Лекция №3 Тема: Защита газопроводов от коррозии

Дата добавления: 2014-09-05 | Просмотров: 1557

Закрытый расширительный бак располагается непосредственно в тепловом пункте здания или на тепловых станциях и служит только для компенсации излишних объемов воды (Рис. 10.6)

Рис. 10.6. Установка закрытого расширительного бака в системе водяного отопления с зависимым присоединением тепловой сети;

1 - теплообменник; 2 - закрытый расширительный бак; 3 – циркуляционный насос; 4 – отопительный прибор.

Современная конструкция закрытого расширительного бака изготовленного из листовой стали цилиндрической формы разделенной на две части резиновой мембраной (Рис. 10.7)

Одна часть предназначена для воды системы отопления, другая заполнена в заводских условиях инертным газом (озоном) под давлением.

Применяются баки без разделительной мембраны.

Рис. 10.7. Конструкция закрытого расширительного бака с мембраной:

1 – корпус; 2 – вода; 3 – инертный газ; 4 – мембрана; 5 – верхний уровень мембраны;

6 – нижний уровень мембраны; 7 – патрубок.

- На рис. 10.7 показана конструкция закрытого расширительного бака с упругой мембраной разделяющей две среды – воду – 2 и инертный газ – 1.

- При нагревании избыток объема воды поступает через патрубок – 7 сжимая воздух или газ, находящегося в нем.

- При этом повышается давление как в баке, так и в системе отопления в целом и может достичь критического состояния (Р_max) и разрушить систему. В этом случаи происходит сброс части воды через предохранительный клапан.

- В другом случаи при понижении температуры воды ее объем и уровень в баке уменьшается, что может вызвать понижение давления (P_min) в системе отопления до значения, вызывающих вскипание воды и подсос воздуха из атмосферы.

- Следовательно объем закрытого расширительного бака и диапазоны изменения давления Р_max и Р_min должны быть обоснованы и определятся расчетом.

- Полезный объем закрытого расширительного бака определяется по формуле:

Где ΔVс.о. – увеличение объема воды в системе отопления при нагревании и определяется по формуле:

ΔV_с.о.=βΔt V_с.о.;

Pa – абсолютное давление в баке до первого поступление воды.

Рmin – минимальное необходимое давление воды в баке при минимальном уровне (Рис. 10.7)

Рmax – максимальное допустимое давление воды в баке при максимальном уровне.

- Минимальное необходимое давление Pmin в закрытом расширительном баке равно гидростатическому давлению Р2 (рис. 10.6) на уровне установки бака с запасом Рверх во избежании вскипания воды и подсоса воздуха и определяется по формуле:

Р_min = P_a + P₂ + P_верх.

- Максимально допустимое давление воды в баке Pmax принимают в зависимости от рабочего давления Pраб (рис. 10.6) допустимого для элементов сисетмы отопления в низшей точки Pраб(ниж) и определяется по формуле:

Р_max = P_a + P_раб –( ΔР_н + P₁)

Где P₂ – гидростатическое давление пропорционально расстоянию h₂ (рис. 10.6)

P_верх – давление в верхней точки системы отопления

P_раб – рабочее давление в низшей точке системы отопления (рис. 10.6)

P₁ – гидростатическое давление пропорционально расстоянию h₁ (рис. 10.6)

ΔР_н – давление развиваемое циркуляционным насосом.

- Следовательно размеры закрытого расширительного бака строго зависят от гидравлического режима в системе отопления, объема и температуры воды, давления циркуляционного насоса и места его включения.

- Рассмотрим варианты установки закрытого расширительного бака в тепловом центре без мембраны с регулируемым избыточным давлением (рис. 10.8 «а») и с мембраной (рис. 10.8 «б»)

а)

б)

Рис. 10.8 Схема установки закрытого расширительного бака: а – бак без мембраны; б – бак с мембраной. 1 – расширительный бак; 2 – компрессор; 3 – газовый баллон; 4 – редукционный клапан; 5 – датчик давления; 6 – предохранительный клапан; 7 – электродвигатель; 8 – водомерное стекло; 9 – соединительная труба с обратной магистралью; 10 – инертный газ; 11 – расширительный бак; 12 – мембрана; 13 – вода; 14 – предохранительный клапан; 15 – кран для слива воды; 16 – подающая магистраль; 17 – воздушный кран; 18 – соединительная труба; 19 – штуцер для заполнения бака инертным газом; 20 – теплообменник.

- На рис. 10.8 «а» показана установка в тепловом центре закрытого расширительного бака без мембраны с регулируемым избыточным давлением.

