Меры безопасности при выполнении ремонтных работ в топке и газоходах котла.

Ремонтные работы в топке или газоходах относятся к газоопасным и выполняются по наряду допуску.

Ответственный за выполнение работ должен провести инструктаж по безопасным методам и приемам работ, применяемым средствам защиты, порядку и времени выполнения работ. После этого каждый работник должен расписаться в наряде допуске. Ответственный должен лично проверить средства защиты и убедиться в отсутствии опасности для рабочих внутри топки. В процессе выполнения работ, все распоряжения должны даваться лицом ответственным за работу.

Котел должен быть остановлен, охлажден и отсоединен от действующих по всем трубопроводам с установкой заглушек. На газоходе должен быть установлен глухой шибер либо кирпичная стена.

Топка должна быть тщательно провентилирована. Должен быть проведен анализ воздуха ( не менее 2-х последовательно взятых проб) – содержание кислорода в пробах должно быть не менее 20%, а содержание окиси углерода не более 20мг/м³. При работе внутри топок дверцы и люки топок должны быть открыты. В необходимых случаях в топки должен подаваться чистый воздух принудительно. Освещение – от 12 В.

Внутри топки разрешается одновременно находиться не более 2 человек. Снаружи – 2 наблюдающих, держащих концы веревок от спасательных поясов. Наблюдающие не имеют права бросать наблюдение и отходить от топки. Время работы внутри топки при температуре 55 °С определяется ответственным, но как правило не более 20 мин с 20 минутным перерывом. Чистка топки и поверхностей нагрева производится в направлении сверху вниз, спереди назад.

Основными причинами аварий являются :

- заводской брак в котле не обнаруженный при внутреннем осмотре и гидравлическом испытании;

- некачественный монтаж или ремонт;

- износ или плохое качество материалов из которых изготовлены отдельные узлы;

- питание котла неподготовленной или плохо подготовленной водой;

- несоблюдение работниками инструкций и правил техники безопасности;

- слабая трудовая дисциплина;

- низкая квалификация обслуживающего персонала;

• техническая неисправность водоуказательных приборов, продувочной и питательной арматуры, насосов, сигнализации, горелочных устройств.

Т О П Л И В О.

Топливом называются горючие вещества используемые для получения тепла ;

или - горючие вещества, специально сжигаемые для получения тепла и используемые, как источник энергии.

Различают : твердое, жидкое и газообразное топливо.

Способы получения : естественное, искусственное и топливные отходы.

Качество каждого вида топлива характеризуется следующими показателями :

- элементарным составом; - составом горючих летучих веществ; - зольностью; - влажностью; - теплотой сгорания.

Элементарный состав твердого и жидкого топлива.

С + Н + S + О + N + А + W = 100%

Все указанные элементы находятся в виде сложных химических соединений.

Горючими элементами топлива являются С (углерод), Н (водород), S (летучая горючая сера).

Внутренний балласт – О (кислород) и N (азот).

Внешний балласт – А (зола) и W (влага).

Выход горючих летучих веществ и содержание кокса – важнейшие характеристики топлива.

Летучими горючими называется смесь горючих газообразных веществ, образующаяся при нагревании топлива без доступа воздуха (водород, летучая сера, СО, различные соединения С и Н). Чем выше выход летучих, тем легче топливо воспламеняется, а при горении дает длинное пламя.

Твердый нелетучий остаток – кокс- получается после удаления летучих веществ и состоит из углерода и золы.

Зола –нежелательный балласт топлива - снижает содержание в нем полезных горючих веществ; . легкоплавкая зола ведет к зашлаковыванию горящего слоя твердого топлива и к налипанию на поверхности нагрева, а оседая на поверхностях нагрева резко снижает теплопередачу (коэффициент теплопроводности в 140-160 раз меньше чем у стали), снижает к.п.д.; очистка труб и обмуровки приводит к дополнительным эксплуатационным затратам; при высоких температурах зола вступает в химическое взаимодействие с обмуровкой, вызывая ее быстрый износ.

