Устройства для стабилизации колебаний давления и расхода в тепловых сетях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устройства для стабилизации колебаний давления и расхода в тепловых сетях

К.т.н. А.Б. Роскин, ведущий специалист НПК «Вектор» (Окончание, начало в № 2, 3 2004 г.)

Стабилизаторы с упругими сильфонами

В [12] представлена схема устройства для гашения пульсаций давления с использованием сильфонных демпфирующих элементов (рис. 20).

Устройство работает следующим образом. При возникновении в рабочей среде, протекающей по трубопроводу 2, гидравлического удара или пульсаций последние воздействуют на демпфирующие элементы 4 и 5, установленные внутри тупикового ответвления 1, выполненные в виде сильфонных оболочек с глухими торцами 6 и 7. Оболочки сжимаются одновременно с пружинами 10 и 11 и тем самым демпфируют пульсации давления и гидравлический удар. Чтобы исключить повреждение оболочек при гидравлических ударах значительной силы, внутри их установлены упругодемпфирующие упоры 8 и 9, которые при соприкосновении с торцами 6 и 7 дополнительно рассеивают избыточное давление в трубопроводе 2. Последовательная установка демпфирующих оболочек 4 и 5 обеспечивает подбор требуемой степени гашения пульсаций давления рабочей среды (теплоносителя). Стабилизатор, представленный на рис. 21 [6], содержит центральный трубопровод 2, сообщающийся через радиальные волноводы 7 с предкамерой 6 и демпфирующей камерой 5, которые разделены коаксиальной цилиндрической трубой 1.

На этой трубе установлены упругие элементы - сильфоны 8. Трубопровод 2 и камеры 5 и 6 помещены в цилиндрический герметичный корпус 3, причем, корпус 3 и труба 1 установлены соосно с трубопроводом 2. Волноводы 7 выполнены в виде рупоров, которые расширяются от трубопровода и имеют форму тела вращения, например конуса, с образующей в виде экспоненты. Волноводы 7 и сильфоны 8 установлены перпендикулярно к оси трубопровода 2. На корпусе 3 имеется штуцер 4 для подачи газа наддува в камеру 5.

Стабилизатор работает следующим образом. Одновременно с пуском компрессорной или насосной станции производится наддув полости камеры 5 газом (воздухом) до давления наддува Р, равного (0,6-0,8)Рраб (Рраб - давление рабочей среды (теплоносителя) в трубопроводе), для ограничения перемещения упругих сильфонов 5 в пределах области упругой деформации. Жидкость при движении по трубопроводу 2 через волноводы 7 поступает в предкамеру 6 и полости упругих сильфонов 8. При этом сильфоны занимают средние положения. При возникновении колебаний давления в трубопроводе происходит перемещение стенок упругих сильфонов и сжатие или расширение газа в газовой полости стабилизатора в зависимости от увеличения или уменьшения динамической составляющей давлений в магистрали.

Для стабилизации низкочастотных колебаний давления в трубопроводной системе предложен стабилизатор, показанный на рис. 22 [6]. Стабилизатор содержит корпус 1, внутри которого размещена центральная перфорированная труба 6. На верхней стенке корпуса вертикально установлены сильфоны 5, а на сильфонах укреплен груз 4, к которому прикреплены Г-образные плоские пружины 3. Груз перемещается по вертикальной штанге 2.

В исходном положении жидкость заполняет корпус, перфорированную трубу и сильфоны. Возникшие в гидравлической системе пульсации давления проходят через перфорированную трубу 6 в корпус и сильфоны, вызывая колебания груза, которые демпфируются с помощью упругой подвески, включающей Г-образные плоские пружины. Наибольшая эффективность устройства достигается при настройке собственной частоты подвески на частоту пульсаций давления в трубопроводе.

На рис. 23 [6] представлен стабилизатор низкочастотных колебаний давления жидкости, содержащий сильфоны 7, открытым концом закрепленные на корпусе 9 и сообщающиеся с его полостью, груз 6, установленный на закрытых торцах сильфонов, перфорированную трубу 8, проходящую через корпус и сообщающуюся с напорной магистралью. Стабилизатор снабжен герметичным кожухом 5, закрепленным на корпусе 9 и частично заполненным высоковязкой жидкостью 3. В грузе 6 выполнены осевые дроссельные каналы 2. Сильфоны с грузом размещены внутри кожуха, содержащего ограничители хода 1 груза 6 и направляющую 4. Стабилизатор предназначен для гашения низкочастотных колебаний давления.

В процессе работы стабилизатора жидкость из напорной магистрали через распределенную перфорацию в трубе 8 проходит в полость корпуса 9 и полости сильфонов 7, которые растягиваются под влиянием давления. Растяжение сильфонов регулируется грузом 6. Сила тяжести груза 6 уравновешивается с номинальным давлением в трубопроводной системе, а сильфоны при номинальном давлении находятся в недеформируемом состоянии.

