Netesnosť PRV kotla: hlavné príčiny, riziká a postupy priemyselných opráv

Prečo uniká PRV kotla: najprv záver

O tretej ráno sa pod kotlom, ktorý deň predtým perfektne bežal, rozprestiera po podlahe teplá kaluž. Prirodzenou reakciou je predpokladať, že ventil zlyhal a objednať výmenu. Takáto reakcia je zvyčajne nesprávna. Netesnosť PRV kotla je príznakom problémov s tlakom niekde inde v systéme a poistný ventil je jednoducho jediný komponent, ktorý je dostatočne čestný na to, aby to oznámil.

Pretlakový ventil, tiež nazývaný PRV, poistný ventil alebo poistný ventil, je mechanické zariadenie pripojené k pevnej nastavenej hodnote. Obytné a ľahké komerčné teplovodné kotly bežne pracujú pri tlaku 2,5 baru alebo 30 psi. Priemyselné jednotky sú nastavené podstatne vyššie v závislosti od tlakovej triedy a platného konštrukčného predpisu. V momente, keď sa tesniace plochy čo i len raz zdvihnú zo sedadla, voda, vodný kameň a nerozpustné látky sa môžu dostať na dosadacie plochy. Keď sa ventil opäť zatvorí, čelá sa už dokonale nespájajú. Vtedy začne kvapkanie, najprv ako prerušovaný plač, potom ako stále stekanie, ktoré nikdy celkom neprestane.

Únik je teda symptómom aj dôsledkom. Ako symptóm poukazuje na reguláciu tlaku, tepelnú rozťažnosť alebo reguláciu doplňovania vody. V dôsledku toho to znamená, že samotný ventil bol pravdepodobne poškodený a bude potrebné ho vymeniť. Otočte toto poradie a získate vzor, ​​ktorý väčšina závodných a stavebných inžinierov pozná: nový ventil každú vykurovaciu sezónu a rovnaký únik späť v priebehu niekoľkých týždňov.

Správna sekvencia je krátka. Najskôr si prečítajte tlakomer systému. Ako sekundu otestujte predbežné nabitie expanznej nádrže. Ako tretí skontrolujte redukčný alebo automatický plniaci ventil. Až potom rozhodnite o poistnom ventile. Pri správnom dodržaní tejto postupnosti sa vyriešia približne tri štvrtiny prípadov v domácnosti bez toho, aby ste sa vôbec dotkli ventilu.

Na strane priemyslu sú stávky vyššie. Kotly na odpadové teplo, banky ekonomizérov, predhrievače vzduchu a plášťové a rúrkové výmenníky tepla pracujú nepretržite v podmienkach vysokej teploty, vysokej prašnosti a vysokej korózie spalín. Posun nastaveného tlaku, tepelné cykly a usadzovanie častíc urýchľujú degradáciu sedadla. Náklady na neplánované odstávky sa merajú v desiatkach tisíc za deň, pričom každý liter stratený cez odtokový ventil pridáva náklady na úpravu prídavnej vody, spotrebu chemikálií a riziko tvorby vodného kameňa.

Kľúčové jedlo so sebou: Netesný PRV kotla je najskôr problém s tlakom a až potom chyba ventilu. Pred výmenou komponentu diagnostikujte systém.

Päť príčin, ktoré spôsobujú väčšinu únikov PRV kotla

Počas rokov prevádzky v teréne malý počet opakujúcich sa príčin vysvetľuje takmer každý prípad úniku PRV z kotla, ktorý sa vyskytol. Ich diagnostické podpisy sa líšia, a preto sú užitočné. Niektoré unikajú za studena, niektoré unikajú iba počas cyklu ohrevu a niektoré unikajú iba počas chodu doplňovacieho čerpadla. Sledovanie toho, kedy a ako často sa objaví únik, zužuje pole na jedného alebo dvoch kandidátov predtým, ako sa zdvihne jeden kľúč. Nižšie uvedená distribúcia pochádza zo záznamov o servise kotlov na teplú vodu pre domácnosti a ľahké komerčné kotly a niekoľko kategórií sa prenáša priamo na kotly na priemyselné odpadové teplo.

