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

сунок, а стекает из -них в нижнюю часть топки, чем соз­ дается опасность его -воспламенения на экранных трубах.

Котлы производительностью по 230 т/ч на 100 кгс/см2 были рассчитаны на сжигание каменного угля. Несколько лет котельный цех работал на мазуте, но защитные устройства не были переобо­ рудованы и, в частности, отсутствовала автоматическая защита, от­

у вентиля перед мазутной форсункой. После этого давлением мазу­ та -была перемещена крышка сальника и выброшена наружу его набивка. Горячий мазут стал фонтанировать вверх и разбрызгивать­ ся по обшивке боковой стены топочной камеры.

Машинист котла заметил это не сразу. Когда он подбежал, что бы закрыть задвижку на линии подачи мазута к котлу, произошла кратковременная пульсация пламени в топке с выбиванием наружу небольшого количества топочных газов. Фонтанировавший мазут вспыхнул, а за ним загорелся мазут, разлитый по обшивке и одной из колонн каркаса. Закрывать окруженную пламенем задвижку ста­ ло невозможно.

Рис. 18-10, Схема действия автоматической защиты при аварийной остановке прямоточного котла, работающего на мазуте.

перегреватель; 5 —горелка,

3 0 2

Машинист немедленно закрыл задвижку на общей линии подачй мазута к четырем котлам электростанции, что привело к их оста­ новке на время пожара, пока не отключили поврежденный участок мазутной линии. Котел, на котором возник пожар, надолго вышел из строя вследствие разрушения обшивки и обмуровки и искрив­ ления колонны каркаса. Таковы были последствия беспечности руко­ водителей электростанции, не оборудовавших котельный цех комп­ лектом защитных устройств.

Котел любого типа должен останавливаться защитой яри отключении тяго-дутьевых машин, остановки всех роторов регенеративного воздухоподогревателя и других опасных неполадках механизмов, сопряженных с котлом. Кроме этого, котел должен быть аварийно остановлен при отдельных авариях вне котельного цеха — при за­ крытии стопорных клапанов турбины, при чрезмерном осевом сдвиге ее ротора, отключении турбогенератора и т. п.

При работе энергоблока с пониженной нагрузкой це­ лесообразно поддерживать пониженное давление в котле. Например, котел, рассчитанный на 140 кгс/см2, работает при 120—130 кгс/см2. Но в период работы с понижен­ ным давлением импульсное предохранительное устрой­ ство остается отрегулированным по полному давлению. В таких условиях при аварийной остановке турбины первый предохранительный клапан открывается не сра­ зу, а только тогда, когда давление в котле повысится, например, со 125 до 147 кгс/см2. Но при отключении тур­ бины немедленно прекращается движение пара в паро­ перегревателе и его трубы могут нагреться до опасной температуры раньше, чем откроется первый из предохра­ нительных клапанов. Эта опасность предотвращается защитными устройствами, которые сразу после отключе­ ния турбины открывают задвижки продувочной линии перегретого пара.

Если защитные устройства на котле отсутствуют, то в аварийной обстановке возможны необоснованные ре­ шения оператора. При работе котла в запрещенных условиях аварийные повреждения могут стать еще более тяжелыми (например, при работе с поврежденным зме­ евиком экономайзера струя воды вскоре перерезает со­ седние трубы). Возможна и чрезмерная перестраховка оператора и остановка им котла вместо снижения его

нагрузки.

Экономический эффект оснащения котла автомати­ ческой защитой заключается в сокращении объема

3 03

ірёмонгных работ, овя'зашШх й аварийными остановками, и уменьшении длительности простоя котлов. Эффектив­

Весьма опасно и н е с р а б а т ы в а н и е защиты, посколь­ ку вахтенные работники при наличии защитных устройств не ведут непрерывного подробного контроля за состоянием котлов.

По смыслу своего назначения защитные устройства должны обладать высокой надежностью. Все элементы защиты должны уверенно срабатывать в нужный момент, до наступления которого они могут длительное время бездействовать.

