Аварии на жаровых трубах котлов. Инструкция по аварийным ситуациям в котельной. Аварии паровых котлов
На предприятиях различных отраслей спиртовой промышленности эксплуатировались сосуды – разварники вместимостью 5,0 и 5,3 м3 с давлением пара 0,6 МПа. Они предназначались для обработки паром картофеля, свеклы, зерна и других пищевых продуктов. Для защиты нижней конической части от механического износа разварники снабжались предохранительной гильзой высотой 1600 мм.
На некоторых заводах не проводился должный контроль за техническим состоянием указанных сосудов и износ их стенок своевременно не выявлялся, что приводило к авариям с тяжелыми последствиями. Так на одном из заводов разрушение разварника во время эксплуатации произошло из-за того, что утонение стенок конической части произошло с 12,0 мм до 2-2,8 мм.
На другом заводе разварник взорвался при следующих обстоятельствах.
При монтаже разварника был вырезан штуцер отвода ввиду его ненадобности и в этом месте вварена заплата диаметром 240 мм. Для заплаты применена сталь с содержанием углерода 0,7% вместо допустимых 0,3%
Заплата была вставлена в гнездо не полностью, со смещением стыкуемых кромок до 5,5 мм. Сварка произведена с непроваром корня шва по всему периметру заплаты глубиной до 50%.
Подготовка отверстия под заплату производилась газовым резаком без зачистки кромок абразивным инструментом. Качество сварки не проверялось. После окончания ремонта разварник не был предъявлен инспектору котлонадзора для технического освидетельсвования..
За два часа до разрыва разварник был отключен от паропровода и находился в рабочем состоянии, заполненный разваренной массой. Из-за неплотности в запорной арматуре в нем образовалось давление, при этом произошло разрушение сварного шва заплаты, вызвавшее взрыв.
В результате взрыва были разрушены стены, повреждено технологическое оборудование и коммуникации, при этом разварник пробил бетонное основание и углубился в грунт на 2,2 м.
Из-за нарушений водно-химического режима на котлах типа МЗК-7Г при наработке от 1700 до 3500 часов происходили разрывы труб поверхностей нагрева. Расследование показало, что причиной разрыва труб явилось полное перекрытие живого сечения труб отложениями солей накипи. На предприятиях, эксплуатирующих указанные котлы было выявлено следующее:
- котлы питались частично сырой водой или водой, жесткость которой во много раз превышала норматив Госгортехнадзора;
- продувка котлов производилась нерегулярно и не в достаточном количестве, а некоторые котлы вообще не продувались, и продувочные вентили были полностью забиты накипью и шламом;
- режимные карты по регенерации фильтров и продувке котлов специализированными (наладочными) организациями индивидуально для объекта не были составлены, сроки остановки котла на ревизию и очистку не установлены;
- систематический контроль за качеством воды в питательных баках отсутствовал;
- грубо нарушались требования по эксплуатации водоподготовительных блоков для котлов производительностью 1,0-0,4 т/ч.
Таким образом, как показывает изложенное, основной причиной ускоренного наноса внутренних поверхностей нагрева котлов солями накипи и образованием шлама в нижнем коллекторе является неудовлетворительный водный режим, т.е. питание котлов с высокой жесткостью питательной воды.
В процессе эксплуатации котлов малой производительности типа Е-1/9 происходили аварии с тяжелыми последствиями.
Так на маслозаводе в результате аварии с паровым котлом Е 1/9 было полностью разрушено помещение котельной. При расследовании установлено, что паровой котел предназначался для работы на твердом топливе.
По согласованию с заводом-изготовителем котел был переоборудован для работы на жидком топливе. При этом было установлено горелочное устройство, смонтировано автоматическое устройство для отключения подачи топлива при понижении уровня воды ниже допустимого или повышении давления выше установленного, а также выполнены другие работы, рекомендованные заводом-изготовителем.
Перед вводом котла в эксплуатацию работниками маслозавода произведена замена оказавшегося неисправным питательного насоса НД-1600/10 производительностью 1,6 м3/час и напором 10 кгс/см2, центробежно-вихревым насосом производительностью 14,4 м3/час c напором 8,2 кгс/см2.
