном окне. Запальник
зажигают при закрытой воздушной заслонке и пониженном давле¬
нии газа. До введения запальника в топку с противодавлением
полностью открывают воздушную заслонку и, если в устье обра¬
зовалось огневое стабилизирующее кольцо, увеличивают давле¬
ние газа до имеющегося максимального, но не выше 9000 кгс/ма.
Устройство запальника с принудительной подачей воздуха
и кольцевым стабилизатором показано на рис. 7.26, б, а его харак¬
теристики приведены в табл. 7.22.
7,8.3.	Стационарные запальники
Применение стационарных запальников повышает безопас¬
ность и облегчает розжиг основной горелки, особенно если ее
приходится часто выключать и включать. Стационарный запаль¬
ный факел должен быть устойчивым на всех режимах работы агре-
846

гата, надежно поджигать газовоздушную смесь основной горелки,
легко зажигаться переносным запальником или электрическим
устройством. При кратковременном отключении основной горелки
и работе стационарного запальника топка медленнее охлаждается,
что особенно важно для поддержания в ней разрежения, созда¬
ваемого дымовой трубой. Факел стационарного запальника, обра¬
щенный в полость керамического стабилизатора (туннеля), подо¬
гревает его до включения основной горелки, а при временном
отключении последней поддерживает туннель или часть его в разо¬
гретом состоянии. Стационарный запальник может быть самостоя¬
тельной газовой горелкой или являться составной частью основной
горелки. Он может быть однофакельным или многофакельным,
включаться только на период розжига основной горелки или ра¬
ботать постоянно, а при наличии соответствующего электрического
устройства зажигаться автоматически или дистанционно операто¬
ром. Газ к стационарному запальнику подают, как правило, от
газопровода до запорных устройств основной горелки.
Запальники с ручным зажиганием без контроля пламени, В ряде
случаев, когда в топке установлено несколько основных горелок,
чаще всего низкого давления, применяют диффузионные запаль¬
ники в виде трубок с просверленными в них отверстиями вдоль
оси — трубки «бегущего огня». Их располагают в топке так, чтобы
факелы поджигали газ, выходящий из устья любой основной
горелки, используют также для передачи факела от одной из
горящих основных горелок к другим и, если это целесообразно,
в качестве основных газовых горелок (например, П-образные
подовые горелки).
Примеры трубок «бегущего огня» конструкции УкрНИИинж-
проекта при оборудовании котлов автоматикой АГК-2 показаны
на рис. 7.27. В первом случае оба торца вилки трубки сплющи¬
вают так (вид А), чтобы стенки трубки сошлись вплотную, а по
Рис. 7.27. Трубка бегу¬
щего огня.
а » для зажигания
двухколлекторной фор¬
камерной горелки (фор¬
ма сплющенных концов
показана условно); б —
для зажигания подовой
горелки.
347

краям сохранились 2 отверстия К, площадь каждого из которых
была бы не меньше площади любого из огневых отверстий коллек¬
тора основной горелки.
Трубки «бегущего огня» должны отвечать следующим требова¬
ниям: высота отдельных факелов по всей длине трубки должна
быть практически одинаковой, и лишь в том месте, где поджи¬
гается основная горелка, факел при необходимости может быть
увеличен; пламя должно быстро распространяться по всей длине
трубки, перебегая от одного отверстия к другому. При этом от¬
дельные факелы, поджигая друг друга, не должны сливаться
в общее пламя.
Установка стационарного запальника в виде горелки БИГ-1-1
(разд. 7.3.2) показана на рис. 8.15 и 11.3. Стабилизация фа¬
кела запальника при первоначальном розжиге обеспечивается,
если расстояние от оси смесителя до нижней кромки стабилиза¬
тора не превышает 35 мм, глубина туннеля составляет 100, а ши¬
рина — 60 мм. Номинальный расход газа через горелку БИГ-1-1
около 9,7 м3/ч, что обеспечивает образование в общем туннеле
мощного и надежного факела.
Запальники с электрическим зажиганием без контроля пламени.
Примером может служить запальник с принудительной подачей
воздуха конструкции Теплопроекта (рис. 7.28), предназначенный
в основном для работы на топках с противодавлением. Расход
газа 0,5—1 м3/ч, номинальное давление газа перед запальником
400, воздуха — 300 кгс/м2. Для смешения газа с воздухом служит
смеситель 8, куда газ подается через 5 отверстий 0 1,5 мм. Перед
смесителем на газопроводе и воздухопроводе после отключающих
кранов устанавливают калиброванные дроссели. Их размеры под¬
бирают из условий, чтобы при номинальных давлениях газа и
воздуха перед основной горелкой в смесителе запальника была
получена газовоздушная смесь, близкая к стехиометрической
(а = l-r-1,05). Основной поток смеси (90—95%) поступает из
смесителя к устью запальника через отверстие 7 в корпусе и коль¬
цевой зазор между трубкой пламепровода 6 и огневым насадком 5.
Остальная часть смеси поступает из смесителя через несколько
отверстий 2 в камеру зажигания 4, где воспламеняется от искры
свечи 3. Продукты горения высокой температуры выбрасываются
через пламепровод 6 к устью запальника, где поджигают основной
поток смеси. Наблюдение за появлением искры на свече, а также
за работой запальника осуществляется через смотровое окно 1.
Диаметр отверстий 2 принимают не более 1,5 мм, с тем чтобы
избежать проскока пламени в смеситель, а суммарная площадь
этих отверстий должна быть в 6—7 раз меньше площади сечения
камеры зажигания 4. Для получения искры на свечу подают на¬
пряжение 10—25 кВ от авиа- или автобобины или высоковольт¬
ного трансформатора.
Стабилизатором и камерой сгорания для запальника служит
канал в стенке керамического горелочного туннеля основной го-
348

релки. К горелочной плите запальник крепится фланцем, име¬
ющимся на его корпусе. Противодавление в топке и горелочном
туннеле требует обеспечить герметичность стыков между корпусом
запальника, горелочной плитой и горелочным камнем.
Запальные устройства этого типа могут быть использованы
и в топках, работающих под разрежением.
Запальники с электрическим зажиганием и контролем пламени.
Наиболее широко распространены запально-защитные устройства
(ЗЗУ) завода «Ильмарине», предназначенные для автоматического
или дистанционного розжига газовых и мазутных горелок. В ком¬
плект ЗЗУ входит управляющий прибор с датчиком, осуществля¬
ющие контроль за наличием в топке факела. ЗЗУ можно Исполь¬
зовать самостоятельно или в общей системе автоматики агрегата.
При открытии электромагнитного вентиля на газопроводе
(р =*= 0,1-5-5 кгс/см2) к запальнику одновременно» включается
источник высокого напряжения (высоковольтный трансформатор
или катушка зажигания). Напряжение поступает на центральный
электрод запальника (рис. 7.29). В промежутке между хвостовиком
центрального электрода и кольцевым заземленным электродом
наконечника (зазор между ними должен быть 2—3 мм) возникает
электрическая искра, поджигающая газ, выходящий из ствола
запальника. Импульс от появившегося факела запальника пере¬
дается отдатчика на управляющий прибор для подачи газа к основ¬
ной горелке.
849

Контроль за факелом основной горелки осуществляет при
установившемся режиме работы агрегата фотодатчик, а за факелом
запальника — ионизационный датчик. Последний фланцем крепят
К стволу запальника и располагают в общей установочной трубе,
диаметр которой должен быть не меньше 70 мм. Электрод датчика
устанавливают на расстоянии 10—20 мм от наконечника запаль¬
ника, так чтобы он омывался его пламенем и исключалась воз¬
можность короткого замыкания электрода с заземленными ча¬
стями горелки при тепловых деформациях. Положение централь¬
ного электрода фиксируют винтами 6.
Устойчивое горение запальника обеспечивается при подаче
воздуха в установочную трубу и движении его параллельно оси
запальника. Поток воздуха образуется за счет разрежения в топке
или принудительной подачей вентилятором (для топок, работа¬
ющих под наддувом). При компоновке с газомазутной горелкой
запальник должен обеспечивать розжиг мазутной форсунки при
расходе топлива не более 1 т/ч.
Факел запальника регулируют воздушным режимом в зави¬
симости от типа контролирующего датчика. Так, при установке
электрода ионизационного датчика надежный сигнал имеет место
Фолько при желтом факеле. Если ЗЗУ применяют для растопки
регазифицированных агрегатов, то можно использовать пропан¬
бутановую смесь из баллонов.
Установочная труба запальника в соответствии с местными ус¬
ловиями и конструкцией основной горелки может располагаться
параллельно оси последней и как можно ближе к ней. Как пра¬
вило, трубу помещают под углом к оси горелки, так чтобы их
350

оси пересекались близко к корню факела. Длина пламени запаль-
ника должна быть не менее 800 мм. Наконечник запальника во
избежание перегрева располагают на расстоянии 250—400 мм от
торна установочной трубы, а температура в этой зоне не должна
превышать 600° С.
Электрозапальник газовый (ЭЗ) Московского завода тепловой
автоматики (рис. 7.30, а) состоит из коробки /, контрольного
электрода 5, закрепленного хомутами с фарфоровыми изолято¬
рами, и трубы запальника 6. Внутри трубы проходит высоковольт¬
ный провод, который через сопло-изолятор огневого насадка 7
выходит наружу и заканчивается наконечником 10.
К торцу огневого насадка приварена решетка 9 из жаропроч¬
ного металла, стабилизирующая пламя. При подаче напряжения
(6—12 кВ) на высоковольтный провод от трансформатора зажи¬
гания между наконечником и стабилизатором пламени возникает
искра, поджигающая газ. Искровой зазор должен быть 5—7 мм.
Газ к электрозапальнику подают по стальной трубке 0 12^
Х1,75 мм, торец которой приваривается к штуцеру запальника.
Воздух для горения газа поступает через отверстие в скользя¬
щем фланце 4 за счет разрежения в топке. При открытии электро¬
магнитного клапана на отводе газопровода к запальнику газ
через штуцер 11 проходит в коробку /, откуда попадает в трубу
запальника 6 и трубку контрольного электрода 5 и истекает наружу
через жиклер контрольного электрода (имеет 6 отверстий 0 0,8 мм,
расположенных в 2 ряда и направленных в сторону стабилизи¬
рующей решетки 9) и через фарфоровое сопло-изолятор (имеет
8 отверстий 0 0,9 мм, расположенных на торце по окруж¬
ности).
Контроль наличия собственного факела запальника осуще¬
ствляется на принципе детектирующего свойства пламени, воз¬
никающего в цепи контрольный электрод—пламя—стабилизатор
пламени. Сигнал наличия факела поступает на устройство кон¬
троля пламени автоматики безопасности.
При монтаже в обмуровку топки закладывают трубу 8, к ко¬
торой приваривают скользящий фланец. Подвижный хомут 2
на трубе запальника скрепляется со скользящим фланцем бол¬
том 3 с таким расчетом, чтобы было обеспечено надежное зажига¬
ние основной горелки. Примеры расположения запальника типа
ЭЗ относительно горелок различных конструкций приведены на
рис. 7.30, б, в, г.
Рабочее давление газа перед запальником 100—5000 кгс/м2,
расход природного газа при р = 4000 кгс/м2 составляет около
6,5 м3/ч.
Допустимое давление (разрежение) в топочной камере
имеет диапазон от 1,0 до —5,0 кгс/м2, температура в зоне стаби¬
лизатора запальника 700—900° С. Примерные размеры факела
при работе в атмосфере, мм: диаметр — 200, длина на низком
давлении — 370—400, на среднем — 400—500.
861

352

12 Чепель В М.
353

Запальники выпускают в 4 исполнениях,
ной и массой:
I
п
III
IV
Длина L, мм . . . .
. . .	500
800
1400
2000
Масса, кг

. . .	6,2
9,5
11,0
12,5
В системе автоматики АГОК-66 для зажигания и контроля
пламени, главным образом подовых горелок, применяют за¬
пально-контрольную горелку типа ЗК-Н (рис. 7.31).
Газ низкого давления при открытии трехходового электро¬
магнитного клапана на газопроводе к запальнику поступает в его
ствол 12 и через сопло 5 подается в огневой насадок-смеситель 4.
За счет разрежения, создаваемого струей газа, в смеситель через
отверстия в нем подсасывается часть воздуха, необходимого для
горения газа. В результате образуется достаточно жесткий и про¬
зрачный факел. Остальной (вторичный) воздух поступает к устью
огневого насадка, куда он подсасывается за счет разрежения
в топке через отверстия,'просверленные по периферии тубуса 9.
Степень открытия отверстий регулируют при наладке поворотной
воздушной заслонкой 10.
Для розжига ЗК-Н одновременно с открытием электромагнит¬
ного клапана подают ток высокого напряжения от катушки за¬
жигания на электрод зажигания 3. Возникающая искра между
ним и огневым насадком (зазор 1,5—3 мм) поджигает газовоздуш¬
ную смесь. Контроль наличия пламени осуществляется специаль¬
ным электродом 2, выступающим за пределы тубуса примерно на
50 мм. 3 вспомогательных электрода 1 служат стабилизаторами
пламени и включаются в электрическую цепь между датчиком
контроля пламени и корпусом горелки. Для крепления тубуса
к фронтовому листу котла используется фланец, привариваемый
по месту при монтаже.
ЗК-Н изготовляют в 2 исполнениях: L = 300 и 500 мм.
В ряде случаев стационарный запальник является составной
частью газогорелочного устройства. Это особенно целесообразно
тогда, когда включение и выключение этого устройства проис¬
ходит автоматически в зависимости от нагрузки агрегата при го¬
рящем дежурном стационарном факеле. Примером такого устрой¬
ства являются горелки Г-1,0 и -0,4 (рис. 8.39).

ГЛАВА 8
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ГАЗОВОГО ТОПЛИВА
В КОТЛАХ
8.1. Общие сведения о котлах
Промышленность и коммунальное хозяйство расходуют значительную часть
добываемого топлива на получение горячей воды и пара в котлах — теплообмен¬
ных аппаратах поверхностного типа. В них теплота отбирается от одной среды
(продуктов горения топлива), имеющей высокую температуру, и передается дру¬
гой среде (воде) с низкой температурой. Теплообмен происходит без непосред ст-
венногоконтакта этих сред, отделенных друг от друга поверхностями нагрева,
В теплообменниках теплота может передаваться не только от горячих газов
к воде, но и от горячей воды к холодной, от пара к воде, от пара к воздуху и т. д.
Чаще всего в качестве поверхностей нагрева используют металлические трубы,
внутри которых движется среда с большим давлением, а снаружи с меньшим
независимо от их температур. Это позволяет уменьшить толщину стенок корпуса
теплообменника. Простейший пример трубчатого теплообменника показан на
рис. 8.1. Чтобы удлинить путь второго теплоносителя и организовать поперечное
омывание им трубок, в корпусе предусмотрены перегородки.
Котел значительно сложнее по устройству, так как в нем происходит не только
теплообмен между продуктами горения и водой или паром, но и приготовление
теплоносителя (сжигание топлива и получение продуктов его горения). Котлы
в зависимости от назначения делят на водогрейные и паровые. Если требуются
и пар, и горячая вода, то обычно прменяют паровые котлы, из которых часть
получаемого пара используют непосредственно в производстве, а часть направляют
в специальный теплообменный аппарат — бойлер. В бойлере пар отдает свою
теплоту холодной воде, конденсируется и в виде конденсата вновь возвращается
в котел.
Пар, идущий в производство, также стараются собрать после его использова¬
ния и конденсации и вернуть обратно в котел для повторного нагрева. Чем больше
возвращается в котел конденсата и чем выше его температура, тем меньше требу¬
ется теплоты на получение пара, меньше потребность в сырой (питательной)
воде и, следовательно, ниже расходы на подготовку этой воды перед подачей ее
в котел. В воде, как правило, имеются различные примеси, которые при нагреве
выделяются и оседают на поверхностях нагрева. Эти отложения (накипь) умень¬
шают сечения труб, по которым циркулирует нагреваемая вода, ухудшают пере¬
дачу теплоты от горячих продуктов горения к воде и могут привести к местным
перегревам поверхностей нагрева.
В паровых котлах нижняя часть, заполненная водой, называется водяным
пространством, верхняя, в которой собирается пар, — паровым. Поверхности
котла, которые с одной стороны обогреваются пламенем или продуктами горения,
а с другой — омываются водой, называют поверхностями нагрева.
Поверхность нагрева котла измеряют в квадратных метрах и условно подраз¬
деляют на радиационную и конвективную. Под радиационной понимают поверх¬
ность, которая обращена в топку и воспринимает теплоту в основном за счет
излучения факела горящего топлива, раскаленных огнеупорных стенок, сводов,
Рассекателей, а также продуктов горения, имеющих высокую температуру,
'-'стальная часть поверхности нагрева называется конвективной, так как воспри¬
нимает теплоту в основном путем конвекции — непосредственного соприкоснове¬
ния с ней движущихся в газоходах продуктов горения, В действительности^
‘2*	353

конечно, радиационные поверхности воспринимают теплоту не только от излуче¬
ния, но и конвективным путем. Однако доля теплоты, получаемой ими за счет
радиации, во много раз больше, чем за счет конвекции. В конвективной же части
доля теплоты, полученной за счет конвекции, намного больше передаваемой излу¬
чением от продуктов горения, температура которых значительно меньше, чем
в топке.
Чтобы получить в котле необходимое количество горячей воды или пара,
в топке сжигают соответствующее количество топлива. Если при работе удается
подавать топливо в точном соответствии с отбором пара, то температура горячей
воды в котле и давление пара в нем не будут меняться. Если же расход и поступле¬
ние теплоты не равны друг другу, то давление пара в котле и температура воды
в нем будут либо повышаться (приход теплоты больше отбора), либо понижаться
(подача топлива отстает от отбора пара). Практически давление пара или темпе¬
ратура воды в котле всегда имеют некоторые колебания, которые наблюдаются по
манометру или термометру. Однако при установившемся режиме эти колебания
могут быть настолько малы, что стрелка манометра или столбик ртути В термо¬
метре на глаз кажутся неподвижными.
Кроме теплового равновесия в котле должно поддерживаться материальное
равновесие, т. е. количества расходуемой и поступающей питательной воды
должны соответствовать друг другу. Следует иметь в виду, что при быстрой подаче
в котел больших объемов питательной воды давление и температура кипения воды
в кем уменьшаются.
При кипении вся вода в котле имеет почти одинаковую температуру, которая
на ничтожно малое значение превышает температуру, соответствующую давлению
насыщенного пара в паровом пространстве котла. Насыщенный пар в момент
своего образования имеет практически ту же температуру, что и вода. Поэтому
в паровом котле одновременно существуют вода и пар.
Во многих случаях требуется перегретый пар. Для этого насыщенному пару
сообщают дополнительную теплоту (перегревают его) в конвективном, паропере¬
гревателе, который обычно располагают по ходу продуктов горения за первым
газоходом котла. Пароперегреватель состоит из параллельно включенных змееви¬
ков из труб 0 28—42 мм, соединенных коллекторами.
Чтобы уменьшить потери теплоты с уходящими газами, за котлами последо¬
вательно располагают дополнительные теплообменники (хвостовые поверхности) —
экономайзер и воздухоподогреватель. В экономайзере подогревается поступающая
в котел питательная вода. Средняя температура воды в экономайзере всегда значи¬
тельно ниже, чем в котле. Поэтому эффективность использования теплоты уходя¬
щих газов при установке экономайзеров выше, чем при увеличении поверхности
нагрева самого котла. Если экономайзер подключается по схеме противотока, то
продукты горения на выходе из него можно охладить ниже температуры кипения
воды в котле.
В котельных агрегатах, которые работают на высоком давлении пара и
снабжают им паровые турбины, температура питательной воды, поступающей
в экономайзер, не позволяет достаточно глубоко охлаждать продукты горения.
В таких случаях для уменьшения потерь теплоты с уходящими газами (fa) уста¬
навливают воздушные экономайзеры (воздухоподогреватели), в которых подогре¬
вается воздух, необходимый для сжигания топлива. Использование подогретого
воздуха интенсифицирует теплообмен в топке и газоходах котла.
266

Конструкции котлов зависят от их назначения, теплопроизводительности и
вида сжигаемого топлива. В отопительных котельных жилищно-коммунального
хозяйства в основном используют небольшие чугунные или стальные секционные
котлы без экономайзеров и воздухоподогревателей, в производственно-отопитель¬
ных котельных — чаще всего водотрубные (реже жаротрубные и вертикальные
цилиндрические) котлы с индивидуальными или групповыми экономайзерами,
в котельных электростанций — крупные энергетические котлоагрегаты, включаю¬
щие в себя и экономайзеры, и воздухоподогреватели.
Теплопроизводительность котла (тепловую мощность) определяют как
произведение его поверхности нагрева на расчетный теплосъем с 1 мЧ этой поверх¬
ности. Теплосъем с 1 м2 поверхности нагрева (удельная тепловая мощность)
зависит от конструкции котла и колеблется от 6—15 для чугунных секционных
до 25 Мкал/ч и более для водотрубных котлов.
Мощность паровых котлов обычно выражается их паропроизводительностью
в тоннах пара в час. Так как количество теплоты, заключенной в 1 кг пара, зависит
от его давления, то при указании паропроизводительности котла одновременно
называют и расчетное давление.
Под номинальной теплопроизводительностью котла (тепловой мощностью,
паропроизводительностью) понимают наибольшую теплопроизводительность,
которую он должен обеспечивать в длительной эксплуатации при номинальных
значениях параметров воды (пара).
8.2.	Особенности сжигания газового
топлива в котлах
В последние годы в СССР значительно возросло количество
типов котлов, в которых сжигают газовое топливо. Однако и в на¬
стоящее время большинство их предназначено для сжигания твер¬
дого топлива и при работе на газе подлежит реконструкции.
При этом переоборудование чаще всего производят так, чтобы
в случае необходимости можно было снова быстро перейти на ре¬
зервное твердое или жидкое топливо. Условия работы котлов при
переводе их на газовое топливо меняются вследствие изменения
светимости и длины факела, иного распределения тепловых пото¬
ков в топочном объеме, меньшего избытка воздуха и т. д. Эти
факторы влияют на распределение температуры в топке и газо¬
ходах, на объем и скорость движения в них газов. Так, например,
тепловые напряжения топочного объема могут приниматься в не¬
сколько раз большими, чем при сжигании твердого топлива, до¬
стигая 1 Гкал/(м3-ч). Вместе с тем если в топке котла установлены
горелки с малым тепловым напряжением огневого сечения, то
сгорание газа происходит в ограниченной, чаще всего в нижней,
части топки, вызывая по высоте топки значительный перепад
температуры.
В большинстве современных котлов топки частично или пол¬
ностью экранированы и основную роль в процессе теплообмена
играет излучающая способность факела (см. гл. 6). С улучшением
предварительного смешения газа с воздухом уменьшается свети¬
мость факела, но одновременно повышается его температура и
сокращается длина. Повышение температуры факела не только
компенсирует уменьшение теплоотдачи за счет изменения свети¬
357

мости факела, но и увеличивают ее, что особенно важно в топках
ограниченных размеров.
Если степень экранирования топки невелика и имеется опас¬
ность снижения надежности футеровки из-за ее местного перегрева,
переносят окончание процесса перемешивания газа с воздухом
в топку, недалеко от обреза амбразуры, что позволяет несколько
снизить температуру несветящегося факела.
Для теплообмена в топке имеют значение вторичные излуча¬
тели, роль которых чаще всего выполняют неэкранированные
стенки топки, керамические горки и рассекатели, а также под
топки, покрытый огнеупорным кирпичом. Вторичные излучатели
тем эффективнее, чем больше их температура и излучающая по¬
верхность. Максимальный теплообмен происходит, если поверх¬
ности экранов и излучателей параллельны, а толщина слоя про¬
дуктов горения между ними минимальна. Вторичный излучатель
должен как можно меньше перекрывать поверхности нагрева от
излучения факела и не мешать омыванию ихч продуктами горения.
Устройство вторичных излучателей в топке не должно затруднять
переход с одного вида топлива на другой.
Влияние лучистого теплообмена в топке на температуру ухо¬
дящих газов сглаживается, если котел имеет достаточно развитую
конвективную поверхность. Рост температуры газов за топкой
увеличивает температурный перепад и скорость их движения (за
счет роста объема) в газоходах, увеличивая конвективный тепло¬
обмен. С другой стороны, уменьшение а (по сравнению с работой
на жидком или твердом топливе) ведет к снижению скорости газов
и конвективного теплообмена. Воздействие этих факторов при пере¬
ходе с одного вида топлива на другой может сильно отразиться на
работе пароперегревателя и потребовать специальных мероприятий
для поддержания температуры перегрева пара в допустимых
пределах.
В ряде случаев даже при отсутствии сажистых частиц в про¬
дуктах горения наружные поверхности экранов покрываются
серым или желтоватым налетом, ухудшающим условия тепло¬
передачи в топке. Поэтому при работе на газе также рекомендуется
регулярно очищать эти поверхности. Однако в общем при работе
на газе резко уменьшается загрязнение поверхностей нагрева,
что улучшает теплопередачу от продуктов горения к циркули¬
рующей воде. Это позволяет повышать теплопроизводительность
котлов на 20—30 и даже 50%. В свою очередь уменьшение загряз¬
нении и а снижает гидравлическое сопротивление газоходов.
В ряде случаев, особенно на малых нагрузках, это позволяет
работать без дымососа, необходимого при сжигании твердого
или жидкого топлива, а при невозможности работать без него —
снизить расход электроэнергии. Использование инжекционных
горелок позволяет отказаться от дутьевых вентиляторов
и, следовательно, Также ведет к снижению расхода элек¬
троэнергии.
358

Перевод котлов на сжигание газового топлива отражается
и на работе дымовой трубы: сказывается уменьшение объемов про¬
дуктов горения, увеличение содержания в них водяных паров и
изменение температуры.
При сжигании газового топлива появляется возможность вы¬
водить котел на расчетный режим значительно быстрее, чем на
твердом топливе, что может вызвать дополнительные напряжения
в поверхностях нагрева, особенно в секциях чугунных котлов.
Поэтому правильный выбор горелок и их расположение в топке
определяют безопасность и долговечность работы котла. Особое
значение в этих условиях приобретает подготовка питательной
воды. Довольно часто котлы, длительное время работавшие на
жидком или твердом топливе, выходят из строя в первые же дни
их работы на газе. Наблюдаются разрывы экранных труб у водо¬
трубных котлов, появляются отдулины на барабанах, трещины
на секциях чугунных котлов. Основной причиной этого кроме
более тяжелых условий работы тепловоспринимающих поверх¬
ностей при сжигании газового топлива является наличие на их
внутренних поверхностях даже небольшого слоя накипи, который
уменьшает теплоотдачу от стенок труб или секций к воде. При сжи¬
гании твердого и жидкого топлив наружные поверхности на¬
грева быстро покрываются слоем золы и сажи. Этот слой умень¬
шает количество теплоты, воспринимаемой поверхностями нагрева
от раскаленных продуктов горения и излучателей, и служит как бы
естественной защитой этих поверхностей от перегрева. Для при¬
мера можно указать, что термическое сопротивление стальной
стенки трубы толщиной 10 мм эквивалентно сопротивлению слоя
накипи толщиной 0,25 мм или слоя сажи толщиной 0,025 мм.
Как видно, термическое сопротивление сажи в 10 раз выше со¬
противления накипи и в 400 раз выше сопротивления стальной
стенки. При переводе котла на сжигание газового топлива поверх¬
ности нагрева тщательно очищают от налета сажи и золы, и при
дальнейшей эксплуатации на газовом топливе они остаются прак¬
тически чистыми. Поэтому даже тонкий слой накипи на внутрен¬
них поверхностях приводит к более сильному нагреву стенок
труб или секций, чем при работе на твердом или жидком топливе.
Кроме применения докотловой обработки питательной воды
и обеспечения безнакипного состояния поверхностей нагрева при
сжигании газа необходимо соблюдать следующие основные общие
условия:
—	тщательная очистка котлов от шлама и накипи, золы и сажи;
—	исключение ударного воздействия факела на поверхность
нагрева;
—	обеспечение в топке максимально возможной равномерности
распределения тепловых потоков;
—	применение газогорелочных устройств, размеры факела
которых при любых режимах работы меньше соответствующих
габаритов топки;
359

—	в неэкрапированных или частично экранированных топках
поддержание таких температур, которые не приводят к быстрому
разрушению не защищенных экранами частей топки;
—	обеспечение надежного розжига газогорелочных устройств
и устойчивого факела во всем диапазоне регулирования их тепло¬
вой мощности;
—	защита от перегрева со стороны топки тех элементов котла,
где возможно нарушение циркуляции, отложение шлама и накипи,
а также участков, которые больше выступают в топку и подвер¬
гаются опасности местного перегрева, особенно при сжигании
резервного жидкого топлива.
8.3.	Выбор количества и места
установки горелок
Количество и расположение горелок зависит от конструкции
топки, производительности котла и диапазона его регулирования,
степени экранирования топки, необходимости резервирования
другого вида топлива и ряда других факторов. При выборе горе¬
лок следует учитывать диапазон не только устойчивой, но и эконо¬
мичной работы, в котором они обеспечивают полное сжигание
газа в данной топке при минимальном значении а.
При переоборудовании водотрубных котлов малой производи¬
тельности, имеющих экранированную топку, устанавливают чаще
всего 2 или даже 1 горелку. Такое решение возможно при работе
котла только на газе или при использовании газомазутных горе¬
лок. Более 2 горелок устанавливают, если:
—	фронт котла занят устройствами для забрасывания твер¬
дого топлива и горелки приходится располагать на боковых стен¬
ках топочной камеры, причем установка горелок большой тепловой
мощности требует вырезки многих экранных труб;
—	топка котла не экранирована или имеет значительные
неэкранированные участки, которые из-за сосредоточенного под¬
вода теплоты при работе горелок большой мощности нагреваются
до температуры, способной вызвать их разрушение;
—	топка экранирована, но имеет большие размеры (например,
высоту), и требуется обеспечить равномерность распределения
теплоты;
—	топка имеет недостаточные размеры (особенно высоту) для
свободного развития факела, а конструкция котла (например,
чугунного секционного) определяет особые требования к равно¬
мерности распределения теплоты.
При выборе типа горелок учитывают давление газа на вводе
в котельную. Предпочтительнее среднее давление (до 3 кгс/см2),
при котором газопроводы имеют меньшие диаметры и можно не
применять принудительную подачу воздуха.
Важным условием является необходимость резервирования
другого вида топлива (твердого или жидкого). Наиболее рацио-
360

нально использовать в котельной только газовое топливо, а в усло¬
виях стационарного газоснабжения целесообразно применять
котлы, сконструированные специально для сжигания газа, позво¬
ляющие наиболее эффективно использовать топливо. При работе
котлов только на газе появляется возможность использовать
контактные экономайзеры, что приводит к дополнительной эко¬
номии 12—18% топлива. Если необходимо резервное топливо,
то сохраняют устройства для быстрого перехода на его сжигание.
В качестве резервного используют топливо, на котором котлы ра¬
ботали до перевода на газ.
Важным условием, определяющим полноту сгорания газа,
является свободное развитие факела в топке и окончание процесса
горения до выхода продуктов горения в конвективную часть
котла. Длина факела должна быть меньше расстояния до проти¬
воположной стенки топки на 1—1,5 м. Соприкасание факела с по¬
верхностями нагрева приводит к его резкому охлаждению и к не¬
полноте сгорания, а в некоторых случаях к выделению частиц
сажистого углерода. Местный перегрев поверхности нагрева может
вызвать образование в ней трещин или разрывов, а также нару¬
шить циркуляцию воды в котле. Соприкосновение факела с кир¬
пичной футеровкой топки приводит к ее быстрому разрушению.
В горелках, имеющих устройства для крутки воздуха, наблю¬
дается некоторое отклонение факела и потока продуктов горения
в сторону, соответствующую направлению крутки. Это следует
учитывать при установке таких горелок в топках небольших
котлов в одном горизонтальном ряду, чтобы не допустить касания
факелами боковых стенок топки.
При расположении на фронте котла горелок, не имеющих
крутки воздуха, следует учитывать, что топки некоторых котлов
(ДКВР, КРШ и др.) имеют выход продуктов горения у одной из
ее боковых стенок, куда может отклониться факел и затянуться
в камеру дожигания или конвективную часть котла.
Следует учитывать естественное расширение факела на выходе
из устья горелки или туннеля. При цилиндрическом туннеле и
отсутствии закручивающих устройств центральный угол расши¬
рения факела составляет примерно 26°. У горелок с круткой воз¬
духа или смеси угол расширения зависит от формы туннеля и сте¬
пени крутки и может составлять от 30 до 120°. Для газомазутных
горелок особое значение имеет угол расширения мазутного факела.
У наиболее распространенных горелок ГМГм угол раскрытия
факела 70—80, у горелок ГМГБ — 65°.
Для защиты боковых экранов от местного перегрева при исполь¬
зовании газомазутных горелок в некоторых случаях применяют
отражательные стенки из огнеупорного кирпича. Установка глу¬
хих стенок уменьшает тепловоспринимающую поверхность экра¬
нов и может привести к перегреву и даже разрыву экранных труб
в местах, где они соприкасаются со стенками. Обычно отражатель¬
ные стенки выполняют в виде решеток, через которые циркули-
361

руют продукты горения, и располагают их на расстоянии не менее
50 мм от экранных труб. Опыт эксплуатации современных котлов
на мазуте и газе подтверждает возможность надежной, длитель¬
ной и безаварийной их работы без устройства защитных стенок.
Ниже кратко рассматриваются методы сжигания газа в неко¬
торых наиболее распространенных в промышленности и комму¬
нальном хозяйстве СССР котлах (крупные энергетические котлы
и котлы тепловых электростанций в обзор не включены).
8.4,	Секционные котлы
8.4.1.	Чугунные секционные котлы
Чугунные секционные котлы (табл. 8.1) состоят из набора
чугунных секций и в зависимости от тепловой мощности постав¬
ляются в виде готового блока или собираются на месте при монтаже
котельной. Удельная тепловая мощность зависит от конструкции
котла и колеблется в пределах 6—15 Мкал/(ч м2). Мощность котла
зависит от количества секций в нем и поверхности нагрева каждой
секции и определяется как произведение удельной тепловой
мощности на суммарную поверхность нагрева.
Котлы имеют малое сопротивление проходу продуктов горе¬
ния, что позволяет эксплуатировать их без дымососов, а во мно¬
гих случаях и без дутьевых вентиляторов. Выпускавшиеся до
последнего времени котлы были предназначены, как правило,
для работы на каменном угле. Так как на практике отопительные
котельные не получают угля необходимых кондиций (определен¬
ных сортов и размеров), а эксплуатация не всегда ведется доста¬
точно квалифицированно, то кпд таких котлов невелик и оказы¬
вается значительно ниже расчетного, не достигая 70%. Перевод
их на сжигание газового топлива и повышение квалификации
обслуживающего персонала позволяют повысить кпд до 80%
и более.
Котлы отопительные водогрейные чугунные тепловой мощ¬
ностью до 73 Мкал/ч, предназначенные для отопления небольших
помещений и отдельных квартир, согласно ГОСТ 20548—75,
могут быть:
—	универсальными для работы на твердом топливе с возмож¬
ностью переоборудования для работы на жидком и газовом
топливе;
—	специализированными для работы только на твердом или
только на жидком или газовом топливе.
Котлы могут быть 2 моделей: малой (КЧММ) — тепловой мощ¬
ностью до 23 Мкал/ч и большой (КЧМ) — тепловой мощностью
от 9,5 до 73 Мкал/ч. Удельная тепловая мощность в зависимости
от вида топлива (антрацит Донецкого бассейна класса 25—50,
природный газ, печное бытовое легкое жидкое топливо) должна
быть не меньше, Мкал/ч: для универсальных котлов малой мо-
36»

Таблица 8.1
Характеристика секционных котлов
363

Продолжение табл. 8.1
364

дели — 9,5 (твердое и газовое) и 7,9 (жидкое); большой модели —
10 (твердое и газовое) и 9,5 (жидкое); для специализированных
котлов — 11 (жидкое) и 15 (газовое). Кпд котлов должен быть не
менее, %: для универсальных на твердом топливе — 75, на жид¬
ком — 78, на газовом — 80, для специализированных на жидком
топливе — 82, на газовом — 85.
Более мощные чугунные котлы и котлоагрегаты с абсолютным
давлением воды до 7, пара — до 0,7 кгс/см? и температурой воды
до 115° С согласно ГОСТ 10617—75 должны изготовляться мощ¬
ностью от 0,1 до 3 Гкал/ч в водогрейном (В) и паровом (П) испол¬
нениях. Паровой котел состоит из водогрейного котла и паро¬
сборника, установленного над ним. Паросборник соединяется
с котлом при помощи отводов, подключаемых обычно к коллек¬
торам горячей воды. Для осуществления циркуляции воды ниж¬
нюю часть паросборника соединяют циркуляционными трубами
с нижним коллектором котла.
Для работы на природном газе, легком жидком топливе и ма¬
зуте должны изготовляться автоматизированные котлоагрегаты
с кпд не ниже 87% для газа и легкого жидкого топлива и 82%
для мазута. Пример условного обозначения: а) водогрейного авто¬
матизированного котлоагрегата для газа низкого давления —
котлоагрегат КВА-Гн, б) парового автоматизированного с газо¬
мазутной горелкой для газа среднего давления — котлоагрегат
КПА-Гс/М. Кроме этого, в обозначение вводится число, соответ¬
ствующее мощности агрегата (МВт или Гкал/ч).
При переоборудовании водогрейных котлов для работы в паро¬
вом режиме, а также при работе водогрейных котлов в системах
горячего водоснабжения или на технологические нужды с постоян¬
ной нагрузкой их номинальная мощность должна быть снижена
на 15%. Температура уходящих газов при номинальной мощ¬
ности и сжигании газового и жидкого топлива должна быть не
ниже 180° С в перерасчете на а = 1,0.
В отопительных котельных еще встречаются котлы типа
Стреля и Стребеля большой и малой модели. Котлы имеют вну¬
тренние топки малого объема, предназначенные для сжигания вы¬
сококачественного короткопламенного угля без принудительной
подачи воздуха. Котлы Стреля и Стребеля различаются размерами
и формой секций, которые у первых почти прямоугольные, у вто¬
рых — овальные. Снаружи секции после сборки изолируют
асбестом и покрывают сверху листовым железом.
Котел «Универсал-6» шатрового типа состоит из 2 пакетов,
собранных из отдельных секций. Секции соединяют коническими
ниппелями и стяжными болтами, которые проходят через отвер¬
стия ниппелей. Пакеты устанавливают на кирпичные стенки, об¬
разующие топку. Продукты горения топлива, поднимаясь в топке,
омывают Р-образные выступы средних секций, в имеющихся
в верхней части секций промежутках поворачивают на 180° и
опускаются по каналам, образованным ребрами секций и обму-
365

ровкой, в боковые сборные газоходы, откуда направляются в боров
котельной. Оба боковых газохода котла имеют шиберы, подвешен¬
ные на тросах, концы которых, уравновешенные грузами, вы¬
водятся на фронт котла. В верхней части котла между секциями
имеются перекрытые кирпичами отверстия для чистки котла.
При сжигании антрацита и бурого угля применяют опрокидные
колосники, укладываемые на подколосниковые балки. Снаружи
стенки топки обмурованы красным кирпичом. Боковые, задние
и передние стенки пакетов снаружи футеруют теплоизоляцион¬
ной мастикой (70% белой глины и 30% асбестовой крошки).
Полушатровый или односторонний котел «Универсал-6» имеет
не 2, а только 1 пакет секций.
Котлы «Энергия-3 и -6» выпускают только в двусторонней
модификации. В качестве крайних используют средние секции,
установленные в перевернутом положении. Снаружи боковые
стенки пакетов футеруют теплоизоляционной мастикой, переднюю
и заднюю стенки котла, а также верхнюю его часть обмуровы¬
вают кирпичом.
Котлы типа МГ-2 и МГ-2Т состоят из секций, имеющих Р-об-
разную форму и собираемых в пакеты. При установке 2 пакетов
образуется шатровая топка; если пакет один, топка получается
полу шатровой. Лобовых секций котел не имеет, передняя и задняя
стенки образуются кладкой из огнеупорного кирпича. Секции
снаружи котла обмуровываются кирпичом и образуют газоход.
Чугунные секционные котлы других типов (НРч, «Искитим-1»
ЧА-1, «Отопитель-1», «Пламя», «Огонь», «Нерис» и т. д.) устроены
аналогично.
Котлы «Тула-1 и -3» также собирают из 2 пакетов одинаковых
секций, образующих шатровую топку. Секции соединяют кони¬
ческими ниппелями и стяжными болтами. Пакеты устанавливают
на кирпичные стенки зольника. Опрокидные колосники уклады¬
вают на подколосниковые балки. Продукты горения из топки
поднимаются вверх и омывают радиационную поверхность сек¬
ций. Повернув в канал, образованный стыковыми ребрами, газы
омывают поперечные и продольные трубчатые поверхности сек¬
ций и опускаются вниз. Затем омывают продольные и торцевые
поверхности секций, поднимаются вверх и через газоход отводятся
в боров котельной. Монтаж котла с нижним расположением отво¬
дящих газоходов не допускается. Вертикальные газоходы очи¬
щают сверху через специальные дверки, горизонтальные — через
передние дверки котла.
У котлов «Минск-1» поверхность нагрева средней секции 1,25,
крайней — 0,625 м2. Оба пакета, образующие шатровую топку,
собирают из секций одного типа при помощи ниппелей и стяжных
болтов, к которым приварены шайбы со срезами. Шайбы распола¬
гают в ниппелях в чередующемся порядке для придания воде
прямоточного движения. В нижних ниппелях срезы шайб направ¬
лены вниз для удаления воды и шлама, а в верхних — вверх для
866

удаления воздуха. Установка пакетов на зольник и устройство
Колосников аналогичны «Туле-3». Переднюю, заднюю и верхнюю
части топки, не закрытые секциями, закладывают кирпичом.
Продукты горения из топки входят в опускные каналы секции,
откуда попадают в сборный газоход и по нему направляются
к фронту котла. Затем газы поднимаются по коробу, поступают
в горизонтальный газоход, образованный межтрубным простран¬
ством секций, и, двигаясь от фронта, уходят из котла в боров
котельной. Воду в отличие от других чугунных котлов подают
через верхний задний тройник, горячую воду отводят через
верхний передний тройник. Вертикальные каналы очищают через
верхние проемы секций, перекрытые крышками, а горизонтальные
газоходы — через дверки короба. Расчетное разрежение за котлом
больше, чем у других секционных котлов, и при а = 1,35 состав¬
ляет, кгс/м2; 5 (поверхность нагрева котла 20,8 м2), 7 (30,4) и
9 (40).
8.4.2.	Стальные секционные котлы
В отопительных и небольших производственных котельных
кроме чугунных используют также стальные секционные котлы
(табл. 8.1). В частности, в котельных встречаются котлы HP-17
в одно- и двустороннем исполнении и НР-18 в двустороннем испол¬
нении.
Котел НР-18 состоит из набора однотипных секций, соединен¬
ных между собой коллекторами. Секции изготовляют из труб
0 89 мм. Внутренние трубы секций образуют боковые экраны
топки, а 2 наружных ряда труб — конвективную часть. Пере¬
городка из шамотного кирпича отделяет топку от конвективной
части. Наличие 3 рядов труб в секциях котла НР-18, условия на¬
грева которых различны, приводит к усиленному накипеобразо-
ванию и частому пережогу труб, обращенных в топку. Кроме
того, наблюдается усиленная коррозия труб конвективной части.
Продольное омывание труб конвективной части продуктами го¬
рения, имеющее место в котле, наименее эффективно, поэтому
удельная металлоемкость котла велика.
В котле Надточия модели 3 шатрового типа по сравнению
с НР-18 снижен расход металла на 25—30, расход обмуровочных
материалов на 25—30 и объем на 35—37%. Каждая сварная сек¬
ция состоит из 1 ряда вертикально расположенных труб 114x4 мм
и приваренных к ним стальных полос — плавников. Боковые
стенки трубного пакета служат одновременно топочными экра¬
нами, конвективной поверхностью нагрева и разделительной
стенкой между топкой и конвективной частью. При монтаже
коллекторы смежных секций свариваются встык. Продукты горе¬
ния из топки поднимаются вверх, затем в верхней части котла
разделяются на 2 потока и движутся вниз по газоходам, образо¬
ванным тыльными сторонами экранов, к которым приварены
367

плавники, и боковыми стенками кирпичной обмуровки. По двум
узким горизонтальным газоходам, выполненным под котлом,
продукты горения направляются в боров.
У котлов НИИСТУ-5 тыльные стороны труб боковых и зад¬
него торцевого экранов имеют ребра, образующие конвективные
газоходы. Продукты горения поднимаются в верхнюю часть топоч¬
ной камеры, поворачивают в промежутки между трубами экранов
и опускаются по конвективным газоходам, омывая снаружи ореб¬
ренную поверхность труб боковых и задней торцевой стенок котла.
Затем по двум горизонтальным газоходам, имеющим шиберы,
продукты горения направляются в боров котельной. Тыльная
сторона передней секции как газоход не используется.
Согласно ГОСТ 22451—77 котлы отопительные водогрейные
стальные (тип КС) могут быть:
— универсальными для работы на твердом топливе с воз¬
можностью переоборудования для сжигания жидкого или газо¬
вого топлива. Тепловая мощность, Мкал/ч, этих котлов при сжи¬
гании антрацита Донецкого бассейна класса 25—50, природного
газа и печного бытового легкого жидкого топлива должна быть
не менее:
Абсолютное давление воды 3 кгс/см2, температура воды на
выходе 95° С. Температура наружной поверхности котла не должна
превышать 70, для высшей категории качества — 55° С. Кпд
котлов должен быть не менее, %: для универсальных на твердом
топливе — 75, на жидком — 76, на газовом — 80; для специали¬
зированных на жидком топливе — 80, на газовом — 86; для
котлов высшей категории качества — на 1—2% больше.
8.4.3.	Переоборудование секционных котлов
для сжигания газового топлива
Переоборудование чугунных и стальных котлов осуществляют,
используя одинаковые методы и конструкции горелок. Поэтому
ниже рассматриваются только примеры переоборудования чу¬
гунных котлов, к которым предъявляют при этом более жесткие
требования.
368
— специализированными для работы на жидком (3 типораз¬
мера) или газовом (5 типоразмеров) топливе. Тепловая мощность,
Мкал/ч, должна быть не менее:

При переоборудовании чугунных секционных котлов особое
внимание уделяют равномерному распределению теплоты по
топочному объему и равномерной тепловой нагрузке секций.
Нарушение этих условий ведет к преждевременному выходу из
строя наиболее нагруженных секций или вынужденному снижению
производительности котла. При наиболее распространенной си¬
стеме подачи циркуляционной воды в задние и отборе горячей
воды из передних секций количество воды, проходящей через
разные секции, различно. Возникающая разница температур
воды в различных секциях вызывает в них значительные напря¬
жения. Снижение при этом абсолютного давления воды на входе
в котел ниже 2,5—3 кгс/сма может привести к вскипанию ее и
ускоренному отложению накипи. Утолщение слоя накипи вызы¬
вает повышение температуры стенок секций и изменение структуры
их металла. Вскипание воды может вызывать гидравлические
удары. Результат того и другого — образование трещин, разрыв
секции. Так как соли жесткости начинают выпадать уже при
40—50° С, а после 60—70° С идет их интенсивное отложение, то
практически любая котельная с чугунными котлами, особенно
работающая на технологические нужды, должна иметь химиче¬
скую водоочистку. При отсутствии докотловой обработки воды
производительность котла должна быть уменьшена. Так, напри¬
мер, Мосгазпроект рекомендует на газовом топливе принимать
удельную тепловую мощность для котлов «Универсал-6» и «Энер-
гия-6», Мкал/(м2-ч): 12 — водогрейный режим с химводоочисткой,
11 — паровой с химводоочисткой и водогрейный без нее, 9 — па¬
ровой без химводоочистки.
Кроме рассмотренных факторов следует учесть, что при от¬
ливке секций внутренние их поверхности (соприкасающиеся
с водой) не могут быть тщательно очищены, а сама конфигурация
секций в большинстве случаев является причиной движения воды
в разных частях секций с различной скоростью.
В настоящее время при переоборудовании чугунных секцион¬
ных котлов наиболее распространены следующие варианты:
а)	установка многофакельных инжекционных горелок низкого
давления на колосниковой решетке;
б)	установка горелок низкого давления с принудительной по¬
дачей воздуха или инжекционных горелок среднего давления
с фронта котла;
в)	установка диффузионных или инжекционных щелевых го¬
релок низкого или среднего давления на поду топки.
1.	Инжекционные многофакельные горелки низкого давления
имеют ограниченное применение, практически только в котлах,
поверхность нагрева которых не превышает 25 м2. Они нашли
применение при переоборудовании котлов типов КЧМ и КЧММ
(в настоящей книге не рассматриваются), а также Стреля и Стре-
беля (рис. 8.2). С передней лобовой секции снимают гарнитуру
и на ней монтируют фронтовой лист, в котором укрепляют го-
369

870

редки, укладываемые на колосниковую решетку. Количество го¬
релок и их тепловая нагрузка зависят от модели котла и его по¬
верхности нагрева. Так, по рекомендациям Ленгипроинжпроекта
на котлах Стреля и Стребеля большой модели устанавливают
по 3, а на котлах малой модели — по 2 горелки. При наличии го¬
релок в чугунном литом исполнении в котлах Стреля малой мо¬
дели размещают также 3 горелки.
Так как инжекционные горелки низкого давления выдают
в топку газовоздушную смесь а = 0,4-ьО,6, то остальной воздух
(вторичный) подается в топку дополнительно с определенным
избытком, обеспечивающим полное сгорание газа. Для полного
сгорания газа при минимальном а вторичный воздух подают
к корням факелов, равномерно распределяя его. Подачу первич¬
ного воздуха регулируют воздушной заслонкой горелки, вторич¬
ного — изменением положения заслонки на поддувальных двер¬
ках и степенью разрежения в топке (шибером за котлом). При на¬
личии автоматики весь воздух, поступающий к горелкам (пер¬
вичный и вторичный), попадает в специальный короб и его коли¬
чество регулируется в зависимости от расхода газа на котел.
Для расширения диапазона устойчивой работы горелки при¬
ходится подавать газовоздушную смесь с аПерв « 0,4.
2.	Горелку располагают с фронта котла так, что ее устье
направлено в топку. Для крепления горелки устанавливают
металлический фронтовой лист с отверстиями для огневого на¬
садка горелки, смотрового окна и запальника. Горелку, имеющую
значительный вылет, дополнительно укрепляют на специальной
подставке. В случае использования инжекционных горелок сред¬
него давления их устанавливают по 2 на каждом котле. Горелки
с принудительной подачей воздуха, обладающие более широким
диапазоном устойчивой работы, устанавливают по одной на котел.
Пример установки горелки низкого давления с принудитель¬
ной подачей воздуха на котле МГ-2 показан на рис. 8.3. Колосни¬
ковую решетку перекрывают 2 слоями листового асбеста толщи¬
ной 5—10 мм и поверх него огнеупорным кирпичом плашмя на¬
сухо. Нижнюю часть секций, обращенную в топку, защищают
от излучения факела стенкой из огнеупорного кирпича. Нижнюю
часть этой стенки делают сплошной, верхнюю — в виде решетки.
Для стабилизации факела предусматривают круглую амбразуру
(цилиндрический туннель). У задней стенки топки набрасывают
горку из битого огнеупорного кирпича для предохранения стенки
от перегрева.
Главным недостатком установки горелок с фронта является
неравномерное распределение тепловых потоков в топке и газо¬
ходах, а следовательно, и неравномерное распределение напряже¬
ний в различных секциях. При этом тепловые напряжения воз¬
растают в задней части топки и снижаются у фронта. Так, напри¬
мер, в котле НРч-25, оборудованном горелкой ИГК-60М, при
номинальной нагрузке температура продуктов горения перед
371

372

выходом из топки у задних секций составляет 750—870, а у перед¬
них — 350—550° С. Та же картина наблюдается при понижении
нагрузки котла, а также в газохолах.
Для того чтобы уменьшить неравномерность распределения
тепловых потоков, Мосгазпроект рекомендует демонтировать ко¬
лосниковые решетки и устанавливать горелки ниже — на уровне
поддувального отверстия. Объем топки и, следовательно, равно¬
мерность тепловых потоков возрастают еще больше при исполь¬
зовании компоновки котла, предназначенного для сжигания бу¬
рого угля. Пример сниженной установки горелки типа ГГВ на
котле «Тула-3» приведен на рис. 8.4.
373

374

Таблица 8.2
Установка горелок ИГК на некоторых чугунных секционных
котлах (по Мосгазпроекту, рис. 8.5)
При переоборудовании котлов с использованием инжекцион¬
ных горелок среднего давления (рис. 8.5) на поду укладывают
плашмя на растворе 2 ряда шамотного кирпича. Горелки устанав¬
ливают горизонтально в 1 ряд ниже уровня колосников, что обес¬
печивает хорошее заполнение факелами топочного объема. Вырав¬
ниванию тепловых потоков способствует и устройство дополни¬
тельного свода шириной 250 мм из шамотного кирпича класса А.
Таким образом, между подом и котлом образуется своеобразная
выносная топка, в которой газ полностью сгорает, а продукты
горения более или менее равномерно заполняют объем, который
образуют стенки секций, обращенные в топку.
На чугунных секционных котлах Мосгазпроект применяет
горелки только 2 модификаций — ИГК-25М и -60М (табл. 8.2),
меняя их количество и давление газа перед ними с учетом режима
работы (паровой, водогрейный) и наличия или отсутствия под¬
875

готовки питательной воды: наличие химводоподготовки позволяет
увеличить удельную тепловую мощность чугунных секционных
котлов примерно на 20%. Наихудшие условия возникают при
использовании в паровых котлах питательной воды без хим-
очистки. В этом случае допустимо использование в них только
воды с низкой жесткостью.
При установке горелок на фронте предпочтительнее приме¬
нять инжекционные горелки среднего давления, чем горелки
с принудительной подачей воздуха, так как переоборудование
котлов и их обслуживание в этом случае значительно проще,
а автоматическое поддержание практически постоянного а в га¬
зовоздушной смеси обеспечивает полное сжигание газа. Стоимость
газооборудования котельной снижается вследствие уменьшения
диаметров газопроводов, отсутствия дутьевых вентиляторов и
воздухопроводов и т. д.
Целесообразно при фронтовой установке применять малога¬
баритные инжекционные горелки типа БИГ (рис. 7.9) в прямо¬
угольном исполнении.
3.	В настоящее время довольно широко распространен ва¬
риант переоборудования, при котором горелки располагают на
поду топки, а общий концентрированный факел разбит на мно¬
жество отдельных факелов, по возможности равномерно распре¬
деленных по горизонтальному сечению топки. В этих случаях при¬
меняют диффузионные подовые (рис. 7.2) или инжекционные фор¬
камерные горелки (рис. 7.5) конструкции УкрНИИинжпроекта.
На котле устанавливают фронтовой лист с отверстиями для
горелки, для ввода ручного запальника и автоматического за¬
пального устройства, а также для наблюдения за горением. По¬
ступление воздуха при ручном обслуживании регулируют с по¬
мощью раздвижных шторок на поддувале, а при оборудовании
автоматикой — пропорционирующпми клапанами.
Высота факела над щелью составляет не менее 1 м даже при
тщательной наладке режима, а в эксплуатационных условиях она
значительно выше. Это вызывает опасность касания факелом
верхних частей секций и отложения на них сажи, местного пере¬
грева и выхода их из строя. При сдвинутом относительно оси кол¬
лекторе нарушается равномерность поступления воздуха и длина
факела растет, в некоторых местах могут появиться коптящие
языки. То же происходит при засорении отверстий в колосниках.
Ширина щели должна быть одинаковой по всей длине, а стенки
щели ровными, без выступов и впадин. Воздух должен попадать
в топку только через щель, где он участвует в горении газа. Если
воздух минует щель, то количество его, участвующее в горении,
уменьшится и в уходящих газах появятся продукты неполного
сгорания. Чтобы ликвидировать химический недожог, прихо¬
дится больше открывать воздушную заслонку или увеличивать
разрежение в топке, а значит, увеличивать а и уменьшать кпд
котла.
376

Перед установкой горелок наружные поверхности секций и
внутренние поверхности футеровки топки должны быть хорошо
вычищены, чтобы имеющиеся на них отложения не могли во время
работы отслаиваться и засорять огневые отверстия и щели в ко¬
лосниках.
При работе горелок необходимо внимательно следить за пока¬
заниями тягомера и поддерживать разрежение в топке строго по
режимным картам. Примерное разрежение в топке при ручном
обслуживании составляет 1,5—2,5 кгс/м2, а при оборудовании
котла автоматикой с установкой на поддувальном отверстии
пропорцпонирующих клапанов, создающих дополнительное со¬
противление, — 2,0—3,0 кгс/м2. Если в котле вместо обычных
колосников с живым сечением 19—21% установлены ячеистые
колосники (живое сечение 8—9%), то разрежение приходится
увеличивать еще на 0,5—0,7 кгс/м2. Если дымовая труба котель¬
ной не может обеспечить необходимое разрежение, то приходится
использовать вентилятор для подачи воздуха под колосниковую
решетку.
Особенно резко а растет при уменьшении давления газа ниже
50—60 кгс/м2. Поэтому при использовании газа низкого давления
расчетное номинальное давление его перед горелкой следует
принимать не ниже 200 кгс/м2. Это позволяет регулировать тепло-
производительность котла в пределах 50—100% от номинальной
без значительного снижения кпд.
Повышения равномерности распределения тепловых потоков
по ширине топки Ленгипроинжпроект достигает установкой
в секционных котлах двухколлекторных подовых горелок
(рис. 8.6). При этом появляется возможность несколько улучшить
смешение газа с воздухом благодаря уменьшению диаметров га-
эовыпускных отверстий. Газ к обоим коллекторам горелки по¬
ступает через поперечный соединительный патрубок, имеющий
1 ряд огневых отверстий и являющийся стационарным запальни¬
ком в виде дорожки «бегущего огня». Газ, выходящий из отвер¬
стий патрубка, поджигают ручным или автоматическим запаль¬
ником и наличие факелов у этих отверстий контролируют датчи¬
ками автоматики безопасности. Газ, выходящий из отверстий
основных коллекторов, поджигается от факелов патрубка.
Одинаковые подовые горелки могут по-разному работать в од¬
нотипных котлах и требуют особенно тщательной индивидуальной
наладки. Дальнейшее широкое применение подовых горелок воз¬
можно при их промышленном изготовлении в виде готовых бло¬
ков, включающих в себя и керамическую часть.
Уменьшение зависимости качества сжигания газа от разреже¬
ния в топке достигается заменой диффузионных горелок инжек¬
ционными, в частности форкамерными горелками конструкции
^крНИИинжпроекта (рис. 7.5), установка которых на кот¬
лах «Универсал-6» и «Энергия-6» показана на рис. 8.7
(табл. 8.3).
37?

