Эксплуатация паровых и водогрейных котлов

4-1. ТРЕБОВАНИЯ ПРАВИЛ ГОСГОРТЕХНАДЗОРА

Эксплуатация паровых и водогрейных котлов должна про­изводиться в строгом соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» Госгортехнадзора СССР. Конструкция котла, пароперегревателя и водяного экономайзера должна быть надежной и безопасной в эксплуатации, а также должна обеспечивать возможность осмотра, очистки с применением средств механизации, продувки, промывки и ремонта всех элементов агрегата.

Конструкция и гидравлическая схема котла, пароперегрева­теля и водяного экономайзера должны обеспечивать надежное охлаждение стенок элементов, находящихся под давлением. Размещение неизолированных элементов барабанов и коллек­торов в топочном пространстве и в газоходах допускается только при условии надежного охлаждения этих элементов из­нутри жидкостью. При растопке и нормальном режиме работы все элементы котла должны равномерно прогреваться и иметь возможность свободного перемещения вследствие теплового расширения. У котлов производительностью 10 т/ч и выше дол­жны быть установлены реперы (указатели перемещения), поз­воляющие контролировать перемещение элементов вследствие теплового расширения.

За правильность конструкции котла, пароперегревателя, эко­номайзера и его элементов, расчета на прочность и выбора материалов отвечает организация-разработчик, за качество из­готовления — завод-изготовитель, монтажа и ремонта — органи-

зации, выполнявшие эти работы. Изменения в конструкцию котла могут вноситься только по согласованию с заводом-изго­товителем или специализированной организацией, имеющей право производить реконструкцию котлоагрегатов.

Каждый котельный агрегат оборудуется необходимым чис­лом лазов, люков, гляделок и топочных дверок, используемых при эксплуатации, для контроля его работы и ремонта.

В соответствии с «Правилами» Госгортехнадзора паровые и водогрейные котлы оборудуют устройствами и приборами, обеспечивающими безопасные условия эксплуатации. К таким устройствам относятся: предохранительные клапаны котла, предохранительные устройства газоходов, указатели уровня воды в котле, питательные насосы, измерительные приборы и приборы безопасности.

Паровые котлы производительностью более 100 кг/ч должны иметь не менее двух предохранительных клапанов: один конт­рольный и один рабочий. При двух предохранительных клапа­нах и неотключаемом пароперегревателе один клапан (конт­рольный) устанавливается на выходном коллекторе паропере­гревателя. При эксплуатации паровых котлов регулировка предохранительных клапанов производится в соответствии с дан­ными табл. 4-1. При этом во избежание вывода пароперегрева­теля из строя всегда должен первым открываться и. последним закрываться предохранительный клапан, установленный на вы­ходном коллекторе пароперегревателя.

На водогрейных котлах устанавливается также не менее двух предохранительных клапанов. При этом на прямоточных водогрейных котлах с камерными топками, оборудованных ав­томатикой безопасности, предохранительные клапаны могут не устанавливаться. Предохранительные клапаны водогрейных котлов регулируются в момент начала открытия при давлении, не большем 1,08 рабочего давления в котле.

76

77

Отключаемые по водяной стороне экономайзеры оборуду­ются одним предохранительным клапаном на входе воды и од-/ ним предохранительным клапаном на выходе из экономайзера! Установка клапана на входе воды в экономайзер производится после отключающего органа, а на выходе из экономайзера -j-до отключающего органа. Предохранительный клапан на входе воды в^Л экономайзер должен открываться при превышении дав­ления на 25 %, а на выходе из экономайзера — на 10 % рабо­чего давления в котле.

Предохранительные клапаны котла, пароперегревателя и водяного экономайзера должны систематически проверяться. Проверка исправности предохранительных клапанов произво­дится продувкой («подрывом вручную»). Проверка произво­дится при каждом пуске котла, пароперегревателя и экономай­зера, а также во время их работы. У котлов, пароперегревате­лей и экономайзеров, работающих с давлением до 2,35 МПа включительно, проверка каждого клапана производится не реже одного раза в сутки, а с давлением от 2,35 до 3,82 МПа включительно — производится поочередно, но не менее одного клапана в сутки. Проверка предохранительных клапанов про­изводится в присутствии начальника смены и фиксируется за­писью в вахтенном журнале.

Основными неполадками при эксплуатации предохранитель­ных клапанов являются: пропуск пара, запаздывание при подъеме и частое срабатывание при резко колеблющейся на­грузке. Пропуск пара клапаном приводит к его преждевремен­ному износу, поэтому после проверки или срабатывания кла­пана следует убедиться в плотности его посадки. Пропуск пара может происходить из-за перекоса, попадания посторонних предметов под клапан, самопроизвольного передвижения груза и т. д. Запаздывание подъема клапана происходит при его прикипании, самопроизвольном перемещении груза, при уве­личении нажатия на пружину, при заедании направляющих ребер в гнезде и штока в месте прохода его сквозь крышку. Во избежание частого срабатывания клапана при колеблю­щейся нагрузке давление в котле поддерживают на 0,10— 0,15 МПа меньше рабочего, на которое отрегулированы кла­паны.

Для защиты обмуровки и газоходов от разрушения при взрывах котлы с камерными топками (сжигание пылевидного, жидкого, газообразного топлива), а также с шахтной топкой для сжигания торфа, опилок, стружек и других мелких произ­водственных отходов оборудуются взрывными предохранитель­ными клапанами. На рис. 4-1 показаны конструкции применяе­мых предохранительных клапанов. Клапаны устанавливаются в обмуровке топки, последнего газохода котла, экономайзера и золоуловителя. Допускается не устанавливать взрывные кла­паны в обмуровке котлов, имеющих один ход продуктов го­рения, а также в газоходах перед дымососами.

78

Для котлов производительностью менее 10 т/ч число, раз­мещение и размеры взрывных предохранительных клапанов ус­танавливаются проектной организацией. Обычно проектные opганизации выбирают площадь взрывных клапанов для этих котлов из расчета 250 см² площади взрывного клапана на 1 м³ объема топки или газоходов котла. В качестве примера на рис. 4-2 показано размещение взрывных предохранительных клапанов на котлах типа ДКВР. Для котлов производитель­ностью от 10 до 60 т/ч в верхней части обмуровки над топкой

у станавливаются взрывные клапаны площадью не ме­нее 0,2 м². Не менее двух предохранительных клапа­нов с общим минимальным сечением 0,4 м² устанавли­ваются на последнем газо­ходе котла, газоходе водя­ного экономайзера и газо­ходе золоуловителя. При эксплуатации взрывных пре­дохранительных клапанов, выполненных из асбеста, не­обходимо следить за их це­лостью. Опыт показывает, что вследствие пульсаций в топке возможен разрыв клапана, который приводит к повышенному присосу хо­лодного воздуха. При вы­полнении взрывных клапа­нов в виде откидываю­щихся дверец необходимо проверять плотность прилегания клапана к рамке.

Водоуказательные приборы и «сниженные» указатели уровня, устанавливаемые на площадке обслуживания котла, должны систематически проверяться. Проверка водоуказательных приборов котлов, работающих при давлении до 2,35 МПа, производится каждую смену, а котлов при давлении более 2,35 МПа — один раз в сутки. Сопоставление показаний сни­женных указателей уровня и водоуказательных приборов должно производиться не реже одного раза в смену с записью) выполненной операции в вахтенный журнал.

При эксплуатации водоуказательных приборов наблюда­ются следующие неполадки в их работе: засорение вентилей,' пропуск пара через неплотности, хрупкость стекла. При про­пуске пара через неплотности в вентиле верхней головки уро­вень воды в водоуказательном стекле будет выше действитель­ного. При пропуске пара через неплотности в вентиле нижней головки уровень воды в водоуказательном стекле будет зани-

жен. Для устранения хрупкости стекла его следует прокипя­тить в чистом смазочном масле в течение 20—30 мин и затем медленно остудить.

При эксплуатации оборудования котельного цеха система­тически проверяется исправность всех установленных пита­тельных насосов. У котлов с давлением до 2,35 МПа каждый из насосов кратковременно включается в работу не реже од­ного раза в смену, а у котлов с большим давлением — в сроки, предусмотренные производственной инструкцией, но не реже одного раза в 2—3 дня. При пробном пуске насосов проверяют создаваемое ими давление, отсутствие течи через неплотности, нагрев подшипников, амплитуду вибрации, исп­равность привода насоса (электродвигатель, турбина, паровая машина).

Для контроля работы котла и для регулирования процесса горения устанавливается комплекс измерительных приборов. Объем теплового контроля котла выбирается в зависимости от производительности последнего, вида топлива и способа его сжигания, конструктивных особенностей котла и других фак­торов. Однако каждый котельный агрегат в соответствии с «Правилами» Госгортехнадзора должен иметь определенное минимальное число приборов, без которых не допускается его эксплуатация.

Паровой котел обязательно должен иметь приборы для из­мерения давления пара в барабане котла и после пароперегре­вателя, давления питательной воды перед органом, регулирую­щим ее подачу в котел, давления воды на входе и выходе из отключаемого по воде экономайзера, температуры перегретого пара до главной паровой задвижки котла, температуры пара до пароохладителя и после него, температуры питательной воды до и после водяного экономайзера.

Водогрейный котел обязательно должен иметь приборы для измерения давления воды на входе и нагретой воды на выходе из котла, давления воды на всасывающей и нагнетательной линиях циркуляционного насоса, давления воды на линии пи­тания котла или подпитки теплосети, температуры воды на входе и на выходе из котла.

На паровых котлах производительностью более 10 т/ч и во­догрейных котлах мощностью более 5815 кВт обязательна ус­тановка регистрирующего манометра. На паровых котлах с ес­тественной циркуляцией производительностью более 20 т/ч и прямоточных производительностью более 1 т/ч, а также на во­догрейных котлах мощностью более 1163 кВт прибор для из­мерения температуры перегретого пара и нагретой воды дол­жен быть регистрирующим. Давление и температура горячей воды у водогрейных котлов измеряются между котлом и за­порным органом.

У котельных агрегатов, сжигающих жидкое топливо, перед форсунками измеряется его температура и давление. При ра-

81

боте на газообразном топливе должно измеряться давление газа и воздуха перед каждой горелкой после регулирующих органов, а также разрежение в верхней части топочной ка­меры.

Обслуживающий персонал обязан систематически следить за правильностью показаний контрольно-измерительных при­боров. _Л Машинисты котлов не реже одного раза в смену про­изводят проверку манометров с помощью трехходовых кранов или заменяющих их вентилей. Инженерно-технический персо­нал котельного цеха производит не реже одного раза в шесть месяцев проверку рабочих манометров путем сравнения их по­казаний с контрольным манометром. Проверка фиксируется записью в журнале контрольных проверок.

Не разрешается применять манометры без пломбы, клейма или с просроченной датой проверки, с разбитым стеклом или другими повреждениями, отражающимися на точности пока­заний, со стрелкой, не возвращающейся в нулевое положение при отключении манометра (допускается отклонение от нуле­вого положения на величину, не большую половины погрешно­сти манометра).

Котельные агрегаты в целях повышения надежности обо­рудуются приборами безопасности, прекращающими работу котла при возникновении аварийных ситуаций. Котлы паропроизводительностью 0,7 т/ч и выше должны иметь автомати­чески действующие звуковые сигнализаторы нижнего и верх­него предельных уровней воды в барабане котла. Если эти котлы имеют камерные топки, то дополнительно устанавлива­ется автоматическое устройство, прекращающее подачу топ­лива к горелкам (пылевым, газовым, мазутным) в случае сни­жения уровня воды в барабане за допустимый предел, уста­новленный заводом-изготовителем.

Прямоточные водогрейные котлы с камерными топками оборудуются автоматическими устройствами, прекращающими подачу топлива к горелкам, а котлы со слоевыми топками — устройствами, отключающими топливоподающие механизмы (питатели топлива, забрасыватели, цепные решетки) и тягодутьевые машины, в случаях:

а) повышения давления воды в выходном коллекторе котла до 1,05 давления, полученного при расчете на прочность тру­бопровода теплосети и котла;

б) понижения давления воды в выходном коллекторе котла до значения, соответствующего давлению насыщения при мак­симальной рабочей температуре воды на выходе из котла;

в) повышения температуры воды на выходе из котла до значения на 20 °С ниже температуры насыщения, которая соот­ветствует рабочему давлению воды в выходном коллекторе котла;

г) такого уменьшения расхода воды через котел, при ко­ тором недогрев воды до кипения на выходе из котла при мак-

симальной нагрузке и рабочем давлении в выходном коллек­торе достигает 20°С.

