книги из ГПНТБ / Эстеркин, Р. И. Эксплуатация котлоагрегатов на газовом топливе

ГЛАВА 111

ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОАГРЕГАТОВ

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОТЛОАГРЕГАТОВ НА ГАЗОВОМ ТОПЛИВЕ

Эксплуатация котлоагрегатов при сжигании газового топ­ лива имеет целый ряд особенностей, связанных со свойствами газа. К основным особенностям относятся:

а) возможность работы котлоагрегата с повышенной паропроизводительностью без особых усилий со стороны обслужи­ вающего персонала;

б) возможность быстрой растопки и остановки котлоагре­ гата, а также изменения его паропроизводительности;

в) уменьшение избытка воздуха в топочной камере; г) снижение расхода электроэнергии на привод тяговых

устройств, а иногда и на дутье; д) заметное повышение к. п. д. котлоагрегатов по сравнению

со слоевым сжиганием твердого топлива; е) изменение температурного режима и условий передачи

тепла экранным поверхностям нагрева в топочной камере; ж) изменение температур продуктов горения по газовому

тракту котлоагрегата; з) необходимость внимательного наблюдения за устойчи­

востью работы газогорелочных устройств; и) при неустойчивом газоснабжении наличие дополнитель­

ного оборудования для сжигания резервного топлива (жидкого или твердого);

к) необходимость профилактического осмотра и ремонта си­ стемы газоснабжения и систематического наблюдения за ее плотностью;

л) возможность отложения сажи на конвективных поверхно­ стях нагрева при отсутствии химического недожога за котлом; м) возможность конденсации водяных паров из уходящих

газов и осаждения влаги в боровах и дымовой трубе; н) необходимость докотловой обработки питательной воды и

особо тщательного надзора за чистотой внутренних поверхно­ стей нагрева.

Наиболее заметные изменения в работе наблюдаются у кот­ лоагрегатов, в которых до перевода на газ применялся слоевой

30

способ сжигания твердого топлива и степень экранирования топочной камеры была незначительной.

По данным испытаний, выполненных различными организа­ циями, коэффициент избытка воздуха за котлом для котлоагре­ гатов типа ДКВ и ДКВР, оборудованных топками ПМЗ кон­ струкции ЦК.ТИ, при сжигании печорского угля составлял 1,8— 2,0, а при сжигании рядовых антрацитов доходил до 2,5—2,7. Те же агрегаты после перевода на газ работают с коэффициен­ том избытка воздуха за котлом 1,2—1,4.

Опыт перевода на газовое топливо промышленных котель­ ных агрегатов показал, что температура уходящих газов за кот­ лом снижается на 40—50° С. Снижение температуры продуктов горения за котлом и их количества не может не влиять на ра­ боту хвостовых поверхностей нагрева: водяного экономайзера и воздухоподогревателя.

Уменьшение температуры газов, покидающих установку, до величины, при которой возможна конденсация водяных паров из продуктов горения, вынуждает иногда пропускать газы мимо водяных экономайзеров, что приводит к снижению экономич­ ности работы установки. Кроме того, отложения влаги могут вызвать усиленную коррозию металлических газоходов и дымо­ вой трубы. В связи с этим при эксплуатации установок, сжи­ гающих газовое топливо, необходимо следить за температурой газов после водяного экономайзера. В случае снижения темпе­ ратуры продуктов горения ниже 100° С при номинальной произ­ водительности котлоагрегата поверхность нагрева водяного эко­ номайзера должна быть уменьшена.

Как показали испытания котлоагрегатов, сопротивление их газового тракта при переводе на газ заметно снижается. При этом сопротивление котлоагрегатов малой производительности, оборудованных топками для слоевого сжигания, снижается в большей степени, чем котлоагрегатов средней и большей про­ изводительности с камерным способом сжигания твердого топ­ лива. Это обусловлено более существенным уменьшением коли­ чества продуктов горения за счет снижения избытка воздуха в топке. В обоих случаях сопротивление уменьшается вследст­ вие отключения золоочистных устройств. Так, например, при сжигании различных углей под котлом ДКВ-4-13 с топкой ПМЗ сопротивление собственно котла при номинальной нагрузке со­ ставляет 25—30 мм вод. ст.; при сжигании природного газа это сопротивление снижается до 4—6 мм вод. ст. Соответственно сопротивление чугунных водяных экономайзеров, установленных за котлом со слоевым способом сжигания твердого топлива, снижается с 30—40 до 8—12 мм вод. ст.

