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

Рис. 15-5. Схемы дробеочистительных установок, изображенных отно­ сительно котла в увеличенном виде.

водят на ходу котлов путем поочередного отключения по воздуху каждого аппарата на 20—30 мин. За это время дымовые газы нагревают весь ротор, благодаря чему

?60

испаряется часть содержащихся в саже веществ и пере­ ставшая быть липкой сажа выдувается газами из возду­ хоподогревателя. Такую очистку выполняют обычно еже­ суточно.

Отсутствие отложений сажи позволяет удлинять кампанию котлов. Однако для вращения высоконагрето­ го ротора приходится увеличивать зазоры в уплотни­ тельных устройствах, вследствие чего возрастает утечка воздуха, увеличивается нагрузка тяго-дутьевых машин и немного снижается экономичность работы котлов.

15-5. Водно-химическая очистка котлов

Водно-химическая очистка состоит из предваритель­ ного щелочения, кислотной промывки и из пассивации, предохраняющей очищенные металлические поверхности от ускоренной коррозии. Каждая из этих операций уточ­ няется в зависимости от конструкции котлов, их загряз­ ненности, особенностей коммуникационных схем и дру­ гих местных условий.

По [Л. 1] водно-химической очистке должны подвер­ гаться работающие под давлением элементы всех вво­ димых в эксплуатацию котлов давлением 100 кгс/см2 и выше. Котлы меньшего давления подвергаются перед вводом в эксплуатацию несколько менее эффективной операции щелочения.

Первым этапом обеих операций является внутренняя механическая очистка котла, в том числе промывка во­ дой труб. Барабаны и коллекторы очищают вручную. Между остальными операциями производят водные про­ мывки котла.

Перед первичным пуском в работу котла ТП-80 производитель­ ностью 420 т/ч на 140 кгс/см2 была произведена кислотная промывка, но пароперегреватель был только промыт водой, и в его трубах и коллекторах остались сварочный грат и окалина. В дальнейшем боль­ шая часть этого металла постепенно выдувалась струей пара, про­ носилась им по главному паропроводу и задерживалась в уловителе перед паровой турбиной. Однако за первые 16 мес. эксплуатации кот­ ла произошло 15 аварийных его остановок из-за засорения труб пароперегревателя. Объяснялось это тем, что при движении из одной части пароперегревателя в другую тяжелые кусочки металла попа­ дали преимущественно в одни к те же крайние трубы и забива­ ли их.

Дополнительное оборудование: промывочные насосы, баки для растворения кислот и щелочей и трубопроводы устанавливают обычно одновременно с монтажей кот-

лов. Это же оборудование обеспечивает в дальнейшем проведение водно-химических очисток для удаления с отдельных поверхностей нагрева котлов накипи и про­ дуктов коррозии.

Для эффективной очистки нужно, чтобы вода и мо­

Отдельные группы поверхности нагрева промывают по­ очередно. Предварительный подогрев воды и растворов производят обычно в деаэраторе и подогревателях вы­ сокого давления паром от соседнего котла.

Загрязненную воду и отработавшие моющие раство­ ры сбрасывают в котлован для отстаивания и нейтра­ лизации. Условия их удаления с территории электро­ станции должны согласовываться с санитарной ин­ спекцией.

На примерной схеме рис. 15-6 показано, что воду и растворы можно направлять в рассматриваемом прямо­ точном котле поочередно в три группы поверхностей на­ грева. Они поступают в НРЧ и СРЧ или в ВРЧ и выход­ ную часть первичного пароперегревателя, или в проме­ жуточный пароперегреватель. При сравнительно малом гидравлическом сопротивлении каждой трассы обеспе­ чивается омывание труб с большой скоростью. Такая схема удобна и для очистки труб НРЧ и СРЧ от накипи при ремонтах котла.

Различные растворы готовят раздельно в бачках. По линии 16 поступает обессоленная вода. Ее перемешива­ ние с кислотами и щелочами ускоряется циркуляцией воды в бачках с помощью насоса.

Во время самой промывки раствор подается насосом через расходомер, подогреватель и распределительный узел в очищаемые поверхности нагрева, откуда раствор через деаэратор и фильтр возвращается к насосу.

По отдельным операциям водно-химической очистки котла можно отметить следующее.

При щелочении котел очищается от жиров, масла и слабо держащихся на поверхности металла загрязнений. Щелочение производят примерно 12 ч при подогреве ра­ створа ди 90—100°С или огневом подогреве и повыше­ нии давления в котле до 20—25 кгс/см2. Перед щелоче­ нием необходимо надежно отглушить все элементы кот­ ла, изготовленные из аустенитной стали, поскольку под действием щелочей эта сталь быстро разрушается.

262

Рис. 15-6. Примерная схема поочередной водно-химической очистки отдельных поверхностей нагрева котла сверхкритического давления.

В 1952 г. на экспериментальном прямоточном котле ВТИ про­

расположенные в местах, где в металле возникали повышенные на­ пряжения — вблизи сварных швов, вокруг надрезов и пр.

Для кислотной промывки широко применяется 5%-ный раствор соляной кислоты с добавкой замедли­ теля ( и н г и б и т о р а ) , который должен не препятство­ вать разрушению находящихся на поверхности металла отложений, но тормозить разрушение раствором самого металла. В качестве ингибиторов применяют составы ПБ-5, ПБ-8, уротропин, катапин и другие вещества. Эффективность ингибиторов неодинакова, например за­ щитное действие уротропина значительно больше, чем ПБ-5.