Zaplavené alebo zlyhané expanzné nádrže predstavujú zhruba 34 percent a zostávajú s veľkým náskokom jediným najväčším prispievateľom. Expanzná nádrž je vyrovnávacia nádoba, ktorá absorbuje objem, ktorý voda získa pri ohrievaní. Akonáhle membrána praskne alebo vzduchová náplň úplne zmizne, tento nárazník sa stratí a tlak v systéme sa pri každom cykle spaľovania presunie priamo do nastavenej hodnoty poistného ventilu. Preplnené systémy sú na druhom mieste pri približne 24 percentách, zvyčajne preto, že sa plniaci ventil zasekol otvorený alebo výstup z redukčného ventilu vyskočil vysoko, čím sa systém v priebehu niekoľkých hodín alebo dní potichu posunul za jeho projektovaný tlak. Tepelná expanzia a kontrola tlaku predstavujú 18 percent a najčastejšie sa objavujú na malých systémoch bez kontroly udržiavania tlaku a bez objemu vyrovnávacej pamäte.

Poškodenie vodného kameňa a sedadla predstavuje približne 15 percent. Tieto prípady majú zvyčajne históriu: ventil sa raz zdvihol, na dosadacej ploche sa usadili nečistoty a malý plač, ktorý nasledoval, sa teraz stal trvalým únikom. Únava pružiny a obyčajné opotrebovanie ventilu uzatvárajú zoznam na 9 percent, čo je najmenšia kategória, ale najjednoduchšie sa dá potvrdiť, keď je ventil mimo linky a testuje sa na skúšobnej stolici. Celkovo je vzor jednoznačný. Zhruba tri štvrtiny prípadov úniku sa vracajú späť do systému a nie do ventilu. To je presne dôvod, prečo prístup priamej výmeny tak často zlyhá, pretože nový ventil namontovaný na systém s nevyriešenou reguláciou expanzie alebo reguláciou doplňovania jednoducho opakuje rovnakú cestu zlyhania.

Na priemyselnej strane sa váha trochu posúva smerom k samotnému ventilu. Nepretržitý tepelný šok spalín, usadzovanie častíc a starnutie pri zvýšenej teplote spotrebujú dosadacie plochy oveľa rýchlejšie ako v domácom systéme. Napriek tomu zostáva kontrola tlaku v systéme, logiky riadenia na strane vody a stability nastaveného tlaku v kotloch na odpadové teplo a výmenníkových vlakoch najrýchlejšou cestou k identifikácii toho, čo je v skutočnosti za problémom s únikom PRV kotla.

1. Vodná alebo zlyhaná expanzná nádrž

Nádrž, ktorá je plná vody namiesto vzduchu, neponúka žiadnu absorpciu. Tlak stúpa priamo úmerne k teplote, poistný ventil sa pri každom cykle mierne otvorí a sedlo sa zakaždým o niečo viac degraduje. Testovanie tlaku pred plnením pri vypustenom systéme trvá desať minút a úplne eliminuje jedinú najbežnejšiu príčinu.

2. Systém je preplnený vodou

Auto-plniace a tlakové redukčné ventily sa posúvajú. Ventil nastavený na 1,5 baru, ktorý sa dostal na 2,2 baru, bude pomaly nabíjať systém, kým sa poistný ventil neotvorí a nevypustí prebytok. Únik potom vyzerá ako problém s ventilom, keď v skutočnosti ide o problém s kontrolou plnenia. Merajte výstupný tlak plniacej zostavy, nie tlakomer kotla, pretože sú často odlišné.

3. Tepelná rozťažnosť a kontrola tlaku

V systémoch bez vhodnej vyrovnávacej pamäte alebo s tlmiacou nádržou, ktorá stratila vzduchovú náplň, dochádza k nárastu tlaku pri každom cykle horáka. Vzťah je jednoduchý: uzavretý objem vody expandujúci o jedno percento pri 80 stupňoch Celzia generuje nárast tlaku oveľa väčší, než väčšina malých systémov dokáže tolerovať. Opravou je správne dimenzovanie expanzného objemu, nie silnejší poistný ventil.