Предохранительные клапаны на прямоточном водогрейном котле с камерной топкой могут не устанавливаться, если име­ется указанная защита. Превышение температурой нагретой воды указанного значения опасно, так как может вызвать гид­равлические удары вследствие частичного парообразования. Во избежание локального закипания средняя скорость воды в от­дельных обогреваемых трубах должна быть не менее 1 м/с. Температура нагретой воды может достигнуть предельного зна­чения вследствие недостаточного рабочего давления, повышен­ной форсировки котла или заметного снижения расхода воды. В эксплуатации нельзя допускать уменьшения расхода воды по сравнению с минимальным. Минимальный допустимый рас­ход воды (в кг/с)

где Q_макс — максимальная мощность котла, кВт; t_s— темпера­тура насыщения при рабочем давлении на выходе из котла, °С; t_вх— температура воды на входе в котел, ^СС.

При сжигании газообразного топлива кроме указанных при­боров безопасности на паровых и водогрейных котлах должна устанавливаться автоматика, обеспечивающая прекращение по­дачи газа в случае:

а) отклонения давления газа в недопустимых пределах;

б) погасание пламени хотя бы на одной из основных го­релок;

в) нарушения тяги (повышение или понижение разрежения в верхней части топки в недопустимых пределах);

г) прекращения подачи воздуха или снижения его давле­ния перед горелками за установленный предел (для котлов, оборудованных горелками с принудительной подачей воздуха).

В целях повышения безопасности при сжигании газообраз­ного топлива шиберы газоходов должны иметь отверстия диа­метром не менее 50 мм для непрерывного вентилирования топки и газоходов. Отвод продуктов горения от котлов, в ко­торых сжигается газ, и котлов, в которых используются другие топлива, в общий боров разрешается только для уже сущест­вующих котельных, переводимых на газ. При этом пуск агре­гатов на газообразном топливе должен производиться только при остановленных остальных агрегатах, работающих на дру­гих топливах. Если остановка этих агрегатов при пуске одного из котлов на газе невозможна, то разрабатываются специаль­ные меры безопасности, согласованные с местным органом Госгортехнадзора.

Приборы безопасности котельного агрегата систематически проверяются на срабатываемость в сроки, указанные заводом-

82

83

изготовителем, и обязательно при каждой остановке котла. В котельном цехе обычно составляется график профилактиче­ского ремонта и проверки всех установленных контрольно-из­мерительных приборов и приборов безопасности, утверждае­мый главным инженером предприятия.

4-2. ПАРОВЫЕ КОТЛЫ

При эксплуатации вертикально-цилиндрических котлов осо­бое внимание должно быть обращено на систематическое на­блюдение за состоянием поверхности нагрева. Наиболее ча­стыми повреждениями вертикально-цилиндрических котлов яв­ляются выпучины и трещины топочных листов. В связи с этим у котлов типа МЗК топочная камера покрыта защитной огне­упорной обмуровкой, за целостью которой необходимо систе­матически следить. При наладке котла и настройке автоматики особенно тщательно должен быть выбран воздушный режим топки во избежание появления при эксплуатации химического недожога, так как наличие последнего приводит к отложению сажи на поверхностях нагрева, очистка которых крайне трудна. Периодически следует производить полный анализ продуктов горения и следить за изменением температуры уходящих газов. Повышение температуры уходящих газов после пуска котла указывает на загрязнение поверхности нагрева.

Вертикально-водотрубные котлы, выпускаемые в настоящее время промышленностью, имеют горизонтальную или верти­кальную ориентацию поверхностей нагрева. Из старых типов котлов горизонтальной ориентации в большом количестве экс­плуатируются котлы ДКВР Бийского котельного завода. Котлы ДКВР были разработаны для сжигания твердого топлива, но впоследствии были приспособлены для сжигания жидкого и га­зообразного топлив.

Опыт эксплуатации и обследование котлов ДКВР, произ­веденное ЦКТИ, показали, что основными недостатками в их работе являются: значительные присосы воздуха в газоход кон­вективных пучков (в тяжелой обмуровке Aa_K=0,4-f-0,9; а в об­легченной с металлической обшивкой Да_к = 0,2-т-0,5) и осо­бенно в газоход чугунных водяных экономайзеров; недостаточ­ная степень заводской готовности; длительные сроки монтажа; более низкие эксплуатационные к. п. д. по сравнению с расчет­ными. Пережог топлива вследствие присосов воздуха оценива­ется от 2 до 7%. Поэтому при эксплуатации котлов ДКВР необходимо систематически устранять неплотности, появляю­щиеся в месте изоляции верхнего барабана.

При работе на газе и мазуте котлов ДКВР часть верхнего барабана, расположенная в топочной камере, должна быть за­щищена от излучения. Опыт эксплуатации показал, что защита барабана посредством торкрета непрочна и в течение одного-двух месяцев разрушается. Более надежно защищать барабан

фасонным огнеупорным кирпичом. Конструкция крепления ог­неупорного кирпича показана на рис. 4-3.

В связи с указанными недостатками котлов типа ДКВР ЦКТИ совместно с БиКЗ для сжигания газа и мазута разра­ботал газомазутные котлы типа ДЕ, а для сжигания твердого топлива на базе котлов ДКВР — котельные агрегаты типа КЕ. Котлы типа ДЕ и КЕ поставляются в полной заводской готов­ности.

Котлы типа ДЕ имеют ряд конструктивных особенностей: верхний и нижний барабаны одинаковой длины; от конвектив-

ного пучка топочная камера отделяется газоплотной перего­родкой; трубы перегородки и правого бокового экрана, покры­вающего также под и потолок топки, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны; концы труб заднего и фронто­вого экрана привариваются к верхней и нижней ветвям С-об-разных коллекторов; все экраны топочной камеры и перего­родка, отделяющая топку от конвективного газохода, выполнены из труб, между которыми вварены пррставки, обеспечивающие необходимую плотность; обмуровка котла выполнена из плит, которые снаружи имеют обшивку толщиной около 1 мм.

При эксплуатации котлов горизонтальной ориентации, имею­щих нижние раздающие и верхние собирающие коллекторы, следует осуществлять тщательный контроль над состоянием труб экранных поверхностей нагрева, так как в них циркуля­ция пароводяной эмульсии менее надежна. Для повышения на­дежности циркуляции в этих котлах предусмотрена установка рециркуляционных труб (например, у котла ДКВР-20). Рецир­куляционными называют опускные необогреваемые трубы, сое­диняющие верхний коллектор контура с нижним.

84

85

В ходе эксплуатации котельного агрегата возможен выход из строя отдельных труб поверхности нагрева. В этом случае временно, до замены труб, ставится заглушка. Для котлов, ра­ботающих при давлении до 1,27 МПа, рекомендуется применять заглушку, показанную на рис. 4-4. Заглушка состоит из двух частей: патрубка, вырезанного из трубы, и донышка. Патрубок завальцовывается в отверстие, а затем со стороны внутренней поверхности барабана приваривается или устанавливается на резьбе донышко. При приварке донышка не допускается про­грев вальцовочного соединения во избежание нарушения его плотности.

При пуске и работе котлов ДКВР и КЕ необходимо следить за тепловым расширением передних концов камер боковых эк­ранов и заднего днища нижнего барабана, на которых обычно ус­танавливают реперы.

Надежность работы котлов горизонтальной ориентации в значительной мере зависит от режима растопки. Для сокраще­ния времени растопки и умень­шения разности температуры воды в этих котлах следует пользоваться устройством для подогрева воды в нижнем бара­бане. Для этого от работающих котлов через подводящий паропровод в нижний барабан подают перед пуском топки пар. Рекомендуется производить подогрев воды в котле до температуры 90—100 °С. Паровой обогрев ниж­него барабана прекращают при достижении давления в котле, равного 0,75 давления греющего пара, и после этого пускают топку, растапливая ее при огневом подогреве. Подъем давле­ния на котлах горизонтальной ориентации, рассчитанных на давление 1,27 МПа, ведут так, чтобы через 1,5 ч после растопки давление в барабане составляло 0,1 МПа, еще через 2,5 ч со­ставляло 0,4—0,5 МПа и через 3 ч — 1,27 МПа.

В настоящее время Белгородский завод энергетического машиностроения (БЗЭМ) выпускает много модификаций ко­тельных агрегатов вертикальной ориентации производитель­ностью до 75 т/ч с давлением 1,4—4,0 МПа. Все котлы верти­кальной ориентации имеют П-образную компоновку поверхно­стей нагрева и сплошное экранирование топочной камеры. Котлоагрегаты достаточно надежны в эксплуатации и имеют высокую ремонтоспособность. Основным недостатком котлов в эксплуатации являются повышенные присосы холодного воз­духа в газоходы от топки до последней поверхности нагрева (Аа=0,25 ^0,35).

При сжигании твердого топлива с большим содержанием золы необходимо следить за износом поверхности нагрева

котла. Золовой износ зависит от скорости продуктов горения и концентрации золы и уноса. Особенно опасны повышенные местные скорости и концентрации, которые наблюдаются в га­зовых коридорах между стенками газохода и трубами, а также в местах разверки отдельных труб и змеевиков (нарушение креплений и появление различных зазоров между трубами и змеевиками для прохода продуктов горения). Большему износу подвержены также трубы, расположенные вблизи неплотностей в газовых перегородках и в зоне поворота продуктов го­рения.

При эксплуатации любых котельных агрегатов инженерно-технический персонал должен уделять особое внимание свое­временному выявлению повреждений труб поверхности нагрева. При образовании в трубах котла, и особенно пароперегрева­теля, свищей выходящие из них с большой скоростью пар и вода, перемешиваясь с золой, интенсивно разрушают соседние трубы. Появление свищей опасно и при сжигании мазута.

Неплотности в трубах поверхности нагрева котла, паро­перегревателя и водяного экономайзера можно выявить по шуму в газоходах, снижению уровня воды в барабане котла, расхождению показаний паромера и водомера, появлению воды в шлаковых и золовых бункерах. В течение смены необходимо не менее двух раз произвести обход котла, просматривая через гляделки состояние поверхности нагрева, прослушивая топку, газоход пароперегревателя, газоходы котла и водяного эконо­майзера.

Выход из строя труб поверхности нагрева паровых котлов наблюдается также из-за нарушения циркуляции воды. Поэтому в эксплуатации для повышения надежности циркуляции необ­ходимо следить за поддержанием правильного режима горения, обеспечивать равномерное питание котла водой, не допускать резких колебаний давления пара и уровня воды в барабане котла, не допускать зашлаковывания поверхности нагрева, сле­дить за чистотой внутренней поверхности труб, контролировать плотность продувочной арматуры.

Под правильным режимом горения понимается отсутствие тепловых перекосов в работе топки и первых газоходов котла, а также удара факела в экраны и обмуровку, окончание про­цесса горения в пределах топочной камеры, поддержание опти­мального избытка воздуха в топке, отсутствие шлакования, по­степенное изменение форсировки в случае необходимости, под­держание оптимальной тонкости пыли и хороший распыл жид­кого топлива, равномерное распределение топлива на решетке при слоевом сжигании.

Повышать давление в котле следует постепенно, особенно при малой нагрузке котла, так как при интенсивной форсировке топки заметно увеличивается тепловосприятие экранных труб, а паросодержание возрастает значительно медленнее, ибо часть тепла расходуется на подогрев воды до более высокой темпе-

86

87

ратуры насыщения, соответствующей возросшему давлению. Подъем давления следует производить так, чтобы при пони­женных нагрузках оно росло примерно со скоростью 400 Па/с, а при номинальных — со скоростью 800 Па/с. При резком сбросе нагрузки следует немедленно уменьшить форсировку топки во избежание перегрева экранных труб из-за ухудшения цирку­ляции.

При эксплуатации арматуры, установленной на котле, необ­ходимо следить за ее плотностью, отсутствием парения через фланцевые соединения или сальниковое уплотнение, за легко­стью хода шпинделя при открывании и закрывании арматуры. Особенно быстро изнашиваются задвижки и вентили, которыми в эксплуатации пользуются для регулирования расхода воды или пара. Перед каждым пуском котельного агрегата вся ус­тановленная арматура должна проверяться на легкость хода путем открывания и закрывания ее. При работе котельного агрегата плотность арматуры проверяется ощупыванием трубо­провода, который при закрытом положении арматуры должен быть холодным.

При внутреннем осмотре котла инженерно-технический пер­сонал должен обращать внимание на состояние следующих эле­ментов. В барабанах осматриваются внутренние поверхности, сварные и заклепочные швы, концы завальцованных или при­варенных труб и штуцеров. Повреждения в заклепочных швах вертикальных водотрубных котлов возникают главным образом в нижних барабанах, в местах сопряжения продольных и попе­речных заклепочных швов. Межкристаллитные трещины могут появляться в трубных решетках барабанов, а также в местах ввода питательной воды, фосфатов. Внутренние поверхности котла могут иметь коррозионный износ, главным образом в ме­стах поступления питательной воды, слабой циркуляции воды и в местах отложения шлама.

При осмотре труб проверяются угловые экранные трубы, горизонтальные и слабонаклонные участки кипятильных труб. Наиболее распространенными дефектами экранных и кипятиль­ных труб являются кольцевые и продольные трещины, отдулины, свищи, местное утонение стенок труб и деформация труб из-за отложений накипи или нарушения циркуляции.

