1. Ауыл шаруашылық тұтынушыларды ыстық сумен және бумен жабдықтау ерекшеліктері, электр-термиялық жабдықтарды таңдап алу
2. Электродты су қыздырғыштар және бу генераторлары. Типтері, құрылысы, техникалық мәліметтері. Принциптік басқару және автоматтандыру электр сұлбалары
1. Ауыл шаруашылық тұтынушыларды ыстық сумен және бумен жабдықтау ерекшеліктері, электр-термиялық жабдықтарды таңдап алу
Ыстық су мен бу жылу бергіш ретінде жылыту жүйелерінде, жем дайындау үрдістерінде, қоршаулы құрылыстарда өсімдіктерді суаруға, шеберханаларда, санитарлық-гигиеникалық қажетті қамтамасыз етуге және басқа үрдістерде пайдаланылады. Фермаларда температурасы 80 °С ыстық суды ыдыстарды, сепараторларды, пастеризаторларды, сүт өтетін түтіктерді, автоцистеріндерді, сүт танктерін және басқа құрылғыларды жууға қолданады. Сиыр желінін жуыпшаюға температурасы 40 °С, ал малдарды суаруға температурасы 12 °С суды пайдаланады.
Әдетте суды 80…90 °С дейін қыздырады. Содан соң ыстық суға салқын су қосып (тура тұтынатын орында), оның температурасын орныдалатын үрдіске қажетті мәнге жеткізеді. Үрдісті орындауға қажет температурасы t_қ және массасы M_қ су алуға керек ыстық судың массасы M_ы мына формуламен анықталады:
M_ы=M_қ (t_қ-t_с)/(t_ы-t_с ),
мұндағы t_ы – ыстық судың температурасы, °С; t_с – салқын судың температурасы, °С.
Су қыздыруға және бу өндіруге қажет жылылық шығыны ферма орналасқан жердің климаттық жағдайына, малдардың түріне және оларды ұстау технологиясына байланысты келеді.
Әр түрлі үрдістерге су мен бу шығынының меншікті нормасы және су мен буды тұтыну режимі негізінде ыстық сумен және бумен жабдықтаудың тәуліктік графигі тұрғызылады. Осы график негізінде жылулық жүктемелердің тәуліктік графигін тұрғызады. Бұл графиктерді тұрғызу тәсілдерін «Жылу техникасы» пәнінде оқып біледі. Мал фермалары мен кешендерінде ыстық су шығыны, тәулік бойы тұрақты болмайды сондықтан жылылық шығыны кенет өзгереді (2.1-сурет). Жылулық жүктің айнымалы болуы ферманы жылумен жабдықтауды қиындатады. Су қыздыруға және бу өндіруге арналған жабдықтар ұзақ уақыт минималь жүкпен жұмыс істейді. Осы себептен олардың технологиялық көрсеткіштері төмендейді.
Ауыл шаруашылығында ыстық су мен буды оттық және электрлік су қыздырғыштарда және бу қазандарында алады. Электрлік су қыздырғыштары мен бу генераторлары тура тұтынушыларда орналас-тырылады. Сондықтан қазанжайдан орталықты жылумен жабдықтауда пайдаланылатын жылу құбырларын керек қылмайды. Осы себептен металл және жылылық шығындары азаяды. Бұл жабдықтар аз уақыт ішінде пайдаланылатын нысандарында өте пайдалы болады.
Электрлік су қыздырғыштары мен бу қазандарының құрылысы қарапайым, п.ә.к. жоғары, жұмысы сенімді келеді. Олар қызмет көрсетуге және автоматтандыруға жеңіл және әр уақытта да жұмысқа дайын келеді. Осы себептерден олар ауыл шаруашылығында кең таралған.
Сурет 2.1. Мал фермасының жылулық жүктемелерінің шамамен тұрғызылған тәуелдік графигі:
1 — ыстық сумен жабдықтауға қажетті жылылық шығындары; 2 — жылыту мен желдетуге қажет жылылық шығындары; 3 — жалпы жылылық шығындары; 4 – жылылықты аккумуляциялағандағы жылылық көзінің жылылық өндіруі
Әрекет ету принципіне орай электрлік су қыздырғыштар элементті, электродты және индукциялы болып бөлінеді.
Су қыздырғыштар ағынды және ағынсыз типті болады. Ағынды су қыздырғыштар жұмысқа қосқаннан кейін лезде ыстық су алуға мүмкіндік береді. Бірақ, олардың жылу энергиясының бірлігіне қуат шығыны жоғары болады. Ағынсыз (жылу энергиясын шоғырлап жинайтын) аппараттардың меншікті тұтыну қуаты аз және оларды тәуліктік графиктің жүктемесі аз кезеңінде жұмысқа қосуға болады.
Ағынды су қыздырғыштың немесе бу генераторының қуаты, Вт
P_а=(k_қ∙Φ_м)/(η_қ∙η_ж ),
мұнда k_қ – қор коэффициенті (k_қ=1,1…1,3); Φ_м – тәулік ішіндегі максимал жылулық ағыны, Вт, η_қ және η_ж – қыздырғыш және құбырлар жүйесінің п.ә.к., % (с.б.).
Аккумуляциялайтын (жылылықты шоғырлап жинайтын) типті су қыздырғыштың қуаты, Вт:
P_ак=(k_қ∙Q_т)/(η_қ∙η_ж∙τ_з ),
мұнда Q_т – жылылықтың тәуліктік мөлшері, Дж (тәуліктік графиктегі сағаттық жылулық жүктемелердің қосындысы ретінде анықталады), τ_з – тәулік ішіндегі қыздырудың жиынтық уақыты, яғни қондырғыны зарядтау уақыты, с.
Фермаларда және басқа ауыл шаруашылық нысандарында жылылықты шоғырлап жинауға ыстық су толтырылған бактар пайдаланылады. Бакты жылулық оқшауламамен қаптап жылу шығынын азайтады (∆t≤0,5 ℃/сағ).
Бақтың сыйымдылығын, м3, мына формуламен анықтауға болады:
V_ак=(Q_т∙k_қ)/(η_қ∙η_ак∙γ∙c∙(t_2-t_1 ) ),
мұндағы γ — судың тығыздығы, кг/м^3; c — судың жылу сыйымдылығы, Дж/(кг·°С; η_ак – жылылық аккумуляциялайтын бактың п.ә.к., % (с.б.).
Су қыздырғыштарын (бу генераторларын) қуаттың, температураның, су (бу) шығынының қажетті мәндеріне және олардың пайдаланылу мақсатына байланысты таңдап алады.
Элементті су қыздырғыштармен салыстырғанда электродты су қыздырғыш қондырғыларының құрылысы қарапайым, пайдалы әсер коэффициенті жоғары, қыздыру құрылғысының құны аз, жұмыста сенімді (сусыз қосқанда аппарат жұмыстан шықпайды) келеді, сондай-ақ оларды үлкен қуатқа дайындауға болады. Олардың кемшіліктері: қондырғы қуатының пайдаланылатын судың меншікті электрлік кедергісіне және температурасына байланысты болуы; электродтарда өтетін электр-химиялық реакциялар өнімімен судың ластануы; су арқылы потенциалдық электродтардан қыздырғыш тұрығына шығу мүмкіндігі мен аппаттық және симметриясыз режимдерде жұмыс істегенде электрлік қауіптілігінің жоғарылығы.
Индукциялы су қыздырғыштар қарапайым, жұмыста сенімді және суды ластамайды. Олардың кемшіліктеріне қуат коэффициенті мен пайдалы әсер коэффициентінің төмендігін және материал шығынының көптігін жатқызуға болады.
2. Электродты су қыздырғыштар және бу генераторлары
Ауыл шаруашалығында төмен кернеулі ЭПЗ, КЭВ және КЭВЗ типті электродты су қыздырғыштар және КЭПР, КЭП типті бу қазандары кең таралған.
