75 группа 2 вариант / Режимы роботы и эксплуатации ТЭС / КУ / Учебное пособие

оформляется распорядительным документом. Если в процессе дублирования будет установлена профессиональная непригодность работника к данной деятельности, он снимается с подготовки и вопрос о дальнейшем его использовании решается в установленном порядке администрацией энергообъекта;

допуск оперативного и оперативно-ремонтного персонала к самостоятельной работе. Осуществляется только после инструктажа, стажировки, квалификационной проверки знаний, дублирования и оформления квалификационного удостоверения. Допуск оформляется распорядительным документом (приказом - для оперативных руководителей и распоряжением - для оперативного и оперативно-ремонтного персонала).

Поддержание и повышение квалификации оперативно-диспетчерского персонала в повседневной их работе осуществляется:

за счет проведения повторных, внеплановых и целевых инструктажей по безопасности труда и инструктажа по пожарной безопасности;

проведения периодической (очередной и внеочередной) проверки знаний правил, норм и инструкций по технической эксплуатации, охране труда, пожарной безопасности - в сроки, регламентируемые требованиями ПТЭ;

проведения контрольных противоаварийных и противопожарных тренировок;

проведения специальной подготовки, которая должна проводиться не реже одного раза в месяц, с отрывом от выполнения основных функций, и составлять от 5 до 20 % рабочего времени. В объем специальной подготовки входят: выполнение учебных производственных операций, учебных противоаварийных и противопожарных тренировок; изучение внесенных в обслуживаемые схемы и оборудование изменений; ознакомление с текущими распорядительными документами по вопросам аварийности и травматизма; обновление и углубление знаний нормативно-технических документов; проработка обзоров несчастных случаев и т.п. Специальная подготовка должна проводиться с использованием эффективных технических средств обучения;

непрерывного профессионального обучения на курсах повышения квалификации с периодичностью, установленной ПТЭ.

Для качественной подготовки эксплуатационного персонала на энергообъектах должны функционировать специальные обучающие установки (тренажеры, автоматизированные обучающие системы и т.п.), учебно-курсовые комбинаты и другие специальные учебные заведения. К обучению персонала должны привлекаться высококвалифицированные специалисты.

30

Рис. 2.1. Принципиальная технологическая схема котельной установки неблочной ТЭС

32

холодный или неостывший), заполнение осуществляется ''горячей'' или ''холодной'' питательной водой или используется вода из системы сбора пароводяных технологических протечек, к примеру вода с дренажных баков; котловая вода с баков слива из котлов и т.п. При этом используется технологическая система заполнения и питания котла (заполнение осуществляется по схеме КХПВ-СУП – экономайзер первой ступени – КУ – экономайзер второй ступени – барабан котла).

При простое котла перед пуском более трех суток в полном объеме про-

веряется исправность защит и блокировок, задействованных на котельной установке.

Далее осуществляется подготовка парового тракта котла. Суть подго-

товки состоит в том, чтобы выставить в соответствующее положение (''открыто'' или ''закрыто'') запорную и регулирующую арматуру на элементах перегревательного тракта и паропроводах котла (т.е. на основных и дренажных трубопроводах, воздушниках, байпасах, импульсных трубах для подключения контрольно-измерительных приборов и т.д.), тем самым обеспечивается равномерный прогрев паропроводов и других элементов котла (барабана, экранов, пароперегревательных поверхностей и т.д.), а также регламентируются скорости подъема параметров (температуры, давления, расхода) перегретого пара до значений, позволяющих использовать полученный пар в турбине.

На следующем этапе готовится и включается в работу система газо-

воздушного тракта, а именно включаются в работу дымососы (ДС) и рабочая среда из газового тракта котла выносится через дымовую трубу в атмосферу. Далее включаются в работу дутьевые вентиляторы (ДВ), забираемый ими воздух подается через калориферы котла, воздухоподогреватель и топочные горелки в топку. Устанавливается соответствующий совместный режим работы дымососов и дутьевых вентиляторов, при котором для котлов с уравновешенной тягой газоходы и верх топки котла ставят под соответствующее разрежение. В случаях использования газоплотных котлов, предназначенных для работы под наддувом, газоходы котлов ставят под давление, а дымососы, если они смонтированы в схеме, в работу не включают.

Далее готовятся технологические схемы подачи топлива в котел. При растопке котла используется газовое топливо (в основном природный газ) или жидкое (мазут).