У обогреваемых продуктами горения барабанов осматрива­ются места обогрева, в которых могут образоваться выпучины. Проверяется состояние торкрета, защищающего барабан от пе­регрева. Образование трещин возможно в сварных швах бара­банов и коллекторов.

Наружная поверхность труб осматривается из топки и га­зоходов. Разрывы, отдулины, прогибы, вырывание труб из труб­ных решеток чаще всего бывают в первых рядах труб, обра­щенных в топку. Кроме того, проверяется износ труб под дей­ствием золы. Износ труб выявляется с помощью специальных шаблонов.

Весьма важно для промышленных и водогрейных котлоагрегатов осуществлять мероприятия, предотвращающие корро­зию внутренних поверхностей нагрева при остановках на ко­роткий или длительный срок. При этом различают следующие случаи:

а) консервацию на срок менее трех суток (при остановке котла без вскрытия барабана) с использованием пара от сепа­ратора непрерывной продувки или от других котлов;

б) консервацию на срок более трех суток (при остановке котла без вскрытия барабана) путем подключения котла к трубопроводу с обескислороженным конденсатом или питательной водой с давлением 0,3—0,5 МПа;

в) консервацию на любой срок (при остановке котла со вскрытием барабана) с заполнением пароперегревателя кон­денсатом, содержащим аммиак (концентрация аммиака 500 мг/кг).

4-3. ВОДОГРЕЙНЫЕ И ПАРОВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

Эксплуатация стальных прямоточных водогрейных и комби­нированных пароводогрейных котлов имеет свои особенности, обусловленные их конструкцией и режимом работы. Основной особенностью водогрейных котлов является работа их при по­стоянном расходе сетевой воды и включении непосредственно в тепловую сеть. Основной особенностью комбинированных па­роводогрейных котлов является необходимость регулирования паровой и водогрейной нагрузок, а также наличие двух раз­личных циркуляционных контуров: одного для выработки пере­гретой воды, другого для выработки пара.

Надежность и долговечность работы водогрейных котлов за­висит главным образом от условий циркуляции воды и стой­кости поверхностей нагрева к коррозии.

В циркуляционном контуре водогрейного котла недопустимо закипание воды, так как это приводит к гидравлическим уда­рам и может вывести котел из строя. Однако опасно не только общее закипание воды в отдельных обогреваемых трубах, но и появление поверхностного кипения. Под поверхностным кипе­нием понимают образование пузырьков пара на внутренней по­верхности труб водогрейного котла при средней температуре воды, меньшей температуры кипения. Образование паровых пу­зырей на стенках трубы возможно только в случае достижения стенкой температур, превышающих температуру насыщения. Следовательно, во избежание поверхностного кипения необхо­дим некоторый недогрев воды до температуры насыщения при давлении, равном давлению на выходе из котла.

Исследования и расчеты показали, что во избежание поверх­ностного кипения в трубах водогрейного котла необходимо под­держание определенных скоростей воды при недогреве ее до кипения на 30—35 °С в условиях максимальной нагрузки.

88

89

Опыт эксплуатации водогрейных котлов показал, что в тру-, бах опускных панелей при определенных скоростях и тепловых нагрузках происходит поверхностное кипение. Это приводит к появлению гидравлических ударов и отложению накипи на внутренних стенках труб. Исследования и расчеты показали, что на процесс поверхностного кипения оказывает влияние удель­ная нагрузка поверхности нагрева, а также гидравлические и тепловые неравномерности. Увеличение удельной тепловой на­грузки труб и высоты экранной панели требует повышения минимальной допустимой скорости воды в трубах. Неравномерный обогрев труб продуктами сгорания способствует увеличению гидравлической неравномерности и вынуждает повышать мини­мальные допустимые скорости воды в трубах.

На рис. 4-5 приведено изменение минимальной допустимой скорости воды в трубах поверхностей нагрева водогрейных кот­лов в зависимости от удельной тепловой нагрузки при недогреве воды на входе 35—40 °С. Из графика ясно, что при дви­жении воды в трубах снизу вверх скорость может быть значи­тельно ниже, чем при движении сверху вниз.

Во избежание гидравлических ударов при эксплуатации во­догрейных котлов недопустимы тепловые перекосы в топке. От­сутствие тепловых перекосов достигается при работе всех уста­новленных горелок с одинаковой тепловой мощностью. Регули­рование форсировки топки следует производить одинаковым изменением тепловой мощности всех работающих горелок.

90

Водогрейные котлы в течение большей части отопительного сезона эксплуатируются с низкими нагрузками при низких тем­пературах обогреваемой среды и останавливаются на длитель­ный срок в летнее время. Эти особенности работы котлов спо­собствуют наружной и внутренней коррозии поверхностей на­грева. У водогрейных котлов наблюдаются следующие виды коррозии наружных поверхностей: низкотемпературная серно­кислотная, местная под неудаляющимися золовыми отложе­ниями, низкотемпературная кислородная, стояночная.

Сернокислотная низкотемпературная коррозия вызывает из­нос труб экранных и конвективных поверхностей нагрева. Как показал опыт эксплуатации, экранные трубы изнашиваются со стороны, обращенной в топку, а конвективные — со всех сторон. Толщина стенок труб уменьша­ется довольно равномерно. Оп­ределить износ по внешним при­знакам трудно. Трубы, подверга­ющиеся износу, имеют ровную, гладкую, как бы вороненую по­верхность.

Опыт эксплуатации показал, что попытки снизить интенсив­ность низкотемпературной сер­нокислотной коррозии путем применения существующих при­садок, а также снижением коэф­фициента избытка воздуха ока­зались недостаточно эффективными. Наиболее эффективным способом борьбы с низкотемпературной сернокислотной и кис­лородной коррозией является повышение температуры стенки труб путем увеличения температуры воды на входе в водогрей­ный котел. При кратковременной работе на мазуте (в пределах 1100 ч в год) рекомендуется поддерживать температуру воды на входе в котел не менее 70 °С, а при сжигании только сер­нистых мазутов — около ПО °С. При сжигании природного газа или других топлив, не содержащих серы, температура воды на входе в котел должна быть выше точки росы, т. е. не менее 60 °С. Поддержание указанных температур на входе в котел достигается смешением выходящей из котла воды с об­ратной сетевой водой, т. е. рециркуляцией горячей воды.

Схема включения водогрейного котла и рециркуляционного насоса в сеть показана на рис. 4-6. Горячая вода из выходного коллектора котла рециркуляционным насосом 2 подается во входной коллектор и, смешиваясь с обратной сетевой водой, по­догревает ее. Заданная температура воды в теплосети при этом достигается направлением в нее обратной воды по перемычке 3.

Количества обратной сетевой воды, подаваемой через пере­мычку, проходящей через водогрейный котел, и горячей воды,

91

подаваемой рециркуляционным насосом, определяются (в т/ч)

из уравнений:

где t'c. в — температура сетевой воды в обратной линии, °С; t"_c. в — температура сетевой воды, направляемой потребителям, °С; f в. к — минимальная допустимая температура воды на входе в водогрейный котел, °С; t"_B. _к — температура воды на выходе из водогрейного котла, °С.

Из уравнения (4-4) ясно, что при t'_c. _B = t'_B. _K количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, равно нулю. С умень­шением температуры сетевой воды количество воды, подавае­мое рециркуляционным насосом, увеличивается. При повыше­нии температуры воды после водогрейного котла количество воды, подаваемое рециркуляционным насосом, уменьшается, но возрастает расход обратной сетевой воды через перемычку. Это уменьшает расход воды через водогрейный котел, что допу­стимо до определенного предела во избежание вскипания воды в котле. Поэтому температура воды после водогрейного котла i"_B. к должна приниматься не выше таких значений, при кото­рых расход воды через водогрейный котел ниже допустимого минимального. После определения G_рец по формуле (4-4) необ­ходимо проверить значение G_B. _K, используя уравнения (4-2) и (4-3). При этом полученное значение G_в.к. должно быть больше минимального допустимого расхода воды через водогрейный ко­тел, определенного из уравнения (4-1).

Опыт эксплуатации водогрейных котлов показал, что при сжигании сернистых мазутов весьма опасна местная коррозия труб под неудаляемыми золовыми отложениями. Наличие в золовых отложениях сернистых и других соединений вызывает по­явление местных язв, выводящих из строя трубы конвективной поверхности нагрева. Защита от местной коррозии заключается в систематической, тщательной очистке поверхностей нагрева от золовых отложений.

Низкотемпературная кислородная коррозия появляется при работе на природном газе и других топливах, не содержащих серы, вследствие конденсации водяных паров из продуктов сго­рания.

Стояночной коррозии водогрейные котлы подвержены в лет­ний период, особенно когда через них не пропускается горячая вода. Стояночная коррозия наиболее заметно проявляется на котлах, в которых сжигаются сернистые мазуты, если поверх­ность нагрева при остановке была недостаточно хорошо очи-

щена от золовых отложений. Для предотвращения стояночной коррозии производят консервацию наружной поверхности на­грева. Для этого перед остановкой котла на лето необходимо очистить наружные поверхности нагрева, обратив особое вни­мание на удаление золовых отложений в межтрубном прост­ранстве экранных труб. После удаления отложений в отдельных местах котла обмывкой щелочной водой следует произвести сушку трубной системы и об­муровки котла. Сушка произ­водится сетевой водой (с тем­пературой не ниже 70 °С), ко­торая пропускается через ко­тел. Высушенный котел от­ключают от тепловой сети и после остывания все наруж­ные поверхности обогревае­мых труб покрывают мине­ральным маслом. Наиболее рационально использовать от­работанные масла: компрес­сорное, машинное, турбинное, трансформаторное и т. д. В пе­риод стоянки котла следует периодически проверять нали­чие масляной пленки на тру­бах и при высыхании ее снова производить промасливание. Во избежание высыхания мас­ла верхний ряд труб конвек­тивной поверхности нагрева покрывают листами толя.

Коррозия внутренних по­верхностей труб водогрейных котлов происходит под дей­ствием кислорода и углекис­лоты. Деаэрация подпиточной воды вполне предохраняет внут­ренние поверхности нагрева от коррозии. Для предотвращения стояночной коррозии внутренних поверхностей производится их консервация мокрым или сухим способом.

В СССР комбинированные пароводогрейные котлы созда­ются на базе серийных прямоточных водогрейных котлов. Пере­вод серийного водогрейного котла на комбинированную выра­ботку пара и горячей воды осуществляется путем выключения экранных панелей из гидравлического контура водогрейного котла и образования из них парообразующего контура с естест­венной циркуляцией. Для этого экранные панели включаются на выносные циклоны с уравнительной емкостью. Принципиаль­ная схема комбинированного пароводогрейного котла показана на рис. 4-7. Питание парового контура от сетевого насоса, как

92

93

показано на рис. 4-7, возможно при давлении пара, меньшем 1 МПа. Для получения пара с давлением более 1 МПа необхо­дима установка специального питательного насоса, подающего воду в парообразующий контур. При включении части экранов в испарительный контур комбинированные котлы выдают 10— 15 % теплоты в виде пара, а остальную теплоту в виде горячей воды. Использование всех топочных экранов как испарительных поверхностей нагрева серийных водогрейных котлов обеспечи­вает при номинальной нагрузке получение 40—45 % теплоты в виде пара с давлением от 1 до 2,3 МПа и 60—55 % теплоты в виде перегретой воды.

На рис. 4-8 показан комбинированный пароводогрейный ко­тел КВ-ГМ-50 с дополнительной конвективной шахтой, в кото­рой размещены пароперегреватель, водяной экономайзер и воз­духоподогреватель. Это обеспечивает достаточно глубокое ре­гулирование расхода пара и горячей воды.

На рис. 4-9 показана циркуляционная схема парообразую­щего контура комбинированного котла КВ-ГМ-50. Гидравличе­ская схема водогрейной части этого котла представлена на рис. 4-10. В парообразующий контур котла включены все эк­раны топочной камеры. При этом два циклона, на которые включены боковые и задний экраны, являются чистовым отсе­ком, а третий циклон с включенным на него фронтовым экра­ном является солевым отсеком. Непрерывная продувка произ­водится из солевого циклона с использованием ее теплоты в рас­ширителе непрерывной продувки.

Характеристика работы котла приведена на рис. 4-11. Из нее ясно, что при номинальной нагрузке котла максимальная паропроизводительность составляет 57 т/ч (кривая /), а мощность по горячей воде 16 кВт. При этом режиме 40 % продуктов сго­рания пропускается через первую конвективную шахту и 60 % через дополнительную. Регулирование количества вырабатывае­мого котлом пара и горячей воды производится изменением рас­хода продуктов сгорания через первую и дополнительную кон­вективные шахты посредством шиберов, имеющихся в газовом тракте котлоагрегата. Увеличение мощности котла по горячей воде (при номинальной общей нагрузке котла) до 27 кВт (кри­вая 3) может быть достигнуто за счет снижения его паропроиз-водительности до 45 т/ч (кривая 2) путем полного отключения дополнительной конвективной шахты и пропуска всех продук­тов сгорания только через первую конвективную шахту.