Электродты су қыздырғыштар. ЭПЗ типті электродты су қыздырғыштар үй-жайлардың жылыту жүйесіндегі суды қыздыруға қолданылады. Сонымен қатар олар ауылшаруашылық, өндірістік, мәдени-тұрмыстық және тұрғын үй-жайларды ыстық сумен қамтамасыз етуге де пайдаланылады. Қондырғы үй-жайларды ыстық сумен қамтамасыз етуге пайдаланылғанда жылу алмастырғыш құрылғы қолданылуы керек. Бұл жағдайда қондырғы жылу алмастырғыш құрылғының бірінші тұйықталған контурына қосылды, ал жылу алмастырғыш құрылғының екінші контурынан ыстық су алынады. Осындай режимде жұмыс істегенде судың меншікті электрлік кедергісінің қажетті мәнін тұрақты ұстап тұру жеңілдейді, сондай-ақ электродтардың коррозиялануы мен қақтануына қарсы күресу оңайлайды.
Су қыздырғыштың бірінші тұйықталған контурда сенімді жұмыс істеуі үшін мына жабдықтар болуы керек: контурда су ағынын қамтамасыз ететін сорғыш; қондырғыға кіретін және одан шығатын су температураларын өлшейтін термометрлер; сақтық клапан; су дайындағыш құрылғылар және «Электродты қазандар құрылысының және пайдалануының электрлік қауіпсіздік ережелері» талаптарына сәйкес басқа элементтер; жылумеханикалық жабдықтар.
ЭПЗ-100-И1 типті электродты су қыздырғыштың электродтар жүйесі біліктес цилиндрлік электродтар түрінде жасалынады. Өнеркәсіп ЭПЗ…И1 электродты су қыздырғыштарының қуаты 25,60 және 100 кВт болатын ЭПЗ-25, ЭПЗ-60 және ЭПЗ-100 үш тип-өлшмдерін шығарады. ЭПЗ-100-И1 қондырғысы негізінде ЭПЗ-100-И2 типті электродты су қыздырғыштар шығарылады. Олардың энергетикалық көрсеткіштері ЭПЗ-100-И1 су қыздырғыштарының көрсеткіштерімен бірдей, бірақ ЭПЗ-100-И2 типті қондырғылар жұмыста сенімді келеді.
Қуаты 25 кВт су қыздырғыштардың электродтық жүйесі болат пластинкадан доға тәріздес жасалынған үш фазалық электродтардан және кіші радиуспен иілген сондай пішінді үш реттегіш электродтардан тұрады. Фазалық электродтар қозғалмайтын болып бекітілген және су қыздырғыштың ток өткізетін кірмелеріне қосылған. Реттегіш электродтар электр-оқшауламалық материалдан жасалынған траверстерге бекітілген және олармен біртұтас бөлшек құрады. Бөлшек фазалық электродтарды айналасында 0°-тен 60°-қа дейінгі бұрыш аралығында білік көмегімен бұруға болады.
Осы бұрышты өзгертумен қыздырғыш қуаты реттелінеді. Электродтарды осындай құрылмалық орындаудың ерекшелігі: реттегіш болат электродтар сыртқы электр торабынан оқшауланған. Белгілі басқа құрылмаларда электродтық жүйенің металл элементтері немесе фазалық электродтар, немесе «қарсы электродтар» ретінде пайдаланылады. Олар жұлдызша қосылған жүктің нөлдік нүктесін жасайды. Токтың орынсыз ағуын жою үшін ұсынылған электродтық жүйе сыртқы және ішкі электр оқшауламалық экрандармен жабдықталған. Олардың радиалдық пластинкалары бар. Пластинкалар фазалық және реттегіш электродтардың бүйір жақтарының жиектерін бөліп тұрады.
Қондырғыда барлық қыздырылатын су фазалық және реттегіш электродтардың аралығындағы сақиналық саңылаулармен өтеді. Реттегіш электродтар көршілес фазалық электродтарға симметриялы орналасқанда су қыздырғыш максимал қуат тұтынады. Фазалық және реттегіш электродтар бір секторда беттескенде қондырғының қуаты минимал мәнінде болады. Минимал қуат токтың қондырғының қақпағына, су кірмелік және шықпалық келте түтіктеріне және ток өткізетін кірмелер аралығында токтың өтуімен анықталады.
ЭПЗ-100-И2 су қыздырғыштарының электродтық жүйесі күрделі құрылмалы болады: әр бір фазалық электрод екі доға тәріздес пластинкадан тұрады, ал олардың арасына реттегіш электродтар орналастырылады.
Реттегіш электродтары оқшауланған су қыздырғыштардың реттелінетін жүктемелері үш бұрышты болып қосылады. Реттелінбейтін жүк 20…30 % шамасында болады. Бұл жүктеме токтың электродтық жүйенің сыртына өтуінен пайда болады.
Су қыздырғыштардың негізгі электрлік сұлбасы үш бұрышты болуы, олардың электрлік қауіпсіздігін қамтамасыз етуді жеңілдетеді. Осындай қондырғыларды бейтарап нүктесі жерге тікелей қосылған электр торабынан қоректендіргенде, электр қауіпсіздігі олардың тұрығын нольдік сымға жалғаумен сенімді қамтамасыз етіледі.
ЭПЗ-100-И2 типті су қыздырғыш (9.2 — сурет) цилиндр түрінде жасалынған болат тұрықтан 2, фазалық 6 және реттегіш 5 электродтардан, электр оқшауламалық экрандардан 4, 18 және 21, бүйірлік 3 және жоғарғы 13 қаптамалардан және басқару қалқанынан тұрады. Тұрқына екі келте түтік балқытып бекітілген: төменгісі 20 пайдаланылған (жылу жүйесінде немесе жылу алмастырғыш құрылғыда салқындатылған) суды қыздырғышқа жеткізеді, ал жоғарғысы 15 қыздырылған суды жүйеге шығарады. Жоғарғы келте түтікке босатылып алынатын бұрандалы қосымша келте түтік бекітіледі. Оның сақтандырғыш құрылғы және реттеуге және қорғауға арналған екі температуралық датчиктер орнатылатын бұрандалы тесіктері болады. Қондырғының жоғарғы жазық қақпағына электродтық жүйе бекітілген. Жүйе екі пластинкалы үш фазалық 6 және бір пластинкалы үш реттегіш 5 электродтардан тұрады. Электродтардың пластинкалары біліктес шеңберлердің доғалары бойымен иілген, яғни, біліктес доғалар тәрізді орындалған. Фазалық электродтардың пластинкаларының кесіктеріне қапсырмалар 1 балқытып бекітілген. Реттегіш электродтар бұратын білікке 17 орнықты бекітілген электр-оқшауламалық траверстерде 19 орнатылған. Қыздырғыш тұрқының ішкі беті электродтар жүйесінен электр оқшауламалық пропилен экрандармен 4 және 21 оқшауланған. Электродтық жүйенің ішкі қуысында электр оқшауламалық экран 18 орналастырылған. 18 және 4 экрандардың радиалдық пластинкалары су қыздырғыштың ішкі кеңістігін үш секторға бөледі. Қондырғының қуатын реттеуге тұтқа 9 пайдаланылады. Тұтқаның көмегімен реттегіш электродтар горизонталь жазықтықта 0°-ден 60°-қа дейін бұрылады.
Сурет 2.2. ЭПЗ-100-2 электродты су қыздырғыш:
1 — қапсырма; 2 — бак; 3 және 13 — қаптамалар; 4, 18 және 21 — экрандар; 5 және 6 – реттегіш және фазалық электродтар; 7 – қақпақ; 8 — қуатты реттеу шкаласы; 9 — тұтқа; 10 — шпилька; 11 — шина; 12 — оқшаулауыш; 14 — су ағызуға арналған түтік; 15-20 және 22 – шықпалық, кірмелік және ағызулық келте түтіктер; 16 — жалпақ тілік; 17 — білік; 19 — траверс
Электродтық жүйенің осылай оңдалған құрылмасы балама сұлбасы үш бұрышты болатын кедергілерде жылылық бөлінуді қамтамасыз етеді.
