3 Аналитический обзор опыта эксплуатации котельных агрегатов аналогичных исследуемому объекту
Исследуемый паровой котёл является котлом с естественной циркуляцией, имеет твёрдое шлакоудаление, а в качестве сжигаемого топлива применяется уголь. Таким образом, можно провести сравнение данного котельного агрегата с другими, обладающими аналогичными характеристиками и параметрами. Опыт эксплуатации сходных котельных установок можно перенести и на исследуемую установку.
Основной характеристикой котла, определяющей возможность его сравнения с другими аналогичными моделями, является осуществляемая в нём схема циркуляции. В нашем случае котёл использует естественную циркуляцию, а значит, обладает всеми преимуществами и недостатками свойственными таким котельным агрегатам. Котёл выполнен по традиционной П-образной схеме. Питательная вода поступает в экономайзер, расположенный в конвективной шахте. Экономайзер является первой частью водопарового тракта котла: нагретая в нем вода поступает в барабан, который, в своей нижней части, соединен как с необогреваемыми опускными, так и с обогреваемыми подъемными трубами. По необогреваемым трубам котловая вода опускается к коллекторам, размещенным у нижней кромки топочной камеры. Из этих коллекторов вода поступает в вертикальные трубки топочных экранов. Именно здесь, благодаря мощному тепловому потоку от сгорания органического топлива, начинается собственно процесс парообразования. При однократном прохождении через топочные экраны испаряется не вся вода: в барабан возвращается пароводяная смесь. В объеме барабана происходит сепарация воды и пара. Пар поступает к потребителю или во входной коллектор пароперегревателя, а котловая вода вновь попадает в опускные трубы циркуляционного контура.
Основные достоинства естественной циркуляции – высокая надежность, простота эксплуатации, повышенная степень автоматизации и экономичности.
Создание условий надежности циркуляции в топочных экранах достигается ограничением рабочего давления котлоагрегата – обычно не выше 155 атм. Вызвано это тем, что при более высоком давлении сильно снижается разность плотностей пара и воды, в результате чего не обеспечивается эффективная циркуляция.
В России накоплен огромный опыт эксплуатации паровых котлов с естественной циркуляцией самых различных конфигураций, мощностей и производительности.
Наиболее похожими на исследуемый котёл являются котлы БКЗ-220 и БКЗ-320, которые применяются на множестве станций по всей стране и за рубежом. Данные котлы в ходе своей эксплуатации показали высокую надёжность, ремонтопригодность и приемлемую ресурсоэффективность. Они также оказались пригодны к реконструкции и модернизации, что положительно говорит об их высоком потенциале. Котлы БКЗ-220 успешно эксплуатируются, например, на Томской ГРЭС-2.
Одним из проявлений надёжности котлов БКЗ являются успешные работы по восстановлению одного из основных элементов этих агрегатов – барабанов высокого давления. Барабан высокого давления является одним из наиболее нагруженных элементов парового котла. В процессе длительной эксплуатации в нем накапливаются повреждения в виде трещин, коррозионных язв, коррозионно-усталостного поверхностного растрескивания. Накопление повреждений определяется условиями эксплуатации и, главным образом, действием циклических нагрузок, приводящих к исчерпанию пластичности в зонах концентрации напряжений и появлению трещин.
Наиболее частыми дефектами являются трещины на внутренней поверхности трубных отверстий, штуцеров, сварных соединений и непосредственно на внутренней поверхности барабана.
Наиболее повреждаемые зоны барабана - отверстия водоопускных и пароперепускных труб. Частому повреждению также подвергаются перемычки между водоопускными трубами.
На сегодняшний день успешно проведены работы по восстановлению барабанов на двух котлах БКЗ-320 Уфимской ТЭЦ-2.
Продольный разрез котла БКЗ-220 представлен на рисунке 3.
Рисунок 3 – Продольный разрез котла Е-220-9.8-540 БКТ