4. Vodný kameň a poškodené dosadacie plochy

Akonáhle sa ventil vypustí, usadeniny tvrdej vody sa pripečú na kotúč a sedlo. Výsledkom je permanentný plač, ktorý nevylieči žiadne utiahnutie. Na priemyselných zariadeniach sa objavuje rovnaký mechanizmus ako sulfidácia, oxidácia a usadzovanie popola na sedacích plochách, preto na výbere materiálu záleží rovnako ako na frekvencii údržby.

5. Jarná únava a starnutie ventilov

Pružiny poistných ventilov strácajú napätie počas tisícok tepelných cyklov. Ventil s hodnotou 1,6 MPa sa môže začať zdvíhať pri 1,4 MPa po niekoľkých rokoch, dlho predtým, než si to niekto všimne. Pravidelné testovanie nastaveného tlaku na skúšobnej stolici je jediným spoľahlivým spôsobom, ako to zachytiť skôr, ako sa stane nepríjemným výbojom.

Kľúčové jedlo so sebou: Riadenie expanzie a regulácia doplňovania spôsobujú približne tri štvrtiny únikov PRV udalostí. Opravte systém a ventil zvyčajne prestane unikať sám.

Domáce kotly a kotly na priemyselné odpadové teplo: rovnaký príznak, iné riziko

Fyzika netesného poistného ventilu je identická bez ohľadu na to, či kotol vykuruje malú budovu alebo rekuperuje teplo zo sintrového pásu. Čo sa mení, je prevádzková obálka, dôsledok zlyhania a technická odozva. Stojí za to tieto dve veci jasne oddeliť, pretože pokyny napísané pre domácu jednotku sa zriedkakedy prenesú do tlakovej nádoby prevádzkovanej v priemyselnom meradle.

Dôsledky sa výrazne rozchádzajú. Únik vody v domácnosti môže premrhať niekoľko litrov za deň a zašpiniť podlahu. Priemyselná netesnosť kotla na odpadové teplo vypúšťa upravenú, chemicky upravenú vodu, ktorá už spotrebovala energiu, chemikálie a kapitál. Každý stratený kubický meter treba nahradiť, zahriať a znova spracovať. Vynásobte to nepretržitou prevádzkou počas roka a náklady sú značné ešte predtým, ako sa uvažuje o odstávke.

Existuje aj rozmer súladu. Priemyselné tlakové zariadenia vo všeobecnosti spadajú pod uznávaný konštrukčný a výrobný kód so zdokumentovaným nastaveným tlakom, certifikáciou kapacity a povinnosťami pravidelného opätovného testovania. Ventil, ktorý sa vymyká špecifikácii, nie je len nepríjemný; je to kontrolný nález, ktorý čaká na to, čo sa stane. Pre prevádzkovateľov zariadení je uchovávanie zdokumentovanej histórie overenia nastaveného tlaku rovnako dôležité ako udržiavanie čistoty samotného ventilu.

Kľúčové jedlo so sebou: Rovnaký únik má veľmi odlišné dôsledky v každej mierke. Priemyselní prevádzkovatelia by mali považovať posun nastaveného tlaku za položku plánovanej údržby, nie za reaktívnu opravu.

Zmerajte pred výmenou: Diagnostická sekvencia

Prepracovanie nasledujúcej sekvencie trvá menej ako hodinu na domácom systéme a pol smeny na priemyselnom. Dôsledne oddeľuje ventil od systému, čo je jediné rozhodnutie, na ktorom v tejto fáze záleží.

1. Odčítajte systémový tlakomer pri studenom kotli. Zaznamenajte presný údaj, nie približný.
2. Porovnajte toto číslo s nastaveným tlakom vyrazeným na štítku poistného ventilu. Studený údaj nad 80 percent nastaveného tlaku už naznačuje problém proti prúdu.
3. Izolujte a vypustite expanznú nádrž, potom skontrolujte predplnenie vzduchu pomocou merača pneumatík. Mal by zodpovedať tlaku studeného plnenia systému. Ak z ventilu Schrader vyteká voda, membrána zlyhala.
4. Počas cyklu ohrevu sledujte plniaci alebo redukčný ventil. Ak tlak v systéme stúpa, keď nie je aktívne žiadne volanie na teplo, kontrola plnenia prebehne.
5. Sledujte vzor úniku. Úniky za studena poukazujú na preplnenie alebo poškodenie sedadla. Len netesnosti za horúca poukazujú na tepelnú rozťažnosť. Netesnosti, ktoré sa zhodujú s bodom chodu plniaceho čerpadla k regulácii doplňovania.
6. Na priemyselných zariadeniach vytiahnite nastavený trend tlaku zo záznamov o údržbe. Porovnajte posledné dva overovacie správy. Posun nadol o viac ako päť percent naznačuje problém s pružinou.
7. Až keď sú kroky jedna až šesť čisté, treba odsúdiť samotný poistný ventil. V tom momente ho radšej vymeňte, než aby ste ho znovu usadili v teréne.

