4.2. Неисправности и повреждения котлов и мероприятия по их устранению.

Неуклонное выполнение правил технической эксплуатации - лучшее средство для предотвращения неполадок и выхода котла из строя. Для того чтобы вовремя обнаружить признаки повреждений и принять необходимые меры для их устранения, вахтенный персонал должен хорошо знать все особенности работы обслуживаемой установки.

Рассмотрим кратко наиболее часто встречающиеся неполадки в работе и меры их устранения.

При появлении выпучин в жаровых трубах огнетрубных или комбинированных котлов необходимо (сообщив предварительно об аварии на мостик и старшему механику) выключить форсунки, прекратить подачу воздуха в топки, убавить питание, отключить котел от магистрали и снизить давление, выпуская пар через предохранительные клапаны. Старший механик должен присутствовать в котельном отделении и непосредственно руководить работами по выводу котла из действия и предотвращению дальнейшего развития аварии.

После вывода из действия и спуска воды котел должен быть предъявлен инспектору Регистра для освидетельствования независимо от осмотра специальной комиссией пароходства по установлению причин аварии.

Ликвидация последствий такой аварии, как правило, связана с длительным выводом судна из эксплуатации и большими затратами. Поэтому обслуживающий персонал должен обращать особое внимание на чистоту поверхности жаровых труб со стороны воды, так как основная причина появления выпучин - несоблюдение требований водоподготовки и водного режима работы котла.

Упуск воды является частой и весьма опасной аварией. Причиной упуска воды на ходу чаще всего бывают неполадки в работе автоматов питания и недостаточное наблюдение за уровнем. Последняя причина является главной при работе котлов на стоянке, особенно в ночное время.

Если уровень воды еще виден в стеклах водоуказательного прибора, но быстро снижается, необходимо уменьшить горение (подачу топлива и воздуха) и усилить питание котла. При этом следует перейти на ручное управление питанием и при необходимости воспользоваться вторым питательным клапаном и дополнительными питательными средствами. О происшедшем надо немедленно сообщать старшему механику судна и на мостик.

В том случае, если удалось, усилив питание, удержать уровень воды в котле и избежать обнажения поверхностей нагрева, необходимо до восстановления нормального уровня регулировать питание котла вручную. Упуск воды, т.е. снижение уровня в барабане с оголением поверхности нагрева, приводит к тяжелой аварии любого котла и может стать причиной взрыва огнетрубного котла. Поэтому, если принятые меры не помогли и уровень продолжает снижаться или в обоих водоуказательных стеклах после их продувания воды не видно, следует выключить форсунки быстрозапорным клапаном и остановить топливный насос, выключить вентиляторы и дымососы, прекратить питание и, отключив котел от магистрали, открыть с помощью ручного привода предохранительные клапаны для снижения давления пара.

При упуске воды категорически запрещается включать питание, так как подача воды на раскаленные поверхности нагрева приведет к интенсивному парообразованию и может ускорить развитие аварии. Если перерыв в питании продолжался несколько минут и уровень воды затем был восстановлен без видимого ущерба для агрегата, котел необходимо немедленно (а главный котел при первой возможности) вывести из действия и тщательно осмотреть, чтобы своевременно обнаружить возможные следы перегрева, деформации труб, камер и других элементов, находящихся под давлением.

Если произошел упуск воды, то после вывода котла из действия и охлаждения до температуры 60 - 70⁰ спускают воду, а котел подвергают тщательному внутреннему осмотру. Если при осмотре обнаружены следы перегрева (что видно по измененному цвету налета накипи, а иногда и металла), то до прихода судна в порт и предъявления котла инспектору Регистра агрегат нельзя вводить в действие. Котел без признаков перегрева можно снова ввести в действие после испытания на рабочее давление, убедившись в том, что при подъеме паров нигде нет течи.

При упуске воды на стоянке судна в порту не разрешается вскрывать котел без представителя пароходства или инспектора Регистра. Данное правило относится также к другим крупным авариям: выпучинам жаровых труб, огневых камер и т. п.

При появлении значительной течи швов огнетрубный котел необходимо вывести из действия. Даже небольшие ремонтные работы по устранению течи (например, чеканка швов) разрешается выполнять лишь после снижения давления пара в котле до нуля. При небольшой течи труб, о которой свидетельствуют следы соли, разрешается эксплуатировать котел при условии поддержания нормального уровня воды, Для этого могут понадобиться усиленное питание и уменьшение нагрузки котла,

Причиной течи труб огнетрубных главных или вспомогательных котлов часто бывает так называемая «простуда», т.е. резкое охлаждение котла при попадании холодного воздуха в топку либо при сокращении времени подъема пара или остывания котла.

