Для живлення парових котлів водою застосовують три типи поживних установок: інжектори, поршневі і відцентрові насоси.
Насос - це машина для переміщення рідини.
Інжектором називається пароструминний насос, в якому струмінь пара, що надходить з великою швидкістю, подає воду в котел.
Інжектори відрізняються простотою пристрою і догляду за ними, займають дуже мало місця і тому застосовуються переважно для живлення котлів в невеликих стаціонарних котелень.
При повороті рукоятки 1 (рисунок 3.1) в положення на пуск клапан 8 підводиться і відкриває доступ пара в звужується конус 2 інжектора. Пар, виходячи з парового конуса з великою швидкістю, створює навколо сопла розрядження, і вода засмоктується в інжектор. Далі вода надходить в змішувальний конус 3. де пар перемішується з водою і конденсується, нагріваючи при цьому воду.
Малюнок 3.1 - Інжектор: а- загальний вигляд, б-схема;
1 рукоятка пускового клапана, 2, 3 і 5 парової, змішувальний і нагнітальний конуси, 4, 6 і 8 вістовий, зворотний і пусковий голчастий клапани, 7 корпус інжектора.
Змішувальний конус також звужується, внаслідок чого швидкість живильної води при виході з нього зростає. Поживна вода з змішувального конуса надходить з великою швидкістю в розширюється нагнітальний конус 5. де швидкість її зменшується, а тиск збільшується настільки, що стає вище, ніж в котлі, тоді відкривається зворотний живильний клапан 6 і вода надходить у котел.
На початку пуску інжектора пар захоплює з собою повітря і тому не конденсується. У цей період між змішувальним і нагнітальним конусами створюється надлишковий тиск, і вода в суміші з парою викидається через вістовий клапан 4 і Вістова трубу. Потім, коли повітря буде витіснений з інжектора і в нього засмокче вода, пара почне конденсуватися в змішувальному конусі і завдяки великій швидкості гарячої води на виході з змішувального конуса навколо нього створюється розрядження, вістовий клапан приєднатися до сідла, а вода попрямує в котел. Чим вище тиск пара, тим вище буде температура подається в котел води.
Для подачі живильної води в котли малої та середньої потужності застосовують парові поршневі насоси.
Малюнок 3.2 - Односторонній поршневий насос:
1 - робочий циліндр, 2 - поршень; 3 - клапанна коробка; 4 - нагнітальний клапан; 5 - всмоктуючий клапан; 6 - кривошипно-шатунний механізм; 7- шток; а, б - крайні положення поршня; Х - хід поршня; р1. р2 - тиск у всмоктуючому і нагнітальному трактах.
Відстань X між крайніми положеннями називають ходом поршня. Середня швидкість поршня, Uп = 0,5Xn. де n - частота насоса.
Великим недоліком є наявність потужних фундаментів для гасіння вібрації від руху масивного поршня. Застосовуються для створення великих тисків при харчуванні котлів. Використовуються також для перекачування холодних і гарячих нафтопродуктів, їдких рідин (кислот, лугів та ін.), В'язких і густих розчинів (цементу, глини, бруду та ін.).
Поршневий живильний насос з електроприводом позначається як «ПНQ / P», де «ПН» - тип насоса, Q - подача, м 3 / год; р - розвивається тиск, кгс / см 2.
Зміна тиску в клапанної коробці в залежності від положення поршня називається індикаторною діаграмою.
Індикаторним давленіемрi поршневого нагнітача називають різницю тисків нагнітання і всмоктування рi = рН рв.
Рн - тиск нагнітання; Рм - тиск розрядження.
Індикаторна діаграма, записана в прямокутній системі координат, характеризує повну роботу будь-поршневий машини за один цикл.
На малюнку 3.3 приведена теоретична діаграма роботи насоса в ідеальному циклі (клапани не надають жодного опору, що пропускається рідини; поршень щільно прилягає до стінок циліндра; клапани абсолютно не допускають витоку). Діаграма має вигляд правильного прямокутника 1-2-3-4.