ЭПЗ…И2 типті электродты су қыздырғыштардың негізгі техникалық мәліметтері 2.1 — кестеде берілген.
ЭПЗ-100-И2 су қыздырғышы негізінде қуаты автоматы реттелінетін ЭПЗ-100-И3, ЭПЗ-250-И3 және ЭПЗ-400-И3 тип-өлшемдері электродты су қыздырғыштар жасалынды. Олардың ЭПЗ-100-И2 су қыздырғыштарымен құрылмасы және әрекет ету принципі бірдей. Олардың ЭПЗ-100-И2 типті су қыздырғыштардан ерекшелігі реттегіш электродтардың бұрылатын білігі МЭО типті атқару механизмімен жалғанған. Бұл су қыздырғышты толық автоматты басқаруға мүмкіндік береді және оның функциялық мүмкіншілігін кеңітті.
Кесете 2.1. ЭПЗ…И2 типті су қыздырғыштардың негізгі техникалық мәліметтері
Көрсеткіші ЭПЗ-25-И2 ЭПЗ-60-И2 ЭПЗ-100-И2
Қуаты, кВт 25 60 100
Номинал жылу өнімділігі,
Гкал/сағ 0,022 0,052 0,086
Су шығыны, л/с 0,24 0,58 0,96
20 °С-тағы судың меншікті электрлік кедергісінің өзгеруінің мүмкіндік шегі, Ом·м 10…30 10…30 10…30
Қуатты реттеу диапазоны, % 10…100 10…100 10…100
Судың температурасы, °С:
кірердегі
шығардағы
70
95
70
95
70
95
Максимал жұмыс қысымы, МПа 0,6 0,6 0,6
ЭПЗ…И3 су қыздырғыштарының негізгі техникалық мәліметтері 2.2 — кестеде берілген.
Кесте 2.2. ЭПЗ…И3 типті электродты су қыздырғыштардың негізгі техникалық мәліметтері
Көрсеткіші ЭПЗ-100-И3 ЭПЗ-250-И3 ЭПЗ-400-И3
Кернеуі, В 3×380 3×380 3×380
Номинал қуаты, кВт 100 250 400
Номинал тогы, А 160 400 630
Қыздырғыштан шығатын судың температурасы, 0С, көп емес 95 95 95
Қуатты реттеу диапазоны, % 25…100 25…100 25…100
Су қыздырғанда қондырғыда бөлінетін қуаттың шамасы реттегіш электродтарды фазалық электродтар айналасында горизонталь жазықтықта 0-ден 600-қа дейін бұру бұрышымен анықталады.
Су қыздырғыштың принциптік басқару сұлбасы (9.3 — сурет) қондырғының қуатын одан шығатын су және жылытылатын үй-жайдағы ауа температураларына байланысты пропорциональ-интегралдық заңмен (ПИ-заңымен), сондай-ақ жылылық берудің белгіленген графигіне сәйкес автоматты басқарады. Жылытылатын үй-жайдағы ауа температурасына байланысты автоматты басқару сыртқы ауаның температурасына коррекциялаумен немесе коррекциясыз орындалады. Сонымен қатар сұлба мына міндеттерді атқарады: электродты қыздырғышты ара қашықтықтан (соның ішінде, электр жүйесінің жүктелуін де ескерумен) сыртқы құрылғының көмегімен жұмысқа қосу; циркуляциялық сорғыш жұмыс істемей қалғанда қондырғыны жұмысқа қосудан сақтау; күштік және басқару тізбектерін қысқа тұйықталу тогынан, фазалық токтардың симметриясіздігінен, судың аса қыздырылуынан және қондырғыны электр тогымен аса жүктелуден қорғау; қондырғының жұмыс режимдерін және аппаттық жұмыстан шығуын жарықтықпен сигналдау; қондырғыны қол режимінде жүргізіп көру және жөндеп дайындау.
Сурет 2.3. ЭПЗ…И3 су қыздырғыштарының принциптік басқару электр сұлбасы
Басқару сұлбасында ЭРТ-4 типті электрондық температура реттегіш пайдаланылады. Оның алдыңғы панелі 2.4 — суретте берілген.
Басқару сұлбасы жұмыс істеуі үшін SA2 ауыстырып қосқышты «Автоматты режим» жағдайына қояды. ЭРТ-4 температура реттегіштің К1-0 және К2-0 бастырмалары көмегімен қажетті режимді таңдап алады.
Екі бастырманы да басқанда, тек белгілегіш 1 шкаласы бойынша белгіленген жылу бергіштің (судың) температурасы ұстап тұрылады. Тек К2-0 бастырманы басқанда қондырғының қуаты жылытылатын үй-жайдағы ауаның қажетті температурасына сәйкес реттелінеді. Ауаның температурасы белгілегіш 2 шкаласы бойынша белгіленеді. Тек К1-0 бастырманы басқанда қыздырғыш қуаты жылылық берудің белгіленген графиктерінің (2.5-сурт) біреуіне сәйкес реттелінеді. Бұл жолы белгілегіш 1 нөлдік белгіге, ал сыртқы ауа температурасы бойынша коррекциялау коэффициентінің К2 белгілегіші 3 таңдап алған графикке сәйкес жағдайына қойылады.
Су қыздырғыштан шығатын судың температурасы жоғарғы келте түтікке орналасқан R1 термиялық түрлендіргішпен, ал үйжай ауасының температурасы R2 термиялық түрлендіргішпен өлшенеді. Сыртқы ауаның температурасы R3 термиялық түрлендіргішпен бақылауланады (2.4-сурет). Ол үйжайдың солтүстік қабырғасында орнатылады.
Сурет 2.4. ЭРТ-4 температура реттегіш және оның алдыңғы панельі:
1 — судың температурасын белгілегіш; 2 – жылытылатын үй-жайдағы ауаның температурасын белгілегіш; 3 — сыртқы ауаның температурасымен коррекциялау коэффициентін белгілегіш; 4 және 5 – бастырмалар
Сурет 2.5. Жылылық беру графиктері
R1, R2, R3 термиялық түрлендіргіштерден түскен белгінің t_с, t_б, К2 қажетті параметрлерімен салыстырылады; нәтижелері алгебралық қосылады және импульстердің интегралдық тізбектері түрінде беріледі. Импульстердің және олар арасындағы үзілістердің ұзақтығы қосудың нәтижесіне байланысты болады. Шықпалық сигналдарды осылай беруді интегралдық механизммен бірге пайдалану қондырғының қуатын ПИ-заңы бойынша реттеуге мүмкіншілік береді. «Жоғары» бұйырық бірінші импульсі пайда болғанда, су қыздырғышты контактор KM1 электр торабына қосады. Осы уақытта атқару механизмі келген импульстерге сәйкес қондырғының қуатын реттейді. Интегралдаудың уақыт тұрақтысы T_и бастырмаларының біреуін басумен, ал ПИ-заңының пропорциональ бөлігін анықтайтын беріліс коэффициенті _п бастырмасымен беріледі.
Интегралдау уақыты мен беріліс коэффициенті басқарылатын нысандардың динамикалық сипаттамаларына байланысты болады.
Қондырғы қысқа тұйықталу токтарынан FU1…FU3 сақтандырғыштармен қорғалады. Қыздырғышты аса жүктелуден ток релесі KA1 қорғайды. Қондырғының симметриясыз режимде жұмыс істемеуін қорғау блогы V1 қамтамасыз етеді. Блокта C1…C3 конденсаторлар контактордың шықпалық қысқыштарына «жұлдызша» сұлбасымен қосылған және жасанды нольдік нүктесін құрады. Фазалық кернеулер симметриялы болғанда жасанды ноль мен нольдік сымның арасындағы потенциалдар айырымы нөлге тең.
Кернеулер симметриясыз болғанда (бір немесе екі фаза үзілгенде), аталған нүктелер арасындағы кернеу KV5 релесін жұмысқа қосатын мәнге дейін өседі. Түзеткіш көпір VD1, конденсатор C4 және кедергі R5 осы реленің қор тізбегін құрады. Ол аралық реле KV1 арқылы контактордың KM1 шарғысын қорексізденіреді және өзі тізбектен ажырайды.