При повреждении дымогарных труб (трещин и свищей в стенках) огнетрубный котел обычно не выводят из действия. После уменьшения горения в топках и усиления питания поврежденную трубу заглушают либо деревянными пробками, либо специальными заглушками.

Перегрев испарительных труб чаще всего возникает в ближайших к топке рядах труб, работающих с наиболее высокими тепловыми напряжениями, в результате расстройства циркуляции и попадания в котел масла или при образовании накипи. Первый признак перегрева - покраснение и провисание труб. При сильном перегреве в трубах могут появиться трещины. При этом сначала слышен короткий резкий хлопок и затем сильное шипение и свист пара, давление в котле падает, из дымовой трубы выходит пар. Уровень воды в водоуказательных приборах быстро падает.

При разрыве трубы следует считаться с опасностью выбрасывания пламени из топки и ожогов обслуживающего персонала. При первых признаках перегрева труб необходимо немедленно с помощью быстрозапорного клапана на мазутной магистрали прекратить горение в топке и прекратить питание котла. Затем котел следует отсоединить от магистрали с тем, чтобы он медленно остывал вместе с водой. Пока котел находится еще под давлением, желательно обнаружить поврежденную трубу и проверить соседние, которые могли быть также повреждены выходившей из аварийной трубы струей пара или воды.

После остывания котла воду выпускают; находят поврежденную трубу (при осмотре или путем налива воды) и, в зависимости от обстоятельств, либо заменяют трубу, либо заглушают ее изнутри коллекторов коническими пробками из мягкой стали. Затем котел заполняют водой и подвергают испытанию на рабочее давление, после чего может понадобиться дополнительная вальцовка соединений труб.

На приложенном к котельной книге плане труб (развертка трубной доски) отмечают условным знаком заглушённую трубу, записывая соответствующую дату. Заглушённые трубы надо при первой возможности заменить, что также должно быть отмечено на плане.

Перепитка котла водой (чрезмерно высокий уровень) может произойти при неисправности водоуказательных приборов или автоматов питания. Чаще всего такие случаи наблюдаются на стоянке. При перепитке возможны повреждения паропроводов, труб пароперегревателя, гидравлические удары в машинах и турбинах и серьезные аварии при попадании в них большого количества воды.

Если обнаружено, что уровень воды в котле значительно выше нормального или «ушел» за верхнюю гайку водоуказательного прибора, следует немедленно открыть краны продувания коллекторов пароперегревателей и продуть водоуказательные приборы. Если при этом уровень понизится, но быстро «уйдет» вверх, нужно уменьшить питание, открыть верхнее продувание и уменьшить нагрузку котла.

Вскипание воды в котлах в настоящее время происходит редко, так как при правильном водном режиме и нормальной эксплуатации котла устраняются причины этого явления. Вспенивание воды (по всей поверхности зеркала испарения) может произойти при содержании в воде ила или масла, при большой плотности воды или чрезмерном количестве вводимого антинакипина. При этом значительные массы пены поступают в паропровод насыщенного пара и пароперегреватель. При перепитке котла или резком увеличении расхода пара может произойти вскипание воды в котле, причем в пароперегреватель будет выброшена значительная масса воды. При вскипании уровень воды в водоуказательных стеклах сильно колеблется.

При вскипании или вспенивании воды принимают такие же меры, как при перепитке котла. После ликвидации последствий вскипания следует установить и устранить его причину: снизить щелочность воды, установить строгий водный режим и т.д.

Повышение давления пара выше рабочего вредно для соединений котла может стать причиной их повреждения. Давление повышается при неисправности предохранительных клапанов, неправильных показаниях манометра, особенно в случае внезапной остановки главных двигателей на режиме полного хода или форсировании котлов.

При повышении давления пара следует уменьшить или прекратить горение в топках, с помощью ручного привода открыть предохранительные клапаны, стравить пар и усилить питание. Для предотвращения подобных дефектов необходимо поддерживать предохранительные клапаны и манометры в исправности.

Повреждения паропроводов особенно опасны, так как при быстром выходе пара из трубопровода возможны ожоги обслуживающего персонала и упуск воды в котлах. При неисправности главного паропровода необходимо прекратить горение в топках и, усилив питание котлов, отключить поврежденный участок.

Признаком перегрева труб пароперегревателя может быть сильное повышение температуры пара. При этом следует уменьшать горение в топке и перейти на ручное управление горением.

Если снижение температуры пара в общей магистрали представляет опасность для работы турбин, то котел с поврежденным пароперегревателем отключают от магистрали. После отключения пароперегреватель продувают для удаления пара и воды, осторожно (во избежание ожогов) открывают крышки люков коллекторов и заглушают поврежденную трубу или петлю.