378

Таблица 83
Расчетные данные по оборудованию котлов «Универсал-б#
и «Энергия-6» форкамерными горелками
(по данным УкрНИИинжпроекта)
Примечания. 1. При среднем давлении газа устанавливают 1 коллектор,
при низком — 3. 2. В числителе приведены данные для водогрейных котлов, в знаме¬
нателе — для паровых.
Недостатками форкамерных горелок являются сложность вы¬
кладки смесителей, трудность совмещения их осей с осями газо¬
вых отверстий, а также большая высота факела: 800—1200 мм при
хорошей наладке. Высота кирпичной кладки смесителей и фор¬
камеры более 500 мм. Следовательно, общая высота топки котла
без учета размеров пространства под горелкой, откуда инжекти¬
руется воздух, не менее 1300—1700 ,мм. Высокие температуры
и тепловые напряжения, возникающие в форкамере горелки,
могут приводить к разрушениям форкамер и завалам смесителей,
особенно при использовании кирпича недостаточно высокого
класса, а наблюдение за их состоянием затруднено. Форкамерные
горелки, как и подовые, практически изготовляют индивидуально
для каждого котла. Поэтому их надежная работа на экономичных
режимах может быть достигнута только при квалифицированном
и тщательном выполнении выкладки смесителей и форкамеры,
а также строгом совпадении осей смесителей и газовых отверстий
коллектора.
379

380

381

8.5.	Жаротрубные и комбинированные котлы
Жаротрубные котлы (табл. 8.4) .имеют большой запас воды и,
следовательно, обладают высокой аккумуляционной способностью
(запасы теплоты), поэтому они удобны в котельных с резко меня¬
ющимся расходом пара или горячей воды. Однако это же повы¬
шает их взрывоопасность при нарушении прочности металла из-за
упуска воды, коррозии, температурных деформаций и других
причин.
Корпусом жаротрубного котла (рис. 8.8) служит стальной
цилиндр 4 со штампованными выпуклыми днищами, размещенный
в кирпичной кладке 8. Внутри него размещаются цилиндры 9
меньшего диаметра, которые называют жаровыми трубами. Чаще
всего котлы имеют 1 или 2 жаровые трубы. Первые называют
одножаротрубными, вторые — двухжаротрубными. Длина кор¬
пуса такого котла до 10, диаметр — до 2,5 м. Диаметр жаровых
труб 800—1200 мм. Для крепления жаровых труб в днищах кор¬
пуса имеются отверстия 1 и 7 с отбортовкой. Возможность расши¬
рения в продольном направлении достигается прокладкой между
звеньями жаровой трубы специальных колец 6 или применением
волнистых жаровых труб.
Жаротрубные котлы без обмуровки поставляют в собранном
виде на место монтажа, где их устанавливают на специальных
стульях 10, один из которых служит неподвижной опорой, осталь-
Таблица 8.4
Основные характеристики жаротрубных и комбинированных
котлов
Котлы
Паропроизво-
дительность,
т/ч
Площадь
поверхности
нагрева, м1
С 1 жаровой трубой
0,90
30,3
1,20
40,6
1,30
43,0
С 2 жаровыми трубами
2.40
80,0
3,00
100,0
3,60
120,0
С 1 жаровой трубой и пучком кипя¬
тильных труб:
КВ-100
0,18
6,3
КВ-200
0,32
10,0
КВ-300
0,45
15,1
Пароводогрейные «Кивиыли»:
I
0,30
18,0
П
0,39
25,0
III
0,54
35,0
IV
0,78
50,0
V
1,25
80,0
Примечания. I Избыточное давление в котлах <Кивиыли» на водогрейном
|ежиме 3 кгс/см*. 2. Давление пара у двухжаротрубных котлов 8, у остальных
1.7 кгс/см*.
382

ные — подвижными. Паровой
котел имеет сухопарник 5. Для
сжигания твердого топлива
в передней части жаровой трубы
устанавливают колосниковую
решетку 2 и выкладывают кир-
пичный порог 3, образующие
топку.
Наиболее часто после жа¬
ровых труб продукты горения
двигаются к фронту вдоль од¬
ного из боков котла, затем
у фронта поворачивают и дви¬
гаются назад к борову, обогре¬
вая второй бок котла. Чтобы
обеспечить такое направление
газов, внизу под котлом вдоль
корпуса выкладывают кирпич¬
ную перегородку 11. У одно¬
жаротрубных котлов со сме¬
щенной относительно корпуса
жаровой трубой такой обогрев
боковых стенок усиливает цир¬
куляцию воды в котле, так как
более горячие продукты горе¬
ния после жаровой трубы сна¬
чала обогревают ближнюю к ней
сторону корпуса.
Боковые газоходы сверху
перекрывают сводами из огне¬
упорного кирпича, которые од¬
ной стороной опираются на
кирпичную футеровку газо¬
хода, второй — на корпус кот¬
ла. Линия соприкосновения
сводов с корпусом служит гра¬
ницей, выше которой газы, обо¬
гревающие корпус, подняться
не могут. Эта граница назы¬
вается огневой линией, и уро¬
вень воды в котле никогда не
должен опускаться ниже ее.
Жаротрубные котлы пред¬
назначены для сжигания в их
внутренних топках высокосорт¬
ных углей. Если используют
многозольные или влажные
угли, то необходимы выносные
383

топки. Мазут, а тем более газ в жаротрубных котлах сжига¬
ется успешно, выносные топки при этом не нужны, и попытка
их сохранить приводит только к увеличению тепловых потерь.
Кроме жаротрубных в котельных довольно часто встречаются
котлы комбинированного типа, имеющие жаровые и дымогарные
трубы. К комбинированным относят также локомобильные и су¬
довые котлы. Применение в них дымогарных труб, расположенных
последовательно по ходу продуктов горения за жаровыми трубами,
позволяет значительно увеличить поверхность нагрева, а следо¬
вательно, и производительность котлов при уменьшении их раз¬
меров. Характерной особенностью этих котлов является отсут¬
ствие у них кирпичной обмуровки.
Для передвижных установок, где нельзя применять выносные
топки, жаровую трубу в современных локомобильных и паровоз¬
ных котлах заменяют достаточно большой топочной камерой, в ко¬
торой устанавливают колосниковую решетку. Передняя часть
котла в этом случае также приобретает вид коробки, внутри ко¬
торой размещена топочная камера. Пространство между стенками
384

передней части котла и топочной камеры заполнено водой. Не¬
обходимой прочности и жесткости плоских стенок огневых коро¬
бок достигают установкой анкерных связей и Специальных мас¬
сивных стальных колец.
В настоящее время изготовляют горизонтальные жаротрубно¬
водотрубные котлы КВ-100, -200 и -300 (табл. 8.4). Модернизиро¬
ванный паровой котел КВ-200М (рис. 8.9) имеет цилиндрический
стальной корпус 9, в котором эксцентрично установлена съемная
жаровая труба 1 с вваренными в ее стенки кипятильными тру¬
бами 6. Для ремонта или очистки жаровую трубу, соединенную
с плоскими днищами корпуса болтами, можно вынимать из ба¬
рабана В передней части жаровой трубы размещена внутренняя
топка с колосниковой решеткой 8, ограниченная порогом 7.
В конвективном пучке установлена перегородка 5, делящая его
на 2 газохода. На корпусе котла расположен полуцилиндрический
паросборник 2, сообщающийся с паровым пространством через
ряд отверстий в корпусе. Дымовая камера с металлической дымо¬
вой трубой 3, в которой расположена регулирующая заслонка 4,
крепится к заднему днищу жаровой трубы.
Переоборудование жаротрубных котлов для сжигания газового
топлива. Методы переоборудования предопределяются конструк¬
тивным устройством этих котлов. При переоборудований из
жаровых труб удаляют колосниковую решетку и порог и на место
старой фронтовой гарнитуры монтируют новую, на которой укреп¬
ляют горелки. При снабжении газом низкого давления жаротруб¬
ные котлы оборудуют горелками с принудительной подачей воз¬
духа, среднего давления — горелками инжекционными или с при¬
нудительной подачей воздуха.
Так как горение газа, хорошо перемешанного с необходимым
для этого количеством воздуха, происходит на сравнительно не¬
большой длине, факел у устья горелки имеет высокую темпера¬
туру и, следовательно, интенсивно излучает теплоту на стенки
жаровой трубы. Продукты горения газа, выходящие из туннеля,
также имеют высокую температуру и, касаясь стенок жаровой
трубы, интенсивно передают им теплоту путем конвекции. Раска¬
ленные внутренние стенки туннеля тоже излучают теплоту на
расположенные близко к ним поверхности жаровой трубы. В ре¬
зультате вблизи туннеля в жаровой трубе создается высокое тепло¬
вое напряжение, которое может вызвать опасный перегрев стенок.
Поэтому переднюю часть жаровой трубы футеруют огнеупорным
кирпичом. Длина футеровки зависит от длины факела и составляет
1—3 м.
Футеровку делают сплошной (рис. 8.10) или с просветами в виде
решетки (рис. 8.11), что способствует лучшей отдаче теплоты
жаровой трубе. С другой стороны, футеровка способствует повы¬
шению температуры в зоне горения газа и более полному его сго¬
ранию. В конце футеровки иногда устраивают дожигательную
решетку из огнеупора длиной в 1—2 кирпича. Опыт эксплуатации
13 Чепсль В. М.	385

показывает, что если горелка выдает в топку хорошо подготовлен¬
ную газовоздушную смесь с а та 1,0, то дожигательная решетка
не нужна. Она может даже привести к некоторому снижению
паропроизводителыюсти котла вследствие уменьшения прямой
отдачи теплоты лучеиспусканием, так как дожигательная решетка
как бы отгораживает переднюю часть жаровой трубы от осталь¬
ной ее части. Устройство дожигательной решетки целесообразно,
если горелка выдает недостаточно хорошо подготовленную смесь
или горение газа идет при частичном поступлении в топку вторич¬
ного воздуха. В этих случаях решетка, повышая температуру
в топке и турбулизируя потоки газовоздушной смеси, создает
условия для более полного сгорания газа.
Инжекционные горелки среднего давления с расходом газа
100—120 м3/ч со стабилизатором в виде керамического туннеля,
386

установка которых показана на рис. 8.10, неустойчиво работают
при снижении перед ними давления газа до 2000—2500 кгс/м2
(происходит проскок пламени к соплу). При уменьшении расхода
газа необходимо во избежание проскока пламени прикрывать воз¬
душную регулировочную заслонку. Это уменьшает количество
инжектируемого первичного воздуха, и в целях его возмещения
открывают смотровые окна и другие отверстия для поступления
в топку вторичного воздуха. В результате нарушения нормаль¬
ного режима горения в уходящих газах обнаруживаются или
продукты химического недожога, или повышенное содержание
воздуха, а зачастую и то и другое. Поэтому такие горелки целе¬
сообразно применять при переоборудовании жаротрубных котлов
малой производительности (например, КВ). Следует отметить,
что для снижения шума при номинальных нагрузках также при¬
крывают воздушную шайбу и открывают одновременно отверстия
для подачи в топку вторичного воздуха.
Более эффективно использовать на жаротрубных котлах ин¬
жекционные горелки ИГК, которые регулируются в широком диа¬
пазоне изменения нагрузок без опасения проскока пламени.
Устройство дожигательных решеток и стабилизирующего туннеля
для этих горелок не требуется.
Ленгипроипжпроект при среднем давлении применяет на жа¬
ротрубных котлах групповую инжекционную горелку (рис. 8.12).
Она состоит из кольцевого газового коллектора с 8 штуцерами,
в каждый из которых вворачивают сопло. На эти же штуцеры
навинчивают смесители горелок. Горелка имеет защитное и опор¬
ное стальные кольца, расположенные эксцентрично таким обра¬
зом, чтобы в верхней части горелки была образована более широ¬
кая щель, чем в нижней. Газовый коллектор приваривают с по¬
мощью 3 распорных планок к защитному кольцу.
Первичный воздух (40—60% от теоретически необходимого)
инжектируется горелкой через 4—6 боковых отверстий в смеси¬
теле. Диаметры этих отверстий D, мм, принимают в зависимости
6т диаметра сопла d, мм:
При настройке количество инжектируемого воздуха регули¬
руют воздушной заслонкой, надвигаемой на эти отверстия. Горе¬
ние стабилизируют кольцевым стабилизатором упрощенной кон¬
струкции: на устье смесителя сверлится ряд отверстий, через
которые часть газовоздушной смеси поступает в кольцевой за¬
зор, образованный наружной поверхностью смесителя и внутрен¬
ней поверхностью стального цилиндрического насадка.
Наружный торец жаровой трубы, в которую вставляется го¬
релка, закрывают крышкой из 3 частей: верхней с отверстиями
для импульсной трубки к тягомеру, средней, имеющей раздвиж-
13*	38Г

388

цые шторки для введения запальника и наблюдения за горением,
й нижней, откидывающейся на петлях.
Весь воздух, необходимый для горения, поступает через при¬
открытую нижнюю часть крышки, положение которой фикси¬
руется рычагом. Первичный воздух инжектируется через сме¬
сители, вторичный воздух проходит через эксцентричную щель
к устьям смесителей между защитным и опорным кольцами, а также
через центральное отверстие в защитном кольце. Поступающий
снизу воздух поднимается за счет разрежения в топке и охлаждает
фронтовой лист и горелку. Положение воздушных заслонок на
смесителях и нижней откидной крышки фиксируют при наладке.
Устойчивая работа групповой горелки обеспечивается в пределах
200—7000, рекомендуемый эксплуатационный режим — 500—
3500 кгс/м2. Расчетный кпд котла 85—88% при а за жаровой
трубой 1,15—1,12.
Переоборудование комбинированных котлов с внутренними
топками в жаровых трубах ведут аналогично переоборудованию
Жаротрубных котлов. Во избежание образования газовых мешков
следует обращать внимание на конфигурацию и размеры промежу¬
точной камеры между жаровыми и дымогарными трубами. У про¬
летных котлов при наличии неоправданно большого объема камеры
целесообразно ее частично заложить шамотным кирпичом, не
увеличивая сопротивления газового тракта. Если в верхней части
камеры есть люк, следует установить в нем предохранительный
взрывной клапан. Кроме того, предохранительные взрывные кла¬
паны должны устанавливаться на дымовой камере за дымогарными
трубами.
В качестве примера на рис. 8.13 (табл. 8.4) показано переобо¬
рудование комбинированного пароводогрейного котла «Кивиыли».
Котел имеет жаровую трубу 6, расположенную в правой нижней
части цилиндрического корпуса 2. При сжигании твердого топлива
в передней части жаровой трубы размещают колосниковую ре¬
шетку. При сжигании газового и жидкого топлива колосниковую
решетку, порог и дверцы удаляют, переднюю часть жаровой трубы
закладывают кирпичом с устройством амбразуры 9 для установки
газовой горелки или ротационной форсунки Р-2 (котлы 18 и 25 м2),
Р-3 (35 и 50 м2) или Р-1-150 (80 м2). Нижнюю часть жаровой трубы
от передней кладки до защитного кирпичного кольца 5 футеруют
шамотным кирпичом 11 толщиной 65 мм на высоту около 2/6 диа¬
метра жаровой трубы. Продукты горения из жаровой трубы по¬
ступают в поворотную камеру 13, заднее ограждение 14 которой
состоит из 2 стенок с зазором между ними. В этот зазор через
нижние отверстия 12 в наружной стенке поступает .охлаждающий
воздух, выходящий через верхние отверстия (движение воздуха
на рнс. 8.13 показано стрелками). В ограждении камеры разме¬
щают первый предохранительный взрывной клапан 15.
Продукты горения в поворотной камере разворачиваются
влево и по дымогарным трубам 17 движутся к фронту котла, вы-
389

ходят б передний короб 8, поднимаются вверх и по дымогарным
трубам 4 поступают в задний короб 16, из которого направляются
в дымовую трубу через патрубок 1. В патрубке установлена пово¬
ротная заслонка, управление которой выведено на фронт котла.
Сверху на переднем коробе расположен второй взрывной клапан.
Для чистки котла служат патрубки 10 й 18, питательная вода
поступает через штуцер 3, пар или горячую воду отбирают через
штуцер 7.
Котлы, предназначенные для работы на газовом и жидком
топливе, комплектуют приборами автоматики безопасности. Рас¬
четный кпд котлов 88%.
В котлах пароходного типа поворотная огневая камера за
жаровыми трубами имеет двойные стенки, заполненные водой.
390

Небольшая длина жаровой трубы и, следовательно, короткая
Трпка требуют такого сжигания газа, чтобы горение его заканчи¬
валось полностью до выхода из жаровой трубы. Для интенсифика¬
ции горения газа внутреннюю поверхность жаровой трубы футе¬
руют на всю длину шамотным кирпичом класса А.
8.6.	Вертикально-цилиндрические котлы
Вертикально-цилиндрические котлы (табл. 8.5) состоят из
2 концентрически расположенных цилиндров, пространство между
которыми заполнено водой и образует так называемую водяную
рубашку. В верхней части наружного цилиндра находится паровое
пространство, из которого пар отбирают к потребителям. Котлы
предназначены для работы на твердом топливе и имеют внутрен¬
нюю или выносную топку. Продукты горения движутся только
вверх (без поворотов), поэтому опасность скопления газовоздуш-
йой смеси при сжигании газа минимальна.
Таблица 8.5
Основные характеристики вертикально-цилиндрических
котлов
Тип
Паро-
произво-
дитель-
ность,
т/ч
Площадь
поверх¬
ности
нагрева,
м*
Площадь
колосни-
новой
решетки,
м’
Объем, м*
паро¬
вой
водя¬
ной
Шухова-1
0,25
10,0
0,56
0,40
0,55
Шухова-2
0,4
16,5
0,56
0,40
0,80
Шухова-3
0,7
25,0
1,20
1,10
1,50
Шухова-4
0,9
35,0
1,20
1,10
2,10
ШС-1/8
0,2
7,9
0,40
0,30
0,90
ШС-2/8
0,4
16,2
0,67
0,55
1,75
ШС-3/8
0,7
25,0
1,15
1,07
3,15
ШС-4/8
1,0
33,0
1,30
1,07
3,50
ВТКБ
0,5
14,5
0,78
0,58
2,05
ВТКБ
0,7
21,0
1,04
0,74
2,50
ММЗ-0,4/9
0,4
16,5
0,60
0,41
0,85
ММЗ-0,8/9
0,8
22,0
0,91
0,81
1,78
ММ3-1,0/8
1,0
28,5
1,32
1,00
1,55
ТМЗ-0,4/8
0,4
14,5
0,63
0,46
1,42
ТМЗ-1,0/8
1,0
32,0
1,45
0,54
2,47
ВГД-16/8
0,4
16,0
0,60
0,57
1,63
ВГД-28/8
0,7
28,0
1,29
0,80
2,70
ВГД 40/8
1,0
40,0
1,36
1,30
4,50
ВК-1
0,2
12,0
0,47
0,33
2,81
ВК-1Л1
0,2
12,0
0,55
0,25
1,35
КП-1
0,2
12,0
0,55
0,36
1,90
КВ-7
0,14
7,0
0,47
0,28
0,55
Примечание. Давление пара, кгс/см*; котлы
ЛВ-7 — до 4, остальные — до S.
ВК-1, ВК-1М, КП-1 « до 10,
391

Дымовую трубу у некоторых котлов устанавливают непосред¬
ственно на дымовой коробке. Если в котельной несколько котлов,
то чаще всего дымовую трубу устанавливают на кирпичном цоколе
и к ней подключают дымовые коробки горизонтальным или чуть
наклонным металлическим дымоходом. Вертикально-цилиндриче¬
ские котлы транспортабельны, их целиком собирают на заводе-
изготовителе, а в котельной лишь ставят на заранее подготовлен¬
ный цоколь и подсоединяют к водяной и паровой магистрали
и дымовой трубе.
Переоборудование вертикально-цилиндрических котлов для
сжигания газового топлива. При переоборудовании следует учи¬
тывать особенности этих котлов — небольшие габариты и сравни¬
тельно высокий удельный паросъем (20—30 кг с 1 ма поверхности
нагрева). Так как котлы имеют вертикальное расположение кор¬
пуса и только 1 вертикальный газоход, гидравлическое сопротив¬
ление их мало. Температура уходящих газов значительно выше,
чем у других котлов, и достигает 400—500° С. В результате при
одинаковой с другими котлами высоте дымовой трубы можно
иметь в топке повышенное разрежение без применения дымососа
(до 8—10 кгс/м2). Отсутствие кирпичной обмуровки собственно
котла приводит к тому, что подсос воздуха возможен лишь через
футеровку выносной топки.
Объем топки в этих котлах и, следовательно, запас воздуха
малы. Горелки инжекционные некоторых конструкций и с при¬
нудительной подачей воздуха со стабилизатором — керамическим
туннелем разжигают при закрытой воздушной заслонке. В этом
случае горение газа происходит только за счет воздуха, имеюще¬
гося в топке и поступающего в нее через смотровые и запальные
отверстия. Если размеры этих отверстий недостаточно велики, то
следует предусматривать возможность подачи в топку на время
зажигания горелок и разогрева котла такого количества вторич¬
ного воздуха, которое обеспечит нормальное горение газа. После
разогрева керамического туннеля количество первичного воз¬
духа, подаваемого через горелку, постепенно увеличивается,
пока горение газа не будет продолжаться за его счет. Тогда подача
вторичного воздуха может быть прекращена. При установке ин¬
жекционных горелок ИГК или БИГ, не требующих регулирования
подачи воздуха, необходимость в устройстве дополнительных
отверстий отпадает.
Особое внимание при переоборудовании должно быть уделено
защите от перегрева нижней части водяной рубашки (грязевого
кольца), где скопление шлама может привести к ухудшению тепло¬
отдачи от стенок котла к воде. Факел не должен касаться стенок
котла и кипятильных труб.
На рис. 8.14 показан пример переоборудования котлов Шухова
и ВГД-28/8 о установкой инжекционной горелки ИГК- Колосни¬
ковая решетка заложена насухо 2 рядами кирпича, между кото¬
рыми проложен асбестовый лист. У задней стенки топки насыпана
392

горка из битого шамотного кирпича. На боковой стенке уста¬
новлен предохранительный взрывной клапан. Котлы, других типов
при использовании горелок ИГК. а также инжекционных горелок
со стабилизатором в виде керамического туннеля переоборудуются
аналогично.
Хорошо компонуются на вертикально-цилиндрических котлах
горелки типа БИГ в прямоугольном исполнении. Горелки ЁИГ
не выступают за кладку топки. Упрощаются розжиг и наблюденье
за горением, отпадает необходимость в гляделках и лючках для
розжига, на период розжига не требуется подача в топку вторич¬
ного воздуха. Блочные горелки обеспечивают высокие эксплуата¬
ционные показатели работы котла на нагрузках, близких к но¬
минальным, так как обслуживающий персонал не должен регули¬
ровать подачу воздуха на горение.
Малые размеры блочных горелок и возможность создания
формы устья и туннеля в виде узкой щели, а также короткий
393

Лист утерян
394

Лист утерян
395

Таблица 8.6
Основные характеристики водотрубных котлов
Тип
Паропроиз-
водитель-
ность, т/ч
Площадь поверхности
нагрева, м*
общая
радиа¬
ционная
конвек¬
тивная
Шухова
1,9
76,0
3,8
152,0
—
——
5,7
228,0
—
—
7,6
304,0
—-
——
9,5
380,0
—
—
Шухова—Берлина:
А-2
2,4
72,8
2,8
70,0
А-3
3,6
108,9
3,9
105,0
А-5
6,0
181,3
6,3
175,0
А-7
8,4
253,5
8.5
245,0
Д КВ-2-8
2,0
100,0
18,0
82,0
Д КВ-4-13
4,0
174,0
23,0
151,0
ДКВ-6,5-13
6,5
274,0
32,0
242,0
ДКВ-10-13
10,0
295,0
54.0
241,0
ДКВР-2,5-13
2,5
91,3
17,7
73,6
ДКВР-4-13
4,0
138,3
21,4
116,9
ДКВР-6,5-13
6,5
225,3
27,9
197,4
ДКВР-10-13
10,0
277,0
47,9
229,1
ДКВР-20-13
20,0
408,7
51,3
357,4
КРШ-2-8
2,0
100,0
8,5
91,5
КРШ-4-13
4,0
200,0
17,1
182,9
КРШ-6,5-13
6,5
240,0
20,0
220,0
ВВД-80-13
2,0
80,0
9,2
70,8
ВВД-140-13
4,0
140,0
16,4
123,6
ВВД-200-13
6,5
200,0
23,0
177,0
газ, М — мазут. При камерной топке для сжигания твердых
топлив и твердом шлакоудалении индекс не проставляется. При¬
меры обозначений: котел с естественной циркуляцией для сжига¬
ния газа паропроизводительностыо 10 т/ч и давлением 14 кгс/см2—
котел паровой Е-10-14Г; то же с камерной топкой для сжигания
газа и мазута под наддувом паропроизводительностыо 25 т/ч
й давлением 24 кгс/см2 — котел паровой Е-25-24ГМН.
Водогрейные котлы с принудительной однократной циркуля¬
цией согласно ГОСТ 21563—76 должны изготовляться теплопро-
изводительностью от 4 до 180 Гкал/ч и температурой воды на вы¬
ходе от 150 до 200° С. Примеры условных обозначений водогрей¬
ных котлов: с топкой для сжигания газа или мазута теплопроиз-
водителыюстыо 10 Гкал/ч и температурой воды на выходе 150° С —
КВ-ГМ-10-150, то же с топкой для сжигания газа — К.В-Г-10-150,
то же с топкой для камерного сжигания твердого топлива —
КВ-ТК-Ю-150, то же со слоевой топкой для сжигания твердого
топлива — КВ-ТС-10-150.
39g

В настоящее время горизонтально-водотрубные котлы не из¬
готовляют и постепенно заменяют вертикально-водотрубными.
Последние проще по устройству, так как не требуют изготовления
камер, позволяют достигать значительно большего напряжения
поверхности нагрева и, следовательно, имеют меньшие габариты.
Наибольшее распространение в промышленности получили
вертикально-водотрубные котлы ДКВ и ДКВР. Котлы ДКВР
являются результатом реконструкции котлов ДКВ. В частности,
уменьшены размеры топок, что привело к повышению их тепловых
напряжений, уменьшены размеры барабанов, общая поверхность
нагрева, шаг между кипятильными трубами, что привело не
только к повышению теплосъема с каждого квадратного метра
поверхности нагрева, но и к уменьшению габаритов котлов.
Из табл. 8.6 следует, что при сохранении производительности
общая поверхность нагрева у котлов ДКВР уменьшена по сравне¬
нию с ДКВ примерно на 35%.
Котлы ДКВР (двухбарабанные вертикально-водотрубные, ре¬
конструированные) относятся к котлам с естественной циркуля¬
цией типа Е. Они имеют экранированную топочную камеру и раз¬
витый кипятильный (конвективный) пучок. Топочная камера
котлов производительностью до 10 т/ч включительно (рис. 8,16)
разделена кирпичной стенкой 4 на собственно топку и камеру
догорания. Вход газов из топки в камеру догорания и выход
их из котла асимметричные. Перегородка, отделяющая камеру
догорания от конвективного пучка, и чугунная перегородка,
делящая пучок на 2 части, создают горизонтальный разворот
газов при поперечном омывании труб. Трубы пароперегревателя
(если он имеется) размещают в первом газоходе с левой стороны
котла.
Котел состоит из 2 расположенных вдоль негр барабанов, из
которых верхний 1 длиннее нижнего 6\ пучка кипятильных труб 5,
соединяющих верхний и нижний барабаны; 2 коллекторов 7
и боковых экранов 9, соединяющих коллекторы с передней частью
верхнего барабана. В задней части верхний барабан соединен
с коротким нижним барабаном пучком кипятильных труб. Котел
не имеет несущего каркаса, нижний барабан и камеры экранов
опираются через специальные опоры на сварную раму. Вес верх¬
него барабана передается через систему экранных и кипятильных
труб камерам экранов и нижнему барабану. В верхнем барабане
расположены паросепарирующее 2 и питательное 3 устройства.
В обоих днищах верхнего барабана имеются 2 лаза, у нижнего
барабана 1 лаз.
Трубная система котла состоит из экранных и пучка кипя¬
тильных труб 0 51 мм, 2 передних опускных труб 0 127 мм и
нижних труб питания коллекторов экранов из нижнего барабана
0 76 мм. Передние опускные трубы, соединяющие верхний бара¬
бан с коллекторами экранов, располагаются в обмуровке и яв¬
ляются дополнительной опорой для переднего конца верхнего
397

398

барабана. Торцы этих труб приваривают к верхнему барабану
и коллекторам экранов. Кипятильные трубы соединяют с бара¬
банами на развальцовке. Верхний конец экранных, труб заваль-
цовывается в верхний барабан, а нижний приваривается к коллек¬
торам экрана. Один поперечный ряд конвективного пучка, от¬
деленный от остальных рядов шамотной перегородкой, образует
задний экран топки.
Топка котла имеет 2 боковых экрана, коллекторы которых
выполнены из труб 0 219 мм. Один конец коллектора, глухой,
а другой снабжен торцевым люком для удаления накипи и шлама.
Коллекторы экранов питаются как из верхнего барабана по перед¬
ним опускным трубам, так и из нижнего по трубам 0 76 мм.
Концы этих труб присоединяют к нижнему барабану и камерам
экранов с помощью сварки. Опускными трубами кипятильного
пучка служат трубы последних рядов второго газохода, подъём¬
ными — все остальные трубы пучка.
Для установки газовых или газомазутных горелок во фронто¬
вой стенке выполняют амбразуру 8.
Котел ДКВР-10/13 конструктивно отличается от котлов мень¬
шей паропроизводительности. У него приподнят нижний барабан,
под который сДелан доступ обслуживающему персоналу. Котел
имеет дополнительные фронтовой и задний экраны, причем кол¬
лектор последнего расположен в пространстве под нижним бара¬
баном. Фронтовой питается только из верхнего, а задний —
только из нижнего барабанов.
Котлы ДКВР-20-13 (рис. 8.17) пролетного типа, а также
ДКВР-10/39 конструктивно отличаются от описанных выше кот¬
лов ДКВР. У них верхний барабан 7 укорочен настолько, что не
попадает в пределы топки. Это повышает надежность работы
котла, так как не требуется защита от излучения факела части
барабана, обращенной в топку. Схема котлов с укороченным верх¬
ним барабаном является наиболее целесообразной при камерном
сжигании топлива.
Потолок топочной камеры перекрыт верхними удлиненными
концами боковых экранов, собранными в дополнительный кол¬
лектор. Для сохранения необходимого водяного объема в связи
с сокращением размера верхнего барабана котел комплектуют
выносными циклонами 4, к которым подключают фронтовой й бо¬
ковые экраны. Кроме того, несколько повышается нормальный
уровень воды в барабане (на 50 мм выше оси барабана) при сохра¬
нении неизменным низшего уровня,
Котлы ДКВР паропроизводительностью 2,5—6,5 т/ч выполняют
в низкой компоновке и монтируют в тяжелой обмуровке или в об¬
легченной с обшивкой. Котлы ДКВР-10 могут быть в низкой
й й высокой компоновках, а ДКВР-20 — в облегченной обмуровке
й обшивке.
При нормальной работе температура газов за котлами ДКВР
(перед хвостовыми поверхностями нагрева) находится в следу-
399

ющих пределах, °C: при сжигании газа 300—325 (ДКВР-2,5—
ДКВР-10) и 330—360 (ДКВР-20), при сжигании мазута 350—400
(ДК.ВР-2,5—ДКВР-10) и 410—440 (ДКВР-20). Расчетный кпд
котлоагрегата (при давлении пара 13 кгс/см2 и наличии за котлом
экономайзера) и расход топлива принимают следующими:
ДКВР-2,5
ДКВР-4
ДКВР-6,5
ДКВР-10
ДКВР-20
Газ
кпд, % . .
расход, м8/ч
Мазут
кпд, %
расход, кг/ч
90,1
280
90,6
446
91,2
721
91,3
1105
92,1
2060
88,8
265
89,4
422
89,8
684
89,6
1045
90,3
1960
/ В котлах, рассчитанных на давление пара 13 кгс/см2, не ре-
I комендуется снижать его ниже 5—6 кгс/см2 во избежание газовой
\jcoppo3HH труб и вскипания воды в чугунных экономайзерах.
Общая продолжительность растопки котлов ДКВР с нор¬
мальной (тяжелой) обмуровкой составляет около 3 ч. При этом
растопка и прогрев котла от холодного состояния до начала
400'

подъема давления пара должны продолжаться не менее 1,5 ч.
Время растопки котлов с облегченной обмуровкой может быть
сокращено до 1 ч.
При сжигании газового топлива производительность котлов
ДКВР может быть увеличена относительно номинальной на 50%
(ДКВР-20 на 40%) при следующих условиях: 1) докотловая об¬
работка питательной воды с тщательным контролем за ее каче¬
ством и безнакипным состоянием поверхностей нагрева; 2) изоля¬
ция обогреваемых частей верхнего барабана, расположенных
в топке и камере догорания; 3) поддержание температуры продук¬
тов горения за котлом не выше 400—500° С (по условиям циркуля¬
ции и вскипания воды в чугунных экономайзерах).
Переоборудование водотрубных котлов для сжигания газового
топлива. При переоборудовании в котлах устанавливают инжек¬
ционные горелки среднего давления или горелки с принудитель¬
ной подачей воздуха, работающие на низком или среднем давлении.
Если резервировать другой вид топлива не требуется, то при пере¬
оборудовании для сжигания газа могут быть использованы наи¬
более эффективные методы. В случаях, когда необходимо сохранить
резерв и обеспечить быстрый переход с основного вида топлива
на резервный и обратно, выбирают такие пути, при которых
можно получить достаточно высокий кпд котла при минимальных
затратах времени на замену вида топлива или переоборудование
топки. В соответствии с этим принимают следующие основные
методы переоборудования.
1.	При постоянной работе на газовом топливе горелки уста¬
навливают на фронтовой стенке котла, колосниковую решетку
и другие устройства для сжигания твердого или жидкого топлива
демонтируют, превращая топку котла в камерную (§ 8.8).
2.	При резервировании жидкого топлива на фронте котла
устанавливают комбинированные газомазутные горелки, обеспе¬
чивающие быстрый переход с одного топлива на другое и доста¬
точную эффективность их сжигания. Колосниковую решетку при
этом демонтируют.
3.	При резервировании твердого топлива сохраняют колосни¬
ковую решетку и все устройства для подачи угля и его распреде¬
ления по решетке, расположенные на фронте котла. Газовые
горелки в этом случае устанавливают на боковых стенках топки,
а колосниковую решетку защищают от перегрева слоем битого
огнеупорного кирпича. Горелки могут располагать также на
фронте котла или на поду топки.
Переоборудование топок котлов при со¬
хранении резервного жидкого топлива.
В настоящее время на водотрубных котлах устанавливают газо¬
мазутные горелки различных конструкций, удовлетворяющие в об¬
щем требованиям экономичной и безопасной эксплуатации котлов.
Главным при этом является обеспечение примерно равного ка¬
чества сжигания и длины факела на обоих видах топлива.
401

Наибольшее распространение получили горелки ГМГ и их
модернизированный вариант ГМГм (рис. 7.21), установка которых
на котлах ДКВР показана на рис. 8.18 (табл. 8.7). Площадь
сечения трубопровода вторичного воздуха принимается в 1,5—
2 раза большей площади сечения патрубка вторичного воздуха
горелки. Перед розжигом на мазуте следует проверить положение
форсунки (конец ее головки должен выступать за пережим лопа¬
точного завихрителя первичного воздуха на <10 мм) и продуть
ее паром. Первоначальный розжиг рекомендуется производить [на
газе или легком топливе (дизельное топливо, керосин). При их
отсутствии, растопку производят дровами с последующим перехо-
402

Таблица 8.7
Основные характеристики и установочные размеры горелок ГМГм
на котлах ДКВР без пароперегревателей (рис. 8.18)
Характеристика
ДКВР-2,5-13
ДКВР-4-13
ДКВР-6,5-13
ДКВР-10-13
Горелка
ГМГ-1,5м
ГМГ-2м
ГМГ-4м
ГМГ-5м
Расчетная паропроизво-
3,75
6,0
9,75
15,0
дительность котла, т/ч
Расход:
газа, м3/ч
280
445
720
1100
мазута, кг/ч
222
360
570
880
Размеры, мм:
Ж
325
445
Б
280
390
В
550
880
800
Г
50
1	60
80
Д
250
320
Е
125
I 150
200
I 250
d
244
267
365
|	369
дом на мазут. Образование кокса в туннеле при работе на мазуте
свидетельствует о неправильной установке форсунки или ее за¬
сорении. При работе на газе форсунку удаляют и канал для нее
закрывают заглушкой.
Если на котле установлено несколько горелок, то его произво¬
дительность регулируют изменением тепловой мощности всех го¬
релок одновременно. Включение или отключение части горелок
приводит к перегреву и выходу из строя оставшихся в работе.
При регулировании тепловой мощности соответственно измене¬
нию расхода топлива меняют только количество вторичного воз¬
духа (шибер первичного воздуха открыт полностью).
Горелку выключают плавным пропорциональным уменьшением
подачи топлива и вторичного воздуха. После полного прекраще¬
ния подачи топлива воздух должен поступать в горелку для охла¬
ждения ~10 мин. После этого полностью закрывают шибер вторич¬
ного, а затем первичного воздуха и вынимают форсунку.
В котельных, где используют мазут с давлением ниже 1 кгс/сма,
часто встречаются низконапорные газомазутные горелки НГМГ.
У этих горелок в отличие от горелок ГМГм воздух для распили¬
вания мазута давлением 250—300 кгс/ма подводится к регистру
через патрубок распыливающего воздуха. За лопатками завихри¬
теля распыливающего воздуха имеется пережим, увеличивающий
скорость потока. Давление и расход распыливающего воздуха со¬
храняются постоянными на всех режимах работы горелок, а ко¬
личество воздуха на горение регулируют соответственно расходу
топлива. Эти горелки устойчиво работают при сжигании газа и
мазута в широком диапазоне регулирования. Однако управление
горелкой при сжигании мазута по показаниям пружинных мано¬
метров затруднено.
403

На газе горелки работают устойчиво при снижении давления
до 7—10 кгс/м2. При сжигании мазута он попадает в воздушный
тракт, а также засоряет газовые отверстия. Поэтому перед пере¬
ходом с мазута на газ необходимо остановить котел и прочистить
отверстия. Если необходима длительная работа котельной на ре¬
зервном жидком топливе, целесообразно реконструировать ма¬
зутное хозяйство и заменить горелки НГМГ горелками ГМГм.
На действующих котлах ДКВР-20 чаще всего устанавливают
3 газомазутные горелки ГМГБ-5,6 (рис. 7.22). Их располагают
(рис. 8.19) в общем воздушном коробе, образованном фронтовым
листом котла и дополнительной передней।стенкой. Это позволяет
отказаться от индивидуальных воздуховодов к горелкам, повы¬
шает степень равномерности подачи к ним воздуха и уменьшает
потери в окружающую среду. Скорость воздуха в коробе не должна
превышать 5 м/с. На подводящем воздуховоде устанавливают по¬
воротный шибер, используемый при пуске и остановке котла, во
время работы этот шибер открыт полностью. Давление воздуха
измеряют в воздушном коробе горелки со стороны, противополож¬
ной подводу. Если на котле установлено несколько горелок, то
их крышки должны открываться в разные стороны. Для открытия
крышек необходимо предварительно отсоединить паровой и топ¬
ливный трубопроводы, отвернув соединительные гайки.
Переоборудование топок котлов при со¬
хранении резервного твердого топлива.
При слоевом сжигании угля на колосниковой решетке его подают
в топку пневмомеханическим забрасывателем (ПМЗ), расположен¬
ным на фронтовой стенке. Быстрый переход с газового топлива на
404

твердое осуществим только при сохранении колосниковой решетки
в топке, ПМЗ на фронте котла и расположении горелок на боко¬
вых стенках топки. Если эти стенки экранированы, то полное со¬
хранение экранов или демонтаж минимального количества труб
возможны только при использовании горелок с узким устьем
или набора горелок небольшой тепловой мощности. Горелки
должны иметь небольшие размеры, чтобы обеспечить необходимую
ширину прохода между котлами, а при работе на твердом топливе
не должны сильно нагреваться от излучения из топки. Этим требо¬
ваниям отвечают разработки Ленгипроинжпроекта, который ис¬
пользовал горелки вертикальные щелевые (рис. 7.13) и БИГ
в однорядном исполнении (рис. 7.9, а).
Установка вертикальных щелевых горелок на котле ДКВР
показана на рис. 8.20, установочные размеры приведены
в табл. 8.8, размеры и количество устанавливаемых горелок —
в табл. 7.11. На котлах ДК.ВР-2,5 и -10 не вырезают экранных
труб, а на котлах ДКВР-4 и -6,5 вырезают по одной трубе с каж¬
дой стороны топки. На котлах ДКВР-20 для установки горелок
разводят 8 экранных труб и 4 рециркуляционные трубы переносят
на другие места.
Длина туннеля в кладке 250 мм. Уменьшение ее приводит
к ухудшению качества смешения газа с воздухом и удлинению фа¬
кела, а увеличение до 380 мм приводит к повышению противодав¬
ления, перегреву кладки щели и преждевременному выходу из
строя. Расстояние в свету между горелочными' трубами должно
быть равно ширине туннеля (80 мм). Между коллекторами и клад¬
кой щели пе должно быть зазоров, через которые мог бы проходить
воздух, так как это приводит к частичному переносу горения газа
в короб. Съемная стенка короба позволяет при остановке котла
вынимать коллектор с горелочными трубами для осмотра, а при
переходе на резервное твердое топливо — закладывать щель кир¬
пичом (для уменьшения подсосов воздуха) без остановки котла.
Имеющийся опыт эксплуатации котлов ДКВР, оборудованных
вертикальными щелевыми горелками, показывает, что они обес¬
печивают отсутствие химического недожога при малых а, легко
зажигаются и регулируются, создают небольшой шум. В задней
стенке горелки имеются отверстия для наблюдения за горением
и введения запальника, поэтому дополнительные отверстия
в кладке не требуются. Для уменьшения нагрева боковых стенок
короба горелки от кладки котла целесообразно изолировать их
асбестовыми прокладками.
При разогретой топке и установившемся режиме температура
кладки щелей составляет 1000—1200° С. Горение газа начинается
в щели. Непосредственно у отверстий коллекторов горение про¬
исходит только при розжиге горелки и работе ее на минимальных
нагрузках. При наблюдении через гляделку в щели видны корни
факелов от каждой струйки газа, сливающиеся затем в единый
факел.
405

На время работы котла на газовом топливе колосниковую ре¬
шетку засыпают слоем битого огнеупорного кирпича толщиной
200—300 мм. Забрасыватель и шуровочные дверки защищают кир¬
пичной стенкой. Таким образом, если требуется перейти на сжи¬
гание твердого топлива, то сбрасывают поворотом колосников ле¬
жащие на них куски кирпича, разрушают и удаляют кирпичную
Таблица 8.8
Установочные размеры вертикальных щелевых горелок
на котлах ДКВР (рис. 8.20), мм
Котел
н
А
Б
в
Ж
К
ДКВР-2,5-13
600
780


350
420
ДКВР-4-13
600
440
800
350
520
ДКВР-6,5-13
700
360
800
350
520
ДКВР-10-13
1000
595
650
350
570
ДКВР-20-13
1000
1120
1040
1055
600
670
406

стенку у забрасывателя и шуровочных дверок, через горелку (при
снятой торцевой ее стенке) закладывают щель.
К недостаткам такого переоборудования котлов ДКВ и ДКВР
относится необходимость удаления или разводки экранных
труб. Горелки выступают за габариты котла на 420—670 мм.
При обычных расстояниях между котлами 2 м и установке горелок
рабочий проход составляет всего 1160—660 мм без учета высту¬
пающих частей арматуры и трубопроводов, что затрудняет обслу¬
живание.
Установка на боковых стенках топки котла ДКВР однорядных
горелок БИГ показана на рис. 8.21, установочные размеры при¬
ведены в табл. 8.9. Небольшая длина горелки позволяет раз¬
местить ее всю в кирпичной обмуровке топки, и за плоскость
котла выступают только подводящие газопроводы и арматура.
407

Таблица 8,9
Установочные размеры горелок БИГ на котлах
ДКВР (рис. 8.21), мм
Котел
Паропроиз-
водитель-
ность котла,
% ОТ
номинальной
Горелка
А
Б
в
Тип
Коли¬
чество
ДКВР-2,5-13
100
130
БИГ-1-14
БИГ-1-18
2
780
—
—
ДКВР-4-13
100
130
БИГ-1-11
БИГ-1-14
4
440
800
—
ДКВР-6,5-13
100
БИГ-1-18
4
360
800
—
130
БИГ-1-16
6
360
800
570
ДКВР-10-13
100
130
БИГ-1-18
БИГ-1-23
6
595
650
570
Примечание.
Как и в случае применения вертикальных щелевых горелок,
колосниковую решетку засыпают слоем битого шамотного кир¬
пича, а устройства ПМЗ и шуровочные лючки защищают от пере¬
грева кирпичной стенкой. Через смесители горелок можно наблю¬
дать за горением, а также за состоянием расположенных на про¬
тивоположной стороне тонки горелок и экранных труб. Необходи¬
мость в устройстве специальных гляделок отпадает. Расположение
горелок позволяет снизить шум, установив, например, против
горелок шумопоглощающие щиты или открывающиеся дверки из
прозрачного материале. В эксплуатационных условиях сохра¬
няются высокие теплотехнические показатели, полученные при на¬
ладке. Расчетный кпд котлов ДКВР, оборудованных горелками
БИГ, на номинальных нагрузках составляет 90%.
Для повышения безопасности розжига горелок целесообразно
в каждой щели — туннеле устанавливать 2 горелки, из которых
одну — единичный элемент-смеситель — располагают под основ¬
ной горелкой как ее продолжение. Например, на котле ДКВР-4
вместо установки 2 горелок БИГ-1-14 с каждой стороны топки
рекомендуется устанавливать 2 горелки БИГ-1-13 и под каждой
из них по одной горелке БИГ-1-1. При этом общая тепловая мощ¬
ность горелок сохраняется. До включения основной горелки за¬
жигают горелку БИГ-1-1, имеющую самостоятельный подвод газа;
при наличии у нее устойчивого пламени подают газ к основной
горелке. Стационарная запальная горелка обеспечивает более
мощный и надежный факел, чем ручной переносный запальник.
При монтаже горелок необходимо строго выдерживать размеры
туннеля — ширину 60 и длину 100 мм. Увеличение длины всего
на 35 мм приводит к снижению инжекционной способности го¬
релки, и аг становится меньшим 1. Уменьшение длины туннеля
408

Таблица 8.10
Установочные размеры горелок типа ГА конструкции
Мосгазпроекта на котлах ДКВР (рис. 8.22)
Характеристика
ДКВР-2,5-13
ДКВР-4-13
ДКВР-6.5-13
ДКВР-10-13
Паропроизводительность,
т/ч
3,75
6,00
9,75
15,00
Горелка
ГА-102
ГА-102
ГА-106
ГА-ПО
Количество горелок
1
2
2
2
Расчетное давление газа,
кгс/м3
Размеры, мм:
180
100
145
155
Н
1335
1335
1380
1400
Ну
650
650
780
845
А


450
495
515
D
400
400
490
530
Dy
650
650
740
780
d2
900
900
990
1030
Примечание. Давление воздуха для всех горелок 100 кгс/м*.
может привести к отрыву пламени на некоторых режимах. К не¬
достаткам компоновки однорядных горелок БИГ на котлах ДКВР
относится необходимость удаления или разводки нескольких
экранных труб, а на котлах ДКВР-6,5 и -10 — значительная вы¬
сота горелок (1200—1600 мм), что ставит в неравные условия ра¬
боты нижние и верхние смесители.
Если нет необходимости быстрого перехода с газового на твер¬
дое топливо, то горелки устанавливают на фронтовой стенке топки,
колосниковую решетку сохраняют, защищая ее от перегрева,
а устройства ПМЗ на время работы на газе демонтируют. Ниже
приведены примеры таких решений для котлов ДКВР с примене¬
нием горелок ГА (рис. 7.15) и ИГК (рис. 7.8).
При установке горелок ГА (рис. 8.22, табл. 8.10) в обмуровке
фронтовой стенки котла выкладывают туннель, который на протя¬
жении 113 мм имеет диаметр устья горелки, а затем на протя¬
жении 250 мм — равный примерно 1,5 диаметрам устья. Колосни¬
ковая решетка предохраняется от перегрева 2 слоями шамотного
кирпича, уложенного плашмя. Между кирпичом и колосниками
проложен асбестовый картон, являющийся не только тепловой
защитой, но и преградой для подсоса воздуха в топку. Нижняя
часть экранных труб защищена от излучения факела решетчатыми
шамотными стенками высотой около 1,5 м. Во фронтовой стенке
предусмотрены отверстия для запальника и устройства контроля
факела. При аварийном отключении газа и наличии мазутного
хозяйства в смотровой центральной трубе горелки может быть на
короткое время установлена мазутная форсунка. Вместо горелок
409

410

ГА могут быть использованы другие горелки с принудительной
подачей воздуха, например ГГВ (рис. 7.16).
В варианте с установкой горелок ИГК (рис. 8.23, табл. 8.11)
во фронтовой стенке топки выкладывают амбразуры квадратного
сечения по числу горелок, над горелками — разгрузочный свод.
В остальном переоборудование аналогично рис. 8.22.
' 'При наличии газа среднего давления Промэнергогаз рекомен¬
дует к установке на фронте котлов ДКВР производительностью
до 6,5 т/ч блочные горелки типа БИГ-2 или -3. Эти горелки можно
объединить попарно одним туннелем, устанавливая их вплотную
друг к другу на тонком слое (1—2 мм) огнеупорной обмазки. Та¬
кое секционное размещение позволяет уменьшать расход газа не
долько снижением его давления перед горелкой, но и отключе¬
нием .отдельных ее секций.
<• Установка вместо ИГК горелок БИГ повышает эксплуатаци¬
онную надежность агрегата, проход вдоль, фронта Котлов ■осво¬
бождается от выступающих почти на 2 м горелок, арматуры
и трубопроводов.
4—Расположение двух- и трехрядных горелок БИГ на фронте кот¬
лов ДКВ и ДКВР по рекомендациям Промэнергогаза показано на
рис. 8.24. Количество и типоразмеры горелок, обеспечивающие
изменение тепловой нагрузки котлов в пределах 30—130% от
номинальной выбраны (табл. 8.12) из расчета номинального дав¬
ления газа перед горелками 5000 кгс/м . Многолетняя работа кот¬
лов с горелками БИГ показала, что их эксплуатационный кпд
на номинальной нагрузке сохраняется на уровне, достигнутом
при наладке, 5s 90%. Среднеэксплуатационный кпд тех же кот¬
лов, оборудованных инжекционными односопловыми горелками,
составил 87,1%.
Шторки из оргстекла (на рисунке не показаны), установлен¬
ные перед горелками на расстоянии 60 мм от фронтовой стенки
котла, снижают уровень шума примерно на 2,5 дБ (без шторок
уровень шума может достигать 85 дБ).
Широкое распространение в котлах, в том числе и ДКВР, до
сих пор имеют подовые горелки низкого и среднего давления типов
ПГОД-и-ПГД конструкции УкрНИИинжпроекта (гл. 7). Эти го¬
релки позволяют сохранить на котле гарнитуру для сжигания
твердого топлива и колосниковую решетку. Однако необходимость
индивидуальной выкладки на колосниках щелей с помощью огне¬
упорного кирпича требует значительного времени и определенной
квалификации. Чем меньше живое сечение колосников и чем
больше объем поддувала, тем равномернее распределяется воздух
по длине щели и тем с меньшим а может быть сожжен газ (расчет¬
ный а = 1,14-1,15). Большое влияние на качество сжигания газа
и значение а имеют неравномерность распределения воздуха между
отдельными щелями, качество изготовления щелей, Степень засо¬
ренности отверстий в колосниках, соотношение скоростей газа и
воздуха, размеры газовых отверстий и их расположение, размеры
411

и форма щелей, способы распределения воздуха по длине щели
и т. д.
Если котлы оборудованы ПМЗ, то подовые горелки распола¬
гают с фронта котла, а при наличии на котлах топок с цепными
решетками или шурующей планкой газовые коллекторы выводят
на боковые стенки. При этом в топках с цепными решетками для
412

Таблица 8.11
Основные характеристики и установочные размеры горелок
ИГК конструкции Мосгазпроекта на котлах ДКВР (рис. 8.23)
Характеристика
ДКВР-2,5-13
ДКВР-4-13
ДКВР-6,5-13
Паропроизводительность, т/ч
3,75
6,0
9,75
Расчетный расход газа, м3/ч
280
445
720
Расчетное давление газа, кгс/ма
4700
5000
5000
Количество устанавливаемых горелок:
ИГК-170
3
1
——
ИГК-250
——
2
4
Размеры:
А
970
1350
1350
Б
325
345
365
В
450
480
440
Примечание. При установке горелок ИГК-170 а = 200, ИГК-250 —• 240 мм.
наладки воздушного режима иногда приходится несколько при¬
поднимать колосники.
Характеристика и установочные размеры горелок типа ПГД
применительно к котлам ДКВР приведены в табл. 8.13.
413

Таблица 8.12
Установочные размеры горелок БИГ на фронте котлов
ДКВ и ДКВР (рис. 8.24)
Котел
Горелка
Размеры, мм
Тип
Количество
А
Б
ДКВ-2-8
БИГ-2-10
2
850
850
ДКВР-2,5-13
БИГ-2-14
2
665
850
ДКВР-4-13
БИГ-3-21
2
630
920
ДКВР-6,5-13
БИГ-3-24
3
725
680
414

Примечания. Г. Число в обозначении горелки — расход газа при производительности котла 130% от номинальной, м’/ч. ?• Ши¬
рина щели для всех горелок 120 мм, 3. Шаг между отверстиями S-для низкого давления 15, для среднего — 20 мм« минимальное давление
газа соответственно 20 и 100 ктс/м*. 4. Диаметр нодводящегоАЕазопровода- 2|^=-!Я0:ЛМ»—кроме ПГД-Н-355,.,^. ,которой-Оу = 100 мм.
5. ^Номинальное^ давление^воздуха-50—60. кгс/ма.
413

8.8.	Специальные газовые и газомазутные котлы
В последние годы номенклатура котлов, предназначенных для
использования только газового или газового и жидкого топлив,
все больше расширяется. Это позволяет не только обеспечить наи¬
больший кпд, но и снизить стоимость котлоагрегатов при умень¬
шении их габаритов. Ниже рассматриваются особенности устрой¬
ства и газооборудования некоторых из этих котлов, а также
используемые при этом газогорелочные устройства.
8.8.1.	Котлы ТВГ
Теплофикационные водогрейные котлы типа ТВГ изготовляют
2 модификаций: ТВГ-4Р и-8м (рис. 8.25). Их основные техниче¬
ские характеристики соответственно: теплопроизводительность,
Гкал/ч — 4,3 и 8,3; площадь поверхности нагрева, м2— радиа¬
ционная 35,5 и 76, конвективная 54,8 и 109,6; расход воды, т/ч —
53 и 104; давление газа перед горелками, кгс/м2 — 1530 и 1690;
масса металлической части, т — 6,2 и 9,9; расчетная температура
воды на входе в котел, °C — 70, на выходе из котла — 150. Кпд
котлов при производительности в пределах 40—100% от номи¬
нальной составляет 90%.
416

Котлы ТВГ имеют принудительную циркуляцию воды, обору¬
дуются самостоятельным вентилятором и дымососом и снабжаются
автоматикой регулирования и защиты. Котлы не имеют специально
выделенной топки: газ сжигается в 4 подовых горелках 13 с при¬
нудительной подачей воздуха, который поступает через короба /.
Горелки расположены между 3 двухсветными 12 и 2 крайними
односветными 7 экранами, которые делят’топку на 4 отсека. Эк¬
раны состоят из прямых вертикальных труб, соединяющих ниж¬
ние 11 и верхние 4 коллекторы. Топка котла ТВГ-8м, кроме
того, имеет потолочный экран 6, передняя часть которого ча¬
стично переходит во фронтовой 3, достигающий только верхнего
уровня лазов в топку. Все эти экраны составляют радиационную
поверхность котла. Из топки продукты горения поступают в кон¬
вективный газоход через специальный проем в верхней части топки
над разделительной стенкой 10. В конвективном газоходе разме¬
щается змеевиковый экономайзер 8, набираемый из секций таким
образом, чтобы змеевики располагались параллельно фронту
котла в шахматном порядке.
На фронте котлов между экранами расположены лазы, которые
при работе закладываются кирпичами без перевязки с основными
стенками. В перекрытии топки установлены предохранительные
взрывные клапаны. Питание котла водой осуществляется по
трубе 9, отбор горячей воды — через трубу 5, подача газа к го¬
релкам — по газопроводу 2 (устройства автоматики на рисунке
не показаны).
Длина подовой горелки и секции экранов примерно одинакова,
что обеспечивает равномерное распределение тепловой нагрузки.
Газовый коллектор горелки имеет 2 ряда отверстий 0 1,5 мм,
угол между которыми составляет 90°. Равномерное поступление
воздуха от вентилятора ко всем отверстиям обеспечивается рас¬
пределительной решеткой, изготовленной из стального листа тол¬
щиной 5 мм; у отверстий для прохода воздуха 0 = 12 мм. Подду¬
вальное пространство разделено сплошными стенками так, что
каждая горелка получает воздух из своего капала. Газ смеши¬
вается с воздухом и горит в прямой щели шириной ПО мм, кото¬
рая в верхней части имеет резкое расширение до 160 мм, где со¬
здаются зоны рециркуляции. Это уменьшает длину факела и
способствует полноте сгорания газа. Полное сгорание газа дости¬
гается при а = 1,2н-1,15, температура уходящих газов 200—
Во избежание прогиба коллектора 0 50 мм, установленного
по концам в направляющие, под среднюю его часть подклады¬
вают 1—2 кирпича. Зазор между коллектором и направляющей
в передней стенке уплотняют шамотным раствором с асбестовой
крошкой. При номинальной тепловой мощности горелки высота
факела составляет 12—14 калибров (ширины щели). Основные раз¬
меры горелок для котлов ТВГ-4Р и ТВГ-8м соответственно: число
отверстий на коллекторе— 172 и 300, шаг между отверстиями,
14 Чепель В. М	417
мм — 25 и 18, длина огневой части горелки, мм — 2137 и 2680.
Номинальный расход газа, м3/ч — 557 и 1100. Без принудительной
подачи воздуха к горелкам котлы могут удовлетворительно ра¬
ботать на нагрузках до 40% от номинальной. Потери теплоты
в окружающую среду q6 в 2—4 раза ниже нормативных для водо¬
трубных котлов соответствующей производительности и состав¬
ляют при номинальных нагрузках для котла ТВГ-4Р —0,54,
для котла ТВГ-8м — 0,36%.
8.8.2,	Котел КСГМ
Стальной водогрейный котел КСГМ (рис. 8.26) предназначен
для отопления и горячего водоснабжения зданий и может распо¬
лагаться как в стационарных, так и передвижных котельных. В по¬
следнем случае котел, насосы, газовый счетчик и автоматику уста¬
навливают в помещении размером 4 X 3 X 3,1 м, представляющем
собой каркас, обшитый внутри и снаружи стальными листами
с теплоизоляционным заполнением между ними. Дутьевой венти¬
лятор с электромотором помещают в пристроенной шумопогло¬
щающей будке.
Основные технические характеристики котла: максимальная
теплопроизводительность 1 Гкал/ч; номинальный расход природ¬
ного газа 131 м3/ч при расчетном кпд не менее 90%; температура
воды на выходе не более 95, на входе расчетная при работе на
отопление 75, минимальная — 50° С. Давление газа перед при¬
борами автоматики, кгс/м2, не более 300, не менее 150; давление
воздуха за вентилятором 200—300 кгс/м2. Расход воздуха на горе¬
ние при а = 1,05 не более 1300 м3/ч. Теплосъем с 1 м2 поверх¬
ности нагрева при номинальной нагрузке 55 Мкал/(м2-ч), масса
металлоконструкций котла 958 кг.
Котел состоит из 2 кольцевых камер (верхней 7 и нижней /),
к которым по 2 концентрическим окружностям приварены верти¬
кальные трубы 5 (0 51 х 3). Камеры и трубы образуют контур,
по которому циркулирует вода. Питательная вода поступает
в нижнюю камеру, из нее по трубам в верхнюю камеру и далее
в магистраль прямой воды 8. В трубы наружного ряда (внешняя
окружность) для увеличения сопротивления в верхней камере
установлены шайбы 6. Приваренные к трубам стальные плавники
образуют перегородки, необходимые для направленного движения
продуктов горения, выходящих из топки, сначала по первому газо¬
ходу — между внутренним и наружным рядами труб, а затем по
второму газоходу — между наружным рядом труб и кожухом 4
котла. Наружную изоляцию кожуха выполняют на монтажной
площадке из асбозурита (или подобного ему материала) толщиной
60—70 мм, который покрывают мешковиной, грунтуют и окраши¬
вают. Если котел имеет декоративный кожух, снижающий тем¬
пературу поверхности до санитарных норм, то изоляцию наруж¬
ной поверхности не производят. При монтаже котел устанавли-
418