Tendencia preskočiť tretí krok je rozšírená a drahá. Expanzná nádoba, ktorá pri vizuálnej kontrole číta správne, môže byť stále úplne zamokrená, pretože až do priameho merania vzduchovej náplne neexistuje žiadny vonkajší znak. V priemyselných systémoch je krok 6 ekvivalentným slepým bodom, pretože overenie nastaveného tlaku sa často odkladá, keď je výrobný tlak vysoký.

Kľúčové jedlo so sebou: Nikdy neodsudzujte poistný ventil, kým nie je skontrolovaný a vymazaný expanzný objem, kontrola plnenia a nastavený tlak.

Správna výmena PRV na prvý pokus

Výmena je jednoduchá práca, keď sú okolité podmienky správne, a zdroj opakovaného zlyhania, keď nie sú. Nižšie uvedený zoznam obsahuje body, ktoré sa najčastejšie pokazia.

• Nastavte presne nastavený tlak, kapacitu a veľkosť pripojenia. Ventil s vyšším nastaveným tlakom nie je upgrade, je to odstránená poistka.
• Nikdy nemontujte ventil s menšou kapacitou ako je pôvodný, pokiaľ nebola formálne prehodnotená prevádzka kotla.
• Skontrolujte, či nie je upchaté vypúšťacie potrubie. Čiastočne zablokované výtlačné potrubie zadržiava tlak na kotúč a spôsobuje slzenie aj na novom ventile.
• Použite správny závitový tmel. Prebytočná páska alebo pasta migruje na dosadaciu plochu a vytvára samotný únik, ktorý sa opravuje.
• Krútiaci moment podľa špecifikácie výrobcu. Prílišné utiahnutie deformuje telo a mení nastavený tlak.
• Po inštalácii znova otestujte úmyselným zvýšením tlaku v systéme a potvrdením, že sa ventil zdvihne a znovu zapadne.
• Zaznamenajte si dátum inštalácie, nastavený tlak a výsledok testu. Od tohto záznamu závisia režimy priemyselných kontrol.

Pri priemyselných zariadeniach platí dodatočná úvaha. Vypúšťanie z prepúšťacieho ventilu kotla na odpadové teplo vedie vysokoenergetickú paru alebo horúcu vodu a vypúšťacia trasa musí byť pre to navrhnutá. Spätný tlak na výstupnej strane môže výrazne posunúť efektívny nastavený tlak, a preto sa pri integrácii systému venuje dizajnu výstupného potrubia toľko pozornosti ako samotnému výberu ventilu.

Kľúčové jedlo so sebou: Správne dimenzovaný ventil nainštalovaný na zablokovanom výtlačnom potrubí bude unikať rovnako zle ako ten, ktorý nahradil. Skontrolujte celú výtlačnú cestu, nielen ventil.

Únik PRV z priemyselných odpadových tepelných kotlov: Prečo na tom záleží viac

Na domácom kotli kvapká na podlahu netesný poistný ventil. V kotli na odpadové teplo alebo v banke ekonomizéra pred parným bubnom eroduje tlakovú hranicu spôsobmi, ktoré sa nehlučne spájajú: zvyšujúce sa náklady na úpravu prídavnej vody, urýchľujúce tvorbu vodného kameňa v smere prúdenia a tlakovú obálku, ktorá sa každý štvrťrok posúva ďalej od dizajnu.