Вместо соляной кислоты применяют другие, более дорогие, но весьма удобные для промывки кислоты (на­ пример, адипиновую кислоту), которые мало разруша­ ют перлитную сталь, но в то же время растворяют в себе значительную часть подлежащих удалению окислов же­ леза, благодаря чему намного облегчается очистка обо­ рудования после кислотной промывки. Для очистки труб от накипи, содержащей кальциевые соединения, приме­ няют другие растворы.

Пассивация поверхностей нагрева заключается в том, что при промывке котла пассивирующим раствором образуется очень тонкий слой окислов металла, на всей его внутренней поверхности. Эта тончайшая пленка пре­ пятствует соприкосновению металла с кислородом воз­ духа и предотвращает коррозию.

Однако такая пленка сохраняется лишь в течение ограниченного времени. Котел должен быть растоплен до окончания срока его пассивации, поскольку при бо­ лее длительном простое возникает интенсивная стояноч­ ная коррозия его очищенных поверхностей.

При проведении водно-химической очистки следует учитывать опасность воздействия отдельных кислот и щелочей на человеческий организм. Так, при промывке 5%-ным раствором соляной кислоты в результате разъ­ едания кислотой металла выделяется свободный водо­ род, который, выходя из верхних точек котла, увлекает с собой мельчайшие частицы жидкого раствора и обра­ зует ядовитый туман. Помимо этого, смесь водорода

264

с кислородом воздуха может взорваться при курении, искре и пр.

К работе с кислотами и щелочами люди допускаются только в соответствующей одежде, резиновых перчатках и защитных очках при строгом соблюдении правил тех­ ники безопасности. Следует предусмотреть близкое рас­ положение материалов, которые могут понадобиться при несчастных случаях, например воды, песка и извести в случае проливания на пол большого количества от­ дельных кислот и щелочей. Иногда нужны и противо­ газы.

На электростанции прямоточные котлы ПК-40 производительно­ стью по '640 т/ч на >140 кгс/см2 работали при неудовлетворительном водном режиме, вызванном отчасти ограниченной производительно­ стью водоподготовительной установки, а отчасти отсутствием кон­ сервации котлов, деаэраторов и другого оборудования при останов­ ках энергоблоков (§ 3-4), а также ускоренными растопками котлов без водной промывки (§ 11-5) и другими нарушениями условий эксплуатации. На внутренней поверхности труб НРЧ интенсивно отлагались окислы железа, из-за чего имело место несколько аварий­ ных разрывов труб.

Котлы были поочередно подвергнуты усиленной водно-химиче­ ской очистке, в результате которой были почти полностью удалены отложения с внутренней поверхности труб. Однако после очистки было несколько аварийных остановок котлов из-за разрыва про­ травленных некачественных сварных стыков, а через два года возникли новые отложения и новые разрывы труб НРЧ.

Котлы стали работать надежно после того, как прекратились нарушения правил их эксплуатации.

Глава 16 I

КОТЛОВ

16-1. Вентили и задвижки

Арматурой котла называют находящиеся под давле­ нием рабочей среды (воды и пара) устройства для уп­ равления движением этой среды. Наиболее применя­ емыми типами арматуры являются вентили, задвижки и клапаны. К арматуре причисляют и водоуказательные колонки барабанных котлов.

266

На рис. 16-1 показана распространенная конструк­ ция вентиля на давление 100—140 кгс/см2. Через корпус вентиля проходят вода или пар, расход которых регули­ руется поднятием или опусканием тарелки и изменением расстояния между тарелкой и седлом.

Перемещение тарелки осуществляется путем поворо­ та штурвала, соединенного посредством конических ше­ стерен со втулкой. Внутрь втулки вставлена верхняя на­ резная часть шпинделя. Когда втулка с шестерней вра-

Рис. 16-1. Вентиль высокого давления с коническим приводом.

266

щается вокруг своей оси, шпиндель удерживается от вращения направляющей поверхностью или планкой и перемещается по резьбе вверх или вниз. Вместе со шпин­ делем перемещается присоединенная к его нижнему концу тарелка.

Штурвал, шестерни и втулка присоединены к мости­ ку (траверсе), укрепленному на крышке вентиля. Уплот­ нение места выхода шпинделя через крышку произво­ дится сальником с набивкой.

Регулировать количество пропускаемых через трубо­ провод воды или пара можно при движении их через вентиль в любом направлении. Но от направления течения жидкости зависит удобство открытия и закры­ тия вентиля. Если жидкость подается под тарелку, т. е. сначала проходит через седло, а потом омывает тарел­

тие вентиля получается более плотным вследствие ис­ пользования давления жидкости для прижатия тарелки к седлу. Это особенно ценно для арматуры высокого давления.

Обычно в вентилях малого диаметра жидкость пода­ ется под тарелку. У вентилей большого диаметра осуще­ ствляется подача жидкости на тарелку, а для облегче­ ния открытия применяют разгрузку вентиля путем обвода воды мимо вентиля по трубе малого диаметра (по байпасу) или путем установки в средней части основной тарелки вентиля разгрузочной тарелки малого диаметра. На рис. 16-2 показано, как при подъеме шпин­ деля сначала происходит подъем малой тарелки на опре­ деленную высоту и как затем она поднимает за собой основную тарелку.

Неплотность затвора вентиля чаще всего вызывает­ ся попаданием между седлом и тарелкой песка, ока­ лины, грата от сварки или других посторонних пред­ метов.

В отличие от вентилей, которыми изменяют (регули­ руют) количество проходящей рабочей среды, задвижки

267