14*
419

вается на лапах 12 непосредственно на пол (цементный, плиточный)
котельной из расчета на нагрузку до 2 т (котел о водой).
Котел оборудуется автоматикой типа ПГА-1Н. Для установки
запальной горелки и смотрового лючка к нижней трубной решетке,
плавникам и кожуху котла приварены стальные коробки. В ниж¬
ней части топочной камеры, образованной внутренним рядом вер¬
тикальных труб, располагается огневой насадок горелки 3. К вну¬
треннему ряду нескольких труб изнутри топки приварены уголки,
образующие каналы для перепуска части продуктов горения из
топки по трубопроводу рециркуляции 13 в инжектор // горелки.
Давление в топке поддерживается в пределах от 2—3 до
50 кгс/м2 при теплопроизводительности соответственно от 35 до
90% от номинальной. Продукты горения из котла удаляются в ды¬
мовую трубу через дымоотводящий конусообразный вертикальный
патрубок 9, на котором в верхней части установлен взрывной пре¬
дохранительный клапан.
Газ, выходящий из основной горелки, поджигается постоянно
работающим стационарным запальником с активной воздушной
струей, по продольной оси которого расположена термопара. Для
зажигания стационарного запальника используется ручной за¬
пальник, который вводят в топку через отверстие 10. Питатель¬
ная вода поступает через патрубок 2.
Горелка с активной воздушной струей (рис. 8.27) имеет ци¬
линдрический кожух 2 с фланцем 3 для крепления его к нижней
камере котла. В кожух через смеситель 4 поступает газовоздушная
смесь с а » 1,05-7-1,1. Воздух, подаваемый от вентилятора через
сопло 6 в смеситель, инжектирует газ через конфузор 5, располо¬
женный в инжекторной коробке горелки. Газ в инжекторную
коробку подается через патрубок 14 и 2 отвода 15. Расчетное дав¬
ление воздуха перед горелкой не менее 200 кгс/м2. Давление газа
перед горелкой поддерживается близким к атмосферному с по¬
мощью нуль-регулятора.
Если при наладке режима не обеспечивается расчетная тепло-
производительность котла, то допускается удаление из сопла 7
1—2 пластин 6. Это приводит к увеличению расхода воздуха и
соответственно к росту количества инжектируемого газа.
Раструб 8 смесителя и его расположение обеспечивают равно¬
мерное распределение давления газовоздушной смеси под панелью,
служащей для стабилизации горения. Панель состоит из 6 коро¬
бов 10 прямоугольного сечения, в которых установлены пакеты
стабилизаторов 11, и огнеупорного наполнителя 1. Каждый пакет
стабилизаторов размером 150 X 51,5 мм — это набор стальных
пластин 12, стянутых болтами 13 с шайбами так, чтобы зазоры
между пластинами не превышали 1 мм (номинальный зазор 0,8 мм,
число пластин 39, шайб 160). Выходя через пакеты, расположенные
по окружности, приближенной к внутреннему ряду экранных
труб, подожженная газовоздушная смесь образует устойчивые
факелы, направленные вверх (отрыв пламени предотвращается
420

созданием рециркуляционных зон за стягивающими пакеты бол¬
тами, проскок — наличием щелей для выхода смеси ниже крити¬
ческого размера). На случай проскока пламени при короблении
пластин и хлопка в горелке на ее кожухе 2 предусмотрен взрыв¬
ной предохранительный клапан 9.
Состав огнеупорного наполнителя панели, %: цемент глино¬
земистый — 20, шамот молотый с размерами частиц 0,2—4,0 мм —
80 или шамот молотый — 70—75, глина огнеупорная — 20—25
и портландцемент 500—5—10.
8.8.3.	Котлы ПТВМ
Пиковые теплофикационные водогрейные газомазутные котлы
ПТВМ-ЗОМ (рис. 8.28, а) имеют П-образную компоновку, а
ПТВМ-50 (рис, 8.28, б) и ПТВМ-100 — башенную (табл. 8.14).
421

422

Таблица 8.14
Основные технические характеристики котлов ПТВМ
Характеристика
ПТВМ-ЗОМ
ПТВМ-50
ПТВМ-100
Теплопроизводительность, Гкал/ч
35-40
50
100
Площадь поверхности нагрева, м2:
радиационная
129
138
224
конвективная
693
1110
2960
Расход воды, т/ч:
пиковый режим
500
1200
2140
основной режим
440
625
1250
Количество горелок
6
12
16
Масса металлической части, т
54,3
109,0
189,5
Номинальный расход газа через го-
660
660
900
релку, м8/ч
Номинальное давление, кгс/см2:
газа
мазута
0,25
16-18
Котлы башенного типа обычно имеют полуоткрытую установку.
До отметки 6—7 м их размещают в помещении котельной, верх¬
нюю часть котла — вне помещения.
Топочная камера 2 котлов полностью экранирована и выпол¬
нена в виде прямоугольной шахты, на боковых сторонах которой
в местах, где предусмотрена соответствующая разводка экранов,
размещают газомазутные горелки 1. В башенных котлах змее¬
виковая конвективная поверхность 3 расположена над топкой,
у котла ПТВМ-ЗОМ — во втором газоходе. Радиационная поверх¬
ность нагрева выполнена из труб 60 X 3, конвективная — из
труб 28 X 3 мм. Котлы имеют легкую натрубную обмуровку тол¬
щиной 112 мм, состоящую из нескольких слоев: плетеной метал¬
лической сетки со слоем шамотобетона (20 мм), матраца из мине¬
ральной ваты (80 мм), магнезиальной штукатурки (10 мм), крафт-
бумаги и тонкого слоя газонепроницаемой обмазки.
На основном режиме вода из теплосети проходит сначала по¬
ловину конвективной части котла, затем радиационную часть и,
наконец, вторую половину конвективной части. На пиковом ре¬
жиме вода поступает в боковые экраны, из них — в конвективные
пакеты. Из одного пакета она направляется в задний экран, из
другого — во фронтовой экран, после чего поступает в теплосеть.
Воздух к каждой горелке (рис. 8.29) подается от индивидуаль¬
ного вентилятора Ц-13-50 № 4 и закручивается в ней лопаточным
регистром, который монтируют после футеровки рамы горелки
на котле. Газ поступает в закрученный поток воздуха под углом
90° из периферийного газораздаточного кольца горелки через
2 ряда отверстий: в ближайшем ряду к топке все отверстия одина¬
ковые, во втором — 3 отверстия 0 18 и 9 отверстий 0 10 мм.
Это обеспечивает равномерное распределение газовых струй в по¬
токе воздуха и хорошую подготовку газовоздушной смеси. За¬
423

крутка воздуха и короткий цилиндрический туннель обеспечивают
надежную стабилизацию факела. Размеры, приведенные на
рис. 8.29, принимают следующими, мм:
Внутренний диаметр туннеля равен внутреннему диаметру газо¬
раздаточного кольца горелки (346 мм), длина туннеля составляет
около 380 мм с тем рас¬
четом, чтобы он не¬
сколько выступал в топ¬
ку за пределы экранных
труб и исключалась
возможность их пере¬
грева. Внутренняя фу¬
теровка рамы защищает
горелку от нагрева за
счет излучения из топ¬
ки. Предохранение от
перегрева горелок имеет
важное значение, так
как производительность
котлов регулируют
включением или выклю¬
чением горелок и часть
из них может длитель¬
ное время не работать.
Если, несмотря на футе¬
ровку рамы, эти горелки
в эксплуатационных ус¬
ловиях все же сильно
нагреваются, то через
них для охлаждения
пропускают небольшое
количество воздуха.
Горелки располага¬
ют в 2 яруса, причем 1
или 2 горелки нижнего
яруса с каждой сто¬
роны котла являются
растопочными и имеют
зажигающее устрой¬
ство, расположенное
непосредственно над
горелкой и включаемое
со щита. Возможен так¬
же розжиг переносным
424

425

газовым или мазутным запальником. Две другие горелки
из данной группы зажигаются по мере роста производитель¬
ности котла от факела работающей растопочной горелки. Горелки
разжигают при открытых воздушных заслонках на воздухопрово¬
дах. На практике соотношение между расходом газа и воздуха
у различных горелок может отличаться от расчетного вследствие
несоответствия действительных характеристик вентиляторов про¬
ектным, неточности при сверлении газовых отверстий и изготовле¬
нии керамического стабилизирующего туннеля и т. п. При работе
котла на номинальной производительности при среднем а =
е= 1,054-1,08 в отдельных горелках может наблюдаться недоста¬
ток воздуха для полного сгорания, что, в свою очередь, может
вызвать пульсацию факела и вибрацию котла. Поэтому необхо¬
дима тщательная наладка работы каждой горелки отдельно.
При пуске котла давление газа перед горелками поддерживают
в пределах 1500—1700 кгс/м2. При включении и выключении от¬
дельных горелок меняется давление газа перед работающими го¬
релками и корректировка отношения топливо—воздух (по О2) ве¬
дется плавным регулированием давления (расхода) топлива с по¬
мощью общей на котел поворотно-регулировочной заслонки.
У котлов ПТВМ-ЗОМ встречаются компоновки с общими дутье¬
выми вентиляторами, что несколько упрощает схему, но ухудшает
возможности регулировки и приводит к перерасходу электроэнер¬
гии на собственные нужды.
8.8.4.	Котлы KB-ГМ
Котлы водогрейные газомазутные KB-ГМ предназначены для
получения горячей воды давлением до 25 кгс/см2 с температурой
до 200° С. Расчетная температура воды на входе в котел 70, на
выходе—150° С. Число после буквенного обозначения показы¬
вает теплопроизводительность котла (Гкал/ч).
Большинство теплоснабжающих систем в Советском Союзе
имеет качественное регулирование отпуска теплоты, поэтому та¬
кие котлы запроектированы прямоточными для работы с постоян¬
ным расходом воды и включаются в тепловую сеть непосред¬
ственно, подобно сетевым водоподогревателям. Конструктивно
они подразделяются на 3 унифицированные серии: 4 и 6,5; 10, 20
и 30; 50 и 100 Гкал/ч (табл. 8.15).
Котлы не имеют несущего каркаса. Обмуровка облегченная из
3 слоев (шамотобетон, минераловатные плиты и магнезиальная
обмазка) крепится к трубам экрана и конвективной части с по¬
мощью штырей с шайбами и плетеной сетки. Испытания ЦКТИ
показали, что облегченная обмуровка обеспечивает по сравнению
с нормативными значительно меньшие потери теплоты в окружаю¬
щую среду <?s, %, например:
426

Таблица 8.13
Основные характеристики котлов КВ-ГМ
427

Котлы обладают хорошими маневренными качествами, на¬
дежны и удобны в эксплуатации, способны длительно поддержи¬
вать заданную теплопроизводительность в диапазоне от 20% до
номинальной. Кпд на нагрузках, близких к номинальным (на га¬
зовом топливе), равен примерно 91%, а на нагрузках, близких
к 40%, значительно выше расчетного и достигает 95% благодаря
снижению q2.
Котлы КВ-ГМ-4 и -6,5 (рис. 8.30). Вся трубная система котла
скомпонована в едином транспортабельном блоке. Топочная ка¬
мера 6 полностью экранирована трубами 60x3. Боковые экраны,
428

верх и под топочной камеры образованы одинаковыми Г-образ-
ными трубами. Средние трубы фронтового экрана разведены:
в верхней части — для создания прохода газов к взрывному кла¬
пану 2, в средней—для образования амбразуры горелки 1.
Неэкранированные поверхности переднего фронта закрыты огне¬
упорной кладкой, примыкающей к воздушному коробу. Средние
трубы левого бокового экрана разведены для образования лаза 4
в топочную камеру. Часть рядом стоящих труб заднего экрана
на участке между потолком котла и началом конвективного пучка
выгнута в сторону топки и сварена между собой при помощи
вставок (для устранения попадания в топку дроби при работе дро-
беочистки 3). Все трубы экранов введены в верхние и нижние
коллекторы 0 159X7, внутри которых помещены глухие пере¬
городки, направляющие воду. Топка отделена от конвективной
части перегородкой из огнеупорной кирпичной кладки.
Конвективная поверхность 5 состоит из 2 пакетов, каждый из
которых набирается из U-образных ширм (трубы 28x3). Ширмы
расположены параллельно фронту котла, образуя шахматный пу¬
чок. Боковые стены конвективной части экранированы трубами
(83x3,5), имеющими плавники, и являются коллекторами для
труб конвективных пакетов. Потолок конвективной части также
экранирован трубами 0 83x3,5. Задняя стенка не экраниро¬
вана и имеет лазы вверху и внизу. Вся весовая нагрузка котла
передается на нижние коллекторы, имеющие опоры. Последние
устанавливают на закладные листы фундамента и крепят болтами.
Котлы КВ-ГМ-10, -20 и -30 (рис. 8.31). Трубная система котла
состоит из 2 блоков — топочного 2 и конвективного 4. Топочный
блок имеет горизонтальное расположение и составляется из фрон¬
тового, 2 боковых и промежуточного экранов (трубы 60x3).
Они полностью (за исключением верхней части фронтовой стены,
где установлены взрывные клапаны) покрывают стены и под то¬
почной камеры. Коллекторы фронтового экрана образуют квадрат,
в котором размещена амбразура горелки 1. Промежуточный эк¬
ран 3 из труб, расположенных в 2 ряда с шагом 128 и 182 мм, раз¬
деляет топку на 2 неравные части, образуя за собой камеру до¬
горания. Конвективный блок находится в вертикальной шахге
и включает стены, экранированные трубами, и 2 конвективных
пучка, набираемых из U-образных ширм (трубы 28x3). Перед¬
няя стенка блока, являющаяся одновременно задней стенкой
топки, цельносварная. Продукты горения уходят из верхней
части конвективного блока через прямоугольное отверстие раз¬
мером 850X2635 мм. Несущий каркас отсутствует. Каждый блок
имеет опоры, приваренные к нижним коллекторам. Опоры на стыке
блоков неподвижные. Горелку устанавливают на воздушном ко¬
робе котла, который крепят на фронтовом экране.
Котлы КВ-ГМ-50 и -100 (рис. 8.32) имеют единый П-образный
профиль и различаются лишь размерами топочной камеры 3 и
конвективной шахты 4. Трубная система котла набирается из
428

блоков. Экраны топочпой камеры выполнены из труб 60x3 мм.
Между задним экраном топки и потолком имеется проход для то*
ночных газов. Фронтовой экран снабжен коллекторами: верхним,
нижним и 2 промежуточными. Между последними находятся
кольца для формирования амбразур горелок 2. Боковые стенки
конвективной шахты образуются трубами, которые являются стоя*
ками конвективных ширм. Пакеты из U-образных ширм, выпол*
пенных из труб 28x3 мм, образуют шахматный пучок конвектив¬
ной части.
Фронтовой и задний экраны топ¬
ки, а также задний экран конвектив¬
ной части опираются на портал 1
котла. Нижние коллекторы этих
экранов имеют опоры. Опора, рас¬
положенная посередине нижней ка¬
меры заднего экрана топки, является
неподвижной. Вес боковых экранов
топки передается на портал через
фронтовой и задний экраны.
Предохранительные взрывные
клапаны находятся на потолке топки
над правым и левым боковыми
430

431

432

экранами. Лазы предусмотрены на правом бо¬
ковом и заднем экранах, гляделки — на боко¬
вых, фронтовой и задней стенах топки.
На всех котлах KB-ГМ устанавливают ро¬
тационные газомазутные горелки типа РГМГ.
Отличительной особенностью горелок тепловой
мощностью до 10 Гкал/ч является то, что фор¬
сунка включает в себя вентилятор первичного
воздуха, встроенный в ее корпус, а воздухо¬
направляющее устройство вторичного воздуха
снабжено улиточным корпусом. Горелки тепло¬
вой мощностью 10, 20 и 30 Гкал/ч имеют авто¬
номные вентиляторы первичного воздуха и пря¬
мой подвод вторичного воздуха к завихрителю
из короба прямоугольной формы.
Горелки РГМГ предназначены для раздель¬
ного сжигания газа и мазута. Если горелки
оборудованы захлопками, то в период пере¬
хода с одного вида топлива на другой допуска¬
ется кратковременное совместное сжигание
мазута и газа. После образования устойчивого
пламени на заданном топливе горелки должны
быть отключены по другому виду топлива.
Ротационные горелки РГМГ-4 и -7 (рис.
8.33, табл. 8.16) состоят из ротационной фор¬
сунки, вентилятора первичного воздуха, газо¬
вой части, улиточного воздушного короба,
завихрителя вторичного воздуха и ЗЗУ.
Топливо в форсунку подается по кон¬
сольной топливной трубке 15, размещенной
в центральном отвер¬
433

Таблица 8.16
Основные технические характеристики горелок РГМГ
Характеристика
РГМГ-4
РГМГ-7
РГМГ-10
РГМГ-20
РГМГ-30
Номинальная тепловая мощ-
4,5
7,0
12,3
22,5
33,6
ность, Гкал/ч
Номинальный расход:
мазута (Qn =
510
825
1300
2500
3800
= 9500 ккал/кг), кг/ч
газа (QH = 8500 ккал/м3),
530
870
1450
2650
3950
м3/ч
Давление, кгс/м2:
3000—
газа
2000
1500-
-3000
2000—
первичного воздуха
530
500—850
700
4000
730
5000
900
вторичного воздуха
100
200
100
150
250
Газовыпускные отверстия:
26
16
21
количество, шт.
——
20
диаметр, мм
7
—
14
16
18
Масса горелки, кг, не более
680
496
635
783
Примечания. 1. Давление мазута пе более 2 кгс/см’. 2. Горелка РГМГ-7
вместо газовыпускных отверстий имеет 11 газовыдающих трубок 0 20 X 2 мм.
отсутствии первичного воздуха образуется диск распыленного
топлива, т. е. угол раскрытия конуса распиливания близок
к 180°. Для получения необходимого угла раскрытия конуса
к выходной кромке стакана подается первичный воздух, ко¬
торый способствует также более тонкому распиливанию топлива.
Распиливающий стакан — это полый цилиндр со ступицей,
полость которого образована 2 усеченными конусами. Поверх¬
ность конусов, по которым движется топливная пленка, поли¬
руют и хромируют. В торце стакана просверлены отверстия для
прохода части первичного воздуха в воздушные каналы гайки-
питателя, что уменьшает возможность за коксования внутренних
поверхностей стакана и самой гайки. Воздушные каналы смещены
относительно топливных на 45° и проходят параллельно осн гайки.
Воздух на всасывающий патрубок вентилятора первичного воз¬
духа 18 подается из улиточного короба вторичного воздуха через
литой прямоугольный патрубок, имеющий заслонку. Этот канал
перед входом воздуха в рабочее колесо вентилятора переходит
в кольцевую камеру. Воздухонаправляющий аппарат 19 вентиля¬
тора двухступенчатый.
Все детали ротора форсунки смонтированы на полом валу, ко¬
торый имеет 2 подшипниковых узла о консистентной смазкой.
Крутящий момент от электродвигателя 21 к валу форсунки пере¬
дается клиноременной передачей 20. Натяжение ремней произ¬
водят поворотом электродвигателя при помощи натяжного уст¬
ройства 22.
434

При переходе на сжигание газа форсунка должна выводиться
из воздушного короба. С этой целью форсунку крепят к кольцу-
раме двухосным кронштейном, позволяющим ей совершать по¬
ступательное и вращательное движение. Форсунка фиксируется
в рабочем положении 2 прижимными устройствами 1. Газовая
часть состоит из газораздающей кольцевой камеры 9 (коллектора),
расположенной в устье горелки, и газоподводящей трубы.
Горелки РГМГ-10, -20 и -30 (рис. 8.34, табл. 8.16) состоят из
ротационной форсунки 11, газовой части 7, завихрителя вторич¬
ного воздуха 10, короба первичного воздуха, кольца-рамы 3,
переднего кольца 8 и ЗЗУ 5. Из комплекта ЗЗУ на трубе 6 го¬
релки устанавливают газовый запальник и фотодатчик. Труба
закреплена на крышке 19.
Ротационная форсунка устроена аналогично форсункам горе¬
лок РГМГ-4 и-7 (см. выше). В передней части форсунки к кожуху
на резьбе крепится завихритель первичного воздуха, лопатки
435

которого наклонены к оси форсунки на 30°, корпус форсунки
имеет окна 18 для прохода воздуха к завихрителю.
Газовая часть состоит из газораздающей кольцевой камеры 7
и 2 газоподводящих труб 4. Газораздающая камера расположена
у устья горелки и имеет 1 ряд газовыпускных отверстий 12
(табл. 8.16). Газоподводящие трубы с наружной стороны горелки
соединены с приемным патрубком 1. Опорная труба 14 поддер¬
живает газораздающую камеру снизу. Ролики 13 служат для
центровки завихрителя вторичного воздуха при его перемещении.
Воздухопаправляющее устройство вторичного воздуха состоит
из воздушного короба 2, завихрителя 10, переднего кольца 8,
образующего устье горелки, и амбразуры 9. Воздушный короб по¬
ставляется с котлом и имеет отверстие для крепления кольца-
рамы 3. Завихритель вторичного воздуха — осевого типа с гну¬
тыми лопатками, установленными под углом 40° к оси горелки.
Завихритель можно перемещать вручную вдоль оси горелки в на¬
правляющих роликах с помощью тяг и рукояток. Задняя часть 17
наружного обода завихрителя может выполнять роль воздушного
шибера. Передний участок наружного обода при работе на мазуте
устанавливают в крайнее переднее положение, перекрывая газо-
выпускные отверстия.
Газовую часть горелки крепят к верхней половине кольца-
рамы. В нижней ее половине имеются приливы для крепления
патрубка первичного воздуха с шибером, приливы справа служат
для крепления оси кронштейна короба первичного воздуха. В цен¬
тральной части к кольцу-раме крепятся крышка с центральным
отверстием для форсунки, 2 боковыми отверстиями для тяг и при¬
ливом-отверстием для ЗЗУ. Саму кольцо-раму соединяют с воз¬
душным коробом 2 котла болтами. Переднее кольцо 8 крепится
к обшивке котла и должно быть строго концентрично с амбразурой.
Конструкция короба первичного воздуха позволяет выводить
форсунку из короба вторичного воздуха: короб вместе с форсун¬
кой может поворачиваться относительно фронта котла в положе¬
ние, удобное для профилактики. При этом форсунка откатывается
по направляющим рамы 16, для чего на оси закреплены подшип¬
ники 15, а затем поворачивается на оси, установленной в прили¬
вах кольца-рамы. После выведения форсунки из короба вторич¬
ного воздуха центральное отверстие перекрывается захлопкой
под воздействием пружин кручения.
Первичный воздух к форсунке подается от вентилятора вы¬
сокого давления. Для регулирования его количества внутри па¬
трубка первичного воздуха установлен шибер. Конец оси шибера
с одной стороны имеет рукоятку и указатель положения.
Амбразуру горелки выполняют из пластичной хромитовой
массы, которую наносят по шипам. Состав хромитовой массы, %:
хромит молотый — 70, шамот молотый — 10, огнеупорная глина
молотая —20, жидкое стекло —3 л на 100 кг сухой смеси. Шамог
молотый и хромит должны иметь следующий гранулометрический
436

состав, %: зерна размером от 6 до 8 мм — 20, от 3 до 6 — 20, от
1 до 3—35, менее 1 мм — 25. Огнеупорная глина должна быть
пластичной, низкоспекающейся (температура спекания 1000—
1100° С).
При эксплуатации РГМГ должны выполняться все требова¬
ния, обязательные для любых газомазутных горелок, а также учи¬
тываться их особенности. При сжигании мазута необходимо сле¬
дить за тем, чтобы на внутренней стенке стакана не накаплива¬
лись нагарообразования, смолистые и прочие отложения, о на¬
личии которых свидетельствует появление в топке крупных летя¬
щих капель-«звездочек». В таких случаях необходимо отключить
форсунку, вывести ее из воздушного короба и очистить внутрен¬
нюю поверхность стакана деревянным, алюминиевым или краспо-
медным ножом и промыть соляровым маслом или другим легким
топливом. При удалении нагаров категорически запрещается поль¬
зоваться стальным инструментом, так как стальные предметы
оставляют на стенке стакана риски, способствующие быстрому
образованию нагаров и ухудшающие качество распыливания топ¬
лива. Совершенно не допускаются зазубрины, забоины, а также
бой кромки стакана. Бой стакана можно контролировать по инди¬
катору и поддерживать не более 0,06 мм.
Факел должен быть симметричным относительно геометриче¬
ской оси горелки. Нарушение симметричности факела может быть
вызвано попаданием во всасывающий патрубок, направляющий
аппарат вентилятора или завихритель первичного воздуха по¬
сторонних предметов. Возможно закоксование завихрителя при
пусках, остановках горелки и при больших нагарообразованиях
на стакане. Несимметричность факела и даже вибрационное горе¬
ние могут возникать вследствие неправильного выполнения огне¬
упорной фурмы или разрушения ее в процессе эксплуатации.
Необходимо периодически добавлять шприцем смазку в под¬
шипниковые узлы. Подачу смазки производить до тех пор, пока
она не начнет выжиматься из контрольных отверстии. Повышен¬
ный шум и вибрация форсунки, а также увеличенный бой стакана
свидетельствуют о значительном износе подшипников. В этом
случае их необходимо заменить.
Возможно появление резкого звенящего шума вследствие заде¬
вания топливной трубки за вал форсунки. В таких случаях не¬
обходимо немедленно остановить форсунку и отцентрировать
трубку относительно центрального отверстия вала форсунки. Рез¬
кий шум может быть вызван также задеванием колеса вентилятора
за его корпус из-за смещения ротора форсунки. Для устранения
шума следует остановить форсунку и отрегулировать положение
ротора с помощью прокладок, установленных в подшипниковых
узлах. Правильность положения ротора может быть проверена
через инспекционное отверстие в корпусе вентилятора. Несовпаде¬
ние выходной кромки колеса вентилятора и выходной кромки
направляющего аппарата не должно превышать 0,5 мм.
437

Периодически следует проверять натяжение клиновых ремней
форсунки. При нажатии на ремни с силой 5 кгс прогиб ремня
должен быть 12—15 мм.
8.8.5,	Котлы АПВ-2 и АВ-2
Автоматизированные жаротрубно-газотрубные (комбинирован¬
ные) котлоагрегаты, предназначенные для теплоснабжения теп¬
лиц, имеют 2 модификации: пароводогрейный АПВ-2 (паропроиз-
водительность 12 т/ч насыщенного пара при давлении 2 кгс/см^
в паровом режиме или 280 т/ч горячей воды с t — 70-4-95° С при
давлении 0,7 кгс/см2 в водогрейном режиме, что соответствует
теплопроизводительности 7 Гкал/ч) и водогрейный АВ-2 (тепло-
производительность 7 Гкал/ч).
Трехходовой по движению газов котел состоит из горизонталь¬
ного цилиндрического барабана с плоскими отбортованными дни¬
щами, которые служат трубными досками для жаровой трубы,
расположенной по оси барабана, труб второго газохода, находя¬
щихся в нижней части барабана, и труб третьего газохода, раз¬
деленного на 2 пучка, расположенные по обе стороны жаровой
трубы. Топочная камера расположена в жаровой трубе 5
(рис. 8.35). Барабан установлен на 2 опорах, объединенных общей
рамой, задняя опора фиксирующая. Котел имеет внешнюю охла¬
ждаемую заднюю поворотную камеру 7, в которой газы повора¬
чивают из жаровой трубы в трубы второго газохода. Камера со¬
стоит из 2 эллиптических днищ, надетых одно на другое с зазором,
который образует полость, сообщающуюся с объемом барабана
при помощи 1 подводящего и 3 отводящих патрубков. Патрубки
приварены к наружному днищу барабана. Зазор между днищем
барабана и камерой заполняется хромитовой массой ПХМ-6.
На центральной горловине камеры предусмотрен лаз для доступа
в жаровую трубу и поворотную камеру.
К заднему днищу барабана присоединена выходная камера,
в которой уходящие газы из 2 пучков третьего газохода объеди¬
няются и направляются к выходному патрубку, расположенному
в верхней части задней стенки выходной камеры. На этой же стенке
имеются 2 съемные крышки и лаз для осмотра и очистки. Цилин¬
дрическая часть передней и выходной газовых камер и барабан
котла имеют изоляцию, покрытую алюминиевым листом; задняя
часть и фронт котла изолированы и покрыты листовой сталью.
На фронте котла расположена неохлаждаемая передняя ка¬
мера, в которой газы поворачивают из второго газохода в третий.
Для очистки труб второго и третьего газоходов камера имеет съем¬
ные дверки, уплотняемые прографиченным плетеным асбестовым
шнуром. В центральной части камеры имеется опорное кольцо,
к которому крепится газомазутная горелка РГМГ-7. Эта горелка 1
отличается от РГМГ-4 тем, что вместо газовыпускных отверстий
имеет 11 трубок 2 0 20 X 2 (рис. 8.33, б), выдающих газ парал-
438

лельно оси туннеля 3. Исследования ЦКТИ показали, что при фу¬
теровке жаровой трубы в соответствии с рис. 8.35 на расстоянии
1,5 м от устья горелки выгорает 98% газового топлива, а зона
максимальных тепловых потоков находится на расстоянии 0,8—
1 м от устья горелки. Факел не касается стенок жаровой трубы,
вдоль которых сохраняется тонкий защитный слой воздуха.
При работе на жидком топливе (дизельное или печное) 98% его
выгорает на расстоянии около 3 м от устья горелки, а зона макси¬
мальных тепловых потоков находится на расстоянии 1,3—1,6 м.
В пределах топочной камеры топливо выгорает полностью.
Давление первичного воздуха устанавливается при номиналь¬
ной нагрузке на 850 кгс/м2 и в диапазоне 20—100% не регули¬
руется, изменяясь в зависимости от подпора, создаваемого вторич¬
ным воздухом. Давление жидкого топлива регулируется от 100
до 700 кгс/м2, что из-за малых значений создает трудности при
измерениях. Незначительное изменение гидравлического сопро¬
тивления в линии за U-образным манометром вносит заметную по¬
грешность в режимную характеристику.
8,8.6.	Котел КПА-500
Котлоагрегат паровой автоматизированный изготовляют 2 мо¬
дификаций: КПА-500Г — для работы на газе й КПА-500Ж — для
работы на жидком топливе. Техническая характеристика
КПА-500Г: теплопроизводительность до 338 Мкал/ч, паропроиз¬
водительность от 200 до 500 кг/ч, расход газа на номинальном ре¬
жиме 46 м3/ч, давление газа 90—200 кгс/м2, кпд « 0,8, максималь¬
ная температура уходящих газов 330° С, температура питатель¬
ной воды 65—80° С, поверхность нагрева 11,65 м2, масса 1220 кг.
КотеЛ"(рис. 8.36) прямоточный, поверхность нагрева состоит из
наружной 1 и внутренней 2 секций, имеющих форму змеевиков,
439

соединенных последовательно. Змеевики навиты из бесшовных
труб и имеют фланцы в начале наружной и в конце внутренней
секции соответственно для подвода воды и отбора пара. В месте
соединения секций имеется третий фланец для подключения про¬
дувочного патрубка. К нижним виткам наружной секции прива¬
рена обечайка с днищем 8, на котором уложен слой шамотного
кирпича 9 на шамотной глине. Этот слой предотвращает прогора¬
ние днищ обечайки и корпуса 4 котла. Снаружи котел покрыт ме¬
таллическим кожухом 3. Для осмотра состояния шамотной изоля¬
ции обечайка имеет окно с заслонкой, расположенное против
соответствующих окон в корпусе и кожухе. На нижних горизон¬
тальных витках внутреннего змеевика также имеется тепловая
изоляция 5.
Газовая горелка закреплена на верхней крышке котла, под
которой поддерживается заданное давление воздуха. Воздух по¬
дается вентилятором 7 в нижнюю часть кольцевого зазора между
кожухом и корпусом котла, поднимается вверх, охлаждает кожух
и, подогреваясь, поступает в воздушное пространство под крышкой
и в горелку.
Топочную камеру образует змеевик 2, внутренняя поверх¬
ность которого является экраном. Продукты горения, выйдя из
440

топки, поступают в конвективную часть, где омывают нижнюю по¬
верхность горизонтальной части внутреннего змеевика, подни¬
маются между внутренним и наружным змеевиками, затем опу¬
скаются между наружным змеевиком и стенками корпуса и через
патрубок 6 направляются к дымовой трубе.
В горелку (рис. 8.37) газ поступает через штуцер 2, воздух —
из пространства 7 через перфорированную цилиндрическую стен¬
ку 6.
Смешение газа с воздухом осуществляется в смесителе 10.
Газ в смеситель выдается через шайбу 9 с газовыпускными отвер¬
стиями (216 отверстий 0 5 мм в 3 рядах). Для равномерного рас¬
пределения газа по всей площади шайбы в горелке установлены
полукольцевой 1 и кольцевой 8 распределители. 2 электрода 3,
между концами которых в плане выдерживается расстояние 4,5—
8 мм, предназначены для поджигания газа. Наличие факела кон¬
тролируется датчиком 4 (ультрафиолетовым диодом). На крон¬
штейне 5 крепится датчик давления воздуха.
8.8.7.	Котлы Е-1-9Г (МЗК-7АГ) и Е-0.4-9Г (МЗК-8Г)
Котлы предназначены для выработки насыщенного пара давле¬
нием до 8 кгс/см? и поставляются укомплектованными системой
автоматического регулирования, управления и защиты, питатель¬
ным насосом, вентилятором с электродвигателем, газовой горел¬
кой и арматурой.
441

Основные технические характеристики МЗК-7АГ (МЗК-8Г):
паропроизводителыюсть 1 (0,4) т/ч, полная поверхность нагрева
17,1 (7,4) м2, расход природного газа (Qn = 8000 ккал/м3) при
номинальной нагрузке 90 (36) м3/ч, расчетный кпд = 86%, тем¬
пература питательной воды 50° С, температура уходящих газов
250—270° С; ак = 1,15-4-1,2, давление газа перед клапанами авто¬
матики 130—180 кгс/м2, установленная горелка Г-1,0 (Г-0,4),
дутьевой вентилятор среднего давления ВД-2,7, масса котлоагре¬
гата 2,7 (1,65) т.
Котел (рис. 8.38) состоит из верхней 3 и нижней 9 кольцевых
камер, соединенных двумя рядами прямых вертикальных труб
442

0 38 мм 5, расположенных в шахматном порядке по концентри¬
ческим окружностям. Внутренний ряд экранных труб образует
цилиндрическую топочную камеру, газоплотность которой обес¬
печивается приваркой к трубам стальных плавников. Часть экран¬
ных труб, между которыми выходят топочные газы, установлена
более редко и не имеет плавников. Конвективный газоход обра¬
зуется кольцевым пространством между экранными трубами
с плавниками и внутренней стенкой газоплотной обшивки котла.
Выходя из топки, продукты горения движутся в конвективном
газоходе сначала в противоположные стороны, а затем навстречу
друг другу и поступают в общий дымоотводящий газоход котла.
В конвективном теплообмене участвует также тыльная сторона
экранных труб.
Для установки котла специального фундамента не требуется.
Он крепится анкерными болтами.
Так как в топочной камере котла, работающей под наддувом,
поддерживается давление 20—50 кгс/м2, высоту дымовой трубы
выбирают только согласно требованиям санитарных и противо¬
пожарных норм. Увеличение давления в топке выше 40—50 кгс/м2
свидетельствует об увеличении сопротивления газового тракта,
связанного с загрязнением поверхностей нагрева.
При обнаружении дымления через неплотности обшивок в ме¬
стах соединений прокладывают асбестовый шнур, а стыки прома¬
зывают газоуплотнительной замазкой следующего состава, ча¬
стей: песок, просеянный через сито, с размерами ячеек 200 мкм —
100, асбест волокнистый (длина волокна 2—3 мм) — 15, жидкое
стекло натравок (с модулем 2,5—2,8) — 100. Способ приготовле¬
ния замазки: песок просеивают через сито, затем добавляют во¬
локнистый асбест, который можно получить из листового скобле¬
нием его пилой для дерева. Песок и волокнистый асбест тщательно
перемешивают, смачивают жидким стеклом и вновь перемешивают.
Жидкое стекло добавляют небольшими порциями. Замазка счи¬
тается готовой при образовании однородной тестообразной массы.
До нанесения замазки поверхность предварительно смазывают
жидким стеклом. Слой замазки 3—4 мм.
Наружная тепловая изоляция котла создается устройством
кольцевого канала 6 между внутренней жаростойкой 4 и съемной
наружной стальной обшивкой 5, в который подается воздух от
вентилятора ВД-2,7 через патрубок 7. Подогретый воздух с про¬
тивоположной стороны котла через воздухопровод и воздушный
регистр 1 подается в горелку 2.
Расход газа регулируется автоматически посредством 2 парал¬
лельно установленных перед горелкой электромагнитных клапанов
различного диаметра. При работе котла на номинальной нагрузке
газ поступает через оба клапана. При снижении потребности в паре
и повышении его давления в барабане котла больший клапан за¬
крывается и котел работает на минимальном режиме. Увеличение
расхода пара вызывает открытие большего клапана, и расход газа
443

вновь возрастает до номинального. Такое двухпозиционное регу¬
лирование позволяет работать в пределах от 100 до 40—50% от
номинального расхода газа. Расход воздуха, поступающего в го¬
релку (рис. 8.39) через короб 2, регулируется в зависимости от
расхода газа заслонкой, установленной на воздушном регистре
и имеющей привод к исполнительному механизму автоматики.
Газовая часть горелки состоит из 2 труб: основной 11 и за¬
пальной 12 0 10 мм, которая расположена внутри основной
по ее оси. Угольник, через который в горелку поступает газ,
имеет прилив с отверстием для ввода запальной трубки, ее креп¬
ления и уплотнения. Второй конец основной трубы снабжен вну¬
тренней заглушкой с отверстием в центре для пропуска запальной
трубки, питание которой газом осуществляется по самостоятель¬
ному газопроводу через блок соленоидов автоматики типа АМК-Г.
Горелка имеет 2 электрода, заключенные в фарфоровые трубки /.
Электроды фиксированы относительно трубы хомутами 5. Элек¬
трод 6 служит для зажигания газа, выходящего из запальной
444

трубки, искрой, возникающей между электродом и корпусом го¬
релки при подаче тока высокого напряжения от трансформатора
зажигания. Для стабилизации пламени запальника на расстоя¬
нии около 30 мм от его торца на 3 стержнях закреплен стабили¬
зирующий плоский диск 7. При наличии устойчивого запального
пламени через второй электрод 10, являющийся контрольным и
омываемый пламенем, поступает сигнал на подачу газа в основную
трубу. Из трубы газ выходит через 3 ряда отверстий, просверлен¬
ных на боковой поверхности в шахматном порядке под углом 90”
к потоку воздуха.
Воспламеняется газовоздушная смесь от стационарного за¬
пальника. Постоянно горящий запальник, а также наличие спе¬
циальной шайбы 8 на пути движения потока смеси обеспечивают
надежную стабилизацию факела горелки на любых режимах ее
работы. Смешение газа с воздухом заканчивается в смесителе 9.
К котлу горелку крепят с помощью фронтового листа 3, покры¬
того со стороны топки тепловой изоляцией 4.
Номинальный расход газа через горелку: Г-1,0— 100 (рт —
*= 150-М80 кгс/м2), Г-0,4 — 40 м3/ч (рг — 80 s- 90 кгс/м2), давление
воздуха 140—150 кгс/м2 (при а = 1,1).
При необходимости работы на жидком топливе: дизельном,
соляровом масле, печном бытовом ТПБ — горелку Г-1,0 (Г-0,4)
заменяют форсункой типа Ф-1,0 (Ф-0,4), работающей при давле¬
нии топлива 10—12 кгс/см2, воздуха — 90—110 (120—140) кгс/ма.
8.8.8.	Котел Е-1/9-1Г (ММЗ-1Г)
Вертикально-водотрубный двухбарабанный котел типа Е-1/9-1Г
предназначен для выработки насыщенного пара давлением до
9 кгс/см2. Полная поверхность нагрева 30 ма, расход природного
газа при номинальной нагрузке и кпд около 0,8 составляет
100 м3/ч, водяной объем котла 1,05 м3, давление газа перед горел¬
кой 160—250 кгс/м2, давление воздуха 140—150 кгс/м2, масса
котлоагрегата 5,5 т.
Верхний 7 и нижний 11 барабаны котла (рис. 8.40), располо¬
женные на одной вертикальной оси, соединены между собой пуч
ком труб 0 51 X 2,5 мм, образующих конвективную поверхность
нагрева 8. 2 боковых топочных экрана включены в циркуляцион¬
ный контур через 2 верхних и 2 нижних 16 коллектора, вварен¬
ных в барабаны. Нижние коллекторы защищены от перегрева огне¬
упорной футеровкой 17. Потолочный экран 5 соединен с верхним
барабаном. Трубы конвективного пучка имеют коридорное рас¬
положение и омываются поперечным газовым потоком. В конвек¬
тивном пучке расположены 2 перегородки 9 из жаростойкой стали,
меняющие направление продуктов горения, которые удаляются из
котла через отверстие 10.
Обмуровка котла состоит из нескольких слоев: внутренний 4 —
огнеупорный кирпич, остальные 3 — вулканит или совелит. Пу-
445

стоты в слое огнеупорного кирпича заполнены жароупорным бето¬
ном, в вулканитовых слоях — водным раствором совелита. Под
топки составлен из 2 слоев: нижнего 13 из диатомового, верх¬
него 14 — из огнеупорного кирпича. Снаружи котел имеет деко¬
ративную обшивку из тонколистовой стали, укрепляемой на кар¬
касе из уголков.
Топочная камера отделена от конвективной части стенкой 12,
Над топкой установлен предохранительный взрывной клапан 6.
Каждый котлоагрегат укомплектован индивидуальными вентиля¬
тором среднего давления 15 типа Ц-13-50-2 и дымососом типа Д-3,5,
которые включают до розжига котла. На фронтовой стенке топки,
работающей под разрежением, выполняется коническая амбра¬
зура 2 из жароупорного бетона и устанавливается 1 горелка 1
типа Г-1,0 (рис. 8.39). Вместо горелки Г-1,0 могут быть исполь¬
зованы горелки других конструкций, например инжекционные
среднего давления, что позволяет уменьшить расход электроэнер¬
гии на собственные нужды.
Расчетный кпд котла при работе на газе составляет 86%, тем¬
пература уходящих газов около 250° С при температуре питатель¬
ной воды 50° С. Опыт наладки показывает, что кпд не достигает
расчетного значения и находится в пределах 0,76—0,78 при но¬
минальном режиме (большое горение) и снижается до 0,68—0,70
при минимальном (малое горение). Температура уходящих
газов за котлом колеблется соответственно в пределах 220—
225 и 185—190° С. Основной причиной столь низких значений
эксплуатационного к пдявляется значительный подсос воздуха
в топку и газоходы, что приводит к высоким значениям ак (1,4—
446

1,5 на номинальном режиме и 2,5—2,8 при минимальном). Для
уменьшения ак необходимо тщательно уплотнять облегченную об¬
муровку котла, которая состоит из огнеупорных и теплоизолирую¬
щих плит, прилегающих непосредственно к трубам котла.
8.8.9,	Котлы ГАЗ-900 и «Факел»
Автоматизированные котлоагрегаты ГАЗ-900 и «Факел» пред¬
назначены для нагрева воды не выше 115° С с давлением в системе
до 7 кгс/см2 при условии натрий-катионированной водоподготовки.
Котел ГАЗ-900 (рис. 8.41, табл. 8.17) состоит из 1 пакета чу¬
гунных эллипсовидных секций 3, соединенных между собой кони¬
ческими ниппелями и стяжными болтами /. При сборке секций
в пакет образуется цилиндрическая топочная камера 9, тепловос-
принимающие поверхности и сборные газоходы 2. Газоходы между
секциями образуются стыкующимися ребрами 7, 6, 8 и 4, разме¬
щенными соответственно по внешнему периметру секций, вокруг
цилиндрической топочной камеры, на конвективной поверхности
нагрева и вокруг сборных газоходов.
Продолжением топочной камеры с фронта котла является охла¬
ждаемая водой форкамера 12, в которой установлены 4 инжекцион¬
ные горелки 13 ИГК-60М. Между горелками расположен электро-
газовый запальник. Пламя контролируется электродом у правой
верхней горелки, используемой в качестве основной (растопоч¬
ной). На задней торцевой стороне котла против топочной камеры
расположен предохранительный взрывной клапан 11.
Продукты горения из топочной камеры направляются (на
рис. 8.41 показано стрелками) в конвективные газоходы 2 пото¬
ками через каналы в нижней части секции слева и справа от нип¬
пельного отверстия. Омывая снаружи топочную камеру, потоки
газов проходят через зазоры между ребрами 5, поворачивают
влево и вправо от оси котла и в верхней части секции, обогнув
ребра 4, поступают в сборные газоходы 2. Из них направляются
в металлический патрубок 10, который прикреплен к задней
секции котла и вторым концом соединен с боровом котельной.
Расчетный кпд котла 90—93%, аэродинамическое сопротивле¬
ние 60—70 кгс/ма.
В 1980 г. взамен снимаемых с производства ГАЗ-900 начато из¬
готовление котлов «Факел» (рис. 8.42), в топках которых возможно
сжигание газового и жидкого (печного) топлива. Из каплевидной
топки 4, образуемой состыкованными посредством ребер 6 сек¬
циями, продукты горения поступают в конвективные каналы 5
с завихрителями 7, турбулизующими потоки газов и увеличиваю¬
щими теплоотдачу от газов к поверхности нагрева, а затем в сбор¬
ные газоходы 3 и через прямоугольный металлический патрубок
направляются в боров котельной. При сжигании жидкого топлива
сажу удаляют из зольников 9 через лючки, расположенные
с фронта котла. Чистку конвективных каналов производят сверху
447

через окна, закрытые крышками 2. Прочность соединения секций
повышена благодаря установке стяжных болтов 8 в дополнение
к соединительным ниппелям и болтам /.
При сборке пакета секций все стыкующиеся ребра и торцевые
поверхности головок секций герметизируются промазкой крем-
нийорганнческой мастикой. Снаружи пакет секций закрыт деко¬
ративным кожухом с теплоизоляцией, который позволяет произ¬
водить чистку газоходов без разборки боковых панелей.
Котел не имеет водоохлаждаемой форкамеры. Вода поступает
в котел через задний патрубок. Для равномерного распределения
воды по секциям в нижнем ниппельном канале установлен коллек¬
тор, в котором имеются отверстия, расположенные против каналов
Таблица 8.17
Основные характеристики котлов ГАЗ-900 (рис. 8.41)
Характеристика
Поверхность нагрева, м*
23.2
31,52
39,84
Тепловая мощность, Мкал/ч
520
710
900
Количество секций
12
16
20
Расход газа, м3/ч
67
92
120
Давление газа перед горелками,
кгс/ма
Длина котла, мм:
800
1500
2200
{ч
1378
1818
2258
L
3380
3820
4260
Масса котла, кг
2350
3000
3650
448

каждой секции. Поднимаясь параллельно
по всем секциям, вода нагревается, соби¬
рается в верхнем ниппельном канале и через
выходной патрубок на фронтовой секции
поступает в систему отопления.
При работе на газе котел комплектуют 1
газогорелочным автоматизированным бло¬
ком, использующим газ низкого давления
(-—'150 кгс/м2) и принудительную подачу
воздуха. Работой котла управляет автома¬
тика АМК.О-К-1. Перед горелочным блоком
на газопроводе установлены параллельно 2
клапана КГ-40 и -70, на газопроводе к элек-
трогазовому запальнику — клапан КГ-10.
Наличие факела контролируется электродом
КЭ. Предохранительный взрывной клапан расположен на задней
секции котла против топки.
Для удаления продуктов горения используется дымосос ДН-10
(1 для 4 котлов). Разрежение в топке при 100%-ной нагрузке
котла должно быть 0,5—1,5 кгс/м2. Для прогрева секций до пере¬
вода котла на нормальную работу требуется около 4 ч.
Намечены к производству 2 типоразмера котлоагрегатов «Фа¬
кел» тепловой мощностью 0,8 (20 секций, поверхность нагрева
36 м2) и 1,0 Гкал/ч (соответственно 25 и 45). В настоящее время
начато изготовление котла для работы на газе мощностью
0,8 Гкал/ч, расчетный кпд которого около 92%, аэродинамическое
сопротивление не более 40 кгс/м2, температура уходящих газов
150—200° С, гидравлическое сопротивление при расходе воды
50 м3/ч не более 0,3 кгс/см2. Габаритные размеры агрегата с авто¬
матикой и горелочным блоком 3630 X 914 X 2000, длина соб¬
ственно котла 2300 мм, масса 3630 кг.
8.8,10,	Котлы ДЕ
Серия газомазутных котлов о заводским обозначением ДЕ
(табл. 8.18) должна заменить котлы ДКВР, которые предназна¬
чены для работы на газе и мазуте. При максимальной унификации
их основных элементов с котлами ДКВР достигается значитель¬
ная экономия материальных и трудовых затрат, а также компакт¬
ность агрегатов. Серийное производство котлов ДЕ-25-14ГМ уже
налажено.
Топочная камера 13 (рис. 8.43) выполнена справа от конвектив¬
ного пучка 10 по всей длине котла в виде вытянутой простран¬
ственной трапеции. С ростом паропроизводителыюсти длина
топки растет, а ширина (1,79 м) и высота (2,5 м) сохраняются
постоянными. Диаметры верхнего // и нижнего 9 барабанов у всех
котлов 1000 мм, расстояние между ними 2750 мм.
15 Чепель В. М.
443

Таблица 8.18
Основные технические характеристики котлов ДЕ
Характеристика
ДЕ-4-14ГМ
ДЕ-6.5-14ГМ
ДЕ-ГО-14ТМ
ДЕ-16-14 ГМ
ДЕ-25-14ГМ
Поверхность нагрева, м2:
39,0
48,1
60,5
радиационная
21,8
27,9
конвективная
Расчетный кпд котлоаг¬
регата, %:
48,5
68,0
117,7
156,0
212,4
на мазуте
88,7
89,3
90,9
90,1
91,3
на газе
Расчетный расход топ¬
лива:
90,3
91,0
92,1
91,8
92,8
мазута, кг/ч
286
461
698
1127
1736
газа, м3/ч
Температура уходящих
газов, ®С:
304
489
743
1194
1845
за котлом на мазуте
377
362
306
364
378
то же, на газе
325
310
264
310
320
за экономайзером
на мазуте
192
191
172
194
172
то же, на газе
166
155-
143
157
140
Установленная горелка
ГМ-2,5
ГМ-4,5
ГМ-7
ГМ-10
ГМП-16
Давление воздуха перед
горелкой, кгс/м2
80
90
НО
170
400
(совместно
с камерой
сгорания)
Примечания.!. Первое число после индекса котла — паропроизводитель-
вость, т/ч, второе —‘ давление пара абсолютное, кгс/сма. 2. Число после индекса горелки
тепловая мощность, Гкал/ч.
Трубы 51 X 2,5 правого бокового экрана 14, покрывающего
также под и потолок топки, установленные с шагом 55 мм, вво¬
дятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Трубы зад¬
него экрана соединяются на 'сварке с верхним и нижним коллек¬
торами 159 X 6, связанными необогреваемой рециркуляционной
трубой. Коллекторы присоединяются к верхнему и нижнему бара¬
банам. Фронтовой экран отличается от заднего лишь отсутствием
части труб в середине для размещения амбразуры горелки 6 и лаза 8,
совмещенного с взрывным клапаном. Фронтовой экран котлов
ДЕ-16 и -25 образован 4 трубами, замкнутыми непосредственно
на барабаны. Под топки закрыт слоем огнеупорного кирпича 15.
Конвективный пучок образован коридорно расположенными
вертикальными трубами 51 X 2,5, развальцованными в барабанах.
Шаг труб вдоль барабана 90, поперечный — 110 мм. От конвектив¬
ного пучка топка отделена газоплотной перегородкой из вплот¬
ную поставленных (s = 55 мм) и сваренных между собой труб
51 х 2,5 мм, в задней части которой имеется окно для входа
450

15*
451

газов в конвективный пучок. Уплотнение перегородки у бараба¬
нов в месте обсадки труб осуществляется установкой чугунных
гребенок, примыкающих к трубам и барабану. Выступающие
в топку части барабанов защищены от излучения фасонным ша¬
мотным кирпичом и шамотобетоннбй обмазкой 12.
Обмуровка боковых стен котлов выполнена по типу водогрей¬
ных KB-ГМ, фронтовой 20 и задней стены — по типу облегченной
обмуровки ДКВР. Для уменьшения присосов снаружи патрубка я
обмуровка покрывается металлической листовой обшивкой, при¬
вариваемой к обвязочному каркасу.
Конвективный пучок котлов, ДЕ-4, -6,5 и -10 имеет 3 перего¬
родки, обеспечивающие поперечное омывание труб газами; ДЕ-16
имеет газоплотную ступенчатую продольную перегородку, разде¬
ляющую пучок на 2 газохода; ДЕ-25 является пролетным — пере¬
городок не имеет.
Продукты горения в ДЕ-16 выходят из конвективного пучка
через окно задней стенки и направляются во встроенный экономай¬
зер. В остальных котлах продукты горения из конвективного
пучка выходят через проем на передней стенке и по газоходу 3
на фронте котла поступают в горизонтальный газоход 2 над топ¬
кой, на котором расположены взрывные клапаны 1. Воздух по¬
дается по воздуховоду 7 в горелочный короб, отделенный от газо¬
хода на передней стенке газоплотной перегородкой.
На фронтовой стене каждого котла расположена 1 горелка ГМ
или ГМП (табл. 8.18). Расчетное давление газа перед горелкой около
2500 кгс/м2, мазута — 20, пара на распыл — 1—5 кгс/см2; коэф¬
фициент расхода воздуха на газе — 1,05, на мазуте — 1,1
(у ГМП-16 — 1,05); коэффициент рабочего регулирования — 10—
100% номинальной мощности.
Горелки ГМ являются однозонными по воздуху. В них установ¬
лен осевой цилиндрический завихритель воздуха 17 с неподвиж¬
ными профильными лопатками, что позволяет регулировать рас¬
ход воздуха направляющим аппаратом на всасе вентилятора. Во
внутреннем ободе завихрителя находятся форсуночный узел
с 2 форсунками, одна из которых — основная 5 — расположена
по оси горелки, другая — сменная 4 — смещена относительно
оси. Форсунки могут быть паромеханические (конструктивно иден¬
тичные форсункам горелок ГМГм — рис. 7.21) или акустические.
Последние отличаются от паромеханических отсутствием паро¬
вого завихрителя, заменяемого специальной втулкой. Газовая
часть состоит из газового коллектора 23 прямоугольной формы
с газовыпускными отверстиями и подводящей трубы.
На котле ДЕ-25 в качестве топочного устройства принята ка¬
мера двухступенчатого сжигания топлива с горелкой ГМП-16.
При этом сама горелка ГМП-16 по конструкции и проходным се¬
чениям воздухонаправляющих устройств идентична горелке ГМ-7,
отличаясь только размерами и количеством газовыпускных отвер¬
стий и производительностью форсунки по топливу. Воздух, по-
452

ступающий по воздуховоду 7, ограниченному фронтом 20 котла
и металлической стенкой 19, делится на 2 потока: первичный на¬
правляется в воздушный короб 18 горелки, закручивается в за¬
вихрителе 17 и, смешавшись с газом, участвует в процессе сжига¬
ния в первой половине футерованной камеры сгорания 21; вторич¬
ный воздух поступает в камеру сгорания через щель 22, обеспе¬
чивая полное сгорание газа.
Исследование работы двухступенчатой камеры сжигания по¬
казало, что полное сгорание топлива (q:i = 0 за топкой) обеспечи¬
вается при ат = l,03-i-l,04 (газ) и 1,06-5-1,08 (мазут), а излуча¬
тельная способность мазутного факела значительно меньше от¬
личается от излучательной способности газового факела, чем это
имеет место при использовании вихревых горелок без двухступен¬
чатой камеры сжигания. Отсюда следует, что применение двух¬
ступенчатых камер сжигания является эффективным средством
снижения максимальных тепловых нагрузок, воспринимаемых по¬
верхностями нагрева в топке, при работе на мазуте. Кроме того,
применение камер является одним из средств снижения в продук¬
тах горения концентрации окислов азота.
Угол раскрытия амбразур для горелок ГМ-2,5, -4,5 и -7 —50°,
общая длина амбразуры 250, цилиндрической части — 115 мм.
Амбразура для горелки ГМ-10 цилиндрическая 0 428, длиной
250 мм.
Все горелки оборудованы ЗЗУ 16 с ионизационным датчиком
ЗЗУ-4. К фронту котла или камере сгорания горелку крепят
с помощью специального фланца. Отверстие, образующееся при
снятии фланца с завихрителем, используют в качестве лаза.