Prevádzkové podmienky sa nepodobajú na nástennú jednotku vykurovanú plynom. Vstupné teploty spalín sa bežne pohybujú medzi 600 a 1000 stupňami Celzia, často so značným zaťažením prachom a korozívnymi zložkami. Tepelné cykly sú závažnejšie, kolísanie tlaku častejšie a príležitosti na zbytočné zdvihnutie ventilu sú oveľa početnejšie. V priebehu času dochádza k posunu tlaku, dosadacie plochy sa znehodnocujú a pružiny strácajú napätie v dôsledku trvalého tepla. Ventil nastavený na 1,6 MPa pred dvoma rokmi môže byť teraz zdvihnutý na 1,4 MPa, pričom nikto o tejto zmene nevie.

Konštrukcia bubna na koksárenských a aglomeračných kotloch na odpadové teplo je prispôsobená povinnosti spätného získavania odpadového tepla, čo znamená, že riadenie hladiny vody, filozofia odkalovania a odozva na zaťaženie sa líšia od konvenčného energetického kotla. Poistný ventil s unášaným nastaveným tlakom zosilňuje každé z týchto porúch. Kolísanie záťaže, kavitácia ventilu napájacej vody a prenos parnej vody, to všetko vytvára tlakové skoky, ktoré správne nastavený ventil toleruje a unášaný ventil sa vypúšťa.

Proti prúdu od bubna čelia zadné plochy rekuperácie tepla rovnakému problému z iného smeru. Vodný kameň alebo korózia na ekonomizéri zvyšuje odpor na strane spalín, narúša distribúciu prúdenia na strane vody a posúva hranicu tlaku do opakovaných výkyvov. Spájkovaný ekonomizér na báze niklu to rieši na úrovni materiálu. Spájkovaná konštrukcia odoláva oxidácii a korózii s rosným bodom kyseliny sírovej vo vysokoteplotných spalinách s vysokým obsahom prachu, čo udržuje prenos tepla stabilný a zabraňuje narúšaniu tlakovej hranice prechodnými javmi, ktorým sa dá vyhnúť. Znečistenie na strane spalín takmer vždy začína na ekonomizéri, dlho predtým, ako je viditeľné kdekoľvek inde.

Odstraňovanie prachu si v tom istom rozhovore zaslúži rovnakú pozornosť. Keď sa spaliny dostanú na teplovýmenné povrchy bez adekvátneho odstraňovania častíc, miera zanášania na každom komponente po prúde prudko stúpa. Predhrievače vzduchu, ekonomizéry a plášťové a rúrkové výmenníky tepla strácajú výkon rýchlejšie a výsledná tlaková nestabilita si nakoniec nájde cestu k poistnému ventilu. Umiestnenie zberu prachu pred rekuperáciou tepla je jednou z najlacnejších foriem ochrany dostupných pre tlakovú obálku.

Praktickou odpoveďou je výber zariadenia s ohľadom na prevádzkovú obálku. Systémy navrhnuté pre vysokú teplotu, vysokú prašnosť a vysokú koróziu, s výberom materiálu prispôsobeným špecifickej chémii spalín, stoja na začiatku viac a počas pätnásťročnej životnosti sú podstatne nižšie. Tento výpočet sa oplatí prehodnotiť vždy, keď sa poistný ventil stane opakujúcou sa položkou údržby. Aglomeračné a hutnícke kotly na odpadové teplo ilustrujú rovnaký princíp, kde výkon rekuperácie energie a tlaková stabilita sú dva výsledky jedného konštrukčného rozhodnutia.

Pre inžinierov, ktorí porovnávajú možnosti a doby návratnosti, je vzťah medzi návrhom rekuperácie tepla a nákladmi na energiu závodu dobre zdokumentovaný v priemyselnej literatúre a zvyčajne stojí za preskúmanie spolu s akýmkoľvek skúmaním hraníc tlaku.

Kľúčové jedlo so sebou: Na priemyselných kotloch na odpadové teplo je netesný PRV zvyčajne viditeľným koncom reťazca, ktorý začína znečistením na strane spalín a unášaním nastaveného tlaku. Vyriešte materiály a zaťaženie prachom a ventil prestane byť predmetom údržby.

Kontrolný zoznam pre výber a údržbu

Bez ohľadu na to, či ide o domácu výmenu alebo revíziu špecifikácie zariadenia, o tom, či inštalácia funguje, rozhodujú rovnaké parametre. V tabuľke nižšie sú zhrnuté, čo je potrebné potvrdiť a kde sa vyskytujú bežné chyby.

