Надежность и экономичность работы энергоблока и его оборудования связана с четкой организацией службы эксплуатации. В понятие организации технической эксплуатации входит широкий круг мероприятий:
постоянный контроль исправности работы оборудования, арматуры, контрольно-измерительных приборов, схем автоматики и уход за ними, обеспечение их работы в соответствии с нормативными.характеристиками;
обеспечение требуемых параметров рабочего тела, режима горения, соотношений расходов вода-пар-топливо-воздух, тяга-дутье и водного режима;
поддержание в эксплуатационной чистоте поверхностей нагрева и их очистка;
повышение производительности труда и квалификации персонала;
экономия топлива, теплоты, воды, вспомогательных материалов;
организация учета работы оборудования и планирование улучшения показателей работы блока и станции;
контроль соблюдения сроков и объемов планово-предупредительных и капитальных ремонтов.
Работа котла может проходить при постоянной (базовой) и переменной нагрузках. Изменение условий работы изменяет параметры теплоносителя и рабочего тела, о чем судят по показаниям контрольно-измерительных приборов и работе системы защит. При любых условиях требуется обеспечение в каждой ступени пароперегревателей и промпароперегревателей допустимой температуры. Уменьшение температуры снижает экономичность работы турбины (блока) и ведет к росту расходов пара, а повышение - опасность перегрева и пережога труб. В диапазоне 70…100%-ных нагрузок на выходе из котла должны быть номинальные давление и температура пара. Для котлов СКД возможно снижение параметров острого пара при промежуточных нагрузках, т. е. работа на скользящих параметрах, которая однако допустима лишь после проведения испытаний и получения соответствующих рекомендаций. Выработка пара зависит от потребностей турбины, которые определяются графиком тепловой и электрической нагрузок электоостанции и энергоблока. Если потребление пара турбиной больше его производства в котле, давление свежего пара снижается. Повысить давление пара можно соответствующим увеличением тепловыделения в топке вводом дополнительного количества топлива, воздействуя на привод питателей топлива. Одновременно увеличивают подачу воды в котел. Давление свежего пара является важнейшим показателем регулировки нагрузки котла и настройки схемы ее автоматического регулирования. Давление пара не должно превышать предельно допустимых значений, так как при этом возможен разрыв паропроводов и труб поверхностей нагрева. Для предупреждения чрезмерного повышения давления на выходе из котла устанавливают контрольные и рабочие импульсные предохранительные клапаны, соответственно срабатывающие при давлении на 3…5% выше номинального (при p6 МПа); на 5 и 8% (6 МПа<р14 МПа); на 8% (14 МПа<р<22,5 МПа); на 10% (р>22,5 МПа).
Температуру пара поддерживают на требуемом уровне (с отклонениями ±5°С) регуляторами перегрева и расходом воды в соответствии с тепловыделением в топке. В барабанных котлах соотношение между подачей воды и расходом пара контролируют по положению уровня воды в барабане, а в прямоточных котлах - по температуре пара за одной из поверхностей нагрева (например, за переходной зоной). Колебания уровня воды в барабане не должны выходить за пределы, регламентируемые заводами-изготовителями. Отсутствие колебаний является признаком засорения водомерных стекол, импульсных трубок или арматуры. Поэтому их периодически продувают.
Изменение нагрузки и расхода топлива должно сопровождаться соответствующим изменением расхода воздуха и загрузки вентиляторов и дымососов. О правильном соотношении расходов топлива и воздуха судят по показаниям газоанализаторов (О2 или CO2) или расходомеров, а тяги и дутья - по вакууму в топке. Содержание в дымовых газах О2 выше нормы свидетельствует об избыточной подаче воздуха. В этом случае необходимо снизить загрузку дутьевых вентиляторов, прикрыв их направляющие аппараты. Увеличение вакуума в топке свидетельствует о превышении тяги над дутьем и необходимости прикрытия направляющих аппаратов дымососов или переходе на более низкую частоту вращения (для двускоростных двигателей). Создание давления в топке негазоплотных котлов нежелательно, так как это вызывает повышенную загазованность помещения. Обычно в верхней части топки котлов с уравновешенной тягой, давление поддерживают на уровне 10…30 Па (1…3 кгс/м2).В ходе топочного процесса могут коробиться и обгорать горелочные устройства, забиваться пылью пылепроводы и горелки, что ведет к нарушению аэродинамических условий в топке и ухудшению процесса горения. Это, в свою очередь, способствует увеличению потерь (q3, q4), повышению температуры газов около топочных экранов и на выходе из топки, шлакованию экранов и конвективных поверхностей нагрева. К таким же последствиям ведет недостаточная подача воздуха в горелки и увеличение присосов в топке. Воздух, поступающий с присосами через неплотности малых размеров, двигаясь вблизи экранов, в зоне относительно невысоких температур, в процессе горения не используется, так как не может глубоко проникнуть внутрь топки. В основной же зоне горения воздуха не хватает, и часть топлива, не выгорев, выносится, поднимая температуру за топкой и создавая там восстановительную среду, что усиливает шлакование и загрязнение труб. Для поддержания оптимального воздушного режима топочного процесса при эксплуатации энергоблока необходимо постоянно следить за исправностью газоанализаторов (О2 или СО2) и вести текущий контроль плотности топки и конвективных газоходов наружным осмотром и определением присосов.