Содержание золы в топливе колеблется от 1% до 60%.

Наибольшая зольность у сланцев, наименьшая у дров. В бурых и каменных углях 5-25%.

В жидком и газообразном топливе – в ничтожно малом количестве.

Приведенная зольность – это зольность в %, приходящаяся на 1000ккал теплотворной способности рабочего топлива.

П А

А = 1000----- %

Qр

Менее 4 % - малозольное топливо.

Влага –снижает долю горючих компонентов, кроме того на свое испарение отнимает много тепла, значит снижает теплоту сгорания.

Значительное количество влаги в твердом топливе осложняет его транспортировку и подачу к установкам. Оно смерзается, застревает в бункерах и т.п.

Приведенная влажность – влажность в % приходящаяся на 1000ккал теплотворной способности данного топлива.

П W

W = 1000------- %

Qн

Менее 3 % - маловлажное топливо; более 9% - высоковлажное.

Теплотой сгорания называется количество тепла выделяемое при полном сжигании 1 кг или 1 м³ топлива. ( ккал/кг, кДж/кг, ккал/м³, кДж/м³)

Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива.

В высшей теплоте сгорания топлива учитывают скрытую теплоту парообразования.

Из низшей теплоты сгорания это количество тепла заранее удалено, т.к. использовать его на полезные нужды невозможно.

Во всех теплотехнических расчетах как правило учитывают низшую теплоту сгорания Qн.

Условное топливо – топливо с теплотой сгорания 7000ккал/кг.

Эта величина введена с целью сравнения работы котельных сжигающих различные виды топлива.

Qн

Топливный эквивалент Э = ------

7000

так для торфа Э»0,36 ; для донецкого угля Э »0,98 ; для мазута Э»1,35

Жидкое топливо.

Единственным природным жидким топливом является нефть.

Сырая нефть представляет собой смесь жидких органических соединений состоящих из различных углеводородов, сернистых, азотистых соединений, растворенного парафина и смолы, могут быть растворены твердые углеводороды.

Сырую нефть как правило в виде топлива не используют. Используют топочный мазут и печное топливо – смесь остаточных продуктов прямой перегонки и крекинг процесса.

Нефть и нефтепродукты характеризуются : - содержанием серы, - плотностью, -вязкостью, -температурой застывания,- температурой вспышки и температурой воспламенения.

Мазут состоит из: С (85-87%), Н2 (11,1 – 13,5%), О2, N2 (»1%), S (0,5-3 %), W (1-2%) и минеральных примесей.

Наибольшие трудности при сжигании мазута вызываются содержанием в его золе окислов щелочных металлов и ванадия. Несмотря на малое содержание ванадия ( не более 0,15%), наличие его приводит к коррозии металла при высоких температурах ( выше 600°С).

В зависимости от содержания серы различают мазут :

• малосернистый до 0,5 %;

• сернистый 0,5 – 2 %;

• высокосернистый 2 – 3,5 %.

Вязкость мазута измеряется в градусах условной вязкости (°ВУ).

Условной вязкостью называют отношение времени истечения из вискозиметра 200мл испытуемого нефтепродукта при температуре испытания, ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при 20°С.

В зависимости от вязкости мазут бывает нескольких марок, различающихся температурой застывания, которая всегда выше 0° С.

Температурой застывания называют температуру при которой мазут в условиях опыта загустевает настолько, что при наклоне пробирки на 45° к горизонту уровень мазута остается малоподвижным в течение 1 мин.

Для наиболее вязких сортов tз = 25° - 35°, поэтому необходим предварительный подогрев такого мазута ( при перекачке до 40 – 50°, при сжигании до 80–100°С).

Температурой вспышки называется температура, при которой пары нагреваемого мазута образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.

