ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭКРАННЫХ ТРУБ ВСЛЕДСТВИЕ НАРУШЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИИ ВОДЫ
На рис. 34 схематически показано, что в ©кране парового котла парообразование происходит только в обогреваемых трубах 4, находящихся в топке, а в наружных необогреваемых трубах 2 находится вода. Поэтому внутреннюю часть соединенных между собой труб экрана можно уподобить сообщающимся сосудам, причем в левых сосудах находится вода, а в правых —смесь воды и пара. В обогреваемых трубах более легкая пароводяная смесь движется вверх, а на ее место по. наружным необогреваемым трубам поступает вода, которая в обогреваемых трубах частично испаряется и также перемещается наверх, в барабан котла.
Парообразование в экранных | трубах происходит непрерывно, g так же. непрерывно осуществля - | ЄТСЯ И круговое движение ВОДЫ 4 (ее циркуляция). Почти всегда I это движение воды происходит правильно, обеспечивая надлежащее охлаждение металлических стенок экранных труб; но иногда циркуляция воды нарушается, и это может вызвать повреждение труб вследствие чрезмерного нагрева металла.
| Рис. 34. Упрощенная схема циркуляции воды в экране парового котла.
1 — барабан; 2—опускная не - обогроваемая труба; 3— нижний экранный коллектор; 4— обогреваемые трубы. |
Большинство таких поврежде - ІІІКІІ происходит при образовании больших пузырей пара («паровых пробок»), закрывающих собой все внутреннее сечение отдельных экранных труб. Неподвижный или медленно движущийся пар очень плохо проводит тепло, поэтому в местах образования таких «пробок» металл стенок труб быстро нагревается до очень высокой температуры. При нагреве до высокой температуры прочность металла значительно уменьшается, груба не выдерживает внутреннего давления, раздувается и разрывается, в результате чего котел приходится не. мед - іенно выключать из работы.
В момент разрыва экранной трубы пароводяная смесь выбрасывается из образовавшегося отверстия с очень большой скоростью, и металл резко охлаждается. Нагрев и быстрое охлаждение вызывают изменение структуры! стали, ее твердость значительно увеличивается.
Внешний вид места разрыва трубы может быть различным. Если в металле нет скрытых пороков, отверстие
Рис. 35. Характер деформации экранных труб, разорвавшихся из-за нарушения циркуляции воды. |
А — обычный вид места разрыва экранной трубы; б — разрыв экранной трубы через четверть часа после кратковременного упуска воды; в — разрыв экранной трубы по месту внутренней трещины в металле.
Имеет характерную удлиненную форму (рис. 35,а), причем периметр трубы в зоне разрыва увеличен, а кромки металла острые. При наличии в трубе скрытьи. х трещин отверстие имеет участок, по форме близкий к прямоугольному (рис, 35,б); периметр трубы может быть увеличен меньше, чем у соседних деформированных, но неразорвавшихся труб. Вокруг отверстия металл обычно имеет меньшую толщину, но его кромки могут и не быть 48
Острыми. Такой характер раскрытия поврежденной трубы обычно не означает, что причиной ее разрьша явились скрытые дефекты металла. Но при одновременной деформации нескольких труб такая труба обычно разрывается раньше других.
Нарушение циркуляции может произойти по различным причинам. Чаще всего оно имеет место при упуске воды, т е. при чрезмерном снижении уровня воды в барабане котла. Иногда циркуляция воды нарушается в результате очень большой неравномерности обогрева отдельных экранных труб. Тогда в менее обогреваемы* трубах вода движется вниз, а пар поднимается вверх, идя против потока воды. При этом отдельные пузыри пара в течение некоторого промежутка времени остаются неподвижными или почти неподзижньши, вследствие чего образуются указанные выше «паровые пробки».
Приведем следующий пример разрыва экранных труб, вызванного нарушением циркуляции воды.
В период первичного ввода в эксплуатацию котла ТП-170-1 паропроизводительностью 170 т/ч при 100 ат стремились по возможности сократить длительность пусковых работ. Котел, как обычно, был подвергнут щелочению, т. е. длительному кипячению в нем воды, в которую были добавлены щелочи. Затем его нужно было охладить и промыть. Вместо этого для экономии времени произвели лишь трехкратную длительную продувку всех нижних экранных камер. При подъеме нагрузки котла до 35 г/ч произошел разрыв экранной трубы.
Как известно, у котлов высокого давления экраны состоят из большого числа отдельных секций труб с независимой циркуляцией. У котла ТП-170-1 каждый из экранов был разделен на три секции. Осмотр показал, что из 29 труб левой секции заднего экрана у 17 труб диаметр был увеличен с 76 до 78—82 мм, а одна из труб была разорвана по скрытой трещине (см. рис. 35,в).
Было установлено, что руководившие пуском котла монтажники не удовлетворились тремя продувками всех экранов после щелочения и «для верности» решили продуть их четвертый раз при казанной выше нагрузке. Эта продувка и явилась причиной повреждения экранных труб
При периодической продувке происходит ослабление циркуляции воды, незначительное при полной нагрузке котла и безвредное в период растопки. при низких температурах в топочной камере. Но открытие продувочных вентилей очень опасно, если котел работает с малой нагрузкой, при которой циркуляция воды ослаблена .
В данном случае при относительно длительном нарушении циркуляции деформировалось большое число экранных труб. Первой Разорвалась труба, имевшая скрытую внутреннюю трещину.
4 В. Мейкляр. 49