Чрезмерная подача воздуха снижает температуру газов в топке, понижает устойчивость горения, увеличивает потери с уходящими газами и затраты на привод дымососов и дутьевых вентиляторов. Поэтому при ведении топочного процесса необходимо: постоянно наблюдать за состоянием горелочных устройств, пылепроводов, обмуровки; осматривать топку, ширмы, фестон, пароперегреватель (для предупреждения шлакования); следить за устойчивостью воспламенения, достаточностью подачи воздуха, равномерностью поступления топлива и воздуха в горелки и распределения смеси по их сечению, качеством распыления жидкого топлива и появлением его протечек на топочные экраны, обмуровку и т. д. Чтобы обеспечить надежную работу поверхностей нагрева кроме визуального наблюдения контролируют температуру дымовых газов, рабочего тела, металла наиболее напряженных участков установки (в соответствии с «Инструкцией, по наблюдению и контролю за металлом трубопроводов и котлов»). При визуальном наблюдении и замере сопротивлений отдельных поверхностей нагрева определяют степень их загрязнения и забивания. Уменьшают последствия загрязнений своевременной обдувкой и очисткой поверхностей нагрева и топочных экранов. Периодичность обдувки определяется испытаниями и зависит от предельного сопротивления поверхностей нагрева
При эксплуатации энергоблока необходимо постоянно повышать его экономичность, снижать тепловые потери (q2, q3, q4) и затраты энергии на собственные нужды. Потери с химическим (q3) и.механическим (q4) недожогом определяются совершенством ведения топочного процесса, в первую очередь соотношением топливо - воздух, равномерностью их поступления, перемешивания и использования при горении. Потери с химическим недожогом косвенно оценивают по показаниям щитовых газоанализаторов (О2 или СО2). Потери с механическим недожогом при сжигании твердых топлив определяют по анализу проб уноса, обычно отбираемых не реже чем 1 раз в сутки, а для АШ и тощих углей - не реже 1 раза в смену. При повышенных потерях проверяют работу газоанализаторов, изменяют топочный режим, например увеличивая расход воздуха или перераспределяя его по горелкам, уплотняют топку. Снижение потерь с уходящими газами связано с интенсификацией топочных процессов, уменьшением загрязнения поверхностей нагрева и присосов в них. Присосы воздуха в конвективной шахте жестко регламентируются и не должны превышать 10 и 25% соответственно в современных котлах с трубчатыми и регенеративными воздухоподогревателями. Присосы контролируют внешним осмотром газового тракта и проведением анализов (не реже 1 раза в месяц).
Количество солей, выносимых из барабана котла в пароперегреватель, зависит от их содержания в питательной воде, солевом и чистом отсеках барабана, расхода продувочной воды и контролируется по показаниям приборов. О степени заноса в пароперегреватель солей можно косвенно судить по температуре металла обогреваемых труб. Для снижения солесодержания в паре улучшают работу химводоочистки, увеличивают расход воды непрерывной продувки, снижают уровень воды в барабане, включают периодическую продувку. Перед периодической продувкой следует убедиться, в исправности уровнемеров и линии продувки.
При значительном заносе пароперегревателя солями проводят промывки (водяные или химические), а если необходимо, - механическую чистку внутренних поверхностей труб. Водяные промывки барабанных котлов производятся конденсатом или обессоленной водой в соответствии с местными инструкциями. На мощных прямоточных котлах СКД водяные промывки тракта до встроенной задвижки производят деаэрированной питательной водой после каждого длительного останова и после длительной непрерывной работы (например, 1500 ч для моноблоков мощностью 300 МВт). При химической промывке используют растворы минеральных (соляная, фосфорная) и органических (лимонная, фталевая) кислот и комплексообразующие реагенты (трилон Б). Чтобы предупредить разъедающее действие растворов кислот, в них добавляют замедлители реакции - ингибиторы (уротропин, хромпик, каптакс) и проводят последующую нейтрализацию (например, щелочение с использованием аммиака).