ГЛАВА 9
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА
В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧАХ И СУШИЛАХ
9.1.	Устройство и назначение
промышленных печей и сушил
Промышленные печи и сушила являются крупными потреби-
телями природного газа. Рациональное сжигание газа дает зна¬
чительный экономический эффект, определяющийся как меньшими
затратами на топливную составляющую в себестоимости продук¬
ции, так и улучшением технико-экономических показателей самих
агрегатов. Использование природного газа открывает возмож¬
ности для создания высокоэффективных автоматизированных пе¬
чей новых типов: безокислительного и скоростного нагрева, ре¬
циркуляционных, с кипящим слоем и др. Благодаря отсутствию
в продуктах горения природного газа вредных примесей возмо¬
жен прямой нагрев керамики, хлебобулочных и других изделий.
Следует отметить, что наиболее высокие технико-экономические
показатели достигаются не при переоборудовании на газ печей,
ранее работавших на других видах топлива, а при установке
специальных газовых агрегатов.
Промышленная печь, работающая на газовом топливе
(рис. 9.1), состоит из следующих основных конструктивных эле¬
ментов:
—	горелочное устройство. Устанавливается обычно на боко¬
вой стенке печи или на своде;
—	рабочая камера. Предназначена для нагрева изделий и
материалов по заданному режиму. Она отделена от окружающей
среды печными ограждениями (стены, под, свод), которые выпол¬
няют из огнеупорного кирпича и теплоизоляционных материалов.
Устройство и размеры рабочей камеры могут быть самыми разно¬
образными. Обычно нагреваемый материал (садку) размещают на
нижней горизонтальной плоскости кладки (на поду) камеры. Но
существуют и другие варианты (например, в вертикальных печах
садка висит внутри рабочей камеры). Под камеры может быть
неподвижным или подвижным (выдвижным, механизированным
и т. д.);
—	регенеративное устройство. Служит для использования
части теплоты продуктов горения, уходящих из печи, для подо¬
грева воздуха (изредка и газа). Подогрев воздуха повышает эко¬
номичность печи и температуру в рабочей камере. Для подогрева
используют регенераторы и рекуператоры (разд. 9.4);
454

—	устройство для создания тяги (дымовая труба, дымосос);
—	дутьевое устройство (вентилятор);
—	механическое оборудование (толкатели, конвейеры). Слу¬
жит для механизации загрузки и выгрузки нагреваемых заготовок
и их перемещения в рабочей камере;
—	контрольно-измерительные и регулирующие приборы.
В машиностроительной промышленности природный газ ис¬
пользуют в печах для плавки и нагрева металла и в сушилах.
Плавильные печи применяют главным образом при производстве
изделий из чугуна и цветных металлов и их сплавов. При плавке
металлы и сплавы получают в жидком (расплавленном) состоянии
с определенной температурой и составом, обеспечивающими ка¬
чественную отливку. Нагревательные и термические печи при¬
меняют для нагрева металла перед пластической деформацией
(ковкой, штамповкой, прессованием и т. д.) и при его термической
обработке. Цель нагрева перед пластической деформацией —
уменьшение сопротивления металла деформации (сопротивление
деформации нагретой до 1150—1250° С стали в 10—15 раз меньше,
чем холодной). Цель нагрева при термической обработке (закалка,
отпуск, отжиг, нормализация и т. д.) — изменение внутренней
структуры металла и получение за счет этого заданных физико¬
механических свойств.
При сушке влага, находящаяся в материале, испаряется.
Сушке подвергают исходные материалы для изготовления изделий,
сами изделия, окрашенные или другим способом обработанные по¬
верхности и пр. В процессе сушки материалы и изделия подготав¬
ливаются к дальнейшим технологическим процессам, приобретают
необходимую механическую прочность. Сушильные установки,
работающие на газовом топливе, состоят обычно из тех же элемен¬
тов, что и печи, однако технологическое назначение, режимы ра¬
боты и конструкции сушил отличаются рядом особенностей, что
позволяет выделить их в особую группу агрегатов.
При производстве строительных материалов природный газ
применяют для различных видов тепловой обработки сырьевых
455

материалов, полуфабрикатов и готовых изделий. Для получения
огнеупорных и стеновых керамических материалов, цемента, из¬
вести, фарфора и фаянса, стекла и т. д. используют следующие
основные виды тепловых процессов: нагрев, обжиг, расплавление,
варка и сушка. Нагрев этих материалов до температуры ниже
точки плавления производят с целью сушки материала или из¬
менения его физической структуры (отжиг, закалка, кристалли¬
зация и т. д.). При отжиге устраняются напряжения, имеющиеся
в изделиях, а при закалке создаются определенные напряжения
с целью повышения прочности и термостойкости материала. От¬
жигу и закалке подвергают стеклянные изделия. Последние на¬
гревают также с целью придания им той или иной формы.
Процессы кристаллизации и перекристаллизации протекают
при нагреве и охлаждении керамических изделий. Целью процесса
является получение изделий с определенными свойствами.
Под обжигом.обычно понимают процессы, связанные с разло¬
жением материала под действием высоких температурою ниже
точки плавления. Обжиг имеет целью удалить газообразные ком¬
поненты из материала и получить продукт иного химического
состава. Эти процессы часто сопровождаются другими, например
частичным плавлением. При обжиге сырца в производстве строи¬
тельного и огнеупорного кирпича последовательно происходят
процессы досушки материала, удаление остаточной влаги, образо¬
вание сложных силикатов, а также частичное спекание.
Расплавление — нагревание материала выше температуры
плавления, не сопровождающееся изменением его химического со¬
става, — производится в целях получения изделий определенной
формы (например, при отливке стеклянных изделий).
Варка является весьма сложным технологическим процессом,
при котором происходят сушка и разложение исходных материа¬
лов, образование «ложных веществ, расплавление и растворение
отдельных компонентов в расплаве. В производстве стекла варка
стекломассы из исходной сырьевой смеси (например, песка, мела
и соды) является основным технологическим процессом.
Ниже рассматриваются вопросы сжигания газа и конструкции
наиболее распространенных печей и сушил машиностроительной
промышленности и промышленности строительных материалов.
9.2.	Печи и сушила машиностроительной
промышленности
Разнообразие типов и конструкций печей в машиностроении
определяется широкой номенклатурой нагреваемых заготовок,
изделий и многообразием предъявляемых к процессу нагрева
технологических требований.
Печи машиностроительных заводов обычно классифицируют
следующим образом: 1) по технологическому назначению — ила-
456.

вильные, нагревательные и термические; 2) по режимно-организа¬
ционным признакам — периодического действия (камерные) н
непрерывного действия.
В печах периодического действия нагреваемый материал (садка)
неподвижен, а температура меняется во времени по определенному
режиму. При этом в каждый момент температуру во всем объеме
печи поддерживают одинаковой. Такой режим работы печей на¬
зывается камерным. В печах непрерывного действия нагреваемый
материал перемещается через рабочее пространство обычно на¬
встречу потоку греющих газов. В печи поддерживают определен¬
ное распределение температуры по длине рабочей зоны (во вре¬
мени температура не меняется); в каждом поперечном сечении она
должна быть во всех точках одинаковой. Такой режим работы пе¬
чей называется методическим. Существуют также проходные печи,
в которых материал перемещают через рабочее пространство, но
температура в печи во времени сохраняется постоянной и одина¬
ковой во всем объеме.
В дальнейшем изложении в основу классификации печей поло¬
жен технологический признак, внутри каждой группы исполь¬
зуется деление по режимно-организационным признакам. Сжига¬
ние газа в нагревательных и термических печах имеет ряд особен¬
ностей, определяющихся главным образом технологическими тре¬
бованиями к процессу нагрева.
1.	Расход газа в процессе нагрева металла меняется в опреде¬
ленном диапазоне, который сравнительно невелик у печей непре¬
рывного и весьма значителен у печей периодического действия (до
1 : 4 для нагревательных, до 1:10 и более для термических).
Изменение расхода газа в таких значительных пределах вызвано
тем, что в печах периодического действия обычно нагревают раз¬
личные по массе садки при различных режимах, включающих
изменение температуры с неодинаковой скоростью и длительные
выдержки. Это требует выбора горелочных устройств, обеспечи¬
вающих нормальную работу при изменении расхода газа в широ¬
ких пределах.
Дополнительная сложность заключается в том, что при измене¬
нии расхода газа•необходимо оргатгзовать полное и устойчивое
сжигание газа во всем диапазоне изменения тепловой мощности
при меняющемся в определенных пределах а.
2.	В некоторых конструкциях печей требуется сжигать газ
при а < 1,0 (печи безокислительного нагрева) или 2—4 (терми¬
ческие низкотемпературные печи). Эти специфические условия
горения также требуют использования горелок специальных ти¬
пов или схем отопления, обеспечивающих полное сжигание газа
и стабилизацию горения в указанных условиях.
3.	Основными технологическими требованиями к процессу на¬
грева являются определенная точность и равномерность нагрева,
которые во многом определяют способ сжигания газа, тип и коли¬
чество горелок, их размещение и пр. Например, при температуре
457

в печи свыше 800° С качественный нагрев металла обеспечивается
при сжигании газового топлива непосредственно в рабочей камере.
При более низких температурах разность между температурами
горения и рабочей камеры увеличивается, что создает опасность
перегрева металла в зоне горения. Поэтому в низкотемператур¬
ных печах удаляют факел от нагреваемых изделий, сжигают газ
в выносных топках или применяют рециркуляцию газов для сни¬
жения температуры продуктов горения при входе их в рабочую
камеру.
4.	В печах некоторых типов поток продуктов горения, втекаю¬
щих в рабочую камеру, должен об падать высокой скоростью. Это
относится, в частности, к рециркуляционным печам, к печам ско¬
ростного нагрева и с кипящим слоем. Получение определенной
скорости потока продуктов горения усложняет организацию про¬
цесса сжигания топлива, требует применения специальных горе¬
лок и соответствующих схем отопления.
9.2.1.	Нагревательные печи обычного типа
Нагревательные печи предназначены для нагрева металла до
1150—1250° С перед пластической деформацией: ковкой, штампов¬
кой, прессованием, прокаткой и пр. Качество нагрева в этих пе¬
чах определяется температурой поверхности металла /пив и пере¬
падом температур kt — tn0B — /ц (/ц — температура наименее на¬
гретого слоя металла). В процессе нагрева величина Л/ не должна
превышать значений, вызывающих разрушение металла вследствие
температурных напряжений. Одна из особенностей кузнечно-прес¬
сового производства заключается в разнообразии форм и размеров
исходных заготовок (слитков) обрабатываемого металла, масса
которых колеблется от нескольких граммов до сотен (200 и более)
тонн; различны также марки сталей и сплавов, подвергаемых
обработке. Поэтому конструкции и размеры нагревательных пе¬
чей весьма разнообразны. Температура в рабочей камере нор¬
мально работающих нагревательных печей должна быть на 50—
100° С выше конечной температуры нагрева металла, т. е. 1200—
1400° С.
Ввиду того что разность между калориметрической температу¬
рой горения природного газа и температурой рабочего простран¬
ства в этих печах сравнительно невелика, а выравнивание темпера¬
тур за счет лучистого теплообмена между отдельными неодинаково
нагретыми элементами печи и садки происходит весьма интенсивно,
получить необходимую равномерность температур обычно не слиш¬
ком сложно. Удовлетворительные результаты, как правило, до¬
стигаются при сжигании газа непосредственно в рабочей камере
печи.
Нагревательные печи периодического действия. Щелевые
печи. Предназначены для нагрева концов заготовок (в некото-
458

Рис. 9.2. Щелевая нагревательная печь.
j — рабочая, камера; 2 — горелка; 3 — дымоотводящий канал; 4 — ре*
куператор.
рых случаях для полного нагрева мелких заготовок) под ковку,
штамповку или высадку.
У щелевой немеханизированной пламенной печи (рис. 9.2)
уровень пода обычно совпадает с уровнем порога, но иногда для
интенсификации нагрева концов под делают на 50—100 мм ниже.
Рабочую щель, высота которой определяется размером заготовок,
перекрывают сводом. На щелевых печах обычно устанавливают
горелки с принудительной подачей воздуха в количестве, завися¬
щем от размеров пода. Располагают их несколько выше щели
таким образом, чтобы продукты горения омывали нагреваемые из¬
делия. Продукты горения отводят через специальный канал, рас¬
положенный в передней части печи. Печи оборудуют рекуперато¬
рами, обеспечивающими подогрев воздуха до 200—250° С.
Камерные печи со стационарным подом.
Благодаря простоте конструкции и обслуживания и известной
универсальности, заключающейся в возможности нагрева различ¬
ных по форме и размерам заготовок и слитков по различным ре¬
жимам, камерные печи получили широкое распространение. К не¬
достаткам этих печей относятся сравнительно низкая производи¬
тельность, высокий удельный расход топлива, значительный объем
ручного труда при загрузке и выгрузке заготовок. Печи этого типа
строят с площадью пода от 0,2 до 10 м2 и используют для нагрева
заготовок массой от нескольких граммов до 3—5 т. Заготовки за¬
гружают обычно партиями (садками) в разогретую печь.
459

Рис. 9.3. Камерная нагревательная печь.
I — рабочая камера; 2 — горелка; 3 — рекуператор.
Печи оборудуют горелками, устанавливаемыми обычно на бо¬
ковых стенках выше уровня пода с таким расчетом, чтобы факел
не попадал непосредственно на нагреваемые изделия. Горение газа
происходит в рабочей камере. Используют горелки различных ти¬
пов, как инжекционные среднего давления, так и с принудитель¬
ной подачей воздуха. Для подогрева воздуха, идущего па горение,
печь обычно оборудуют рекуператором.
Удельная нагрузка пода в камерных печах 200—400 кг/м2,
удельный расход теплоты 1400—2100 ккал/кг.
■ В качестве примера на рис. 9.3 показана камерная печь с пло¬
щадью пода 1,74 м2 (1,17 X 1,5), на которой установлены 2 го¬
релки ГНП-5 с соплом типа А. Печь оборудована рекуператором.
Печи с выдвижным подом. Используют главным
образом для нагрева под ковку и прессование крупных слитков
и заготовок массой от 1 до сотен тонн. Слитки (заготовки) загру¬
жают на вод 'и снимают с него обычно мостовыми кранами. Пло¬
щадь пода 3—100 м2, ширина 1,0—8,0 м. Под печи представляет
собой футерованную огнеупорным кирпичом тележку, поставлен¬
ную на специальные катки. Его выдвигают с помощью механизмов
различного типа. Слитки размещают на специальных подставках
высотой 400—600 мм, что позволяет горячим газам омывать всю
поверхность металла и делает нагрев более равномерным.
Печи с выдвижным подом различаются размерами рабочей ка¬
меры, схемой отопления, конструкцией стен и свода и пр. Наи¬
большее распространение получили печи с горелками, располо¬
женными в форкамерах (топках) с обеих сторон печи примерно
на уровне пода, и печи с верхними горелками.
В этих печах используют обычно горелки с принудительной
подачей воздуха, например ГНП. На рис. 9.4 показана нагрева¬
тельная печь с боковыми форкамерами, в которых установлены
460

461

Рис. 9.5. Нагреватель¬
ная печь с выдвижным
подом и верхними го*
релкам и.
1 ««е рабочая камера;
2 «ь выдвижной Под;
3 — горелка.
горелки. Передняя стенка форкамер делается решетчатой, и часть
продуктов горения из форкамеры подается под слитки, а основное
количество — вдоль стен печи к своду. Такую схему обычно при¬
меняют при работе печи на газе и мазуте при установке газома¬
зутных горелок, так как она позволяет достигнуть необходимого
качества нагрева и полного сжигания и при работе на мазуте.
Хорошо себя зарекомендовали печи с верхним расположением
горелок. На рис. 9.5 показана печь с площадью пода 21 м2 (3 X
X 7 м). Она оборудована 4 горелками с принудительной подачей
воздуха, размещенными в шахматном порядке. Воздух подогре¬
вается до 350—400° С в радиационно-конвективном рекуператоре,
расположенном за печью. В печах такой конструкции достигается
равномерный и достаточно экономичный нагрев слитков и загото¬
вок. Так, в печах с площадью пода 15—20 м2 (садка 20—30 т) не¬
равномерность нагрева слитков по поверхности не превышает
к концу выдержки 30—50° С, удельный расход теплоты 600—
1200 ккал/кг, удельная производительность до 300 кг/(м2-ч).
Нагревательные печи непрерывного действия. Конвейер¬
ные печи. Назначение печей — нагрев концов длинных заго¬
товок (штанг) перед обработкой на горизонтально-ковочных ма¬
шинах (ГКМ). Печи выполняют в горизонтальном и вертикальном
вариантах. Нагреваемые изделия транспортируют через печь при
помощи цепного конвейера. Пройдя печь, нагретая заготовка ска¬
тывается по наклонным опорам и подается на ГКМ. Укороченную
после ковки штангу укладывают на конвейер возврата, который
4G2

Рис. 9.6. Нагревательная печь с кольцевым подом.
1 — рабочая камера; 2 — горелка; 3 — кольцевой под; 4 — рекуператор;
6 — механизм вращения пода.
подает ее к загрузочному концу печи для последующего нагрева.
Вертикальные печи имеют вертикальный конвейер. Производи¬
тельность печей 200—1300 кг/ч. Для конвейерных печей исполь¬
зуют горелки с принудительной подачей воздуха и инжекционные
горелки среднего давления, а в последние годы — плоскопла¬
менные горелки.
Печи с вращающимся подом. Существуют печи
с вращающимся тарельчатым подом и с вращающимся кольцевым
подом. Они служат для нагрева изделий сложной формы, протал¬
кивание которых по поду невозможно. Изделия располагают на
поду, который вращается вокруг вертикальной оси от специаль¬
ного привода. Загружают и выгружают изделия через рабочее
окно. Продолжительность одного оборота пода равна времени
нагрева заготовки.
Тарельчатые печи строят с диаметром пода от 1000 до 3000 мм.
В этих печах обычно применяют инжекционные горелки среднего
давления или горелки с принудительной подачей воздуха, которые
располагают тангенциально к внутренней поверхности стен, что
обеспечивает интенсивное движение и перемешивание продуктов
Горения. Кольцевые печи (рис. 9.6) строят с размерами пода от
2500 X 400 до 12 000 X 2500 мм (диаметр X ширина пода) и
больше. Тепловой режим таких печей может быть как камерным
(температура одинакова по всему объему рабочей камеры), так и
методическим (температура меняется по длине печи). На методи¬
ческом режиме работают крупные печи.
463

В кольцевых печах используют обычно горелки с принудитель¬
ной подачей воздуха (например, «труба в трубе»). Воздух, идущий
на горение, подогревают в радиационном рекуператоре. Горелки
устанавливают на наружной степе печи так, чтобы продукты горе¬
ния двигались навстречу металлу. Хорошие результаты получены
также при использовании на этих печах плоскопламенных горе¬
лок. Продукты горения газа отводят либо в одном месте у окна
выдачи (на небольших печах), либо в нескольких местах через окна
в стенах (на больших печах). Если печи работают по камерному
режиму (проходные печи), то топливо подают по длине печп равно¬
мерно. При работе по методическому режиму в методическую зону
подают 20—25, в сварочную — 55—65, в томильную — 15—20%
всего топлива (назначение зон см. ниже). Угар металла в кольце¬
вых печах меньше, чем в печах других типов. Удельная произво¬
дительность (диаметр заготовок 100—150 мм) при расходе тепла
400—800 ккал/кг составляет 200—400 кг/(м2-ч), кпд до 40%.
Методические и пол у методические печи.
Среди непрерывно действующих печей на машиностроительных за¬
водах наиболее распространены небольшие методические и полу-
методические печи для нагрева однотипных заготовок квадратного
или круглого сечения. Проталкивание заготовок по поду рабочего
пространства от окна загрузки до места выдачи осуществляют в них
с помощью толкателя (поэтому такие печи называют также толка¬
тельными). При этом осуществляется постепенный («методиче¬
ский») нагрев заготовок. Методические печи по длине разделяют
на несколько зон. Металл поступает в зону наименьших темпера¬
тур, азатем продвигается в зоны с более высокими температу¬
рами. Число и назначение зон в печи определяется характером
изменения температуры по ее длине. Наиболее распространены
двух- и трехзонные печи. Первую (по ходу металла) зону называют
методической. Она отличается меняющейся по длине тем¬
пературой. В этой зоне топливо не сжигается, а металл подогре¬
вается только за счет теплоты продуктов горения, поступающих
из других зон печи, т. е. зона выполняет функции утилизатора
тепла, повышая кпд печи. В этой зоне температура дымовых га¬
зов понижается от 1350—1400 в начале до 800—1000° С.
Из методической зоны подогретый металл попадает в свароч¬
ную зону, где температура газов достигает 1400° С и примерно
одинакова по всей длине зоны. В этой зоне происходит нагрев
поверхности металла до заданной конечной температуры (а в двух-
зонных печах — нагрев всей заготовки до конечной темпера¬
туры). В томильной зоне (она имеется при нагреве массивных за¬
готовок) происходит выравнивание температуры по сечению за¬
готовки. Газ сжигается в сварочной и томильных зонах. Трехзон¬
ная методическая печь показана на рис. 9.7.
По способу нагрева методические печи подразделяют на печи
с односторонним и двусторонним обогревом. При одностороннем
обогреве заготовки в печи располагают в ряд, вплотную друг
464

к другу и продвигают по монолит¬
ному иоду из огнеупорного кир¬
пича. Нагрев осуществляют только
сверху. В печах с двусторонним
обогревом снизу по всей длине
методической н сварочной зон ус¬
траивают камеры с самостоятель¬
ным обогревом. В этих печах
заготовки продвигаются по спе¬
циальным водоохлаждаемым (глис-
сажным) трубам, расположенным
вдоль печи. При нагреве заго¬
товок с двух сторон (сверху и
снизу) резко сокращается продол¬
жительность нагрева металла(при¬
мерно в 3—3,5 раза). В трехзон¬
ной печи с нижним обогревом
в нижнюю часть сварочной зоны
подается 50—60?<> газа, в верх¬
нюю — 30—40 и в томильную
зону — 10—15 ?6.
Для методических печей ха¬
рактерна концентрированная по¬
дача большого количества топлива
через небольшое количество го¬
релок. При работе печей на газе
наиболее целесообразна установка
горелок типа «труба в трубе», что
позволяет получить растянутый
факел, обеспечивающий оптималь-,
ные условия работы печи и
максимальную длительность служ¬
бы кладки и самих горелок.
Воздух обычно подогревают до
300—400° С в рекуператорах.
Имеются сведения об успеш¬
ной работе методических пече’й
с плоскопламенными горелками,
расположенными на своде печи.
Полуметодические печи яв¬
ляются переходной конструкцией
от камерных печей к методи¬
ческим. В зависимости от длины
они -работают либо при прак¬
тически одинаковой температуре
во всем объеме (короткие печи
с LIB = 2н-3, L — длина,
В — ширина печи), либо при
465

466

пониженной на 100—300° С к выходному концу печи (удлиненные
печи с UB = 4-нб). Удельная производительность этих печей
обычно 200—400, иногда до 600—700 кг/(м2-ч), удельный
расход теплоты 400—1000 ккал/кг. Горелки устанавливают либо
в торцевой стенке, либо на обеих боковых стенках под углом
к продольной оси печи навстречу движению металла (иногда и
на торцевой, и на боковых стенках). Печи оборудуют рекупера¬
торами. Заготовки через печь проталкивают специальным тол¬
кателем и выдают через торцевое или боковое окно. На рис. 9.8
показана полуметодическая печь с размерами пода 1,97x8,00 м,
на которой установлены 2 горелки ГНП-8. Печь оборудована реку¬
ператором, обеспечивающим подогрев воздуха до 250—$00° С. Рас¬
ход природного газа 500—600 м®/ч, производительность до 6 т/ч.
Печи с шагающим подом применяют для нагрева под штамповку
листов, полос, тяжелых заготовок сложной конфигурации и пр.
Перемещение заготовок в печи осуществляют при помощи метал¬
лических балок, футерованных огнеупорным кирпичом. Каждая
балка перемещается («шагает») с помощью специального меха¬
низма, который сначала поднимает ее с уложенными на поду за¬
готовками вверх, а затем передвигает в продольных щелях пода,
перенося заготовки ближе к выходному концу печи. После этого
балка опускается ниже уровня пода и возвращается в исходное
положение для повторения цикла. По схеме отопления эти печи
не отличаются от обычных методических печей без нижнего обо¬
грева. Удельная производительность 200—350 кг/(м2-ч), удельный
расход теплоты 500—1000 ккал/кг. Эти печи (в противополож¬
ность обычным толкательным) позволяют механизировать про¬
цесс перемещения заготовок сложной формы, но сложные меха¬
низмы требуют тщательного ухода и частых ремонтов.
9.2.2.	Нагревательные печи специальных типов
Печи безокислительного (малоокислительного) нагрева. При
нагреве до высокой температуры поверхность металла окисляется
и часть его переходит в окалину (от 1 до 6% по массе). Вред ока-
линообразования (угара металла) не исчерпывается потерей
металла: окалина запрессовывается в поверхность металла при
штамповке и ковке, ухудшая качество изделий, ускоряет износ
штампов, разрушает под печи и т. д.
Угар металла определяется рядом факторов, важнейшими
из которых являются: состав печной атмосферы, температура и
время нагрева, марка (химический состав) стали, форма нагре¬
ваемого тела и пр. Наибольший угар (окисление) металла наблю¬
дается, когда газ сжигают с а — 1,2. При дальнейшем увеличе¬
нии а угар остается постоянным. Чем длительнее нагрев и чем
рыше температура, тем интенсивнее идет окисление (скорость
окисления при t — 1200° С в 5 раз выше, чем при t = 900° С).
467

Угар металла зависит также от марки стали: легированные стали
окисляются меньше, чем углеродистые.
Для уменьшения угара металла необходимо улучшать процесс
сжигания газа, поддерживать на поду положительное давление
с целью исключить присосы воздуха, обеспечивать минимальное
пребывание металла в печи при высокой температуре. Наиболее
эффективным методом, позволяющим в значительной степени
снизить или почти полностью ликвидировать окисление металла
при нагреве, является нагрев его в продуктах неполного сгорания,
т. е. в восстановительной среде.
При сжигании газа с а = 0,5 в продуктах неполного сгорания
содержится значительное количество восстановительных газов СО
и Н2, предохраняющих металл от окисления. В этих случаях уда¬
ется достигнуть резкого сокращения угара металла, доведя его
до 0,1—0,3%. Однако при сжигании газа с а = 0,5 выделяется
всего около 30% химической теплоты топлива. В связи с этим
в печи развивается температура, недостаточная для нагрева заго¬
товок, под ковку и штамповку (при а — 0,5 температура t ~
== 900-7-950° С), а также возникает необходимость дожигания
продуктов неполного сгорания.
Печи безокислительного нагрева по способу организации теп¬
ловой работы разделяют на 2 основные группы. К первой группе
относят печи, в которых необходимая температура достигается
подогревом воздуха до 700—1000е С. Продукты неполного сгора¬
ния в этих печах дожигают в специальной камере перед регене¬
ратором или рекуператором. К этой же группе могут быть отне¬
сены печи, в которых необходимая температура достигается за
счет обогащения кислородом воздуха, идущего на горение.
Такие печи имеют 2 основных недостатка: трудность обеспе¬
чения высокотемпературного подогрева воздуха и низкий
к. и. т.
Ко второй группе относят печи с дополнительным источником
теплоты, обеспечивающим повышение температуры в зоне без¬
окислительного нагрева. Таким источником является зона дожи¬
гания, которая отделена от зоны безокислительного нагрева
либо промежуточной стенкой (сводом), либо аэродинамически,
т. е. за счет такого движения потоков, при котором газы из зоны
дожигания не поступают в зону нагрева.
Нормальные условия сжигания газа при низком а могут быть
обеспечены только хорошим смешением газа с воздухом и высоко¬
температурным подогревом смеси. При медленном и недостаточно
полном перемешивании газа с воздухом даже при сильном подо¬
греве последнего температура факела снижается.
Во многих печах безокислительного нагрева применяют го¬
релки ГНП с соплом А. При а = 0,5-е—0,6 давление газа и воз¬
духа должно быть не менее 250 кгс/м2, максимальная температура
воздуха 800° С. Длину туннеля увеличивают на 30—50%, чтобы
обеспечить стабилизацию горения при малом а. Используют и
468

Рис. 9.9. Камерная ре¬
генеративная печь для
безокислительного на¬
грева.
f — регенератор; 2 —
перекидной клапан; 3 —
горелка; 4 — смеситель.
горелки других типов, обеспечивающих хорошее смешение газа
и воздуха и допускающих работу на горячем воздухе.
В печах безокислительного нагрева продукты неполного сго¬
рания содержат 30—70% химической теплоты, заключенной
в газе, поэтому требуется полное их дожигание. Дожигание может
осуществляться в 2 зонах: в самой рабочей камере или перед теп¬
лообменными устройствами. Для этого в зоны дожигания вводят
в необходимом количестве вторичный воздух.
Печи с высокотемпературным подогре,
вом воздуха и газа. В зависимости от вида теплообмен¬
ника для подогрева воздуха эти печи могут быть регенеративными
или рекуперативными. Конфигурация рабочей камеры этих пе¬
чей и печей обычного типа мало чем различается. На рис. 9.9
в качестве примера показана печь конструкции Теплопроекта
для безокислительного нагрева заготовок 0 70—80 мм. Площадь
пода 0,9 м2, производительность около 450 кг/ч. В печи сжигают
природный газ при а = 0,5. На каждой стороне печи установлено
по 2 горелки, состоящие из водоохлаждаемых трубок 0 1" для
подачи газа и смесителя. Газ при выходе из горелки подсасывает
нагретый до 1000° С воздух, поступающий по вертикальному ка¬
налу из регенератора. На своде печи установлены 2 регенера¬
тора с перекидными клапанами.
Передняя часть регенератора представляет собой камеру до¬
жигания. В нее снизу из рабочей камеры печи по каналу подаются
4G9

продукты неполного сгорания, а сбоку через специальное сопло —
вторичный воздух. Второй частью регенератора является камера
с насадкой из трубочек 0 25x2,5 мм, сложенных горизонтально
в пакеты. Из регенератора через перекидной клапан продукты
горения попадают в дымовую трубу. К регенератору подводится
первичный воздух, идущий на горение. Горелки правой и левой
сторон печи работают поочередно; через смесители и каналы не¬
работающих горелок газы из печи удаляются в регенератор,
насадка которого нагревается. Перекидка направления движения
уходящих газов и воздуха происходит автоматически через каж¬
дые 30 с. Расход газа на печь 60 м3/ч. Давление газа у горелки
60—120, воздуха — 50—400 кгс/м2. Недостаток конструкции —
плохая работоспособность ряда важных узлов: перекидного кла¬
пана, горелок и регенератора.
Печи с разделением зоны безокисли те¬
льного нагрева и дожигания промежу¬
точным сводом. Промежуточный свод в таких печах
обычно выполняют из карборунда — материала с хорошей тепло¬
проводностью и достаточной механической прочностью при вы¬
сокой температуре. Промежуточный свод делит рабочее простран¬
ство печи на 2 камеры. В нижней камере происходит сжигание
газа при а = 0,5н-0,6 (здесь же размещены нагреваемые заго¬
товки), в верхней — дожигание продуктов неполного сгорания,
поступающих из нижней камеры по специальным каналам. В верх¬
ней камере развивается высокая температура (на 150—300° С
выше, чем в нижней), и часть теплоты из нее передается в нижнюк}
камеру за счет излучения раскаленного промежуточного свода.
Такой способ организации тепловой работы лег в основу ряда
конструкций печей безокислительного нагрева: камерных, с коль¬
цевым подом, с шагающими балками и пр.
На рис. 9.10 показана кольцевая печь с промежуточным излу¬
чающим сводом производительностью до 3 т/ч. Печь имеет коль¬
цевой вращающийся под 1 0 400 мм и кольцевую камеру, раз¬
деленную промежуточным карборундовым сводом 3 на рабочую
камеру 5 и камеру дожигания 2. Для сжигания природного газй
при а = 0,5 в рабочей камере установлено 6 горелок 4 типа
ГНП-4. Продукты неполного сгорания через отверстия в карбо¬
рундовом своде поступают в камеру дожигания. Первичный
воздух подогревается до 600—650° С. Вторичный воздух, на¬
гретый до 250—350° С, подается в зону дожигания через сопла,
расположенные над отверстиями промежуточного свода. Про¬
дукты горения из печи отбираются через отверстия в главном своде
над окном загрузки.
Печи с аэродинамическим разделением
зон безокислительного нагрева и до¬
жигания. Печи этого типа имеют некоторые теплотехнические
и эксплуатационные преимущества перед печами с промежуточ¬
ным сводом. При отсутствии этого свода увеличивается количество
470

Рис. 9.10. Кольцевая печь безокислительного нагрева с проме¬
жуточным сводом.
1 — вращающийся под; 2 — камера дожигания; 3 ■— промежуточ¬
ный свод; 4 — горелка; 5 — рабочая камера; 6 — механизм для
загрузки и выгрузки заготовок.
теплоты, передаваемой из верхней зоны в нижнюю, что позволяет
снизить температуру подогрева воздуха (до 350—450° С), а также
сокращаются затраты на ремонт печи. При аэродинамическом раз¬
делении зон продукты неполного сгорания, образующиеся в ниж¬
ней зоне, поступают затем в верхнюю, куда подается вторич¬
ный воздух на дожигание. При этом воздух и продукты полного
сгорания из верхней зоны не должны перетекать в нижнюю, чтобы
не ухудшился состав атмосферы последней. Такое разделение зон
может быть достигнуто путем соответствующей организации дви¬
жения потоков в печи, но представляет собой весьма сложную
задачу.
В полуметодичес кой печи с аэродинамическим разделением
зон, разработанной Институтом газа АН УССР (рис. 9.11), газ
сжигается при а = 0,5 с помощью 2 горелок ГНП-5. В зону до¬
жигания, расположенную под сводом, подается вторичный воз¬
дух, подогретый до 300° С. Форма свода и наклон сопл практи¬
чески исключают перетекание воздуха и продуктов полного сго¬
рания в нижнюю часть печи. Первичный воздух подогревается
в двухсекционном игольчатом рекуператоре до 600° С. Теплота
из верхней зоны передается в нижнюю, благодаря чему темпера¬
тура в ней достигает 1350° С. Печь предназначена для нагрева
до 1200° С заготовок 0 60—100 и длиной 160 мм. Удельная про¬
изводительность печи 600 кг/(м2-ч), удельный расход теплоты
600—800 ккал/кг, угар металла 0,15—0,30%.
Печи скоростного нагрева. В основу таких печей положен
принцип транспортирования заготовок через рабочее пространство
в течение точно установленного времени. При этом температура
471

печи (1400—1500° С) значительно превышает конечную темпе¬
ратуру нагрева металла, благодаря чему металл нагревается бы¬
стро, с небольшой окалиной. При повышении температуры в ра¬
бочей камере до 1400—1500° С время нагрева заготовки сокраща¬
ется в 2—4 раза по сравнению с t — 1200-4-1300° С. Повышение
температуры печи увелич!гвает теплоотдачу излучением к нагре¬
ваемому металлу. Дополнительный резерв сокращения времени
нагрева заготовок лежит в увеличении скорости движения греющих
газов у поверхности нагреваемого металла, что приводит к уси¬
лению конвективного теплообмена. Как показывает расчет, при
скорости греющих газов около 150 м/с и их температуре 1300—
1500° С (температура поверхности металла 20° С) количество
теплоты, передаваемой конвекцией, превышает количество теп¬
лоты, передаваемой лучеиспусканием; при температуре поверх¬
ности металла 1250°С теплоотдача лучеиспусканием преобладает
даже при скоростях газов больше 300 м/с. Печи скоростного на¬
грева используются в основном при массовом производстве.
Типичным примером этих печей являются секционные печи,
которые применяют для нагрева длинных заготовок круглого
и прямоугольного сечения перед прокаткой. Печь (рис. 9.12)
состоит из отдельных секций (камер), установленных последо*
472

вателыю одна за другой.
Между секциями нахо¬
дятся тамбуры с роли¬
ками, за счет вращения
которых осуществляется
продольная транспорти¬
ровка заготовок. Над там¬
бурами устанавливают ре¬
куператоры, в их нижней
части — сборники для ока¬
лины. Каждая секция (или
группа) работает при оп¬
ределенной постоянной
температуре. В результате
по длине печи создается
необходимый температур¬
ный режим.
В секционных печах
возможны 2 различных
режима сжигания топ¬
лива: объемный и поверх¬
ностный. В этих печах го¬
релки устанавливают тан¬
генциально по отношению
к заготовкам, а сечению печи придают овальную форму. При
работе печи в режиме объемного сжигания используют двухпро¬
водные горелки типа «труба в трубе», устанавливаемые над ме¬
таллом и под ним (4—6 горелок на секцию). При работе печи
в режиме поверхностного сжигания газа горелки устанавливают
тангенциально, близко к внутренней поверхности кладки. Вы¬
текающая из горелок газовоздушная смесь сгорает на кладке,
температура которой достигает 1500° С. Удельный расход тепло >ы
в этих печах 600—1000 ккал/кг, время нагрева сокращается
в 1,5—2,0 раза по сравнению с обычными печами.
9.2.3.	Термические печи обычного типа
Термические печи предназначены для нагрева металла с цел> ю
придания ему определенных физико-механических свойств. Ха¬
рактерная особенность процесса нагрева при термической об] а-
ботке — сложный температурный режим, состоящий обычно из
нескольких ступеней нагревов, выдержек и охлаждений. Ко¬
нечная и промежуточная температуры и ход процесса нагрева
определяются видом термической обработки и маркой стали
(сплава). При нагреве под закалку, отжиг, нормализацию тем¬
пературы обычно больше 800° С (до 1200° С), а при отпуске
500—700° С. Отдельные этапы нагрева и выдержки проходят
при 350—500е С. В период подъема температуры нагрев доля :н
473

вестись таким образом, чтобы перепад температур между поверх¬
ностью и центром изделий не превосходил определенного значе¬
ния, заданного по технологическим соображениям, так как в про¬
тивном случае возможно получение неодинаковых физико-механи¬
ческих свойств по сечению нагреваемых изделий.
В период выдержки нагрев ведется при постоянной темпера¬
туре поверхности изделия; количество теплоты, поглощаемой
металлом, в процессе выдержки постепенно уменьшается, а об¬
щий расход газа агрегатом снижается примерно до расхода при
холостом ходе печи. Диапазон изменений тепловой нагрузки
в процессе нагрева для термических печей периодического дей¬
ствия достигает 1 : 6—1 : 10.
Другая отличительная особенность нагрева при термической
обработке — повышенные (по сравнению с нагревом под ковку
и штамповку) требования к его точности и равномерности. При
термической обработке ответственных изделий и сварных кон¬
струкций из легированных сталей и спецсплавов требуется рав¬
номерность и точность нагрева ±5—10° С.
Для получения равномерного и точного нагрева всех изделий,
загруженных в печь, необходимо осуществлять правильное рас¬
пределение тепла по зонам, обеспечивать подвод теплоты к внут-
тренним участкам садки, исключать ее перегрев в зоне выхода
греющих газов и охлаждение холодным воздухом через неплот¬
ности, рабочие окна и др.
Термические печи, так же как и нагревательные, делятся на
2 основные группы: периодического и непрерывного действия.
Термические печи периодического действия. Печи с не¬
подвижным подом. Применяют для различных видов
термической обработки деталей в мелкосерийном и единичном
производстве. Мелкие детали загружают и выгружают обычно
вручную, крупные — с помощью устройств внешней механизации
(подвесных клещей, загрузочных машин и пр.).
Горелки устанавливают в нижней части печи, где предусматри¬
вают специальные подподовые каналы, имеющие выходы в рабо¬
чую камеру у места их установки и в противоположном конце.
Газ горит в канале, а продукты горения, пройдя весь канал, по¬
падают в рабочую камеру. В месте выхода струи из горелки
создается разрежение, благодаря чему газы из печи через отвер¬
стие подсасываются (инжектируются) в канал и смешиваются с об¬
разовавшимися продуктами горения, снижая их температуру
и увеличивая объем греющих газов, что приводит к повышению
равномерности нагрева. В этих печах используют главным обра¬
зом горелки с принудительной подачей воздуха, располагаемые
в шахматном порядке. Следовательно, направление движения га¬
зов в рабочей камере чередуется, что также способствует равно¬
мерному нагреву садки (рис. 9.13).
Печи о выдвижным подом. Применяют для тер¬
мической обработки крупногабаритных изделий и садок в единич*
474

ном и мелкосерийном производстве. Загрузку и выгрузку изде¬
лий осуществляют с помощью средств цеховой механизации.
В печах, где горелки устанавливают в полуоткрытых топках
(рис. 9.14), теплота к нагреваемым изделиям подводится главным
образом сверху, поэтому нагрев характеризуется значительными
перепадами температуры по высоте садки. Наличие отверстий
в перевальных стенках на уровне пода обусловливает попадание
части продуктов горения под садку и, следовательно, некоторое
повышение равномерности нагрева. Печи такого типа используют
в основном для низкотемпературного (ниже 500°*С) нагрева.
Печь с расположением горелок на боковых стенках показана
на рис. 9.15. Продукты горения из нижних горелок попадают
в пространство между подом и садкой, что способствует всесторон¬
нему подводу теплоты к нагреваемым изделиям.
Печи работают при 500—1150° С, удельная нагрузка пода
1—4 т/м2. Как показали исследования, производительность этих
печей примерно в 2 раза больше, чем печей с горелками, уста¬
новленными в полуоткрытых топках; качество нагрева удовлетво¬
рительное.
Термические печи непрерывного действия. Т о л к а те л ь •
ные печи (рис. 9.16). Нагреваемые изделия укладывают на
поддоны из жаростойкой стали, перемещаемые по металлическим
направляющим вдоль печи с помощью специальных толкателей.
Температура нагрева металла до 1150° С. Газ сжигают в нижних
топках, горелки располагают по обеим сторонам печи в шахмат-
475

476

ном порядке. Топки размещают равномерно по всей длине рабо¬
чей камеры, поэтому температура во всем объеме печи примерно
одинакова. В верхней части топки имеются отверстия, через
которые благодаря разрежению, создаваемому работающей го¬
релкой, в нее засасываются газы из печи, т. е. создается рецирку¬
ляция, способствующая повышению равномерности нагрева. Для
толкательных печей обычно используют горелки с принудительной
подачей воздуха (например, ГНП).
Печи с по д’в и ж н ы м подо м. К этой группе отно¬
сятся конвейерные и роликовые печи, печи с шагающими балками,
с карусельным и пульсирующим подом и т. п.
Конвейерные печи (рис. 9.17). Передвижение изделий в
них производят с помощью ленты конвейера, натянутой на 2 бараба¬
нах. Один из барабанов ведущий, другой — ведомый. При дви¬
жении в печи лента конвейера опирается на несколько поперечных
жаростойких балок. Конвейерные печи строят с горизонтальным
и с вертикальным расположением рабочей камеры.
Максимальная рабочая температура нагрева изделий в этих
печах 950° С. Горелки обычно устанавливают в 2 ряда по высоте
с боковых сторон. Верхний ряд расположен над нагреваемыми
изделиями под сводом печи, нижний — под верхней ветвью кон¬
вейера. Для повышения равномерности нагрева горелки на про¬
тивоположных стенках печи располагают в шахматном порядке.
Продукты горения из горелок направляются непосредственно
в рабочую камеру печи и отводятся через каналы у загрузочного
окна.
В низкотемпературных (/п < 700° С) конвейерных печах газ
сжигают в подподовых топках с решетчатыми сводами. Для по¬
вышения равномерности нагрева часто применяют принудитель¬
ную циркуляцию газов в рабочей камере с помощью вентилято¬
ров, размещаемых в боковых стенках печи. Вентиляторы через
477

478

специальные каналы в нижней части печи подсасывают часть ухо¬
дящих газов и свежие продукты горения из топок, расположенных
ниже циркуляционных каналов, и направляют смесь в рабочую
камеру.
Роликовые печи. Передвижение изделий (материала)
в печи осуществляют с помощью ряда параллельно расположенных
роликов, оси которых проходят через боковые стенки печи. Ро¬
лики приводятся во вращение от электродвигателя через специаль¬
ную передачу. При вращении роликов осуществляется поступа¬
тельное движение изделий по печи. По тепловой схеме (тип и рас¬
положение горелок, отвод продуктов горения) роликовые печи
ничем не отличаются от конвейерных, описанных выше.
Печи с шагающими балками. Применяют для
нагрева листов, длинных деталей небольшой толщины, полос и пр.
Горелки в них обычно устанавливают на боковых стенках под
сводом с двух сторон печи в шахматном порядке. Ширина печи
может быть до 4, длина — до 40 м.
На рис. 9.18 показана печь с шагающими балками для нагрева
листов, оборудованная плоскопламенными горелками типа
ГПП-4. Размеры пода 2,3X14,8 м, температура нагрева металла
900° С, производительность до 15 т/ч. Плоскопламенные горелки
установлены на своде печи, что позволяет исключить прямой
удар пламени о нагреваемую поверхность и обеспечить высокую
равномерность нагрева листов.
Печи с карусельным подом.' Различают печи
с подом тарельчатым и кольцевым. Их конструкция аналогична
конструкции нагревательных печей с вращающимся подом, опи¬
санных выше. Горелки располагают по наружной стороне печи
479

с направлением факела тангенциально к поверхности стены.
Продукты горения попадают непосредственно в верхнюю часть
рабочей камеры над нагреваемым металлом. К достоинствам
печей с карусельным подом относится высокий кпд, возможность
нагрева изделий любой формы, высокая производительность;
к недостаткам — необходимость установки сложных приводных
механизмов.
9.2.4.	Термические печи специальных типов
Термические рециркуляционные печи. В термических печах
обычного типа тепловую нагрузку в процессе нагрева изменяют
главным образом уменьшением или увеличением количества вводи¬
мых газов при постоянной их температуре. При этом участки по¬
верхности садки, расположенные у мест ввода греющих газов,
подвержены воздействию газов с наиболее высокой температурой
и, следовательно, нагреваются быстрее, чем участки садки, рас¬
положенные далеко от мест ввода. Чем меньше объем вводимых
греющих газов, тем сильнее они охлаждаются при движении в печи
и тем больше неравномерность нагрева садки. Кроме того, греющие
газы, вводимые в печь, всегда должны иметь несколько большую
температуру, чем температура рабочей камеры. При прочих рав¬
ных условиях разность этих температур тем меньше, Мем больше
объем вводимых в рабочую камеру греющих газов.
Увеличение объема греющих газов позволяет повысить равномер¬
ность нагрева путем как снижения температуры газов на вводе в ра¬
бочую камеру, так и уменьшения падения температуры греющих
газов при их движении в печи. Увеличение объема греющих газов
480

V, можно осуществить ведением процесса горения с большим а
или организацией внутренней рециркуляции газов.
Первый способ приводит к значительным потерям теплоты
в уходящими газами, так как сопровождается увеличением их объ¬
ема. Второй способ снижает эти потери. Следовательно, он более
экономичен. Сущность внутренней рециркуляции заключается
в том, что к греющим газам до ввода их в рабочую камеру присо¬
единяются остывшие газы из печи и тем самым представляется
возможным менять (при необходимости) значение Vr, приближая
температуру греющих газов tr к температуре рабочей камеры
Отношение общего количества газов, вводимых в рабочую камеру,
к количеству свежих газов, вытекающих из горелки, называется
кратностью рециркуляции:
т = (Vx + Vz}/V1 = VJVr,
где т — объемная кратность рециркуляции; V1( V2 и Уг — объем
соответственно свежих, присоединенных (остывших) и греющих
газов, м3/ч.
При достаточно большом т (т. е. Vr) перепад tr —t„ может
быть сведен к минимуму. Следовательно, рециркуляция газов
открывает возможности получения высокой равномерности
нагрева и повышения его эффективности. Кроме того, увеличение
объема греющих газов способствует увеличению их скорости в ра¬
бочей камере и тем самым интенсификации конвективного тепло¬
обмена.
Рециркуляция газов в рабочем пространстве печи может быть
создана или специальными вентиляторами, или за счет энергии
топливно-воздушных струй, вытекающих из горелок. Первый
способ применяется весьма ограниченно, так как вентиляторы
надежно работают при температуре газов не выше 600—700° С.
Осуществить рециркуляцию газов можно путем применения ин¬
жекторов-смесителей, располагаемых в кладке печи. В этом слу¬
чае струи газов, вытекающие из горелок, направляются в инжек¬
ционные устройства — смесители, где к ним присоединяются газы
из печи, и смесь выбрасывается в рабочую камеру, что и создает
рециркуляцию. Подсос в инжектор газов из печи происходит
за счет энергии струй, вытекающих из горелок или специальных
сопл.
Схема печи о рециркуляцией газов, создаваемой энергией струи
продуктов горения, показана на рис. 9.19. Чем больше газов из
печи присоединяется к струям газов, вытекающим из горелок,
тем больше кратность рециркуляции, а следовательно, объем
греющих газов. Это приводит к выравниванию температуры в объ¬
еме печи. Однако при нагреве садки из нескольких изделий пе¬
редача теплоты к участкам поверхности нагрева, расположенным
в ее середине, идет менее интенсивно, чем к наружным, так как
внутренние участки хуже омываются греющими газами. Для
получения равномерного нагрева необходимо интенсифицировать
16 Чепель В М	481

движение газов внутри садки, для чего в рециркуляционных
печах организуется вихревое (вращательное) движение греющих
газов в рабочей камере. В вихревом потоке газы проникают ме¬
жду изделиями внутрь садки (при размещении ее внутри такого
потока), что создает условия для интенсифицированного и равно¬
мерного нагрева всей поверхности садки.
Рециркуляционные печи отличаются следующими конструктив¬
ными особенностями.
1.	В кладке печи размещены топочно-инжекционные устрой¬
ства.
2.	Рабочая камера имеет в сечении круглую, овальную или
близкую к ним форму. Инжекторы (горелки) располагают по
касательной к кладке в месте их установки.
3.	Для обеспечения прохода газов садку укладывают на спе¬
циальные подкладки достаточной высоты.
4.	Инжекторы и газоотводящие каналы располагают таким
образом, чтобы они способствовали вращательному движению
газов.
Одна из основных особенностей рециркуляционных печей
заключается в том, что горение в них вынесено из рабочей камеры
и протекает в специальных устройствах для подготовки греющей
среды, роль которых выполняют топочно-инжекционные устрой¬
ства. Благодаря рециркуляции к топливно-воздушным струям,
вытекающим из горелок, присоединяются в большом количестве
продукты горения из рабочей камеры, обусловливающие снижение
температуры факела и уменьшение горючего газа в смеси. Кроме
того, в отдельные периоды нагрева а в гбрелке может достигать
482

2—3. Увеличение а и разбавление свежей смеси отработавшими
газами из печи усложняет организацию устойчивого и полного
сжигания газа.
В настоящее время применяют 2 способа сжигания газа в ре¬
циркуляционных печах. При первом способе процессы горения
газа и смесеобразования совмещены. Они происходят непосред¬
ственно в инжекционных устройствах, куда подаются газовоз¬
душные струи из горелок. За счет энергии этих струй происходят
подсасывание газов из рабочего пространства и образование
греющей среды (рис. 9.20, а). Расход воздуха, подаваемого
через горелку, обычно не регулируют. Такой способ сжигания
газа применим главным образом тогда, когда температура рабо¬
чей камеры выше температуры устойчивого горения газа. Если
температура печи ниже температуры устойчивого горения при¬
родного газа (т. е. ниже 800° С), то вследствие присоединения
в печном инжекторе к горящей топливно-воздушной смеси боль¬
шого количества сравнительно низкотемпературных газов из
печи возможно нарушение стабильности горения, особенно при
а > 1,5-4-2,0.
При втором способе процессы горения газа и смесеобразования
частично разделены. В этом случае газ обычно сжигают в специ¬
альных камерах (топках). Продукты горения поступают в ин¬
жекционные устройства, куда за счет энергии специально пода¬
ваемых струй вторичного воздуха подсасываются газы из рабочей
камеры, смешиваются и образуют греющую среду (рис. 9.20, б).
Количество вторичного воздуха, подаваемого в инжектор, поддер¬
живается постоянным. Наличие отдельной камеры для сжигания
газа обеспечивает стабилизацию процесса горения в печах, ра¬
ботающих при любой температуре (включая температуру ниже
800° С). При втором способе возможен также вариант двухста¬
дийного сжигания газа. Первая стадия — в выносной камере
16*	483

(топке) с а = 0,7-т-0,8 и вторая —дожигание продуктов непол¬
ного сгорания в смесителе инжекционного устройства за счет
воздуха, подаваемого в него для организации рециркуляции.
Используют также вариант второго способа сжигания, когда
вместо выносной топки газ ожигают в горелочном туннеле, а про¬
дукты горения из него вводят непосредственно в инфекционное
устройство (рис. 9.20, в). В этом случае устойчивость горения
484

обеспечивается туннелем, а рециркуляция газов создается за
счет энергии струй воздуха, вводимых в инжектор, и потока про¬
дуктов горения из туннеля, благодаря чему кратность рецирку¬
ляции увеличивается. Количество вторичного воздуха в процессе
нагрева сохраняется постоянным. Целесообразно применение спе¬
циальных горелок (например, ГТПС), устойчиво работающих
при высоких а и имеющих встроенные сопла для подачи вторич¬
ного воздуха.
Вертикальные печи. Вертикальные печи приме¬
няют для термической обработки длинномерных изделий ответ¬
ственного назначения (роторов, осей, валов и пр.), Изделия под¬
вешивают внутри печи на специальной подвеске. Их загрузку и
выгрузку производят мостовым краном через верх печи, закры¬
ваемый футерованной крышкой.
На рис. 9.21 показана вертикальная закалочно-отпускная
печь с диаметром рабочей камеры 1,4, высотой 6,0 м. Печь
оборудована 10 горелочно-инжекционными устройствами, рас¬
положенными в шахматном порядке на боковых стенках. Инжек¬
ционные горелки с периферийной подачей газа собраны в блоки
поЗ. Средняя горелка каждого блока подключена к специальному
газопроводу, давление в котором поддерживается постоянным.
Она служит постоянно действующим запальником, обеспечива¬
ющим надежное поджигание смеси, вытекающей из основных
горелок.
Вторичный воздух подается в смеситель через специаль¬
ные сопла. Такая схема позволяет расширить диапазон регули¬
рования расхода газа до 1 : 10 и обеспечить безопасную работу
печи в интервале 400—1000° С при высоком качестве нагрева
металла. Тепловой режим печи автоматизирован.
Горизонтальные печи. На рис. 9.22 показана го¬
ризонтальная печь с выдвижным подом размером 2,5 X6,0 м, пред¬
назначенная для термической обработки в интервале 500—
1100° С. Печь оборудована 8 горелками типа ГТПС-20. Газы из
горелок и вторичный воздух из сопл попадают в смеситель ин¬
жектора, куда подсасываются и газы из печи. На печи установлены
4 пары инжекционных устройств, причем в каждой паре имеется
верхний и нижний инжекторы, создающие вращательное движе¬
ние газов. Между инжекционными устройствами сделаны окна
для отвода продуктов горения. Направление движения газов
в каждой паре инжекторов чередуется. Тепловой режим печи
автоматизирован.
В рециркуляционных печах удается сократить длительность
нагрева на 20—40%, уменьшить удельный расход топлива на
20—30% и резко повысить качество нагрева по сравнению с пе¬
чами обычных типов.
Термические печи с кипящим слоем. Одним из перспективных
способов интенсификации теплообмена между греющими газами
и поверхностью металла является применение кипящего слоя.
485

Кипящий (псевдоожижен¬
ный газом) слой * обра-
зуется при продувании
засыпки зернистого мате¬
риала, опирающейся на
газораспределительную
решетку, восходящим по¬
током газа. В качестве
зернистой засыпки в пе¬
чах кипящего слоя при¬
меняют кварцевый песок,
корунд, карборунд, шамот,
магнезит и другие огне¬
упорные материалы с раз¬
мером частиц (зерен) от
50 мкм до 2 мм и более.
Чаще всего используют
материал с dcp = 0,3 -ь
-г- 1,0 мм.
Частицы (зерна) твер¬
дого материала, нагретые
газовым потоком (псевдо¬
ожижающим агентом), со¬
прикасаются с поверхно¬
стью нагреваемого ме¬
талла и отдают ей теплоту.
Постоянное обновление
частиц у нагреваемой по¬
верхности вследствие ин¬
тенсивного перемешива¬
ния, их высокая объемная
теплоемкость и большая
поверхность в единице
объема слоя обеспечивают
высокие значения коэффи¬
циентов теплоотдачи от
газов к частицам и наобо¬
рот. Таким образом, ча¬
стицы служат эффектив¬
ным промежуточным те¬
плоносителем. По нагрева¬
ющей способности кипящий
* Внешне напоминает жид¬
кость: «вытекает» через отвер¬
стия в стенке печи, не препят¬
ствует погружению в него твер¬
дых предметов, сохраняет гори¬
зонтальный уровень и т. Д.
486

слой превосходит все применяемые в промышленной практике спо¬
собы нагрева, за исключением индукционного. Так, например, при
температуре среды 900° С средние значения коэффициента тепло¬
отдачи слоя песка о dcp — 0,25-^0,50 мм — 880, для расплава
щелочи — 600, для расплава соли — 340, для обычной газовой
печи — 180 ккал/(м*-ч-°C). С увеличением плотности частиц и
температуры слоя, с уменьшением размера частиц коэффициент
теплоотдачи к поверхности возрастает. Подбирая размеры и плот¬
ность инертного материала, а также скорость газов, проходящих
через слой, можно в широких пределах регулировать коэффици¬
ент теплоотдачи.
Весьма ценным качеством кипящего слоя как промежуточного
теплоносителя является постоянство температур по всему объему
камеры, что объясняется интенсивным перемешиванием частиц.
Высокая равномерность нагрева (±5° С), незначительная зависи¬
мость интенсивности теплообмена от температуры нагреваемых
изделий, возможность регулирования скорости нагрева — все
это позволяет быстро нагревать и охлаждать в кипящем слое
детали переменного сечения и сложной формы без перегрева и
коробления отдельных частей. К недостаткам кипящего слоя
следует отнести неодинаковую интенсивность теплообмена с вер¬
тикальными и горизонтальными плоскими поверхностями, унсс
частиц и пр.
В настоящее время для нагрева кипящего слоя наиболее рас¬
пространены два способа сжигания газа: 1) в выносных топках
под газораспределительным устройством (решеткой), 2) в самом
слое. Сжигание газа под решеткой и подвод теплоты в слой с го¬
рячим дутьем широко применяют в процессах сушки различных
материалов. Способ весьма прост, надежен и безопасен. Выносные
топки указанных установок работают под давлением. Этот способ
применяют при tn < 800-ъ850°С.
При втором способе сжигания предварительно подготовленная
смесь газа с воздухом проходит через решетку, раздробляясь при
этом на мелкие струйки, и попадает в разогретый кипящий слой
инертного материала. Горючая смесь, попадая в слой раскаленных
частиц, мгновенно сгорает в зоне высотой 30—100 мм (от газо¬
распределительной решетки). Поскольку устойчивое горение смеси
в слое обеспечивается при температуре 800—850° С и выше,
второй способ сжигания применяют для средне- и высокотемпе¬
ратурных печей.
Проходные печи с кипящим слоем применяют в основном для
нагрева проволоки, труб, прутков и пр., так как до настоящего
времени не решены вопросы механизации транспортировки неболь¬
ших изделий через высокотемпературные печи с этой средой.
Для штучных изделий применяют печи с кипящим слоем са¬
дочного типа. На рис. 9.23 показана печь 0 300, высотой около
900 мм, с колпачковой газораспределительной решеткой, имею¬
щей 10 колпачков из жаропрочной стали. Материалом кипящего
487