Dva záznamy v tejto tabuľke spôsobujú viac opakovaných zlyhaní ako ostatné dohromady. Prvým je náhrada nastaveného tlaku, kde je namontovaný silnejší ventil na stíšenie symptómu, ktorý by oprava systému vyriešila správne. Druhým je neoverený expanzný objem, kde neporušená vyzerajúca nádrž skrýva zlyhanú membránu. Obe sú lacné na kontrolu a drahé na ignorovanie.

Na strane priemyslu si svoje miesto zaslúži tretí záznam: interval overovania. Tepelné cyklovanie degraduje pružiny predvídateľným spôsobom a zachytenie päťpercentného posunu predtým, ako sa z neho stane pätnásťpercentný posun, je rozdiel medzi plánovanou úpravou a neplánovanou odstávkou. Výrobcovia a dodávatelia tlakových zariadení vo všeobecnosti zverejňujú odporúčané intervaly opakovaných skúšok a tieto odporúčania existujú z dobrého dôvodu.

Kľúčové jedlo so sebou: Dve kontroly najvyššej hodnoty v celom programe údržby sú plnenie expanznej nádoby vzduchom a zdokumentované overenie nastaveného tlaku. Všetko ostatné je druhoradé.

Otázky týkajúce sa riešenia problémov, ktoré kladú tímy závodu

Kľúčové jedlo so sebou: Väčšina opakovaných zlyhaní má dve hlavné príčiny, ktoré neboli skontrolované prvýkrát. Skôr než odsúdite akýkoľvek náhradný ventil, skontrolujte expanzný objem a kontrolný tlak plnenia.

Záverečné poznámky a ďalšie čítanie

Netesnosť PRV kotla je jednou z najčastejšie chybne diagnostikovaných porúch v parných a teplovodných zariadeniach. Ventil je viditeľný, prístupný a lacný na výmenu, čo z neho robí predvoleného podozrivého, aj keď dôkazy poukazujú inde. Práca v poradí v správnom poradí, najprv tlak, potom expanzný objem, potom kontrola plnenia a potom ventil, vyrieši veľkú väčšinu prípadov bez druhej návštevy.

V priemyselných zariadeniach sa tá istá logika rozšíri s väčšími dôsledkami. Kotly na odpadové teplo, ekonomizéry a predhrievače vzduchu pracujúce pri vysokej teplote, vysokej prašnosti a vysokej korózii potrebujú overenie nastaveného tlaku zabudované do programu údržby a potrebujú zvládnuť znečistenie na strane spalín skôr, ako naruší stranu vody. Výber materiálu a odstraňovanie prachu pred povrchmi rekuperácie tepla nie sú v tomto rozsahu voliteľné; určujú, ako často sa poistný ventil stáva položkou údržby.

Pre tímy, ktoré hodnotia zariadenia alebo vytvárajú prípad pre projekt zhodnocovania odpadového tepla, môžu byť ako východiskový bod užitočné nasledujúce zdroje.

• Ako kotly na odpadové teplo z metalurgie znižujú náklady na energiu závodu
• Jiangsu Shineng Chemical Equipment, výrobca zariadení na rekuperáciu odpadového tepla z priemyselných spalín

Ako výrobca a dodávateľ zariadení na rekuperáciu odpadového tepla slúžiaci pre uhoľný chemický priemysel, energetiku, metalurgiu a syntetický čpavok spoločnosť navrhuje, vyrába a uvádza do prevádzky jednotlivé tlakové komponenty a kompletné systémy zhodnocovania, pričom je držiteľom akreditácie ASME pre kotly a tlakové nádoby spolu s domácimi licenciami na výrobu tlakových nádob triedy III. Pri projektoch, kde sa musí zabezpečiť spoľahlivosť na hranici tlaku a výkon rekuperácie tepla, sa táto kombinácia výrobnej kvalifikácie a inžinierstva na úrovni systému oplatí vyhodnotiť na začiatku procesu špecifikácie.

Kľúčové jedlo so sebou: Diagnostikujte systém, overte nastavený tlak, spravujte stranu spalín a netesný PRV prestane byť opakujúcim sa problémom a stane sa úlohou plánovanej údržby.