Су қыздырғышты аса қыздырылудан қорғауға оның шықпалық келте түтігіне ТКП-100-Эк типті тікелей әсер ететін аппаттық термореттегіш А2 орнатылған. Кейбір себептермен қыздырғыштағы судың температурасы 100 °С-тан асып кетсе, термореттегіштің түйіспелері қосылып, КV2 аралық релесі көмегімен КМ1 контакторды қорексіздендіреді. Сондықтан ол өзінің күштік түйіспелерімен қыздырғышты электр торабынан ажыратады.
Су қыздырғыштың құрылмалық ерекшеліктеріне байланысты оның қуатын номиналь мәнінің тек 25 пайызынан 100 пайызына дейін реттеуге болады. Осы себептен қыздырғышта бөлінетін қуат номинал мәнінің 25 пайызы болғанда да судың шықпалық температурасы 100 градусқа жетуі мүмкін. Бұл жағдайда A2 термореттегіш KM1 контакторды тізбектен ажыратады, ал R1 термиялық түрлендіргіштің тізбегіне R4 резистор жалғанады. Осы кезде термиялық реттегіш тізбегіндегі кедергілер қосындысы шын температурадан 15…20 °С жоғары температураға сәйкес болады. Судың температурасы белгіленген температурадан 15…20 °С жоғары болғанда қыздырғыш электр торабына автоматты қосылады. Өйткені, бұл жағдайда термиялық реттегіште «жоғары» деген бұйырық пайда болады. Осы белгінің әрекетінен KV4 реле арқылы KM1 контакторына кернеу беріледі.
Төмен кернеулі КЭВ және КЭВЗ типті электродты су қыздырғыштар мал фермалары мен кешендерінде, шеберханаларда және басқа ауыл шаруашылық объектілерінде қолданылады. Бұл су қыздырғыштардың негізгі техникалық мәліметтері 9.3 — кестеде берілген.
КЭВЗ типтi электродты су қыздырғыштар (электродты қазан тұйықталған контурлы) әр түрлі үй-жайларды жылытуға, сондай-ақ жылу алмастырғыш аппараттарының бірінші контурында жұмыс істегенде технологиялық ыстық су алуға арналған.
Кесте 2.3. КЭВЗ және КЭВ типті су қыздырғыштардың негізгі техникалық мәліметтері
Типі Қуаты, кВт Судың 20 °С-тағы меншікті кедергісінің өзгеруінің мүмкіндік шегі, Ом·м Су шығыны, л/с Қуатты реттеу диапазоны, %
КЭВЗ-250 250 10…50 2,4 20…100
КЭВЗ-400 400 10…50 2,4 20…100
КЭВЗ-1000 1000 10…50 3,5 20…100
КЭВ-40 40 10…70 0,38 20…100
КЭВ-60 63 10…70 0,6 20…100
КЭВ-100 100 10…70 0,96 20…100
КЭВ-160 160 10…70 1,53 20…100
КЭВ-250 250 10…70 2,4 20…100
КЭВ-400 400 10…70 3,8 20…100
КЭВ-1000 1000 10…70 9,5 20…100
КЭВЗ типті су қыздырғыштың құрылмасының ЭПЗ…И2 типті қондырғының құрылмасынан айырмашылықтары: оның түбі мен қақпағы эллипс пішінді, ток өткізгіш алты кірмелері түбінде орнатылған, әрбір қос ток өткізгіш кірмелерге шеңбер доғасы бойымен иілген болат электродтар бекітілген. Жоғарғы қақпағында қондырғының қуатын реттеуге арналған электр жетек орнатылған. Ол жетектік винтке қосылған. Винттің екінші ұшына траверс, ал траверске «қарсы электродтар» балқытып бекітілген. Электр жетегінің көмегімен «қарсы электродтар» тік жазықтықта қозғалады. «Қарсы электродтарды» төмен түсіргенде су қыздырғыштың қуаты көбейеді, ал жоғары көтергенде су қыздырғыштың қуаты азаяды.
КЭВ типті электродты су қыздырғыштар екі вариантта жасалынады: пластинкалы (меншікті электрлік кедергісі ρ_20>10 Омм суға арналған) және цилиндірлік (меншікті электрлік кедергісі ρ_20<10 Омм суға арналған) электродтармен.
КЭВ типті электродты су қыздырғыштар жылыту және ыстық сумен жабдықтау жүйелерінде қолданылады. Пластинкалы электродтары КЭВ типті су қыздырғыштың құрылмалық сұлбасы 2.6 — суретте берілген. Су қыздырғыштың тұрқы 2 цилиндрлік болат құбырдан дайындалған. Тұрықтың ішінде пластинкадан жасалынған электродтық жүйе 3 өтпелі оқшаулауыштарға 7 бекітілген. Су қыздырғыштың қуаты реттегіш механизмнің 5 көмегімен электродтар аралығына диэлектриктік пластинкаларды 4 енгізумен реттелінеді. Қыздырылатын судың тек электродтар аралығымен өтуін, сондай-ақ реттегіш пластинкалар электродтар аралығымен дәл қозғалуын қамтамасыз ету үшін тұрықтың ішкі жағына болат диафрагма 8 балқытып бекітілген. Тұрықтың сыртқы жағында су қыздырғышты бекітуге арналған екі тірек 9 бар. Тұрыққа суды қондырғыға жеткізуге және одан шығаруға арналған екі келте түтік балқытып бекітілген. Су қыздырғыштың түбі қалың табақша болаттан дайындалған. Түбінде өтпелі оқшаулауыштарды және су ағызуға арналған келте түтікті 1 бекітуге арналған тесіктер бар.
Үш фазалық электродтар жүйесі электродтық пластинкалар жиынтығынан тұрады. Оларды фазалардағы жүктер тең болатындай қылып жинайды. Бұл үшін пластинкаларды фазаларға қосу тәртібін орындау керек: бірінші пластинка А фазасына, екінші пластинка В фазасына, үшінші пластинка С фазасына қосылады, ал келесі пластинкаларды фазаларға қосу тәртібі қайталанылады.
Сурет 2.6. Электродтары пластинкалы КЭВ-0,4 электродты су қыздырғыш қазан:
1 — су ағызғыш келте түтік; 2 — тұрық; 3 — пластинкалы электродтар; 4 — реттегіш диэлектриктік пластинкалар; 5 — реттегіш механизм; 6 — қорғаныш диэлектриктік пластинкалар; 7 — өтпелі изоляторлар; 8 — диафрагма; 9 — тіректер
Шеткі электродтар мен металл тұрықтың арасында электр тогы өтетін болса, фазалар арасында жүк тең бөлінбейді. Бұлай болмауы үшін шеткі электродтардың тұрық жағындағы қабырғалары шынылы-текстолиттен немесе фтор-пласттан жасалынған оқшауламалық экрандармен 6 қапталады. Осы себептен ортадағы электродтарға қарағанда шеткі электродтардың тек бір активтік қабырғасы болады. Су қыздырғыш «үш бұрышты» сұлбамен жұмыс істейді. Оның «жұлдыз-шалық» коэффициенті нөлге жақын.
Жүкті фазаларға тең бөлу үшін шеткі екі электродтық пластинкаларды бір фазаға жалғайды.
Қондырғының қуатына және судың меншікті электрлік кедергісіне байланысты электродтық пластинкалар санын (3n+1)-ге (n-бүтін сан) тең қылып таңдап алады.