В качестве датчиков защит применяют приборы, уста­ новленные независимо от автоматических регуляторов и снабженные контактами, замыкающимися или размы­ кающимися при достижении заданного предельного зна­ чения контролируемой величины. Для повышения вероят­ ности правильного срабатывания защиты применяют два самостоятельных датчика, контакты которых включены параллельно или последовательно.

Параллельное включение контактов датчиков («один из двух») применяют в тех случаях, когда ложное сра­ батывание защиты не вызывает больших нарушений в работе оборудования, а отказ от включения приводит к значительным последствиям. В тех случаях, когда ложное срабатывание ведет к нежелательным последст­ виям, контакты датчиков включаются последовательно («два из двух»).

Большинство защит действует по принципу «два из двух». Так работают защиты, останавливающие котел при снижении давления воды в питательной линии, при разрыве труб экономайзера, при понижении или повышении давления пара перед встроенной задвиж­ кой и др. По схеме «один из двух» действует защита от повышения давления в котле, поскольку ее несрабатывание и чрезмерное по­ вышение давления гораздо опаснее, чем ложное срабатывание и напрасное открытие предохранительных клапанов. Кроме того, ве­ роятность ложного срабатывания защиты очень мала, поскольку в ней используются простые по конструкции и весьма надежные электроконтактные манометры ЭКМ.

При чрезмерном повышении температуры первичного пара или пара промежуточного перегрева сигнал на срабатывание защиты должен поступать одновременно от двух термопар, т. е. по прин­ ципу «два из двух». Защита срабатывает не сразу, поскольку опера­ тору иногда удается снизить температуру пара без значительного уменьшения нагрузки котла. Срабатывание защиты происходит, если температура пара после трехминутной выдержки остается повышен­

304

ной хотя бы в одном из паропроводов. Для этого собраны схемы «один из двух» (рис. 18-11),

Приборы автоматической защиты. В большинстве зазащитных (а также сигнализирующих) устройств давле­ ние воды и пара измеряется электроконтактными мано­ метрами ЭКМ, в которых срабатывание происходит, когда стрелка соприкасается с одним из неподвижных контактов (рис. 18-9).

В дифференциальном манометре ДМ (рис. 18-9) име­ ются две соединенные между собой мембранные короб-

Рис. 18-11. Схема автоматической защиты, действующей при повы­ шении температуры первичного пара или пара промежуточного пере­ грева прямоточного котла.

«два из двух»; 7 — схема «один из двух»; 8 — приборы защиты; 9 — сигнал на остановку котла или перевод его на растопочную нагрузку в случае опасного повышения температуры пара.

ки, из которых нижняя ^помещена в (пространство с более высоким давлением, чем верхняя. Находящаяся внутри коробок дистиллированная вода при изменениях разно­ сти давлений перетекает из одной коробки в другую. Перемещения верхней стенки верхней коробки переда­ ются плунжеру, при чрезмерном перемещении которого возникает аварийный электрический сигнал в индукци­ онной катушке.

305

Действие автоматической защиты. При отдельных не­ поладках автоматическая защита должна действовать не сразу, а но истечении небольшого, заранее назначен­ ного времени, в течение которого котел должен продол­ жать работу в явно аварийном режиме. Так, в прямо­ точном котле после остановки питательного насоса немедленно начинает возрастать температура труб НРЧ и небольшое промедление может привести к их разрыву. Но испытания ОРГРЭС показали допустимость переры­ ва в питании до 20—30 с, в то время как автоматиче­ ский пуск в работу резервного питательного насоса про­ изводится в течение 16—17 с. Автоматическую защиту прямоточных котлов регулируют таким образом, чтобы она останавливала котел только в случае, если через 20 с после прекращения подачи питательной воды эта пода­ ча не возобновляется (защита Г на рис. 18-9).