Сопротивление воздушного тракта котлоагрегатов, переве­ денных на газ, чаще всего снижается, но иногда и увеличи­ вается. Это зависит от воздушного сопротивления горелочных устройств и относительного снижения избытка воздуха в топке.

31

В связи со значительным снижением аэродинамического сопро­ тивления для ряда промышленных установок, не имеющих раз­ витых хвостовых поверхностей нагрева, имеется возможность при переводе их на сжигание газового топлива вообще отка­ заться от дымососов и перейти на естественную тягу.

подаваемого вентилятором, значительно снижает расход элек­ троэнергии на собственные нужды. Расход электроэнергии на собственные нужды котельных агрегатов, имевших пылеуголь­ ные топки, снижается за счет выключения из работы пылепри­ готовительных устройств.

Опыт наладки и эксплуатации многих котлоагрегатов, пере­ веденных с твердого на газовое топливо, показал, что в боль­ шинстве случаев снижается температура перегрева пара. Это происходит главным образом вследствие уменьшения темпера­ туры и количества продуктов горения перед пароперегрева­ телем.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

При эксплуатации котельных установок на газовом топливе дополнительно к требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» Госгортехнад­ зора СССР предъявляются требования, предусмотренные «Пра­ вилами безопасности в газовом хозяйстве». В котельном цехе для каждого типа котельного агрегата должны быть вывешены инструкции по эксплуатации, утвержденные руководителем предприятия.

Особенно тщательный надзор при эксплуатации котельных агрегатов на газовом топливе должен быть установлен за сле­ дующими элементами:

а) газовыми горелками и органами, регулирующими по­ дачу в них газа и воздуха;

б) тягодутьевыми устройствами и органами, регулирую­ щими их производительность;

в) предохранительными взрывными клапанами, установлен­ ными в топке и газоходах котлоагрегата;

г) поверхностями нагрева котла; д) контрольно-измерительными приборами, предназначен­

ными для измерения разрежения в верхней части топочной ка­ меры и газоходах агрегата, давления газа и воздуха перед го­ релками;

е) устройствами автоматики безопасности (контроль пла­ мени, клапаны блокировки «газ — воздух», блокировка дымосо­ сов, отключающая подачу газа при выходе его из строя или остановке, и др.);

32

ж) системой электроснабжения и вентиляции помещения ко­ тельного цеха.

Инженерно-технический работник (начальник котельною цеха, его заместитель или мастер) должны ежедневно произво­ дить наружный осмотр агрегата, просматривать и анализиро­ вать суточные ведомости работы оборудования, просматривать и визировать вахтенный журнал и журнал дефектов работы обо­ рудования.

При остановке агрегата для выполнения планово-предупре­ дительного ремонта (не реже одного раза в 3 месяца) необхо­ димо проверять:

а) состояние и размеры газовыпускных отверстий (сопел), амбразуры (туннеля) газовых горелок, легкость хода и плот­ ность задвижек и шиберов, регулирующих подачу газа и воз­ духа к горелкам;

б) вибрацию электродвигателей тягодутьевых устройств, от­ сутствие задевания ротора дымососа о неподвижные детали, за ­ зор между ротором дымососа и направляющим воротником (входным патрубком), легкость хода и положение лопаток на­ правляющих аппаратов тягодутьевых устройств;

в) состояние и плотность предохранительных взрывных кла­ панов;

г) наличие накипи и наружных загрязнений труб поверхно­ сти нагрева, диаметр труб экранов и конвективных поверхно­ стей нагрева с целью своевременного выявления дефектных труб;

д) срабатываемость устройств автоматики безопасности. При каждой, даже кратковременной, остановке котлоагре­

гата следует проверять плотность газовых задвижек и сраба­ тываемость устройств безопасности. Проверка плотности газо­ вых задвижек в пределах агрегата при наличии давления в це­ ховом газопроводе производится следующим образом. Подсо­ единяют контрольный U-образный манометр к штуцеру 5, пред­ варительно вывернув пробку (рис. 1). Сначала проверяют плот­ ность одной из рабочих задвижек 7. Для этого плотно закры­ вают краны 3, 4, 9 и задвижку 7, открывают задвижки 1 я 6,

газа, плотно закрывают задвижки 6 и 7, краны 3, 4, 9 и ставят под давление участок газопровода до задвижки 6 путем откры­ тия задвижки 1. Появление давления на контрольном манометре указывает на неплотность задвижки 6.