У точці 4 поршень змінює свій напрямок руху (рухається зліва направо). При цьому тиск різко падає по вертикалі (4-1) і в циліндрі створюється розрядження. Потім відкривається всмоктуючий клапан, і порожнину циліндра заповнюється рідиною, що перекачується (лінія 1-2). У точці 2 поршень зупиняється, змінюючи свій напрям руху (справа наліво). Тиск в циліндрі миттєво збільшується (лінія 2-3) до тиску нагнітання. У точці 3 відкривається нагнітальний клапан і починається хід нагнітання (лінія 3-4).
Відцентрові нагнітачі є найбільш поширеними типами насосів. У них лопаті закріплені на обертовому диску (робочому колесі), середа подається в центр робочого колеса і під дією відцентрових сил викидається в спіральний відвідний канал між диском і корпусом.
Відцентровий насос складається з робочого колеса з вигнутими лопатками і нерухомого корпусу спіральної форми. Робоче колесо насаджено на вал, обертання якого здійснюється від електродвигуна або парової турбіни.
Малюнок 3.4 - Схема відцентрового насоса:
1 - всмоктуючий патрубок; 2 - вхідний отвір робочого колеса; 3 - вал;
4 - робоче колесо; 5 - напірний патрубок; 6 - лопатка; 7 - спіральний відвід.
Принцип дії полягає в наступному. Обертання вала насоса приводить в рух робоче колесо, що знаходиться в корпусі насоса. Колесо при своєму обертанні захоплює рідину і викидає її через направляючу (спіральну) камеру в нагнітальний трубопровід. Що йде рідина звільняє займане простір. Тиск в цій області знижується, і туди спрямовується рідина з усмоктувального трубопроводу під дією різниці тисків.
Відцентрові нагнітачі класифікують за такими ознаками:
· За кількістю коліс: одноступінчасті, багатоступінчасті;
· По розташуванню вала робочого колеса: горизонтальні, вертикальні;
· За типом всмоктування: з одностороннім і двостороннім всмоктуванням;
· По створюваному напору: низьконапірні (20 - 25 м), середньонапірні (20 - 60 м), високонапорние (понад 60 м);
· По швидкохідності: тихохідні і швидкохідні.
Харчування котлів може бути груповим із загальним для підключення котлів живильним трубопроводом або індивідуальним - тільки для одного котла. Включення котлів в одну групу з харчування допускається за умови, що різниця робочих тисків в різних котлах не перевищує 15%.
Для живлення парових котлів встановлюється не менше двох насосів з електроприводом і один або два насоси з паровим приводом. Сумарна подача насосів з електроприводом повинна бути не менше 110%, а з паровим приводом - не менше 50% номінальної продуктивності всіх працюючих котлів.
Подача - витрата переміщуваного середовища або кількість середовища, що проходить в одиницю часу.
Q - об'ємна подача (м3 / с, м 3 / год, л / хв);
М - масова подача (кг / с).
При паропродуктивності не більше 1 т / год допускається один живильний насос з електроприводом, якщо котел обладнаний автоматикою безпеки, яка виключає можливість зниження рівня води і підвищення тиску пари вище норми.
Для підживлення водогрійних котлів з природною циркуляцією необхідно не менше двох підживлювальних насосів, а з примусовою циркуляцією - не менше ніж по два підживлювальних та циркуляційних. Замість одного подпітточного можна використовувати водопровід, якщо тиск у водопроводі перевищує суму статистичного і динамічного напорів в системі не менше ніж на 1,5 кгс / см 2.
Напір, що розвивається циркуляційними і підживлювальних насосами, повинен виключати можливість закипання води в котлі і в системі.
Напір - тиск, виражене в метрах стовпа переміщуваної рідини (Н. м).