При течи труб экономайзера поступают аналогичным образом. Однако горение в топках и нагрузка котла могут быть при отключенном экономайзере и не снижены, так как температура газов в районе экономайзера обычно не превышает 300 – 400⁰С.

Нарушения режима дутья и тяги возможны при аварии вентиляторов или дымососов, неисправности систем автоматического регулирования горения, а также при аварийном состоянии воздухоподогревателя. При возникновении дефектов в системах автоматического регулирования следует перейти на ручное управление и устранить неполадки.

При выходе из строя одного из вентиляторов и отсутствии запасного равной мощности интенсивность горения соответственно снижается, так как для сохранения требуемого коэффициента избытка воздуха (для бездымного горения) необходимо уменьшить расход топлива.

Если имеется лишь один вентилятор или все вентиляторы вышли из строя, то котел переводят на естественную тягу и ручное управление.

При потухании форсунок вследствие обводнения мазута следует остановить топливные насосы, прекратить подвод пара к подогревателям мазута, убавить дутье и перевести подачу топлива на другую цистерну, спустив из труб обводненный мазут. Затем нужно открыть циркуляционные клапаны на топливной магистрали, подать пар к подогревателям мазута, подогреть топливо в магистрали, обеспечив его циркуляцию, и снова зажечь форсунки.

Пожары в топке и газоходах котлов происходят в результате того, что после прекращения работы котла на поде топки остается топливо и образуется взрывоопасная смесь. При следующем зажигании, если топка тщательно не проветрена, может произойти взрыв смеси. Иногда такие взрывы происходят и в воздушных каналах при попадании в них топлива.

Наиболее часто выброс пламени и взрыв газов при зажигании топки происходят в вспомогательных котлах теплоходов, так как эти котлы часто тушат и зажигают и они работают на легком топливе. Пожар в котле может произойти и в результате упуска воды, а также выходе из строя циркуляционных насосов.

Отложения смолистых веществ и сажи на поверхности нагрева котлов, усиливающиеся при форсированном режиме, могут вызвать загорание в хвостовых газоходах, особенно опасное еще и потому, что оно может быть сразу не замечено. Такие же пожары происходят в утилизационных котлах и в их газоходах, где отлагаются смазка и остатки топлива, уносимые выпускными газами из дизеля.

Наблюдались пожары и даже взрывы в длинных, изобилующих коленами дымоходах, сечение которых сильно заносилось отложениями. При таких пожарах часто горит и металл труб котла, особенно если в последнем есть накипь, и котел надолго выходит из строя.

Для самовоспламенения сажи необходимо достаточное количество кислорода и температура, превышающая 160⁰С. В отложениях есть и катализатор окисления сажи - ржавчина. Это окисление идет сначала медленно, с выделением тепла, затем тепло начинает превышать потери в окружающую среду. Тогда температура повышается и первым загорается содержащийся в отложениях мазут.

Сажа загорается при малых нагрузках, когда сажа свежая и содержит мазут, а высокие величины коэффициента избытка воздуха обеспечивают необходимый для сгорания кислород. То же самое наблюдается и после пуска котла, а также после его остановки, особенно если топка слишком долго вентилируется и тлеющая сажа раздувается.

В случае горения труб пароперегревателей во время подъема паров при диссоциации пара и высокой температуре образуются свободные водород и кислород.

Сталь может гореть и в воздухоподогревателях как следствие пожара сажи и проникновения при этом воздуха на газовую сторону воздухоподогревателя.

Пожар в воздухоподогревателе происходит обычно при неисправности воздухоподогревателя, в газовой части которого имеются пропуски воздуха. Для предотвращения пожара следует регулярно (особенно после выхода судна из порта), не реже одного раза в сутки, включать сажеобдувку воздухоподогревателя.

При воспламенении сажи необходимо прекратить горение, плотно закрыв заслонки и топочные регистры и включить паровую обдувку воздухоподогревателя для ликвидации огня. На некоторых судах предусмотрен специальный подвод от системы углекислотного тушения.

Разрушение кирпичной кладки может привести к повреждению труб и каркаса котла. При появлении такой опасности надо немедленно остановить котел. Небольшие повреждения футеровки, обмуровки и изоляции котла могут быть причиной местного перегрева листов обшивки, что иногда заметно на глаз. При этом рекомендуется уменьшить нагрузку котла.

При выходе из строя водомерного стекла его заменяют, перекрыв краны водоуказательного прибора. За уровнем воды следят по второму прибору и проверяют его каждые полчаса по пробным кранам.