Для проверки плотности задвижки 1 освобождают газопро­ вод между задвижками 1 и 7 от газа, плотно закрывают краны

3, 4, 9, задвижку 1 и полностью открывают задвижку 6, следя по контрольному манометру за появлением давления. Наличие давления на контрольном манометре указывает на неплотность

регатов, на импульсной линии клапана каждого агрегата уста­

пуска котлоагрегатов на газовом топливе при работе в общий боров котлов на других видах топлива могут быть рекомендо­ ваны следующие мероприятия.

1.В момент зажигания горелок на газовом, котле необхо­ димо прекратить подачу топлива, воздуха и прикрыть тягу на котлах, сжигающих твердое топливо.

2.Котлоагрегат, растапливаемый на газовом топливе, дол­ жен быть расположен первым от дымовой трубы по ходу дви­

жения продуктов горения.

3. Перед зажиганием газовых горелок следует тщательно от­ регулировать режим горения на котлах, работающих на жидком топливе. Для этого необходимо обеспечить наиболее хороший распыл жидкого топлива, убедиться, путем просмотра через

34

имеющиеся лючки, что процесс горения полностью заканчи­ вается в пределах топочной камеры и нет затягивания факела в газоходы котла, отрегулировать разрежение в верхней части топочной камеры в пределах 1—2 мм вод. ст., убедиться, что температура продуктов горения при входе в общий боров не превышает 300° С.

4.Необходимо систематически проводить очистку общего' борова от летучей золы, не допуская в нем отложений сажи.

5.Необходимо систематически очищать наружные поверхно­

сти нагрева котлоагрегатов, работающих на других видах топ­ лива, не допуская на них отложений сажи.

При длительной остановке котлоагрегата (в связи с ремон­ том, консервацией или на летний период) за общей задвижкой на агрегат устанавливается заглушка, а продувочные краны после отключения газопровода оставляются в открытом положе­ нии. Последующий пуск котлоагрегатов может производиться только после проверки газопровода, газоходов котла и установ­ ленных КИП с составлением акта о результатах проверки.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

При эксплуатации котельных агрегатов должна вестись сле­ дующая документация:

а) сменный журнал работы котельных агрегатов и вспомо­ гательного оборудования;

б) журнал ремонта основного и вспомогательного оборудо­

В журнале фиксируются результаты осмотров оборудования, проверки водоуказательных приборов, сигнализаторов уровня, манометров, предохранительных клапанов, питательных прибо­ ров, автоматики безопасности; отмечаются время и продолжи­ тельность продувки котельных агрегатов, выполнение ремонтных работ, ликвидация дефектов, обнаруженных в работе оборудо­ вания и КИП, изменения в режиме работы котельных агрегатов, время пуска и остановки отдельных агрегатов, время включения: и отключения паропроводов подачи пара в отдельные цеха к другие данные по указанию администрации цеха.

В журнал ремонта основного и вспомогательного оборудо­ вания за подписью начальника цеха или лица, ответственного за безопасное действие котла, вносятся сведения о выполненных ремонтных работах: замене отдельных труб котла, пароперегре­ вателя или водяного экономайзера, ремонте обмуровки котла, газовых горелок, тягодутьевых устройств, внутренней и наруж­ ной очистке поверхности нагрева, промывке пароперегревателя, ремонте и замене арматуры, устранении других дефектов, выяв­ ленных при ремонте котлоагрегата.

Журнал дефектов и неполадок в работе оборудования ве­ дется начальником смены котельного цеха (старшим машини­ стом) и ежедневно визируется инженерно-техническим работни­ ком, отвечающим за ремонт оборудования цеха, или начальни­

не устранены дежурным ремонтным персоналом.

Суточная ведомость работы оборудования ведется дежурным обслуживающим персоналом (машинистом котла) и предназна­ чена для оперативного контроля и своевременного выявления нарушений в режиме работы котельного агрегата. Показания КИП записываются через каждые 30 мин, а показания счетчи­ ков КИП — через каждый час. Диаграммы регистрирующих приборов сменяются каждые сутки.

Журнал инструктажа обслуживающего и ремонтного персо­ нала по правилам техники безопасности ведется начальником цеха или его заместителем. Инструктаж персонала по правилам безопасного ведения работ должен производиться систематиче­ ски один раз в 3 месяца и при выполнении каждой газоопасной работы или работы внутри котельного агрегата.