Электродтық жүйенің пластинкалар арасындағы қашықтығы судың меншікті электрлік кедергісіне байланысты таңдап алынады:
Судың 20 °С-тағы меншікті электрлік кедергісі, Омм 10 20 0 40 70 00 30 70
Пластинкалар арасындағы қашықтық, мм 35…40 30…35 5 20…25 15…20 5 5 0
Қазанның қақпағын қалың табақша болаттан дайындайды. Қақпақта қазанды немесе жүйені сумен толтырғанда ауа шығаруға арналған келте түтік бар. Қақпақтың ортасында қуат реттегіштің жетегінің штогы өтетін тесік болады. Қуатты реттегіш табақша шынысы-текстолиттен жасалынған электр-оқшауламалық пластинкалардан жиналады. Пластинкалар екі тартқыш шпилькалар көмегімен пакетке біріктіріледі. Шпилькалардың ұштары траверске бекітілген. Траверстің ортасына қуат реттегіш штогының гайкасы балқытып бекітілген. Штурвал 5 айналдырғанда қуат реттегіштің пакеті төмен түседі немесе жоғары көтеріледі. Осы себептен электродтық пластинкалардың активтік беті көбейеді немесе азаяды да тұтынылатын қуатты реттейді.
Цилиндрлік электродтары су қыздырғыш құрылысының пластинкалы электродтарлы қондырғы құрылысынан айырмашылығы электродтық жүйе мен қуат реттегіштің құрылмалық орындалуында болады. Қазан тұрқының төменгі жағында цилиндрлік электродтар орналастырылған. Олардың саны қазан қуатына байланысты болады. Электродтар саны үш немесе алты болуы мүмкін (12 фазалық электродтарлы қазандар да бар).
Цилиндрлік электродтары қазан қуатын электродтардың активтік бетінің ауданын өзгертумен реттейді, яғни фторопласт түтіктерден жасалынған диэлектриктік экрандарды жоғары көтерумен немесе төмен түсірумен. Түтіктер қуат реттегіш жетекке бекітілген. Осындай құрылмалы электродтық жүйеде электр тогы сумен фазалық электродтардан қазан тұрқына тікелей қосылған «қарсы электродтарға» өтеді. Сондықтан бұл қазандарда «жұлдызша» сұлбасы жұмыс істейді және олардың «жұлдызшалық» коэффициенті бірге тең болады.
КЭВ-60/0,4 типті электродты су қазанын принциптік басқарудың электр сұлбасы 2.7-суретте берілген. Қазанды автоматтандыру оны әдеттегі режимде ток көзіне қосуды және ажыратуды, асқын жүктелуден, қысқа тұйықталудан және су температурасының мүмкіндік шекті мәнінен жоғарылауынан қорғаудан қамтамасыз етеді, сондай-ақ су температурасын белгіленген шекте ұстап тұрады. Басқару сұлбасы қазанның қол және автоматты режимде жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Қол режимінде басқару SА әмбебапты ауыстырып қосқышпен жүргізіледі. Бұл жағдайда КМ контактор тек тораптық сорғыш қозғалтқышын басқаратын магниттік жүргізгіштің КМ1.1 блок-түйіспе-лері арқылы қоректенеді. Автоматты режимде қазан оның шықпалық келте түтігінде орналасқан электр түйіспелі термометрдің көмегімен басқарылады. Жүйедегі судың температурасын 70…90 °С шегінде автоматты ұстайды.
Жүйедегі судың температурасы белгіленген шектен кем болғанда SК1 электр-түйіспелі термометрдің төменгі түйіспелері ажыратулы, сондықтан КV2 және КV3 аралық релелер ток көзіне қосылмайды. КМ контакторы шарғысының тізбегіндегі К V3 релесінің ажыратылатын КV3.1 түйіспелері тұйықтаулы. Осы түйіспелер арқылы КМ контакторының шарғысына кернеу беріледі. Контактор өзінің күштік түйіспелері арқылы қазанды электр торабына қосады. Қазаннан шығатын су температурасы белгіленген мәніне жеткенде, SК электр-түйіспелі термометрдің жоғарғы түйіспелері тұйықталады да КV1 аралық реле қоректелінеді. КV2 және КV3 аралық релелерінің түйіспелері КМ контакторы шарғысын тізбектен айырады. Контактор қазанды электр торабынан ажыратады. Жүйедегі су температурасы белгіленген минималь мәніне дейін төмендегенде үрдіс қайталанылады.
Сурет 2.7. КЭВ-60/0,4 электродты су қазанын басқарудың принциптік электр сұлбасы
Қазан электр торабынан апаттық ажыратылғанда KM1.1., KM1.2., KV3.2., KV3.3 және KV4.1 ажырайтын түйіспелермен жергілікті және басқа жаққа шығарылған белгі жүйесі жұмысқа қосылады. Қазан асқын жүктелуден және қысқа тұйықталудан QF1 автоматтық ажыратқышпен қорғалады. Қазанның жұмысы амперметрмен бақыланады.
Үй-жайларды жылытуда қазан SK2 термиялық датчиктің сигналымен басқарылады. Үй-жайдағы ауа температурасы белгіленген деңгейге жеткенде SK2 түйіспелер тұйықталады. KV3 аралық реле қорек алады да өзінің KV3.1. түйіспелерін ажыратады. Осы себептен KM контакторының шарғысы қорексіз қалады. Контактор қазанды электр торабынан ажыратады.
КЭВ типті жоғары кернеулі су қыздырғыш қазандар үлкен фермалар мен кешендерді жылумен жабдықтайтын орталық жүйелерде қолданылады. Оларды электр торабына қосуға төмендеткіш қосалқы станциялар қажет емес.
Жоғарғы кернеулі қазандардың негізгі техникалық мәліметтері 2.4-кестеде берілген.
Кесте 2.4 — 6…10 кВ кернеулі қазандардың негізгі техникалық мәліметтері
Көрсеткіші КЭВ-2500/6 КЭВ-6000/6 КЭВ-10000/6 КЭВ-10000/10
Қуаты, мың кВт 2,5 6,0 10 10
Жылу өнімділігі, Гкал/сағ 2,15 5,18 8,6 8,6
Қуатты реттеу диапазоны, % 50..100 50…100 50…100 50…100
Судың 20 °С-тағы меншікті электрлік кедергісі, Ом·м 20…80 70 20…70 130…170
Судың температурасы, °С:
кірердегі
шығардағы
70
95 және 130
70
130
70
130
70
170
Максималь жұмыс қысымы, кПа 980 980 980 980 және 1570
Минималь жұмыс қысымы, кПа 686 686 686 784
6 кВ кернеулі электродты қазанның тұрқы цилиндрлік болат құбырдан дайындалған. Тұрқының ішінде цилиндрлік электродтар орналастырылған. Төменгі қақпағындағы арнайы тесіктерде өтпелі оқшаулауыштар бекітілген. Фазалық электродтар мен қарсы электродтар аралығында тесікті фторопласт түтіктер (экрандар) біліктес орналастырылған.
ЭВН-10/20-0,4 типті электродты су қыздырғышты (2.8-сурет) РӨК «Ауыл шаруашылығын механикаландыру және электрлендіру ғылыми-зерттеу институты ЖШС» жасап шығарады. Оның қуаты 16…25 кВт. Су қыздырғыш мал қораларын және басқа өндірістік үй-жайларды, сондай-ақ көлемі 500 м^3 дейін клубтарды, кітапханаларды, балалар бақшаларын және тұрғын үйлерді жылытуға арналған. Қондырғыны жылу алмастырғыш құрылғының, аралық бактың немесе жылулық аккумулятор бойлердің көмегімен ыстық су алуға да пайдалануға болады.
ЭВН-10/20-0,4 типті су қыздырғыштың негізгі техникалық мәліметтері:
қуаты, кВт 16 және 25
максимал жылу өнімділігі, кДж/сағ 90000
сыйымдылығы, л 20
судың 20 °С-тағы есептік меншікті
электрлік кедергісі, Ом·м 30
электродтың беті, м^2 85∙10^(-4) және 110∙10^(-4)
Су қыздырғыштың тұрқы болат цилиндрлік құбырдан 1 дайындалған. Жоғарғы қақпағына 4 өтпелі оқшаулауыштар 7, электродтар 2 ток өткізгіш шпилькалармен 3, сақтағыш клапан 9, шықпалық келте түтік, 8 және термореттегіш орнатылатын келте түтік монтаждалған. Су қыздырғыштың тұрқына кірмелік келте түтік 10, су қыздырғышты қорғайтын қаптаманың ішінде орналастыруға арналған үш төлке және су ағызғыш төлке балқытып бекітілген.
