Файл: Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие].pdf

стремятся обеспечить превращение воды в пар Либо в СРЧ, либо в панелях НРЧ, расположенных по углам топочной камеры, где тепловая нагрузка труб меньше, чем в средних панелях.

В котлах сверхкритического давления почти всегда имеется небольшое расхождение температур между от­ дельными трубами одной и той же панели. Возможно даже движение в одних трубах воды, а в других — пе­ регретого пара. Но лишь в редких случаях это приводит

копасным последствиям.

Укотлов сверхкригического давления ТПП-ПО в вертикальных многоходовых панелях НРЧ одна и та же труба получала наиболь­ шее количество тепла в зонах огибания амбразур четырех пылеуголь­

ных горелок. После нескольких аварийных разрывов этой трубы было изменено ее трассирование с таким расчетом, чтобы максималь­ ное количество тепла воспринималось ею лишь на третьей части ее длины, а в остальной части панели — поочередно двумя другими тру­ бами. После этого повреждения труб прекратились.

10-4. Тепловые перемещения экранов

Почти у всех крупных котлов с естественной цирку­ ляцией воды экраны с их необогреваемыми опускными

гревании удлиняются и при остановке снова укорачи­

экранные коллекторы. Свободное тепловое перемещение барабанов обеспечивается тем, что их подвески делают шарнирными, а опоры роликовыми. Если у котла два верхних барабана, то при растопке они расходятся вследствие удлинения соединяющих их труб (рис. 10-2).

Распрямление изогнутых труб подового экрана или труб холодной воронки предотвращается тем, что ниж­ ние коллекторы противоположных экранных секций же­ стко присоединяют друг к другу.

В топках котлов производительностью ПО т/ч на 128 кгс/см2 для организации жидкого шлакоудаления был установлен горизонтальный под, который опирался не на трубы холодной воронки, а на непо­ движные конструкции шлакового комода. Через несколько месяцев

166

у всех котлов появились кольцевые трещины в местах развальцовки верхних концов экранных труб в барабан.

При первых растопках котлов после их реконструкции экранные трубы перемещались вниз. В период работы жидкий шлак застывал вокруг труб, «приклеивая» их к неподвижным кирпичным конструк­ циям. Охлаждаясь при остановке котлов, трубы не могли укорачи­ ваться и с большой силой тянули барабан вниз. При этом трещины появились в верхних вальцовочных соединениях, где металл труб был ослаблен дополнительными напряжениями от развальцовки.

У экранов прямоточных котлов большой производи­ тельности раздельно укрепляют трубные панели НРЧ, СРЧ и ВРЧ. Их тепловые перемещения меньше, чем

Рис. 10-5. Элементы крепления экранных труб (сварные швы услов­ но затемнены).

а — крепление вертикальных экранных труб барабанного котла; б — крепле­

единительная скоба; 3 —крепежная скоба; 4 — тяга; 5 — балка каркаса котла, 6 — скоба, устанавливающая расстояние между трубами; 7 — зажигательный пояс, защищающий скобы 6 от обгорания; 8 — стальной прут в месте привар­

ки друг к другу соседних экранных труб.

у длинных экранных панелей котлов с естественной циркуляцией воды. Но у котлов сверхкритического давле­ ния рабочая среда в параллельно включенных трубах может иметь различную температуру, из-за чего эти трубы могут удлиняться не одинаково. Обеспечить теп­ ловое перемещение таких труб сложнее, чем в котлах С естественной циркуляцией воды, где во всех экранных

167

трубах происходит кипение воды при почти одинаковой температуре.

Имеются различные способы крепления экранных труб котлов сверхкритического давления, при которых соседние трубы могут немного перемещаться относитель­ но друг друга (рис. 10-5,6 и г). Применяют и такие конструкции, в которых по 8—10 труб приварены друг к другу и присоединены к обшивочной раме крючьями, прикрепленными к одной из труб каждой группы. Рас­ стояние между группами труб сохраняется с помощью скоб, приваренных к крайним трубам группы.