слоя служит корунд с размерами
частиц 0,6 мм. Максимальная тем¬
пература слоя 1300° С. Нагреваемые
изделия опускают в слой на специ¬
альной подвеске. Время нагрева
2,5—4,0 мин, качество нагрева хо¬
рошее.
Примеры использования кипя¬
щего слоя в процессах сушки рас¬
смотрены ниже.
Термические печи с радиацион¬
ными трубами. Радиационные трубы
применяют в печах при термиче¬
ской или химико-термической об¬
работке металла в специальной ат¬
мосфере.
Наиболее часто с помощью ради¬
ационных труб отапливают протяж¬
ные и проходные печи для светлой
термической обработки полосовой
стали, прутков, труб и других изделий.
Газ сжигают в трубах, смонти¬
рованных в рабочей камере печи
(пламя горелки муфелируется). Теплота переносится от труб
к изделиям в основном излучением, поэтому они получили наз¬
вание радиационных, или излучающих. Обычно используют ра¬
диационные трубы (0 100—150, толщина стенки 10 мм) из жаро¬
прочных сталей, обеспечивающих получение рабочей температуры
в печи 1000—1100° С. При необходимости более высокой темпера¬
туры иногда используют трубы из керамических материалов, на¬
пример карборунда. Но эти материалы очень дороги, и трубы из
них недостаточно надежны. По конструкции радиационные
трубы могут быть одно- (рис. 9.24) и многоветьевыми (рис. 9.25).
Наиболее просты прямые одноветьевые трубы (рис. 9.24, о),
в которых газ и воздух подводят к одному концу трубы, а ды¬
мовые газы уходят через другой, где обычно устанавливается
рекуператор. К недостаткам этих труб относятся значительная
неравномерность температур по длине (до 250° С) и необходи¬
мость транспортировки горячего воздуха вокруг печи.
Более сложны по конструкции тупиковые трубы, в которых
подача газа и воздуха, а также отбор продуктов горения осуще¬
ствляются с одного конца трубы, где устанавливаются горелка
и рекуператор (рис. 9.24, б). В трубе, изображенной на
рис. 9.24, в, воздух выходит из отверстий в промежуточной трубе,
что позволяет растянуть горение и повышает равномерность на¬
грева трубы по всей длине.
Перспективны и многоветьевые радиационные трубы. Р-
образная труба (рис. 9.25, я) — разновидность тупиковой. Про-
488

дук1ыгорения отводят по до¬
полнительной ветви мень¬
шего диаметра; труба снаб¬
жена рекуператором и го¬
релкой типа «труба в трубе».
В одной ветви U-образной
трубы (рис. 9.25, б) устана¬
вливают горелку, в другой —
рекуператор. Длина одной
ветви 2,0—2,5 м. На основе
U-образных труб созданы
W-образные, отличающиеся
большой излучательной спо¬
собностью и обеспечивающие
высокое тепловое напряже¬
ние в зоне нагрева. Эти трубы
применяют в крупных про¬
ходных, в вертикальных пе¬
чах и др.
Кольцевые трубы с ре¬
циркуляцией, так же как и
Р-образные, имеют допол¬
нительную ветвь, но про¬
дукты горения по ней по¬
падают не прямо в рекуператор, а в зону выхода свежей смеси
(или продуктов горения) из горелки. За счет энергии струи из
горелки часть продуктов горения присоединяется к свежей смеси,
что приводит к увеличению объема газов и к снижению их темпе¬
ратуры на входе. В радиационных трубах используют горелки
различных типов, обеспечивающие растянутое горение с равно¬
мерным тепловыделением по длине трубы.
Инжекционные горелки применяют в прямых трубах (гори¬
зонтальных и вертикальных) при L = 0,5+2,5 м, а также в много-
ветьевых при наличии принудительного отсоса продуктов горения.
Через горелку подается 20—40% воздуха, необходимого для сжи¬
гания газа (ах = 0,2ч-0,4). Остальной воздух подсасывается за
Счет инжектирующего действия струи, вытекающей из горелки,
и разрежения в трубе. Длина факела регулируется за счет изме¬
нения а. Разрежение в вертикальной трубе создается за ейет
естественной тяги, как в обычной дымовой трубе, а также за счет
инжектирующего действия струи. Разрежение в горизонтальной
трубе создается обычно дымососом. При ах < 0,5 диапазон устой¬
чивой работы горелок 0,05—1,0 кгс/см2. Недостаток этих горе¬
лок — невозможность использования теплоты продуктов горения
и необходимость организации принудительного удаления продук¬
тов горения.
В некоторых случаях применяют инжекционные горелки с ак¬
тивной воздушной струей при рв — 200+400 kfc/м2. Горелки
489

диффузионного типа, используемые в трубах сложной формы,
состоят из цилиндрических корпусов и внутренних газовых
трубок. Смесителя нет; газ и воздух подают в виде параллельных
потоков: газ — по внутренней трубке, воздух — по зазору между
корпусом горелки и радиационной трубой. Для стабилизации
горения служит завихритель. Длина факела зависит от диаметра
газового сопла, соотношения скоростей газового иуг и воздуш¬
ного оув потоков, температуры газа и воздуха, коэффициента а
и пр. Обычно диаметр газовой трубки 15—20 мм, wr/wB = 2-в
xi-10, а = 1,1-ь 1,15. Горелка этого типа проста и надежна в эк¬
сплуатации. Недостаток — необходимость установки дутьевого
вентилятора.
При растянутом сжигании (в трубах U-образного типа) исполь¬
зуют обычно горелки с принудительной подачей воздуха. В первой
ветви U-образной трубы газ сгорает не полностью, и дожигание
происходит во второй ветви, куда подается вторичный воздух.
Горелки полного предварительного смешения используют
в трубах с рециркуляцией продуктов горения. В этом случае
смесь из горелки подается в закрытую камеру и там сжигается.
Продукты горения вылетают из камеры с высокой скоростью,
что создает интенсивную рециркуляцию газов. Горелки рабо¬
;4ДО

тают на газе среднего давления и воздухе с давлением 500—
700 кгс/м2. Наиболее ответственным элементом этих горелок
является закрытая камера (туннель), в которой температура
достигает 1400° С и выше. Камеры изготовляют из высокоглино¬
земистого огнеупорного материала. Недостаток горелок — необ¬
ходимость использовать воздух повышенного давления, слож¬
ность розжига горелок, недостаточная стойкость камер.
Наибольшее распространение в настоящее время в печных
агрегатах получили трубы с горелками (диффузионного типа.
Теплотехнические и экономические показатели газовых радиа¬
ционных труб лучше, чем электронагревателей. Теплосъем с по¬
верхности трубы при температуре ее 1000—1100 и печи около
900° С достигает 30—60 Мкал/(м2 ч), что в 1,5—2,0 раза превос¬
ходит теплосъем с поверхности электронагревателя при тех же
условиях.
9.2.5.	Плавильные печи
В машиностроительном производстве газ используют для плав¬
ки стали и цветных металлов. В силу сложности и специфичности
процесса использования газа при плавке стали в мартеновских
печах этот вопрос в настоящей книге не рассматривается.
Печи для плавки чугуна (вагранки). Вагранки предназначены
для переплава литейного чушкового чугуна и чугунного лома для
получения отливок. Вагранка представляет собой цилиндриче¬
скую шахту, имеющую стальной кожух и футеровку из огне¬
упорного кирпича. В верхней части вагранки имеется загрузочное
окно, через которое подают внутрь печи шихтовые материалы.
В нижней части вагранки расположены воздушная коробка и
фурмы для подачи воздуха. Внизу шахта закрыта откидным дни¬
щем. Часть шахты между днищем (подиной) и фурмами называется
горном. Жидкий металл собирается в горне или в специальном
копильнике, откуда периодически (или непрерывно) выпускается
через специальное отверстие (летку).
В шахте вагранки располагаются поочередно слои кокса и
металлической шихты. При подаче воздуха через фурмы кокс
горит и продукты горения поднимаются вверх, расплавляя метал¬
лическую шихту. Шихта перемещается вниз (принцип противо¬
тока). Горячие газы при движении вверх встречаются со все
более холодными слоями металла и охлаждаются. Использование
теплоты газов повышает кпд вагранки.
В целях экономии дефицитного кокса в последние годы начали
строить коксогазовые вагранки. В них топливом являются кокс
и природный газ. Природный газ сжигают с помощью дутьевых
горелок, расположенных над фурмами. За счет использования
природного газа удается сэкономить 20—30% кокса.
Печи для плавки цветных металлов и сплавов. Для приготов¬
ления литейных сплавов требуемого состава и получения цветных
491

металлов и сплавов в жидком (расплавленном) состоянии с опре¬
деленной температурой, обеспечивающей качественную отливку,
применяют различные плавильные (литейные) печи. В машино¬
строительной промышленности для плавки алюминия, меди,
бронзы и прочих цветных металлов и сплавов применяют стаци¬
онарные (тигельные) и поворотные газовые печи.
Тигельные печи являются агрегатами периодического действия.
Расплавляемый металл (сплав) в специальных тиглях помещают
в рабочую камеру печи, закрываемую сверху крышкой. Для меди
и ее сплавов используется графитовый тигель, для алюминия,
магния и их сплавов — стальной. Горелки располагают в боковых
стенках печи таким образом, чтобы факелы были направлены по
касательной к поверхности тигля. Для отопления этих печей
могут использоваться горелки различного типа. Удельный расход
теплоты в этих печах достигает 2500 ккал/кг.
Наиболее распространенными типами поворотных печей явля¬
ются печи типа Сан, «Мечта», Калеман и др. Так как печи пово¬
ротные, подвод газа к горелкам осуществляют гибким резиновым
шлангом. Продукты горения отводятся под колпак. Удельный рас¬
ход теплоты в этих печах достигает 2000—2500 ккал/кг.
9.2.6.	Сушила машиностроительных заводов
На машиностроительных заводах сушила применяют для сушки
исходных сыпучих материалов, используемых для изготовле¬
ния огнеупоров, форм и стержней, самих литейных форм и стер¬
жней, а также сталеразливочных ковшей и их стопорных
устройств и пр.
Сушила для сыпучих материалов; Для сыпучих материалов
используют в основном сушила непрерывного действия: бара¬
банные, с кипящим слоем и пневматические.
Барабанные сушила. Применяют для сушки песка
и глины. Основной частью сушил является стальной цилиндр —
барабан до 10 м длиной и до 2,5 м диаметром (рис. 9.26). Барабан
устанавливается на опорные ролики с небольшим наклоном. Влаж¬
ный материал непрерывно подается в верхнюю часть барабана
и при его вращении постепенно перемещается к разгрузочному
концу. Высушиваемый материал в барабанных сушилах нагрева¬
ется смесью продуктов горения и воздуха. Газ обычно сжигается
в специальной топке, после чего продукты горения в смеситель¬
ной камере смешиваются с воздухом для понижения их темпера¬
туры до 800—850° С. Сушильный агент покидает барабан с тем¬
пературой 100—150° С. Производительность барабанных сушил
до 10 т/ч по песку и до 3,5 т/ч по глине. Удельный расход
теплоты 150—250 ккал/кг песка и 300—600 ккал/кг глины.
Сушила с кипящим слоем. Как же указывалось
выше, при продувании слоя зернистого материала потоком газа
при определенной скорости газа частицы песка (материала) на-
492

чинают быстро и хаотически перемешиваться, образуя как бы
кипящую жидкость. Наличие большей поверхности контакта
твердых частиц с газовой средой и интенсивное перемешивание
частиц обусловливает эффективность процесса сушки в этих уста¬
новках. Температура продуктов горения на входе в слой 700—
900, высушенного песка — 100—120° С. С 1 м2 решетки получают
5—8 т сухого песка в час. Удельный расход теплоты в сушилах
с кипящим слоем 70—130 ккал/кг песка.
Установка для сушки и охлаждения кварцевого песка в ки¬
пящем слое производительностью до 10 |/ч показана на рис. 9.27.
Газ сжигается с помощью 2 горелок ГНП-6, установленных в то¬
почной камере под решеткой. Для преодоления сопротивления
решетки и слоя в камере поддерживается положительное дав¬
ление 100—150 кгс/м2. Под решетку выше горелки подается вто¬
ричный воздух для снижения температуры продуктов горения.
Продукты горения, пройдя через решетку, создают на ней кипя¬
щий слой песка, в котором и происходит его сушка. Далее про¬
дукты горения отсасываются дымососом и выбрасываются через
циклоны и трубу в атмосферу. Песок по мере высушивания пере¬
мещается по решетке, имеющей незначительный уклон, и посту¬
пает во вторую часть камеры, где под решетку подается холодный
воздух. В этой части установки песок охлаждается до 30—40° С.
Пневматические сушила. Увеличение скорости
продуктов горения, продуваемых через кипящий слой, приводит
к режиму пневмотранспорта, при котором частицы движутся
вместе с газовым потоком. Температура продуктов горения в пнев¬
мосушилах 800—900° С, удельный расход теплоты 100—
200 ккал/кг песка. Основной частью пневмосушила является
вертикальная труба, в которую питателем подается из бункера
493

сырой песок, подхватываемый потоком горячих газов, поступа¬
ющих из топки.
Сушила для формованных изделий. Для сушки формованных
изделий (форм, стержней и пр.) в большинстве случаев применяют
камерные сушила периодического действия с выкатной тележкой.
Сушила представляют собой прямоугольные камеры, перекрытые
поперечными сводами. Газ сжигают в топочных устройствах, рас¬
положенных по бокам рабочей камеры ниже уровня пода. Про¬
дукты горения из топок поступают в рабочую камеру через от¬
верстия в распределительных каналах (рис. 9.28). Отработанные
продукты горения отводятся по дымоходу, расположенному в цен¬
тре камеры под тележкой. В сушилах описанной конструкции,
как показал опыт эксплуатации, изделия, расположенные в верху
рабочей камеры, высыхают в 1,5—2,0 раза быстрее нижних.
Неравномерность сушки по высоте является следствием скопле¬
ния в верху камеры более горячих газов.
Для улучшения работы камерных сушил используют рецирку¬
ляцию газов. Часть газов из дымоотводящего канала отсасывается
с помощью специального вентилятора и подается обратно в рабо¬
чую камеру через сопла, .расположенные над отверстиями для
выхода газов из распределительных каналов. Применение рецир¬
куляции газов позволяет увеличить производительность сушила
в 1,5—1,8 раза и сократить расход теплоты на сушку.
Сушка ковшей. Сушку литейных и сталеразливочных ковшей
газом обычно производят с помощью горелки, устанавливаемой
над ковшом в колпаке, через который производится удаление про¬
дуктов горения. Могут использоваться горелки как с принудитель-
494

ной подачей воздуха, так и инжекционные. Применяют также уста¬
новки сушки ковшей по типу показанной на рис. 9.29. Ковш на
тележке подвозят к фронтовой стенке, на которой укреплена
горелка. Продукты горения омывают внутреннюю футерованную
поверхность ковша и затем удаляются под зонт.
Инфракрасные сушила. Инфракрасные сушила используют
для сушки поверхности различных изделий. Чаще всего их при¬
меняют для сушки лакокрасочных покрытий.
Сущность инфракрасной или радиационной сушки состоит
в использовании невидимых тепловых лучей, излучаемых нагре¬
тым телом. Темные излучатели, состоящие из металлических па¬
нелей, нагреваемых проходящими через них продуктами горения
газа, позволяют вести процесс сушки при температуре излучаю¬
щей поверхности 300—450° С. Более высокая температура воз¬
можна при использовании светлых излучателей, состоящих из
беспламенных горелок инфракрасного излучения.
При радиационном нагреве инфракрасные лучи проникают
через слой покрытия на некоторую глубину от поверхности тела
и нагревают его, отчего процесс сушки идет от поверхности изделия
наружу. При этом методе нагрева на поверхности покрытия не
образуется твердой пленки, мешающей удалению летучих, и по¬
крытие не растрескивается. Время сушки лакокрасочных покрытий
уменьшается в 5—10 раз по сравнению с конвективной сушкой
воздухом. Значительное ускорение процесса сушки позволяет
производить окраску и сушку на одном конвейере.
Сушила с инфракрасным нагревом занимают меньше места.
Конструктивно они состоят из блока излучающих панелей, окру¬
жающих нагреваемые изделия. На рис. 9.30 приведена схема кон¬
вейерной сушильной установки для сушки окрашенных бензо-
495

баков комбайнов на заводе Ростсельмаш. Сушило состоит из 16
металлических панелей темного излучения. В каждой панели уста¬
новлена инжекционная горелка низкого давления. Промышленная
эксплуатация подтвердила надежность работы такого сушила и
высокое качество сушки. Температура поверхности излучателей
320—370° С. Время сушки грунтовки и эмали составляет 5 мин,
что в 10 раз меньше, чем при конвективной сушке. Расход при¬
родного газа на одну панель около 1,25 м3/ч.
9.3.	Печи промышленности строительных
материалов
В производстве строительных материалов широко распро¬
странены сушка и обжиг керамических изделий и кирпича, обжиг
клинкера и извести, плавка стекла. Для этих целей используют
газовые печи, различающиеся по принципу действия и по кон¬
струкции. По технологическому назначению печи промышленности
строительных материалов могут быть разделены на следующие
основные группы: печи керамического производства, печи про¬
изводства вяжущих веществ, печи стекольного производства.
Ниже рассматриваются наиболее распространенные печи промыш¬
ленности строительных материалов, работающие на газовом топ¬
ливе.
9.3,1.	Печи керамического производства
Туннельные печи для обжига керамических изделий. Туннель¬
ные печи широко используют для обжига кирпича, строительного
фаянса, электрических изоляторов и пр. Они являются установ-
496

ками непрерывного действия. Печь представляет собой футеро¬
ванный огнеупорным кирпичом туннель, длина которого колеблется
от 3—4 до 140—160 м, а ширина — от 0,1 до 3,0 м. Внутри тун¬
неля по рельсовому пути передвигаются вагонетки с обжигаемыми
изделиями. Вагонетки последовательно перемещаются от входного
к выходному концу печи с помощью толкателя, установленного
на стороне загрузки. На вагонетках имеются специальные ножи,
которые, погружаясь в песочные затворы и изолируя рабочую
камеру печи, предотвращают перегрев колес и пода вагонетки.
В соответствии с технологией процесса обжига печь обычно
делится по длине на три зоны: подогрева (окончательная сушка и
подогрев изделий отходящими газами), обжига (собственно об¬
жиг изделий) и охлаждения (охлаждение изделий холодным воз¬
духом, движущимся им навстречу). Длина печи и отдельных зон,
а также распределение температуры по длине печи определяются
видом обрабатываемых изделий. В туннельных печах горелки
обычно устанавливают только в зоне обжига. Как правило, ис¬
пользуют горелки с принудительной подачей воздуха различных
конструкций, например ГНП. Горелки устанавливают симметрич¬
но с двух сторон печи таким образом, чтобы факелы попадали
в зазоры между изделиями. Продукты горения из зоны обжига
поступают в зону подогрева, а часть их в некоторых конструкциях
печей отводят в сушильную установку. Воздух, нагретый в зоне
охлаждения, частично используют для горения в зоне обжига,
а частично также отводят в сушильную установку.
На рис. 9.31 приведены схема и поперечный разрез туннель¬
ной печи для обжига керамических изделий. Удельный расход
теплоты в этих печах 500—800 ккал/кг.
Кольцевые печи. Для обжига кирпича используют кольцевые
печи, первоначально предназначенные для работы на твердом
топливе. В настоящее время новых кольцевых печей не строят,
но при газификации кирпичных заводов существующие печи пере¬
оборудуют для работы на газовом топливе. Рабочая камера печи
представляет собой сплошной кольцевой канал. Изделия, нахо¬
дящиеся в процессе сушки, обжига и охлаждения, заполняют
весь канал, за исключением некоторого пространства, где про¬
исходит их загрузка и выгрузка. Кольцевой канал печи условно
разделяют на камеры по числу проемов в наружных стенах печи,
служащих для загрузки и выгрузки изделий. Перегородок между
камерами нет. В камеры, находящиеся на обжиге, подается газ.
Воздух поступает в камеры с обожженным кирпичом, которые
расположены за камерами, находящимися на обжиге, и охлаждает
кирпичи. Затем воздух поступает в камеры, работающие в режиме
обжига, где он используется для горения. Часть нагретого воз¬
духа подается в камеры, где кирпич сушится. Воздух нагревается
в зоне охлаждения до 250—300° С; из сушильных камер воздух
уходит с температурой 100—150° С. После окончания обжига
в одной зоне топливо подается в следующую по ходу газов зону,
497

на сушку включается следующая камера, и из камеры в зоне
охлаждения выгружается обожженный и остывший кирпич.
Наиболее широко при переводе кольцевых печей на газовое
топливо используют подовые диффузионные горелки, распола¬
гаемые в специальных каналах ниже уровня пода печи. Каналы
с горелочными трубами выполняются через 0,5—0,8 м. Шамотные
плиты с отверстиями, уложенные над горелками, предохраняют
их огневые отверстия от засорения. Наряду с основными подо¬
выми горелками, рассчитанными на обеспечение нормальной ра¬
боты печей, иногда применяют и верхние горелки переносного
типа, которые используют при необходимости выравнять темпе¬
ратуру по высоте печи.
Рассредоточение горелок по всему сечению печи способствует
равномерному распределению и поддержанию температуры в печ¬
ной камере. При этом достигается достаточная равномерность
нагрева по высоте садки, в то время как при работе на твердом
топливе перепад температуры по высоте садки достигает 100—
200° С.
Перевод на природный газ дает возможность изменить гидрав¬
лический режим в кольцевых печах — снизить разрежение в печ¬
ных каналах с 12—15 до 6—7 кгс/м2. В результате уменьшаются
498

подсосы холодного воздуха, снижается на несколько процентов
расход топлива, повышается температура в печи с 920—950 до
1000° С. Производительность печей при переводе на газ увеличи¬
вается на 15—20%, качество продукции улучшается.
Как туннельные, так и кольцевые печи относятся к печам не¬
прерывного действия. В промышленности при производстве кир¬
пича и других керамических изделий используют также камерные
печи, однако их технико-экономические показатели значительно
хуже, в связи с чем их доля в общем производстве ничтожно мала.
9.3.2.	Печи производства вяжущих веществ
Печи для производства цемента. Важнейшей технологической
операцией, в значительной степени определяющей качество це¬
мента, является обжиг клинкера. Для этой цели обычно исполь¬
зуют вращающиеся печи.
Корпус печи представляет собой трубу 0 2,5—5,0 и длиной
40—185 м, изготовленную из стальных листов. Внутреннюю
поверхность трубы футеруют огнеупорным кирпичом. Печь уста¬
навливают под небольшим углом к горизонту (3—5°) и с помощью
электродвигателя через редуктор и шестерни вращают со скоро¬
стью 1—2 об/мин.
В горячем (нижнем) конце печи устанавливают горелки.
Продукты горения движутся от горячего конца печи к холодному,
а обрабатываемый материал перемещается им навстречу. Время
пребывания материала в печи 2,5—4,0 ч. Из печи клинкер посту¬
пает в холодильник, где охлаждается воздухом до 150—300° С.
Воздух в холодильнике нагревается до 300—400° С и поступает
на горение в печь.
Для сжигания газа в цементных печах используют горелки
с принудительной подачей воздуха и диффузионные. У горелок
с принудительной подачей факел сравнительно небольшой длины
и малой светимости, в связи с чем клинкер интенсивно нагревается
на горячем конце печи и поступает в холодильник с повышенной
температурой. Диффузионные горелки, используемые на цемен¬
тных печах, имеют высокую скорость истечения )газа и дают
возможность регулировать геометрические параметры факела
и перемещать зону наивысших температур.
Распространение получили горелки типа ГВП, ВРГ и ГРЦ.
На рис. 9.32 показана горелка ГВП. Внутри корпуса горелки 1
смонтирован завихритель, имеющий тангенциально расположен¬
ные лопатки 2. Завихритель через тягу 3 соединен с рычагом 4
и рукояткой управления 5. Положение рукоятки управления фик¬
сируется на секторе, где имеется надпись «Завихрение», на одном
краю отметка «Максимум» — на другом отметка «0». При поло¬
жении рукоятки на отметке «Максимум» завихритель находится
в крайнем левом положении, и газ, проходя через лопатки, при¬
обретает вращательное движение.
499

При положении рукоятки на отметке «О» завихритель убира¬
ется в направляющую трубу 8, и газ движется только поступа¬
тельно. Внутри завихрителя расположен дроссель 7. который
может перемещаться вдоль оси горелки. Движение дросселя осу¬
ществляется через тягу и рычаг с помощью рукоятки 6. На сек¬
торе управления дросселя имеется надпись «Дросселирование»
и отметки «Максимум» и «О». При положении рукоятки на отметке
«Максимум» дроссель находится в крайнем левом положении,
и площадь прохода для газа минимальна. При положении ру¬
коятки на отметке «О» площадь прохода максимальна. С помощью
дросселя и завихрителя возможно изменение степени вращения
газового потока и скорости его истечения, что позволяет пере¬
мещать зону максимальных температур вдоль печи.
Разработаны горелки ГВП на номинальный расход газа от
500 до 20 000 м8/ч. Скорость истечения газа 200—450 м/с. Удель¬
ный расход тепла во вращающихся цементных печах 1500—
1800 ккал/кг.
Известковообжигательные печи. Обжиг извести обычно произ¬
водят в шахтных печах (в некоторых случаях используют враща¬
ющиеся печи). Производительность шахтных печей 2,5—200 т/сут;
высота печи 6—35, внутренний диаметр шахты 2—4 м. Газовые
горелки в шахтных печах для .обжига извести устанавливают
в зоне обжига по периметру печи на нескольких уровнях. Обычно
в этих печах используют горелки с принудительной подачей
через горелку только части (20—30%) необходимого для горения
воздуха. Остальной воздух поступает в шахту за счет разрежения,
создаваемого дымососом. Удельный расход теплоты в шахтных
печах до 1800 ккал/кг.
9.3.3.	Печи стекольного производства
Производство стекла является весьма энергоемким процессом.
В настоящее время стекольные заводы используют природный газ
в стекловаренных печах, при термообработке стекла (отжиг,
закалка и пр.) и в некоторых других операциях (полировка, резка).
600

Рис. 1.33. Устройство для
сжигания газа в стекло»
варенных печах.
а — схема ввода газа
в головку печи; б — го¬
релка с воздушным под¬
дувом; 1 — ванна печи}
2 -? пламенное простран¬
ство; 3 головка печи.
На варку стекла расходуется до 90% потребляемого стекольными
заводами газа, в связи с чем эффективное сжигание газа в стекло¬
варенных печах имеет большое значение. Наиболее совершенным
типом стекловаренных печей являются ванные печи непрерыв¬
ного действия, в которых отдельные стадии процесса получения
стекломассы и ее подготовки к выработке протекают в различных
частях печи, где поддерживается температура, требуемая для
данной стадии процесса. Различают зоны варки, дегазации, студки
и выработки. Нижняя часть рабочей камеры стекловаренной печи
представляет собой бассейн-ванну. Над ней находится газовое
пространство, ограниченное стенами и сводом. Для выделения
отдельных зон в бассейн вводят разделительные приспособления
из огнеупорных материалов (лодки, частично погруженные в стек¬
ломассу, а также плавающие тела особой формы) или же стальные-
водоохлаждаемые трубы. Иногда применяют более радикальное
разделение зон. В этом случае варочная, студочная и выработо-
чная части представляют собой самостоятельные бассейны, соеди¬
ненные каналами.
В печах для плавки стекла обычно используют диффузионные
горелки, дающие длинный светящийся факел. Для увеличения ки¬
нетической энергии факела, вытекающего из горелки, часто ис¬
пользуют сжатый воздух, подаваемый по оси горелки. На
Б01

рис. 9.33, б показана газовая горелка с воздушным наддувом,
устанавливаемая в головке печи (рис. 9. 33, а). Скорость исте¬
чения газа из горелки 50—60, а сжатого воздуха — 150—300 м/с.
При подаче через горелку компрессорного воздуха можно обес¬
печить требуемую светимость факела и полное сжигание газа
с а = 1,1-т-1,15. Применяют и другие варианты нагрева стекло*
варенных печей газом.
9.4.	Повышение эффективности
и показатели тепловой работы печей
Эффективность использования газа в печах весьма невелика
(табл. 9.1). Для ее повышения может быть применен ряд меро¬
приятий: подогрев воздуха, идущего на горение, увеличение сте¬
пени использования пода печей, уплотнение печей, улучшение
изоляции стен и сводов, автоматизация теплового режима, по¬
вышение температуры в рабочей камере и пр.
Подогрев воздуха, идущего на горение. Использование теп¬
лоты уходящих газов для подогрева воздуха, идущего на горе¬
ние, — один из наиболее эффективных способов повышения эко¬
номичности печей. Подогрев воздуха до 250—300°С в рекупера¬
торах современного типа дает экономию топлива 15—25%. Пре¬
делы подогрева воздуха определяются технико-экономическими
соображениями. Так, подогрев воздуха до t < 100° С нецелесооб¬
разен, потому что затраты на сооружение и эксплуатацию реку¬
ператора не окупятся экономией топлива. Верхний предел тем¬
пературы подогрева воздуха принимают обычно 300—400° С,
так как дальнейшее ее повышение приводит к резкому увеличению
стоимости рекуператора (из-за использования дорогостоящих
жаропрочных сплавов), кроме того, усложняется эксплуатация
горелок и снижается срок службы кладки печи.
Для подогрева воздуха в печах используют регенераторы и
рекуператоры. Регенераторы представляют собой камеры, запол¬
ненные огнеупорной насадкой. Регенератор для одной печи имеет 2
камеры. Через одну из камер проходят дымовые газы, нагревая ее
Таблица 9.1
Показатели тепловой эффективности газовых печей
Печи
Температура
рабочей .
камеры, °C
Полезно ис¬
пользован¬
ная теплота,
%
Температура
уходящих
газов, °C
Пбтери
теплоты
с уходящими
газами, %
Методические нагрева¬
тельные
Кузнечные камерные
Термические камерные
1300-1400
1300—1400
850—1000
30-35
10—15
15—20
800-1100
1200—1300
800-950
30-45
55-65
35-50
502

насадку, а через другую в это же время проходит воздух, на¬
греваясь от горячей насадки. Через определенные периоды, когда
насадка в первой камере нагреется, а во второй — охладится,
происходит переключение камер. Таким образом, регенератор
подает нагретый воздух попеременно к горелкам, расположенным
на противоположных сторонах печи и работающим поочередно.
Вследствие громоздкости и высокой стоимости, а также усложне¬
ния конструкции печей и схем автоматизации регенераторы при¬
меняют для печей весьма редко, главным образом для печей пла¬
вильных и безокислительного нагрева.
Рекуператоры представляют собой устройства непрерывного
действия, в которых воздух нагревается от дымовых газов через
разделяющую их стенку. Для печей в настоящее время применяют
в основном металлические рекуператоры, которые можно разде¬
лить на 2 группы: конвективные — с преимущественной пере¬
дачей теплоты от продуктов горения конвекцией и радиацион¬
ные — с преимущественной передачей теплоты излучением. При
температуре удаляемых продуктов горения перед рекуператором
900—1000° С обычно применяют конвективные рекуператоры,
а при более высокой — радиационные. Конвективные рекупера¬
торы чаще всего выполняют из стальных гладких труб. Трубы
с помощью сварки крепят к коробкам из стального листа, через
которые подводится и отводится воздух.
При температуре дымовых газов, входящих в радиационный
рекуператор, >900—1000° С основное количество теплоты пере¬
дается излучением. А так как теплоотдача излучением пропорци¬
ональна толщине излучающего газового слоя и не зависит от ско¬
рости газа, то радиационные рекуператоры конструируют так,
что продукты горения проходят в них по каналу большого се¬
чения с относительно небольшой скоростью. Для предохранения
стенок от перегрева в радиационных рекуператорах повышают
скорость подогреваемого воздуха (20—30 м/с). В настоящее
время в основном применяют радиационные рекуператоры 2 ти¬
пов: щелевые и трубчатые.
Щелевой радиационный рекуператор состоит из 2 концентри¬
ческих цилиндров, сваренных из листов жаропрочной стали.
Через внутренний цилиндр проходят продукты горения, а по
зазору между цилиндрами — нагревающийся воздух. На обоих
концах рекуператора делают кольцевые коробки для подвода
и отвода воздуха. Для уменьшения потерь теплоты наружный
цилиндр теплоизолируют. С целью повышения прочности в ряде
случаев (при больших давлениях и диаметрах) целесообразно
применять трубчатые радиационные рекуператоры, в которых воз¬
дух проходит по трубам небольшого диаметра, расположенным
около стенок дымоотводящего канала большого сечения
(рис. 9.6).
В последние годы на крупных печах при температуре продук¬
тов горения на выходе из печи, превышающей 1000—1100° С,
503

Таблица 0.2
Уменьшение потерь теплоты через стенки благодаря теплоизоляции
Толщина стенки
из шамотного
кирпича, мм
Уменьшение потерь теплоты при теплоизоляции толщиной
65 мм, %
Непрерывная
работа печи
1-недельный
цикл
1-суточный
ЦИКЛ
230
46
35
18
345
38
20
14
460
35
15
12
Примечание. 1-недельный цикл — непрерывная работа в течение 5—6 дне!
в неделю, 1-суточный цикл — в течение 8 — 10 ч/сут.
применяют радиационно-конвективные рекуператоры. Продукты
горения последовательно проходят сначала радиационный, а
затем конвективный рекуператор.
Тепловая изоляция печей. Тепловой изоляции стен и сводов
печей необходимо уделять большое внимание, так как потеря
теплоты через кладку достигает у них 15—20%. Применение теп¬
ловой изоляции стен и сводов печей дает экономию до 3—5%
от общего количества сжигаемого газа. При теплоизоляции стенок
не только уменьшаются потери теплоты через кладку (табл. 9.2),
но и создаются более благоприятные условия труда в горячих
цехах. Изоляцию выполняют из материалов с низкой тепло¬
проводностью. Для изоляции сводов печей обычно используют
теплоизоляционные материалы в виде засыпок (шлак, вермикулит
и пр.), для стен — асбест, легковесные огнеупоры, теплоизоля¬
ционный кирпич, пенобетон, совелнт, шлаковую вату и пр. С целые
экономии топлива желательно кладку печи заключить в металли¬
ческий кожух, который следует окрашивать алюминиевой крас¬
кой. При этом потери теплоты стенками печи в окружающее про¬
странство снижаются примерно в 2 раза (по сравнению с откры¬
той кирпичной стенкой).
Существенные резервы повышения эффективности использо¬
вания газа в печах имеются также в организации их работы и
в правильной эксплуатации. Необходимо стремиться к непрерыв¬
ной эксплуатации печей, так как при этом уменьшается удельный
расход топлива (снижаются потери теплоты при охлаждении печи
Ьо время остановок). Перевод печи с 1-сменной на 3-сменную ра¬
боту позволяет уменьшить удельный расход топлива на 30—
40%. Удельный расход топлива сильно зависит от загрузки печи
и при прочих равных условиях увеличивается при уменьшении
загрузки.
Кроме того, работа печи при стабильном а, нормальном гидрав¬
лическом режиме, с минимальной продолжительностью открытия
рабочих окон также дает существенное снижение расхода газа.
604

Наиболее эффективная эксплуатация печей возможна при наличии
системы автоматического регулирования теплового режима, что
позволяет экономить до 10—15% газового топлива.
Показатели работы газовых печей. Производитель¬
ность. Различают общую и удельную производительность пе¬
чей. Общая производительность — это количество готовой про¬
дукции, которое обрабатывается в печи за единицу времени (т/ч,
т/сут). Удельная производительность — это количество продук¬
ции, обрабатываемое в печи за единицу времени и приходящееся
на 1 м2 площади пода [кг/(ч-м2) или т/(ч>м2)]. Удельная произ¬
водительность характеризует интенсивность работы печи и ис¬
пользуется для оценки качества ее работы, а также для сравнения
печей различных конструкций, применяемых для одинаковых
технологических целей. Для шахтных печей удельная произво¬
дительность определяется на единицу объема шахты [кг/(ч-м3)|.
Удельная производительность печей зависит от технологических,
теплотехнических, конструктивных и организационных факторов
и колеблется в весьма широких пределах.
Расход топлива. При работе печей на газовом топ¬
ливе различают общий и удельный расходы газа. Общий расход
газа определяют за единицу времени (обычно за 1 ч). В качестве
показателя используют среднечасовой расход, определенный для
какого-либо периода. У печей непрерывного действия при нагреве
одинаковых заготовок по определенному режиму отклонения ча¬
сового расхода газа от среднечасового невелики (10—20%),
у печей периодического действия эти отклонения могут разли¬
чаться более значительно. Отношение максимального за цикл ча¬
сового расхода газа Vmax к среднечасовому Vq, называется коэф¬
фициентом форсирования Р. Для печей периодического действия
Р = 1,3-5-1,5 (для нагревательных) и 1,8-5-2,0 (для термических).
Удельный расход газа v показывает, какое количество газа
затрачивается на нагрев 1 кг продукции до необходимой темпера¬
туры. Таким образом, удельный расход газа, м3/кг,
где GM — производительность печи, кг/ч.
Удельный расход условного топлива, кг/кр,
Коэффициент полезного дейвтвия. Полный
(термический) кпд печи т]т показывает, какая доля теплоты,
введенной в рабочую камеру, полезно используется на нагрев
материала:
505
где QM — cKtK — c„t„ — теплота, затраченная на нагрев мате¬
риала, ккал/ч; (?общ = KPQP. н + Qcp. в! ск> оп — соответственно
конечная и начальная теплоемкость материала, ккал/кг; /к, tu —

соответственно конечная и начальная средняя по массе темпера¬
тура материала, °C; Qcp. в =	— физическая теплота, вво¬
димая с воздухом, ккал/ч; Ув— часовой расход воздуха, м3/ч;
св — теплоемкость воздуха, ккал/м3; tB — температура воз-
духа, °C.
Ориентировочные значения удельного расхода теплоты и
кпд некоторых типов печей, работающих на газовом топливе,
приведены в табл. 9.3. Следует учитывать, что показатели отно¬
сятся к работе печей, эксплуатирующихся в настоящее время.
При более полном использовании теплоты продуктов горения,
применении горелок усовершенствованных типов, улучшении
тепловой изоляции, печей, совершенствовании организации их
работы и пр. эти показатели могут быть существенно улучшены.
Таблица 9.3
Технические характеристики газовых печей
Печь
Рабочая
темпера¬
тура, ®С
Средняя
удельная
производи¬
тельность,
кг/(мг - ч)
Удельный
расход
теплоты,
ккал/кг
Кпд. %
Нагревательная камер¬
ная:
с рекуператором
без рекуператора
Нагревательная с вы¬
движным подом:
первый нагрев
каждый подогрев
Печи для наг
1250—1350
1250—1350
■рева металла
100—300
120— 250
800—1800
1000—2000
800—1600
350—700
18—20
15-18
12-18
Нагревательная толка¬
тельная
1250—1350
150—300
800-1600
'20—30
Нагревательная с враща¬
ющимся подом
1250—1350
150—300
800—1600
Нагревательная щелевая
Термическая камерная:
1250—1350
100—300
1000—2500
12—18
15—20
закалка и отжиг
850—950
80—120
550-850
отпуск
Термическая а выдвиж¬
ным подом:
600—650
60—90
300—600
15—20
закалка и отжиг
850—950
80—120
550—850
отпуск
Термическая проходная:
600-650
60—90
300—600
18—22
закалка и отжиг
850—950
100—150
400—700
отпуск
600—650
80-100
250—500
Печи
промышленности стройматериалов
Туннельная для обжига
шамота
1400
20—25
500—700
<40
Вращающаяся для об¬
жига клинкера
—
—
1200—1800
—
606

Коэффициент использования топлива (к. и. т.) показывает,
какую долю теплоты, полученной от сжигания газа, отдают про¬
дукты горения в рабочей камере печи (§ 6.8). Значения к. и. т.
определяют следующие основные факторы (табл. 9.4).
1.	Теплота сгорания газа. Чем выше QH, тем больше к. и. т.
2.	Температура подогрева воздуха, идущего на горение. Чем
она выше, тем больше к. и. т. Подогрев воздуха на 400° С дает
увеличение к. и. т. в 1,2—1,4 раза.
3.	Полнота сгорания газа. Химический недожог оказывает
сильное влияние на к. и. т., уменьшая его.
4.	Коэффициент расхода воздуха. Избыток воздуха уменьшает
к. и. т. Избыточный воздух попадает в печь либо через горелки,
либо через различные неплотности (рабочие окна, гляделки и пр.).
Поэтому для увеличения к. и.т. необходимо стремиться к сжиганию
газа с минимальным избытком воздуха и к уменьшению присосов
холодного воздуха.
5.	Температура продуктов горения, уходящих из печи. Умень¬
шение ее ведет к увеличению к. и. т.
Следовательно, значение к. и. т., полученное при наладке
печи (т. е. при оптимальных значениях всех влияющих на к. и. т.
факторов), свидетельствует о степени совершенства печи как
энергетического агрегата. В то же время значение к. и. т., получен¬
ное при эксплуатации печи, позволяет судить о качестве эксплу¬
атации. Снижение к. и. т. при эксплуатации по сравнению с
к. и.т. при наладке (при прочих равных условиях) свидетельствует
о неудовлетворительной эксплуатации агрегата (сжигание газа
е высоким а, наличие химического недожога, недостаточный по¬
догрев воздуха и пр.).
Таблица 9.4
Значения к. и. т. для природного газа
при QH = 8500 ккал/м3
Температура
продуктов
горения, °C
а
Температура подогрева воздуха /в, °C
0
200
400
800
0,8
0,52
0,58
0,63
1,0
0,67
0,74
0,81
1,2
0,62
0,70
0,78
1000
0,8
0,42
0,49
0,58
1,0
0,56
0,63
0,70
1,2
0,50
0,58
0,66
1200
0,8
0,32
0,38
0,43
i	1,0
0,47
0,54
0,61
1,2
0,37
0,45
0,53

ГЛАВА Ю
АВТОМАТИЗАЦИЯ
ГАЗОИСПОЛЬЗУЮЩИХ АГРЕГАТОВ
10.1.	Общие понятия
Управление объектом — воздействие на него с целью обеспечения требуемого
течения в нем процессов или изменения его состояния. Автоматизация — это
управление объектом без непосредственного участия человека. Автоматизация при
сжигании газового топлива обеспечивает экономичную и, главное, безопасную
работу агрегатов в соответствии с заданными режимами. Правильное использова.
ние автоматических устройств позволяет уменьшить расход газа и сократить
численность обслуживающего персонала. В зависимости от выполняемых функций
автоматические устройства осуществляют: 1) контроль и измерения, 2) сигнализа¬
цию, 3) защиту, 4) управление, 5) регулирование.
Автоматический контроль и измерения позволяют при помощи КИП (гл. 3)
непрерывно или дискретно (периодически) контролировать количественные и
качественные показатели технологического процесса (например, давление газа,
наличие факела, полноту сгорания топлива и т. п.), передавать данные на пульты
диспетчера или оператора и в случае необходимости регистрировать измеряемые
параметры.
Автоматическая сигнализация предназначена для передачи командных,
информационных и контрольных сигналов оператору или диспетчеру. Сигнализа¬
цию бывает трудно отделить от других видов автоматизации, те.м не менее она
имеет и самостоятельное применение в виде:
—	предупредительной (например, сигнализация момента пуска агрегата,
начала технологического процесса и т. п.);
—	исполнительной (контроль выполнения распоряжений обслуживающего
персонала, например загорание сигнальной лампы «Отсечка газа»);
—	аварийной (извещение обслуживающего персонала о нарушении производ¬
ственного процесса). Эта сигнализация на газоиспользующих агрегатах применя¬
ется чаш.е всего.
Автоматическая защита (автоматика безопасности) предотвращает возникнове¬
ние аварийных режимов работы (прекращает процесс горения при предаварнйном
нарушении заданных параметров путем отсечки подачи газа).
Автоматические защита, контроль и сигнализация обычно сопутствуют друг
другу: часто сначала дается сигнал о существенном отклонении контролируемого
параметра от заданного значения, а затем, когда отклонение превысит допустимый
уровень, срабатывает автоматика безопасности и выдается соответствующий си¬
гнал.
Автоматика безопасности должна обеспечивать прекращение подачи газа
при: а) недопустимом отклонении давления газа от заданного; б) погасании пла¬
мени у рабочих горелок или группы горелок, объединенных в блок; в) нарушении
тяги; г) прекращении подачи воздуха к дутьевым горелкам. На производственных
агрегатах (печах, сушилах и т. п.) автоматическое отключение газа при погасании
пламени у рабочих горелок (или группы горелок) может не предусматриваться,
если технология сжигания газа и условия эксплуатации (температура в топке,
число и размещение горелок, частота остановки и пуска агрегатов) обеспечивают
безопасность их работы. Отключение газа при уменьшении разрежения обяза¬
тельно только для агрегатов, оборудованных дымососами или инжекционными
горелками.
508

Особый вид автоматической защиты — автоблокировка, устройства которой
не допускают неправильных включений и выключений оборудования, предотвра¬
щая повреждения и аварии (например, запрещение йуска газа в основную горелку
при отсутствии факела запальной горелки).
Под автоматическим управлением понимают автоматический пуск и останов
различных двигателей и приводов, запуск в работу и останов отдельных узлов
оборудования и агрегатов в целом. Устройства автоматического управления делят
на полуавтоматические и автоматические. В первом случае автоматическое устрой¬
ство приводят в действие нажатием кнопки или поворотом рукоятки с пульта
управления (дистанционное управление) или непосредственно у агрегата (местное
управление). Во втором случае импульсы посылаются датчиками, контролирую¬
щими режим работы (например, автоматическое включение подпиточного насоса
котельной при убыли воды из системы отоплеййя).
Автоматическое регулирование предназначено для поддержания без участия
человека заданных режимов технологического процесса. В соответствии с этим
различают: а) систему автоматического поддержания заданного значения пара¬
метра (стабилизация), б) систему автоматического программного регулирования
(выполнение программы), в) следящую систему (слежение), г) систему оптималь¬
ного регулирования (оптимизация). В скобках указаны выполняемые системами
задачи управления.
Все виды автоматизации осуществляют с помощью систем управления.
Система управления — совокупность управляющего устройства и управляемого
объекта (рис. 10.1). Управляющее устройство должно иметь не менее 3 основных
элементов: измерительного (ИЗМ), управляющего (УПР) и исполнительного
(ИСП). Измерительный элемент (датчик) вырабатывает сигнал, характеризующий
эначение измеряемого параметра. Датчики преобразуют давление газа, воздуха,
воды и т. д. в электрический сигнал с соответствующими значениями тока и
напряжения.
Простейший управляющий элемент представляет собой устройство для
сравнения сигнала Ус, характеризующего действительное значение регулируемого
параметра, и сигнала Уо, характеризующего его заданное значение, и выработки
соответствующего сигнала управления s. Часто оказывается, что мощности сигнала
s недостаточно для эффективного воздействия на исполнительный элемент. Тогда
в цепь сигнала вводится усилительный элемент.
Исполнительный элемент воздействует на регулирующий орган Ро объекта
управления. На сам объект О могут воздействовать различного рода возмуще¬
ния М.
В системах автоматического регулирования управляющее устройство назы¬
вают регулятором, а выходную величину — регулируемой величиной. На управ¬
ляющее устройство поступает информация о 3 величинах: у, характеризующей
состояние объекта Уо, задающей цель управления (требуемое значение у), и
о возмущениях М, нарушающих режим работы объекта. Возможны, однако,
системы, в которых используется лишь часть перечисленной информации. В зави¬
симости от вида используемой информации различают разомкнутые и замкнутые
системы управления. В замкнутых системах на вход управляющего устройства
609

подаются задающее воздействие Уо и выходная величина объекта у. В этих систе-
мах имеется так называемая обратная связь между выходом объекта и входов
управляющего устройства, при наличии которой объект и управляющее устрой¬
ство образуют замкнутый контур — отсюда системы с обратной связью называют
замкнутыми или системами управления по отклонению.
Обратная связь, увеличивающая влияние входного сигнала на выходную
величину, называется положительной, а уменьшающая это влияние — отрица¬
тельной. Отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия
в системе, когда оно нарушается внешними возмущениями, а положительная уси¬
ливает отклонение от равновесия.
При выполнении задачи стабилизации система регулирования должна под¬
держивать регулируемую величину у вблизи некоторых неизменных заданных
значений Уо, несмотря на действие возмущений М (например, в паровом котле
стабилизируется уровень воды в барабане, несмотря на изменения давления и
расхода пара).
Задача выполнения программы возникает в случаях, когда заданные значения
регулируемых параметров Уо изменяются во времени заранее известным образом
(например, автоматическое регулирование температуры в промышленных печах,
где необходимо поддерживать определенные во времени режимы горения).
Если изменение заданных значений регулируемых параметров не известно
и они должны меняться в зависимости от значения других величин, возникает
задача слежения (например, регулирование подачи воздуха к дутьевым горелкам
в зависимости от соотношения топливо—воздух).
По виду используемой энергии элементы систем управления делят на: элект¬
рические, механические, гидравлические, пневматические, комбинированные.
Объем автоматики регулирования газоиспользующих агрегатов определяется
проектной организацией в каждом конкретном случае в зависимости от мощности,
технологии и режима работы.
По характеру используемых сигналов системы управления делят на непрерыв¬
ные и дискретные (релейные, импульсные и релейно-импульсные). Аналогично
различают и элементы систем управления. Непрерывная система состоит из эле¬
ментов, выходная величина которых изменяется плавно при плавном изменении
входной величины. Дискретная система — это система, содержащая хотя бы один
элемент дискретного действия, т. е. такой, выходная величина которого изменя¬
ется скачкообразно даже при плавном изменении входной величины.
Так же как и процесс измерения (гл. 3), процесс управления характеризуется
точностью.
В настоящее время основное направление в автоматизации котлоагрегатов —
создание комплексных систем, включающих автоматику безопасности и регулиро¬
вания (широко распространенные системы автоматизации приведены в табл. 10.1).
Наиболее перспективной является разработка автоматизированных котлоагрега¬
тов или'горелочных блоков.
При переоборудовании существующих теплоагрегатов для сжигания газа
возможно применение набора приборов и автоматических устройств, совместно
выполняющих функции автоматики безопасности, регулирования, управления и
сигнализации.
Основными параметрами, подлежащими регулированию в печах и других
производственных агрегатах, являются температура, разрежение или противо¬
давление в рабочей камере, соотношение топливо—воздух. В ряде случаев появля¬
ется необходимость регулировать состав среды в рабочей камере в соответствии
с требованиями технологии. Для автоматического регулирования температуры
в рабочей камере могут применяться программные системы регулирования или
системы стабилизации. Так, для термических печей наиболее часто применяют
программные системы регулирования, обеспечивающие изменения температуры
по заранее заданной программе, а нагревательные печи оснащают системами
автоматической стабилизации для поддержания постоянной температуры в про¬
цессе нагрева изделия.
Для обеспечения наиболее экономичного сжигания газа или создания необ¬
ходимой среды в рабочей камере агрегата регулируют расход воздуха в зависи¬
мости от расхода газа при стабилизированном значении разрежения или противо-
510

Таблица 10.1
Системы автоматизации котельных
Наименование
Изготовитель
Назначение
Автоматика пневмомеха¬
ническая ПМА *
НПО «Моспром-
строймеханиза-
ция», завод
«Староруспри-
бор»
Для котельных с водогрейными
котлами, оборудованными
газовыми горелками низкого
или среднего давления
Автоматика газифициро¬
ванных водогрейных
котлов АГК-2У *
ПО «Киевкоммун-
техника»
Для котельных с водогрейными
котлами, оборудованными га¬
зовыми горелками низкого
давления
Автоматика газифициро¬
ванных паровых кот¬
лов АГК-2П *
То же
Для котельных с паровыми
котлами с давлением пара
до 0,7 кгс/см2, оборудован¬
ными газовыми горелками
низкого давления
Система автоматизации
отопительных котель¬
ных АМ КО
НПО «Моспром-
строймеханиза-
ция», завод
«Староруспри-
бор»
Для котельных с секционными
водогрейными и паровыми
котлами, оборудованными га¬
зовыми горелками низкого
или среднего давления
Унифицированная си¬
стема автоматического
управления микрокот¬
лами типа АМК-У *
Завод «Теплопри-
бор», г. Улан-
Удэ
Для котельных с водогрей¬
ными и паровыми котлами
(например, типа Е1-9Г), обо¬
рудованными газовыми го¬
релками низкого давления
Система автоматики гази¬
фицированной отопи¬
тельной котельной
АГОК-66
Газоремонтный за¬
вод, г. Ленин¬
град
Для котельных с секционными
водогрейными котлами, обо¬
рудованными газовыми го¬
релками низкого давления
Электронно-гидравличе¬
ская система автомати¬
ческого регулирования
«Кристалл»
Московский завод
тепловой авто¬
матики
Для паровых котлов типа ДКВ,
ДКВР, ДЕ
Автоматика парового ав¬
томатизированного кот¬
ла КПА-500Г
Запорожский мо¬
торостроитель*
ный завод имени
50-летия Ок¬
тябрьской рево¬
люции
Для котла КПА-500Г
• Системы автоматизации ПМА, АГК-2У, АГК-2П, серийно выпускаемые промыш*
вевностью более ГО лет и подробно описанные в технической литературе, в главе не рас*
Сматриваются.
Sil

давления. Изменение расхода воздуха обычно осуществляют с помощью следящей
системы, поддерживающей заранее установленное соотношение топливо—воздух,
При необходимости система может быть построена таким образом, чтобы изме¬
нялся расход газа в зависимости от расхода воздуха.
10.2.	Система автоматики газифицированной
отопительной котельной АГОК-66
Назначение, характеристики. Система автоматики котельной
АГОК-66 предназначена для автоматического регулирования теп-
лопроизводительности и контроля безопасных условий работы
отопительных водогрейных котлов, оборудованных горелками
низкого давления. Система является электрической и представляет
собой комплекс приборов и устройств, в основном серийно выпу
скаемых. Она обеспечивает регулирование температуры воды
в отопительной системе в зависимости от температуры наружного
воздуха по отопительному графику. Напряжение питания сис¬
темы 220 В, 50 Гц.
Принципиальная схема автоматики АГОК-66 показана на
рис. 10.2. Система автоматики АГОК-66 включает: устройства
регулирования теплопроизводительности котельной в зависимости
от температуры наружного воздуха; приборы регулирования
процесса горения; устройства безопасности, обеспечивающие от¬
ключение подачи газа при аварийном изменении контролируемых
параметров; устройства для подпитки отопительной системы во¬
дой; аварийную и технологическую сигнализацию.
Комплект автоматики АГОК-66 состоит из общекотельного и
устанавливаемого на каждом котле оборудования. В общекотель¬
ное оборудование входят: щит автоматики, состоящий из обще¬
котельного блока 25 и блоков котлов 26, регулятор расхода газа 23
с комплектом датчиков температуры, регулятор разрежения 10',
сигнализатор циркуляции воды 6, сигнализатор аварийного сни¬
жения уровня воды в расширительном баке /, устройства автома¬
тической подпитки системы отопления водой (блок подпитки 4,
сигнализатор уровня 2, клапан электромагнитный 5). На каждом
котле устанавливают: электромагнитные вентили (рабочий 19
и контрольный 20), трехходовой электромагнитный клапан 18,
катушку зажигания 14, запально-контрольное устройство 12,
сигнализатор падения давления газа 16, сигнализатор падения
разрежения 9, сигнализатор перегрева воды 7, пропорционирую-
щий клапан воздуха 13 (1 или 2 в зависимости от поверхности
нагрева котла).
Автоматика регулирования. В состав системы АГОК-66 вхо¬
дят регуляторы, общие для всей котельной (регулятор расхода
газа 23 с датчиками, регулятор тяги 10, регулятор уровня воды
в расширительном баке), и регулятор воздуха 13 — для каждого
котла.
Теплопроизводительность котельной регулируется в соответ¬
ствии с отопительным графиком регулятором расхода газа РРГА.
512

H Чепель В. M.
513

Регулятор расхода 23 электриче-
ски связан с датчиком темпера¬
туры теплоносителя 3, установлен¬
ным на коллекторе прямой воды,
и датчиком температуры наруж¬
ного воздуха 24, установленным
снаружи котельной на ее север¬
ной стороне.
На рис. 10.3 показана кинема¬
тическая схема РРГА. В качестве
исполнительного механизма регу¬
лятора использован реверсивный
электродвигатель РД-09. Элек¬
тродвигатель через кулису 6 со
втулкой 3 и рычаг 4 связан с ре¬
гулирующим органом — поворот¬
ной заслонкой 1. С помощью установочной планки и винта 5
заслонке придается требуемое начальное положение. Электро¬
двигатель управляется измерительным устройством автоматики,
сигналы которого усиливаются электронным усилителем. Изме¬
рительное устройство находится в равновесии в том случае, если
произведение электрических сопротивлений датчиков температуры
наружного воздуха и горячей воды постоянно. Электрические со¬
противления датчиков (медных термометров сопротивления) за¬
висят от температуры среды, в которой они находятся. Постоянстве
произведений сопротивлений датчиков достигается только при
соответствии (по отопительному графику) температур горячей
воды и наружного воздуха.
Изменение температуры наружного воздуха приводит к на¬
рушению баланса измерительного устройства, в результате чегс
определенный электрический сигнал подается на электронный
усилитель и затем на электродвигатель. Если температура на
ружного воздуха повышается, то двигатель вращается в направ
лении, при котором заслонка прикрывается, вызывая уменьшение
расхода газа и соответствующее снижение температуры прямой
воды. Двигатель будет вращаться до тех пор, пока измерительное
устройство снова не придет в равновесие, т. е. пока температуре
горячей воды не будет соответствовать по отопительному график)
температуре наружного воздуха. Понижение температуры на
ружного воздуха приводит к открытию заслонки и повышения
температуры прямой воды.
На оси поворотной заслонки установлены 2 кулачка. Пре
достижении заслонкой положения, соответствующего минималь
ному расходу газа, один из кулачков нажимает на концевой вы
ключатель, в результате чего дальнейшее вращение заслонке
ограничивается и подается сигнал о необходимости выключение
одного из работающих котлов. При максимальном рткрытии за¬
слонки с помощью второго кулачка и концевого выключателя
5М

вращение заслонки также ограничивается и подается сигнал о
необходимости включения в работу дополнительного котла. Сиг¬
налы выводятся на сигнальные лампы «Вкл. котел» и «Откл.
котел» регулятора РРГА или могут быть переданы на диспетчерский
пункт.
Соотношение газа и воздуха, обеспечивающее полное сгорание
газа, автоматически устанавливается с помощью регуляторов воз¬
духа 13 (представляющих собой пропорционирующие клапаны)
й регулятора разрежения 10.
Контроль уровня воды в расширительном баже и автоматиче-
ркая подпитка системы осуществляются с помощью поплавковых
сигнализаторов уровня 1 и 2 типа РП-40. Вообще говоря, могут
быть использованы любые реле уровня, в частности, первоначально
в комплект автоматики АГОК-66 входил сигнализатор типа СУ-3,
затем была попытка использовать для контроля уровня электрод¬
ные датчики. При использовании в качестве сигнализаторов поп¬
лавковых реле РП-40 последние крепят на боковой стенке расши¬
рительного бака. Сигнализатор уровня 2, дающий сигнал на под¬
питку, устанавливается на 20—30 см ниже сливной трубы; место
установки сигнализатора 1, дающего сигнал на отсечку газа у
всех котлов при недопустимом снижении уровня воды, опреде¬
ляется исходя из конкретных условий.
Способ автоматической подпитки системы отопления выбира¬
ется в зависимости от давления в городском водопроводе. Если
оно ниже давления в системе, то подпитка производится включе¬
нием насоса, а если выше, то открытием специального электро¬
магнитного клапана подпитки 5. После восстановления уровня
воды в расширительном баке сигнализатор 2 размыкает контакт
и отключает устройства автоматической подпитки. Электрическая
схема управления подпиткой собрана в блоке 4. На крышке блока
расположены элементы управления и контроля: выключатель
питания, сигнальная лампа наличия питания, тумблер выбора
способа автоматической подпитки (положение «Авт-1»— при дав¬
лении в сети больше давления воды в системе отопления и питании
через клапан 5 типа СВМ, положение «Авт-2» — при давлении
воды в городском водопроводе меньше давления в системе отоп¬
ления и питании через подпиточный насос, положение «Ручн» —
при подпитке вручную обычным способом), сигнальная лампа,
загорающаяся в период подпитки, и счетчик числа подпиток.
Автоматика подпитки системы водой может работать автономно.
Автоматика безопасности состоит из котловой и общекотель¬
ной. Приборы автоматики безопасности, монтируемые на каждом
котле, подают сигналы на отсечку газа при: 1) снижении давле¬
ния газа перед горелками до 20—40 кгс/м2; 2) падении разреже¬
ния в топке до 0,5—0,6 кгс/м2; 3) погасании пламени горелок;
4) перегреве воды в котле до 96—98° С.
Подача газа к горелке 11 отсекается электромагнитными вен¬
тилями типа ВИД-80. На газопроводе каждого котла предусмот-
W5
17;

