книги из ГПНТБ / Берман, М. И. Безопасная эксплуатация паровых и водогрейных котлов малой производительности

понижение давления воздуха, понижение разрежения в топке, по­ нижение давления пара или воздуха., распыляющего мазут.

Из перечисленных приборов весьма важным является датчик наличия пламени в топке, так как отрыв факела может привести к взрыву газовоздушной смеси. Для газомазутных горелок типа ГМГ завод «Ильмарине» (Таллин) выпускает запальные устрой­ ства в сочетании с фотодатчиком, предназначенным для контроля отрыва пламени (рис. 40). Работа его основана на улавливании и

Рис. 40. Установка запального устройства с фотодатчиком

усилении пульсирующего сигнала газового или мазутного факела,

характеризующего излучение в топке. При эксплуатации этого устройства следует руководствоваться техническими условиями, разработанными ЦКТИ им. И. И. Ползунова, и указаниями заво­

да-изготовителя.

Для обеспечения надежной работы в современных котельных, в том числе и в котельных малой производительности с котлами ДКВР, применяют хорошо себя зарекомендовавшую электронно­ гидравлическую систему авторегулирования «Кристалл», выпуска­ емую Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА).

В настоящее время вопросам автоматизации и обеспечения бе­ зопасности в котельных придается большое значение. Согласно «Правилам устройства...» [12] для котлов с производительностью

0,7 т/ч и более при камерном сжигании топлива отсечка его долж­ на происходить при снижении уровня воды ниже допустимого.

61

Кроме того, такие котлы должны быть оборудованы автоматиче­ скими сигнализаторами нижнего и верхнего предельного уровня воды.

ГЛАВА 3

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ КОТЛОВ И ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ

ПОДГОТОВКА КОТЛА К РАСТОПКЕ

При подготовке холодного котла к растопке необходимо убе­ диться, нет ли в топке и в газоходах людей. Следует проверить

перед закрытием лазов и люков, не осталось ли внутри котла по­ сторонних предметов: гаек, болтов, обтирочного материала и др. Если в котле останется какой-нибудь из перечисленных предметов, то кипящая вода может увлечь его и занести в одно из отверстий

(водопробных кранов, водоуказательных стекол, трубки манометра, питательной и спускной трубы), что грозит повреждением прибора.

Кроме того, водоуказательные стекла и манометры в случае попа­ дания в их подводящие трубки посторонних предметов будут да­ вать неправильные показания и тем самым введут в заблуждение обслуживающий персонал. Это может привести к упусканию воды в котле или превышению давления, в нем с неизбежными тяжелыми последствиями.

Перед растопкой котел необходимо заполнить водой до уровня

не ниже низшего допустимого (25 мм над видимой нижней кром­ кой стекла). Меньшее количество воды приведет к перегреву сте­ нок с возможным выпучиванием их, расстройству швов и других соединений. Заполнение котла водой выше верхнего допустимого

уровня (25 мм ниже видимой верхней кромки стекла) также не рекомендуется, так как вода, расширившись при нагревании, мо­ жет попасть в паропровод и разрушить его в момент включения в работу вследствие того, что она практически несжимаема. При

наличии экономайзера необходимо также проверить, заполнен ли он водой.

При естественной тяге необходимо за 10—15 мин до разведения огня провентилировать топку и газоходы, как это указано в типо­ вой инструкции. При наличии дымососа следует запустить его и провентилировать топку в течение 3—5 мин. Если этого не сделать,

то может произойти выброс газов, которые находились в топке, и травмирование персонала.

Для обеспечения равномерного нагрева всех частей котла растопку следует вести медленно, при закрытом паровом вентиле

(кране) для выпуска воздуха, если таковой имеется. Время на рас­ топку котла устанавливается инструкцией в зависимости от устрой­ ства котла.

62

При растойке котла необходимо подтягивание болтов, лазов и

люков, так как в процессе нагревания стенок стержни болтов не­ сколько удлиняются и поэтому крепление гаек на них ослабевает.