При пульсации давления груз с сильфонами начинает колебаться в вертикальном направлении по направляющей 4. Поскольку кожух 5 заполнен высоковязкой жидкостью 3 не полностью, то при колебательном движении груза жидкость протекает через каналы 2 с постоянной скоростью. При этом к грузу 6 прилагаются определенные усилия. Колебание груза происходит по линейному закону.

Изменяя количество дроссельных каналов 2 в грузе, можно изменять собственную частоту его колебаний. Ограничители 1 служат для предотвращения разрывов сильфонов при отсутствии давления в трубе 8 и очень больших ударных давлениях.

Стабилизатор расхода и давления жидкости с эжектирующим насадком и демпфирующей камерой.

тепловой сеть гидравлический удар

На рис. показано устройство для гашения колебаний давления в трубопроводе. Устройство состоит из эжектора 1, сообщенного с демпфирующей камерой 2 с эластичным элементом в виде мешка 3, имеющим гофрированные стенки. Камера 2 с торца закрыта решетчатой крышкой 4. Закрепление устройства осуществляется через фланцы 5 на трубопроводе 6. Эжектирующий насадок 1 размещен в диффузоре 7.

Устройство работает следующим образом. Во время перекачки жидкости эжектирующий насадок создает разрежение в диффузоре 7 и во всей полости демпфирующей камеры 2, при этом эластичный мешок 3 под действием разрежения сжимается, уменьшаясь в объеме. Во время гидравлического удара жидкость по трубе 6 через диффузор 7 поступает в корпус демпфирующей камеры 2 и во внутреннюю полость.

Так как внутри демпфирующей камеры предварительно было создано разрежение, ударная волна не имеет возможности отразиться, эластичный мешок принимает избыточный объем жидкости, растягивается, не создавая противодействия, чему способствуют отверстия в решетчатой крышке 4.

Эжектирующий насадок 1, продолжая работать, создает разрежение в полости демпфирующей камеры, сначала откачивает поступившую туда жидкость в атмосферу, а затем создает в ней разрежение.

Представленные в данной публикации схемы устройств для гашения колебаний давления и расхода жидкости могут быть использованы как для сетей теплоснабжения, так и в любых других трубопроводных системах.

Литература

Жуковский Н.Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах. -М. -Л. Государственное издательство технико-теоретической литературы. 1949, 104 С.

Краткий политехнический словарь. - М. Государственное издательство технико-теоретической литературы. 1956.

Гладких П.А., Хачатурян С.А. Вибрации в трубопроводах и методы их устранения. - М. Машгиз. 1959, 243 С.

Тематический научно-технический обзор. Устранение колебаний давления в насосных установках. Под ред. Роттэ А.Э.Серия «Машины и оборудование нефтегазовой промышленности». ВНИИОЭНГ. 1970, 72 С.

Чучеров А.И., Галюк В.Х., Низамов Х.Н., Чукаев А.Г., Медведев А.Е., Применко В.Н. Обзорная информация. Пульсациидавления в трубопроводах и способы их устранения. Серия«Транспорт и хранение нефти» - М. ВНИИОЭНГ. 1991, 88 С.

Ганиев Р.Ф., Низамов Х.Н., Чучеров А.И., Усов П.П. Стабилизация колебаний в трубопроводах систем энергетических установок. - М., Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 1993,184 С.

Ганиев Р.Ф., Низамов Х.Н., Дербуков Е.И. Волновая стабилизация и предупреждение аварий на трубопроводах. - М., Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 1996, 260 С.

Заматаев В.А., Низамов Х.Н. Практический опыт внедрения новой технологии противоаварийной защиты гидросистем водотеплоснабжения жилищно-коммунального хозяйства. Новости теплоснабжения № 8, 2003.

А.с. 1263958 СССР. МКИ F16L55/04. Устройство для гашения пульсаций давления.

А.с. 1645735 СССР. МКИ F16L55/04. Устройство для гашения пульсаций давления.

А.с.970022 СССР. МКИ F16L55/04. Устройство для гашения гидравлического удара.

А.с.394621 СССР. МКИ F16L55/04. Гаситель колебаний жидкости в трубопроводах.

А.с. 1717898 СССР. МКИ F16L55/04. Устройство для гашения колебаний давления в магистральном трубопроводе.

А.с.2133903 Россия. МКИ F16L55/04. Стабилизатор давления.

А.с.2133904 Россия. МКИ F16L55/04. Стабилизатор давления.

А.с.343105 СССР. МКИ F16L55/04. Устройство для гашения пульсаций жидкости в трубопроводе.

Размещено на Allbest.ur