10-5. Периодическая продувка экранов

Как указывалось в гл. 2, периодическая продувка нижних экранных коллекторов производится только у котлов с естественной циркуляцией воды и имеет целью удаление оседающих в этих коллекторах взвешен­ ных веществ.

Периодическая продувка экранов может не произво­ диться при почти полном отсутствии в котловой воде взвешенных частиц (прежде всего, частиц окислов же­ леза и меди). При чрезмерном содержании этих частиц периодическая продувка не может обеспечить отсутствия аварийных повреждений экранных труб.

На электростанции с тремя котлами производительностью 220 т/ч на 100 кгс/см2 не соблюдался график периодической очистки деаэра­ торов, вследствие чего их производительность снизилась и возросло содержание кислорода в питательной воде. Попадавшие в котловую воду мелкие частицы окислов железа лишь частично оседали в ниж­ них экранных коллекторах и образовывали тонкий слой накипи на внутренней поверхности экранных труб в зоне их наибольшего обо­ грева.

Первые повреждения экранных труб происходили в периоды вре­ менного ухудшения циркуляции при различных небольших отклоне­ ниях от стабильного режима работы котлов, т. е. когда дополнитель­ но возрастала температура металла. В дальнейшем, с увеличением толщины слоя накипи, разрывы труб начали возникать и при обычных условиях эксплуатации.

Из 13 разорвавшихся труб 10 относились к чистому отсеку сту­ пенчатого испарения. Как и в других подобных случаях, сравнитель­ но тяжелые частицы окислов железа попадали в солевые отсеки в меньшем количестве, чем растворенные в воде соли.

Аварии прекратились после химической очистки котлов, деаэрато­ ров и другого оборудования (см. § 15-5) и доведения содержания кислорода в питательной воде до допустимых значений.

168

При открытии вентилей периодической продувки давление в нижнем экранном коллекторе несколько сни­

периодическую продувку не рекомендуют производить при ослабленной циркуляции в котле, т. е. при неустой­ чивом горении в топке, в периоды изменения нагрузки котла и при его работе с низкой нагрузкой.

Есть основание полагать, что осевшие в нижних экранных коллекторах твердые частицы шлама выду­ ваются с водой только в первые секунды после откры­ тия продувочных вентилей. Периодическая продувка каждого коллектора должна продолжаться не дольше 30 с. Увеличение ее длительности не только бесцельно, но опасно, поскольку при продолжительном ослаблении циркуляции становится более вероятным ее нарушение.

Периодическую продувку иногда производят при растопке котла для удаления холодной воды из нижних экранных коллекторов. Такая продувка способствует возникновению циркуляции, но должна быть прекраще­ на, как только нижние камеры прогреются.

Котел ТП-170-1 паропроизводительностью 170 т/ч на 100 кгс/см2 в период первичного пуска в эксплуатацию был подвергнут щелоче­ нию. Затем в течение ночи котел не обогревался. В этот период для внутренней очистки котла провели трехкратную длительную продувку всех нижних экранных камер. Утром при подъеме нагрузки до 35 т/ч произошел разрыв экранной трубы. Осмотр показал, что из 29 труб

в металле.

Было установлено, что руководители пуска котла не удовлетво­ рились тремя продувками экранов после щелочения и «для верности» начали продувать их еще раз при работе котла с низкой нагрузкой. Во время этой продувки и произошел разрыв экранной трубы.

10-6. Коррозия экранных труб

Коррозионные разрушения возникают как на вну­ тренней, так и на наружной поверхности экранных труб. Причины коррозии различны.

1. Вместе с питательной водой в котел вносятся мельчайшие частицы окислов железа и меди. Эти части­ цы являются продуктами коррозии подогревателей, тру­ бопроводов и другого оборудования электростанции. По [Л. 1] допускается лишь ничтожное их содержание в пи­ тательной воде (рис. 4-5).

169