Вследствие того, что котел находится под давлением, подтягивание болтов является весьма ответственной работой. Делать это можно только при давлении, не превышающем 3 кгс/см2 для котлов с ра­ бочим давлением с 6 до 60 кгс/см2 или не более 50% рабочего дав­ ления для котлов с давлением до 6 кгс/см2. При установившейся работе не разрешается подтягивание болтов, лазов и люков, даже

если давление в котле менее указанного выше. Нарушение этого положения ведет к тяжелому травмированию обслуживающего персонала.

ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ АВАРИЙ И МЕРЫ ПО ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ

После растопки котла и включения его в действующий паропро­

вод необходимо, чтобы давление в котле было меньше на 0,5 кгс/см2

давления в паропроводе и режим горения в топке был уменьшен­ ным. Это необходимо для спуска конденсата из трубопровода пу­

тем открытия имеющихся на нем вентилей.

При пуске пара в не работающий до этого паропровод главный паровой вентиль следует открывать медленно, обращая внимание на постепенность прогрева стенок трубопровода. Данное требова­ ние следует выполнять обязательно. Объясняется это тем, что паро­ провод был холодным, поэтому поступивший в него пар сразу скон­ денсируется, что вызовет образование разреженного пространства. Это значит, что в трубопровод пар будет поступать под большим

давлением, чем имеется в котле. При резком открытии вентиля та­ кое явление сопровождается сильными ударами, нередко приводя­ щими к поломке трубопровода. В момент поломки трубопровода,

т. е. сообщения паровой подушки с атмосферой, избыточное давле­ ние в котле мгновенно упадет до нуля. Большая часть воды за счет освободившейся тепловой энергии при этом превратится в пар, значительное количество которого предохранительные клапаны вы­ пустить не успеют. В создавшихся условиях возможен взрыв боль­ шой силы.

Другим весьма опасным нарушением при работе котла, веду­ щим к его взрыву, является упускание воды. Обычно в этих слу­ чаях обслуживающий персонал считает, что вода в котле еще есть, и закачивает очередную порцию питательными приборами. Однако в котле воды уже нет и потолок топки раскалился докрасна, что

значительно снизило его прочность. От соприкосновения воды с пе­

регретым металлом образуется большое количество пара, что вы­

зовет взрыв котла.

Основными причинами, вызывающими упускание воды, явля­ ются неисправность кранов водоуказательного стекла, пропуск обратного питательного клапана, оставление котла без надзора, сон кочегара на посту при выключенных или неисправных сигна­ лизаторах предельных уровней воды. Таким образом, упускание

63

воды может быть предупреждено правильным и добросовестным

обслуживанием котла.

Кдругим причинам аварий паровых котлов относятся несоблю­ дение графиков очистки, ведущее к образованию накипи на поверх­

ностях нагрева, повреждение элементов котла, недостатки конст­ рукции, дефекты металла, пожары в котельных.

Кповреждениям, которые могут вызвать аварию и даже взрыв, относятся выпучины, деформация стенок и труб, вырывание труб

из мест завальцовки, свищи на кипятильных трубах, расстройство вальцовочных соединений, коррозионные повреждения стенок бара­ банов, труб и других элементов котла. Выпучины и деформация сте­ нок котла в основном вызываются наличием накипи. Как уже было отмечено, накипь является плохим проводником тепла. Поэтому при ее наличии поверхности нагрева подвержены перегреву, осо­

чествах, образуя завалы, которые особенно опасны. Кроме того, при

наличии накипи сильно понижается парообразование и значительно увеличивается расход топлива. Например, при толщине накипи 0,5 мм расход топлива увеличивается примерно на 1%.