Вслучаях использования газового топлива подготавливаются газопроводы котла. Подготовка заключается в основном в контроле исправности элементов схемы (арматуры, газопроводов, контрольно-измерительных приборов и т.п.) и работоспособности системы автоматической защиты. Завершается подготовка тем, что газопроводы котла ставятся под рабочее давление газа и с этого момента возможна подача газа в топку котла. Особенностью выполнения этой операции является то, что не допускается заполнение газопроводов котла газом при отсутствии так называемой вентиляции топки, т.е. при отсутствии определенного расхода воздуха через газовую часть котла.

Вслучаях использования жидкого топлива аналогичным образом готовится технологическая схема мазутопроводов в пределах котла. Завершается подготовка тем, что в мазутопроводах котла организуется циркуляция мазута, за счет которой его температура доводится до номинальной. Устанавливает-

34

ся также необходимое количество растопочных мазутных форсунок в топку котла, и с этого момента возможна подача мазута для растопки котла.

Рассмотренные выше операции при пуске котельного агрегата характеризуются как подготовительные. Далее следует растопка котла и подъем параметров перегретого пара до значений, позволяющих использовать выработанный пар в турбине. Подготовленное к сжиганию топливо и воздух, служащий окислителем, в заданном соотношении подают через горелки в топку котла и воспламеняют от источника открытого огня, факела или запального устройства. Количество подаваемого топлива на этапе розжига котла регулируют в основном количеством подключенных газовых горелок или мазутных форсунок, а расход воздуха и необходимое давление (разрежение) в топке и газоходах котла регулируют соответствующей загрузкой дутьевого вентилятора и дымососа. Выделяемая при сгорании топлива теплота расходуется на нагрев воды и превращения ее в насыщенный пар. Это осуществляется в экранных (иногда они называются подъемными) трубах, из которых пароводяная смесь поднимается в барабан котла. В верхней части барабана она разделяется в специальных устройствах на пар и воду. Вода снова используется в так называемом циркуляционном контуре котла, а пар, после отделения и промывки в специальных устройствах, поступает в пароперегревательные поверхности и далее в систему паропроводов острого пара котельной установки. Выработанный на этапе растопки перегретый пар в зависимости от его качества и параметров может сбрасываться по сбросной схеме, через растопочные расширитель и барботер, в каналы промливневой канализации. Или же используется на собственные нужды станции, пройдя через растопочное редукционно-охладительное устройства (РРОУ). И только при достижении соответствующего качества и параметров выработанный котлом перегретый пар может быть подан на турбину. Подъем параметров пара на котле после его растопки осуществляется в соответствии с требованиями так называемых графиков-заданий пусков, согласно которым периодически форсируется топочный режим котла, т.е. увеличивается подача топлива в топку, за счет дополнительного розжига горелок (форсунок) и увеличения давления подаваемого топлива, с адекватным изменением производительности дутьевых вентиляторов и дымососов. По мере сжигания топлива увеличивается отпуск растопочного пара с котла, что является причиной снижения уровня воды в барабане. Для его поддержания в заданных пределах осуществляется вначале периодическая, а затем постоянная подача питательной воды по схеме питания котла. Кроме того, осуществляется контроль водно-химического режима котла и проводятся мероприятия, обеспечивающие требуемое качество перегретого пара (организация продувок котла; ввод реагентов и др.). Для котлов, приспособленных к сжиганию твердого топлива, осуществляется подготовка к работе систем пылеприготовления и в соответствии с производственной инструкцией производится включение их в работу. Также осуществляется контроль и регулирование температуры перегретого пара. Существует несколько способов и технологических схем регулирования температуры пара. В современных котельных установках неблочных ТЭС чаще используется паровой способ, с применением впрыскивающих пароохладителей. В качестве охлаждающей среды используется собственный конденсат, получаемый в

35

конденсационной установке котла. В режимах растопки может использоваться также питательная вода.

При достижении соответствующей паропроизводительности котла и параметров перегретого пара, близких к параметрам параллельно работающих котлов, на некоторое время стабилизируется топочный режим и контролируется тепломеханическое состояние и водно-химический режим котла. Далее осуществляется включение котла в систему главных паропроводов острого пара, т.е. растопленный котел включается в параллельную работу с другими работающими котельными установками. На данном этапе оперативным персоналом выполняются соответствующие организационные и технические мероприятия, исключающие нарушения тепломеханического состояния главных паропроводов и аварийные отключения основного и вспомогательного оборудования, связанные с выполнением этой операции. Включение котельной установки в главные паропроводы острого пара является завершающей операцией режима пуска котла.

Последующий за пуском этап характеризуется как режим эксплуатации котельной установки в регулировочном диапазоне нагрузок.

