Причины дефектов жаротрубных паровых котлов, выявленных при проведении экспертизы промышленной безопасности

Причины дефектов жаротрубных паровых котлов, выявленных при проведении экспертизы промышленной безопасности

27 октября 2015
Луценко А. Н.
ООО «МЕЖРЕГИОНЭКСПЕРТИЗА»

Эксперт по промышленной безопасности

e
-mail: lutcenko@megregiontest.ru

e21.png
Фото 1. котел ИМПАК-3Г (AGP-3) со снятой горелкой

При проведении экспертизы промышленной безопасности жаротрубных котлов блочных котельных, задачи стоят обычные для этой области - определение имеющихся дефектов, устранение нарушений в эксплуатации котла и определение сроков безаварийной эксплуатации.
Процесс экспертизы котла имеет традиционные стадии, подразумевающие:
- изучение технической документации по эксплуатации, осмотрам, ремон¬там на котел. Ознакомление с конструкцией котла, принципом работы, со¬ставление программы диагностирования;
- наружный осмотр котла [2]: тепловой изоляции, наружной поверхности (об¬ласти возможного попадания воды, зоны установки предохранительных клапанов и около опор);
- внутренний осмотр жаровой трубы, доступных для осмотра участков труб¬ных решеток и торцевых поверхностей дымогарных труб, всех доступных для осмотра сварных швов [2];
-ультразвуковая толщинометрия для определения толщины стенок основных элементов котла в доступных местах (жаровой трубы, трубных реше¬ток, коллекторов и труб поверхностей нагрева) [4];


e22.png

 
- ультразвуковая дефектоскопия качества сварных соединений [3] и околошовной зоны всех перекрещивающихся сварных швов жаровой трубы;

e23.png


- твердометрия в местах проведения толщинометрии [6];
- магнитопорошковая дефектоскопия, мест вызвавших подозрение по результатам визуального контроля [7-8];
- поверочный расчет на прочность элементов котла (проводится при необходимости) [10];
- металлографические исследования материала элементов котла (проводится при необходимости) [9];
- гидравлические испытания пробным давлением.

При проведении экспертизы таких котлов, наиболее часто встречаются следующие дефекты: коррозия, образование отложений, расширение топочной камеры и обшивки котла, износ исполнительных механизмов горелки, износ материала поверхностей нагрева, трещины.

К образованию коррозии и отложений приводит использование некачественной воды. Для предотвращения повреждений из-за недостаточного качества воды требуется в первую очередь поддержание параметров воды, указанных производителем котельного оборудования. Наряду с использованием необходимых компонентов системы водоподготовки, следует также заботиться о своевременном получении достоверных данных о качестве воды.

У жаротрубных котлов скорость воды у поверхности нагрева настолько мала, что осадок частиц практически неизбежен. Эксплуатация котлов при зависимой схеме на старых сетях недопустима, так как температура нижних дымогарных труб котла становится выше, чем у верхних, давление на камеру и напряжения в сварных швах резко увеличиваются. Продукты горения создают локальный перегрев трубной доски.

В результате в сварных швах появляются трещины, которые в дальнейшем только увеличиваются. Локальный перегрев и вздутия образуются также при осаждении шлама и накипи на жаровой трубе.

Завышение производительности котла часто приводит к расширению топочной камеры и обшивки котла, это происходит вследствие многократных включений и отключений горелки, т.к. потребление пара меньше относительно производительности котла.

Завышение производительности котла обнаруживается в старых котельных, где потребление пара сокращено в результате упразднения части потребителей или снижения использования тепла в результате осуществления энергосберегающих мероприятий. При проектировании новых установок завышение производительности котла также может иметь место, если неправильно оценены коэффициенты одновременности работы потребителей или в расчетах заложен слишком большой запас по мощности.
Для решения этой проблемы необходимо провести следующие мероприятия:

а) оснащение горелки устройством регулирования, обеспечивающим плавный выход горелки на максимальную мощность при старте;
б) применение регуляторов мощности, позволяющих неограниченное время удерживать горелку на малой нагрузке;
в) использование горелок с широким диапазоном регулирования мощности;
г) приведение мощности горелки в соответствие с действительными потребностями, т.е. своевременная модификация или замена на менее мощную.

Износ исполнительных механизмов горелки и материала поверхностей нагрева, трещины, появляются вследствие эксплуатации котлов на опасных режимах (частый запуск котла из холодного состояния, длительное нахождение котла в «горячем» состоянии, но без отбора пара, колебания давления в результате сильных перепадов потребления).

e24.pnge25.png
Фото 2. Диффузор горелки котла ИМПАК-3Г (AGP-3),  разрушение конуса снизу и сбоку


Для снижения пусковой нагрузки необходимо запуск котла из холодного состояния и доведение до рабочей температуры, по возможности, осуществлять при наименьшей мощности горелки.

Наиболее эффективно это достигается реализацией автоматической пусковой схемы, которая, в зависимости от температуры воды и давления, регулирует режим работы горелки и мощность так, что нагрузки сокращаются до минимального уровня.

Учитывая все вышеуказанные аспекты эксплуатации жаротрубных котлов предприятие-владелец агрегата может заметно снизить затраты на текущий и капитальный ремонт и существенно продлить срок службы котла.


Литература:

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Правила проведения экспертизы промышленной безопасности.
2. РД 03-606-03 Инструкция по визуальному и измерительному контролю.
3. ГОСТ 14782-86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые.
4. ГОСТ 28702-90 Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования.
5. ГОСТ 22761-77 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бриннелю переносными твердомерами статического действия.
6. ГОСТ 18661-73. Сталь. Измерение твердости методом ударного отпечатка.
7. ГОСТ 21105-87. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод.
8. РД-13-05-2006 Методические рекомендации о порядке проведения магнитопорошкового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах.
9. ГОСТ 5640-68 Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры листов и ленты.
10. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.





Короткая ссылка на новость: https://a-economics.ru/~Uf4qP