Отложения накипи предупреждают регулярными промывками

котла, при которых накипь удаляют механическим путем, и докот­ ловой или внутрикотловой обработкой воды и проведением регу­

лярных продувок. Для удаления шлама, осевшего в нижних частях котла, также выполняют продувку. ■

Перегрев стенок котла может быть вызван и другими причи­ нами. Например, в котлах ДКВР верхние вальцовочные соединения экранных труб расположены в зоне среднего уровня воды в котле,

поэтому при длительной работе котла с пониженным уровнем воды эти соединения подвержены перегреву и расстройству. Трубы, осо­ бенно первые ряды котельного пучка, перегреваются из-за того,

что на них оседает смесь летучей расплавленной золы с сажей

исернистых соединений, содержащихся в дымовых газах. Из смеси на трубах образуется плотная корка. Отложения затрудняют пере­ дачу тепла намного больше, чем имеющаяся накипь на внутрен­ них стенках труб, Поэтому необходим постоянный надзор за этими трубами, систематический осмотр и проведение регулярной очистки,

иобдувки паром или сжатым воздухом.

Для предохранения от перегрева нижние части верхних бара­ банов в топках котлов ДКВР теплоизолируют фасонным шамот­ ным кирпичом класса А (рис. 41). Форма и крепление его на ба­ рабанах типов I и II разработаны по техническому проекту ЦКТИ

им. И. И. Ползунова.

В 1968—1969 гг. Госгортехнадзором СССР был зарегистрирован ряд взрывов вертикально-цилиндрических котлов, произошедших

из-за перегрева их топочных частей. Причиной перегрева было наличие накипи (более 0,5 мм) вследствие того, что котлы были переведены с твердого топлива на жидкое или газовое без осуще-

64

ствления надлежащей теплоизоляции. При усиленных форсировках

топок и при наличии накипи котлы перегревались до опасных пре­

делов. Взрывам предшествовал разрыв сварных швов в месте под­ соединения уторных колец к топочным частям из-за создания в этих местах напряжений в несколько раз выше расчетных.

Госгортехнадзор СССР запретил перевод котлов с твердого топ­ лива на жидкое или газовое без проекта, выполненного специали-

Рис. 41. Фасонный кирпич для теплоизоляции нижней части верхнего барабана котла ДКВР.

а — сводчатый; б —прямой.

зированной организацией. Эксплуатация котлов с плоскими утор­ ными кольцами разрешена до их замены и только при условии ра­ боты на твердом топливе. Эксплуатация вертикальных цилиндри­ ческих котлов со штампованными уторными кольцами, как более надежными по сравнению с плоскими, разрешена на жидком и га­ зовом топливах при условии, что производительность котлов будет контролироваться паромерами, расходомерами или другими прибо­ рами и не будет превышена.

Для того чтобы поступающее в форсунку топливо соответство­ вало номинальной производительности, рекомендуется установить

на подводящем мазутопроводе регулирующую калиброванную шайбу с отверстием для прохода мазута, обеспечивающим номи­

нальную производительность котла (рис. 42). Диаметр отверстия

определяют опытным путем.

Весьма опасным дефектом в котлах является коррозия их сте­

нок. Коррозия (ржавление) металла происходит от воздействия

ками надо части топок, расположенные ниже колосниковой ре­ шетки, чистить до металлического блеска, так как эти места наи­ более подвержены коррозии вследствие наличия там золы и влаги.

Для предотвращения коррозии стенок котла, находящихся под изоляцией, нужно следить за герметичностью люков. При промыв­ ках котла, чтобы вода не затекала под изоляцию, рекомендуется

устанавливать с противоположной стороны промываемых люков временные люки, изготовленные из кровельного железа.

A-A

Рис. 43. Ремонт коррозионных поражении грязевого

люка вертикально-цилиндрических котлов без снятия их

При эксплуатации вертикально-цилиндрических котлов в ме­ стах прилегания грязевых люков со стороны воды образуются кор­ розионные поражения (выедины), которые достигают опасных пре­ делов. Котлы из-за этого становятся непригодными к дальней­ шей эксплуатации при удовлетворительном состоянии остальных частей котла. Для возможности дальнейшей эксплуатации котел снимают с фундамента и отправляют на завод для капитального ремонта,, так как приходится распускать кожух котла.