Погасание факела в топке, а также остановка дутье­ вых (вентиляторов или всех роторов регенеративного воз­ духоподогревателя могут быть вызваны кратковремен­ ным прекращением подачи электроэнергии. Здесь также целесообразна небольшая задержка в срабатывании автоматической защиты.

Защитные устройства осуществляют большое число различных операций по остановке механизмов, открытию и закрытию арматуры котла и пр. Соответствующие электродвигатели получают сигналы либо одновременно, либо в необходимой последовательности.

Защита отключает подачу в топку топлива путем выключения электродвигателей пылепитателей у пыле­ угольных котлов и закрытия топливных задвижек у га­ зомазутных котельных агрегатов. Закрываются водяные и паровые задвижки. У пылеугольных котлов защитные устройства отключают дутьевые вентиляторы (рис. 18-8). Их автоматическое отключение у газомазутных котлов нежелательно, поскольку возможно неполное закрытие топливных задвижек и дальнейшее горение в топке не­ большого количества мазута или природного газа. Дутье­ вые вентиляторы газомазутных котлов останавливает оператор после проверки отсутствия горения в топке. Автоматически они отключаются только при остановке всех роторов регенеративного воздухоподогревателя. Обслуживание защитных устройств усложняется, если котел работает попеременно на твердом и жидком топ­ ливах.

306

Эти котлы останавливаются защитой при отсутствии в течение 9 с освещения датчика пламенем, т. е. если фа­ кел в топке погас и его горение не возобновилось (защи­ та А на рис. 18-8). Отсутствие этой защиты может при­ вести к заполнению топливом неработающей топки и за­ тем взрыву этого топлива.

При сжигании газообразного топлива установка та­ кой защиты затруднительна, поскольку газ может гореть без светящегося пламени и не воздействовать на датчик защитного устройства. Но обрыв газового факела мало­ вероятен, и при сжигании горючего газа считается доста­ точным наличие защиты, останавливающей котельный агрегат при снижении давления в газовой магистрали.

Как указывалось в § 11-5, питание пылеугольного прямоточного котла, имеющего в топке зажигательный пояс, должно быть отключено лишь через 1—2 мин пос­ ле прекращения горения в топке, благодаря чему распо­ ложенные за поясом экранные трубы предохраняются от чрезмерного нагревания.

В отдельных схемах защиты предусматривается раз­ дельное автоматическое отключение подачи воды к каж­ дому из впрыскивающих пароохладителей. Такая слож­ ная схема не нужна, если защитные устройства отклю­ чают питательный насос Г (рис. 18-10).

При нормальной эксплуатации энергоблока сверхкритического давления питание котла обычно обеспечивается турбонасосом, и при его аварийной остановке автоматически включается электронасос. Но аварийная остановка питательного насоса котла ТПП-210А про­ изошла в период повышения нагрузки после растопки первого корпу­ са, когда работал питательный электронасос. Повторное включение насоса продолжалось более 2 мин. За это время сработала автома­ тическая защита, отключившая подачу топлива, а затем закрыв­ шая питательные задвижки и клапаны.

При восстановлении давления в питательном тракте оператор, действуя со щита управления энергоблоком, открыл задвижку на питательной линии. Затем с помощью газовых электрозапальников он включил четыре мазутные форсунки. Но через 3 мин он заметил, что вода в котел не поступала. Одна из труб фронтового экрана НРЧ над зажигательным поясом разорвалась раньше, чем оператор успел погасить огонь в топке.

Оказалось, что, открывая задвижку со щита управления энерго­ блоком, оператор убедился в ее открытии по зажиганию красной лампочки на тепловом щите, но два регулирующих клапана РПК (рис. 18-4) были закрыты, о чем можно было судить по указателям их положения УП, а показания этих приборов, не сопровождав­ шихся световым сигналом, оператор не стал проверять.

Авария произошла из-за того, что оператор недостаточно изучил действие защитных устройств, которые при срабатывании закрывают как задвижку, так и регулирующие питательные клапаны.

307