Журнал регистрации нарядов — допусков на работы, прово­ димые внутри котла, и открытие запорной арматуры ведется на­ чальником котельного цеха или его заместителем.

Журнал распоряжений хранится на рабочем месте началь­ ника смены или старшего машиниста. В журнал начальник ко­ тельного цеха или его заместитель записывают указания по эксплуатации оборудования, например распоряжения о вводе оборудования в эксплуатацию после ремонта, остановке обору­ дования на ремонт, изменении в режиме работы отдельных агре­ гатов, изменении в графике работы обслуживающего персонала и т. д.

РАСТОПКА И ОСТАНОВКА КОТЛОАГРЕГАТОВ

Пуск и остановка котлоагрегатов — одна из самых ответст­ венных операций, особенно при сжигании газового топлива. Пуск котлоагрегата вдожет производиться после его монтажа, или перевода на газ (первичный пуск) и после длительной оста­ новки (на летнее время или ремонт). Первичный пуск газа, как правило, выполняется специализированными организациями,

36

требует специальной подготовки инженерно-технического персо­ нала и в книге не рассматривается.

Перед пуском котлоагрегатов после длительной остановки должна быть произведена проверка газопроводов, горелочных устройств, газового и воздушного тракта котлоагрегата, а также всех установленных КИП и автоматических устройств.

Проверка газопроводов производится путем их внешнего осмотра, опробования легкости хода установленной арматуры и контрольной опрессовки воздухом на давление 1000 мм вод. ст. Падение давления не должно превышать 60 мм вод. ст. в тече­ ние 1 ч. Проверка газопроводов и котельного агрегата должна производиться под непосредственным руководством начальника котельного цеха или его заместителя. Результаты проверки оформляются актом с указанием состояния проверенных узлов котлоагрегата и газопроводов. Пуск агрегатов после длительной остановки выполняется под непосредственным руководством на­ чальника котельного цеха или его заместителя.

При кратковременных остановках котельной или отдельных агрегатов пуск производится машинистом котла под общим ру­ ководством начальника смены или старшего машиниста в соот­ ветствии с эксплуатационной инструкцией. При этом инструкция по пуску и остановке должна определять порядок всех операций и переключений, а также время, необходимое для пуска и оста­ новки агрегата в нормальных и аварийных условиях в зависи­ мости от его конструктивных особенностей. В то же время необ­ ходимо соблюдать правила, общие для всех конструкций котло­ агрегатов. При пуске котельной запрещается одновременная растопка двух котлоагрегатов. Растопка последующего агрегата должна начинаться только после включения в паровую маги­ страль предыдущего.

Пуск котельной начинается с тщательной вентиляции поме­ щения цеха в течение 10—15 мин и проверки воздушной среды по запаху или с помощью переносного газоанализатора. При на­ личии запаха газа в цех запрещается вносить открытый огонь, курить, включать и выключать электрооборудование и электро­ освещение, за исключением аварийного, которое должно быть взрывобезопасным. Когда цех достаточно хорошо провентили­ рован, подготавливают к растопке первый котлоагрегат. Перед растопкой котельного агрегата следует произвести тщательный внутренний и внешний осмотр его, системы газопроводов, вспо­ могательного оборудования, дымососа, вентилятора и устройств для питания котла, а также КИП и устройств автоматического регулирования.

При осмотре газопроводов в пределах котла необходимо об­ ращать внимание на следующее: наличие и соответствие рисок на кранах, качество набивки сальников арматуры, плотность фланцевых соединений, исправность клапана блокировки «газ—

37

воздух» (для горелок с принудительной подачей воздуха), на­ личие заглушек или открытых мест, подключение КИП.

При наружном осмотре котлоагрегата проверяются легкость хода воздушно-регулировочных шайб у инжекционных горелок и шиберов, регулирующих подачу воздуха у горелок с принуди­ тельным дутьем; наличие и заправка U-образных манометров для измерения давления газа и воздуха перед горелками; со­ стояние обмуровки топки, особенно в области установки горе­ лок; смотровые лючки и запальные отверстия для зажигания горелок; гарнитура котла и состояние взрывных клапанов в топке и газоходах; состояние датчиков и мест забора импуль­ сов для КИП, измеряющих разрежение в топке и газоходах котла, температуру газов по тракту и состав уходящих газов; состояние питательных линий и паропроводов в пределах котла; продувочная арматура; система автоматического питания котла; водомерные колонки; паровые предохранительные клапаны котла и пароперегревателя; коллекторы экранов и пароперегре­ вателя; воздушники котла и водяного экономайзера. Кроме того, необходимо удостовериться в отсутствии заглушек на паропро­ воде, продувочных линиях и питательной линии и в наличии ре­ перов на подвижных коллекторах.