Электродтық жүйе 120° бұрыш жасай иілген тот баспайтын болаттан жасалынған үш пластинкадан 2, үш шпилькадан 3 және үш қосқыш фторопласт пластинкадан 11 тұрады. Су қыздырғыштың үстінде қорғайтын қалпағы 6 бар. Оқшаулауыштар 7 ситалдан жасалынған.
Су қыздырғыш екі вариантты болып дайындалады: бөлменің қабырғасына кронштейннің 5 көмегімен бекітілетін; қорғаныш қаптаманың ішінде тіректік фарфор оқшаулауыштарға орнатылатын.
Сурет 2.8. ЭВН-10/20-0,4 типті электродты су қыздырғыш:
1 — тұрық; 2 — электродтар; 3 — ток өткізгіш шпилькалар; 4 — қақпақ; 5 — кронштейн; 6 — қорғағыш қалпақ; 7 — оқшаулауыштар; 8 — шықпалық келте түтік; 9 — сақтандырғыш клапан; 10 — кірмелік келте түтік; 11 — оқшауламалық пластинкалар
Су қыздырғыштың қуаты судың меншікті электрлік кедергісіне және элетродтардың мөлшеріне байланысты болады. Қондырғыны электродтар пластинкаларының ауданы 85∙10^(-4) м^2 және 110∙10^(-4) м^2 (16 және 25 кВт) болатын екі электродтық жүйемен жабдықтайды.
Басқару қалқаны қыздырғыштың қасына, бөлменің қабырғасына орнатылады. Оның ішіне басқару және реттеу құралдары бекітіледі.
ЭВН-10/20-0,4 типті су қыздырғыштың принциптік басқару сұлбасы 2.9-суретте берілген. Қондырғы қол және автоматты режимдерде жұмыс істей алады. Режимді SA пакетті ажыратқыштың көмегімен таңдап алады.
Автоматты режимде термореттегіш судың температурасын белгіленген шекте ұстап тұрады. Термореттегіш ретінде манометрлік термосигналдағыш ТКП-160сг немесе электр-түйіспелік термометр ТПК пайдаланылады. Реттегіштің түйіспелері SK1.1 және SK1.2 деп белгіленген. Су температурасы белгіленген шектен төмен болғанда, термореттегіш құрылғының түйіспелері ажыратулы болады. Сондықтан KV1 аралық релеге кернеу берілмейді. Осы себептен реленің KV1.2. түйіспелері тұйықтаулы болады. KM1 магниттік жүргізгіштің шарғысы тізбекке қосылады. Жүргізгіш өзінің күштік түйіспелерін тұйықтап, қыздырғыштың электродтарын электр торабына қосады.
Судың температурасы жоғарылағанда термореттегіштің алдымен SK1.1., ал содан кейін SK1.2. түйіспелері тұйықталады. Сондықтан KV1 аралық реле тізбекке қосылып, өзінің KV1.2. түйіспелерін ажыратады. KM1 магниттік жүргізгіштің шарғысы тізбектен ажыратылады. Жүргізгіш өзінің күштік түйіспелерімен су қыздырғышты электр торабынан айырады. Су температурасы төмендеп, термореттегіштің SK1.1. түйіспелері ажырағанда қондырғы автоматы жұмысқа қайта қосылады. Осылай су қыздырғышта белгіленген температуралық режим ұсталынып тұрылады.
Сурет 2.9. ЭВН-10/20-0,4 су қыздырғыштарының принциптік басқару электр сұлбасы
Бір фаза үзілгенде немесе басқару тізбегіндегі сақтандырғыш жанып кеткенде, KV2, KV3, KV4 кернеулік релелер өздерінің KM1 магниттік жүргізгіш шарғысы тізбегіндегі KV2.1, KV3.1, KV4.1 түйіспелерін ажыратады. Сондықтан жүргізгіш су қыздырғышты электр торабынан айырады. Апаттық қорғау іске қосылғаннан кейін қондырғыны қол режимінде электр торабына қосады. Алдымен апаттың себебін анықтап, оны жою керек.
Жөндеп реттеу және жүргізіп көру кезінде су қыздырғышты қолмен басқарады.
Су қыздырғыш жылыту немесе ыстық сумен жабдықтау жүйесінде жұмыс істейтін болса, контурға сыйымдылығы 15 метрден кем емес атмосферамен қатынас кеңейіткіш бак қосу қажет. Оны жүйенің жоғарғы жүйесіне орнату және суды ағызып әкететін түтікке қосу керек.
Ыстық су алу үшін қондырғыны бойлер аккумулятордың жылу алмастырғыш құрылғысына тізбектеп жалғау қажет. Температурасы 70 °С ыстық суды 4…5 сағат ішінде алуға болады.
«Ауыл шаруашылығын механикаландыру және электрлендіру ғылыми-зерттеу институты» қуаты реттелінетін ЭВН-63/0,4 типті су қыздырғыш жасап шығарылды. Ол көлемі 1500 м^3 дейінгі (ауданы 500 м^2 дейін) өндірістік үй-жайларды жылытуға және ыстық сумен жабдықтауға арналған.
ЭВН-63/0,4 су қыздырғыштың негізгі техникалық мәліметтері:
қуаты, кВт 63
кернеуі, кВ 0,38
жылу өнімділігі, кДж/сағ 226000
судың 20 °С-тағы есептік меншікті
электрлік кедергісі, Омм 10…50
максималь жұмыс қысымы, кПа 250
қуатты реттеу диапазоны, % 15…100
Су қыздырғыштың тұрқы болат құбырдан дайындалады. Тұрқына кірмелік (төменгі) және шықпалық (жоғарғы) келте түтіктер балқытылып бекітілген. Жоғарғы жалпақ қалпағына электродтық жүйенің элементтері, сақтандырғыш клапан, термореттегіш орнатылатын келте түтік, ауа шығаратын түтік, қорғаныш термодатчик монтаждалған.
Су қыздырғыштың электродтық жүйесі үш бір пластинкалық фазалық және үш екі пластинкалық нольдік электродтардан тұрады. Пластинкалар центрлес шеңберлердің доғалары бойымен иілген. Фазалық электродтарға ток өткізгіш шпилькалар балқытылып жалғанған. Шпилькалар өтпелі ситалл оқшаулауыштың көмегімен қыздырғыш қақпағына бекітілген. Нөлдік электродтарда шпилькалар көмегімен қақпаққа балқытылып бекітілген. Реттегіш доға тәріздес диэлектриктік жалпақ тіліктер траверсте орнатылған. Траверс қуатты реттеуге арналған тұтқасы бар бұрылатын өске бекітілген. Әрбір қос диэлектриктік пластинкалар диэлектриктік қосалқы қабырғаның көмегімен бір-біріне жалғанған. Осы себептен фазалық электродтар бір-бірімен әрекеттеспейді.
Су қыздырғыштың қуаты диэлектриктік пластинкаларды қозғалмайтын фазалық және нөлдік электродтарға қарағанда 0°-ден 60° дейін бұрышқа бұрумен реттелінеді. Диэлектриктік пластинкалар фазалық электродтарды нөлдік электродтардан толық оқшаулағанда (бұрыш 0°), фазалық кедергі максимал, ал желілік кедергі тек минимал мәндерінде болады. Бұл жағдайда қыздырғыш қуаты минималь мәнінде болады. Ол бұрышы 60° болғанда диэлектриктік пластинкалар фазалық электродтарды толық ашады, яғни, олардың активтік бетінің ауданы максимал, су кедергісі минимал, ал ток пен қуат максимал мәндерінде болады.