В процессе эксплуатации ведут постоянный учет работы котла, регистрацию и обработку показаний контрольно-измерительных приборов, анализ проб топлива, воды, пара, занося результаты в бланки суточных ведомостей и эксплуатационные журналы. Регулярный контроль записей в ведомостях и журналах позволяет своевременно выявлять отклонения, их причину и разрабатывать меры для их устранения. На основе суточных ведомостей составляют пятидневные, декадные, месячные, квартальные, полугодовые и годовые отчеты о работе оборудования. Наряду с этой документацией эксплуатационный персонал ведет сменный (вахтенный) журнал, в котором фиксирует отклонения и нарушения режима работы, неполадки, аварии и др. Кроме того, ведутся ремонтный журнал и журнал дефектов и неисправностей, которые должны устраняться на работающем оборудовании, либо в ближайший останов, или ремонт.
Обработка всех материалов и отчетов позволяет выявить основные пути совершенствования работы оборудования, разработать конкретные меры и спланировать технические показатели экономичной и надежной эксплуатации, наметить последовательность, сроки и объемы планово-предупредительных и капитальных ремонтов,
паровой котел форсунка
Режимные карты
Режимные карты представляют собой документ, выполненный чаще всего в виде таблицы с указанием параметров, которые должны выдерживаться для надежной и экономичной работы энергоблока. Режимные карты составляют по результатам испытаний при оптимальных, наиболее экономичных и надежных режимах, определенных нагрузках, качестве топлива и сочетаниях основного и вспомогательного оборудования. В случае установки на станции однотипного оборудования для каждого конкретного последующего котла испытания проводят в сокращенном объеме или не проводят (при этом используют режимную карту ранее испытанных котлов).
Время от времени режимные карты пересматривают и на основе дополнительных испытаний изменяют. Изменение режимной карты производится при переходе на новые виды (сорта) топлива, после проведения реконструкционных работ и капитальных ремонтов, а также с целью усовершенствования и повышения надежности оборудования и экономичности его работы.
В режимную карту входят:
давление и температура острого и промежуточного пара, питательной воды;
температура уходящих газов;
количество и сочетание работающих мельниц, горелочных устройств, дутьевых вентиляторов и дымососов;
состав продуктов сгорания (О2 или СО2);
показатели надежности и экономичности работы поверхностей или элементов котла;
расход воздуха на мельницы и их загрузка;
температура среды и металла некоторых наиболее опасных с точки зрения перегрева поверхностей нагрева;
другие показатели, например характеризующие шлакование, загрязнение.
Кроме того, в режимной карте отражены:
периодичность включения средств очистки поверхностей нагрева и особые условия работы оборудования котла (например, степень открытия регулирующих воздушных и газовых шиберов, открытие шиберов первичного и вторичного воздуха горелок);
периодичность удаления шлака;
условия работы линий рециркуляции газов и рабочей среды.
При сжигании мазута в режимные карты дополнительно вносят температуру предварительного подогрева, при которой обеспечивается его надежное транспортирование по-трубопроводам и распыление в форсунках.
По параметрам, входящим в режимную карту, настраивают защиты и системы автоматического регулирования. Паровые котлы вводимые после монтажа, подлежат первичной наладке, на основе которой составляются временные режимные указания, действующие до завершения режимно-наладочных испытаний и появления режимной карты.
Испытания котлов разнообразны. Среди них можно выделить пусконаладочные, режимно-наладочные и исследовательские. Па необходимости проведения различают регулярные, плановые и экстренные работы, а по сложности - работы I, II и III категорий, отличающиеся объемом и точностью проведения.
Пусконаладочные испытания, включающие комплексное опробование котла и проверку гарантийных расчетных показателей его надежности и экономичности работы, проводят после окончания монтажных работ. В объем испытаний головных блоков входят также поэлементная проверка оборудования, его испытания и приемка.
Режимно-наладочные испытания проводят для выявления оптимальных условий работы котла, его основного и вспомогательного оборудования и проверки надежности работы поверхностей нагрева при различных режимах.