Температура воспламенения – это температура, при которой нагреваемый мазут загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее установленного времени.

t воспл > t вспыш на 10 – 40°

Плотность высоковязких мазутов r = 960 – 1020 кг/м³.

Относительная плотность по отношению к воде 0,96 – 1,00 , поэтому отстой воды и механических примесей – затруднителен. При подогреве на 10°С - плотность уменьшается на 5 – 6 кг/м³.

Низшая теплота сгорания Qн= 9600 ккал/кг.

показатели	малосернистый мазут			высокосернистый мазут
	М-40	М-100	М-40		М-100	М-200
Условная вязкость при t=80°	8	15,5	8		15,5
Условная вязкость при t =100°						6,5-9,5
Температура вспышки °С	90	110	90		110	140
Температура застывания °С	10	25	10		25	35

Сравнительная таблица основных характеристик жидкого топлива.

Показатель	Ед. измерен.	мазут	Дизельное топливо	Соляровое масло
Средний элементарный состав: С Н S О2+N2 Низшая теплота сгорания Qн Плотность при t = 20°С Условная вязкость °при t=80°С Температура вспышки, не ниже Температура застывания, не выше Зольность, не более Механические примеси, не более Содержание влаги, не более	% ккал/кг т/м³ °ВУ °С °С % % %	83-85 10-12 0,5-3,5 0,6-1 9500-9870 0,91-1,015 5-16 80-110 от –8 до +25 0,1 – 0,14 0,1 – 1,5 1 –1,5	86,3 13,3 0,3 0,1 10180 0,81-0,85 6 30-90 - 10 ÷ - 30 0,025 0,1 – 0,2 0	86,5 12,8 0,3 0,4 10110 0,86-0,99 1,4 125 -20 0,02 0,1 – 0,2 следы

Природный газ.

Природный газ – это смесь газов которая в основном состоит из метана СН4 (86-98%), тяжелых углеводородов СnНм ( 0,5-6,3%) и инертных газов ( N2 1,2-6%, СО2 –0,3%, Не – 0,055).

• обладает всеми свойствами газов – равномерно давит на стенки сосуда, расширяется, сжимается.

• не имеет цвета, запаха, вкуса;

• плотность r=0,73 – 0,78 кг/м³, т.е. в 1,5 раза легче воздуха;

• скорость горения ω = 0,37 – 0,47 м/сек;

• температура воспламенения t = 645°С;

• калориметрическая t горения (жаропроизводительность) – 2030-2050°С;

• практическая температура горения – 1300 – 1400°С;

• низшая теплота сгорания Qн = 8500 ккал/м³ (теплотворная способность);

• пределы взрываемости 5 – 15%;

• горит голубовато-фиолетовым пламенем.

Содержание в газе примесей в гр на 100 м³ не должно превышать : Н2S-2; аммиака – 2; пыли –0,1; цианистых соединений в пересчете на синильную кислоту – 5; нафталина летом – 10, зимой – 5; О2- не более 1% по объему.

С целью обнаружения наличия газа в воздухе при его утечке из газопровода или арматуры ему необходимо придать запах. Для этого его одорируют.

Требования к одоранту: - должен обладать резким запахом;

• должен иметь удельный вес равный удельному весу природного газа;

• должен сгорать вместе с газом;

• не дожен отравлять человека;

• не должен вызывать коррозию труб;

Этим требованиям отвечает этилмеркоптан (С2Н5-SН), имеющий запах кислой капусты.

Иногда применяют тетрагидротеофен С4Н8S с запахом коксового газа.

Согласно требований нормативной документации запах газа должен быть слышен при наличии его в воздухе 1/5 от НПВ (нижнего предела взрываемости), т.е. при 1%.

Для выполнения этого требования необходимо добавлять 16 гр. одоранта на 1000 м³ газа.

Положительные свойства газа:- высококалорийный, -гигиеничный (не выделяется сажа, копоть, не загрязняется атмосфера), - легко транспортируется, не требует складов, - легко поддается автоматизации, легко регулировать нагрузку - облегчает труд персонала; - легко воспламеняется.