При изменении общей нагрузки агрегата от 60 до 100 % но­минальной паропроизводительность котла может поддержи­ваться постоянной 45 т/ч, а мощность по горячей воде регулиро­ваться в пределах от 13 до 27 кВт путем изменения расхода продуктов сгорания через дополнительную конвективную шахту. В случае уменьшения общей нагрузки агрегата ниже 60 % но­минальной приходится все продукты сгорания пропускать через дополнительную конвективную шахту, а паропроизводитель-

95

ность котла будет изменяться по кривой 1 в соответствии с из­менением общей нагрузки агрегата. При пропуске всех продук­тов сгорания через первую конвективную шахту паропроизводительность котла будет изменяться в зависимости от общей нагрузки агрегата по кривой 2.

При эксплуатации комбинированных пароводогрейных кот­лов с экранными контурами, включенными в выносные цик­лоны, во избежание нарушения циркуляции в этих контурах надлежит не допускать резкого сни­жения уровня воды в выносных ци­клонах и непосредственного обогре­ва экранных труб факелом.

о го w во во %

Рис. 4-11. Характеристики ра­боты комбинированного котла К.В-ГМ-50 с дополнительной

конвективной шахтой / — паропроизводительность D (N) при включенной второй конвек­тивной шахте; 2 — паропроизводи­тельность D(N) при отключенной второй конвективной шахте; 3 — теплопроизводительность по горя­чей воде Q(N) при отключенной второй конвективной шахте; 4 — теплопроизводительность по горя­чей воде Q(N) при включенной второй конвективной шахте

Резкое снижение уровня воды в циклонах происходит при периоди­ческой продувке нижних коллекто­ров экранов. Это обусловлено тем, что поступление воды из уравни­тельной емкости меньше, чем сброс воды через периодическую продув­ку. В связи с этим диаметр проду­вочных трубопроводов нижних кол­лекторов экранов должен быть не более 25 мм, а кроме того, на каж­дом продувочном штуцере между продувочными вентилями должна устанавливаться ограничительная шайба диаметром 8—10 мм. Время периодической продувки должно быть ограничено. При выполнении продувки следует продувочный вен­тиль открыть и сразу же закрыть.

В экранных парообразующих контурах, включенных на выносные циклоны, естественная циркуляция заметно запаздывает по сравнению с остальными циркуляционными контурами. Поэтому при рас­топке котла недопустим непосредственный обогрев экранных труб факелом. В топках, имеющих ширину около 3 м, возможен непосредственный обогрев факелом боковых экранов, а в неглу­боких топках — заднего экрана. В связи с этим необходима тщательная регулировка положения факела, выдаваемого газо­мазутными горелками. В узких топках не следует устанавливать горелки с большим углом раскрытия факела, а в неглубоких топках — горелки с дальнобойным факелом.

Непосредственное обогревание труб экранов, включенных на выносные циклоны, при нормальной работе котла приводит к интенсивному отложению на внутренних стенках труб «вто­ричных» накипей (железистых, железофосфатных и др.), вызы­вающих появление свищей и разрыв труб. Поэтому в процессе

97

эксплуатации пароводогреиных котлов должен быть усилен кон­троль над водным режимом агрегата.

Существенное влияние на надежность циркуляции в парооб­разующих поверхностях нагрева, включенных на выносные цик­лоны, оказывает расхождение уровня воды в циклоне и в урав­нительной емкости, причем уровень воды в циклоне всегда ниже. Однако» в условиях эксплуатации действительная разница в уровнях воды в циклоне и в уравнительной емкости не должна превышать расчетную. Поэтому при пуске и наладке комбини­рованных пароводогреиных котлов необходим контроль над уровнем воды в циклонах при различных нагрузках парообра­зующего контура. Если в результате первичного пуска агрегата выявляется расхождение между действительной и расчетной разницей уровней в циклонах и в уравнительной емкости, то коррекция осуществляется установкой дроссельных шайб на различные участки соединительных паропроводов (между цик­лонами и сборными коллекторами).

Посадка уровня воды в циклоне относительно уравнительной емкости при работе котла с различными нагрузками зависит от выбора схемы и размера соединительных трубопроводов по пару и воде. Значительное расхождение уровней воды в циклоне и в уравнительной емкости может привести к нарушению цир­куляции в отдельных трубах, а также к кавитации в опускных трубах, что в конечном счете приведет к перегреву и выходу из строя отдельных экранных труб.

Комбинированные пароводогрейные котлы на базе серийных водогрейных котлов КВ-ГМ-100 и КВ-ГМ-180 предназначаются для работы в качестве пиковых котлов для ТЭЦ и крупных промышленно-отопительных котельных при значительных расходах пара на технологические нужды.

Комбинированные пароводогрейные котлы могут также из­готовляться на базе серийных водогрейных котлов, предназна­ченных для слоевого и камерного сжигания твердого топлива.

4-4. ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛИ

Пароперегреватели промышленных котельных агрегатов выдают перегретый пар относительно невысокой температуры, до 450 °С. В связи с этим они в основном выполняются кон­вективными и располагаются в зоне температур продуктов го­рения не более 1100—1000 °С. Надежность работы паропере­гревателей в значительной мере зависит от равномерности обогрева змеевиков продуктами горения и равномерности рас­пределения пара по отдельным змеевикам. Во избежание нерав­номерного обогрева продуктами горения следует избегать ра­боты топочной камеры с тепловыми перекосами. Появление теп­лового перекоса, т. е. неравномерного распределения температур и скоростей продуктов горения по ширине газохода, может быть обусловлено рядом причин. Основными из них являются:

неравномерная работа газовых, пылеугольных, мазутных горе­лок, отключение отдельных горелок при снижении производи­тельности котла, односторонний занос части труб пароперегре­вателя, отложение шлака на одной стороне первых рядов труб котла, неудовлетворительная компоновка горелочных уст­ройств и ряд других факторов. Равномерность распределения пара по отдельным змеевикам зависит от схемы подвода и от­вода пара в пароперегревателе. При эксплуатации паропере­гревателей необходимо следить за целостью подвесных и опор­ных конструкций, а также дистанционных устройств, обеспечивающих правиль­ность расположения змее­виков относительно друг друга. Наиболее неблаго­приятные условия для ра­боты змеевиков паропере­гревателя создаются при растопке котла, нахожде­нии его в горячем резерве и резких колебаниях на­грузки. Во избежание пере­грева змеевиков паропере­гревателя следует умело пользоваться имеющейся продувкой. Продувка паро­перегревателя должна вклю­чаться при растопке и оста­новке котла, нахождении его в горячем резерве, а также при срабатывании предохранительного кла­пана пароперегревателя.

Для надежной работы пароперегревателя прежде всего не­обходимо не допускать отложения солей на внутренних поверх­ностях змеевиков. Это достигается строгим соблюдением норм содержания солей в котловой воде и в насыщенном паре. Не­прерывный контроль качества насыщенного пара позволяет своевременно выявить неполадки в работе сепарирующих уст­ройств и принять меры для их ликвидации. Независимо от ка­чества насыщенного пара не реже одного раза в год произво­дится индивидуальная или общая промывка змеевиков паро­перегревателя. Индивидуальную промывку каждого змеевика можно производить только при наличии лючков в коллекторе пароперегревателя. В остальных случаях производится общая промывка пароперегревателя. Схема общей промывки показана на рис. 4-12. Общая промывка пароперегревателя производится в следующем порядке. Пароперегреватель заполняют конденсатом или питательной водой с температурой 80—90 °С и вы-

98

99

держивают в течение 2—2,5 ч. Затем в течение 15—20 мин прокачивают промывочную воду, открыв вентиль 8, в направ­лении коллектор перегретого пара— змеевики пароперегрева­теля—коллектор насыщенного пара — барабан котла со сбро­сом в дренаж по трубопроводу периодической продувки котла. Одновременно контролируют солесодержание или щелочность промывочной воды, отбирая пробу через штуцер 2. Промывка считаемся законченной, после того как щелочность или солесо­держание промывочной воды и воды, подаваемой на промывку будут равны.

При изменении нагрузки котла температура перегрева пара, выдаваемого конвективными пароперегревателями, заметно

изменяется. В связи с этим для поддержания заданной темпера­туры применяются регуляторы температуры перегретого пара. Регуляторы температуры поверх­ностного типа позволяют сни­жать температуру пара на 40— 50 °С, а регуляторы, изменяю­щие температуру впрыскиванием конденсата или питательной воды, на 70—80 °С. Для изме­нения температуры перегрева пара в более широких пределах приходится использовать режим­ные методы, которые чаще всего снижают экономичность работы котельного агрегата. К режим­ным методам, влияющим на эко­номичность работы котла, отно­сятся изменение коэффициента избытка воздуха в топке и тем­пературы питательной воды, по­ступающей в водяной экономай­зер. Увеличение коэффициента избытка воздуха в определенных границах приводит к росту температуры перегретого пара. В качестве примера на рис. 4-13 приведена зависимость темпе­ратуры перегрева пара от коэффициента избытка воздуха в топке при номинальной нагрузке различных котлоагрегатов по данным испытаний на газообразном топливе.

Снижение температуры питательной воды приводит к росту температуры перегретого пара, а ее повышение к падению температуры перегретого пара.

Уменьшение температуры питательной воды на 100 °С при неизменных нагрузке котла и коэффициенте избытка воздуха может привести к росту температуры перегретого пара при­ мерно на 25—30 °С.

Регулирование перегрева пара изменением коэффициента

100

избытка воздуха в топке и температуры питательной воды может применяться как временное мероприятие.

Наибольшие затруднения при поддержании заданной тем­пературы перегрева пара возникают при работе котельного агрегата в разные периоды времени на топливах с различной теплотой сгорания. Поддержание заданной температуры пере­грева пара в этом случае за счет пароохладителей различных типов осуществить не удается. Поэтому прибегают к торкре­тированию части топочных экранов, перепуску продуктов го­рения из топки мимо котельного пучка в зону пароперегрева­теля, изменению угла наклона горелок, установке горелок на разной высоте, установке специальных горелок в верхней части топки, изменению аэродинамики или химической структуры факела, перепуску части воздуха, подаваемого для горения, изменению излучательной способности факела. Например, для сжигания таких различных по теплоте сгорания газов, как природный, коксовый и доменный, с успехом применяются ре­версивные газовые горелки с регулируемым факелом, разра­ботанные в институте СредазНИИгаз.

Опыт эксплуатации пароперегревателей показал, что повы­шению надежности их работы способствуют следующие меро­приятия:

1. Осуществляется систематический контроль качества кот­ловой воды, насыщенного и перегретого пара, а также про­мывка пароперегревателя, обеспечивающая своевременное уда­ление отложений на внутренней поверхности труб.

2. Ликвидируются газовые коридоры, которые приводят к перегреву крайних змеевиков, расположенных в коридоре. Газовые коридоры образуются при удалении отдельных зме­евиков, сокращении поверхности нагрева или выходе их из строя. Ликвидация газовых коридоров производится путем их закладки огнеупорным кирпичом или торкретом.

3. Систематически проверяется состояние подвесок и меж­трубных гребенок при остановках котлоагрегатов. Своевре­менно ликвидируется разверка расстояния между отдельными змеевиками.

4. Проверяется состояние сепарирующих устройств в слу­чае ухудшения качества насыщенного пара при удовлетвори­тельном качестве котловой воды. Проверяется плотность по­верхностных пароохладителей при снижении качества перегре­того пара и удовлетворительном качестве насыщенного пара.

5. Проверяется наружный диаметр труб змеевиков паро­перегревателя перед коллектором перегретого пара при про­филактических осмотрах котла.

6. Устанавливается жесткий контроль над температурой перегретого пара, не допускается повышение ее выше .расчет­ной. Повышение температуры перегрева при номинальной на­грузке котла указывает на увеличенную против необходимой поверхность нагрева пароперегревателя.

101

7. Производится выпарка воды из змеевиков пароперегре­вателя при остановке котла и отрицательных температурах в помещении цеха. Это достигается слабым огневым обогревом пароперегревателя.

8. Ликвидируется температурная разверка змеевиков по ши­рине газохода.

4-5. ХВОСТОВЫЕ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА

К хвостовым поверхностям нагрева котельного агрегата от­носятся водяной экономайзер и воздухоподогреватель. В про­мышленных котельных устанавливаются как стальные, так и чугунные водяные экономайзеры. Из различных конструкций воздухонагревателей в основном применяются трубчатые.

