Обдувка поверхностей нагрева

Для нормальной ра­боты котла важное значение имеет регулярная и эффек­тивная обдувка поверхностей нагрева.

Загрязнение поверхностей нагрева золой или сажей ведет к повышению температуры уходящих газов и пе­рерасходу топлива, составляющему при повышении тем­пературы на 20—22°С около 1 %. Увеличивается так­же газовое сопротивление, что может уменьшить тягу и паропроизводительность котла.

Наиболее широко распространены обдувочные аппа­раты, выпускаемые заводом «Ильмарине». Аппараты мо­гут быть с маловыдвижными, глубоковыдвижными, невыдвижными и качающимися сопловыми головками. Котлы оборудуются паровыми или воздушными обдувочными аппаратами стационарного или переносного типа.

Выбор конструкции аппарата производится в зависи­мости от типа котла.

Аппараты имеют привод от электродвигателя через редуктор. Управление аппаратами — дистанционное, а при паропроизводительности котла 50 т/ч авто­матизированное.

Условием нормальной работы аппарата является пра­вильная установка сопл относительно обдуваемых труб. Близкое расположение их к отдельным трубам вследст­вие длительного воздействия струи пара является при­чиной ускоренного эрозионного износа труб.

Наиболее высокая эффективность обдувки достигается лишь при условии применения обдувочного пара или сжатого воздуха с высоким давлением. Нормальное давление 0,1 МПа. Во избежание выбивания газов обдувку произ­водят при увеличенном разрежении в топке. Начинают обдувку с экранных труб, затем поочередно по ходу га­зов переходят к обдувке конвективных пучков, паропере­гревателя, экономайзера.

Одновременное обдувание поверхностей нагрева не­сколькими обдувочными устройствами не разрешается, чтобы не допускать большого снижения давления пара, перед соплами.

После окончания паровой продувки необходимо открыть продувочные (дренажные) вентили, чтобы аппа­раты не могли оказаться под давлением.

Обдувка поверхностей нагрева производится в зави­симости от показаний контрольно-измерительных прибо­ров, но не реже 1 раза в смену. Частота обдувок зависит от рода топлива, конструкции котла и устанавливается местной инструкцией. О необходимости продувки судят по аэродинамическому сопротивлению газоходов и тем­пературе уходящих газов.

При отсутствии обдувных аппаратов, а также в слу­чае малой эффективности производится ручная обдувка и расшлаковка поверхностей нагрева.

Обдувка произво­дится сжатым воздухом, подведенным по гибкому шлан­гу к трубе с давлением 0,4—0,6 МПа. По­дача воздуха к соплу Ø 15—20 мм начинается только после ввода обдувочной пики в газоход и прекращается перед выемкой пики.

Очистка поверхностей нагрева водогрейных котлов при башенной компоновке (котлы ПТВМ) производится путем обмывки водой, применяется сетевая вода с температурой не ниже 70°С при давлении не менее 0,3—0,4 МПа.

Повреждения трубопроводов

Трубопроводы пара и горячей воды эксплуатируются в сложных условиях. Их элементы находятся под воздействием внутреннего давления рабочей среды, веса труб, арматуры и тепловой изоляции, напряжений самокомпенсации, возникающих при тепловом расширении.

Внутреннее давление вызывает напряжение растягивания, а нагрузка – напряжение изгиба.

Под действием теплового расширения возникают изгибаемые и сжимаемые усилия в трубопроводах, расположенной в одной плоскости, а сжатие, изгиб и кручение – в пространственных трубопроводах. Безаварийная работа паропроводов зависит как от условий их эксплуатации и принятых проектных решений, так и от качественно выполненных монтажных и ремонтных работ.

Нарушение нормального режима эксплуатации трубопроводов ведет к дополнительным напряжениям в металле. Включенный паропровод в работу вызывает изменение напряжений в металле вследствие неравномерного нагрева его элементов.

При нагревании паропровода удлиняется и каждый 1 метр стальной трубы при изменении температуры на 100°С меняет свою длину в среднем на 1,2мм. При этом возникают большие термические напряжения, которые могут вызвать его разрушение. Поэтому для восприятия теплового удлинения трубопровода устанавливают П-образные или линзо-образные компенсаторы.

При пуске пара в холодный паропровод во время его прогрева происходит значительная конденсация пара и скопление в нем воды. Кроме того, в период работы паропровода возможны случаи забросов в него воды из котлов, при перепитке, ухудшении водного режима, неудовлетворительной

продувке пароперегревателя, быстрого открывания парозапорного вентиля и т.п. Наличие конденсата в паропроводе может вызвать гидравлические удары.

Гидравлические удары и повреждения питательных трубопроводов могут быть из-за неплотности обратных клапанов, заполнении их водой без выпуска воздуха из верхней части трубопровода или неправильной работы питательного насоса, при которой давление в нагнетательном трубопроводе резко меняется.

Большую опасность представляют гидравлические удары для паропроводов насыщенного пара, где может быстро происходить конденсация пара.

Во избежание гидравлических ударов все участки паропроводов, которые могут быть отключены запорными органами, снабжены дренажными устройствами для удаления конденсата. Дренажные устройства должны контролироваться в период прогрева трубопровода.

Дренажные клапаны устанавливаются в нижних концевых точках паропровода, а также в местах его подъемов, а на горизонтальных участках – через каждые 100-150 метров в зависимости от диаметра паропровода.

Система продувочных и спускных трубопроводов, на которых установлена арматура, выполнена так, чтобы была обеспечена возможность удаления воды и шлама из самых нижних частей котла.

В верхних точках трубопроводов устанавливаются воздушники. Очень ответственна работа металла трубопроводов пара и горячей воды котлов высокого и сверхкритического давления.

В процессе эксплуатации металл трубопроводов претерпевает структурных и фазных изменений под давлением нагрузок и высокой температуры, которые приводят к снижению его прочности и сокращению срока службы. Кроме того снижается прочность вызываемая циклическими напряжениями, которые возникают при включении и отключении трубопроводов из-за частых пусков и остановок котлов.

Под действием внутреннего давления и температуры при длительной эксплуатации может происходить постепенное увеличение диаметра и уменьшение толщины стенки паропровода из-за ползучести металла. Срок службы металла определяется длительностью установившейся фазы ползучести, которая зависит от свойств металла и условий эксплуатации.

Основными видами повреждений трубопроводов в пределах котла является коррозия, кольцевые трещины, трещины у концов труб, износ, изгиб, выпучины и разрывы.

Практика показывает, что трещины, и разрывы труб образуются в основном в местах изгиба, околошовной зоне, на дефектных участках основного металла, причиной их также может быть плохое качество сварных швов.

Повреждения металла паропровода в условиях эксплуатации во многих случаях связаны с его усталостью. Принято различать обычную, или многоцикловую, усталость, при которой разрушение изделия происходит спустя большое число циклов нагружения, и малоцикловую усталость, при которой происходят разрушения после сравнительно небольшого числа циклов нагружения.

Для паропроводов ТЭС характерна малоцикловая усталость. Общее число циклов нагружения металла паропровода свежего пара за весь период его эксплуатации относительно невелико и обычно не превышает 10 .

Температурные напряжения в стенке трубы вызываются главным образом температурной неравномерностью в радиальном напряжении (по толщине стенки) в режимах прогрева или охлаждения, а также в окружном – между верхом и низом трубы на горизонтальных участках при плохом дренировании.