- В этом варианте в баке поддерживается либо сжатым воздухом от компрессора – 2 или инертным газом из баллона – 3. Действие компрессора – 2 автоматизируется.

- На рис. 10.8 «б» показана установка закрытого расширительного бака с упругой мембраной – 12, разделяющей две среды – воду -13 и газ – 10.

- Мембрана – 12 до нагревания воды в системе отопления прилегает к стенке бака в зоне заполнения водой.

- При нагревании избытки объема воды поступают в бак, сжимая воздух или газ. При этом повышается давление как в баке, так и в системе отопления, что может вызвать разрушение системы. Во избежание аварии происходит сброс воды через предохранительный клапан – 6 и 14.

- При понижении температуры воды давление в высших точках системы отопления может оказаться ниже минимального, что может вызвать вскипание воды или подсос воздуха из атмосферы.

- Следовательно, объем закрытого расширительного бака строго определяется допустимым диапазоном давления P_min и P_max.

Контрольные вопросы

1. Объясните причину обуславливающую установку расширительного бака в системах водяного отопления.
2. Охарактеризуйте место установки открытого и закрытого расширительного бака.
3. Изложите методику расчета и объема открытого расширительного бака.
4. Изложите методику расчета закрытого расширительного бака.
5. Исследуйте работу открытого и закрытого расширительного бака в зависимости от изменения температуры и давления воды в системе отопления.

Ответы на эти вопросы студент должен подготовить к следующей лекции.

Конец лекции десятой темы

Лекция №3 Тема: Защита газопроводов от коррозии

1. Виды коррозии газопроводов

2. Защита газопроводов от почвенной коррозии и блуждающих токов

3. Мероприятия по защите подземных газопроводов от коррозии

4. Коррозионные измерения на подземных стальных трубопроводах.

5. Определение коррозионной активности грунта.

1. Виды коррозии

Коррозией называется постепенное разрушение металла вследствие химического или электрохимического воздействия.

Химическая коррозия — взаимодействие металла с коррозионной средой. При этом металл взаимодействует со средой, не проводящей электрический ток. Протекающие окислительно-восстановительные реакции осуществляются путем непосредственного перехода электронов с атома металла на частицу (молекулу, атом) — окислитель, входящий в состав среды.

Электрохимическая коррозия — взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не одновременно и их скорости зависят от электродного потенциала.

При электрохимической коррозии металл соприкасается с растворами, проводящими электрический ток, — электролитами.

Вследствие неоднородности строения металла, наличия примесей и различного состава раствора при соприкосновении металла с электролитом образуются микроскопические гальванические элементы, у которых катодом служат посторонние примеси, а анодом — сам металл. Ионы металла переходят в раствор, освобожденные электроны перемещаются к катодным участкам.

Процесс коррозии зависит от электродных потенциалов анодных и катодных участков.

При электрохимической коррозии протекают два самостоятельных процесса: анодный — переход металла в раствор в виде гидратированных ионов с оставлением эквивалентного числа электронов в металле, и катодный — ассимиляция находящихся в металле избыточных электронов.

Анодные и катодные процессы происходят на различных участках, однако могут протекать и на одной поверхности, чередуясь по времени.

Основными источниками блуждающих токов являются рельсовые сети трамвая, метрополитена и электрифицированной железной дороги. Положительный полюс источника постоянного тока электрифицированного транспорта подключается к контак­тному проводу, а отрицательный — к ходовым рельсам. Ток от положительной шины тяговой подстанции по питающей линии поступает в контактный провод, а оттуда через токоприемник — к двигателям электровоза и далее через колесные пары, рельсы и землю в отсасывающую линию к минусовой шине тяговой под­станции. Стекающий в землю ток, который называют блужда­ющим, тем больше, чем меньше переходное сопротивление меж­ду рельсами и землей и чем больше предельное сопротивление рельсов.

Наиболее значительные токи утечкинаблюдаются на участках путей электрифицированных железных дорог, где имеются малые переходные сопротивления между рельсами и землей и большие тяговые токи. Блуждающие токи, возникающие при этом, могут распространяться на большие расстояния. Блуждающие токи, про­никая в подземный газопровод, создают три потенциальные зоны: катодную — участок входа блуждающего тока из почвы в газопро­вод (не опасную в коррозионном отношении); анодную — участок выхода блуждающего тока из газопровода (опасную в коррозион­ном отношении); знакопеременную — участок газопровода, где наблюдается изменение потенциальной зоны во времени, т.е. воз­никают то анодная, то катодная зоны.