Су қыздырғыш басқару қалқанымен жабдықталады. Реттегіш құрылғы ретінде ТСМ-100 типті манометрлік термосигналдағыш, ал қорғаныш құрылғы ретінде ТР-200 типті термореттегіш пайдаланылады. Қондырғы автоматты режимде жұмыс істейді. Қыздырғыштан шығатын су температурасы белгіленген максималь мәніне жеткенде ТСМ-100 термосигналдағыштың сигналымен қондырғы электр торабынан ажыратылады. Су температурасы тағайындалған минимал мәніне дейін төмендегенде термосигналдағыштың сигналымен қондырғы жұмысқа қайта қосылады. ТСМ-100 термосигналдағыш бұзылып қалғанда су температурасы ТР-200 типті термореттегіште белгіленген шекке дейін жоғарылайды. Сол кезде термореттегіш су қыздырғышты апаттық электр торабынан ажыратуға әмір береді де қондырғыны қорексіздендіреді. Апаттың себебін анық-тап, оны жойғаннан кейін қондырғы тек қол режимінде жұмысқа қайта қосуға болады. Автоматикалық жүйеде фазалардың біреуі үзілгенде және қысқаша тұйықталуда қондырғыны электр торабынан ажырату қарастырылған.
Қондырғы жүйенің ыстық және салқын су құбырларына ұзындығы 1 м-ден кем емес резеңке оқшаулауыш-ендірме арқылы қосылуы керек. Су қыздырғыштың тұрқы нольдік сымға, ал қаптамасы жерге қосылады.
Жеке тұрған ауылшаруашылық үй-жайларын жылытуға ПЭВН типті бір фазалық электродты су қыздырғыш-тар пайдаланылады. Олардың ішінде кернеуі 220 В, қуаты 2,5 кВт болатын ПЭВН-2,5/0,22 типті су қыздырғыштар кең тараған. Олар жылыту радиоторларына жалғанатын бір фазалы су қыздырғыш түрінде немесе регистрлер түрінде орындалады.
Радиаторға жалғанатын су қыздырғыштың тұрқы диаметрі 50 мм стандартты газ-су өткізетін түтікпен жасалынған. Түбі тұрыққа балқытылып бекітілген. Түбі арқылы электродқа бұрандалы бекітілген ток өткізгіш шпилька өтеді. Шпилькаға оны тұрықтан оқшаулайтын фторопласт түтік кигізілген. Электрод ретінде диаметрі 20 мм және ұзындығы 200 мм болат түтік пайдаланылады. Монтаждау және жөндеу кезінде тұрық пен электродтың дәл біліктес болуын қамтамасыз ету керек.
Қыздырғыштың тұтынатын қуаты фторопласт түтікпен жасалынған экрандық түтіктің көмегімен реттелінеді. Экрандық түтікті электрод бойымен жылжыту үшін тұтқалы тартқыш қолданылады. Тартқыш оқшауламалық материал-дан (шынылы-текстолит шыбықтан) жасалынады. Тұрықтың қақпағы текстолиттен дайындалады. Қыздырғышты радиаторға немесе регистрге жалғау үшін оның тұрқына екі келте түтік балқытылып бекітілген. Қыздырғышты электр торабына қосуға арналған түйіні қаптамамен жабылған. Электродты су қыздырғышты еденнен және қабырғадан 60 мм кем емес қашықтықта орнатады. Қыздырғыш автоматты ажыратқышпен басқарылады және қорғалады.
Электрод пен қыздырғыш тұрқының аралығындағы су көмегімен электр тогы өткенде су қыздырылады. Қондырғы 20 °С-тағы меншікті электрлік кедергісі 76 Ом∙м болатын сумен жұмыс істеуге арналған. Жұмысқа қосудың алдында реттегіш құрылғыны төмен түсіріп, қондырғыны радиатордың жоғарғы келте түтігінен жоғарылау деңгейге дейін сумен толтыру керек. Су қыздырғышты электр торабына қосқаннан кейін реттегіш көмегімен тұтынылатын қуаттың қажетті мәні белгіленеді. Радиатордағы су қызу кезінде ток мәні 11 А-ден аспауы керек.
Бу генераторлары. Ауылшаруашылық өндірісінде бу мал қоралары мен басқа өндірістік үй-жайларды жылытуға қолданылады. Сонымен қатар бу жем-шөпті жылулық өңдеуге, сүтті пастеризациялауға (ысыту арқылы өңдеуге), сүт ыдыстарын және жылыжайларда топырақты зарарсыздандыруға кең пайдаланылады. Осындай жылулық жұмыс үрдістерін бумен қамтамасыз ету үшін от жағатын және электрлік бу қазандары қолданылады.
Электрлік бу генераторлары негізінде электродты болып дайындалады. Өйткені, бу қазандарында қыздыр-ғыштардың беті қақтануы нәтижесінде олардың жұмыс істеу жағдайы өте ауыр болады. Қақтану қыздырғыштардың салқындау жағдайын нашарлатады және олардың қызмет ету мерзімін азайтады. Электродтық жүйелеріне бұл құбылыс аз әсер етеді және оларды қақтан тазарту жеңілдеу келеді.
Ауылшаруашылық өндірісінде бу өндіруге төмен кернеулі КЭПР (реттелінетін электродты бу қазаны) және КЭП (электродты бу қазаны) типті электродты бу қазандары пайдаланылады. Олардың сан сипаттамалары 2.5…2.6-кестелерде берілген.
Электродты бу және су қыздырғыш қазандарының құрылысы мен жұмыс істеу принципі бойынша бір-бірінен айырмашылықтары аз келеді. Бу қазандарының электродты су қыздырғыштардан құрылмалық ерекшеліктері болады.
Бу қазандарында су буланады, ал оның құрамындағы тұздар қалады. Сондықтан жұмыс үрдісінде судың ток өткізгіштігі жоғарылайды да электр тогының мәні өседі. Бұл электродтық жүйені апаттық жұмыстан шығаруы мүмкін. Осы себептен барлық бу генераторларында үзіліссіз немесе мерзімді үрлеу (тұз концентрациясы жоғарылаған суды жарым-жартылай ауыстыру) қарастырылады.
Бу генераторларының барлық құрылмалық сұлбаларында электродтардың суға батырылу тереңдігін өзгерту (су деңгейін өзгерту) арқылы қуатты автоматты реттеу (жүкке байланысты) қарастырылады.
КЭПР типті электродты бу қазандары (2.5-кесте) технологиялық бумен жабдықтауға, ыстық сумен жабдықтау жүйелерінде пайдалануға, үй-жайларды жылытуға арналған.
Кесте 2.5 — КЭПР типті электродты бу қазандарының негізгі техникалық мәліметтері
Көрсеткіші КЭПР-160/0,4 КЭПР-250/0,4
Қуаты, кВт 160 250
Бу өнімділігі, кг/сағ 210 320
Судың 20 °С-тағы меншікті электрлік кедергісі, Омм
Бу қысымы, МПа 0,6 0,6
Қуаттың реттелу диапазоны, % 100…25 100…25
Қазандарда пластинкалы электродтар пайдаланылады. КЭПР-250/0,4 типті бу қазаны (2.10-сурет) біліктес орналасқан екі болат құбырдан тұрады. Құбырлар ішкі 21 — бу өндіретін және сыртқы 22 — су қысылып шығарылатын камералар құрады. Сыртқы құбыр 1 – қазанның тұрқы. Бу өндіретін 21 камераның ішіне пластинкалар пакеті түрінде жасалынған электродтық жүйе 2 орнатылған. Электродтар қазанның төменгі қақпағынан өтетін өтпелі оқшаулағыштар және ток өткізгіш шпилькалар арқылы электр торабына қосылады. Шеткі электродтардың сыртқы беттері диэлектриктік жалпақ тіліктермен оқшауланған. Төменгі қақпақта үлкен тесік (люк) бар. Бұл тесіктің қақпағына дрежнаждық келте түтік пісіріліп бекітілген. Түтікте муфталық вентиль 9 орнатылған. Тұрықтың қабырғасына келте түтіктер пісіріліп бекітілген. Оларға қалтқылы деңгей реттегіш 4 және рычакті сақтандырғыш клапанды 7 және деңгей көрсеткішті (су деңгейін бақылауға арналған шыны түтік) орнатуға арналған қосымша келте түтіктер қосылған. Қазанның түбіне үш тіректік табан балқытылып бекітілген.
