Предохранительные взрывные клапаны. Конструкция взрывных предохранительных клапанов

Следовательно, взрывной клапан следует располагать по возможности ближе к возможной зоне эпицентра взрыва, чтобы его срабатывание начиналось как можно раньше.

Котлы, работающие на газовом топливе, во избежание их разрушения при возможном взрыве газовоздушной смеси должны иметь предохранительные взрывные клапаны, которые, как правило, размещают в верхних частях топки, газоходов и боровов, а также в других местах, где могут образоваться газовые мешки.

Их не располагают в местах нахождения обслуживающего персонала. 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 котлу должны быть рассчитаны на соответствующее воздействие взрывной волны, чтобы эти устройства при взрыве сами не оказались источниками травм.

Для котлов производительностью менее 10 т/ч число взрывных клапанов, их размеры и расположение определяет проектная организация. Общую суммарную площадь клапанов в этом в этом случае принимают не менее 0,025 м2 (500 см2, по Стаскевичу) на каждый 1 м3 объема топки и газоходов, а площадь одного клапана — не менее 0,15—0,18 м2.

В котлах производительностью от 10 до 60 т/ч устанавливают взрывные клапаны общей площадью не меньше 0,2 м2. На последнем газоходе котла, экономайзере и золоуловителе устанавливают не менее двух клапанов с минимальной общей площадью 0,4 м2.

Взрывные клапаны разрешается не устанавливать в обмуровке одноходового по отходящим газам котла если труба расположена непосредственно над котлом, а также на котлах производительностью более 60 т/ч, на котлах, работающих с наддувом, и в газоходах перед дымососом.

Конструкция взрывных предохранительных клапанов может быть различной, наибольшее распространение получили следующие клапаны.

1. Сбросного типа (рис. 5.1, а, б); они представляют собой свободно лежащие над проемом пластины, опирающиеся на выступающие элементы котла или кирпичной кладки. По периметру пластина уплотняется мятой огнеупорной глиной, при взрыве — отбрасывается. Пластина может быть изготовлена из смеси огнеупорной глины с асбестовой крошкой, армированной металлической сеткой, или из листового асбеста толщиной 8—10 мм, под который при необходимости подкладывают решетку из металлических прутков (рис. 5.31, б). Клапан из огнеупорной глины располагают в зонах высоких температур, например над топкой, асбестовый клапан — над газоходами, в которых температура продуктов сгорания не превышает 300—500 °С.

Рис. 5.1. Предохранительный взрывной клапан. а, 6 *— сбросной; в — разрывной с песочным затвором; е — откидной чугунный: ж — разрывной вертикальный: 1 — сбросная пластина:   3 *— металлическая армирующая сетка; 3 — выступающие опорные элементы котла: 4 — огнеупорная глина; 5 — поддерживающая решетка; 6 — лоток; 7 — мелкозернистый    песок; 8 — рама: 9 — разрывная мембрана.

2. Откидного типа; их можно устанавливать на горизонтальных (рис. 5.1, е) и вертикальных (рис. 5.1, д) стенках, газоходов. Эти клапаны представляют собой пластину, соединенную с рамой при помощи петель, на которых она откидывается при взрыве. Крышка может быть чугунной (рис. 5.1, е) футерованной или свободной со стороны топки (газохода).

При установке откидного клапана на вертикальной стенке его петли следует располагать внизу. В этом случае клапан после первого же толчка за счет давления взрыва преодолевает угол 10—15°, под которым он находится относительно вертикальной плоскости, и затем уже только за счет собственного веса полностью освобождает проем, откидываясь вниз. Обслуживающий персонал возвращает клапан после хлопка в исходное положение и герметизирует по периметру огнеупорной глиной.

При сохранении расчетной площади взрывного клапана прямоугольной формы желательно, чтобы высота клапана была больше ширины, что уменьшает необходимое усилие для его открытия.

3. Разрывного типа (рис. 5.1, д), устанавливаемые на горизонтальных и вертикальных газоходах. Это мембраны, закрепленные по краям в раме и разрывающиеся при взрыве. Наиболее часто применяют мембраны из листового асбеста толщиной 2—3 мм. Со стороны газохода по всей площади клапана закрепляется металлическая сетка с ячейками не менее 40х40 мм, которая, не препятствуя выбросу взрывной волны, придает мембране необходимую прочность при случайном воздействии на нее снаружи.

Применяют также асбестовые мембраны толщиной 5—6 мм с обязательной прорезкой на них крестообразных канавок глубиной 2—3 мм, с тем чтобы толщина мембраны под канавками не превышала 2—3 мм и разрыв ее происходил по канавкам.

Клапаны из асбестовых мембран, зажатых в металлических рамках (рис. 5.1, ж), дешевы и просты в изготовлении, однако во время эксплуатации часто разрушаются даже при отсутствии взрывов газовоздушной смеси из-за перегрева, пульсации в топке и газоходах, неплотности мембраны или в заделке клапана в кладке. Серьезным недостатком асбестовых мембран, жестко зажатых по периметру