Более подробная оперативно-значимая информация о структуре, требованиях НТД, принципах эксплуатации перечисленных выше технологических систем, входящих в котельную установку, излагается в последующих разделах главы.

2.2. Назначение и конструкция основных элементов парового котла

Паровой котел является основным элементом, входящим в котельную установку. Он представляет собой устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного, используемого вне самого устройства

[10].

Основными элементами парового барабанного котла являются: каркас, барабан, топочная камера, переходный газоход, опускной газоход, поверхности нагрева, обмуровка. Кроме перечисленных элементов паровые котлы имеют золоулавливающие установки, механизированные системы шлакоудаления, устройства регулирования температуры перегретого пара, предохранительные устройства топок и газоходов, предохранительные устройства пароперегревательных поверхностей и паропроводов перегретого пара, устройства защиты экономайзера и пароперегревателя, гарнитуру, приборы контроля тепломеханического состояния элементов котла и др.

Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов регламентируются требования, предъявляемые к конструкции котлов и их основных частей, которыми устанавливается следующее:

конструкция котла и его основных частей должна обеспечивать надежность, долговечность и безопасность эксплуатации на расчетных параметрах

втечение расчетного ресурса безопасной работы котла (элемента), принятого в технических условиях;

конструкция и гидравлическая схема котла должны обеспечивать надежное охлаждение стенок элементов, находящихся под давлением. Темпе-

36

ратура стенок элементов котла не должна превышать величины, принятой в расчетах на прочность;

конфигурация размещенных в газоходах труб, отводящих рабочую среду из экономайзера, должна исключать возможность образования в них паровых мешков и пробок;

конструкция котла должна обеспечивать возможность равномерного прогрева и свободного теплового расширения его элементов. Для контроля за перемещениями элементов котла при тепловом расширении в соответствующих точках, указанных в проекте котла, должны быть установлены указатели перемещения (реперные устройства);

конструкция котла должна учитывать возможность кратковременного повышения давления в топке от "хлопков" и кратковременного повышения разрежения после "хлопков";

конструкция котла должна обеспечивать возможность удаления воздуха из всех элементов, находящихся под давлением, в которых могут образовываться воздушные пробки при заполнении котла водой;

устройство газоходов котла должно исключать возможность образования взрывоопасного скопления газов, а также обеспечивать необходимые условия для очистки газоходов от отложений продуктов сгорания.

Далее рассмотрим эксплуатационно-значимую информацию об основных элементах парового барабанного котла.

2.2.1. Каркас парового котла

Каркас парового котла воспринимает массовую нагрузку котла и используется для крепления поверхностей нагрева и других элементов (площадок обслуживания, лестниц, обмуровки, трубопроводов, воздуховодов и т.п.).

Каркас представляет собой стальную пространственную конструкцию, опирающуюся на опорные плоскости железобетонных фундаментов, или конструкцию, подвешенную на специальных несущих, так называемых "хребтовых" балках, опирающуюся на конструкции главного корпуса. Основными элементами каркаса являются вертикальные колонны, горизонтальные несущие балки, балки-связи для установки площадок обслуживания и ригеля. Для уменьшения термических напряжений основные несущие элементы каркаса располагаются за пределами газоходов и их обмуровки.

При обслуживании котла эксплуатационный персонал обязан контролировать равномерность распределения нагрузок на каркас, отсутствие недопустимого разогрева и целостность элементов каркаса при проведении ремонтных и других работ на котле.

2.2.2. Барабан котла

Барабан котла является одним из наиболее ответственных элементов, предназначенных для сбора и раздачи рабочей среды, для отделения пара от воды, очистки пара и обеспечения запаса воды в контуре циркуляции котла. Барабан объединяет парообразующие, пароотводящие и опускные трубы и является необогреваемым элементом котла.

37

Барабаны котлов делятся на сварные, имеющие продольные сварные швы и цельнокованые, без продольных швов [16].

Паровые котлы конструируются с одним или двумя барабанами. При двухбарабанной конструкции парового котла различают основной и разделительный барабаны. Разделительный барабан, как правило, изготовляется меньшего диаметра по сравнению с основным, устанавливается выше уровня воды в основном барабане и соединен с экранными (подъемными) трубами, по которым при работе котла в разделительный барабан поступает пароводяная смесь. Основной барабан соединен с разделительным – нижним пучком перепускных труб, по которым поступает вода из разделительного барабана, и верхним пучком, по которому поступает пар. С основного барабана насыщенный пар поступает в пароперегревательные поверхности нагрева, а вода – в опускные трубы.