Условия эксплуатации стальных и чугунных экономайзеров различны. Стальные экономайзеры, как правило, выполняются не отключаемыми по воде. В связи с этим закипание в них воды не представляет опасности, так как экономайзер непо­средственно соединен с котлом и является его неотъемлемой частью. При растопке котла, имеющего стальной экономайзер, включается линия рециркуляции. Эта линия соединяет входной коллектор экономайзера с барабаном котла и обеспечивает по­ступление воды в экономайзер при ее испарении во время рас­топки. На линии рециркуляции устанавливается вентиль, ко­торый открывается при растопке котла и закрывается при включении котла в паровую магистраль. Во избежание аварии, связанной с поступлением воды мимо экономайзера, необхо­димо следить, чтобы при нормальной работе котла линия ре­циркуляции была отключена. При температуре продуктов го­рения в области водяного экономайзера менее 450 °С можно обойтись без линии рециркуляции. В этом случае котел перио­дически подпитывают, спуская излишки воды в дренажную си­стему.

Чугунные водяные экономайзеры обязательно должны быть отключаемыми но воде (требования правил Госгортехнадзора). Устройство обводного газохода для отключения индивидуаль­ного водяного экономайзера по тракту продуктов горения не обязательно при наличии сгонной линии, обеспечивающей воз­можность постоянного пропуска воды через экономайзер.

Опыт эксплуатации показал, что устройство обводных газо­ходов приводит к систематическому пропуску части газов по­мимо экономайзера из-за неплотности отключающих шиберов. По данным ЦКТЙ пропускание продуктов горения мимо эко­номайзера доходит до 20—40 %, что увеличивает потерю тепла с уходящими газами на 2,0—4,4 %

Во избежание кипения воды в чугунном экономайзере не­ обходимо внимательно следить, чтобы температура воды на выходе из него была на 20 °С ниже температуры насыщенного пара в котле.

Правила Госгортехнадзора разрешают выполнять индиви­дуальные чугунные экономайзеры не отключаемыми по воде при условии обеспечения непрерывного питания котла водой С помощью автоматического регулятора, устанавливаемого на входе воды в экономайзер. Однако в условиях эксплуатации промышленных котлов с резкопеременными нагрузками обес­печить непрерывное питание котла водой весьма затрудни­тельно. Групповой водяной экономайзер (общий для несколь­ких котлов) обязательно должен быть отключаемым по воде и иметь обводной газоход помимо газохода водяного эконо­майзера. Однако в настоящее время групповые экономайзеры не устанавливаются, и там, где можно, целесообразно заме­нять их индивидуальными.

При повышении температуры воды на выходе из водяного экономайзера до недопустимого уровня необходимо немедленно принять меры, обеспечивающие увеличение расхода воды через экономайзер. Для этого приоткрывают вентиль на сгонной линии или пропускают продукты горения мимо экономайзера, открывая шибер на обводном газоходе.

Обслуживание экономайзера при нормальной работе ко­тельного агрегата заключается в контроле температур воды и продуктов горения перед экономайзером и после него, пери­одическом прослушивании его газохода, обдувке поверхности нагрева, проверке плотности газохода. Прослушивание произ­водится с целью выявления неплотностей в трубах и утечек воды. Увлажнение золы, удаляемой из-под газохода экономай­зера, также указывает на наличие неплотностей в трубах.

Обслуживание воздухоподогревателя при нормальной ра­боте котельного, агрегата заключается в контроле температур воздуха и продуктов горения до воздухоподогревателя и после него, сопротивления по газовой и воздушной стороне, присосов воздуха, а также в обдувке поверхности нагрева.

При эксплуатации стальных водяных экономайзеров и возду­хоподогревателей необходимо систематически следить за состоя­нием поверхности нагрева. Опыт показывает, что повреждения стальных экономайзеров чаще всего происходят вследствие внутренней и наружной коррозии труб, а воздухоподогревате­лей — из-за наружной коррозии. Внутренняя коррозия эконо­майзеров происходит при неудовлетворительной работе деаэра­торов и наличии в питательной воде кислорода в недопустимом количестве. В соответствии с правилами Госгортехнадзора для котлов с давлением до 3,82 МПа производительностью 2 т/ч и более, оборудованных стальными экономайзерами, содержание растворенного кислорода в питательной воде не должно превы­шать 30 мкг/кг. Интенсивность коррозии возрастает при пони­женных нагрузках котла вследствие уменьшения скорости воды в трубах экономайзера. Коррозии подвергаются в первую оче­редь участки, на которых имеются местные сопротивления (по­вороты, прикипевший шлам, колечки сварочного грата).

102

103

Наружная коррозия труб хвостовых поверхностей нагрева, особенно воздухоподогревателей, происходит вследствие кон­денсации водяных паров из продуктов горения при низкой тем­пературе стенки. При сжигании сернистых топлив и низкой температуре стенки труб пары серной кислоты конденсируются на поверхности нагрева. Это вызывает интенсивную коррозию хвостовых поверхностей нагрева. Поэтому температура стенки поверхности нагрева водяного экономайзера и воздухоподогре­вателя при всех нагрузках должна быть больше точки росы. Однако исследования процесса коррозии низкотемпературных поверхностей нагрева показали, что концентрация SОз в про­дуктах горения и точка росы не определяют однозначно ско­рость коррозии, хотя и влияют на ее протекание. Исследова­ния, выполненные ВТИ, показали, что на скорость коррозии влияют также аэродинамические факторы.

Основными путями уменьшения низкотемпературной корро­зии являются: повышение температуры стенки поверхности нагрева, применение присадок (жидких, минеральных или газо­образных), ведение процесса горения с минимальным коэффи­циентом избытка воздуха, систематическая очистка поверх­ностей нагрева от золовых отложений, ликвидация застойных зон и равномерное омывание поверхностей нагрева продуктами горения.

Повышение температуры стенки водяных экономайзеров осуществляется путем подачи деаэрированной воды с темпера­турой 103—104 °С. При установке вакуумных деаэраторов тем­пература воды, поступающей в экономайзер, не должна быть ниже 70 °С.

Повышение температуры стенки воздухоподогревателей до­стигается рециркуляцией горячего воздуха во всасывающий патрубок вентилятора или подогревом воздуха в калорифере перед его подачей в воздухоподогреватель. Температура воз­духа, подаваемого в воздухоподогреватель, не должна быть ниже 60 °С.

При сжигании высокосернистых мазутов применяются жидкие, минераль­ные и газообразные присадки. Жидкие присадки разработаны Всесоюзным научно-исследовательским институтом нефтяной промышленности (ВНИИНП) и выпускаются различных модификаций (ВНИИНП-102, -103, -104, -105, -106). Испытания присадок на промышленных котлах производительностью 20 т/ч и ниже дали положительные результаты — уменьшение интенсивности коррозии и золовых отложений при подогреве воздуха перед воздухоподо­гревателем до 80—90 °С. В то же время испытания присадок ВНИИНП-102, -103 на энергетических котлах электростанций производительностью от 100 до 500 т/ч показали, что присадки не повлияли на интенсивность коррозии. В отдельных случаях ввод присадок способствовал некоторому улучшению структуры золовых отложений на пароперегревателе и водяном экономайзере.

Минеральные присадки (магнезит, доломит и известь) вводятся в топку и газоходы котлоагрегатов в мелкодисперсном состоянии. Опыт применения минеральных присадок на энергетических котлах показал, что при сжигании высокосернистых мазутов снижается коррозионная активность продуктов го­рения путем их нейтрализации каустическим магнезитом. Эффект от приме­нения каустического магнезита повышается при увеличении тонкости раз-

104

мола. Исследования показали, что ввод каустического магнезита по своему действию равноценен снижению коэффициента избытка воздуха в топке при­мерно до 1,03.

В качестве газообразной присадки на Уфимской ТЭЦ на котлах произ­водительностью 85—ПО т/ч был опробован аммиак. В результате опробова­ния установлено, что в определенных условиях присадка аммиака является эффективным средством защиты от коррозии при сжигании высокосернистых мазутов. Однако, как показали опыты, не все низкотемпературные поверх­ности защищаются от коррозии. Кроме того, из-за дефицита аммиака этот метод едва ли найдет широкое применение.

При сжигании высокосернистых мазутов в промышленных котельных из рассмотренных присадок пока применяются жидкие присадки. Для борьбы с коррозией низкотемпературных поверхностей нагрева в промышленных ко­тельных установках рекомендуется снижение коэффициента избытка воздуха в топке до 1,03, подача в экономайзер питательной воды с температурой не

Рис. 4-14. Варианты установки устройств для защиты экономайзера от эо­лового износа: а — защитные манжеты на гибах труб; б — групповая за­щита гибов змеевиков; в — защита прямых участков труб уголками

ниже 70 °С, в воздухоподогреватель воздуха с температурой не ниже 60 °С, а также систематическая очистка поверхностей нагрева от золовых отло­жений.

Повреждения хвостовых поверхностей нагрева наиболее часто происходят вследствие золового износа, неравномерного поступления воды в стальные экономайзеры, загорания сажи и уноса в газоходах экономайзеров и воздухоподогревателей.

Золовой износ стальных экономайзеров и входных участков труб воздухоподогревателей особенно значителен в местах по­вышенных скоростей и концентраций уноса в продуктах горе­ния. Для защиты от золового износа стальных экономайзеров при сжигании высокозольных топлив в местах, подвержен­ных износу, устанавливают накладки или защитные манжеты. На рис. 4-14 показаны возможные варианты установки защит­ных устройств для предохранения стальных водяных экономай­зеров от износа.

У воздухоподогревателей наблюдается износ входных уча­стков труб на длине до 250 мм и даже трубных досок. На рис. 4-15 показан вариант защиты труб и трубной доски воздухоподогревателя от износа посредством установки разрез­ных втулок и торкретирования трубной доски.

Загорание сажи и уноса в газоходах водяного экономайзера или воздухоподогревателя может привести к выходу из строя

105

стального воздухоподогревателя. Загорание сажи и .уноса мо­жет произойти из-за неудовлетворительного топочного режима, при котором в газоходы уносятся несгоревшие частички твер­дого или жидкого топлива, а также сажи, образующейся даже при сжигании газообразного топлива. Отложившийся на по­верхности нагрева унос или сажа начинает тлеть и затем загорается при каком-либо изменении нагрузки котла или тягодутьевого режима топки.

Для своевременного выявления загорания уноса или сажи обслуживающий персонал должен следить за температурой

продуктов горения до и после хвосто­вых поверхностей нагрева. Повыше­ние температуры продуктов горения после водяного экономайзера или воздухоподогревателя против обычной для данной нагрузки, котла и разогрев обшивки газохода указывают на за­горание сажи или уноса. В этом слу­чае необходимо немедленно остано­вить топку, прекратить подачу возду­ха и уменьшить тягу, одновременно подав насыщенный пар в газоход. Появление отложений уноса и сажи на хвостовых поверхностях нагрева может быть обнаружено по увеличе­нию их сопротивления (разность раз­режений после газохода и перед ним).

4-6. ВОДНЫЙ РЕЖИМ И СЕПАРАЦИЯ ПАРА

В соответствии с требованием правил Госгортехнадзора водный режим должен обеспечивать работу котла и питатель­ного тракта без повреждений их элементов вследствие отложе­ний накипи и шлама, повышения относительной щелочности котловой воды до опасных пределов или в результате коррозии металла. Все котельные агрегаты производительностью 0,7 т/ч и более должны быть оборудованы установками для докотловой обработки воды. Котельный агрегат производительностью 0,7 т/ч и более в период временной эксплуатации должен пройти теплохимические испытания, целью которых является установление предельных норм качества котловой воды, ре­жима продувок, а также объема и периодичности химических анализов. Поддержание заданного солесодержания котловой воды достигается непрерывной продувкой. Удаление шлама из нижних точек котла производится периодической продувкой.

С непрерывной продувкой теряется значительное количество тепла. При Давлении пара 1,0—1,3 МПа каждый процент продувки, теплота которой не используется, увеличивает расход

106

топлива примерно на 0,3%. В отдельных котельных продувка доходит до 10%, следовательно, при отсутствии утилизации теплоты продувочной воды перерасход топлива может дости­гать 3%. Однако следует учитывать, что использование тепла продувочной воды не освобождает персонал от необходимости снижения продувки, так как котловая вода имеет более высо­кий тепловой потенциал по сравнению с водой, используемой в сепараторе продувки. Опыт эксплуатации показал, что иногда наблюдаются повышенные потери тепла из-за самопродувки (неплотности продувочной арматуры) и отсутствия регули­ровки расхода продувочной воды.

Использование тепла непрерывной продувки возможно в си­стеме отопления, в водяных тепловых сетях для подпитки или в специально устанавливаемых сепараторах для получения вторичного пара. На рис. 4-16 показаны схемы использования тепла непрерывной продувки. Для регулирования непрерывной продувки устанавливаются специальные вентили (игольчатые или скальчатые — рис. 4-16, а) или набор дроссельных шайб (рис. 4-16,6). Манометр 5 позволяет ориентировочно судить о расходе продувочной воды, если предварительно снята тарировочная кривая зависимости массового расхода от дав­ления.