Проводя эти испытания на определенных нагрузках, проверяют и фиксируют параметры при разных условиях топочного режима (воздушный режим горения, число и сочетание работающих горелок, мельниц, распределение первичного и вторичного воздуха) и работы системы пылеприготовления (степень сушки, тонина помола, вентиляция мельниц и др.), а также при сжигании различных видов топлива. Во время испытаний обращают внимание на надежность работы отдельных элементов котла (топки, горелочных устройств, поверхностей нагрева), явления, снижающие ее (шлакование, занос, высоко- и низкотемпературная коррозия, перегрев и пережог труб и т. д.), экономичность работы отдельных видов оборудования (удельные затраты электроэнергии, сопротивление тракта), маневренность, диапазон регулирования и другие специфические особенности (например, выход шлака в топках с жидким шлакоудалением).
Испытания проводят по заранее составленной программе, в которой отражают их цель, основные задачи, условия, объем, методику проведения и обработки результатов, потребность в рабочей силе, а также приводят перечень подготовительных мероприятий и указывают ответственных исполнителей. Программа утверждается руководством электростанции и доводится до сведения сменного вахтенного персонала, дежурного инженера и диспетчерской службы.
Перед испытаниями проверяют основные и вспомогательные щитовые приборы, устанавливают дополнительные приборы и специально изготовленные приспособления (газозаборные трубки штуцеры, зонды, линии отсоса газов и охлаждения приборов, пылезаборные трубки, топливоотборники и др.). С целью повышения качества проведения испытаний и исключения серьезных ошибок выделенный персонал проходит предварительную учебу. Все это входит в комплекс подготовительных мероприятий и отражается в программе. Испытания проводят работники цеха наладки совместно с эксплуатационным персоналом станции или специализированной наладочной организацией.
Останов котла
При останове котла постепенно снижают нагрузку, уменьшая расход топлива, питательной воды, воздуха и загрузку дымососов. В схемах с прямым вдуванием пыли расход топлива уменьшают разгрузкой питателей сырого топлива и последующим постепенным остановом их и соответствующих мельниц. В схемах с промежуточными бункерами первоначально отключают питатели сырого топлива и мельницы, а затем уменьшают загрузку питателей пыли и постепенно выводят их из работы. Скорость снижения нагрузки определяется допустимой скоростью изменения температуры металла наиболее толстостенных элементов оборудования. Чтобы не появились значительные температурные напряжения в начальный период останова (иногда до минимально устойчивой нагрузки), поддерживают номинальную температуру пара.
Разгрузку барабанных и некоторых прямоточных котлов ведут при скользящем давлении. Скорость снижения давления в этом случае зависит от условий поддержания заданной температуры и допустимой скорости снижения температуры насыщения (в барабанных), определяемой давлением. Останов прямоточных котлов можно вести как в прямоточном, так и в сепараторном режиме. Переход на сепараторный режим останова начинают при расходе среды, меньшем пропускной способности растопочного узла. Перед переходом на сепараторный режим открывают дроссельные клапаны 5 и 3 (Др-1 и Др-2) встроенного сепаратора 4 и расширителя Р-20 (см. рис.1) и арматуру их сбросных трубопроводов с целью прогрева, после чего закрывают встроенную задвижку ВЗ. Изменяя открытие дроссельных клапанов, поддерживают регулятором рабочее давление в тракте до встроенной задвижки. Останов двухкорпусных котлов ведут либо разгрузкой обоих корпусов, либо чаще - постепенной разгрузкой с остановом сначала одного, а затем другого корпуса.
После разгрузки блока до минимально устойчивой нагрузки гасят топку, обязательно проверяя отключение горелок, прекращают подачу питательной воды и останавливают питательные и бустерные насосы. При снижении мощности до значений, на которые рассчитана пропускная способность пускосбросных устройств (ПСБУ), отключают турбину. Последующее обеспаривание промежуточного и основного пароперегревателей производится в конденсатор открытием арматуры на сбросных паропроводах промперегрева и ПСБУ. После останова котла в течение 5…10 мин вентилируют топку и газоходы. Действия персонала после останова котла и его оборудования зависят от вида останова (см. § 54).
При останове котла в ремонт его отсоединяют от общестанционных магистралей и трубопроводов соседних котлов, устанавливая соответствующие заглушки. При сжигании твердого топлива его полностью удаляют из бункеров. Внутренним и внешним осмотрами газоходов, топки, поверхностей нагрева основного и вспомогательного оборудования определяют неисправности, о чем делают соответствующие записи в журналах ремонта и дефектов. При последующих ремонтах контролируют устранение отмеченных недостатков.