рена установка контрольного 20 и рабочего 19 вентилей. Ава¬
рийное изменение любого из контролируемых параметров на дан¬
ном котле приводит к тому, что электромагниты обоих вентилей
и трехходового клапана 18 обесточиваются, при этом вентили
одновременно закрываются, а клапан через трубопровод безопас-
ности’/7 соединяет участок газопровода между ними с атмосферой.
Подача газа к горелкам других котлов в этом случае не прекра¬
щается.
Общекотельные приборы контролируют циркуляцию воды
в системе отопления и уровень ее в расширительном баке, т. е.
параметры, влияющие на работу котельной в целом. При ава¬
рийном их изменении общекотельные приборы подают сигналы на
отсечку газа вентилям ВНД-80 всех котлов.
Наличие циркуляции воды контролируется электроконтакт¬
ным манометром 6 типа ЭКМ, установленным -на коллекторе об¬
ратной воды после циркуляционных насосов. Если насосы рабо¬
тают нормально, то электрический контакт манометра замкнут.
При выходе из строя циркуляционного насоса давление воды
в системе падает и стрелка манометра разрывает контакт, что
в конечном счете приводит к отсечке подачи газа ко всем котлам.
Нижний предел давления газа перед горелками контролируется
сигнализатором падения давления. Импульс давления подается
от газопровода непосредственно перед горелкой. Значение кон¬
тролируемого давления, на которое настраивается прибор, За¬
висит от типа газогорелочных устройств и колеблется в пределах
20—40 кгс/м2. Падение его ниже допустимого вызывает размыка¬
ние контактов прибора, что приводит к отключению подачи газа
к котлу.
Минимальное разрежение в топке котла контролируется сигна¬
лизатором падения разрежения СТ-9. Уменьшение разрежения
в топке котла приводит к тому, что мембрана сигнализатора
смещается и при достижении предельно допустимого значения
0,5—0,6 кгс/м2 электрический контакт размыкается. Это фикси¬
руется схемой автоматики безопасности и приводит к отключению
подачи газа к котлу. Для наблюдения за разрежением в топке котла
служит тягомер 8.
Для контроля наличия пламени и для розжига котла служат
запально-контрольное устройство ЗКУ 12 и блок контроля пла¬
мени. ЗКУ представляет собой газовую инжекционную горелку
низкого давления, скомпонованную с электродами контроля и
зажигания. Для розжига одновременно с подачей газа кратко¬
временно подается ток высокого напряжения (16—20 кВ) от ка¬
тушки зажигания 14 на электрод зажигания, установленный с за¬
зором 1,5—3 мм от огневого насадка ЗКУ; возникающая искра
поджигает газовоздушную смесь. Контроль наличия пламени осу¬
ществляется специальным электродом, выступающим за пределы
тубуса, в котором помещено ЗКУ, примерно на 50 мм. Электрод
контроля наличия пламени является датчиком блока контроля
616

пламени, принцип работы которого основан на детектирующих
свойствах пламени (способности пламени пропускать ток только
в одном направлении). Погасание пламени приводит к отключению
подачи газа к котлу. Необходимо отметить, что контролируется
наличие факела не основной, а запальной горелки, которая поэ¬
тому остается включенной на все время работы котла.
Максимальная температура горячей воды на выходе из котла
контролируется электроконтактным манометрическим термомет¬
ром 7. Чувствительный элемент его — термобаллон — врезается
в выходной патрубок котла. При допустимой температуре горячей
воды контакт термометра замкнут. Настраивается прибор таким
образом, что при повышении температуры воды до 96—98° С
стрелка прибора размыкает контакт. Это также фиксируется схе¬
мой автоматики безопасности и приводит к отключению подачи
газа к котлу.
Электрическая схема автоматики безопасности представляет
собой релейную схему управления, в которой использованы элек¬
трорадиоэлементы, серийно выпускаемые промышленностью. Схе¬
ма скомпонована в отдельных съемных блоках, электрически
соединяющихся между собой и с сигнализаторами при помощи
разъемов. Конструкция блоков позволяет оборудовать авто¬
матикой котельные с количеством котлов от 1 до 8.
3 котловых блока автоматики и 1 блок общекотельный состав¬
ляют основной корпус щита автоматики. На остальные котлы
блоки добавляют к щиту в виде отдельных секций. Общекотель¬
ный блок управления и безопасности располагают в верхней ча¬
сти щита. При наличии в котельной более 8 котлов в комплект
автоматики включается дополнительно еще 1 общекотельный блок
автоматики.
На лицевых панелях блоков размещены устройства управления
и сигнальные лампы. С правой стороны общекотельного блока
автоматики 25 находятся рукоятка включения электропитания
и над ней сигнальная лампа контроля наличия питания. С левой
стороны блока установлен переключатель очередности пуска
котлов, который при установке на 1 из 8 положений по номерам
котлов шунтирует (соединяет накоротко) сигнализатор падения
давления газа 16 в схеме автоматики безопасности соответствую¬
щего котла (так как, пока закрыты вентили 19 и 20, давление газа
на сигнализаторе падения давления 16 равно нулю и разомкнутое
состояние его контактов соответствует аварийному состоянию) и,
таким образом, позволяет осуществить розжиг котла. Над пере¬
ключателем находится лампа «Шунт», сигнализирующая зашун-
тированпое состояние прибора 16 выбранного к запуску котла.
В центре передней панели блока имеются сигнальные лампы
«Уровень» и «Циркуляция», фиксирующие причины отключений
всей котельной по общекотельным параметрам.
Крайними справа на лицевой панели блока автоматики котла
26 установлены выключатель электропитания блока и соответст*
517

вующая сигнальная лампа. Второй тумблер предназначен для
включения пусковой схемы котла (положение «Пуск») и пере¬
ключения на диспетчерскую (положение «Диспетч.»).
Левый тумблер служит для отключения катушки зажигания
в момент запуска котла для устранения влияния искры на блок
контроля пламени, который от искры может ложно сработать.
3 сигнальные лампы, установленные на блоке, фиксируют при¬
чины аварийного отключения котла по параметрам (слева направо)
«Пламя», «Тяга» и «Давление».
Таким образом, при отключении одного или всех работающих
котлов на блоках автоматики включаются соответствующие сиг¬
нальные лампы, а на диспетчерский пункт подается аварийный
сигнал.
Пуск и останов котла. Пуск котла может быть произведен со
щита автоматики или вручную. Для розжига котла при отклю¬
ченных приборах автоматики служит ручной запальник 21.
Перед пуском (любым способом) подводящий газопровод следует
продуть через трубопровод 22.
Ниже рассматривается последовательность операций при пуске
котла на автоматике. Проверяют закрытое положение кранов
и задвижек на линиях ручной работы и открывают ручные краны
на импульсных линиях автоматики. Проверяют состояние кон¬
тролируемых параметров с помощью показывающих приборов,
при необходимости регулируют разрежение в топке с помощью
шибера. Открывают задвижки на входе и выходе воды из котла
и шиберные заслонки регулятора воздуха. При пуске первого
котла открывают задвижку на байпасной линии регулятора
РРГА. Открывают контрольную ручную задвижку у рабочей
горелки котла и ручной кран 15 перед ЗКУ. После этого вы¬
ключателем на общекотельном блоке подают питание на щит
автоматики (выключатель ставится в положение «Вкл.»). Пере¬
ключатель очередности пуска котлов устанавливают в соответ¬
ствующее номеру выбранного котла положение и на блок этого
котла подают питание установкой тумблера на блоке автоматики
котла в положение «Вкл». Тумблер на блоке котла переводят в по¬
ложение «Пуск», чем подается через реле схемы автоматики пи¬
тание на катушку зажигания 14, контрольный вентиль 20 и трех¬
ходовой вентиль 18 и обеспечивается подача газа к ЗКУ и его
воспламенение от искры.
Затем выключают катушку зажигания установкой левого
тумблера блока автоматики котла в положение «Выкл. К3>:
и отпускают рукоятку тумблера пуска. Отпускание тумблера пуска
приводит через промежуточные реле схемы автоматики к откры¬
тию рабочего вентиля 19, и газ проходит к рабочей горелке. В го¬
релку газ подается постепенным открытием ручной рабочей зад¬
вижки. Нарушение любого из контролируемых параметров, обесто¬
чивая, заставляет закрыться вентили 19 и 20 и перекрыть газ
и запальной горелке вентилем 18, что приводит к необходимости
618

начать пуск сначала. Если нарушения параметров не происходит,
тумблер пуска на блоке котла переводят в положение «Диспетч.»,
а переключатель очередности пуска котлов устанавливают либо
в положение пуска следующего котла, либо, если пущено доста¬
точное количество котлов, в положение «Диспетч.».
Для отключения котла рукоятку выключателя питания на
блоке автоматики котла ставят в нейтральное положение и за¬
крывают задвижки котла.
10.3.	Система автоматизации
отопительных котельных типа АМКО
Назначение, характеристики. Система предназначена для авто¬
матического регулирования основных теплотехнических про¬
цессов как всей котельной, так и отдельных котлов и предусма¬
тривает защиту, сигнализацию, пуск и останов котлов; применя¬
ется для автоматизации котельных, которые оборудованы отопи¬
тельными водогрейными и паровыми котлами, работающими на
газе среднего и низкого давления, с теплопроизводительностью
до 1 Гкал/ч. Номинальное напряжение питания переменным током
частотой 50 Гц — 220±$з В, потребляемая мощность не более
500 В А.
Система АМКО может комплектоваться приборами общеко¬
тельными (модификации AMKO-OK-I для котельных с водогрей¬
ными и АМКО-ОК-П для котельных с паровыми котлами) и
котловыми (модификации AMKO-K-I — для водогрейных котлов,
работающих на газе низкого, и АМКО-К-П — среднего давления,
и соответственно AMKO-K-IV и AMKO-K-V для паровых котлов).
Котловые приборы и устройства системы электрически объеди¬
нены блоком управления, розжига и сигнализации БУРС-1,
обеспечивающим управление работой котлов, световую сигнали¬
зацию при аварийных ситуациях, запоминание первопричины
аварии, передачу сигнала об аварии на диспетчерский пульт.
Система АМКО предусматривает полуавтоматический пуск
и останов котлоагрегата, позиционное регулирование теплопро-
изводительности котла, поддержание заданного давления пара
и уровня воды в котле, регулирование подачи воздуха и тяги
в соответствии с подачей газа, защиту котлоагрегата при следу¬
ющих аварийных режимах:
а)	повышение температуры воды за котлом (водогрейным) или
давления пара в паросборнике (паровом котле) выше допустимых
значений;
б)	падение разрежения в топке;
в)	повышение или понижение давления воды за котлом (водо¬
грейным) или уровня воды в паросборнике (паровом котле) сверх
допустимых установленных значений;
г)	погасание пламени горелочного устройства;
519

д)	исчезновение напряжения в цепях автоматики;
е)	падение давления’воздуха перед горелками (при наличии
дутьевого вентилятора).
Принципиальная схема системы АМКО приведена на
рис. 10.4, а применительно к котельной с паровыми котлами, а па
рис. 10.4, б показаны некоторые особенности для котельной с водо¬
грейными котлами.
Приборы и устройства системы АМКО общекотельные. В со¬
став общекотельных приборов, осуществляющих поддержание в за¬
данных пределах основного параметра (соотношения температуры
горячей воды на выходе из котельной и температуры наружного
воздуха по отопительному графику; температуры горячей воды при
работе котельной на горячее водоснабжение; давления в общей
паровой магистрали при параллельной работе паровых котлов),
входят позиционный регулирующий прибор 1 типа ПРП и первич¬
ные приборы-датчики, которыми в зависимости от назначения слу¬
жат термометры сопротивления 24, 25 типа ТСМ либо манометр
электрический дистанционный 6 типа МЭД.
В приборе ПРП, а точнее в его транзисторном усилителе 2, про¬
исходит алгебраическое суммирование сигналов от первичных
приборов, сравнение суммированного сигнала с сигналом задат¬
чика, усиление результирующего сигнала до значения, необходи¬
мого для пуска электродвигателя 3, на валу которого жестко за¬
креплены кулачки 4. Поворачиваясь вокруг своей оси, кулачок
воздействует поочередно на 6 микропереключателей 5 и на диф-
трансформаторный датчик обратной связи. Принцип регулирова¬
ния, принятый в системе, позиционный.
Порядок регулирования в котельной при снижении нагрузки
следующий (при управлении 3 котлами):
а)	отключается 60% топлива на первом котле;
б)	отключается 60% топлива на втором котле;
в)	отключается 100% топлива на первом котле;
г)	отключается 60% топлива на третьем котле;
д)	отключается 100% топлива на втором котле;-
е)	отключается 100% топлива на третьем котле.
При наличии четвертого котла он работает в базовом режиме
без общекотельного регулятора.
При наличии в котельной более 4 котлов порядок регулирова¬
ния принимается в зависимости от назначения котельной, требуе¬
мой точности и глубины регулирования.
Для обеспечения закона регулирования один микропереклю¬
чатель включают в цепь управления соленоидным клапаном боль¬
шого горения 22 (СКБГ), а другой — в цепь останова котла
в схеме: автоматики безопасности, собранной в блоке
БУРС-1: (14).
При увеличении нагрузки котельной любой котел автомати¬
чески включается на полную мощность, если перед этим он рабо¬
тал на сниженной нагрузке.
520

621

В случае отсутствия в ко¬
тельной прибора ПРП пара¬
метры можно регулировать при
помощи включения в цепь
СКБГ терморегулирующего ус¬
тройства типа ТУДЭ-11,
ТПГ-СК (водогрейные котлы)
или реле давления РД-12,
ЭКМ-1У (паровые котлы), кото¬
рые не входят в комплект ав¬
томатики АМКО.
На ось электродвигателя 3
прибора ПРП помимо кулачков
посажен двухцветный диск, состоящий из одинаковых секторов
(красного и белого). Двухцветный диск, для наблюдения за дви¬
жением которого на передней панели прибора ПРП (рис. 10.5)
имеется полукруглый
вырез, дает возможность оценить
режим работы любого подключенного к регулятору котло¬
агрегата.
Автоматика безопасности котла. Система АМКО предусматри¬
вает защиту каждого котлоагрегата при аварийном изменении
параметров, указанных в табл. 10.2. Кроме того, благодаря после¬
довательному включению датчиков аварийного режима (защиты)
имеется возможность включать любое число дополнительных
датчиков с контактным выходом.
При возникновении аварийной ситуации по любому из пере¬
численных выше параметров (кроме погасания пламени) размы¬
кается контакт соответствующего датчика, срабатывает схема
защиты, обесточиваются соленоидные клапаны 22 и 21 большого
и малого горения (СКБГ и СКМГ), и подача газа к горелкам пре¬
кращается. Повторного автоматического запуска котла при исчез¬
новении аварийной ситуации не происходит. Повторный пуск после
выяснения и устранения причины аварии производит обслужива¬
ющий персонал.
При погасании пламени также отключаются СКБГ и СКМГ, но
схема включит катушку зажигания 18, тепловое реле времени и
соленоидный клапан 20 запальника (СКЗ). Автоматически произ¬
водится попытка в течение 8—15 с (время выдержки реле) разжечь
котел. Если за это время факел не восстанавливается, то клапан
СКЗ также отключается.
На лицевой панели блока 14 типа БУРС-1 установлены кроме
элементов управления (выключателя пакетного ПВЗ-10, кнопок
«Пуск» и «Стоп») и предохранителя 8 лампочек, под которыми на¬
несены надписи, характеризующие аварийное состояние, а также
лампочки «Сеть», «Нормальная работа» и «Авария».
При возникновении аварийной ситуации по какому-либо пара¬
метру происходит включение соответствующей сигнальной лам¬
почки и запоминание первопричины аварии, а после отключения
.622

Таблица 10.3
Автоматика безопасности системы АМКО
Параметр
Датчик
Позиция
по рис.
10.4
	i	4
Примечание
Повышение темпера-
2 термометра ТПГ-СК
26
AMKO-K-I
туры воды за кот¬
лом
или ТУДЭ-11
АМКО-К-П
Повышение давления
2 электроконтактных
9
АМКО-К-IV
пара
манометра ЭКМ-1У
или реле давления
РД-12
AMKO-K-V
Понижение давления
воздуха
Датчик-реле напора и
тяги ДНТ-100
13
Понижение разреже¬
ния
То же
19
Погасание пламени
Контрольный электрод
КЭО
15
Повышение уровня
Уровнемерная колонка
7, 8
АМ КО-К-IV
воды в паросбор¬
нике и упуск воды
УК-4 и электроды
на уровнях ВАУ и
НАУ
АМКО-К-V
Повышение и пони-
Электроконтактный ма-
27
AMKO-K-I
жение давления
прямой воды
нометр ЭКМ-1У
АМКО-К-П
Отключение котла
главным регулято¬
ром
Прибор ПРП
1
подачи газа к горелкам включаются лампочки «Факела нет» и
«Авария».
Котловая автоматика регулирования. Регулирование питания
паровых котлов сводится к поддержанию уровня воды в паросбор¬
нике в заданных пределах. Автоматическое регулирование уровня
воды осуществляется с помощью двухпозпционного регулятора.
Чувствительными элементами регулятора являются 2 электрода
ВРУ и НРУ, жестко закрепленные в уровнемерной колонке 7.
Электроды электрически изолированы от корпуса колонки. Уро¬
вень воды в колонке соответствует уровню воды в котле. Один из
электродов установлен на нижнем регулируемом уровне — НРУ,
другой на верхнем — ВРУ. В зависимости от схемы привода пи¬
тательного насоса и его типа роль исполнительных механизмов
выполняют различные элементы.
При наличии питательного насоса мембранного типа функции
исполнительного органа регулятора выполняет электромагнит¬
ный исполнительный механизм 10 типа ЭИМ, управляющий кла¬
паном перепуска масла в системе гидравлического привода насоса.
523

Открытие клапана перепуска приводит к прекращению работы на¬
соса без отключения его от вала работающего двигателя. Если
питательный насос любого типа приводится в движение индиви¬
дуальным электродвигателем, то функции исполнительного ор¬
гана регулятора выполняет магнитный пускатель, управляющий
работой электродвигателя питательного насоса. Обесточивание
катушки магнитного пускателя вызывает остановку питательного
насоса. Пока уровень воды ниже ВРУ, насос работает с номиналь¬
ной производительностью, по достижении ВРУ подача воды отклю¬
чается до тех пор, пока уровень не опустится ниже электрода
НРУ, когда насос вновь включается на номинальную производи¬
тельность. Затем цикл вновь повторяется. Таким образом осущест¬
вляют двухпозиционное регулирование уров-ня воды.
Пропорционирование подачи воздуха и газа, т. е. поддержание
соотношения топливо—воздух, а также регулирование разреже¬
ния осуществляют путем электрической блокировки управления
соленоидным клапаном «большого горения» СКБГ и электромаг¬
нитными исполнительными механизмами 11, 12, 23 типа ЭИМ,
открывающими воздушные заслонки вентилятора и дымососа.
Электромагнитный исполнительный механизм 11 (ЭИМ-МГ) ра¬
ботает совместно с соленоидным клапаном СКМГ, а совместно
с соленоидным клапаном СКБГ работают электромагнитные испол¬
нительные механизмы 23, 12 (ЭИМ-БГ), и таким образом дости¬
гается соответствующее максимальному расходу топлива макси¬
мальное открытие заслонок вентилятора и дымососа.
У некоторых котлов при отсутствии дымососа для поддержания
постоянного разрежения в топке предусмотрена саморегулирую¬
щая заслонка, установленная на линии подсоса воздуха в дымоход.
В этом случае, а также в случае отсутствия вентилятора соответ¬
ствующие электромагнитные исполнительные механизмы не уста¬
навливают.
Пуск и останов котла. При включении пакетного выключателя
на блоке БУРС-1 подается напряжение на магнитные пускатели
вентилятора, питательного насоса и дымососа, к цепям автома¬
тики. Загорается лампочка «Сеть», открываются воздушные за¬
слонки 11, 12 малого и большого горения ЭИМ-МГ и ЭИМ-БГ,
происходит вентиляция топки. Затем необходимо подать воду
к питательному насосу, открыть трубопровод безопасности, подать
газ к газовым клапанам СКБГ и СКМГ. Через некоторое время
(2—5 мин), требующееся для вентиляции топки, нажать кнопку
«Пуск» на блоке БУРС-1. К этому времени все контролируемые
параметры автоматики безопасности должны быть в нормальных
пределах. Закрываются воздушные заслонки ЭИМ-МГ и ЭИМ-БГ,
открывается соленоидный клапан 20 типа КГ-10 и подается напря¬
жение на катушку зажигания 18 типа Б-1 и далее к электроза¬
пальнику газовому 17 типа ЭЗ.
Если розжиг запального устройства окажется неудачным, то
в течение 8—15 с (выдержка теплового реле времени) будут от-
524

ключены схема зажигания и соленоидный клапан запальника 20 и
загорится лампочка «Авария». Одновременно начнется вентиля¬
ция топки благодаря открытию воздушных заслонок. После выяс¬
нения и устранения причин неудачного розжига необходимо осу¬
ществить повторный пуск. При удачном розжиге запального уст¬
ройства отключается схема зажигания, открывается воздушная
заслонка малого горения ЭИМ-МГ, открывается соленоидный кла¬
пан малого горения СК.МГ и зажигается основная горелка 16.
Совместная работа соленоидного клапана запальника СКЗ и
клапана СКМГ обеспечивается в течение 30—100 с выдержкой
времени второго теплового реле, после чего СКЗ отключается,
открывается воздушная заслонка большого горения ЭПМ-БГ и
загорается лампочка «Нормальная работа». Необходимо закрыть
трубопровод безопасности. По истечении времени, необходимого
для прогрева секций котла, но не менее времени выдержки второго
теплового реле (30—100 с) тумблер на блоке БУРС-1 надо перевести
в положение «Нормальная работа», что обеспечивает включение
соленоидного клапана большого горения СКБГ и ставит его ра¬
боту в режим зависимости от общекотельного регулятора, питание
к которому должно подаваться одновременно с подачей питания
на блок БУРС-1.
По достижении давления пара в котле 3 кгс/см2 следует от¬
крыть полностью паровую задвижку (для парового котла). По до¬
стижении давления воды в котле, близкого к давлению, заданному
настройкой датчика, открыть вентиль на трубопроводе прямой
горячей воды (для водогрейного котла).
Для нормального останова котла необходимо перекрыть подачу
газа к соленоидным клапанам и нажать на кнопку «Стоп». Отклю¬
чаются соленоидные клапаны, гаснет лампочка «Нормальная ра¬
бота», гаснет пламя в топке котла и загорается лампочка «Факела
пет». Необходимо открыть трубопровод безопасности и через
2—5 мин, требующиеся для вентиляции топки, отключить питание
блока БУРС-1 пакетным выключателем на лицевой панели блока.
Отключаются электродвигатели вентилятора, дымососа, питатель¬
ного насоса, гаснут лампочки «Факела нет» и «Сеть».
10.4.	Унифицированная система автоматического
управления микрокотлами типа АМК-У
Назначение, характеристики. Система АМК-У предназначена
для комплексной автоматизации паровых и водогрейных микро¬
котлов производительностью от 0,2 до 1,6 т/ч, работающих на газе
низкого давления. Выпускаются 4 модификации со следующими
областями применения:
— АМК-У-ЬГ — паровые микрокотлы с естественной цирку¬
ляцией производительностью 0,7—1,0 т/ч (например, котел типа
Е-1-9-Г);
625

526

—	АМК-У-П-Г— то же, производительностью 0,2—0,4 т/ч
(например, котлы типа Е-0,4-9-Г);
—	АМК-У-Ш-Г — то же, производительностью 1,6 т/ч (на¬
пример, котлы типа Е-1.6-9-Г);
—	АМК-У-В-Г — водогрейные микрокотлы, использующие
в качестве промежуточного теплоносителя воду;
Система представляет собой комплекс приборов и устройств,
различное сочетание которых обеспечивает указанные выше моди¬
фикации систем. Электрические приборы и устройства объединены
блоком управления типа БУ-М-У, питание которого осущест¬
вляется напряжением 220±кВ переменного тока частотой 50 ±
•4- 1 Гц.
Системы АМК-У обеспечивают двухпозиционное регулирование
основных технологических параметров котлоагрегата (давления
пара, уровня воды в котле, температуры горячей воды на выходе,
подачи воздуха в соответствии с подачей газа), автоматику безо¬
пасности (подача газа к котлу прекращается при аварийном повы¬
шении давления пара или температуры горячей воды, понижении
давления воздуха, падении разрежения, изменении давления
газа, погасании пламени горелки, отсутствии электроэнергии),
световую сигнализацию о нормальной работе котлоагрегата (го¬
рят лампы «Напряжение» и «Нормальная работа»), аварийную
световую и звуковую сигнализацию, полуавтоматический пуск и
останов котлоагрегата.
Принципиальная схема системы АМК-У применительно к па¬
ровому котлу показана на рис. 10.6. Учитывая, что для водогрей¬
ного котла защита при аварийном превышении температуры пря¬
мой воды и регулирование температуры прямой воды осущест¬
вляются по косвенному параметру — давлению пара в замкнутом
паровом пространстве, схема аналогична и для системы АМК-У-В-Г
с тем только отличием, что в связи с отсутствием на водогрейных
котлах регулирования подачи воздуха не устанавливается испол¬
нительный механизм 11.
Автоматика безопасности. Параметры, при аварийном значе¬
нии которых происходит отключение подачи газа, а также приборы
и устройства, с помощью которых производится это отключение,
указаны в табл. 10.3.
При аварийном значении параметров разрываются контакты
датчиков, срабатывает схема защиты, собранная в блоке управле¬
ния 14 типа БУ-М-У, обесточиваются электромагниты 36 и Зв кла¬
панов большого и малого горения в блоке питания БПГ, закры¬
ваются клапаны 1 и 2, прекращая подачу газа к котлу,
гаснет лампа «Нормальная работа», включается сигнальная
сирена.
Повторный запуск котла после устранения причины срабаты¬
вания автоматики безопасности возможен только нажатием на
кнопку «Пуск».
627

Таблица 10.3
Автоматика безопасности системы АМК-У
Параметр
Датчик
Позиция
по рис.
10.6
Результаты
срабатывания датчика
Повышение да¬
вления пара
Сильфонный датчик-
реле давления
ДД-10-20К
9
Отсечка подачи газа. Си¬
рена. Погасание лам¬
пы «Нормальная ра¬
бота»
Понижение
разрежения
(только для
системы
АМК-У-1-Г)
Мембранный датчик-
реле напора и тяги
ДНТ-100
5
То же
Повышение да¬
вления газа
Мембранный датчик-
реле напора
ДН-250Д0К с преде¬
лом настройки 180—
220 кгс/м2
21
»
Понижение да¬
вления газа
То же, с пределом на¬
стройки 80—
120 кгс/м2
20
»
Понижение да¬
вления воз-
То же
13
»
духа
Повышение да¬
вления пара
в замкнутом
паровом про¬
странстве
(для системы
АМК-У-В-Г)
Сильфонный датчик-
реле давления РД-12
(на рис. 10.6 не по¬
казан)
»
Погасание пла¬
мени горелки
Электрод контрольный
15
Понижение
уровня воды
Датчик уровня с элек¬
тродом, установлен¬
ным на АНУ — ниж¬
нем аварийном уров¬
не
7
То же. Отключение пи¬
тательного насоса 8.
Загорание лампы «Во¬
ды нет»
Превышение
уровня воды
Датчик уровня с элек¬
тродом, установлен¬
ным на АВУ — верх¬
нем аварийном уров¬
не
7
Сирена
Схема контроля наличия пламени, собранная в блоке БУ-М-У,
использует детектирующее свойство пламени между корпусом
горелки и контрольным электродом 15. При погасании пламени
отключаются электромагнитные клапаны блока БПГ большого и
малого горения 36 и Зв, закрываются клапаны 1 и 2, гаснет лампа
«Нормальная работа», но клапан За запальника остается в работе
и газ поступает в запальник. Если в течение 25—40 с пламя не
восстановится, реле времени через промежуточное реле обесточит
электромагнитный клапан За, подача топлива через запальник
528

прекратится и котел погаснет. Для пуска котла надо взвести (на¬
жать на кнопку возврата) тепловое реле времени под крышкой
блока БУ-М-У. При коротком замыкании контрольного эле¬
ктрода 15 на корпус горелки подача газа к котлу прекращается.
Автоматика регулирования. Поддержание давления пара в за¬
данных пределах и регулирование подачи воздуха осуществляются
схемой двухпозиционного регулятора, собранного в блоке
БУ-М-У. Датчиком является сильфонный датчик-реле давления 9
типа ДД-10-20К-
При нормальной работе котлоагрегата, если давление пара
меньше заданного настройкой датчика 9, газ поступает через 2 кла¬
пана: большого горения 1 (К-70 для котлов производительностью
более 1,0 т/ч либо К-40 для котлов производительностью 0,2—
0,4 т/ч) и малого горения 2 (К-40 либо К-20 соответственно).
Когда давление пара достигает значения, заданного настройкой
датчика, контакты датчика размыкаются, в результате чего кла¬
пан большого горения закрывается и расход газа падает до 40%.
Одновременно пропорционально сокращается расход воздуха. Осу¬
ществляется это благодаря’электрической блокировке управления
электромагнитным клапаном блока БПГ большого горения и элек¬
трическим исполнительным механизмом 11, который воздействует
на заслонку вентилятора 10. Положения максимального и мини¬
мального открытия заслонки устанавливаются с помощью регули¬
ровочных винтов, имеющихся в приводе заслонки. При падении
давления пара до заданного нижнего значения клапан большою
горения вновь открывается, а электрический исполнительный ме¬
ханизм возвращает заслонку вентилятора в положение макси»
мального открытия. Таким образом, котлоагрегат работает в диа¬
пазоне нагрузок 40—100%, при этом клапан «малого» горенья
постоянно открыт.
Уровень воды в котле регулируется также по схеме двухпо¬
зиционного регулятора. Датчиками являются датчики уровня 7
типа ДУ, жестко установленные в уровнемерной колонке 6.
один — на НРУ, другой — на ВРУ. По достижении водой ВРУ
происходит отключение двигателя питательного насоса 8, при 6i у-
скании воды до НРУ двигатель питательного насоса вновь вклю¬
чается. Конструкция ДУ описана в § 10.3.
Включение и выключение системы, Для включения системы
АМК-У необходимо открыть крышку блока БУ-М-У и нажать
кнопку теплового реле времени («взвести» реле времени), подать
напряжение питания на блок БУ-М-У и на вспомогательное обо¬
рудование рубильником 12. Подать воду к питательному насосу,
открыть трубопровод безопасности, подать газ к клапанам; затем
производятся операции полуавтоматического пуска (см. ниже).
После загорания лампы «Нормальная работа» следует закрыть тру¬
бопровод безопасности. По достижении давления пара в котле
7—8 кгс/см3 необходимо открыть полностью паровую за¬
движку.
529

Для выключения системы следует перекрыть газовую маги¬
страль, нажать на кнопку «Стоп», открыть трубопровод безопас¬
ности, через время (2—5 мин), необходимое для вентиляции топки,
вновь нажать на кнопку «Стоп» и выключить напряжение питания
блока БУ-М-У и электродвигателей рубильником 12.
Полуавтоматический розжиг котла. Осуществляется нажатием
кнопки «Пуск» на блоке управления 14. На цепи автоматики по¬
дается напряжение, включаются в работу электродвигатели венти¬
лятора 10, дымососа 4 и питательного насоса 8, загорается лампа
«Напряжение». При этом производится вентиляция топки и авто¬
матический контроль нормальных значений основных параметров.
Через некоторое время, необходимое для вентиляции топки, по¬
вторно нажимают кнопку «Пуск», в результате чего включаются
катушка зажигания 19 и электромагнитный клапан запальника За
блока БПГ. Газ поступает к запальной горелке 16 и поджигается
искрой, возникающей между горелкой и электродом зажигания 18.
После появления в топке пламени запальника, фиксируемого
контрольным электродом 15, включаются электромагнитные кла¬
паны блока БПГ большого горения Зв и малого горения 36, газ из
надмембранных полостей клапанов 1 и 2 стравливается на запаль¬
ник и оба клапана под действием давления газа под мембраной
открываются. Одновременно включается электромагнитный ис¬
полнительный механизм, полностью открывающий заслонку вен¬
тилятора. Успешное завершение пуска сопровождается загоранием
лампы «Нормальная работа». Таким образом, при нормальной ра¬
боте котла на блоке управления горят лампы «Напряжение» и
«Нормальная работа». При неудачном запуске котла и отсутствии
воспламенения газа в течение 25—40 с (в зависимости от настройки
теплового реле времени) после вторичного нажатия на пусковую
кнопку подача газа к запальнику прекращается. При повторной
попытке пуска нужно нажать на кнопку возврата (взвести) реле
времени, установленного под крышкой блока БУ-М-У.
10.5.	Система автоматического регулирования
„Кристалл44
Назначение, принцип действия. Система предназначена для
автоматизации теплотехнических процессов в промышленных,
отопительных и энергетических котельных малой и средней мощ¬
ности, преимущественно с котлами ДКВР.
Система «Кристалл» является электронно-гидравлической си¬
стемой и представляет собой сочетание комплексов приборов и
устройств, с помощью которых могут быть осуществлены регуля¬
торы различной структуры (с постоянной скоростью исполнитель¬
ного механизма, с жесткой и гибкой обратной связью). Каждый
комплекс состоит из первичных приборов (датчиков), управляю¬
щих устройств (в которых собраны усилители и преобразователи)
и исполнительных механизмов.
530

Структурная схема одного ком¬
плекса приборов и устройств, пред¬
ставляющего собой систему регулиро¬
вания, приведена на рис. 10.7.
Первичные приборы ПП реагируют
на отклонения регулируемых парамет¬
ров п преобразуют их в электрический
сигнал. В усилителе УТ этот сигнал
суммируется с сигналами от других
датчиков, задатчика 3 и устройства
обратной связи УОС, усиливается и по¬
дается на вход электрогидрореле ЭГР,
которое управляет сервомотором ГС
гидравлического исполнительного ме¬
ханизма ГИМ. Выходной рычаг ГИМ.
воздействует на регулирующий орган
(клапан, заслонку, шибер, направля¬
ющий аппарат и др.), перемещение
которого преобразуется в электрический сигнал обратной связи,
поступающий на вход усилителя УТ. В зависимости от схемы ре¬
гулирования обратная связь может быть жесткой и гибкой, при
которых могут осуществляться пропорциональный и пропорцио¬
нально-интегральный законы регулирования.
Система «Кристалл» предусматривает возможность связи (по
выходу II, рис. 10.7) как жесткой, так и гибкой (динамической)
между различными системами регулирования.
К первичным приборам (датчикам) электронно-гидравлической
системы относятся:
—	дифференциальные тягомеры типа ДТ2, контролирующие
разрежение в топке или газоходах, малые давления и перепады
давлений газа и воздуха;
—	дифференциальные манометры типа ДМ, контролирующие
перепад давлений и расход жидкости и газа, а также уровень жид¬
кости;
—	манометры электрические дистанционные типа МЭД, кон¬
тролирующие среднее и высокое давление жидкостей, газов и
паров;
—	термометры сопротивления, контролирующие (при работе
котельной на систему отопления) соотношение температур горя¬
чей воды и наружного воздуха.
В качестве управляющего устройства применяются электрон¬
ные бесконтактные транзисторные усилители УТ (УТ-1) и УТ-ТС
(УТ-ТС применяется в схемах регулирования температуры или
соотношения температур при измерении их с помощью стандарт¬
ных термометров сопротивления). Основными функциями усили¬
телей являются суммирование сигналов от различных датчиков,
усиление сигнала рассогласования между действительными и за¬
данными значениями регулируемого параметра и выработка ко-
531

мандного сигнала, управляющего исполнительным механизмом.
Кроме того, с помощью усилителей осуществляется электропита¬
ние первичных приборов и дистанционное управление гидравличе¬
скими механизмами. На передней панели усилителя расположены
органы настройки регулятора, переключатель управления, кноп¬
ки дистанционного управления, задатчик, индикаторные лампы,
сигнализирующие об отклонении регулируемого параметра от
заданного значения.
С 1978 г. транзисторные усилители УТ-1 и УТ'-ТС сняты с про¬
изводства и заменяются в схемах регулирования приборами регу¬
лирующими Р25. Модификация Р25.1 заменит УТ-1, Р25.2—
УТ-ТС. Основной особенностью приборов Р25 является наличие
в них схемы формирования пропорционально-интегрального за¬
кона регулирования и, следовательно, отсутствие необходимости
в изодромном устройстве обратной связи гидравлического испол¬
нительного механизма. Однако при использовании приборов Р25
системы регулирования, хотя и выполняют функции системы «Кри¬
сталл», но названия не имеют и являются системой регулирования,
собранной из различных приборов и устройств, тем более что при¬
боры Р25 позволяют работать не только с механизмами типа ГИМ,
но и с исполнительными механизмами, снабженными электро¬
двигателями.
В качестве исполнительных механизмов в системе «Кристалл»
применены поршневые гидравлические сервомоторы типа ТИМ
различных модификаций. Конструктивно они скомпонованы с
управляющими их работой электрогидравлическими реле.
Схема управления сервомотором показана на рис. 10.8. При
нормальном значении регулируемого параметра катушки электро-
532

магнитов Pl и Р2 электрогидравлического реле 1 обесточены, кла¬
паны 1\1 и К2 находятся в нижнем положении и закрывают слив.
В это время в обе полости цилиндра сервомотора 2 подается вода
из магистрали под рабочим давлением (1,0—1,6 кгс/см2), которое
поддерживается редукционным клапаном.
Отклонение регулируемого параметра от заданного значения
приводит к появлению на одной из обмоток (Р1 или Р2) напряже¬
ния, при определенном значении которого сердечник соответству¬
ющего электромагнита и связанный с ним клапан перемещаются
скачком из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее и со¬
единяют одну из полостей сервомотора со сливом. Поршень серво¬
мотора начинает двигаться и перемещает регулирующий орган 3.
При уменьшении напряжения до значения напряжения отпуска¬
ния клапан также скачком перейдет в нижнее положение, слив
воды прекратится. Второй электромагнит включается при откло¬
нении параметра в другую сторону.
Для формирования необходимых законов регулирования в ги¬
дравлические исполнительные механизмы встраивают соответству¬
ющие блоки обратной связи по положению сервомотора. Могут
встречаться 6 модификаций гидравлического исполнительного
механизма (ГИМ, ГИМ-Д, ГИМ-2Д, ГИМ-1И, ГИМ-ДИ и
ГИМ-Д2И), отличающиеся устройством обратной связи. Устрой¬
ство обратной связи размещается в специальном кожухе, к кото¬
рому крепится электрогидрореле.
В модификации ГИМ исполнительный механизм не снабжается
устройством обратной связи. В модификации ГИМ-2Д для введе¬
ния в схему регулирования жесткой связи по положению серво¬
мотора установлены 2 дифференциально-трансформаторных дат¬
чика, плунжеры которых при помощи рычажной системы кинема¬
тически связаны с валом сервомотора. Оба датчика одновременно
могут использоваться в схемах регулирования, когда один служит
для образования жесткой обратной связи данного регулятора,а
второй меняет задание другому регулятору. На этом же принципе
может быть реализована схема слежения. Модификация ГИМ-Д2И
имеет 2 датчика устройства изодромной обратной связи с одинако¬
вым временем изодрома для обоих датчиков и датчик жесткой об¬
ратной связи.
При помощи пневматического устройства 4 (рис. 10.8) упругой
обратной связи (изодромного устройства) перемещение сервомо¬
тора преобразуется в сигнал перепада давления воздуха, а тот
в свою очередь — в электрический сигнал. Перепад давления воз¬
никает вследствие изменения объема 2 камер, образованных 2 па¬
рами сильфонов 5, которые сообщаются между собой через пере¬
менный дроссель 6. При закрытом дросселе возникает электриче¬
ский сигнал жесткой обратной связи по положению сервомотора,
при открытии дросселя — сигнал упругой обратной связи с по¬
стоянной времени изодрома, определяемой степенью открытия
дросселя.
533

Таблица 10.4
Приборы и устройства, входящие в регуляторы
системы «Кристалл»
Регулятор
Датчики
Транзи¬
сторный
усили¬
тель
Гидравлический
исполнительный
механизм
Тип
Число
Давления
Дифтягомер ДТ2
Дифманометр ДМ
Манометр МЭД
1
УТ
ГИМ-Д2И
Воздуха (схема
«пар—воздух»)
Дифманометр ДМ
Дифтягомер ДТ2
1
УТ
ГИМ
Воздуха (схема
«газ—воздух»)
Дифтягомер ДТ2
2
УТ
РИМ
Соотношения рас¬
ходов
Дифтягомер ДТ2
Дифманометр ДМ
2
УТ
ГИМ или
ГИМ-Д2И
Разрежения
Дифтягомер ДТ2
1
УТ
ГИМ
Расхода
Дифтягомер ДТ2
Дифманометр ДМ
1
УТ
ГИМ-Д2И
Уровня
Дифманометр ДМ
1—2
УТ
ГИМ-1И
Температуры
Термометр сопроти¬
вления ТСМ
1
УТ-ТС
ГИМ-1И или
ГИМ-Д2И
Соотношения тем¬
ператур
То же
2
УТ-ТС
ГИМ-1И или
ГИМ-Д2И
Примечания. 1. В состав регулятора входит по 1 транзисторному усилю
телю и гидравлическому исполнительному механизму. 2. Датчики типов ДМ, МЭД и
ТСМ заводом М3 ТА не поставляются.
Давление воды (1,1 —1,6 кгс/см2) перед электрогидравлическим
реле обеспечивается редукционным клапаном типа РК-2, который
устанавливают на 3—4 сервомотора: Для этой же цели можно
использовать напорный бачок, расположенный на высоте 10—15 м
от уровня установки исполнительного механизма. В комплекте
е исполнительным механизмом может поставляться штанга ШРМ
для сочленения его с регулирующим органом.
Перечень приборов и устройств, входящих в регуляторы, ко¬
торые могут быть укомплектованы с помощью системы «Кристалл»,
дан в табл. 10.4. Напряжение питания 220 В, 50 Гц, потребляемая
мощность на одну систему регулирования не более 20 В -А.
Автоматизация котла с помощью системы «Кристалл». Прин¬
ципиальная схема автоматики «Кристалл» применительно к котлам
типа ДКВР приведена на рис. 10.9. Система автоматического регу¬
лирования состоит из регуляторов давления пара, соотношения
газа и воздуха, разрежения в топке и уровня воды в барабане котла.
Первые 3 регулятора взаимосвязаны и образуют автоматику регу¬
лирования процесса горения, которая управляет подачей газа и
воздуха к горелкам и разрежением в топке.
Газ к горелкам 7 должен поступать в таком количестве, чтобы
постоянно обеспечивалась необходимая паропроизводительность
котла, т. е. сохранялось соответствие между выработкой и потреб-
<534

пением пара, показателем которого служит постоянство давления
пара в барабане котла 15. При изменении давления пара регулято¬
ром 36 (транзисторным усилителем) меняется расход газа. Пер¬
вичным прибором этого регулятора служит электрический ди¬
станционный манометр 10 типа МЭД. При отклонении давления от
заданного усилитель воздействует на электрогидравлическое реле
26 и через него на сервомотор 16, который перемещает регулирую¬
щую газовую заслонку 8. С возрастанием давления пара в барабане
котла заслонка прикрывается и подача газа уменьшается. Падение
давления пара приводит к дополнительному открытию заслонки и
увеличению подачи газа.
Регулирование подачи воздуха обеспечивает постоянство
коэффициента избытка воздуха, т. е. поддерживает оптимальный
режим горения во всем рабочем диапазоне, и производится регу¬
лятором соотношения газа и воздуха — усилителем За. Первич¬
ными приборами этого регулятора являются дифференциальные
тягомеры 5 и 6 типа ДТ2. Они контролируют изменения давления
в газо- и воздухопроводе, характеризующие расход газа и воздуха>
(В качестве импульсов, характеризующих расход, могут также
использоваться перепады давлений на каких-либо постоянных со¬
противлениях в газо- и воздухопроводе).
При смене положения регулирующей газовой заслонки 8 рас¬
ход газа и давление в газопроводе за заслонкой также изменяются^
53S

Изменения электрических сигналов, пропорциональные отклоне-
нию расходов газа и воздуха от заданных, подаются от тягомеров
5 и 6 на усилитель За, который с помощью своего электрогидравлн-
ческого реле 2а и сервомотора 1а воздействует на'направляющнй
аппарат дутьевого вентилятора 17 и приводит расход воздуха в со-
ответствие с расход ом газа.
Регулирование тяги, т. е. поддержание постоянства разреже¬
ния в верхней части топки котла, осуществляется регулятором
разрежения — усилителем Зг. Первичным прибором регулятора
является дифференциальный тягомер ДТ2. С изменением расходов
газа и воздуха меняется разрежение в топке котла, что фикси¬
руется тягомером 14. Изменение электрического сигнала, пропор¬
циональное отклонению разрежения от заданного, подается на уси¬
литель Зг, который через электрогидравлическое реле 2г и серво¬
мотор 1г воздействует на направляющий аппарат дымососа 16, вос¬
станавливая разрежение до заданной величины.
Уровень в барабане котла поддерживается постоянным, т. е.
соблюдается соответствие между подачей питательной воды и отбо¬
ром пара из котла, с помощью регулятора уровня — усилителя
Зв. Первичным прибором этого регулятора служит дифференци¬
альный манометр 12 типа ДМ, который подключается к барабану
котла через уравнительный сосуд 11. При изменении уровня в ба¬
рабане котла изменение электрического сигнала поступает на уси¬
литель Зв, который через электрогидравлическое реле 2в и серво¬
мотор /в воздействует на регулирующий клапан 13, установленный
на питательной линии. При подъеме уровня клапан прикрывается
и уменьшает подачу воды в барабан, а при снижении уровня по¬
дача воды увеличивается. Вода для привода сервомоторов подается
из магистрали через редукционные клапаны 4а и 46.
Комплекты аппаратуры управления в щитах Щ-ДКВР-3
и Щ-К2. Для автоматизации и контроля котлов ДКВР и ДЕ
паропроизводительностыо от 2,5 до 20 т/ч включительно, работаю¬
щих на газе, завод МЗТА изготавливает комплекты аппаратуры
автоматического регулирования (на базе системы «Кристалл»),
автоматики безопасности и управления в щите типа Щ-ДКВР-3 или
(с 1969 г.) в щите типа Щ-К2. Аппаратура монтируется в типовом
шкафу ЩШ-ЗД размерами 2250x600x500 (Щ-ДКВР-3) и
2200x600x600 мм (Щ-К2).
Комплект аппаратуры, поставляемой со щитом, обеспе¬
чивает:
—	автоматическое регулирование основных параметров работы
котла (давление пара, расход воздуха, разрежение в топке, уро¬
вень воды в барабане котла) при помощи регуляторов системы
«Кристалл» или приборов регулирующих Р25;
—	дистанционный контроль разрежения в топке, давления
воздуха за вентилятором, температуры дымовых газов по тракту,
содержания СО2 в уходящих газах (Щ-ДКВР-3) и силы тока элек¬
тродвигателя дымососа (Щ-К2);
636

— отключение газа к котлу с помощью отсечного устройства 9
(рис. 10.9) и светозвуковую сигнализацию при аварийном измене¬
нии следующих параметров: падении давления газа, падении дав¬
ления воздуха или остановке дутьевого вентилятора, падении раз¬
режения в топке, погасании пламени горелки, повышении давле¬
ния пара, повышении или понижении уровня в барабане
котла;
—	дистанционное управление электродвигателями дутьевого
вентилятора и дымососа;
—	полуавтоматический розжиг котла.
10.6.	Автоматика котла КПА-500Г
Назначение, характеристики. Система автоматики и защиты
парового автоматизированного котла КПА-500Г входит в комплект
поставки котла. Электропитание цепей управления напряжением
220 В ± 10%, 50 Гц, питание электродвигателей трехфазным пере¬
менным током напряжением 380 В. Мощность, потребляемая агре¬
гатами котла, 1,6 кВ-А.
Система автоматики обеспечивает автоматическое управление
процессами запуска котла, автоматическое переключение котла
с одного режима на другой и автоматику безопасности, которая
отключает котел при: изменении спектра и погасании пламени,
повышении температуры уходящих газов, достижении предельного
давления пара, достижении предельной температуры пара, умень¬
шении давления газа ниже допустимого, уменьшении давления
воздуха ниже допустимого, обрыве ремня привода водяного на¬
соса, перегрузке электродвигателей водяного насоса -и вентиля¬
тора, открытии двери шкафа управления.
Принципиальная схема автоматики приведена на рис. 10.10.
Элементы схемы автоматики, кроме приборов, установленных
по месту, конструктивно скомпонованы в шкафу управления 18,
который является одной из составных частей котла КПА-500Г.
Шкаф управления имеет 2 боковые одностворчатые и переднюю
двустворчатую двери. В окнах передней двери размещен щит
контрольных приборов 24 и щит сигнальных ламп 19 с переключа¬
телем пуска 20.
На щите контрольных приборов установлены часы электриче¬
ские ЧЭ-1 для счета времени работы котла, которое необходимо
учитывать при проведении регламентных работ, и манометры 16
и 25 типа МОШ1-100 для контроля давления пара и воды. На щите
сигнальных ламп расположены 6 ламп, 3 из которых с зелеными
светофильтрами «Включено», «Автомат» и «Работа» служат для
световой индикации запуска и нормальной работы котла, и 3
с красными светофильтрами «Вода—пар», «Недостаток газа» и
«Горелка—газ» — для сигнализации о причинах автоматической
аварийной остановки котла.
Б37

338

Таблица 10.5
Автоматика безопасности котла КПА-500Г
Параметр
Датчик
Позиция
ло рис.
10.10
Сигнализация
Изменение спектра и
погасание пламени
Прибор типа ИФ-1
8
Включается лампа
«Горелка—газ»,
гаснет лампа
«Включено»
Повышение темпера¬
туры уходящих
Т ерморегу л ирующее
устройство ТУДЭ-6
17
Включается лампа
«Вода—пар»
газов
Достижение предель¬
ного давления пара
Реле давления РД-12
с настройкой
8,2 кгс/см2
13
То же
Достижение предель¬
ной температуры
пара
2 дублирующих элек¬
троконтактных тер¬
мометра тпг-ск
11, 12
Уменьшение давле¬
ния газа ниже до¬
пустимого
Реле давления
РД-25-250
3
Загорается и гаснет
лампа «Недостаток
газа» и включается
лампа «Вода—пар»
Уменьшение давле¬
ния воздуха ниже
Реле давления
РДЗ-ЗО
27
Включается лампа
«Горелка—газ»
допустимого
Обрыв ремня привода
водяного насоса
Выключатель конце¬
вой контроля рем¬
ня ВККР-1
31
Включается лампа
«Вода—пар»
Перегрузка электро¬
двигателей водя¬
ного насоса и вен¬
тилятора
Температурные реле
магнитных пуска¬
телей ПМЕ-112,
ПМЕ-072
То же
Открытие двери шка¬
фа управления
Выключатель конце¬
вой А802Д
26
Выключаются все
сигнальные лампы
Автоматика безопасности. Параметры, по которым автоматика
безопасности отключает подачу газа к котлу, а также приборы,
контролирующие эти параметры, приведены в табл. 10.5. В графе
«Сигнализация» таблицы указаны только отличия в сигнализации,
присущие моменту отключения по указанному параметру.
Во всех случаях нарушения нормального режима работы от¬
ключаются: а) блок управления горением 21 (БУГ-500), который
является основным прибором в системе автоматики и защиты и
предназначен для управления исполнительными механизмами
автоматики по сигналам, поступающим от датчиков, для управле¬
ния процессами запуска и выключения котла; б) вентили ВМ-80
4 и 5, перекрывающие доступ газа к горелке; в) электродвигатели
приводов водяного насоса и вентилятора; г) сигнальные зеленые
лампы «Автомат» и «Работа». Одновременно включаются: ревун 23
типа РВ-П-220 и сигнальные красные лампы, фиксирующие при¬
чину отсечки газа (графа «Сигнализация» табл. 10.5).
539

Этот порядок нарушается только при открывании двери шкафа
управления, когда концевой выключатель снимает полностью элек¬
тропитание с котла, что, естественно, не позволяет включиться
лампам и ревуну. Ревун можно выключить поворотом переключа¬
теля 20 типа ПКП-10 (имеющего 4 фиксированных положения —
«О», «1», «2», «3») в положение «3». Необходимо при этом учесть, что
переключатель ПКП-10 можно возвращать в положение «О»
только из положения «Г», начиная с положения «2» вращать можно
только по часовой стрелке. Красные сигнальные лампы будут про¬
должать гореть до устранения указанной ими неисправности.
В случае, если реле РД-12 максимального давления не срабо¬
тает и давление пара в котле превысит 8,2 кгс/см2, открывается
предохранительный клапан 9 типа 17С22НЖ и «травит» пар в ат¬
мосферу.
Прибор типа ИФ-1 представляет собой индикатор тлеющего
разряда, который регистрирует ультрафиолетовое излучение.
Ультрафиолетовым излучением в диапазоне волн работы прибора
ИФ-1 обладают разрядная дуга и газовое пламя, но не горячие
стенки котла, и поэтому ошибочное срабатывание от раскаленной
футеровки исключается. Прибор ИФ-1 подключается к электрон¬
ной схеме блока БУГ-500.
Отмеченное в табл. 10.5 мигание лампы «Недостаток газа»
объясняется возрастанием давления газа после закрытия электро¬
магнитных вентилей ВМ-80.
Выключатель ВККР-1 установлен на одном из двух приводных
ремней водяного насоса и соответственно срабатывает при обрыве
только контрольного ремня.
Регулирование теплопроизводительности котла. Регулирова¬
ние заключается в автоматическом переключении котла с режима
полной на режим половинной производительности по командам
реле давления 14 и 15 типа РД-12 в зависимости от расхода пара
потребителем. Реле РД-12 полной производительности настраи¬
вается на давление 7, а половинной — на 8 кгс/см2. Если расход
пара уменьшится, давление его возрастет и, достигнув значения
настройки реле РД-12 половинной производительности, разомкнет
его контакты, в результате чего блок 21 управления горением
(БУГ-500) выдаст команды: а) на электромагнит КБТ-1 клапана 6
типа КМ-80 для переключения его на меньший расход газа; б) на
электродвигатель водяного насоса 30 для переключения его на
меньшую скорость (с 1350 на 700 об/мин); в) на включение электро¬
магнита ЭБТ-6 дроссельной заслонки 28 для установки ее на угол
45° к воздушному потоку. Котел переходит на режим половинной
производительности.
Если давление пара на половинном режиме будет продолжать
расти и достигнет значения настройки реле РД-12 максимального
давления пара 13, схема автоматики безопасности отключит котел.
Он останется в таком положении до тех пор, пока давление не
упадет ниже значения настройки реле РД-12 половинной произ-
540

водительности, контакты которого, замкнувшись, включат котел
на половинный режим.
При дальнейшем увеличении расхода пара и соответствующем
падении его давления ниже настройки реле РД-12 полной произ¬
водительности контакты реле замкнутся и блок БУ Г-500 выдаст
команды: а) на магнит КБТ-1 клапана КМ-80 для переключения на
большой расход газа; б) на электродвигатель водяного насоса для
переключения его с 700 на 1350 об/мин; в) на выключение электро¬
магнита ЭБТ-6 дроссельной заслонки для установки ее параллельно
воздушному потоку. Котел перейдет на режим полной производи¬
тельности.
Пуск котла производится переключателем 20. При переводе
переключателя из положения «0» в положение «1» загорается зеле¬
ная сигнальная лампа «Включено» и включается электродвигатель
водяного насоса 30 на малые обороты — происходит закачка
в змеевик котла питательной воды. Заполнение должно длиться
16—20 мин. В течение этого времени давление воды контроли¬
руется манометром 25. Давление газа за регулятором низкого дав¬
ления 1 типа РД-32М проверяется тягонапоромером 2 типа ТДМ.
Затем переключатель 20 переводят из положения «1» в положение
«2», при этом загорается зеленая сигнальная лампа «Автомат»,
выключается электродвигатель водяного насоса, включается элек¬
тродвигатель вентилятора 29 и подается напряжение на вход
БУГ-500. Вентилятор осуществляет предварительную продувку
топки котла для удаления случайно скопившегося газа, от создан¬
ного вентилятором давления срабатывает датчик давления воздуха
27 типа РДЗ-ЗО, который своим)! контактами включает электрон¬
ное реле времени блока БУГ-500. С этого момента блок начинает
выдавать команды на запуск котла.
После окончания продувки, длящейся 25 ± 5 с, подается
команда на включение трансформатора зажигания 22 типа
ТГ.-1020К, к вторичной обмотке которого подключены электроды
зажигания 7; между электродами возникает искра, фиксируемая
прибором 8 типа ИФ-1. Блок БУГ-500 по сигналу прибора 8 вы¬
дает команду на включение электромагнитов вентилей 4 и 5 типа
ВМ-80 и электродвигателя водяного насоса на малые обороты.
Трансформатор зажигания находится под током 2,5 ± 1 с.
Если в течение этого времени в топке котла произойдет нормальный
розжиг, то через 6 ± 2 с по сигналу реле давления РД-12 полной
производительности блок БУГ-500 подаст команду на включение
электромагнитного клапана 6 типа КМ-80, электромагнита ЭБТ-6
воздушной заслонки 28 и электродвигателя водяного насоса на
полные обороты. Через 20 с загорится зеленая лампа «Работа»
и котел постепенно выйдет на рабочий режим.
Если во время запуска котла не произойдет нормального роз¬
жига газа, то по сигналу прибора 8 котел отключится, о чем будет
свидетельствовать погасание зеленых сигнальных ламп «Вклю¬
чено» и «Автомат» и загорание красной сигнальной лампы «Го-
641

релка—газ». Кроме того,
через 10—20 с после окон,
чания подачи напряжения
на трансформатор зажига¬
ния сработает термореле
пускателя ПМЕ-072, уста¬
новленного в шкафу уп¬
равления, и отключит ко¬
тел от электропитания.
В этом случае повторный
запуск может быть произ¬
веден только после руч¬
ного возврата термореле
в исходное положение.
10.7.	Датчики
Как отмечалось в § 10.1,
датчиком называется пре¬
образователь физической
величины в сигнал, удоб¬
ный для передачи и даль¬
нейшего использования
в автоматических и авто¬
матизированных системах
управления для контроля, сигнализации, управления и регу¬
лирования. При автоматизации газоиспользующих агрегатов
применяются в основном следующие датчики:
а)	температуры — ртутные, манометрические, биметалличе¬
ские, дилатометрические, термометры сопротивления и термопре¬
образователи;
б)	давления (избыточного — манометры и напоромеры, ва-
куумметрического — вакуумметры и тягомеры, избыточного и ва-
куумметрического — мановакуумметры и тягонапоромеры, раз¬
ности давлений — дифференциальные манометры) — пружинные,
в которых давление уравновешивается силой упругой деформации
чувствительного элемента (мембраны, пружины, сильфона). Типы
пружинных чувствительных элементов и их принцип работы видны
из рис. 10.11.
в)	уровня — поплавковые, буйковые, мембранные, емкостные,
индуктивные, радиоактивные, ультразвуковые, основанные на
принципе проводимости. Наиболее широкое применение получили
поплавковые и основанные на принципе проводимости.
Датчики могут иметь аналоговое выходное устройство, выра¬
батывающее электрический сигнал переменного или постоянного
тока с различными амплитудой, фазой, частотой, и электрокон-
тактное выходное устройство. Датчики с электроконтактным выхо¬
дом называют датчиками-реле, которые в зависимости от исполне-
542