Периодическая продувка котла и камер экранов произво­дится по указанию химической лаборатории, но-не реже одного раза за смену, в присутствии начальника смены или старшего машиниста. Перед такой продувкой следует убедиться в ис­правной работе питательных насосов, в наличии воды в пита­тельных баках, предупредить персонал, обслуживающий и ре­монтирующий другие котлы, подпитать котел до верхнего уровня по водоуказательному стеклу, снизить нагрузку котла.

Продувка производится в следующем порядке:

а) открывается вентиль второй от барабана или коллектора по, ходу воды, а затем первый, и производится продувка;

б) во время продувки устанавливается непрерывный конт­роль по водоуказательному стеклу над уровнем воды в бара­ бане котла;

в) при гидравлических ударах в продувочном трубопроводе немедленно прикрывается продувочный вентиль до прекраще­ния стука в трубопроводе, затем вентиль снова постепенно от­крывается;

г) продувка немедленно прекращается при приближении воды в барабане к низшему уровню по водоуказательному стеклу;

д) прекращение продувки осуществляется путем закрытия первого от барабана или от коллектора вентиля, а затем вто­рого;

е) проверка плотности продувочных вентилей производится путем ощупывания продувочного трубопровода, который через некоторое время подле продувки должен быть холодным;

107

ж) при обнаружений неплотностей в продувочных вентилях усиливают питание котла водой и повторно в указанном по­рядке открывают и закрывают вентили (при значительном про­пуске воды продувочной арматурой котел останавливают);

з) открывание и закрывание продувочной арматуры произ­водят в рукавицах, очках и плотной спецодежде (запрещается пользоваться рычагами для увеличения усилия на штурвал ар­матуры);

и) время начала и окончания продувки фиксируется в вах­тенном журнале.

При аварийных ситуациях в котельном цехе продувка за­прещена. Если во время продувки происходит авария, то про-

103

дувку немедленно прекращают. Исключением является пере­полнение котла водой, при которой, наоборот, продувку сле­дует увеличить.

Для предотвращения накипи на внутренних поверхностях непосредственно в барабан каждого котла вводят тринатрийфосфат, поддерживая в котловой воде избыток Р0₄^_3 от 5 до 15 мг/кг в котлах без ступенчатого испарения. Для котлов со ступенчатым испарением избыток РO ₄^-3 в чистовом отсеке тоже должен быть не менее 5 мг/кг. Химической лабораторией содержание РO ₄^-3 уточняется в каждом конкретном случае.

Перед переводом на фосфатный режим котел останавли­вают для очистки от накипи и производят его промывку во избежание засорения продувочной арматуры и коллекторов экранов. При вводе фосфатов устанавливают тщательный конт­роль над содержанием шлама в продувочной воде. По резуль­татам этого контроля химическая лаборатория устанавливает режим периодических продувок. При недостаточной продувке имеется опасность накопления шлама в коллекторах и трубах, которое может привести к нарушению циркуляции и выводу из строя экранных и кипятильных труб. Избыток фосфатов мо­жет привести к вспениванию котловой воды, поэтому при сту­пенчатом испарении избыток РО4^-3 в соленом отсеке не дол­жен превышать 75 мг/кг. При эксплуатации котлов имели место неполадки в их работе вследствие вспенивания при фосфатировании котловой воды и жесткости питательной воды

более 0,035 мг/л.

Во избежание межкристаллитной коррозии относительная щелочность котловой воды не должна быть больше 20 %. Пра­вилами Госгортехнадзора в паровых котлах со сварными ба­рабанами допускается повышение относительной щелочности сверх указанного предела при условии принятия специальных мер против межкристаллитной коррозии.

Потери с продувочной водой зависят от качества питатель­ной воды. Правила Госгортехнадзора для котлов с естествен­ной циркуляцией производительностью 0,7 т/ч и выше при дав­лении до -3,82 МПа устанавливают максимальную предельную жесткость питательной воды:

500 мкг • экв/кг (0,25 ммоль/кг)

30 мкг • экв/кг (0,015 ммоль/кг)

20 мкг • экв/кг (0,01 ммоль/кг)

15 мкг • экв/кг (0,0075 ммоль/кг)

Для газотрубных и жаротрубных кот­ лов, работающих на твердом топ­ ливе

То же, на газообразном или жидком топливе

Для водотрубных котлов с рабочим давлением до 1,27 МПа

То же, с рабочим давлением выше 1,27 МПа до 3,82 МПа .

В водогрейных котлах вследствие отсутствия кипения воды опасными являются лишь отложения солей временной жест­кости на внутренней поверхности труб. При этом водный

109

режим теплофикационных систем определяется главным образом качеством подпиточной воды. Правилами Госгсгртехнадзора установлена предельная карбонатная жесткость подпиточной воды 700 мкг'экв/кг (0,35 ммоль/кг), при полном отсутствии свободной углекислоты. В теплофикационных системах с за­крытым водоразбором сетевая вода имеет более высокую же­сткость, чем подпиточная. Это происходит из-за того, что после ремонта отдельных участков их гидравлическое испытание про­изводится сырой водой. Во избежание попадания сырой воды в теплосеть вода после опрессовки дымовых систем должна сбрасываться в канализацию. Попадание сырой воды в теп­лосеть возможно также при появлении неплотности в водоводяных абонентских теплообменниках, у которых давление по­догреваемой водопроводной воды выше давления греющей сетевой воды. В эксплуатации необходимо следить, чтобы давление сетевой воды в теплообменниках было выше давления водопроводной воды.

В открытых системах теплоснабжения с непосредственным водоразбором подпитка доходит до 25 % общего расхода воды в теплосети. Поэтому в таких системах' жесткость сетевой и подпиточной воды практически одинакова.

Во избежание кислородной коррозии питательная вода па­ровых котлов с давлением до 3,82 МПа с чугунными экономай­зерами или без них не должна содержать растворенного кис­лорода более 100 мкг/кг, а со стальными экономайзерами — более 30 мкг/кг. Подпиточная вода для водогрейных котлов не должна содержать растворенного кислорода более 50 мкг/кг. Для предотвращения попадания кислорода в теплосеть необхо­димо следить, чтобы сырая вода после гидравлических испы­таний сбрасывалась в канализацию.

Для поддержания указанных выше норм содержания кис­лорода в питательной и подпиточной воде устанавливается строгий контроль режима работы деаэрационных установок. Опыт эксплуатации показал, что наиболее эффективная работа деаэраторов атмосферного типа обеспечивается при поддержа­нии в них избыточного давления в пределах 0,020—0,025 МПа, что соответствует температуре 103—104 °С. Весьма сущест­венно для эффективного удаления кислорода поддерживать соответствие между расходом пара и фактически требуемой тепловой и гидравлической нагрузкой деаэратора. Это может обеспечиваться только при условии равномерной подачи всех потоков воды. Так, например, конденсат из сборных баков следует перекачивать непрерывно, а не периодически. Питание котлов водой также следует производить при непрерывной ра­боте питательных насосов, а не периодическим включением их в работу, как это часто практикуется в промышленных котель­ных. Значительное улучшение в работе деаэраторов достигается при смешивании потоков воды с различной температурой перед входом в колонку деаэратора.

110

Для снижения влажности насыщенного пара (отделения от него капелек и пленок котловой воды) применяются сепарационные устройства. Солесодержание пара, выдаваемого котлом, зависит от количества и состава сухого остатка котловой воды, режима эксплуатации, конструкции и качества монтажа паро-сепарационных устройств. Существенное влияние на качество пара оказывает резкое увеличение паропроизводительности котла и снижение давления, а также фактический уровень воды в барабане и его постоянство. Увеличение паровой нагрузки и снижение давления приводят к повышению удельного напря­жения парового объема барабанов, выдающих пар, вследствие увеличения паросодержания в толще котловой воды, ее набуха­ния и уменьшения высоты парового объема барабанов. Повы­шение уровня воды в барабане, даже кратковременное, непо­средственно влияет на увеличение парового напряжения бара­банов, выдающих пар. Практика эксплуатации показала, что при удельных напряжениях парового объема барабанов более 1000 м³/(м³-ч) и высоте парового объема менее 600 мм трудно получить пар удовлетворительного качества. Для многих кот­лов снижение нормального уровня воды в барабане котла всего на 50 мм позволило повысить их паропроизводительность на 10—20 % без ухудшения качества пара. Только равномерное питание котла водой способно обеспечить непрерывное получе­ние пара требуемого качества.

Качество работы сепарационных устройств в значительной мере зависит от плотности сборки коробов для сбора пароводя­ной смеси и плотности отбойно-распределительных устройств. Проверка плотности сочленений отдельных элементов произво­дится на просвет при помощи переносной лампочки напряже­нием не более 12 В, а также опрессовкой водой либо под на­пором, либо путем заливки ее в короба и циклоны.

Значительное уменьшение продувки без ухудшения качества пара достигается применением ступенчатого испарения, предло­женного советским ученым Э. Й. Ромом. Конструктивно сту­пенчатое испарение выполняется с односторонним или двусто­ронним расположением солевых отсеков. Солевые отсеки могут быть устроены либо внутри барабана котла, либо с использо­ванием выносных циклонов.

При устройстве солевых отсеков внутри барабана котла воз­можно попадание воды из них в чистый отсек из-за неплотности перегородок, ценообразования в солевых отсеках, обратного тока воды через водоперепускную трубу между отсеками. Пе­риодически при остановке котла на ремонт следует производить осмотр внутрибарабанных сепарационных устройств. Осмотр производится до чистки барабана и, если это возможно, до раз­борки сепарационных устройств.

При осмотре чистого отсека проверяют: прочность крепления и отсутствие прогиба листов пароприемного потолка, целость листов погруженного или щелевого листа, отсутствие заноса

111

шламом отверстия в устройстве для распределения питательной воды, плотность фланцевых соединений. При осмотре солевого отсека проверяют: прочность установки циклонов, плотность соединений подводящих коробов с циклонами, прочность уста­новки съемных коробов, отсутствие неплотностей в направляю­щих коробах солевого отсека, обращенных тыльной стороной в чистый отсек.

При осмотре необходимо внимательно разобраться в шла­мовых следах на внутренней поверхности барабана. Расположе­ние шламовых следов позволяет выявить фактический уровень воды в отсеках барабана, а также дефекты сборки сепарационного устройства. Обычно около места прорыва струи на стенке барабана или на поверхности сепарационного элемента наблю­даются шламовые узоры в виде подтеков или вееров. Особенно хорошо заметны прорывы питательной воды в полость солевого отсека по характерным белесоватым подтекам. После осмотра шламовых следов проверяют состояние перегородок, разделяю­щих отсеки. Опыт эксплуатации показал, что сварные швы часто трескаются. Особенно ненадежны сварные швы и фланцевые соединения, на которые льется питательная вода, имеющая тем­пературу, меньшую, чем температура насыщения.

4-7. ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА ОТ ЗОЛЫ. ШЛАКОЗОЛОУДДЛЕНИЕ И ЗОЛОУЛАВЛИВАНИЕ

Существенное значение для надежной работы паровых и во­догрейных котлов имеет поддержание в чистоте их поверхностей нагрева. Отложения золы на поверхностях нагрева котельных агрегатов имеют различную природу и обладают разными свой­ствами. Различают сыпучие и связанные отложения. Связанные отложения могут быть слипшимися, спекшимися, сцементирован­ными, т. е. имеют различную прочность.

Сыпучие отложения образуются в основном на тыльной части трубы и растут лишь до определенного уровня, оставаясь затем неизменными. Повышение скорости продуктов горения приво­дит к уменьшению сыпучих отложений. Связанные отложения откладываются в основном на лобовой части труб, количество их увеличивается непрерывно и с повышением скорости растет. Связанные отложения наносят больший вред, чем сыпучие, так как в конечном итоге требуют остановки котла для очистки поверхности нагрева. Задача очистки поверхностей нагрева от сыпучих и особенно от связанных отложений очень важна и до­вольно трудна. Связанные отложения, образующиеся при сжи­гании сернистых мазутов, способствуют также коррозии поверх­ностей нагрева, особенно в водогрейных котлах.

Для удаления отложений в настоящее время применяют различные методы очистки поверхностей нагрева: обдувку, дробевую очистку, импульсную очистку, обмывку, очистку инстру­ментом вручную и виброочистку.

Ш

О бдувка применяется преимущественно для очистки экран­ных и пароперегревательных поверхностей нагрева, а в котлах малой мощности также конвективных поверхностей нагрева. Принцип работы различных обдувочных аппаратов заключается в том, что энергия сжатого воздуха или пара преобразуется в сопловом аппарате в кинетическую энергию струи, механи­чески воздействующей на слой отложения. Наиболее широко распространены обдувочные аппараты, выпускаемые заводом «Ильмарине». В этих аппаратах для обдувки ис­пользуется пар или сжатый воздух давлением до 4 МПа. Пар применя­ется перегретый или насыщенный. Давление пара или воздуха перед обдувочным аппаратом должно быть не менее 0,7 МПа. При более низких давлениях качество обдувки резко ухудшается.