При внутреннем осмотре топки и газоходов котла необхо­ димо проверить состояние газовыпускных отверстий у горелок, амбразуры горелок, состояние обмуровки топки, расположение запальных отверстий по отношению к амбразуре горелок, со­ стояние труб экранных и конвективных поверхностей нагрева, надежность защиты колосникового полотна шамотным боем или качество укладки пода для топок, переведенных на газ со слое­ вого способа сжигания твердого топлива, правильность распо­ ложения горки или других стабилизаторов у топок, оборудо­ ванных инжекционными горелками, положение мазутных форсу­ нок или подвижных деталей у комбинированных газомазутных или пылегазовых горелок.

При осмотре тягодутьевых устройств (дымососа и вентиля­ тора) необходимо проверить легкость перемещения направляю­ щего аппарата или шибера; убрать все посторонние предметы и проверить крепеж; проверить уровень масла в корпусе ходо­ вой части по маслоуказателю, установив термометр с необходи­

новить, нет ли задевания ротора. Затем следует проверить ра­

парат или шибер. После включения электродвигателя нужно убедиться в отсутствии стуков, шума и вибрации, а в случае их появления немедленно остановить машину.

38

После того как окончен осмотр котлоагрегата и вспомога­ тельного оборудования, можно приступить к подготовке его для растопки. Для этого прежде всего следует открыть воздушник на котле или сухопарнике, а при его отсутствии приподнять предохранительный клапан. Затем котел и водяной экономайзер заполнить водой. Во избежание нарушения плотности вальцо­ вочных соединений и термических деформаций от неравномер­ ного прогрева не допускается заполнение котла водой с темпе­ ратурой более 90° С в летнее время и 50—60° С — в зимнее. Если обмуровка котла имеет отрицательную температуру, то пе­ ред заполнением водой котел необходимо предварительно подо­ греть (лучше всего горячим воздухом). Не рекомендуется за­ полнять котел холодной водой с температурой ниже 50° С, в осо­ бенности если металл котла и обмуровка недостаточно остыли.

наблюдать, чтобы уровень воды в работающих котлах не пони­ жался. Котел заполняют водой до отметки низшего уровня по водомерному стеклу. После заполнения котла водой прощупы­ ванием спускных дренажных труб следует убедиться в плотно­ сти продувочной арматуры. Если в течение получаса после за­ полнения котла при закрытом питательном вентиле не про­ изойдет снижения уровня по водомерному стеклу, можно продолжать операции по подготовке котла к растопке.

Время растопки котлоагрегата устанавливается с таким рас­ четом, чтобы обеспечить равномерный прогрев всех элементов котла и не допустить появления в них повышенных напряжений. Как правило, растапливать жаротрубные котлы надо в течение 8 ч, горизонтально-водотрубные с массивной обмуровкой — не менее 4, вертикально-водотрубные с развитыми экранными по­ верхностями нагрева — не менее 2. Котлоагрегаты типа ДКВ и ДКВР растапливаются в среднем в течение 3 ч. В случае необ­ ходимости возможна и ускоренная растопка котлоагрегатов, ко­ торая может производиться только по особому письменному рас­ поряжению начальника котельного цеха в течение времени, ука­ занного в распоряжении.

После заполнения котла водой необходимо еще раз произве­ сти наружный осмотр котлоагрегата, выполнив следующие опе­ рации: при наличии пароперегревателя открыть полностью про­ дувочный вентиль на коллекторе перегретого пара; проверить плотность закрытия всех лазов и смотровых лючков; закрыть полностью направляющий аппарат дымососа, а у котлов, рабо­ тающих на естественной тяге, открыть полностью заслонку ре­ гулирования тяги; проверить, находятся ли под давлением обе магистрали питательной воды котельного цеха (при наличии между магистралями и котлом двух питательных линий допу­ скается питание котла по одной из них); при закрытой за ­ движке перед главным паропроводом на соединительном трубо­

39