На рис. 43 показано, как можно устранить указанный дефект без снятия котла с фундамента. Пораженный коррозией участок кожуха котла (показан пунктиром) вырезают и заготавливают на­ кладку с предварительным выгибом ее по радиусу кожуха. Размер отверстия накладки должен соответствовать размеру имеющегося люкового затвора. Затем эту накладку малой хордой заводят в вырезанное отверстие кожуха, разворачивают и устанавливают с напуском ее кромок для приварки угловым швом к кромкам кожуха по всему периметру. При работе котла накладка дополнительно прижимается изнутри давлением воды и пара, поэтому сварной

Шов lie несет ответственной нагрузки, но должен быть ПЛОТНЫМ, не допускающим пропуска воды и пара. Длительная практика работы

котлов, отремонтированных указанным способом, подтверждает его надежность.

ДЕЙСТВИЯ ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО ПЕРСОНАЛА ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ

На основании «Инструкции...» [5] главным инженером предпри­ ятия должна быть составлена и утверждена производственная ин­

струкция с изложением всех особенностей, учитывающих безопас­ ную эксплуатацию котлов, вспомогательных поверхностей и другого

оборудования, применительно к местным условиям. В этой инструк­ ции должен быть подробно описан порядок приемки и сдачи смены машинистами (кочегарами) с обязательным указанием о записи

результатов в вахтенном журнале и о необходимости в нем подпи­ сей персонала обеих смен. Этот журнал должен ежедневно прове­ ряться ответственным за безопасную эксплуатацию котлов лицом с распиской о проверке. В инструкции, кроме того, должны быть изложены все приемы и методы, обеспечивающие безопасную экс­ плуатацию котлов, вспомогательных поверхностей и другого обору­

дования. Следует помнить, что необученные и неаттестованные ма­

шинисты (кочегары) к обслуживанию котлов не допускаются. Приемку смены следует начать с осмотра топки. При осмотре

ручной колосниковой топки, которая к моменту сдачи

должна быть вычищена, необходимо убедиться в отсутствии при­

знаков течи у труб, отсутствии на стенках топки трещин, выпучин,

подгара, течи заклепок и связей, а также в отсутствии признаков подплавления легкоплавких (контрольных) пробок (там, где они

поставлены).

Камерные топки следует осматривать при потушенных форсун­ ках. При осмотре должно быть обращено особое внимание на состо­ яние защитной футеровки всей топочной части и особенно мест в зоне уторных колец (у вертикальных цилиндрических котлов).

Затем следует тщательно осмотреть приборы котла и опробо­ вать их. Манометры проверяют трехходовым краном или бес-

пробковым сальниковым, где он имеется. Поворотом пробки трех­ ходового крана или сменой открытия вентилей сальникового крана манометр отключают от котла. Стрелка его при этом должна встать

на нуль. При плавном включении манометра в работу стрелка его должна занять прежнее положение, что будет свидетельствовать об исправности.

Манометры, на которых пломба отсутствует или оборвана, у ко­ торых истек срок поверки, разбито или запотело стекло, к эксплу­ атации не допускаются. Не реже одного раза в год манометры поверяют в манометровых мастерских под контролем работников местного органа Государственного комитета стандартов. Кроме того, на предприятии дополнительно не реже одного раза в 6 меся-

öS

цев поверяют рабочие манометры по контрольным. Выполнение поверок записывают в журнал поверок контрольных приборов.

Действие предохранительных клапанов проверяют, слегка поднимая рычаг. У контрольного клапана для этой цели имеется выведенная через отверстие, вырезанное в кожухе, це­ почка, которая прикреплена к рычагу. При проверке надо убе­ диться, нет ли заеданий в клапанах и не прикипели ли они. Дей­

ствие клапанов можно также проверить по манометру. Когда стрелка манометра начинает переходить красную черту, клапаны должны открываться; это будет свидетельствовать об их исправ­

ном состоянии.