Во всех котлах, в том числе и в двухбарабанных, предусматривается наличие и контроль уровня воды только в одном барабане – основном. Исключением является лишь несколько типов котлов.

Основное преимущество двухбарабанной схемы по сравнению с однобарабанной усматривалось в том, что при последовательном прохождении пара через два барабана эффективнее осуществляется осушка насыщенного пара и за счет снижения величины уноса влаги в перегревательный тракт котла повышается качество перегретого пара. В то же время следует отметить, что двухбарабанные котлоагрегаты проектировались в основном до 1955 года. Современные барабанные котлы высокого давления изготавливаются, как правило, однобарабанными, и требуемое качество перегретого пара обеспечивается установкой барабанов внутренним диаметром 1600-1800 мм и применением эффективных внутрикотловых устройств.

Внутрикотловые устройства включают в себя сепарационные и паропромывочные конструкции, размещаемые внутри барабанов котла, и элементы схемы ступенчатого испарения (перегородки в барабанах; выносные циклоны; продувочные устройства и др.). Разбор и анализ схем и конструкций внутрикотловых устройств более подробно рассматривается в соответствующей литературе [9, 17].

Барабан котла крепится к каркасу котлоагрегата на специальных подвесках или опорных подушках. Современные конструкции котлоагрегатов большой паропроизводительности предусматривают установку барабанов на подвижных опорах, расположенным по их краям и обеспечивающих их тепловое расширение в эксплуатационных условиях. Подвижные опоры состоят из трех частей: верхней подушки, прикрепляемой к нижней образующей барабана на специальных шпильках или на сварке; роликов – устанавливаемых в специальной обойме; нижней подушки, устанавливаемой на несущих балках каркаса котлоагрегата на болтовых соединениях. Причем ролики устанавливаются между верхними и нижними подушками.

Следует отметить, что барабан котла имеет достаточно сложную обвязку. Он, как отмечалось ранее, объединяет парообразующие, пароотводящие и опускные трубы котла. Кроме них имеются врезки трубопроводов подачи питательной воды, реагентов, насыщенного пара с других котлоагрегатов и др. Необходимо учитывать и то, что барабан является самым металлоемким элементом котла. Вследствие этого, тепломеханическое состояние барабана

38

в большинстве случаев имеет определяющее значение при эксплуатации котла, особенно в режимах пуска, останова; при содержании котла в состоянии резерва, консервации.

Для контроля тепломеханического состояния барабаны котлов оборудуются:

указателями уровня воды прямого действия. Количество и места установки указателей уровня воды в котле, в том числе со ступенчатым испарением в барабанах или с выносным циклоном, определяется организацией, проектирующей котел. Требования к указателям уровня воды определены правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов;

приборами контроля температуры металла барабана (до шести точек по верху и низу барабана) и температуры рабочей среды на пароотводящих и водоопускных трубах барабана [18];

приборами контроля давления прямого действия;

приборами контроля теплового расширения барабана (реперами);

устройствами для удаления воздуха (воздушниками);

штуцерами для отбора проб воды и пара;

штуцерами для подключения импульсных линий и контрольноизмерительных приборов непрямого действия;

предохранительными устройствами. На барабанах паровых котлов с рабочим давлением более 4 МПа должны устанавливаться импульсные предохранительные клапаны [10];

устройствами для разогрева барабана при растопке котла;

тепловой изоляцией и окожуховкой. Эксплуатация котла при нарушении целостности тепловой изоляции барабана не допускается.

При обслуживании барабана котла оперативный персонал в общем случае обязан контролировать исправность элементов обвязки (импульсных линий к КИП, импульсных предохранительных клапанов, уровнемерных стекол, тепловой изоляции и окожуховки) и тепломеханическое состояние барабана (разницу температур по контрольным точкам, расширение барабана, уровень

идавление в барабане).

2.2.3. Топочная камера

Топочная камера (топка) – это устройство стационарного котла, предназначенное для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания и выделения золы.

Топочная камера энергетического котла представляет собой объемное устройство прямоугольного и квадратного сечения, имеющее в верхней части газовое окно для выхода продуктов сгорания, а в нижней – так называемый под или холодную воронку [19].

Топочные камеры оборудуются горелочными устройствами, летками для эвакуации золы или шлака, лазами, гляделками, обдувочными аппаратами и др. Стены топочной камеры, под или холодная воронка плотно прикрываются топочными экранами (экранными трубами). В топочной камере размещают также потолочные радиационные пароперегреватели, трубы которых подвешиваются с помощью тяг к расположенным выше балкам каркаса, а обмуров-

39