Для очистки конвективных и хво­стовых поверхностей нагрева от свя­занных плотных отложений применя­ется дробевая очистка. Принцип дей­ствия дробевой очистки заключается в том, что падающий поток дроби сби­вает осевшую на трубах золу. При этом дробь, отскакивая от поверхно­сти, может достигать тыльной стороны труб выше лежащего ряда и очищать имеющиеся на них отложения. На рис. 4-17 в качестве примера приве­дена схема эжекционной дробеочист-ки. Дробь специальным разбрасыва­телем распределяется по всей поверх­ности конвективной шахты и, падая, производит очистку поверхности на­грева. Дробь и крупные частички зо­лы (мелкая зола уносится потоком продуктов горения) выпадают в бун­кер. Бункер снабжен сепаратором для отделения золы из по­тока дроби атмосферным воздухом. Затем дробь поступает в приемную воронку и питателем подается в дробепровод. За счет разрежения, создаваемого эжектором, дробь поступает в дробеуловитель. В дробеуловителе происходит отделение дроби от транспортирующего ее воздуха: отработавший воздух отсасывается эжектором, а дробь поступает в бункер дроби. При эксплуатации устройств для очистки поверхностей на­грева дробью рекомендуется:

а) перед пуском установки добиваться равномерного рас^: пределения дроби по селению конвективной шахты котельного

113

агрегата, предварительно непременно очистив поверхности на­грева от золы;

б) применять дробь с размером фракций не более 5 м"м;

б) работать с минимальным расходом дроби, при котором наблюдается удовлетворительная очистка поверхности на­грева;

г)_Л систематически при остановке котла контролировать со­стояние металла поверхностей нагрева путем их осмотра и пе­риодического анализа металла специально вырезанных образ­цов.

Дробевая очистка поверхностей нагрева широко применяется на энергетических котлах. Так, по данным Воронежской ТЭЦ оборудование котлов дробеочисткой позволило в среднем по­высить к. п. д. котлов примерно на 2%. Дробевая очистка применялась также на водогрейных котлах типа ПТВМ. В по­следнее время ВТИ им. Ф. Э. Дзержинского рекомендовал от­казаться от дробевой очистки вследствие ее относительной сложности и перейти на механизированную обмывку поверхно­стей нагрева.

Обмывка поверхностей нагрева водой производится при плотных отложениях, не поддающихся механической очистке.^; На котлах ПТВМ для обмывки применяется сетевая вода с тем­пературой не ниже 70 °С при давлении не менее 0,3—0,4 МПа. Обмывка производится в течение 15 мин, не более, при пога­шенных горелках. Опыт эксплуатации показал, что обмывку следует производить не реже одного раза в неделю. Вода по­сле обмывки имеет повышенную кислотность и содержит дру­гие вредные примеси, поэтому слив ее без нейтрализации в ка­нализацию или в естественные водоемы недопустимы. Обмывка ускоряет коррозию поверхностей нагрева.

Ручная очистка поверхностей нагрева производится сжатым воздухом, подаваемым по гибкому шлангу к стальной трубе с наружным диаметром 26,8 мм. Давление воздуха для обдувки должно быть не ниже 0,5—0,6 МПа. Подача воздуха должна производиться только после установки обдувочной пики в газо­ход и прекращается перед удалением ее из газохода. Для расшлаковки применяют трубы (пики) с наконечниками, охлажда­емыми водой. Рабочие места для обдувки и расшлаковки должны иметь удобные площадки для обслуживания, подвод сжатого воздуха, воды и быть хорошо освещены. Обдувка обычно про­изводится не реже одного-двух раз в сутки.

Вибрационный метод очистки поверхностей нагрева состоит в том, что очищаемым трубам сообщается колебательное дви­жение. Колебания труб возбуждаются с помощью вибраторов и передающих устройств. В результате колебаний очищаемых труб в слое золовых отложений возникают силы инерции, превы­шающие силы сцепления частиц загрязнений между собой. Ис­следования и опыт внедрения виброочисткй на отдельных энер­гетических котлах показали ее высокую эффективность. Прак-

тическая реализация вибрационного метода очистки потребует создания и выпуска специальных высокочастотных вибраторов. В соответствии с «Правилами» Госгортехнадзора удаление шлака и золы из-под котлов производительностью 2 т/ч и выше при сжигании твердого топлива должно быть механизировано. Однако в ряде ранее построенных котельных применяется еще ручное шлакозолоудаление. При ручном шлакозолоудалении шлаковые и золовые бункера должны снабжаться устройствами для заливки водой золы и шлака в бункерах или вагонетках. Во избежание ожогов у работников при спуске золы и шлака под бункерами устраивают изолированные камеры, в которые устанавливается вагонетка перед спуском золы. Камеры обору­дуются смотровыми окнами, освещением и вытяжной вентиля­цией. Шлаковые и золовые затворы оборудуются дистанцион­ным приводом, расположенным за пределами камеры. Управле­ние вентилями для подачи воды также выносится в безопасное для обслуживающего персонала место. Указанные меры пре­дохраняют работников от травм и создают необходимые гигие­нические условия. Полы зольного помещения выполняются с ук­лоном и дренажами для стока воды.

Механизация шлакозолоудаления в промышленных котель­ных осуществляется применением скреперных установок и скреб­ковых транспортеров. В котельных с большим выходом золы (от 4 до 12 т/ч) применяется пневматическая система шлако­золоудаления. При камерном сжигании топлива с выходом шлака и золы более 12 т/ч применяют гидравлическую систему. При обслуживании системы шлакозолоудаления (особенно при удалении вагонетками) требуется осторожность и определен­ный опыт работы. Наиболее ответственной операцией является спуск шлака из бункеров в вагонетку. Спуск шлака произво­дится с разрешения начальника смены или старшего машини­ста. Перед спуском шлака устанавливается повышенное раз­режение в топке котла, включается вентиляция зольного поме­щения, устанавливается наблюдение за режимом работы топки. При неустойчивом режиме горения спуск шлака запрещается. После интенсивной заливки шлака в бункере при плотно закры­той двери камеры и включенной вентиляции приоткрывают шла­ковый затвор так, чтобы образовалась небольшая щель. Убе­дившись через смотровое окно, что из бункера высыпаются шлак и зола, открывают шлаковый затвор полностью и продол­жают заливку шлака и золы. Открывать двери камеры разре­шается только после того, как будет закрыт шлаковый затвор и прекратится интенсивное испарение воды. Удаление вагонеток на золоотвал чаще всего производится электрическими лебед­ками по рельсовым путям, проложенным в зольном помещении. При эксплуатации скреперных установок необходимо систе­матически следить за состоянием троса, направляющих роликов, скреперной лебедки. Схема скреперной установки показана на рис. 4-18. Спуск шлака в скреперный канал производят пооче-

114

115

редно из каждого установленного котла, предварительно вклю­чив скрепер. Перед сбросом в канал шлак должен быть хорошо залит водой. Управление спуском шлака и золы производят ди­станционно из помещения котельной. Трос скреперной установки должен быть огражден так, чтобы при его обрыве исключалась опасность травмирования работников. При остановленной си­стеме скреперного золоудаления не следует оставлять скрепер и трос в скреперном канале во избежание их коррозии. Скре­перный ковш в нерабочем положении обычно находится над приемным бункером или на наклонной части скреперной уста­новки. Для увеличения срока службы троса необходимо сле-

дить за качеством его смазки, сращиваи. его без узлов, сле­дить за правильной укладкой на барабане лебедки.

При эксплуатации скребковых транспортеров для удаления шлака из-под котла необходимо следить за смазкой подшипни­ков, отсутствием заедания элементов ходовой части, своевре­менно убирать шлак, производить профилактический осмотр и ремонт транспортера и его привода. При непрерывной работе транспортера надо следить за состоянием гидрозатвора во из­бежание присосов воздуха в топку. В случае срезания предо­хранительных шпилек прежде всего выясняют и устраняют причину, вызвавшую перегрузку транспортера и после этого, установив новую шпильку, производят повторный пуск. Обслу­живание систем шлакозолоудаления производится рабочими в предназначенной для этого спецодежде и обуви. Во избежа­ние попадания горячей золы и шлака внутрь обуви брюки спец­одежды надевают навыпуск. В зольном помещении пользуются переносными лампочками напряжением не более 12 В.

Для очистки дымовых газов от летучей золы и несгоревших частиц топлива в промышленных котельных применяют меха­нические золоуловители циклонного типа. Для уменьшения уноса необходимо тщательно регулировать процесс горения и следить за исправным состоянием установок возврата уноса.

Золовые бункера систематически очищают, не допуская в них скапливания уноса. Затворы золовых бункеров должны плотно закрываться. Очистка золовых бункеров производится при по­ниженном разрежении в топочной камере. Наличие неплотно­стей в золовых затворах способствует выносу золы из газо­ходов.

При эксплуатации механических золоуловителей различных типов основное внимание должно быть обращено на обеспече­ние их плотности и предохранение от забивания золой. Увели­чение сопротивления золоуловителей указывает на отложение в них золы, а уменьшение сопротивления — на появление не­плотностей вследствие износа. При профилактических осмот­рах и ремонтах следует проверять износ и исправность золоспускных мигалок. Необходимо также поддерживать в исправ­ном состоянии изоляцию золоуловителей. При расположении золоуловителей за пределами помещения цеха нарушения изо­ляции могут привести к конденсации водяных паров из уходя­щих газов, что вызовет затруднения при спуске золы. Плохая изоляция золоуловителей, расположенных в помещении цеха, недопустима из-за. опасности ожогов работников.

4-8. ЭКОНОМИЧНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Одной из основных задач эксплуатации котельных устано­вок является экономия сжигаемого топлива. Для решения этой задачи необходимо систематически анализировать режим ра­боты котельной установки и на базе показаний контрольно-измерительных приборов составлять эксплуатационный тепло­вой баланс котлоагрегатов. Поэтому в котельном цехе необхо­димо вести суточную ведомость работы агрегатов, а диаграммы регистрирующих приборов каждые сутки менять и обрабаты­вать. Обычно запись показаний измерительных приборов про­изводят через каждые 30 мин, а счетчиков, указывающих рас­ход пара, воды, жидкого или газообразного топлива, через каждый час. В табл. 4-2а и 4-26 в качестве примера приве­дена суточная ведомость работы котла ДКВР-10-13, оборудо­ванного подовыми щелевыми горелками, при работе на при­родном газе.

Инженерно-технический персонал, отвечающий за эксплуа­тацию оборудования (начальник котельного цеха, старший ма­стер или мастер), ежедневно просматривают суточную ведо­мость работы и вахтенный журнал. Это позволяет выявить отклонение отдельных параметров от оптимальных значений, проанализировать среднесменные показатели, характеризую­щие экономичность работы и качество обслуживания оборудо­вания персоналом. Основные показатели работы оборудования Хрбрабатываются за декаду, а затем за месяц с составлением и расшифровкой отдельных статей теплового баланса котель­ного агрегата.

116

117

Рассмотрим на отдельных примерах, как, пользуясь суточ­ной ведомостью работы оборудования и записями в вахтенном журнале, можно судить о нарушении режима работы агрегата и отдельных его элементов.

Из суточной ведомости работы котла типа ТП-35, обору­дованного горелками с принудительной подачей воздуха для сжигания природного газа, видно, что для поддержания на­грузки 35 т/ч приходилось поддерживать давление газа перед

118

горелками на 10—15 % ниже, чем обычно. Одновременно с этим содержание С0₂ в газоходе за пароперегревателем снизилось с 10,5 до 9,5 °/о, низшая теплота сгорания газа по данным анализа не изменилась. Давление воздуха перед го­релками осталось прежним. В вахтенном журнале имеется за­пись о том, что поддержание давления газа перед горелками для заданной нагрузки в соответствии с режимной картой при­водит к увеличению давления пара в барабане котла. Такое яв­ление может быть следствием изменения сопротивления газо­вой части одной из горелок, т. е. увеличения площади сечения газовыпускных отверстий. Это позволяет сделать вывод, что прогорела газовая камера горелки.

У котлоагрегата типа ДКВР-10-13 после некоторого вре­мени его непрерывной работы давление перегретого пара ока­залось на 0,2—0,3 МПа ниже давления в барабане котла. Такое заметное увеличение сопротивления пароперегревателя может быть только результатом заноса его внутренней поверхности нагрева солями. Необходимо немедленно остановить котел и промыть пароперегреватель, а также принять меры к предот­вращению заноса его солями.

У котлоагрегата ДКВР-6,5-13 с индивидуальным водяным экономайзером некипящего типа, отключаемым по тракту про­дуктов горения, по показаниям приборов наблюдается сниже­ние температуры воды после экономайзера и повышение темпе­ратуры продуктов горения перед дымососом против обычно на­блюдаемых значений. Причиной этого может быть появление неплотностей в шибере прямого хода обводного газохода эко­номайзера. При первой остановке котла необходимо проверить шибер прямого хода и отремонтировать его.

