Предупреждение АВАРИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

Основные причины повреждений пароперегревателей

В практике эксплуатации нередки случаи аварийного повреждения змеевиков пароперегревателей [(особенно ширм и выходной ступени конвективной части), а также промежуточного пароперегревателя. Более часто повреж­даются змеевики из стали Х18Н12Т, обладающей повы­шенной склонностью к окалинообразованию, при работе котла на мазуте [21].

Повреждения пароперегревателей на котлах с давлени­ем пара 14- МПа составило до 50 % всех отказов, а по кот­лам с давлением 10 МПа — до 40 %.

К основным причинам, вызывающим повреждения па­роперегревателей, относятся: длительная работа металла труб с повышенной по сравнению с расчетной температу­рой, приводящая к изменению структуры металла и обра - зованшо трещин; кратковременная работа металла с чрез­мерно высокой температурой, вызывающая отдулины или разрывы труб; наружная и внутренняя коррозия труб; ме­ханический наружный износ (эрозия) труб летучей золой и уносом или струей пара; отложения солей на внутренних поверхностях перегревателя из-за высокого солесодержа - ния котловой воды; исчерпание ресурса длительной проч­ности; систематические колебания температуры металла труб, вызывающие разрушение металла с образованием кольцевых трещин. Это явление усиливается, если трубы защемлены и их удлинение затруднено.

Перегрев металла труб может быть в результате по­вышения средней температуры перегретого пара или повы­шения температуры пара в отдельных змеевиках перегре­вателя. В последнем случае средняя темпратура пара на выходе из перегревателя может находиться в пределах нормы.

Чрезмерное повышение средней температуры пара мо­жет быть вызвано причинами эксплуатационного и конст­руктивного характера.

Наиболее частыми причинами чрезмерно высокой тем­пературы пара являются эксплуатационные причины. На­пример, перевод котла на сжигание топлива ухудшенного качества с повышенной влажностью или зольностью или на другой вид топлива с более низкой теплотворной спо­собностью приводит к перераспределению тепловосприя - тия между радиационной и конвективной поверхностями нагрева. При выполнении перегревателя конвективным это приводит к повышению температуры пара.,Такое же влияние оказывают: неудовлетворительный топочный ре­жим с большим избытком воздуха ( что ведет к увеличению объемов и скоростей дымовых газов); чрезмерно высокое распределение факела в топке; затягивание горящего фа­кела в конвективный пучок и продолжение горения в обла­сти пароперегревателя; загрязнение и шлакование поверх­ностей нагрева котла, расположенных до пароперегревате­ля; снижение температуры питательной воды.

Повышение температуры пара может быть и при ма­лом избытке воздуха в результате догорания газов в об­ласти пароперегревателя.

Причины конструктивного характера, приводящие к по­вышению средней температуры перегретого пара, связаны с завышением поверхности нагрева пароперегревателя „(ошибка расчета).

При необходимости целесообразнее сократить поверх­ность нагрева горизонтального перегревателя путем удале­ния отдельной секции, а вертикального перегревателя — путем вырезки одинаковых участков труб у всех змееви­ков.

Другой способ уменьшения поверхности нагрева пе­регревателя состоит в удалении части змеевиков по воз­можности равномерно по ширине газохода, но при этом не­избежно появление коридоров.

Решение о целесообразности уменьшения поверхности нагрева перегревателя может быть принято только на осно­вании исследования работы котла и установления невоз­можности применения других, более простых способов снижения температуры перегретого пара.

Одной из важных задач обеспечения надежности блоч­ных установок является автоматическое поддержание * тем­пературы перегретого пара в заданных, обычно весьма уз­ких, пределах. Стабильность температуры зависит от це­лого ряда режимных факторов, но основные ее колебания связаны с изменением нагрузки.

• При развитом конвективном перегревателе температура пара растет с увеличением нагрузки; наоборот, при мощ­ном радиационном перегревателе температура в этих усло­виях снижается.

На практике даже комбинированные радиационно-кои - вективные перегреватели в эксплуатационных условиях не обеспечивают постоянства температуры перегретого пара в пределах допустимых отклонений, в связи с чем каждый котел оборудуется устройством для регулирования темпера­туры перегретого пара. Наибольшие допустимые отклоне­ния температуры перегретого пара от номинального зна­чения установлены ГОСТ 3619-82Е (табл. 5.3).

При чрезмерном повышении температуры пара металл становится пластичным. Под действием внутреннего дав­ления перегретого пара появляются отдулины в трубе, а затем труба разрывается вдоль образующей. Размеры по­врежденного участка с повышением температуры стенки увеличиваются. С большой скоростью пар из места разры­ва истекает в - газоход, что приводит к усиленному охлаж­дению трубы, вследствие чего температура стенки трубы в месте разрыва уменьшается, а это прекращает дальней­шее увеличение размеров разрушенного участка. Следует иметь в виду, что струя пара, выходящего йз разрушенной трубы, может повредить соседние Трубьь. ; і1

Многие повреждения труб перегревателя являются - ре­зультатом неправильного режима его работы во время ра­столок и остановов котла, когда, расход пара через перегре­ватель мал. В это время трубы перегревателя подвергают­ся нагреву за счет теплоты газов, а при останове — за счет излучающего действия раскаленной обмуровки и шлака.

Особая осторожность необходима при растопке котлов высокого давления, снабженных радиационными перегре­вателями. В эти периоды охлаждение труб перегревателя должно производиться их продувкой. Для этого также ре­гулируют предохранительные клапаны после перегревате­ля, которые обеспечивают их охлаждение паром в случае резкого сокращения расхода перегретого пара. Эти кла­паны открываются раньше предохранительных клапанов, установленных на барабане котла.

При резком сокращении отбора пара от котла и подъ­еме клапана после перегревателя необходимо немедленно начать продувку его, одновременно уменьшая форсировку топки.