ния контактного устройства могут быть двух- и трехпозиционными.
Ниже рассмотрены принцип работы и конструкция отдельных дат¬
чиков, которые применяются в системах, описанных в настоящей
главе.
10.7.1.	Датчики-реле температуры
Устройство терморегулирующее дилатометрическое электри¬
ческое ТУДЭ. Устройство предназначено для контроля жидких
и газообразных неагрессивных сред и выпускается в модификациях,
указанных в табл. 10.6.
Схема устройства показана на рис. 10.12. Чувствительный эле¬
мент состоит из трубки 5, изготовленной из металла с большим
коэффициентом линейного расширения (латунь, алюминий), и на¬
ходящегося внутри трубки стержня 3, 4 из металла с малым коэф¬
фициентом линейного расширения (инвар). Трубка погружается
в измеряемую среду. При изменении температуры среды длина
трубки изменяется, связанный с ней стержень перемещается, в ре¬
зультате чего замыкаются или размыкаются контакты 1 и 2.
Все модификации, кроме ТУДЭ-7, могут монтироваться в лю¬
бом положении (ТУДЭ-7 для контроля температуры выше 800? С
монтируют только вертикаль¬
но). На трубопроводах с малым
диаметром устройства устана¬
вливают на колене по оси тру¬
бопровода против потока.
При автоматизации газо¬
использующих агрегатов чаще
Таблица 10.6
Типы и пределы уставок
срабатывания дилатометрических
датчиков-реле
Тип
Пределы
уставок
срабатывания,
°C
ТУДЭ-1
(—30) - (240)
ТУДЭ-2
0—100
ТУДЭ-3
30—100
ТУДЭ-4
0—250
ТУДЭ-5
100-250
ТУДЭ-6
200—500
ТУДЭ-7
400—1000
ТУДЭ-8
0—40
ТУДЭ-9
0—100
ТУДЭ-10
30—100
ТУДЭ-И
30—160
ТУДЭ-12
0—250
В4Э

Рис. 10.13. Манометрт
ческий термометр с иле.
ктроконгакт ным устрой,
ством.
всего применяются ТУДЭ-6 для контроля температуры дымо¬
вых газов.
Манометрические термометры с электроконтактным устройством
предназначены для дистанционного измерения и сигнализации
температуры нейтральных сред. Они используются также для по¬
зиционного регулирования температуры в указанных средах и
в качестве датчиков отсечных устройств автоматики безопасности.
Конструкция манометрического термометра показана на рис. 10.13.
Основной частью термометра является термосистема с заполни¬
телем, состоящая из соединенных между собой термобаллона 1,
капилляра в оплетке 2 и манометрической пружины, заключенной
в корпус термометра. Термобаллон погружается в среду с измеряе¬
мой температурой. Нагрев заполнителя вызывает увеличение дав¬
ления в термосистеме и деформацию пружины. Движение неза¬
крепленного конца пружины через кинематическую связь пере¬
дается подвижной стрелке 3 прибора.
Термометры называются газовыми (ТПГ), если термосистема
заполнена азотом или аргоном, жидкостными (ТПЖ), если термо¬
система заполнена кремнийорганической полиметилсилоксановой
жидкостью ПМС-5, и конденсационными (паровыми, парожидкост¬
ными — ТПП, ТКП, ТСМ), если термосистема заполнена низко-
кипящими жидкостями (фреоном, хлористым метилом, ацетоном),
пары которых при измеряемой температуре частично заполняют
термобаллон. Шкалы манометрических газовых и жидкостных
термометров равномерные, у конденсационных — неравномерные
(сжаты на первой трети).
Электроконтактное устройство состоит из 2 контактов (мини¬
мального и максимального), смонтированных на стрелках 4 и 5.
Контакты устанавливаются на любое значение температуры в пре-
644

делах шкалы термометра и замыкаются подвижной стрелкой при
достижении заданной температуры.
В настоящее время выпускаются:
— ТПГ-СК в 5 модификациях с пределами измерений от —50
до 400° С и длиной капилляра 1,6—25 м;
— ТПП-СК в 4 модификациях с пределами измерений от —25
до 200° С и длиной капилляра 1,6—16 м;
— ТКП-60 СГ в 4 модификациях с пределами измерений от
—25 до 250° С и длиной капилляра 1,6—6 м и одним контактом;
— ТПП4-Ш и -IV (с взрывозащищенным и сигнальным устрой¬
ством), каждый в 7 модификациях с пределами измерений от —10
до 300° С и длиной капилляра 1,6—16 м;
— ТСМ-ЮО и -200 с чувствительным элементом в виде много¬
витковой трубчатой пружины. Пределы измерений: ТСМ-ЮО —
0—100° С, ТСМ-200 — 100—200° С. Длина капилляра 1—16 м.
10.7.2.	Датчики давления
Манометры, мановакуумметры и вакуумметры показывающие
сигнализирующие. Приборы типа ЭКМ-1У, ЭКМ-2У, ЭКМВ-1У,
ЭКВ-1У и ВЭ-16Р6 (пределы измерений приведены в табл. 10.7)
предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического
давления жидкостей, пара и газа. Приборы типа ВЭ-16Р6 выпол¬
няются во взрывонепроницаемом корпусе. Приборы по конструк¬
ции аналогичны манометрическим термометрам с электроконтакт¬
ным выходом, но без термосистемы, так как к приборам подводится
непосредственно среда, давление которой измеряется.
Манометры, вакуумметры и мановакуумметры с унифициро¬
ванными выходными параметрами типа МЭД. Приборы диффе¬
ренциально-трансформаторные с унифицированными выходами
Таблица 10.7
Пределы измерения электроконтактных приборов
давления
Наименование
Тип
Пределы измерения,
кгс/смг
Манометр
ЭКМ-1У
0—1; 0—1,6; 0—2,5; 0—4; 0—6; 0—10;
ЭКМ-2У
0—16; 0—25; 0—40; 0—60; 0—100
0—160; 0—250; 0—400; 0—600;
ВЭ-16Р6
0—1000; 0—1600
То же, что у ЭКМ-1У и -2У
Мановакуумметр
ЭКМВ-1У
(_ 1)-0-(0,6); (-1)-0-(1,5);
ВЭ-16Р6
(—1)—0—(3); (_1)—0—(5);
Вакуумметр
ЭКВ-1У
ВЭ-16Р6
(-1)-0-(9); (-1)-0-(15);
(—1)—0—(24)
0—(—1)
0—(—1)
18 Чепель В. М.
545

предназначены для изме¬
рения избыточного ваку-
умметрического давления
неагрессивных жидкостей
и газов.
Прибор МЭД (рис.
10.14) имеет круглый кор¬
пус, в котором помеща¬
ются держатель 6 с труб¬
чатой пружиной 5, пере¬
даточный механизм 2—4
и индукционная катушка 1.
Индукционная катушка
МЭД и катушка вторич¬
ного прибора или регуля¬
тора включены в диффе¬
ренциально - трансформа¬
торную схему. Выходной
параметр прибора — вза¬
имная индуктивность ме¬
жду первичной и вторич¬
ной цепями трансформа¬
тора, изменяющаяся при
перемещении передаточ¬
ного механизма.
Приборы МЭД выпускают с пределами измерений, указанными
в табл. 10.8.
Дифманометры типа ДМ. Дифманометры служат для измере¬
ния разности давлений, избыточного и вакуумметрического давле¬
ния жидкостей, пара и газа, а также расхода (по методу перемен¬
ного перепада давления). Они преобразуют измеряемую величину
Таблица 10.8
Пределы измерений приборов МЭД
Прибор
Модель
Пределы измерений,
кгс/см2
Манометр
2364
0—1; 0—1,6; 0—2,5; 0—4; 0—6;
0—10; 0-16
2365
0—25; 0—40; 0—60; 0—100; 0—160;
0—250; 0—400; 0—600; 0—1000;
0—1600
Мановакуумметр
2364
(—1)—0—(0.6); (-1)-0-(1,5); (-!)-
0—(3); (-1)-0-(5); (—1)—0—(15)
2365
(—1)—0—(24)
Вакуумметр
2364
(-1)-0
546

в электрический сигнал (изменение напряжения и фазы перемен¬
ного тока), передаваемый на вторичный прибор или регулятор
дифференциально-трансформаторной системы.
Чувствительным элементом дифманометра (рис. 10.15) является
мембранный блок, состоящий из мембранных коробок 1 и 2. Каж¬
дая из коробок сварена из 2 мембран, профили которых совпадают.
Внутренние полости коробок сообщаются через отверстие и запол¬
няются дистиллированной водой через ниппель, после чего нип¬
пель заваривается. Давление в камеры подводится через импульс¬
ные трубки ,3 и 8. С центром верхней мембраны связан сердечник 7
дифференциального трансформатора 4. Сердечник перемещается
внутри разделительной трубки 6. Трансформатор закрыт колпа¬
ком 5. Под воздействием разности давлений в плюсовой (нижней) и
,«*	547

минусовой (верхней) камерах нижняя мембранная коробка сжи¬
мается и жидкость из нее перетекает в верхнюю коробку, переме¬
щая сердечник трансформатора и соответственно изменяя напряже¬
ние и фазу выходного сигнала.
В зависимости от перепада давлений устанавливают мембран¬
ные коробки различной жесткости. Выпускают дифманометры
типа ДМ с верхними пределами измерения разности давлений 160—
2500 кгс/м2 и 0,4—6,3 кгс/см2 с допустимым рабочим давлением
63—630 кгс/см2. Дифманометры с перепадом 160 и 250 кгс/м2 предна¬
значены только для измерения разности (перепада) давления газов.
Дифференциальный тягомер типа ДТ2. Прибор предназначен
для работы в схемах регулирования в качестве датчика, реагиру¬
ющего на отклонение избыточного и вакуумметрического давле¬
ний, а также разности давлений воздуха или неагрессивных га¬
зовых сред от заданного значения и преобразующего это отклоне¬
ние в пропорциональный электрический сигнал переменного тока.
Система преобразования сигнала дифференциально-трансформа¬
торная. Чувствительным элементом прибора (рис. 10.16) является
мембранная коробка 7, закрепленная в герметичном корпусе 6.
Перепад давления подводится с помощью 2 штуцеров, один из
которых (нижний) подводит большее давление (плюс) во внутрен¬
нюю полость мембранной коробки, а другой — меньшее давление
в надмембранное пространство корпуса прибора.
Усилие, возникающее на мембранной коробке от перепада
давления, перемещает центр мембранного блока, который связан
с плунжером 5. Плунжер перемещается внутри немагнитной разде¬
лительной трубки 2, на которой помещена катушка 4 выходного
устройства. Первичная обмотка катушки питается переменным
током 12 В от вторичного прибора или регулятора. При заданном
значении измеряемого параметра плунжер находится в среднем
(относительно катушки) положении, в котором напряжение на
вторичной обмотке равно нулю. При отклонении измеряемого па¬
раметра от заданного значения плунжер уходит от среднего по¬
ложения, и на вторичной обмотке катушки индуктируется напря¬
жение переменного тока, фаза которого определяется направле¬
нием перемещения плунжера, а амплитуда пропорциональна пути
перемещения плунжера, т. е. отклонению измеряемого параметра
от заданного значения. Концы обмоток выведены на клеммник
под колпачком 1. Прибор настраивают установкой плунжера
в среднее положение путем перемещения корпуса катушки по
немагнитной трубке с помощью гайки 3.
Максимальное рабочее давление среды 0,5 кгс/см2. Дифтяго¬
меры выпускают на номинальные перепады 50, 100, 200 и 300 кгс/м2.
Одностороннее давление среды, поступающей в прибор, не должно
превышать максимального перепада давления для каждой из 4 вы¬
пускаемых модификаций.
Мембранные датчики-реле давления. Действие мембранных
датчиков-реле давления основано на зависимости перемещения
548

мембраны, воспринимающей контролируемое давление и силу
упругих деформаций уравновешивающей пружины, от контроли¬
руемого давления. Через систему рычагов перемещение мембраны
передается подвижной системе контактного устройства, в резуль¬
тате чего замыкаются или размыкаются выходные контакты при¬
бора.
Пределы срабатывания контактного устройства устанавли¬
ваются регулировкой поджатия пружины уставки. Разность между
давлением срабатывания и давлением отпускания называется
зоной нечувствительности (дифференциалом) и может быть регу¬
лируемой или нерегулируемой. У приборов с регулируемой зоной
нечувствительности имеется вторая пружина, которая включается
549

в работу при давлении, отличающемся от уставки на величину
зоны нечувствительности в сторону ее повышения или пони¬
жения.
Мембранные датчики-реле давления могут выпускаться с оциф¬
рованными или информационными шкалами уставок и дифферен¬
циала или без шкал. Наибольшее распространение получили
мембранные датчики-реле напора ДН, тяги ДТ, напора и тяги
ДНТ и перепада давления ДПН, которые применяются для кон¬
троля напора, тяги и перепада напора неагрессивных газов и жид¬
костей.
Датчики-реле выпускаются в 2 модификациях (1 — с двух-
и 2 — трехпозиционным контактным устройством) и 3 исполне¬
ниях (1 — бесшкальные; 2 — с оцифрованными шкалами уставки
и без шкал дифференциала; 3 — с оцифрованными шкалами уста¬
вок и с информационными шкалами дифференциала). Условное
обозначение датчиков-реле составляется из типа, верхнего пре¬
дела измерений и обозначения исполнения, разделенных дефисом,
например, ДН-250-10К. — это датчик-реле напора на предел
250 кгс/м2 с двух позиционным контактным устройством, бесшкаль-
ный. Датчики, содержащие в обозначении букву «К», применяют
на котлоагрегатах.
На рис. 10.17 приведен датчик-реле ДН мод-П исп. 2 с трехпо¬
зиционным контактным устройством и 2 шкалами. Датчик состоит
из узла чувствительного элемента (крышки 2 и 24, мембрана 23
с жесткими дисками 25, игла 21, штуцер /); пружинного задат¬
чика, состоящего из узла настройки уставки (трубка 4, пружина 3,
опорные шайбы 22 и 20, муфта 5, направляющая 19 и регулиро¬
вочная гайка /7) и узла настройки дифференциала (пружина 8,
опорные шайбы 7 и 16, направляющая 10, регулировочная гайка 9
и фиксирующая гайка 6), и контактного устройства (основание 15,
микропереключатели 13, клеммная колодка 18, колпак 12, пла¬
стина 11 и полиэтиленовая втулка 14 для проводов). Игла 21 яв¬
ляется общим стержнем, через который передаются усилия обеих
пружин. При нарушении равновесия сил чувствительного эле¬
мента и пружины происходит смещение подвижных частей
датчика, которые через пластину действуют на контактное ус¬
тройство.
Описанные узлы конструкции унифицированы и используются
в датчиках с трехпозиционным контактным устройством и регу¬
лируемым дифференциалом. В датчиках с двухпозиционным кон¬
тактным устройством вместо 2 микропереключателей установлен
один; в датчиках с нерегулируемым дифференциалом отсутствуют
узел и шкала настройки дифференциала. Изготавливают датчики-
реле давления со следующими пределами уставок, кгс/м2; ДН —
от 4 до 4000, ДТ - от —4 до —4000, ДНТ — от —10 до 100, ДПН -
от —10 до 100.
Сильфонные датчики-реле давления. Действие и конструкция
сильфонных датчиков-реле давления аналогичны описанным выше
550

для мембранных датчиков-реле, но в качестве чувствительного
элемента у первых используется сильфон, а не мембрана.
Датчик-реле давления ДД применяется для контроля давления
и состоит из тех же унифицированных узлов, что и датчики ДН, ДТ,
ДНТ и ДПН. Чувствительным элементом служит стальной силь¬
фон. На рис. 10.18 представлена конструкция датчика ДД с двух¬
позиционным контактным устройством, с нерегулируемым диффе¬
ренциалом и с оцифрованной шкалой уставки. Датчик-реле ДД
изготавливается с пределами уставок 0,06—16 кгс/см2.
Реле давления РД-12 (рис. 10.19) предназначено для контроля
давления воздуха, воды, масла, паров фреона с температурой от
551

давления среды рычаг 1 под действием
5 до 50° С. Так же как и
описанные выше датчики-
реле давления, РД-12 со¬
стоит из узла чувстви¬
тельного элемента (силь¬
фона), механизма настрой¬
ки уставки срабатывания,
механизма настройки диф¬
ференциала и контактного
устройства, и его принцип
действия также основан
на уравновешивании си¬
лы, развиваемой сильфо¬
ном под воздействием да¬
вления контролируемой
среды, силой упругих де¬
формаций пружины. Да¬
вление среды, действую¬
щее на сильфон 2, уравно¬
вешивается через шток
пружиной 14. Пружина
упирается одним концом
в рычаг 1, другим — в гай¬
ку 13 винта 12. Вращением
винта 12 настраивают реле
на заданное давление сра¬
батывания по шкале 11.
При повышении давления
в камере 4 сильфон сжи¬
мается и, преодолевая со¬
противление пружины 14,
через шток 3 поворачи¬
вает рычаг /, который
нажимает на микровыклю¬
чатель 15, что приводит
к переключению выходных
контактов. При понижении
пружины 14 поворачивается
вокруг оси, стремясь занять исходное положение. Когда давление
понизится на значение дифференциала, установленного по шкале 7,
рычаг освободит кнопку микровыключателя 15. Действие пружины
дифференциала 8 состоит в следующем. Перед срабатыванием при
повышении давления рычаг 6 упирается в верхнюю кромку упора
5, и в момент срабатывания пружина 8 в работе не участвует. Воз¬
врат в исходное состояние при понижении давления происходит
уже с участием пружины 8. Дифференциал регулируется
изменением натяжения пружины 8 с помощью винта 10 и
гайки 9.
552

Таким образом, давление срабатывания определяется только
натяжением пружины 14, а возврат в исходное положение — на¬
тяжением 2 пружин (8 и 14).
Реле РД-12 выпускают в 2 модификациях: I —срабатывание
при повышении давления до заданного и возврат при понижении
давления на значение установленного дифференциала и II — сра¬
батывание при понижении давления до заданного уставкой и воз¬
врат при повышении давления на значение установленного диффе¬
ренциала. Получение той или иной модификации обеспечивается
изменением направления дифференциала, что достигается приме¬
нением пружины 8 либо как пружины растяжения, либо как
сжатия.
Диапазон настройки давлений срабатывания обеспечивается
в пределах шкал: от —0,03 до 3, 2—8, 2—12 и 5—20 кгс/см2.

ГЛАВА IJ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА
Использование газа в тепловых агрегатах не только дает боль¬
шой экономический эффект и облегчает труд обслуживающего
персонала, но и приносит осложнения, связанные со специфиче¬
скими свойствами газа (токсичностью, взрывоопасностью) и появ¬
лением дополнительных устройств (газопроводов, ГРП или ГРУ,
газогорелочных и запорных устройств, автоматики регулирования
и защиты, КИП и т. п.). Техническая эксплуатация газового хо¬
зяйства включает в себя обслуживание всех этих устройств.
Эксплуатация котла или печи должна начинаться, как правило,
после проведения пусконаладочных работ, в результате которых
разрабатываются режимные карты работы агрегатов.
11.1.	Проведение газоопасных работ
Газоопасными считаются работы, выполняемые в загазованной
среде или при которых возможен выход газа из газопроводов и
оборудования. В соответствии с Правилами безопасности в газо¬
вом хозяйстве к ним относят (без учета газонаполнительных стан¬
ций и пунктов):
а)	присоединение новых газопроводов к действующим (при¬
варка патрубков без «врезки», «врезка под газом»);
б)	ввод в эксплуатацию газопроводов, ГРП (ГРУ), агрегатов
и приборов промышленных, сельскохозяйственных, коммуналь¬
ных и бытовых потребителей («пуск газа»), а также групповых
установок сжиженных газов;
в)	техническое обслуживание и ремонт действующих (находя¬
щихся «под газом») газопроводов (наружных и внутренних и рас¬
положенных в колодцах, туннелях и т. п.), газового оборудова¬
ния и арматуры, резервуаров и цистерн для сжиженных газов;
г)	прочистку газопроводов и заливку в них растворителей для
удаления гидратных образований; установку и снятие заглушек на
газопроводах, находящихся «под газом»; отсоединение от газо¬
проводов агрегатов, оборудования и отдельных узлов с установкой
заглушек;
д)	демонтаж газопроводов, отключенных от действующих сетей;
консервацию и расконсервацию газопроводов и оборудования се¬
зонного действия;
554

е)	слив газа из железнодорожных и автомобильных ци¬
стерн, заполнение сжиженными газами резервуаров и автоци¬
стерн;
ж)	ремонт, осмотр и проветривание колодцев, а также откачку
конденсата из конденсатосборников и неиспарившихся остатков
сжиженных газов из резервуарных установок;
з)	слив неиспарившихся остатков газа из баллонов и слив газа
из переполненных или неисправных баллонов;
и)	техническое обслуживание и ремонт действующих газовых
приборов и внутреннего газового оборудования;
к)	раскопку грунта в местах утечек газа до их устранения;
л)	все виды ремонта, связанные с выполнением огневых (сва¬
рочных) работ на действующих газопроводах;
м) заправку газобаллонных автомашин.
Газоопасные работы, перечисленные в пунктах а—д, к, л,
а также первичное заполнение сжиженными газами резервуарных
установок разрешается производить только по наряду установлен¬
ной формы. Право выдачи наряда имеют лица, назначенные при¬
казом по предприятию из числа руководящих или инженерно-
технических работников и сдавшие экзамен в соответствии с тре¬
бованиями Правил безопасности в газовом хозяйстве. Ответствен¬
ному лицу на проведение каждой газоопасной работы выдается
отдельный наряд, в котором указываются основные меры безопас¬
ности при выполнении этой работы и ее последовательность. Перед
началом работы ответственное лицо инструктирует рабочих о по¬
рядке и особенностях ее проведения, необходимых мерах предосто¬
рожности и технике безопасности.
Пуск газа в газопроводы с давлением выше 6 кгс/см2, работы
в ГРП с применением сварки и газовой резки, по присоединению
«под газом» газопроводов высокого и среднего давления, ремонту
этих газопроводов с применением сварки и газовой резки, сниже¬
ние и восстановление давления в газопроводах среднего и высокого
давления, связанные с отключением потребителей, отключение и
последующее включение подачи газа в целом на предприятие про¬
водятся по наряду и специальному плану, утвержденному главным
инженером предприятия.
Ликвидации аварий производятся без наряда до устранения
прямой угрозы людям и материальным ценностям, после чего на
работы по приведению газопровода и оборудования в технически
исправное состояние выписывается наряд (наряд не требуется,
если авария полностью ликвидируется аварийной службой).
Работы, перечисленные в пунктах е—з, м, а также заполнение
сжиженными газами резервуарных установок в процессе их экс¬
плуатации (после первичного их заполнения) и техническое об¬
служивание внутреннего газооборудования жилых домов, пред¬
приятий общественного назначения и бытового обслуживания вы¬
полняются без нарядов по утвержденным для каждого вида работ
инструкциям.
665

Газоопасные работы должны выполняться под непосредствен¬
ным руководством ответственного за производство газоопасных
работ из числа ИТР лицами, прошедшими специальное обучение,
сдавшими экзамен и получившими право на обслуживание газо¬
вых установок и применение индивидуальных средств защиты,
знающими правила оказания первой помощи при отравлении га¬
зом, ожогах и других травмах.
Руководство ремонтными работами без сварки и газовой резки
на газопроводах низкого давления диаметром до 32 мм, осмотром и
проветриванием колодцев, откачкой конденсата из конденсато¬
сборников, обслуживанием действующих газовых приборов и обо¬
рудования, сливом неиспарившихся остатков газа из резервуаров
и баллонов, заполнением резервуаров и баллонов сжиженными
газами в процессе их эксплуатации, а также присоединением от¬
дельных бытовых приборов и вводом в эксплуатацию газобаллон¬
ных установок допускается поручать наиболее квалифицирован¬
ному рабочему из числа назначаемых для выполнения этих
работ.
Газоопасные работы следует выполнять, как правило, днем,
а ликвидацию аварий в любое время суток. Выполнение газоопас¬
ных работ производится в зависимости от их сложности не менее
чем двумя рабочими, а в колодцах, туннелях, глубоких траншеях
(глубиной более 2 м), топках котлов, ГРП и резервуарах — бри¬
гадой не менее 3человек. Так, например, при работе в колодце вне
его находятся двое для оказания в случае необходимости немед¬
ленной помощи работающему внизу, а также один ИТР — наблю¬
дающий и ответственный за безопасность всей бригады. При про¬
изводстве работ на проезжей части дороги выставляют предупре¬
дительный знак на расстоянии 5 м со стороны движения транс¬
порта. Если требуется, устанавливается знак направления объезда
препятствия.
Все члены бригады (включая руководителя), участвующие в вы¬
полнении газоопасных работ, должны иметь шланговые или изо¬
лирующие противогазы (см. § 12.1). Применение фильтрующих
противогазов не допускается.
Перед началом сварки или газовой резки в помещениях, где
проложены газопроводы и расположены газоиспользующие агре¬
гаты, а также в колодцах, коллекторах и т. п. проверяют воздух
на загазованность. Содержание газа в воздухе не должно превы¬
шать 1/5 нижнего предела воспламеняемости газовоздушной смеси.
Воздух следует отбирать в наиболее плохо вентилируемых местах на
высоте, зависящей от плотности газа: для газов с плотностью
меньше плотности воздуха — из верхней зоны, для более плотных
газов — из нижней зоны. В течение всего времени производства
сварочных работ помещения (колодец, коллектор) должны хорошо
вентилироваться.
В колодцах, коллекторах и помещениях, в которых несмотря
на вентиляцию сохраняется загазованность, а также вне помеще-
556

ний в загазованной атмосфере ремонтные работы должны прово¬
диться в противогазах и без применения огневых средств (сварка,
газовая резка). Работы в противогазах ведутся также в тех слу¬
чаях, когда возможен внезапный выход газа из газопровода или
агрегата. В остальных случаях противогазы должны находиться
на рабочем месте и быть подготовлены к немедленному использо¬
ванию. При длительной (более 1 ч) работе в колодцы, котлованы,
резервуары вентилятором или компрессором должен подаваться
воздух в количестве, обеспечивающем не менее чем 3-кратный воз¬
духообмен в течение 1 ч.
При проведении ремонтных работ на газопроводах и оборудо¬
вании в действующих ГРП, а также в загазованных помещениях
снаружи должен находиться рабочий, наблюдающий за работаю¬
щими в помещениях. Он же следит за тем, чтобы вблизи не было
источников огня.
Для работы в колодцах, котлованах глубиной более 2 м, агре¬
гатах, резервуарах рабочие должны надевать спасательные пояса
(см. § 12.2). На поверхности земли с наветренной стороны должно
быть не менее 2 человек, которые держат концы веревок от спаса¬
тельных поясов работающих, ведут непрерывное наблюдение за
рабочими и воздухозаборными патрубками шланговых противо¬
газов, не допускают к месту работы посторонних лиц. Спуск более
2 человек в колодцы, коллекторы, туннели для ремонтных работ
на неотключенном газопроводе не разрешается.
При проведении внутреннего осмотра газифицированные агре¬
гаты должны отключаться от газопровода с помощью заглушек.
Работа в агрегате разрешается только после его проветривания и
проверки на загазованность, отключении от общего дымохода при
открытых всех имеющихся дверцах, люках, взрывных клапанах.
В необходимых случаях в топку агрегата вентилятором должен
подаваться воздух.
При работе в загазованных колодцах и других помещениях
разрешается применять только взрывобезопасное освещение —
ручные переносные или надеваемые на голову лампы. Допускается
применять аккумуляторные переносные электролампы с напряже¬
нием не более 36 В, закрытые предохранительными сетками из
цветного металла. Перед пользованием лампой необходимо про¬
верить ее шнур, который должен иметь изоляцию и находиться
в резиновом шланге.
Инструмент, применяемый при газоопасных работах, не дол¬
жен давать искр во время пользования им. Для этого он изгото¬
вляется из цветного или омедненного металла. При отсутствии та¬
кого инструмента используют обычный, поверхность которого
густо смазывают тавотом, солидолом или другими густыми смаз¬
ками, препятствующими образованию искры. Применение элек¬
тродрелей и других электрических инструментов, дающих искре¬
ние, запрещается. Для удаления сальниковых набивок при ре¬
монте оборудования пользуются проволокой из латуни.
557

Рабочие, выполняющие газоопасные работы в колодцах, резер¬
вуарах и других загазованных местах, должны быть в обуви без
стальных подковок и гвоздей или надеть галоши. На цементные
полы или металлические площадки укладывают резиновые ков¬
рики или брезент, чтобы избежать образования искр при падении
металлических предметов. При наличии запаха газа в помещении
нельзя включать и выключать электрические приборы, в том числе
электролампы.
Работы, связанные с резкой, сваркой или разборкой газопро¬
водов, даже если последние давно не были под газом, могут про¬
водиться только после отделения их заглушкой от действующих
газопроводов, продувки воздухом или инертным газом и проверки
взятой из них пробы воздуха на газоанализаторе. В этой пробе со¬
держание газа не должно превышать 1/5 нижнего предела воспла¬
меняемости газовоздушной смеси.
Разбирать фланцевое соединение для установки заглушки,
а также заменять сальниковые уплотнения на оборудовании раз¬
решается только при отсутствии давления в газопроводе, а подтя¬
гивать сальники и болты фланцев( го соединения — при снижен¬
ном давлении. Ревизию резьбовых соединений допускается осуще¬
ствлять при давлении до 300 кгс/м2 (низкое) и до 1 кгс/см2 (сред¬
нее давление).
Очистку и промывку фильтра ГРП (ГРУ) производят только
вне помещения, как можно дальше от производственных, общест¬
венных и жилых зданий.
Газифицированные помещения должны быть оборудованы про¬
тивопожарными средствами — шлангами, углекислотными огне¬
тушителями, ящиками с песком, асбестовыми одеялами или кош¬
мой (войлочными одеялами для тушения огня при воспламенении
одежды на человеке), баграми, топорами, ломами и другим инвен¬
тарем.
При воспламенении газа во время ремонтных работ газопровод
в местах выхода газа засыпают землей или замазывают глиной,
набрасывают на пламя мокрый брезент или асбестовые одеяла,
сбивают пламя струей воды, инертных газов или пеной из огнету¬
шителей. Давление в газопроводе следует при этом снизить до
40—150 кгс/м2, но не до нуля, так как при этом станет возможным
подсос воздуха в газопровод и образование в нем взрывоопасной
смеси.
11.2.	Обслуживание газопроводов
Пуск газа в газопроводы. Газопроводы промышленных и ком¬
мунальных предприятий присоединяют к городским газопроводам
только перед самым пуском газа, для чего удаляют имеющуюся на
вводе заглушку. Все присоединяемые газопроводы и газовое обо¬
рудование осматривают и проверяют действие предохранительных
устройств, регуляторов давления и других приборов. Оборудова-
558

ние должно иметь паспорта заводов-изготовителей, а КИП —
клейма или пломбы Государственного комитета СССР по стандар¬
там.
Перед пуском газа газопроводы промышленных и коммуналь¬
ных предприятий и отопительных котельных подвергают кон¬
трольной опрессовке воздухом давлением 1000 кгс/м2 (падение
давления не должно превышать 60 кгс/м2 за 1 ч), подземные и над¬
земные независимо от расчетного давления газа — давлением
2000 кгс/м2 (падение давления не должно превышать 10 кгс/м2
за 1 ч).
Если выявлена достаточная плотность газопровода (подклю¬
чаемого участка), то заглушку на вводе снимают и Горгаз по заявке
предприятия подключает участок к действующим газопроводам.
Пуск газа в газопроводы, ГРП и газовое оборудование газифициро¬
ванных объектов (газоопасная работа) разрешается осуществлять
специализированным бригадам Горгаза или специализирован¬
ным пусконаладочным организациям. Ввод в эксплуатацию нового
газового оборудования (пуск газа) па промышленном, коммуналь¬
ном или сельскохозяйственном предприятии производят в при¬
сутствии представителя Горгаза газовой службой предприятия
(при ее отсутствии — Горгазом). Для пуска и наладки особо
сложных агрегатов привлекаются специализированные органи¬
зации.
При заполнении газом газопроводы должны продуваться, для
того чтобы в газопроводах и оборудовании не остался воздух и не
могла образоваться взрывоопасная газовоздушная смесь. Как
правило, межцеховые газопроводы, ГРП и внутренние газопро¬
воды продувают раздельно, причем продувку разветвленной сети,
имеющей более 3 цехов, делают по схеме, утвержденной главным
инженером предприятия.
Газопроводы и оборудование ГРП продувают через свечи ГРП
или перемычку предохранительных сбросных клапанов, а вну¬
тренние газопроводы цехов — через свечи, установленные на кон¬
цах газопроводов, и свечи котлов и печей. Короткий участок на¬
ружного газопровода низкого давления как исключение может
быть продут за один прием с внутренним газопроводом.
Продувка газопроводов в топку и газоходы котлов и печей
категорически воспрещается. Перед продувкой все газопроводы,
арматура и оборудование должны быть тщательно осмотрены и
открыты для прохода газа, кроме запорных устройств перед го¬
релками, перед и после регуляторов и счетчиков. Чтобы газ при
продувке не мог проникнуть в помещения котельной, цехов, ГРП,
а также в подвалы и колодцы, необходимо проверить, закрыты ли
краны запальников, жидкостных манометров, штуцеров, выводных
трубок и т. д.
Продувку газопровода рекомендуется проводить при давлении
не более 500 кгс/м2, чтобы избежать больших скоростей газа, при
которых возможно образование искры от оставшихся в газопро-
559

воде кусочков металла, камня ит. п. Давление
газа регулируют запорным устройством в на¬
чале продуваемого участка. Продолжитель¬
ность продувки должна быть не менее 3—5 мин
(в зависимости от длины газопровода). Конец
продувки отдельных участков определяют отбо¬
ром пробы газа из выводных трубок, запальни¬
ков, штуцеров, наиболее удаленных по ходу
газа, и проверкой этой пробы при помощи га¬
зоанализаторов или огнем на отсутствие в газе
кислорода (содержание О2 должно быть не бо¬
лее 1%). Пробу отбирают вдвоем.
Конец продувки межцеховых газопроводов
определяют отбором пробы на анализ или под¬
жиганием газа на выходном конце специаль¬
ной свечи (рис. 11.1), ввертываемой в откры¬
тый конец муфты или крана выводных трубок
конденсатосборников, гидрозатворов, штуце¬
ров, кранов, имеющихся на газопроводе.
Свеча 1 на выходном конце имеет фланцы 2
с зажатой между ними огнепреградительной
латунной сеткой 3 (с ячейками 0<О,5 мм),
препятствующей проскоку пламени внутрь га¬
зопровода при наличии в нем газовоздушной
смеси.
Профилактические осмотры и ремонт газопроводов. Осмотры
и ремонт газопроводов и оборудования должны производиться
в установленные сроки.
Профилактическое обслуживание межцеховых газопроводов
сводится главным образом к обеспечению их плотности. Утечки
газа из подземных газопроводов возможны в местах их соединений
через трещины и неплотности в сварных швах, во фланцах и саль¬
никах запорных устройств, а также через свищи в трубах, образо¬
вавшиеся вследствие коррозии.
Профилактические осмотры подземных газопроводов путем
обхода трассы производят по графику, согласованному с местными
органами Госгортехнадзора.
Нельзя допускать загромождения трассы газопровода и осо¬
бенно его коверов и крышек колодцев песком, топливом, мусором
и т. д. При осмотре трассы газопровода необходимо:
1)	обращать внимание на появление темных пятен на снегу или
пузырьков на воде в лужах, на пожелтение травы; все это указы¬
вает на утечку газа;
2)	проверять коверы подземных устройств газопроводов, не до¬
пускать их повреждения и скопления в них грязи, льда, снега.
При этом следует проверять плотность кранов и пробок. Коверы
(стальные) изнутри и концы выводящих трубок должны регулярно
окрашиваться масляной краской;
560

3)	проверять отсутствие газа в контрольных (нюхательных)
трубках при помощи газоиндикаторов, а также отбором в резино¬
вую камеру пробы для ее химического анализа;
4)	проверять отсутствие газа в подвалах и других малодоступ¬
ных местах, во всех водопроводных, канализационных и телефон¬
ных колодцах, находящихся на расстоянии до 15 м по обе стороны
от газопроводов. Проверка ведется теми же способами, что и в кон¬
трольных трубках.
При обнаружении газа в каком-либо из сооружений должны
быть проверены дополнительно подвалы зданий и другие подзем¬
ные сооружения в радиусе 50 м от газопровода и при наличии газа
цзвещены об этом владельцы. Одновременно с проветриванием
сооружений и подвалов должны быть приняты неотложные меры
к выявлению и устранению утечек газа. Если загазованы подвалы
здания, то люди, находящиеся в нем, предупреждаются о недопу¬
стимости пользования открытым огнем, а при необходимости —
удаляются из здания.
Наличие газа в подвалах, коллекторах, шахтах, колодцах и
других подземных сооружениях проверяют только с помощью газо¬
анализаторов. Для проверки колодца, например, один из рабочих
ограждает место работы, устанавливая предупредительный знак
ла расстоянии не менее 5 м от колодца со стороны движения транс¬
порта, и не допускает посторонних лиц; другой отбирает пробу для
анализа в камеру или прибор, а затем анализирует ее, предвари¬
тельно вынув заборный шланг из колодца. Заборный шланг опу¬
скают на 0,8—1,0 м (примерного половины глубины колодца).
Спускаться в колодцы, коллекторы, шахты категорически запре¬
щается. Пробу можно анализировать непосредственно в подвалах
зданий газоанализаторами взрывозащищенного типа, а при их от¬
сутствии — путем отбора пробы в сосуд и ее анализа вне здания.
При нахождении в подвале, а также у колодцев, шахт, коллекто¬
ров и других сооружений курить и пользоваться открытым огнем
запрещается.
Проверку плотности соединений газопроводов, а также отыска¬
ние мест утечек газа на газопроводах, в колодцах и помещениях
производят только с помощью мыльной эмульсии. Пенообразую¬
щий раствор наносят кисточкой на проверяемые соединения, швы,
стыки, а места выхода газа обнаруживают по пузырькам пены. Для
приготовления мыльного раствора на 1 л воды требуется 50 г мыла.
При низких температурах в раствор добавляют немного поварен¬
ной соли.
Об обнаружении газа в колодцах, подвалах зданий и других
местах немедленно извещается лицо, ответственное за газовое хо¬
зяйство предприятия, а при его отсутствии — аварийная служба
Горгаза, запрещается пользование фгнем и прекращается доступ
посторонних лиц в опасные зоны. На средних и крупных пред¬
приятиях имеются газоспасательные станции с круглосуточным
дежурством, куда и следует сообщать об утечках газа.
19 Чепель В. М.	561

При снабжении влажным газом следует регулярно (не реже чем
через 10—15 дней) откачивать воду из конденсатосборников и
гидрозатворов, не допуская их переполнения.
Проверку подземных газопроводов на плотность, состояние за¬
щитных покрытий и наружной поверхности труб осуществляют
через каждые 5 лет. Для этого используют приборы, позволяющие
выявлять утечки газа и повреждения изоляции без вскрытия
грунта, а также шурфовой и буровой осмотры.
Для осмотра подземных газопроводов отрывают шурфы дли*
ной 1,5—2 м на каждый километр распределительного и на каждые
200 м дворового газопровода, а также в местах расположения
конденсатосборников, гидрозатворов, изолирующих фланцев нт. п.
Если длина газопровода менее 200 м, то отрывают не менее 1 шурфа.
Для проверки на плотность вдоль трассы газопровода пробури*
ваются скважины, наличие газа в которых определяют с помощью
газоанализаторов. Если скважины расположены более чем в 3 м от
зданий, колодцев, туннелей, коллекторов и других сооружений,
то разрешается применение огня. Скважины бурят через 3 м или
у стыков (при наличии схемы их расположения) на расстоянии
0,3—0,5 м от стенки газопровода. Скважины пробуривают на глу*
бину укладки газопровода, а зимой в случае промерзания грунта —
на всю высоту промерзшего грунта. В местах, где находятся кон*
трольные трубки, скважины не бурят. Допускается проверять газо*
проводы испытанием их на плотность постановкой под давление.
Профилактическое обслуживание надземных газопроводов
включает следующие мероприятия:
1)	ежедневный обход участка газопровода для проверки работы
водоотводчиков, дренажных труб, компенсаторов, арматуры, изме*
ригельных приборов и прочих устройств. При этом обращают вни*
мание на правильность положения задвижек и кранов (открыты,
закрыты) в соответствии с режимом работы газопровода, на давле*
ние газа в нем и отсутствие утечек в местах соединений, на чистоту
и наличие смазки в резьбовых соединениях задвижек, на плот*
ность сальников задвижек и кранов;
2)	тщательный осмотр газопровода и его устройств по графику
лицом, ответственным за газовое хозяйство предприятия или
назначенным им. При этом особое внимание должно быть обра¬
щено на проверку плотности газопровода в местах соединений и
арматуры, на правильность уклонов газопровода, отсутствие осев¬
ших опор, на состояние и исправную работу дренажной системы
газопровода, арматуры, приборов и других устройств, на состоя¬
ние тепловой изоляции и окраски газопровода и его устройств, на
исправное состояние лестниц, площадок, переходных мостиков и
их ограждений, предупредительных знаков и осветительных уст¬
ройств;
3)	проведение в установленные графиком сроки ремонтов газо¬
провода: устранение неплотностей во фланцевых соединениях, за¬
варка трещин; очистка, ремонт или замена арматуры и КИП; ре«
562

монт паро- и конденсатопроводов и их арматуры; восстановление
разрушенной окраски и изоляции газопровода и его устройств;
окраска металлических частей опор, лестниц, площадок и их огра¬
ждений с предварительной очисткой от ржавчины; восстановле¬
ние разрушенных или осевших фундаментов опор. Планово-пре¬
дупредительные ремонты проводят не реже 1 раза в год, лучше
в летнее время.
Ремонт газопроводов. Обнаруженные при осмотрах и провер¬
ках газопровода неисправности должны немедленно устраняться
по указанию или под руководством лица, ответственного за газо¬
вое хозяйство предприятия. Утечки газа через пробки и краны га¬
зопроводов устраняют подтяжкой пробок и сальников. Если под¬
тяжкой сальников утечка не ликвидируется, нужно добавить на¬
бивку или заменить ее новой.
Утечку газа через сварной шов стального газопровода устра¬
няют вырезкой поврежденной части и вваркой нового отрезка
трубы (катушки) длиной не менее 0,2 м, а в пучинистых грунтах не
менее 0,4 м. Эту работу производят после отключения поврежден¬
ного участка газопровода запорным устройством, установки после
него заглушки и продувки отключенного газопровода инертным
газом (азотом или углекислым газом). Конец продувки определяют
по анализу пробы газа. Продувку участка осуществляют через
штуцер, который вваривают в заглушку, чтобы не ослаблять газо¬
провод. Этот же штуцер используют для проверки газопровода на
плотность. Сварные стыки катушки, вваренной в газопровод,
проверяют физическими методами контроля.
Ликвидировать утечку газа временно без отключения газопро¬
вода можно так. Место утечки газа закрывают резиновой лен¬
той и обжимают стальным хомутом. Хомут стягивают болтами.
После проверки (обмыливанием) отсутствия утечки хомут прива¬
ривают к газопроводу, срезают уголки с болтами и сверху наде¬
вают стальную муфту (рис. 2.4), состоящую из 2 половин (ширина
муфты в 3 раза больше, чем хомута), затем половинки муфты сва¬
ривают. После этого концы муфты подогревают и обсаживают, а за¬
тем приваривают к газопроводу. В последующем при возможности
отключения газопровода поврежденный участок должен быть выре¬
зан и заменен новым отрезком трубы, как указано выше.
Утечки газа между фланцами и через сальники задвижек устра¬
няют осторожной подтяжкой их болтов крест-накрест. Если этим
не удастся ликвидировать утечку, следует поставить новые про¬
кладки, а в сальниках добавить или сменить набивку.
Поврежденный коррозией участок газопровода заменяют новым
и принимают необходимые меры для защиты газопровода от кор¬
розии.
Газовую резку и сварку на действующем газопроводе при его
ремонте и присоединении нового участка производят при давлении
раза в нем 40—150 кгс/м2. Это давление должно поддерживаться и
контролироваться в течение всего времени проведения работ. Если
19*
563

поддерживать давление в указанных пределах невозможно, сле¬
дует надежно отключить данный участок газопровода, тщательно
продуть его воздухом или инертным газом и сделать анализ на от¬
сутствие в нем горючего газа. На городских газопроводах при не¬
возможности снизить давление до 150 кгс/м2 врезку допускается
производить без снижения давления, но с применением специаль¬
ных приспособлений, исключающих выход газа наружу.
При подсоединении участка к действующему газопроводу дав¬
ление газа в нем должно быть снижено до 40—150 кгс/м2. Если
снижение давления до указанных пределов невозможно, следует
надежно отключить данный участок газопровода и тщательно про¬
дуть воздухом или инертным газом, проверяя анализом отсутствие
в нем горючего газа. Уменьшение давления ниже 40 кгс/м2 не до¬
пускается.
Первая по ходу задвижка на ответвлении предприятия ремон¬
тируется Горгазом.
Замерзшие участки наружных газопроводов должны отогре¬
ваться горячим песком, паром или с помощью специальных элек¬
тронагревателей. Применение огня для разогрева газопровода раз¬
решается только по специальным инструкциям с принятием мер
пожарной безопасности. Отогрев газопроводов огнем в помеще¬
ниях категорически запрещается.
От нафталиновых и ледяных пробок газопроводы очищают вве¬
дением тетралина, ксилола или спиртных отходов, а также вну¬
тренним пропариванием и механической прочисткой проволокой,
густо смазанной тавотом.
11.3. Обслуживание ГРП (ГРУ)
Включение ГРП (ГРУ). После кратковременного перерыва
в работе (на ночь или выходные дни) ГРП (ГРУ) необходимо вклю¬
чать в следующем порядке.
1.	При входе в помещение ГРП убедиться, что оно не загазо¬
вано, и обязательно проветрить его открытием двери или окон;
проверить работу вентиляционных устройств.
2.	Проверить состояние и положение запорных устройств
ГРП (ГРУ). Все запорные устройства (кроме запорных устройств
после регулятора, до и после счетчиков, а также на продувочном
трубопроводе после регулятора) должны быть закрыты.
3.	Открыть крапы перед манометрами на вводе и после регу«
лятора.
4.	Осторожно открыть задвижку на вводе в ГРП (ГРУ) и про¬
верить наличие давления газа, достаточного для работы.
5.	Проверить осмотром исправность регулятора. У регулято¬
ров РД-32М и -50М проверяют ослабление регулировочной пру¬
жины, открытие крана на импульсной трубке, у пилотных регуля¬
торов— ослабление пружины пилота (регулировочный винт пи-
664

лота должен быть вывернут) и открытие кранов на импульсных
трубках.
6.	Осмотреть ПЗК, при помощи рычага поднять его тарелку и
закрепить в этом положении защелкой. Ударный молоточек пока
не устанавливать, так как зацепление его с рычагом мембраны
без давления газа под ней невозможно. Проверить, чтобы краны на
байпасе и импульсной трубке были закрыты. Если в ГРП установ-
лен клапан ПКК-40МС, то следует немного вывернуть пусковую
пробку и, выждав несколько секунд, завернуть'ее обратно.
7.	При наличии жидкостного сбросного клапана убедиться, что
он залит водой до установленного уровня.
8.	Открыть запорные устройства до и после счетчиков (есди
были закрыты) и очень медленно, наблюдая за показаниями мано,-
метра после регулятора, открыть запорное устройство перед ним,
9.	Убедившись в устойчивой работе регулятора, поднять удар¬
ный молоточек ПЗК, зацепить его с рычагом мембраны, до этого
открыв кран на импульсной трубке ПЗК.
10.	Убедившись, что газ поступает к потребителям (или через
их продувочные трубопроводы), закрыть продувочный трубопро¬
вод ГРП и перед уходом выключить водяные и ртутные манометры,
так как в случае неисправности регулятора жидкость из манометра
может быть выброшена, а помещение ГРП загазовано.
Первичный пуск ГРП (ГРУ) производят после испытания его
трубопроводов и оборудования приемочной комиссией и подписа¬
ния акта приемки, а также после контрольной опрессовки ц про¬
дувки газопровода перед ГРП (ГРУ).
При подготовке к первичному пуску также проверяют состоя¬
ние помещения и всего газового оборудования ГРП (ГРУ), как
это изложено выше (п. 1, 3, 5—7).
ПЗК настраивают на срабатывание при максимальном и мини¬
мальном давлениях, указанных в эксплуатационной инструкций.
Жидкостный сбросной клапан заполняют жидкостью до установ¬
ленного уровня. Затем осторожно открывают запорное устройство
на вводе, на 20—30 с приоткрывают запорное’ устройство на бай¬
пасе ГРП и производят продувку при давлении газа, допускаемом
инструкцией для данного регулятора. После этого включают в ра¬
боту регулятор (п. 8) и устанавливают натяжением регулировоч¬
ной пружины или пилотом необходимое выходное давление.
Убедившись в исправной работе регулятора,'поднимают удар¬
ный молоточек ПЗК и открывают кран на импульсной трубке
к нему. Если установлен клапан ПКК-40МС,.то включают его от¬
крытием и последующим закрытием пусковой пробки. По оконча¬
нии настройки регулятора счетчики и их обводные трубопроводы
продувают совместно с газопроводами от ГРП к агрегатам: сна¬
чала »по обводным трубопроводам счетчиков в течение 3—5 мин,
а затем через счетчики 1—2 мин. Для включения счетчиков мед¬
ленно открывают запорное устройство после них, затем перед ними
ц закрывают запорное устройство на обводном трубопроводе.
566

При наличии расхода газа через продувочные трубопроводы
потребителей, включив счетчики, закрывают крап на продувочном
трубопроводе ГРП. При наличии жидкостного сбросного клапана
открывают кран перед ним и проверяют его работу подъемом дав¬
ления газа после регулятора до необходимого для его «срабаты¬
вания». Последнее определяется по звуку барботирующего через
жидкость газа. Аналогично проверяют настройку пружинного
сбросного клапана.
После включения ГРП (ГРУ) в работу необходимо проверить
плотность всех соединений мыльным раствором и обнаруженные
утечки немедленно устранить.
Обслуживание ГРП (ГРУ) во время работы. Принимая смену,
лицо, обслуживающее ГРП (ГРУ), должно:
1)	убедиться, что в помещении ГРП нет запаха газа, хорошо его
проветрить и проверить работу вентиляционных устройств и ото¬
пления помещения. Температура в ГРП зимой должна быть
не ниже 5° С;
2)	проверить состояние и положение запорных устройств.
Они не должны пропускать газ в сальниках и фланцах и должны
находиться в положении, соответствующем режиму работы ГРП
(ГРУ);
3)	проверить состояние и работу фильтра, ПЭК, регулятора,
сбросного клапана, счетчиков; убедиться, что в соединениях
приборов нет утечки газа; проверить давление газа по манометру
на входе и выходе из ГРП (ГРУ) — оно должно соответствовать
указанному в инструкции.
О всех замеченных недостатках следует немедленно сообщить
лицу, ответственному за газовое хозяйство. В ГРП нельзя входить
с огнем или горящей папиросой, а также допускать в него посто¬
ронних лиц. В течение смены необходимо вести учет работы ГРП
(ГРУ), своевременно записывать в сменный журнал замеченные
неисправности и перебои в его работе, время пуска и остановки,
а также ежечасные показания счетчика и манометров на входе
и выходе из ГРП (ГРУ)>. Уходя из помещения ГРП, следует вы¬
ключить жидкостные манометры и закрыть помещение на ключ.
Для перевода ГРП (ГРУ) на работу через обводную линию на
время ремонта или ревизии регулятора, ПЗК или фильтра следует:
1)	предупредить об этом дежурных операторов;
2)	осторожно вывести из- зацепления молоточек ПЗК и закрыть
кран на его импульсной линии;
3)	медленно и осторожно, следя за показаниями манометра,
приоткрыть запорное устройство на обводной линии и поднять
давление газа на выходе из ГРП (ГРУ) на 10—20 кгс/м2 выше
установленного режима (на среднем давлении — 10—20 мм рт. ст.);
4)	медленно закрыть запорное устройство перед регулятором,
наблюдая за показаниями манометра. Если давление снижается,
приоткрыть запорное устройство на обводной линии, с тем чтобы
давление поддерживалось постоянным на заданном уровне. Если
666

в ГРП (ГРУ) установлен регулятор с пилотным управлением,
то сначала медленно вывернуть до отказа регулировочный винт
пилота (против часовой стрелки), а затем закрыть запорное уст¬
ройство перед регулятором;
5)	когда запорное устройство перед регулятором будет пол¬
ностью закрыто, с помощью запорного устройства на обводной
линии снизить давление за ГРП (ГРУ) на 10—20 кгс/м2 (на сред¬
нем давлении — 10—20 мм рт. ст.) и затем регулировать его по
показаниям манометра. Если на обводной линии имеется 2 запор¬
ных устройства, то первым по ходу газа производится частичное
(грубое) снижение давления газа, а вторым — более точная регу¬
лировка;
6)	отключить ПЗК;
7)	закрыть запорное устройство после регулятора.
Для длительной (более 7 дней) работы ГРП (ГРУ) на обводной
линии (при выключенном регуляторе) необходимо специальное
разрешение органов Госгортехнадзора.
Для перевода ГРП (ГРУ) с обводной линии на работу через
регулятор необходимо:
Г)	проверить настройку ПЗК на срабатывание и поднять его
валорный орган;
2)	предупредить дежурных операторов о переводе ГРП на
работу через регулятор;
3)	осмотреть регулятор, убедиться в его исправности и откры¬
тии кранов на импульсных линиях (регулировочный винт пилота
регулятора должен быть вывернут);
4)	открыть запорное устройство за регулятором;
5)	снизить давление газа на выходе из ГРП (ГРУ) медленным
прикрытием запорного устройства на байпасе на 10—20 кгс/м^
при низком давлении и на 10—20 мм рт. ст. при среднем;
6)	очень медленно открыть запорное устройство перед регу¬
лятором, наблюдая за показаниями манометра за регулятором;
7)	установить необходимое давление газа ввертыванием регу¬
лировочной пружины регулятора или его пилота;
8)	медленно закрыть запорное устройство на обводной линии;
9)	убедиться, что регулятор работает устойчиво, открыть кран
на импульсной линии ПЗК и зацепить ударный молоточек с рыча¬
гом мембраны.
При отключении ГРП {ГРУ) из-за срабатывания ПЗК, которое
может быть вызвано повреждением регулятора, сотрясением иля
толчком, неправильной настройкой ПЗК, прекращением подачи
газа или понижением его давления на входе в ГРП (ГРУ) и резким
отключением потребителей, следует.
1)	убедиться, что рабочие и контрольные запорные устройства
перед горелками и запальниками закрыты, а краны на трубопро¬
водах безопасности и продувочном открыты;
2)	закрыть запорное устройство перед регулятором;
3)	вывернуть регулировочный винт регулятора;
5G7

4)	выяснить и устранить причину срабатывания ПЗК и, если
имеется достаточное давление газа на вводе в ГРП (ГРУ), открыть
обводную линию на корпусе закрытого ПЗК, поднять тарелку
клапана, после чего закрыть обводную линию; если установлен
клапан ПКК-40МС, то ввести его в действие, открыв и затем закрыв
пусковую кнопку;
5)	медленно и плавно открыть запорное устройство перед
регулятором, наблюдая за давлением газа после него, и отрегули¬
ровать необходимое давление регулировочным винтом или пилотом;
6)	открыть кран на импульсной линии ПЗК, зацепить ударный
молоточек и, убедившись в устойчивой работе ГРП (ГРУ), при¬
ступить к пуску горелок.
Выключение ГРП (ГРУ). Для выключения ГРП (ГРУ) следует:
1)	осторожно вывести из зацепления молоточек ПЗК и закрыть
кран на его импульсной линии;
2)	закрыть-запорное устройство на вводе в ГРП (ГРУ) и убе¬
диться в понижении давления газа на входе до нуля;
3)	закрыть запорное устройство перед регулятором, ослабить
регулировочную пружину в регуляторах типа РД-ЗМ и -50М,
в пилотных регуляторах вывернуть до отказа винт пилота;
4)	опустить тарелку ПЗК;
5)	выключить манометры и открыть крап на свечу после регу¬
лятора;
6)	если ГРП (ГРУ) работал на байпасной линии, закрыть за¬
движки на вводе и затем на байпасной линии.
При выключении ГРП (ГРУ) и подключении сбросного клапана
к газопроводу после счетчиков запорное устройство за регулято¬
ром допускается оставлять открытым, чтобы предупредить воз¬
можность разрыва мембраны регулятора (если она не имеет встро¬
енного предохранительного клапана) или пилота повышенным
давлением газа в случае его пропуска золотником регулятора
и запорным устройством перед ним.
Профилактическое обслуживание и ремонт ГРП (ГРУ). Пла¬
новую, проверку состояния оборудования ГРП (ГРУ) производят
под руководством ИТР в следующие сроки: при пружинных ре¬
гуляторах — 4 раза в год, при регуляторах непрямого действия
и пилотных — 6 раз в год.
Профилактику ГРП (ГРУ) производят повседневно: обслужи¬
вающий персонал принимает оборудование по смене и наблюдает
за его работой; лицо, ответственное за газовое хозяйство, еже¬
дневно посещает ГРП и ежемесячно проверяет работу оборудо¬
вания; проводится также испытание работы оборудования и его
ремонт в установленные графиком сроки.
При профилактическом обслуживании ГРП (ГРУ) необходимо:
1)	наблюдать за исправной работой регулятора, его чистотой,
смазкой трущихся частей, плотностью мембран, импульсных
и дыхательных трубок, сальников запорных устройств и т. д.;
не допускать пересыхания кожи мембраны регулятора, периоди-
Б68