Сурет 2.10. КЭПР-250/0,38 типті электродты бу қазаны:
1 — тұрық; 2 — электродтар пакеті; 3 — бу сепараторы; 4 — қалтқылы деңгей реттегіш; 5 — электродты деңгей датчигі; 6 — манометр; 7 — рычагты сақтандырғыш клапан; 8 және 9 — муфталық вентильдер; 10 — бу температурасын реттегіш;11 — деңгей көрсеткіш құрылғы; 12 — деңгей көрсеткіштің рамасы; 13…18 — болаттар, гайкалар, шайбалар; 19 — үш жолды кран; 20 — қоршау; 21 — бу өндіретін камера; 22 — су қысылып шығарылатын камера
Қазан тұрқына жоғарғы қақпақ және диафрагма балқытылып бекітілген. Диафрагмаға сепараторлық құрылғы 3 монтаждалған. Жоғарғы қақпақ арқылы келте түтіктер өтеді. Олар бу температурасын реттегіш 10 арқылы бу өндіретін 21 және су қысылып шығарылатын 22 камераларды бір-бірімен қосады.
Жоғарғы қақпағында бу температурасын реттегіштің импульстік түтіктерін қосуға және электродты деңгей датчигін 5 орнатуға арналған келте түтіктер бар. Электродты датчик қазан сумен лық толғанда оны электр торабынан ажыратады. Қазан тұрқының қабырғасына бу шығаруға және үш жолды кранды 19 орнатуға арналған келте түтіктер балқытылып бекітілген. Кранға манометр 6 орнатылған.
Қазанды мүмкіндік шектен жоғары қысымнан сақтау үшін бу және су бөлімдерінде сақтандырғыш клапандар орнатылған.
Сепараторлық құрылғы бірнеше функцияларды атқарады: диафрагма балқытылып бекітілген сепаратордың тұрқы; жиналған қазанда бу өндіретін көлем. Оның төменгі жағына электродтар пакеті кіріп тұрады. Құрылғыда бу пайда болады. Сепаратор тұрқының төменгі жағы қазанның түбіне 100 мм жетпей тұрады. Осы себептен бу өндіретін және су қысылып шығарылатын камераларын сумен біріктіру қамтамасыз етіледі. Сепаратордың жоғарғы жағында су тамшыларын бөліп алу мен буды кептіруге арналған сепараторлық тарелкелер орналастырылған.
Су құбырлар жүйесінен сыртқы камераға қалтқылы деңгей реттегіш арқылы келеді.
Фазалық электродтар пакеті мөлшері 210×270×5 мм төрт болат пластинкалардан тұрады. Шеткі екі пластинка бір фазаға, ал ортадағы екі пластинка басқа екі фазаға қосылады.
Бу өндіретін және су қысылып шығарылатын камераларының сумен толтырылмаған жоғарғы бөлімдері қазанның бу кеңістігін құрады. Бу қысымы максималь мүмкіндік шегінен кем болғанда, бу температурасын реттегіштің реттегіштік клапаны 10 ашық болады. Сондықтан екі камерадағы су деңгейі бірдей, ал электродтар толық су көлемінде болады. Осы себептен қазан толық қуатымен жұмыс істейді.
Қазандағы судың булануына байланысты оның құрамындағы тұздың концентрациясы жоғарылайды. Сондықтан судың ток өткізгіштігі артады. Осы себептен судың деңгейі тұрақты болса, қазанның тұтынатын қуаты өседі. Буды тұтыну шамасы және су деңгейі тұрақты болғанда, қуаттың өсуінен қазандағы будың қысымы жоғарылайды. Будың қысымы белгіленген мәніне жеткенде, бу температурасын реттегішке 10 импульс келіп түседі. Реттегіш өзінің бу өндіретін және су қысылып шығарылатын камераларын қосып тұрған клапанын жабады. Су қысылып шығарылатын камераның су кеңістігіне салқын су берілуіне орай бұл камерадағы судың температурасы бу температурасынан әр уақытта да төмен болады. Осы жағдай, сондай-ақ қазанның сыртқы бетінен қоршап тұрған ортаға жылу берілуіне орай су қысылып шығарылатын камераның булық кеңістігінде бу конденсацияланады және ол камерадағы будың қысымы біраз төмендейді. Осы себептен судың біршамасы бу камерасынан сыртқы камераға қысылып шығарылады. Сондықтан бу камерасындағы су деңгейі төмендейді де электродтардың су астындағы биіктігін азайтады, яғни, электродтардың активтік беті кішірейеді. Осы себептен және будың электрлік кедергісі өте жоғары болуына орай қазанның тұтынатын қуаты азаяды. Буды тұтыну кемігенде, бу өндіретін камерадан сыртқы камераға суды қысып шығару бу қысымының жоғарылауына байланысты әрі қарай жалғаса береді. Электродтар толық ашылады, тұтынылатын қуат төмендейді де қазан «ыстық» қор режиміне ауысады. Сонымен, КЭПР типті қазандарда буды тұтынуға және судың меншікті электрлік кедергісінің өзгеруіне орай қуат автоматты реттелінеді. Бұл – КЭПР типті қазандардың су қыздырғыш қазандардан айырмашылық ерекшелігі.
КЭПР-250/0,4 бу қазанын принциптік басқару электр сұлбасы 2.11 — суретте берілген.
Сурет 2.11. КЭПР-250/0,4 типті электродты бу қазанын принциптік басқару электр сұлбасы
КЭПР-250/0,4 типті элетродты бу қазаны бу қысымы шамасымен басқарылады. Қысым минималь мәнінен максимал мәніне дейінгі белгіленген шекте автоматты ұсталады. Қысым датчигі ретінде ЭКМ типті электр-түйіспелік манометрлер пайдаланылады. Қазандағы бу қысымы өзінің белгіленген максимал немесе минимал мәніне жеткенде KV2 және KV1 релелері жұмысқа қосылады. Олар KM1 контакторды тізбектен ажыратады немесе тізбекке қосады.
Қазанды аса жүктелуден және қысқаша тұйықталудан қорғау автоматты ажыратқыштың көмегімен орындалады.
КЭП типті элетродты бу қазандары (2.6-кесте) қаныққан бу алуға арналған. Олар бір-біріне эксцентрлі орналасқан екі камерадан тұрады. Орталық камераның жоғарғы бөлімі бу өндіретін, ал сыртқы камераның жоғарғы бөлігі реттегіш болады. Орталық және сыртқы камералардың төменгі бөлімдері бір-бірімен қосылған, сондақтан олар ортақ сулық көлем құрады.
Кесте 2.6. КЭП типті бу қазандарының негізгі техникалық мәліметтері
Типі Қуаты, кВт Максимал бу өнімділігі, кг/сағ Максимал температурасы, °С Судың меншікті электрлік кедергісінің өзгеруінің мүмкіндік шектері, Ом·м
КЭП-25 25 30 164,5 16…64
КЭП-160 160 215 164,5 16…64
КЭП-250 250 334 164,5 16…64
КЭП-400 400 550 164,5 16…64
КЭП-600 600 809 164,5 16…64
Бу өндіретін камераның сулық кеңістігінде шойын қуысты электродтардан жиналған электродтық жүйе орналасқан. Камералардың жоғарғы бөлімдері түтікпен қосылған. Түтікте тікелей әрекет ететін реттегіш сигналымен жұмыс істейтін реттегіштік клапан орнатылған.
Қазандардың қуаты сатылы реттелінеді: номинал мәнінің 25, 50, 75 және 100 %.
Көптеген ауыл шаруашылық термиялық үрдістерін орындау (жем-шөпті жылылық өңдеу, топырақты зарарсыздау және т.б.) қаныққан будың температурасы 115 °С дейін және қысымы 0,04…0,7 МПа болғанда тиімді келеді. КЭПР және КЭП типті қазандарды осындай параметрлі буды өндіруге пайдаланғанда эксплуатациялық шығындар жоғарылайды.