Предохранительные клапаны должны быть отрегулированы на давления, приведенные в табл. 9. Увеличение нагрузки сверх уста­ новленной запрещается. Как видно из табл. 9, клапаны настраивают

на давление, которое выше установленного рабочего. Если бы пре­ дохранительные клапаны настраивали на величину, меньшую, чем

рабочее давление, то при работе котла на максимальном рабочем давлении клапаны приходили бы в действие, преждевременно изна­ шивались, выпускали лишний пар и издавали нежелательный для обслуживающего персонала шум.

ТАБЛИЦА 9

ДАВЛЕНИЕ НАЧАЛА ОТКРЫТИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ, кгс/см2

кгс/см2.

Предупреждать обслуживающий персонал о повышении давле­ ния в котле призван контрольный клапан, который регулируют на меньшее давление, чем рабочие, для того чтобы не допустить их открытия (рабочих клапанов в зависимости от мощности котла

может быть 2 и более).

Работу водоуказательного стекла проверяют путем от­

крытия и закрытия продувочного крана. Кроме того, чтобы убе­ диться в чистоте каналов, соединяющих водяной и паровой краны с котлом, проводят раздельную продувку стекла поочередным от­ крытием указанных кранов и продувочного. После проверки вода в стекле должна занять прежний уровень. Кроме того, вода в сте­ кле при работе котла должна всегда колебаться, что свидетельст­ вует о кипении воды в котле.

69

Цилиндрические водоуказательные Стекла должны быть обору­ дованы надежными предохранительными защитными рамками. Прочистку засоренных каналов стекол следует выполнять при сни­ женном до 0,7 кгс/см2 давлении, сбоку от стекла изогнутой под

90° проволокой. Кран канала, не подвергающегося чистке, должен быть закрыт.

При наличии водопробных кранов вместо второго стекла

следует постоянно проверять ими наличие воды в котле. Если из

крана выходит сухой пар синего цвета и поверхность какого-либо предмета, подставленного под кран, не увлажняется, то это свиде­ тельствует об отсутствии воды в котле. В таком случае обслужи­ вающему персоналу необходимо принять меры к остановке котла в аварийном порядке.

Действие питательных приборов проверяют по тому, как они работают. Пользоваться ими следует попеременно, чтобы быть уверенными в постоянной исправности.

После осмотра приборов котла и их опробования проводят продувку. Предварительно проверяют исправность продувочных кранов и резьбы на деталях продувочного приспособления. Кроме

того, удостоверяются в наличии воды в котле по водоуказатель­

ному стеклу, которое должно быть заполнено на 3∕4.

Продувку котла выполняют, как правило, двое машинистов (кочегаров), один из которых наблюдает за давлением и водой, а другой попеременно открывает и закрывает краны, делая это плавно, без рывков. Открывать следует сначала второй от котла кран, затем первый, а закрывать — в обратной последовательности. За одно открытие не рекомендуется выпускать более 2 см воды

(по водоуказательному стеклу). К концу продувки уровень воды

должен быть выше низшего допускаемого уровня не менее чем на

3 см. Во время продувки подкачка воды в котел категорически

запрещается. Выполнять продувку можно не ранее чем через 8—

10 мин после последней подкачки воды в котел. Порядок продувки

и все ее операции должны быть изложены в производственной ин­ струкции.

Арматура котла должна безотказно работать, не пропу­ скать воду и пар, все краны должны легко открываться и закры­ ваться. Ни в коей мере нельзя допускать закипания арматуры. Рекомендуется притирочные поверхности арматуры при ремонте покрывать графитной смазкой (смесь карандашного графитного

порошка с отработанным компрессорным маслом, автолом и др.), которая является хорошим средством от пригорания и закипания.

Залогом безопасной работы котла является соблюдение рабо­ чего режима, которое сводится к поддержанию постоянных за­ данных давления пара и уровня воды в котле. Для этого необхо­

димо следить за равномерностью слоя топлива и регулировать дав­ ление пара за счет усиления или ослабления тяги и дутья. Не сле­ дует допускать понижения или повышения уровня воды в водо­

указательном стекле более чем па 0,5—1 см и изменения избыточ-

70