чески втирать в нее смазку из 5О?о касторового и 50% вазелино¬
вого масла. Все части регулятора при его разборке следует очи¬
стить от грязи и пыли, изношенные втулки и пальцы сочленений
рычагов заменить и хорошо смазать, проверить плотность приле¬
гания золотника к седлу и, если нужно, притереть его. Осмотреть
мембрану, очистить ее от пыли и грязи и, если она изготовлена
из кожи, просушить и прожировать в указанной выше смазке
в течение суток; смазку подогреть до 40—50° С и обязательно хо¬
рошо промять кожу, втирая в нее смазку. Импульсные и дыхатель¬
ные трубки регулятора должны быть очищены внутри и продуты
воздухом;
2)	наблюдать за исправной работой ПЗК, не реже 1 раза
в месяц проверять его «на срабатывание» с записью о произве¬
денной проверке в журнале профилактических осмотров и ре¬
монта. Поддерживать ПЗК в чистоте, своевременно смазывать
трущиеся части и мембрану головки (если она кожаная). Не до¬
пускать пропуска газа через неплотности в сальниках, фланцах,
импульсной трубке, кранах. Подъем и опускание золотника
должны происходить без заеданий. Не менее 1 раза в год произ¬
водить внутренний осмотр клапана с очисткой его деталей, смаз¬
кой, заменой набивки сальника на оси рычага клапана и проверкой
плотности закрытия золотника. Проверять также плотность за¬
крытия байпаса, крана импульсной трубки, чистоту трубки внутри
и состояние мембраны и рычагов в головке клапана;
3)	наблюдать за степенью засоренности фильтра, проверяя
ее по перепаду давления при помощи дифманометра; следить за
отсутствием утечки газа в дифманометре, который должен вклю¬
чаться только при проверке сопротивления фильтра; проверять
внутреннее состояние фильтра при возрастании перепада давле¬
ния, а следовательно, и засоренности фильтра, но не реже 4 раз
в год. При этом необходимо очистить корпус от пыли и ржавчины,
прочистить сетчатый патрон (в сетчатом фильтре) пли заменить
кассету (в кассетном фильтре) новой (можно очистить заполнение
старой кассеты от пыли и других отложений промывкой ксилолом
и смазать висциновым или другим вязким и устойчивым маслом);
4)	наблюдать за состоянием запорных устройств (за их чисто¬
той, смазкой, состоянием сальников, легкостью хода, плотностью
закрытия и отсутствием утечки газа); не менее 1 раза в год раз¬
бирать задвижки, очищать их части от грязи, промывать кероси¬
ном; проверять состояние запорных поверхностей, уплотнитель¬
ных колец, распорных клиньев и добиваться плотного закрытия
их с помощью притирки и шабровки поверхностей дисков; не¬
обходимо также проверять состояние шпинделя и гайки;
5)	наблюдать за исправной работой и своевременной смазкой
механизмов счетчиков, а также за исправным состоянием и рабо¬
той манометров и других КИП; последние не реже 1 раза в год
проверять в органах Государственного комитета СССР по стан¬
дартам;
B6S

6)	наблюдать за исправной работой пружинных или жидкост¬
ных сбросных клапанов, за постоянным наличием в последних
жидкости на заданном уровне;
7)	наблюдать за работой устройств вентиляции и отопления,
взрывоопасного освещения, а также за состоянием воздуха в ГРП;
■не реже 2 раз в месяц при профилактическом осмотре отбирать
пробу воздуха для проверки ее на содержание горючих компо¬
нентов и проверять мыльным раствором плотность всех соедине¬
ний газопроводов ГРП и ГРУ.
Ремонтные работы в помещении ГРП относятся к газоопасным
и производятся 2 рабочими под наблюдением лица из числа ИТР,
а также 1 рабочего, находящегося снаружи. Работы следует вы¬
полнять только исправным и взрывобезопасным инструментом
с применением взрывобезопасного освещения и при необходимости
противогазов. При демонтаже или вскрытии оборудования не¬
обходимо установить заглушки, отделяющие ремонтируемый
участок.
Сварка в помещении ГРП допускается по разрешению лица,
ответственного за газовое хозяйство предприятия, после проверки
чистоты воздуха химическим анализом. Применение сварки на
газопроводах ГРП допустимо только после отключения его за¬
порным устройством на вводе, установки заглушки и продувки
газопроводов инертным газом (азотом, углекислым газом.) с по¬
следующим анализом пробы газа.
11.4. Обслуживание газового оборудования
агрегатов
Подготовка к пуску и пуск агрегатов. Первичный пуск котлов,
печей и других тепловых агрегатов на газе производят после
испытания их газового оборудования приемочной комиссией
и подписания ею акта приемки, а также после контрольной опрес¬
совки газопроводов. Внутренние газопроводы продувают газом
через продувочные трубопроводы от наиболее удаленных от ввода
участков или от отводов к агрегату.
Газифицированные агрегаты после временного перерыва в их
работе (на ночь или выходной день) необходимо включать в сле¬
дующем порядке.
1.	До входа в помещение котельной (цеха) убедиться, что
в нем нет запаха газа, и проветрить его открытием дверей и окон
и с помощью вентиляционных устройств.. Во встроенных котель¬
ных только после этого можно включить освещение котельной.
Если котельная оборудована лампами взрывобезопасного испол¬
нения или лампами «кососвет», освещающими помещение снаружи
через окна, то включить их можно сразу при входе в помещение.
При наличии в помещении котельной (цеха) запаха газа рас¬
топку агрегатов производить нельзя; необходимо сообщить об
670

этом лицу, ответственному за газовое хозяйство предприятия,
проветрить помещение и не допускать в него посторонних людей.
2.	Просмотреть сменный журнал котельной (цеха), убедиться,
что в нем нет записей предыдущей смены или администрации
предприятия, запрещающих работу или предупреждающих о не¬
исправности оборудования.
3.	Открыть шибер за котлом (печью) и дверцы на фронте топок
для вентиляции газоходов и топки и по тягомеру проверить нали¬
чие достаточного разрежения в топке и за агрегатом. При отсут¬
ствии тягомеров в наличии тяги можно убедиться, если поднести
к отверстиям топки листок тонкой бумаги или платок. Агрегат
проветривают не менее 10—15 мин, чтобы удалить из топки и га¬
зоходов то небольшое количество газа, которое могло в них про¬
никнуть через неплотности запорных устройств. С помощью дымо¬
соса вентиляцию производят в течение 3—5 мин. Особенно тща¬
тельно следует вентилировать печи и сушила с выносными топ¬
ками и с рециркуляцией продуктов горения. При этом необхо¬
димо полностью открыть шиберы в газоходах и отверстия для
входа вторичного воздуха — гляделки, окна розжига и др.
Во время вентиляции и розжига запорные устройства на рецир¬
куляционных линиях должны быть закрыты. Разрежение в печах
и супгилах обычно поддерживают не менее 1—1,5 кгс/м2.
4.	Осмотреть состояние горелок, запорных устройств и обо¬
рудования, установленных на газопроводе, и сам газопровод
от горелок до запорного устройства на вводе (все краны и за¬
движки, кроме кранов на трубопроводе безопасности, если он
имеется, должны быть закрыты). При наличии водяного охлажде¬
ния головок горелок пустить через них воду.
5.	Если котельная (цех) снабжается газом из газопроводов
низкого давления, следует медленно открыть задвижку на вводе
и проверить по манометру наличие достаточного для работы го¬
релок давления газа. При подаче газа через местный ГРП (ГРУ)
наличие и давление его проверяют на выходе из ГРП (ГРУ).
6.	Если на агрегате установлены горелки с принудительной
подачей воздуха, пустить вентилятор и открыть воздушные за¬
слонки у горелок для лучшей вентиляции топки. У инжекцион¬
ных горелок для этой цели открыть воздушные шайбы.
7.	Продуть газопровод через продувочный трубопровод 5
(рис. 11.2) у включаемого агрегата в течение 3—5 мин.
8.	Если перед горелками последовательно установлены 2 за¬
порных устройства 3 и 1, а на трубопроводе безопасности 2 имеется
штуцер, к которому подсоединен жидкостный манометр, то появ¬
ляется возможность проверки герметичности основных запорных
устройств агрегата. Эту проверку производят в следующем по¬
рядке:
—	для проверки герметичности клапана-отсекателя открывают
общее запорное устройство агрегата и контрольное на отводе
к горелке. Если клапан-отсекатель негерметичен, то манометр
571

покажет увеличение давления. До проверки общего на агрегат,
контрольного и рабочего запорных устройств следует открыть
а втом этический к л а п а и -отсе к ате л ь;
—	для проверки запорного устройства агрегата закрывают
все запорные устройства, кроме контрольного. Если общее за¬
порное устройство негерметнчно, то манометр покажет увеличение
давления;
—	для проверки контрольного устройства закрывают все за¬
порные устройства. Общее запорное устройство агрегата па ко¬
роткое время открывают, в результате чего за ним устанавливается
такое же давление газа, как и в коллекторе. Если контрольное
устройство негерметично, то манометр покажет увеличение
давления;
—	для проверки рабочего устройства ставят под давление
участок газопровода перед ним, а затем закрывают все запорные
устройства. Если рабочее устройство негерметично, то манометр
покажет уменьшение давления.
Указанная методика проверки герметичности не может дать
точного представления о плотности системы, однако она позво¬
ляет в короткое время без демонтажа арматуры установить её
примерное состояние и возможность дальнейшего использования.
При неплотных запорных устройствах розжиг горелок вос¬
прещается.
9.	Через штуцер для запальника 4 отобрать пробу газа на хи¬
мический анализ или в стакан для опробования огнем «на хлопок»,
Продувка газопроводов и взятие пробы газа не обязательны после
кратковременного перерыва в работе агрегата, если в газопроводе
во время перерыва постоянно поддерживалось избыточное давле¬
ние газа не менее 40 кгс/м2.
10.	Убедившись, что запорные устройства плотны и что в га¬
572

зопроводе идет чистый (без воздуха) газ, установить разрежение
в топке в соответствии с инструкцией, зажечь запальник, закрыть
у горелки воздушную заслонку (если она имеется) и ввести за¬
пальник в топку. При использовании горелок ИГК закрывать
воздушную заслонку не надо.
11.	Закрыть кран на трубопроводе безопасности, открыть
полностью контрольное запорное устройство и затем, убедившись,
что запальник не погао, медленно приоткрыть рабочее запорное
устройство, пуская газ в горелку. Когда он загорится желтым
светящимся пламенем, немного увеличить подачу газа, наблюдая
за его давлением по манометру, и начать подавать в горелку пер¬
вичный воздух, медленно открывая воздушную заслонку. Если
факел устойчив, запальник вынуть из топки. Затем снова увели¬
чить подачу газа, а за ним подачу воздуха и, продолжая пооче¬
редно увеличивать давление газа и воздуха, отрегулировать ра¬
боту горелки по цвету пламени на полное сгорание газа и устой¬
чивый спокойный факел. Если на агрегате установлены инжек¬
ционные горелки ИГК или БИГ, то их регулируют только измене¬
нием давления газа.
12.	Закрыть кран на продувочном трубопроводе и аналогич¬
ным образом зажечь другие горелки, после чего запальник по¬
гасить. При погасании запальника во время зажигания горелки
надо быстро закрыть рабочее запорное устройство и кран запаль¬
ника, вынуть последний из топки и снова провентилировать се
в течение 10—15 мин. Если запальник снова погаснет, следует
в момент зажигания убавить разрежение в топке.
13.	Закончить продувку газопровода и закрыть кран на про¬
дувочном трубопроводе можно и раньше, если есть уверенность
в поступлении чистого газа. При наличии местного ГРП (ГРУ)
нельзя прекращать продувку, пока не будет пущена хотя бы одна
горелка или зажжен запальник. •
Первые 10—15 мин горелки работают на минимальном давле¬
нии газа, указанном в инструкции. После разогрева керамических
стабилизаторов (горка, туннель и т. д.) можно повышать их
тепловую мощность. При Этом, наблюдая за показаниями тяго¬
мера, следует поддерживать в топке разрежение в соответствии
с инструкцией.
При использовании горелок, имеющих стабилизаторы в виде
тел плохообтекаемой формы (например, горелок ИГК), режимы
форсировок определяются технологическими характеристиками
агрегата, например особенностями циркуляции воды в котлах,
температурным напряжением в кладке или каркасе и т. д.
Более 60% несчастных случаев при эксплуатации газифици¬
рованных котлов и печей приходится на время розжига горелок,
поэтому к подготовке агрегата к пуску и розжигу горелок следует
относиться с большим вниманием.
Горючие газы (кроме сжиженных пропан-бутановых смесей
и некоторых попутных газов) легче воздуха и, выходя из горелки,
673

отклоняются вверх. Поэтому при поджигании за стабилизатором
газовоздушной смеси, которая вытекает из горелок, имеющих
устройства для регулирования первичного воздуха, отверстия для
ввода запальника следует располагать над горелкой или сбоку,
но не ниже ее горизонтальной оси (рис. 11.3, а). Расположение
запального пламени под горелкой (рис. 11.3, б) может привести
к запаздыванию зажигания газа, выходящего из нее, и заполнению
топки взрывоопасной газовоздушной смесью. Если пламя запаль¬
ника вводится непосредственно в стабилизирующий туннель,
то его расположение может быть любым (рис. 11.3, в).
Запальник вводят в запальное отверстие таким образом,
чтобы его устье отстояло от края потока газовоздушной смеси
основной горелки на 100—200 мм. В поток газовоздушной смеси
основной горелки должна входить только вторая половина за«
пального пламени, а корень (у устья запальника) следует защи*
щать от срыва, удаляя его от основного потока смеси.
Розжиг инжекционных горелок типа БИГ осуществляют,
вводя горящий запальник через один из нижних смесителей
(рис. 11.3, г).
Наибольшая надежность розжига обеспечивается при компо-
новке горелки 1 со стационарным запальным устройством 2,
При розжиге многофакельных, подовых, форкамерных и дру*
гих горелок, располагаемых на поду топки, запальник подводят
к горелке, как правило, сверху.
674

Первичный пуск котлов и печей и подготовку к нему произ¬
водят в таком же порядке, как и после временного перерыва,
включение автоматики в работу определяется инструкцией.
Если агрегаты, работающие на разных видах топлива, имеют
общий боров, пуск их на газовом топливе должен производиться
при неработающих других агрегатах. Когда агрегаты, исполь¬
зующие другие виды топлива, находятся в работе и не мбгут быть
остановлены, необходимые мероприятия безопасности при пуске
агрегатов на газовом топливе устанавливаются в каждом случае
по согласованию с органами Госгортехнадзора. К таким меро¬
приятиям могут относиться:
а)	устройство временных обводных боровов, если по местным
условиям имеется возможность подключить их к другой дымовой
трубе или использовать дымосос;
6)	устройство рассечек и искрогасителей в боровах;
в)	снижение форсировки действующих агрегатов и временное
прекращение подачи воздуха под колосниковые решетки;
г)	временное прекращение подачи твердого топлива и его
шуровки на колосниковой решетке;
д)	тщательная проверка отсутствия загазованности газоходов
подключаемых котлов и состояния арматуры на газопроводах;
е)	обязательное присутствие при розжиге агрегатов на газо¬
вом топливе лица, ответственного за газовое хозяйство.
Обслуживание агрегатов. Оператор, обслуживающий котел
или печь, обязан явиться на работу за 10—20 мин до начала
смены для ознакомления с состоянием оборудования и вспомога¬
тельных устройств, просмотра записей в сменном журнале и
приемки смены.
Обслуживая тепловые агрегаты, следует руководствоваться
требованиями эксплуатационных инструкций и режимных карт.
Производительность агрегатов, оборудованных несколькими
горелками, можно регулировать, изменяя тепловую мощность
всех или количество работающих горелок. При этом следует иметь
в виду, что равномерное изменение тепловой мощности всех горе¬
лок, установленных на агрегате, позволяет хотя бы приближенно
поддерживать оптимальные условия его работы. Включение или
выключение отдельных горелок может привести к неравномерному
распределению тепловых потоков в топке и газоходах, к так на¬
зываемым тепловым перекосам и к перегреву выключенных горе¬
лок (исключение составляют агрегаты, рассчитанные на измене¬
ние тепловой мощности отключением части горелок, например
котлы ПТВМ, печи, в которых регулирование температуры ве¬
дется по зонам, и т. п.). Изменение тепловой мощности горелок
должно укладываться в допустимый диапазон их устойчивой ра¬
боты в соответствии с паспортами или режимными картами.
При выборе режимов работы агрегата и отдельных горелок сле¬
дует также иметь в виду, что, как правило, горелка может пока¬
зать наилучшие результаты на нагрузках, близких к номинальным.
575

При тепловом перекосе возможна авария с котлом из-за нару¬
шения плотности швов, вальцовки труб, а также неправильной
циркуляции и изменения уровня соды в нем. По этой же причине
нельзя допускать, например, работы двухжаротрубного котла на
одной жаровой трубе; в случае необходимости сокращения на¬
грузки котла следует уменьшить тепловую мощность горелок.
Изменяя тепловую мощность горелок, установленных на агре¬
гатах, в топках которых должно поддерживаться разрежение,
необходимо следить за его значением и регулировать его направ¬
ляющим устройством дымососа, а при отсутствии такового — ши¬
бером. Нельзя допускать работу топки без разрежения или с про¬
тиводавлением, когда продукты горения прорываются в помеще¬
ние через отверстия в кладке. Только в специальных котлах
и печах, рассчитанных на противодавление в топке, может быть
допущено такое сжигание газа. Также недопустимо работать при
слишком большом разрежении, которое способствует отрыву
пламени от горелок, повышению потерь теплоты с уходящими
газами, а также созданию в печах окислительной атмосферы
и снижению в них температуры.
Нельзя допускать работу котлов с большой перегрузкой или,
наоборот, слабо нагруженных. Это ведет к снижению их кпд
и перерасходу топлива. Нагрузку котельной (по давлению пара,
количеству его или температуре воды) следует регулировать изме¬
нением производительности не всех, а 1—2 котлов, которые
должны обслуживаться наиболее квалифицированным персона¬
лом. Остальные котлы должны работать по возможности на по¬
стоянных оптимальных режимах. При остановке котлов (в ре¬
зерв, на ремонт и т. д.) через 5—10 мин после прекращения горе¬
ния необходимо закрыть их шиберы во избежание уменьшения
разрежения у работающих котлов.
Отключение агрегатов. Отключение на короткое время необ¬
ходимо производить в следующем порядке.
1.	Снизить давление газа перед горелками до минимального,
допускаемого по инструкции, поочередным уменьшением подачи
воздуха и газа, затем быстро закрыть воздушную заслонку и ра¬
бочее запорное устройство горелки. На горелках с принудитель¬
ной подачей воздуха после уменьшения их нагрузки до минималь¬
ной допускается сразу закрыть подачу газа, а затем уже воздуха.
Если такие горелки имеют длинные смесительные трубопроводы,
то безопаснее останавливать их по первому способу. Диффузион¬
ные горелки (например, подовые и вертикально-щелевые), инжек¬
ционные типа ИГК, БИГ и некоторые другие можно выключать
без поочередного снижения давления воздуха и газа, сразу за¬
крывая газовое запорное устройство, а затем, если это необходимо,
перекрывая подачу воздуха. У горелок ИГК воздушную заслонку
при выключении горелки закрывать не следует во избежание
перегрева металлических стабилизирующих пластин и стержней,
у горелок БИГ воздушная заслонка вообще отсутствует.
576

2.	Проверить, прекратилось ли горение газа у горелок. Про¬
должение горения указывает на неплотность рабочего запорного
устройства. В таком случае следует вновь открыть это запорное
устройство, отрегулировать работу горел к-и на минимально^
давлении газа, вызвать ответственного за газовое хозяйство и
действовать по его указаниям. Если ответственного лица нет;
а агрегат необходимо остановить, сразу после закрытия рабочего
запорного устройства закрывают контрольное и открывают кран
трубопровода безопасности. В сменном журнале делается запись
о том, что рабочее запорное устройство пропускает газ. На за¬
движке (кране) нужно укрепить лист бумаги с надписью: «За¬
движка (кран) пропускает».
3.	После закрытия рабочего и контрольного запорных уст¬
ройств и открытия крана на трубопроводе безопасности нужно
закрыть краны к запальнику, к горелке постоянного огня (при
наличии ее), а также к манометрам, указывающим давление газа
и воздуха перед горелками.
4.	У горелок с принудительной подачей воздуха приоткрыть
воздушные заслонки, а у инжекционных — шайбы для вентиляции
топки. Кроме того, открыть имеющиеся в верхней части печей
лазы и люки, чтобы там не могли образоваться «газовые мешки».
Полностью открывать воздушные заслонки у горелок печей не
следует из-за слишком резкого охлаждения и порчи огнеупоров
топки, особенно туннелей.
5.	Через 5—10 мин после прекращения работы горелок оста¬
новить вентилятор и закрыть шибер за котлом (печью). В некото¬
рых крупных печах вытеснение газов и вентиляция воздухом
продолжаются до 30—40 мин, что оговаривается инструкциями.
6.	При отключении всех агрегатов котельной (цеха) на дли¬
тельное время (праздничные дни, ночь), когда в котельной не
остается сменный обслуживающий персонал, следует закрыть
запорное устройство на вводе и открыть кран на продувочном,
трубопроводе.
Если одновременно с остановкой котельной (цеха) полностью
прекращается расход газа через регулятор, то перед закрытием
запорных устройств последней горелки нужно открыть кран на
продувочном трубопроводе и не закрывать его до тех пор, пока
в ГРП (ГРУ) не будет закрыто запорное устройство перед регу¬
лятором и не будет'открыт продувочный трубопровод после него.
Отключать один из группы агрегатов нужно постепенно, умень¬
шая расход газа в горелках, как указано в п. 1. При резком
выключении агрегата регулятор не может сразу перестроиться
на новый режим работы, давление газа в сети может повыситься
и ПЗК в ГРП (ГРУ) сработает и отключит всех потребителей.
Агрегаты, оборудованные автоматикой, отключают в соответ¬
ствии с инструкциями по обслуживанию автоматики.
Аварийное отключение агрегатов. Котлы, печи или дру¬
гие агрегаты, в которых сжигается газовое топливо, должны
577

быть немедленно остановлены в следующих случаях.
1.	При внезапном полном прекращении подачи газа, которое
может быть вызвано срабатыванием ПЗК, выходом из строя регу¬
лятора, обрывом дисков в задвижках, аварией на городских
распределительных газопроводах и т. п.
2.	При падении давления газа у горелок ниже допустимого
предела, установленного местной инструкцией.
3.	При прекращении подачи воздуха в горелки с принуди¬
тельной подачей воздуха (остановка вентилятора).
4,	При резком и сильном повышении давления газа у горелок,
что может быть следствием неисправности регулятора и ПЗК.
5.	При самопроизвольном погасании горелок.
6.	При пожаре в помещении или угрозе пожара; при взрыве
газов.
7.	При обнаружении значительной утечки газа.
8.	В случае прекращения тяги.
9.	В случаях, когда требуется немедленная остановка котла,
предусмотренная требованиями Правил для персонала котельных
Котлонадзора (Госгортехнадзора).
При аварийной остановке котлов и печей необходимо быстро
выключить горелки, закрыв рабочие и контрольные запорные
устройства перед ними, открыть краны трубопроводов безопас¬
ности и продувочных трубопроводов, закрыть краны горелок
постоянного огня и запальников.
Аварийную остановку в случаях 3—6 и 8 следует начинать
с выключения ПЗК сбрасыванием его молоточка (если ГРУ на¬
ходится в том- же помещении, где и газоиспользующие агрегаты).
Выяснив причины, вызвавшие аварийную остановку в случаях
1—5, необходимо устранить неполадки и, убедившись в достаточ¬
ном для работы давлении газа в газопроводе, приступить к пуску
агрегатов или, если дальнейшая работа невозможна, закрыть
запорные устройства на вводах в котельную (цех) и в ГРП (ГРУ).
После аварийной или кратковременной остановки включают
агрегаты в обычном порядке в соответствии с требованиями, изло¬
женными выше, и требованиями местной эксплуатацион¬
ной инструкции. Отступление от этих требований и проявление
спешки при возобновлении работы установки, как показывает
опыт, может привести к аварии. Особенно тщательно нужно про¬
дуть газопровод и проверить отсутствие в нем воздуха после вре¬
менного перерыва в подаче газа. Надо тщательно провентилиро¬
вать топки и газоходы агрегатов, так как при остановке могло
произойти их загазование (случаи 3—5). В случае 6 (пожар)
необходимо отключить газ на газопроводе как можно дальше от
места пожара и вызвать пожарную команду. В случае 8 останав¬
ливают только тот агрегат, который находится в аварийном
состоянии.
При обнаружении запаха газа в помещении (случай 7) не¬
обходимо: 1) погасить все открытые огни, в том числе и горелки;
578

2) открыть окна и двери в помещениях, создать сквозняк; 3) про¬
верить положение и состояние запорных устройств и приборов
па газопроводе, т. е. возможность утечки газа через них; 4) вы¬
звать лицо, ответственное за газовое хозяйство, а в случае его
отсутствия сообщить в аварийную службу Горгаза; 5) искать
утечку газа при помощи газоискателя, мыльного раствора, на
слух и по запаху. До устранения утечки газа возобновление ра¬
боты воспрещается.
Профилактическое обслуживание и ремонт оборудования. Лица,
принимающие смену, тщательно проверяют оборудование и по¬
стоянно наблюдают за его состоянием во время работы; лицо,
ответственное за газовое хозяйство, ежедневно посещает газовые
установки и не реже 2 раз в месяц осматривает газопровод котель¬
ной (цеха), установленные на нем приборы и арматуру, а также
горелки.
Осмотр производится по заранее составленному графику
с последующей отметкой в журнале профилактического обслужи¬
вания и текущих ремонтов оборудования газового хозяйства
предприятия. При осмотре обращают внимание:
1)	на плотность сварных и резьбовых соединений газопрово¬
дов, фланцевых соединений и сальников арматуры и приборов
газопровода, мест присоединения горелок. Утечки газа обнару¬
живают смачиванием мыльной эмульсией всех мест, где возможен
пропуск газа. Применение огня для поиска утечек за¬
прещается;
2)	на исправность запорных устройств (кранов, задвижек,
вентилей), легкость их хода, плотность закрытия, наличие смазки,
плотность сальников;
3)	на исправное состояние всех горелок (основных, постоян¬
ного огня, запальных и т. п.). Горелки не должны быть забиты
сажей или покрыты грязью; воздушные их заслонки должны по¬
ворачиваться свободно и иметь необходимый ход от полного от¬
крытия до плотного закрытия. В горелках не должно быть щ о-
горевших мест, отверстия для выхода газа и газовоздушной смеси
должны быть чистыми. Огнеупорные туннели, футеровка, кладка
и другие огнеупорные части топки не должны иметь обвалов
и других повреждений. Газомазутные горелки не должны быть
закоксованы;
4)	на исправность КИП и автоматики. Действие автоматики
проверяют не реже 1 раза в 7 дней;
5)	на наличие достаточного разрежения в дымоходах и венти¬
ляционных каналах помещения, на исправность взрыв¬
ных клапанов. Дымовые и вентиляционные каналы проверяют
на проходимость, чистоту и исправность не реже 4 раз
в год.
При профилактических осмотрах и ежедневных посещениях
лица, ответственные за газовое хозяйство, обязаны проверять
работу операторов и инструктировать их, чтобы обеспечить
579

оптимальные режимы работы агрегатов и системы газоснабже¬
ния. Если отсутствуют автоматические газоанализаторы, следует
периодически делать анализ состава продуктов горения при по¬
мощи аппаратов ГХП, ПНГТ или переносных хроматографов
(гл. 3). Необходимо также следить за температурой отходящих
газов за агрегатом.
Утечку газа в сальниках арматуры и приборов устраняют
смазкой шпинделей, подтяжкой сальников, добавлением или за¬
меной набивки и притиркой кранов. Утечку через пробковые
натяжные краны ликвидируют их смазкой и подтяжкой хвосто¬
вых гаек или притиркой.
При неплотности фланцевых соединений осторожно подтяги¬
вают гайки болтов, расположенных крест-накрест, или ме¬
няют прокладки.
Смазывать шпиндели и пробки кранов снаружи и подтягивать
сальники, хвостовики и фланцы можно во время работы установки
в присутствии лица, ответственного за газовое хозяйство. Осталь¬
ные работы, а также замену запорных устройств новыми произ¬
водят под руководством лица, ответственного за газовое хозяй¬
ство, с соблюдением правил техники безопасности, специальным
инструментом при отключенном газопроводе.
Методы устранения утечек газа в сварных соединениях при¬
ведены в § 11.2.
Утечку газа через соединения в горелках устраняют подтяги¬
ванием этих соединений, заменой уплотнений и прокладок. От¬
верстия для выхода газа в горелках постоянного огня и запаль¬
ных прочищают, заплавленные — восстанавливают. Части горе¬
лок, пришедшие в негодность, заменяют новыми. Поврежденные
части огнеупорных устройств топки восстанавливают, так как от
их состояния зависят устойчивость и экономичность работы горе¬
лок. При обвале футеровки агрегат останавливают до ее восста¬
новления.
До начала ремонтных работ внутри топок или газоходов обя¬
зательно надо отключить газопровод агрегата, для чего закрыть
запорные устройства на газопроводе, установить заглушку после
(по ходу газа) отключающего запорного устройства, а также от¬
соединить и заглушить пробками трубопроводы продувочные
и безопасности, если они соединяются с продувочными газопро¬
водами других агрегатов. Кроме того, топку и дымоходы проду¬
вают воздухом в течение 15—20 мин, для чего открывают шибер
За агрегатом и включают дутьевой вентилятор и дымосос (если
они имеются).
С помощью газоанализатора проверяют отсутствие газа
в топке и газоходах. На задвижках и кранах газопро¬
водов ремонтируемых агрегатов укрепляют таблички с надписью:
«Не включать — ремонт!».
Поверхности нагрева агрегатов и их газоходы не реже 1 раза
в месяц проверяют на отсутствие сажи.
Б80

Сроки проведения и объем текущего или капитального ремонта
оборудования газового хозяйства предприятий определяют на
основании результатов профилактических осмотров. Работы, ко¬
торые могут быть выполнены немедленно или в ближайший пере¬
рыв в работе агрегата, не должны откладываться. При аварийном
состоянии агрегат должен быть остановлен для устранения не¬
исправностей.
Независимо от результатов профилактических ремонтов полную
ревизию запорных устройств, приборов КИП и автоматики,
установленных на газопроводах, проводят не реже 1 раза в год.
При этом перечисленные устройства должны быть разобраны,
детали их тщательно очищены, поврежденные уплотняющие по¬
верхности притерты, набивка сальников и смазка заменены.
Изношенные запорные устройства заменяют новыми.
Ремонт с изменениями в конструкции газопроводов и их обо¬
рудования, а также связанный с перерывом нормального газо¬
снабжения предприятия предварительно согласуется с Гор-
газом.
Техническое обслуживание газопроводов и газового оборудо¬
вания на предприятии должно проводиться газовой службой
самого предприятия либо по договору с Горгазом. При наличии
газовой службы на предприятии создается некоторый запас де¬
талей газогорелочного и топочного оборудования (запорной,
регулирующей, измерительной газовой арматуры и приборов);
огнеупорных материалов высокого класса (кирпича, глины и дру¬
гих материалов, входящих в состав кладки и футеровки туннелей);
взрывобезопасного инструмента, осветительной аппаратуры, про¬
тивогазов, спасательных поясов и т. п. Для сокращения сроков
ремонта заранее подготавливают необходимые материалы и новую
арматуру, приборы, прокладочные, набивочные и смазочные
материалы, необходимый инструмент.
Набивочные и смазочные материалы, а также необходимый
взрывобезопасный инструмент должны постоянно находиться
в наличии для возможности немедленного проведения несложного
ремонта, допускаемого на работающих агрегатах. Смазочные ма¬
териалы хранят в плотно закрытых металлических ящиках,
а инструмент — на специальном щите.
После ремонта газопровод испытывают согласно существу¬
ющим положениям в присутствии представителей Госгортехнад¬
зора и Горгаза или проверяют на плотность мыльной эмульсией
под рабочим давлением газа, если ремонт ограничивался заменой
неисправных газовых приборов однотипными или сменой участка
газопровода в пределах 2 резьбовых соединений.
В каждом отопительном сезоне ввод в действие отопительных
котельных разрешается при наличии акта о ремонте газопроводов,
газового оборудования, автоматики безопасности, КИП, дымоот¬
водящих устройств, систем вентиляции и электроосвещения,
о пригодности котлов для эксплуатации, газонепроницаемости
58*

перекрытия и стен (для встроенных котельных) и акта проверки
готовности котельном, составленного комиссией, в которую входят
представители Горгаза и лицо, ответственное за эксплуатацию
котельной, а также при наличии удостоверений о проверке зна¬
ний ответственного лица и обслуживающего персонала.
На предприятии, имеющем газоиспользующие агрегаты,
должны быть специальные журналы для записи замечаний ли¬
цами, производящими контроль их работы, — представителями
Горгаза, Госгортехнадзора, Госгазнадзора и других организа¬
ций, а также эксплуатационные паспорта на ГРП (ГРУ) и наруж¬
ные газопроводы.

ГЛАВА 12
ОХРАНА ТРУДА
И ДОВРАЧЕБНАЯ ПОМОЩЬ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ТРАВМАТИЗМЕ
12.1.	Устройство и использование противогазов
Работы, при которых возможно выделение газа, или в загазованных помеще¬
ниях должны выполняться с применением противогазов. Противогаз закрепляют
индивидуально за каждым работником, который должен им пользоваться, Подбор
маски противогаза производят, измеряя высоту липа (расстояние между точкой
наибольшего углубления переносицы и самой нижней частью подбородка) двумя
линейками. Первую прикладывают снизу к подбородку, а вторую, с миллиметро¬
выми делениями, располагают вдоль средней линии лица. При высоте лица до
109 мм используется маска № 1, при высоте от 109 до 119 мм — № 2, при высоте
119 мм и более — № 3.
Наиболее распространен в газовом хозяйстве шланговый противогаз ПШ-1,
состоящий из обычной изолирующей маски, к которой прикреплен шланг из
резиновой гофрированной трубки. При пользовании противогазом открытый
конец шланга располагают вне загазованного места с наветренной стороны. Маска
противогаза снабжена 2 клапанами, через один из которых выдыхаемый воздух
выбрасывается наружу, а через другой из шланга поступает свежий воздух.
Длина шланга должна быть не менее 8 и не больше 15 м, так как при более длин¬
ном шланге дыхание становится затруднительным. Перед употреблением противо¬
газ должен быть проверен на плотность и исправность работы клапанов. Работать
в противогазах ПШ-1 рекомендуется не более 20 мин, после чего работающий
должен быть заменен другим или выйти на свежий воздух, снять противогаз и
отдохнуть не менее 5 мин.
Кроме всасывающих шланговых противогазов ПШ-1 применяют нагнетатель¬
ные шланговые противогазы ПШ-2, в которые свежий воздух нагнетается по
шлангу специальным вентилятором, приводимым во вращение вручную или
с помощью электродвигателя нормального (невзрывобезопасного) исполнения.
Одна вентиляторная установка может обеспечить воздухом 3 человек.
При работе в колодце или загазованном помещении открытый конец шланга
должен находиться в зоне свежего воздуха не ближе 2 м от колодца (5 м от ГРП)
и располагаться так, чтобы в него не могли попасть пыль и газ. Обслуживающие
лица должны находиться с наветренной стороны и следить за работающими и за
правильным положением противогазных шлангов, не допускать посторонних лиц
к месту работ.
Кроме шланговых в газовом хозяйстве применяют еще кислородно-изолирую¬
щие противогазы (рис. 12.1). В них использованный воздух выдыхается через
клапан 4 в регенеративный патрон 5, в котором очищается от углекислого газа
и влаги при помощи поглотителей, затем поступает в дыхательный мешок 7, где
к нему добавляется кислород из баллона 8, и из мешка снова на дыхание через
клапан 14. Таким образом, человек дышит за счет запаса кислорода, имеющегося
в баллоне, который при давлении до 150 кгс/сьй вмещает около 100 л кислорода,
достаточного для дыхания на 45—60 мин.
Поступление кислорода из баллона в дыхательный мешок регулируется
редуктором 11. В дыхательном мешке поддерживается атмосферное давление,
в случае его повышения излишек воздуха сбрасывается наружу через предохра¬
нительный клапан 13. Кислородно-изолирующие противогазы снабжаются легоч¬
ным автоматом, при помощи которого можно увеличить приток кислорода для
583

Рис. 12.1. Принципиальная схема кислородного изоли¬
рующего противогаза.
; _ загубник; 2 — слюпособиратель; 3 — выдыхатель¬
ный шланг; 4 — выдыхательный клапан; 5 — регене¬
ративный патрон; 6 — соединительная трубка; 1 —
дыхательный мешок; S — баллон с кислородом; 9 —
запорный вентиль баллона; 10 — манометр; 11 — ре¬
дуцирующий клапан с легочным автоматом; 12 — ава¬
рийный клапан; 13 — предохранительный клапан;
14 _ вдыхательный клапан; 15 — вдыхательный шланг.
дыхания, если обычного его поступления недостаточно; включается легочный
автомат глубоким вдохом. Кроме того, на случай выхода из строя редуктора или
легочного автомата кислород может подаваться в дыхательный мешок по байпасу
редуктора, включаемому нажатием кнопки на редукторе. При снижении давления
в кислородном баллоне до 20—25 кгс/см2 его заменяют новым.
Кислородно-изолирующие противогазы удобны для работы в любых загазо¬
ванных помещениях, гак как передвижение в них не ограничивается длиной
шланга. Однако они сложны по устройству и имеют значительную массу. Пользова¬
ние такими противогазами ■'разрешается только лицам, прошедшим специальную
подготовку и медицинское освидетельствование.
Хранение противогазов в помещениях котельной, цеха или ГРП недопустимо,
так как последние могут оказаться загазованными.
Шланговые противогазы следует хранить хорошо сложенными в сумках,
а кислородно-изолирующие — в вертикальном положении в собранном виде
с закрытым вентилем баллона.
Применение на газоопасных работах наиболее распространенных фильтрую¬
щих противогазов воспрещается, так как они не задерживают окись углерода и не
предохраняют от отравления газом.
12.2.	Устройство и применение
спасательных поясов
При производстве газоопасных работ применяют спасательные или предохра¬
нительные пояса различного типа. Такой пояс (рис. 12.2) должен охватывать
талию человека и иметь заплечные ремни с металлическим кольцом для крепления
спасательной веревки с помощью карабина (рис. 12.3). Пояс подгоняется так,
чтобы кольцо располагалось не ниже лопаток. Длина веревки должна быть на 3 м
больше, чем глубина колодца или траншеи, но не менее 6 м.
Свободный конец веревки должен быть в руках одного из наблюдающих,
находящихся на поверхности земли. Веревка служит сигнальным и спасательным
средством и поддерживается наблюдающим в слегка натянутом положении, чтобы
немедленно извлечь работающего из колодца по его сигналу или при потере им
сознания. Применение обычных поясов воспрещается, так как при потере сознания
работающий может перегнуться на поясе, и извлечь его немедленно из холодна
за веревку окажется невозможным.
Спасательные пояса, защелки-карабины и веревки испытывают не реже 2 раз
в год в соответствии со специальной инструкцией. Помимо систематических про¬
верок наружные осмотры поясов, карабинов, веревок и всех других средств
индивидуальной защиты производит руководитель газоопасной работы до ее
начала. Нельзя пользоваться сырыми веревками, а также веревками, в которых
обнаружен обрыв части нитей или имеющими узлы и соединения.
5М

12.3.	Доврачебная помощь
при производственном травматизме
В разделе рассматриваются основные действия обслуживающего персонала
по оказанию доврачебной помощи только при отравлении окисью углерода, тепло¬
вом ударе и ожогах, а также поражении электрическим «током. Пострадавшему на
месте оказывается только доврачебная помощь, поэтому одним из первых действий
является вызов скорой помощи. Доврачебная помощь (искусственное дыхание
п др.) не должна прекращаться “до прибытия врача, даже если состояние пострадав¬
шего кажется безнадежным, так как только врач может констатировать смерть.
Пострадавшего, не потерявшего сознание, в первую очередь следует успокоить,
затем вызвать врача и приступить к оказанию доврачебной помощи.
Отравление окисью углерода (СО). Сущность отравления состоит в том, что
СО в 200—300 раз активнее соединяется с гемоглобином крови (красными кровя¬
ными тельцами), чем кислород воздуха, необходимый для жизнедеятельности
организма. При вдыхании окись углерода вступает в соединение с гемоглобином
крови, образуя карбоксигемоглобин, в результате чего наступает кислородное
голодание.
Первыми признаками отравления окисью углерода являются: бледность
лица, чувство тяжести в голове, шум в ушах, общая слабость, усиленное сердце¬
биение, головокружение, головная боль, тошнота и рвота. При более сильном
отравлении появляются чувство сонливости или возбуждение, тяжесть в теле,
состояние апатии, безразличия; человек может оказаться не в состоянии заставить
себя выйти из помещения на свежий воздух. При еще более сильном отравлении
наступает потеря сознания, затем прекращается дыхание.
Наиболее тяжело отравление'СО протекает у лиц с ослабленной нервной систе¬
мой. К воздействию этого газа особенно чувствительны лица, страдающие алкого¬
лизмом, ослабленные каким-либо заболеванием, например гриппом. Частые
отравления СО могут привести к хроническим заболеваниям, для лечения которых
требуется длительное время.
Так как карбоксигемоглобин крови способен, хотя и медленно, восстанавли¬
ваться в гемоглобин пут^м отдачи окиси углерода и замены ее кислородом, иесб-
и од и мо пострадавшего как можно скорее вывести или вынести на свежий воздух.
Б8Б

В холодное время года пострадавшего необходимо тепло одеть или укрыть и
внести в теплое помещение со свежим воздухом, так как при кислородном голода¬
нии сохранение тепла в теле очень важно.
Если пострадавший может передвигаться сам на свежем воздухе, необходимо
помочь ему двигаться, так как при движении кровь быстрее освобождается от СО
и приток кислорода к тканям организма усиливается. Если пострадавший нахо¬
дится без сознания, но дышит, необходимо привести его в чувство, освободить от
стягивающей одежды, обеспечить приток свежего воздуха, дать ему понюхать
нашатырный спирт, напоить крепким чаем или кофе и не давать заснуть. При
возбужденном состоянии пострадавшего дать ему успокоительные средства.
Если дыхание затруднено, необходимо воспользоваться кислородной подуш¬
кой. Дыхательную воронку кислородного шланга следует обернуть марлей,
смоченной в воде, и давать вдыхать кислород с небольшими перерывами. Необхо¬
димо также растирать и согревать тело пострадавшего.
Если пострадавший не только находится без сознания, но и перестает нор¬
мально дышать, следует немедленно приступить к проведению искусственного
дыхания, не дожидаясь прибытия врача.
До начала искусственной вентиляции легких необходимо пострадавшего
уложить на спину, раскрыть рот, быстро осмотреть его, проверить пальцем полость
рта, глотку и вход в гортань. С помощью марлевой салфетки быстро удалить
слизь, кровь или другое патологическое содержимое.
Простейшее приспособление, применяемое при проведении искусственного
дыхания по методу «рот в рот», показано на рис. 12.4. Приспособление состоит из 2
резиновых или гибких пластмассовых трубок 1 и 4 0 8—12 и длиной 60 и 100 мм,
соединительной твердой трубки 3 и овального резинового фланца 2. Вдувание
воздуха производят следующим образом. После очистки ротовой полости запроки¬
дывают голову пострадавшего назад, для чего подкладывает одну руку под нее,
а другой рукой надавливают на темя. Этим обеспечивается отход корня языка от
задней стенки гортани и восстанавливается проходимость дыхательных путей.
Затем оказывающий помощь через приспособление или (при его отсутствии) при¬
жимая свой рот ко рту пострадавшего через марлю вдувает воздух,. Нос пострадав¬
шего нужно закрыть, чтобы весь вдуваемый воздух поступал в легкие. Воздуя
вдувают каждые 5—.6 с, что соответствует частоте дыхания 10—12 раз в минуту.
После каждого вдувания (входа) освобождают рот и нос пострадавшего для
свободного выхода воздуха из легких (выдоха).
Метод искусственного дыхания «рот в рот» позволяет вдувать за один прием
более 1 л воздуха (вместо 0,2—0,3 л при ручных методах). Кроме того, появляется
возможность контроля поступления воздуха в легкие пострадавшего: по мере
вдувания воздуха и расширения легких возрастает сопротивление вдуванию;
расширение грудной клетки и последующее ее спадание при выходе воздуха отчет¬
ливо фиксируется. Если не удается резиновым фланцем полностью перекрыть рот
пострадавшему, воздух вдувают в нос, закрыв при этом рот.
На предприятиях, имеющих здравпункты или специализированные газовые
службы, .целесообразно использовать аппарат искусственного дыхания ручной
586

портативный (тип АРД, модель 120, рис, 12.5), позволяющий- вдувать в легкие
пострадавшего за 1 цикл не менее 1,5 л-воздуха. Искусственное дыхание с по¬
мощью аппарата осуществляют сжатием и растяжением меха 4, на верхнейкрышке
которого имеется ручка. При сжатии меха воздух из атмосферы через клапан 5
поступает в нереверсивный клапан 2, в конструкцию которого входят всасываю¬
щий и выхлопной клапаны, и далее в легкие больного через всасывающий клапан.
При растяжении меха в нем создается разрежение и воздух- из легких вследствие
эластичности грудной клетки свободно выходит через выхлопной клапан в атмо¬
сферу. Одновременно объем меха заполняется свежим воздухом.
После очистки ротовой полости подбирают соответствующий воздуховод,
имеющийся в комплекте прибора, вводят его и фиксируют липким пластырем или
марлевой полоской. К аппарату присоединяют маску / нужного размера, кожу
в области наложения смазывают вазелином и маску плотно прижимают к лицу.
Голову пострадавшего отводят несколько назад, а нижнюю челюсть максимально
выдвигают вперед. При этом одну руку накладывают на крышку меха, другой
фиксируют положение маски и придерживают нижнюю челюсть. Частота дыха¬
тельных экскурсий 15—18 в минуту. Об эффективности вентиляции легких судят
по движению грудной и брюшной стенок, а также по дыхательным шумам, которые
выслушиваются под легкими и трахеей.
При необходимости воздух, подаваемый- пострадавшему, может обогащаться
кислородом через клапан 3 с канюлей. Аппарат снабжен- предохранительным
регулируемым клапаном давления 6. При повороте верхней крышки клапана по
часовой стрелке до легкого щелчка создаваемое давление составляет 300 кгс/м2.
При необходимости создать большее давление крышку продолжают поворачивать
по часовой стрелке, и в ее крайнем положении клапан закрывается полностью.
При этом необходима особая осторожность, так как давление, создаваемое аппара¬
том, ничем не ограничивается. Маска может соединяться с аппаратом через
гофрированный шланг.
Если пострадавший начинает дышать самостоятельно, следует прекратить
искусственное дыхание, но если дыхание будет опять теряться, продолжать его
снова до прибытия врача. После того как потерпевший пришел в сознание, необ¬
ходимо дать ему выпить горячий чай или кофе, тепло укрыть и обеспечить покой и
наблюдение за его состоянием.
Тепловые удары и ожоги. Тепловой удар может произойти, если человек
подвергается длительному воздействию высокой температуры. Признаки тепло¬
вого удара: внезапная слабость, головная боль, тошнота, частое и ослабленное
дыхание, сердцебиение, покраснение кожи лица, а в тяжелых случаях судороги и
потеря сознания.
Пострадавшего от теплового удара нужно вывести или вынести на свежий
воздух (но не на солнце) или в хорошо проветриваемое помещение, освободить от
стягивающей, мешающей свободному дыханию одежды, напоить водой, смочить
голову и грудь; при потере сознания дать нюхать нашатырный спирт, при необхо¬
димости применить искусственное дыхание.
Причинами ожога могут быть: неправильные действия персонала во время
пользования переносным запальником, прикосновение к горячему фронтовому
листу, прорыв пара или горячей воды через неплотности трубопроводов или их
соединений; выброс горячих газов из топки или газоходов агрегата через смотро¬
вые лючки или сработавший предохранительный взрывной клапан. Возможны
ожоги при неправильном обращении с агрессивными реагентами и веществами,
используемыми при подготовке питательной воды для котлов и т. п.
Ожоги первой степени характеризуются покраснением кожного покрова.
Покрасневшие участки смачивают 4%-ным раствором марганцевокислого калня
(марганцовки) или спиртовым раствором, а затем накладывают повязку с противо¬
ожоговой мазью или смоченную растительным маслом. Ожоги второй степени
характеризуются появлением пузырей, наполненных жидкостью. В таких случаях
необходимо обмазать кожный покров вокруг пузырей спиртовым раствором вл-л
крепким раствором марганцевокислого калия, а на обожженные места наложить
стерилизованную сухую повязку. Прорезать или прокалывать образовавшиеся на
коже пузыри не допускается. После оказания первой помощи пострадавший с ожо¬
гом первой и второй степени должен обратиться к врачу. При ожогах третьей
Г87

степени происходит обугливание кожи и мышц, В тзких случаях срочно требуется
квалифицированная врачебная помощь,
Оказывающий первую медицинскую помощь при ожогах до выполнения
каких-либо действий должен тщательно вымыть руки, чтобы не внести загряз¬
нение в обожженные' части тела пострадавшего.
Если на человеке загорелась одежда, необходимо сбить огонь, накрыв его
кошмой, одеялом или залив водой. Снимать остатки обгоревшей одежды нужно
осторожно, разрезая их ножницами по частям, но не удаляя приставших к телу
частей одежды. Завернуть пострадавшего в чистую мокрую простыню, укрыть
одеялом и отправить немедленно в больницу.
Поражение электрическим током. Электрический ток может вызвать пораже¬
ния внешние (ожоги) и внутренние, при которых возможны остановка дыхания и
прекращение работы сердца. Если человек соприкоснется с 1 оголенным проводом
(однополюсное соприкосновение), может произойти замыкание электрической цепи
на землю через его тело. Наиболее опасно двухполюсное прикосновение, когда
человек касается сразу 2 оголенных проводов. Сила тока, проходящего через
тело человека, тем больше, чем меньше сопротивление тела, которое зависит от
состояния кожи, площади и плотности контакта с токоведущими частями, электри¬
ческой изоляции от земли.
Поражающее действие электрического тока на организм заключается в сле¬
дующем. При нормальной работе сердца происходит ритмичное чередование
периода покоя, при котором сердце наполняется кровью, и периода сокращения
сердечной мышцы, во время которого кровь выталкивается в артериальные сосуды.
Если на сердце воздействует переменный ток частотой 50 Гц, сердечная мышца
приходит в состояние хаотических непрерывных сокращений, что вызывает пре¬
кращение кровообращения в организме.
При соприкосновении с проводами и воздействии электрического тока чело¬
века сводит судорога и сам он часто не может освободиться от проводов, подвер¬
гаясь дальнейшему воздействию тока. В этом случае в первую очередь необходимо
немедленно выключить ток и освободить пострадавшего от контакта с проводами.
Если выключатель расположен слишком далеко, пострадавшего надо оттянуть от
проводов, взявшись только за его одежду. К рукам или телу пострадавшего можно
прикасаться, только надев диэлектрические перчатки и галоши или обернув руки
сухой тканью и положив под ноги сухую доску или сухую одежду.
До прибытия врача пострадавшего следует уложить на ровную и жесткую
плоскость, освободить от стесняющей одежды и обеспечить ему полный покой.
Нельзя смазывать поврежденную кожу спиртом, одеколоном, мазями. При оста¬
новке дыхания необходимо приступить к искусственному дыханию по методу
«рот в рот», описанному выше. Если у пострадавшего прекратилось сердцебиение,
одновременно с искусственным дыханием делают массаж сердца. Для этого по¬
страдавшего укладывают спиной на пол или скамью. Оказывающий помощь
накладывает одну на другую кисти полностью вытянутых рук на нижнюю часть
грудной клетки пострадавшего. Затем надавливает на грудину пострадавшего так,
чтобы вдавить ее на 4—5 см и быстро отнимает руки. Надавливания делают 3—
4 раза в течение 3—4 с с перерывом 2 с. Продолжают массаж сердца и искусствен¬
ное дыхание до появления у пострадавшего самостоятельных дыхательных движе¬
ний и устойчивого пульса.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие . 			 3
Глава 1. Горючие газы и их свойства	 б
1.1.	Понятие о веществе. Молекулярная .масса	 —
1.2.	Физические и химические изменения веществ.	...	7
1.3.	Давление 	 8
1.4.	Температура. Температура кипения	 9
1.5.	Закон Бойля — Мариотта. Критические температура
и давление	 10
1.6.	Закон Гей-Люссака	 11
1.7.	Законы Дальтона и Авогадро. Понятие о'моле.	...	12
1.8.	Уравнение состояния идеального газа. Газовая по¬
стоянная. Сжимаемость газов		 13
1.9.	Объем, плотность, удельный объем		 ,	,	—
1.10.	Количество теплоты. Теплота сгорания топлива.	.	.	16
1.11.	Теплоемкость 	 18
1.12.	Способы передачи теплоты	.	. . .	19
1.13.	Температура воспламенения	 —
1.14.	Пределы взрываемости 		  20
1.15.	Влажность 	  21
1.16.	Токсичность газовых топлив и продуктов их горения . .	22
1.17.	Одоризация 	 23
1.18.	Природные и искусственные горючие газы. .....	24
1.19.	Состав газового топлива и требования К нему. Число
Воббе. Условное топливо	 25
Глава 2. Трубы, Запорные устройства и их соединение	  .	27
2.1.	Трубы 	 —
2.2.	Сварка стальных труб	 30
2.3.	Соединительные части, фланцевые и резьбовые сведи»
нения стальных труб	 37
2.4.	Запорные устройства	 40
2.5.	Краны 	 42
2.6.	Задвижки 	 50
2.7.	Вентили 	 63
2.8.	Гидравлические запорные устройства	 54
2.9.	Электромагнитные вентили и клапаны	 67
2.10.	Испытание газовых запорных устройств на герметич¬
ность, прочность и плотность	  ,	Гб
2.11.	Требования к эксплуатации запорных устройств. , (	68
Глава 3. Контрольно-измерительные приборы	...»	69
3.1.	Общие понятия об измерениях и КИП	 —
3.2.	МаИоМеТры и тягонапоромеры показывающие. ...	71
689

3.3.	Манометры и вакуумметры самопишущие	 75
3.4.	Дифференциальные манометры	 76
3.5.	Приборы для измерения температуры.			 82
3.6.	Приборы для измерения расхода газа.	.	 91
3.7.	Приборы ji-тя анализа состава газов	 96
3.8.	Газовые индикаторы	 108
3.9.	Прйбор для определения потерь теплоты с уходящими
газами и химическим недожогом (ПНГТ)	 114
Глава 4. Газорегуляторные пункты (ГРП) и установки (ГРУ)	 118
4.1.	Назначение и размещение ГРП (ГРУ).	—
4.2.	Регуляторы давления	1
4.3.	Предохранительные	запорные	клапаны	(ПЗК).	.	)	.	153
4.4.	Предохранительные	сбросные	клапаны	(ПСК).	.	.	.	152
4.5.	Газовые фильтры		 , ,	168
4.6.	Схема ГРП (ГРУ)	   172
4.7.	Шкафные ГРП	 175
4.8.	Требования к помещениям и монтажу оборудования
ГРП (ГРУ)	 181
Глава 5. Газоснабжение предприятий	 184
5.1.	Газоснабжение населенных пунктов и классификация
газопроводов 	 —
5.2.	Сетевые устройства . . . 		  188
5.3.	Наружные газопроводы	. , , , t , , ,	201
5.4.	Вводы газопроводов	  216
5.5.	Внутренние газопроводы	 217
5.6.	Размещение запорных устройств и схемы газопроводов 220
5.7.	Требования к помещениям котельных и цехов и газо¬
использующим агрегатам		 , .	230
5.8.	Испытания газопроводов и ГРП (ГРУ). .......	248
Глава 6. Сжигание газов и контроль за сжиганием	  ,	, , ,	253
6.1.	Горение газового топлива	 —
6.2.	Количество воздуха, необходимое для горения газов 255
6.3.	Методы сжигания газового топлива	 256
6.4.	Стабилизация пламени в топке. Отрыв и проскок. ,	263
6.5.	Удаление продуктов горения	.	270
6	6. Температура точки росы	 272
6.7.	Контроль за процессом горения		 273
6.8.	Кпд установок и потери теплоты	, , , . ,	276
6.9.	Уменьшение вредных выбросов в атмосферу. ....	282
Глава 7. Газогорелочные устройства	  284
7.1.	Требования к горелкам и их классификация	 —
7.2.	Горелки с поступлением воздуха к месту горения За
счет разрежения или конвекции	  .	287
7.3.	Горелки с инжекцией воздуха газом	. .	291
7.4.	Горелки с инжекцией газа воздухом		 . . .	812
7.5.	Горелки с принудительной подачей воздуха без предва¬
рительной подготовки газовоздушной смеси	 814
7.6.	Горелки с принудительной подачей воздуха и предва-
рительной подготовкой газовоздушной смеси. Газо¬
мазутные горелки	 822
7.7.	Горелки с принудительной подачей воздуха от венти¬
лятора, ротор которого вращается за счет энергии сжа¬
того газа	  .	841
7.8.	Газовые запальные устройства	....it	843
690

Глава 8. Использование газового топлива в котлах	  353
8.1.	Общие сведения о котлах	 —
8.2.	Особенности сжигания газового топлива в котлах .	.	357
8.3.	Выбор количества и места установки горелок. . .	.	360
8.4.	Секционные котлы	 362
8.5.	Жаротрубные и комбинированные котлы. .....	382
8.6.	Вертикально-цилиндрические котлы	 391
8.7.	Водотрубные котлы	 395
8.8.	Специальные газовые и газомазутные котлы		416
Глава 9. Использование тазового топлива в промышленных печах и су¬
шилах 	   454
9.1.	Устройство и назначение промышленных печей и сушил —
9.2.	Печи и сушиЛа машиностроительной промышленности 456
9.3.	Печи промышленности строительных материалов. . .	496
9.4.	Повышение эффективности и показатели тепловой ра¬
боты печей	 502
Глава 10. Автоматизация газоиспользующих агрегатов	 508
10.1.	Общие понятия	 —
10.2.	Система автоматики газифицированной отопительной
котельной АГОК-66	 512
10.3.	Система автоматизации отопительных котельных типа
АМКО 	 519
10.4.	Унифицированная система автоматического управле¬
ния микрокотлами типа	АМК-У	 525
10.5.	Система автоматического	регулирования «Кристалл»	530
10.6.	Автоматика котла КПА-500Г.	537
10.7.	Датчики 	(	>	 542
Глава 11. Техническая эксплуатация газового хозяйства.	554
11.1.	Проведение газоопасных работ		 —
11.2.	Обслуживание газопроводов	 558
11.3.	Обслуживание ГРП (ГРУ)	 564
11.4.	Обслуживание газового оборудования агрегатов.	.	.	570
Глава 12. Охрана труда и доврачебная помощь при производственном
травматизме 		 .	.	.	.	583
12.1.	Устройство и использование противогазов. . .	,	,	,	—
12.2.	Устройство и применение спасательных поясов.	,	.	,	584
12.3.	Доврачебная помощь при производственном травма¬
тизме 	 585
Ч' ’ и • э >

Владимир Михайлович Чепель,
Исаак Азриелевич Шур
СЖИГАНИЕ ГАЗА
В ТОПКАХ КОТЛОВ И ПЕЧЕЙ
И ОБСЛУЖИВАНИЕ
ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА ПРЕДПРИЯТИЙ
Редактор издательства Л. А. Р ей х ер j
Переплет художника Б. Н. Осенчакова
Техн, редактор И. Г. Сидорова
Корректор В. Н. Малахова
ИВ № 4020
Сдано в набор 20.05.80. Подписано в печать 05.08.80. М-29747.
Формат 60X90/16. Бумага тип. № 2. Гарнитура литературная.
Печать высокая. Усл. печ. л. 37. Уч.-изд. л. 39,49.
Тираж 70 000 экз. Заказ 185/383. Цепа 2 р. 30 к.
Издательство «Недра», Ленинградское отделение.
193171, Ленинград, С-171, ул. Фарфоровская, 12.
Ленинградская типография'№ 6 ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградского объединения «Техническая книга» нм. Евгении Соколовой
Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
193144, г. Ленинград, ул. Моисеенко, 10.