Отрицательные свойства:- образует с воздухом взрывоопасную смесь ( от 5 до 15 % по объему); удушающе действует на организм человека ( т.к. не содержит кислород); при неполном сгорании отравляюще действует на человека; пожароопасен.

Способы определения утечки газа – на слух, на запах, обмыливанием и газоанализатором.

Воздух.

Воздух – это смесь газов, составляющая земную атмосферу.

Воздух в основном состоит из азота N2 – 78,09% и кислорода О2 – 20,95%, а также менее 1% инертных газов ( Ar –аргон 0,93; Ne-неон 0,0018; He –гелий 0,0005; Kr- криптон 0,000108;

Хе –ксенон 0,000008; R-радон ; СО2 – 0,13 и Н2 -0,00005 ).

Удельный вес воздуха, свободного от пара и СО2 при 0°С и Ратм = 760 мм рт.ст.g=1,293кг/м³.

При давлении Р=40 кГ/см² и температуре t= –140°С - воздух превращается в прозрачную жидкость.

Воздух - не горит, но кислород из воздуха поддерживает горение.

Горение.

Горение – это процесс окисления горючих составляющих топлива с выделением тепла и света.

Процесс горения твердого топлива состоит из следующих стадий : - подогрев и испарение влаги, - возгонка горючих летучих, - зажигание и горение горючих летучих, - горение кокса.

Горение жидкого топлива состоит из : - распыливание, - прогрев до температуры кипения, испарение и образование горючей смеси с воздухом, - прогрев до температуры воспламенения и зажигание смеси, - горение смеси.

Горение газообразного топлива : - истечение, - образование смеси с воздухом необходимой концентрации, подогрев и воспламенение, - горение.

Такое разделение на стадии условно, хотя фактически все они протекают последовательно, частично налагаясь друг на друга.

Горение может быть полное и неполное (с недостатком кислорода и с избытком кислорода).

Полное сгорание : СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q и свет;

С3Н8 + 5О2 = 3СО2 +4Н2О + Q и свет;

Неполное сгорание : СН4 +1,5О2 = СО + 2Н2О + q и свет;

СН4 + О2 = С + 2Н2О + q и свет;

В дымовых газах при полном сгорании топлива будут присутствовать СО2 (8-10%), Н2О, N2 – азот из воздуха, О2 – избыточный кислород из воздуха (2-5 %), SО2, инертные газы.

При неполном сгорании в дымовых газах будут присутствовать СО, С, СН4, Н2О, СО2, N2, SО2, инертные газы и даже может быть избыточный кислород О2.

Определение полноты сгорания.

1. по цвету пламени: а) при полном – голубовато-фиолетово-соломенное;

б) при неполном – красно-оранжевое;

2. по цвету дыма : а) при полном летом- бесцветный, а зимой – белый;

б) при неполном серо-черный

3. при помощи газоанализаторов: а) при полном - СО2 8-10% , О2 2-5%.

б) при неполном – меньше, чем данные значения.

[причем, чем больше будет подаваться в топку или присасыться в газоходах избыточного воздуха , тем больше будет избыточного О2 в дымовых газах и меньше СО2.]

Условия полного сгорания топлива.

1. нормальное соотношение газ – воздух (1 : 10 ) [с учетом коэффициента избытка воздуха, для газа α = 1,05 ÷1,2 ; для жидкого топлива α = 1,1 ÷ 1,25];

2. хорошее перемешивание газа с воздухом;

3. достаточный топочный объем;

4. хорошо прогретая топка ( на несколько сот градусов выше температуры воспламенения, но не ниже 700°С);

5. организованный процесс удаления продуктов сгорания из топки .

Коэффициентом избытка воздуха – α, называется отношение действительного количества подаваемого в топку к теоретически необходимому.