Из приведенных примеров ясно, как, анализируя показания контрольно-измерительных приборов и записи в вахтенном журнале, можно своевременно выявить неполадки в работе котлоагрегата и его вспомогательного оборудования.

Основными показателями, характеризующими экономич­ность работы котла на газообразном и жидком топливе, явля­ются: давление и температура перегретого пара, расход пара и питательной воды, содержание R0₂ и Ог в продуктах горе­ния, температура питательной воды до экономайзера и после него, температура воздуха, забираемого вентилятором, и тем­пература после воздухоподогревателя, температура уходящих газов, расход электроэнергии на привод агрегатов собственных нужд. При работе на твердом топливе дополнительно к указан­ным показателям определяется содержание горючих в шлаке, провале и уносе, а также низшая теплота сгорания топлива. 1 Показатели, характеризующие работу котлоагрегата за де­каду или месяц, обрабатываются по усредненным за этот пе­риод основным параметрам. При сжигании газообразного и жидкого топлива к. п. д. котлоагрегата может определяться по уравнению прямого баланса, а при сжигании твердого топлива

119

вследствие трудности учета его расхода — по уравнению обрат­ного баланса. Однако определение к. п. д. котлоагрегата по уравнению прямого баланса даже при сжигании газообразного и жидкого топлива более сложно и менее точно, чем по урав­нению обратного баланса. Кроме того, обратный тепловой ба­ланс позволяет выявить каждую потерю тепла в отдельности. Определение потерь тепла, а по ним и к. п. д. при сжигании жидкого и газообразного топлива рекомендуется производить по упрощенной методике, разработанной проф. М. Б. Равичем; при сжигании же твердого топлива — по методике, разработан-

ной проф. С. Я. Корницким и развитой в последнее время Л. Я. Пеккером (техника расчетов по этим методикам рассмот­рена в § 10-10).

Для оценки отдельных потерь тепла, полученных в резуль­тате сведения эксплуатационного баланса, их следует сравни­вать с нормируемыми величинами или с опытными данными, полученными при испытании аналогичных, хорошо работающих установок.

На рис. 4-19 в качестве примера приведены обобщенные по данным испытаний и исследований показатели экономичности работы различных котлоагрегатов при установке наиболее рас­пространенных газовых горелок. Нагрузка топочного объема во всех опытах не превышала 350 кВт/м³. При этом потеря тепла от химического недожога отсутствовала. Приведенные показа­тели могут быть использованы, для установления норм удель­ных расходов топлива и для оценки уровня эксплуатации кот­лов соответствующих типов.

Повышение экономичности работы котельного цеха может осуществляться двумя путями: малой и капитальной модерни-

120

зацией оборудования. Малая модернизация оборудования дает меньший эффект, чем капитальная, зато не требует больших затрат и, как правило, может быть осуществлена собственными силами предприятия в короткий срок. Практика показала, что только за счет малой модернизации и повышения культуры эксплуатации в промышленных и отопительных котельных можно получить до 10—15 % экономии топлива.

К мероприятиям, повышающим культуру эксплуатации, и к мероприятиям малой модернизации относятся: системати­ческое проведение наладочных режимных испытаний; повыше­ние экономичности работы топочных устройств путем ликвида­ции химического недожога, снижения механического недожога, уменьшения коэффициента избытка воздуха в топке; система­тический надзор за плотностью газового и воздушного тракта; улучшение работы конвективных поверхностей нагрева; сниже­ние сопротивлений газовоздушного тракта; экономичное рас­пределение нагрузки между установленными котлоагрегатами; изоляция горячих поверхностей; внедрение экономичных спосо­бов регулирования производительности тягодутьевых машин. К мероприятиям капитальной модернизации относятся: пол­ная замена котельных агрегатов, замена топочного устройства, установка хвостовых поверхностей нагрева, экранирование то­почной камеры, реконструкция или замена оборудования водоподготовки, установка теплофикационных экономайзеров, ав­томатизация процесса горения, автоматизация регулирования температуры перегрева пара и т. д.

Наладочные режимные испытания позволяют выбрать наи­более экономичные режимы работы оборудования. При обслу­живании котла в соответствии с режимными картами, как по­казал опыт эксплуатации, достигается экономия топлива в раз­мере 3—5 % •

Существенное влияние на к. п. д. котельного агрегата ока­зывают коэффициент избытка воздуха в топке и присосы воз­духа по тракту продуктов горения. Так, например, увеличение коэффициента избытка воздуха в топке на 0,1 приводит к пере­расходу топлива на 0,7%- Снижение присосов воздуха по газо­вому тракту котельного агрегата на 0,1 уменьшает расход топ­лива примерно на 0,5 %• Присосы воздуха чаще всего обуслов­лены: неплотным прилеганием топочной и котельной гарнитуры, неплотным закрытием мигалок золоуловителей, неудовлетвори­тельным состоянием или конструкцией уплотнений в местах про­хода труб через обмуровку и обшивку, большими зазорами в ме­стах прохода вала через улитку дымососов, неплотностью в швах при приварке труб к трубным доскам воздухоподогре­вателей, неудовлетворительной * заделкой стальных газоходов |в местах сочленения с обмуровкой, неудовлетворительным со­стоянием прокладок между фланцами экономайзерных труб и т. д. На рис. 4-20 показаны конструкции уплотнений отдель­ных узлов котлоагрегата и вспомогательного оборудования.

121

Улучшение работы конвективных поверхностей нагрева до­стигается правильным расположением перегородок, направляю­щих продукты горения, и их целостью, а также систематиче­ской обдувкой и очисткой наружных и внутренних поверхностей труб. В качестве примера на рис. 4-21 показано влияние загряз­нений наружной поверхности нагрева на экономичность энерге­тического котла при сжигании мазута по данным испытаний. Влияние внутренних загрязнений за счет образования накипи на перерасход топлива показано на рис. 4-22.

тел № 1 вырабатывает количество пара D_u то котел № 2 будет его вырабатывать D—D₁. Тогда зависимости расхода топлива на котлы № 1 и № 2 могут быть представлены в m\A&B\—f\(D\)

Суммарный расход топлива на оба котла (в кг/ч)

B = B₁ + B₂ = f₁(D₁) + f₂ (D-D₁). (⁴-⁵)

Суммарный расход топлива на котлы будет наименьшим,

если первую производную, взятую по нагрузке любого из кот-

Существенное влияние на суммарный расход топлива ко­тельным цехом оказывает распределение общей нагрузки между установленными котлами и выбор числа работающих котлов, необходимого для покрытия заданного графика нагрузок. Опыт эксплуатации промышленных котельных показал, что этому во­просу не уделяется должного внимания. Наивыгодное распре­деление общей нагрузки между котельными агрегатами наи­более эффективно производить методом равенства относитель­ных приростов топлива.

Метод равенства относительных приростов топлива заклю­чается в следующем. На основании испытаний установленных котлов имеется зависимость т) =f(D) для каждого котла. Поль­зуясь этими зависимостями, можно построить зависимости рас­хода топлива от нагрузки, т. е. Bx—fi(Di), B₂=f₂(D₂) и т. д. Если общая нагрузка котельной составляет D и, например, ко-

122

лов, приравнять к нулю. Этого условия достаточно, так как кривая зависимости расхода топлива от нагрузки всегда вогнутая В результате дифференцирования уравнения (4-5) после преобразований получим

(4-6)

Уравнение (4-6) показывает, что минимальный суммарный расход топлива котельной будет при условии равенства первых производных, взятых по нагрузке каждого котла. Геометриче­ский смысл этого уравнения заключается в том, что углы на­клона касательных к кривым B₁ = f₁(D₁) и B₂=f₂(D₂) для опти­мального распределения нагрузки между котлами должны быть равны при одинаковых нагрузках. Производные в уравнении (4-6) можно заменить отношениями приращений расхода топ­лива к приращению нагрузки соответствующего котла. Тогда условие минимального суммарного расхода топлива примет вид

(4-7)

123

Отношение прироста топлива (∆В) к приросту нагрузки (∆D) называют относительным приростом расхода топлива. Сле­довательно, уравнение (4-7) показывает, что наивыгодное рас­пределение суммарной нагрузки между котлами будет при ус­ловии равенства относительных приростов расхода топлива.

Рассмотрим на конкретном примере методику наивыгодного распределения нагрузки между двумя работающими котлами № l и № 2, имеющими номинальную производительность 10 т/ч каждый. В верхней части рис. 4-23 показаны зависимости —

= f(D) для рассматриваемых котлов. На основании этих дан­ных в нижней части рис. 4-22 построены зависимости расхода условного топлива от нагрузки для каждого котла. Из этих за­висимостей графически можно определить для каждого котла изменение расхода топлива АВ при соответствующем изменении производительности котла АД а затем и относительный прирост топлива. Результаты определения указанных величин сводятся в таблицу. Для рассматриваемого примера данные приведены в табл. 4-3, и по ним построена зависимость относительного при­роста топлива. от нагрузки каждого котла (рис. 4-24). Поль­зуясь зависимостями на рис. 4-23, составляют таблицу наивы­годного распределения нагрузок между котлами (табл. 4-4). Для составления этой таблицы графически определяют на­грузку каждого из котлов при условии равенства относитель­ных приростов. Для этого рассекают кривые на рис. 4-23 ли­ниями, параллельными оси абсцисс, и определяют производи­тельность каждого котла при соответствующем одинаковом

относительном приросте топлива (штриховые линии со стрел­ками). Данные табл. 4-4 удобнее всего представить графически, как это показано на рис. 4-25.

Зная суммарную нагрузку котельной, эксплуатационный пер­сонал легко определит по кривым на рис. 4-24, какую нагрузку надо задать каждому котлу (штриховые линии со стрелками).

Методика выбора наиболее выгодного распределения на­грузки между любым числом работающих котлов аналогична рассмотренной для двух агрегатов. Если зависимости для уста­новленных котлов B = f(D) одинаковы, то суммарную нагрузку между ними следует распределять поровну. Аналогично посту­пают при распределении нагрузки между котлоагрегатами, имеющими эквидистантные зависимости В — f(D). Кроме метода равенства относительных приростов, при распределении на- 125

124

грузки между котлами применяются методы поддержания наи­большего к. п. д. и метод загрузки котлоагрегатов пропорцио­нально их номинальной производительности

Метод поддержания наибольшего к. п. д. котлоагрегатов заключается в том, что сначала загружаются наиболее эконо­мичные котлы до их номинальной производительности, а затем последовательно менее экономичные. Метод загрузки котлоагрегатов пропорционально их номинальной производительности заключается в том, что общая нагрузка распределяется в со­отношении номинальных производительностей котлов. При ра­венстве номинальных производительностей котлы загружаются

поровну. Однако оба этих метода могут давать боль­шие погрешности.

Опыт многочисленных исследований и испытаний показал, что однотипные котлы с равной номиналь­ной производительностью при сжигании одинакового топлива могут иметь и чаще всего имеют различ­ные кривые т] = f(D). Кроме того, характер кривых в разных диапазонах произ­водительности различен. Одни котлы могут иметь пологую кривую ц =f{D), другие крутопадающую, как, напри­мер, кривая Tii (D) на рис. 4-23. Таким образом, наиболее пра­вильно распределять нагрузку между котлами, пользуясь мето­дом относительных приростов топлива.

Решая вопросы об оптимальном распределении нагрузки между котлами, следует учитывать технические возможности котлоагрегатов, а также дополнительный расход топлива на рас­топку котлов и нахождение их в горячем резерве. Действи­тельно, у котлов с пылеугольными топками минимальная производительность, при которой они могут работать устой­чиво, выше, чем у котлов со слоевыми топками. Так, пылеугольные топки устойчиво работают при нагрузках не менее 50% номинальной, а слоевые при нагрузках около 10—'15 % номинальной.

В табл. 4-5 приведены расходы топлива на растопку котлов в зависимости от их поверхности нагрева и времени нахожде­ния котла в резерве. В котельном цехе должен быть составлен график очередности пуска котельных агрегатов и оптимального распределения общей нагрузки между работающими котлами. При эксплуатации промышленных котельных с паровыми и водогрейными котлами недопустимо отклонение параметров пара и воды от номинальных, так как оно приводит к перерас-

126

ходу топлива. Однако на практике поддержанию номинальных параметров в промышленно-отопительных котельных не уделя­ется должного внимания. Работа паровых котлов с понижен­ным давлением приводит к снижению к. п. д. из-за необходи­мости снижения температуры воды после водяного экономай­зера во избежание ее закипания. Кроме того, объем пара при снижении давления заметно возрастает, что приводит к увели­чению скорости пара в барабане котла и в сепарационных уст­ройствах, т. е. к повышению влажности пара и к росту его солесодержания.

Отклонение температуры сетевой воды от значений, задан­ных отопительным графиком, будет приводить к перерасходу тепла на отопление или к нарушению комфортных условий в по­мещениях. Повышение температуры сетевой воды на 1 К сверх необходимой по отопительному графику приводит к перерас­ходу теплоты на 1,5—2,0 %.

ГЛАВА ПЯТАЯ