Большая электрическая мощность двигателя этого насоса не позволила подключить его к электрической схеме автоматического регулирования питания котла. Поэтому питание котла водой осуществлялось вручную, а автоматика отключения подачи топлива при понижении уровня ниже допустимого осталась в нерабочем состоянии.
Из-за неисправности датчика не работала также автоматика прекращения подачи топлива при повышении давления.
В день аварии кочегар, растопив котел, вышел в соседний цех завода для проверки показаний манометра на паропроводе, так как телефонной связи в котельной не было. За время отсутствия кочегара (15-20 минут) питание котла водой не производилось. Вскоре после возвращения кочегара в котельную произошла авария котла, при которой вырвало крышку люка нижнего барабана и разрушен нижний левый коллектор в месте приварки к нему колосниковой балки.
Комиссией, производившей расследование аварии, установлено, что авария котла произошла из-за значительного превышения давления сверх допустимого. Причинами повышения давления явились упуск воды из котла (котел не подпитывался 15-20 минут) и последующая затем интенсивная подпитка его. Произведенные расчеты показали, что давление в котле в этом случае повысилось до 20-30 кгс/см2.
В котельной банно-душевого комбината произошел взрыв парового котла
Е-1/9-1М, в результате которого полностью разрушено здание. Взрывом котел был сорван с фундамента и отброшен на расстояние 20 метров от котельной.
Паровой котел, изготовленный для работы на жидком топливе, был установлен в помещении котельной, примыкающей к бане, оборудован химводоподготовкой и автоматикой безопасности (автоматическая подпитка котла, устройством для автоматической отсечки топлива при достижении уровня воды в котле и повышении давления выше установленного, приборами сигнализации).
При осмотре котла после аварии выявлено, что у верхнего и нижнего барабанов вырваны крышки люков, от барабанов оторваны коллектора боковых и потолочного экранов, запорный вентиль на паропроводе от котла закрыт, автоматика безопасности и приборы сигнализации находились в отключенном состоянии (тумблер на щите зафиксирован в положении ручного управления).
Комиссией, производившей расследование аварии, установлено, что взрыв котла произошел из-за значительного превышения давления выше допустимого. Причиной повышения давления в котле явился глубокий упуск воды с последующей интенсивной подпиткой воды центробежным насосом Кс-10-55/2 повышенной производительности (7-19 м3/час). В нарушение правил насос Кс-10-55/2 был установлен администрацией банно-душевого предприятия вместо предусмотренного заводом насоса ПН-1,6-16 производительностью 1,6 м3/час без согласования с заводом-изготовителем котельной установки.
Произведенные Всесоюзным научно-исследовательским институтом атомного энергетического машиностроения (ВНИИАМ) расчеты показали, что при интенсивной подаче большого количества воды на раскаленный металл котла насосом, давление в котле предположительно могло повыситься до 61 кгс/см2. Температура металла труб котла по результатам проведенных институтом исследований достигала 720-840°С.
Причинами аварии также явились грубейшие нарушения правил безопасности. Администрация предприятия не обеспечила должного технического надзора за работой котельной установки. К обслуживанию котла допускался необученный персонал. В котельной имела место низкая производственная дисциплина обслуживающего персонала. На время отпуска лица, ответственного за безопасную эксплуатацию котла, был назначен инженерно-технический работник, не прошедший проверку знаний по правилам безопасности. Из-за нарушения водного режима на поверхностях нагрева котла имелись солевые отложения. В котельную допускались посторонние люди.
В котельной пивоваренного завода произошел взрыв парового котла типа Е-1/9, в результате которого разрушено здание котельной.
При взрыве верхний и нижний барабаны с конвективным пучком труб были отброшены за пределы котельной, боковые экраны с коллекторами оторваны, у нижнего барабана вырвало крышку люка.
Паровой котел работал на твердом топливе.
Причиной взрыва явился глубокий упуск воды с последующей подпиткой котла. Металлографические исследования образцов металла, вырезанных из труб котла, показали, что в результате упуска воды температура стенок труб превышала 720°С, давление в котле после подпитки поднялось до 70 кгс/см2.
В процессе расследования были вскрыты грубейшие нарушения Правил эксплуатации котлов.
На заводе в соответствии со штатным расписанием имеется три инженерно-технических работника – директор, технолог и механик. Все они, а также кочегары и зольщики котлов обучены, аттестованы и получили удостоверения установленной формы. Периодическая проверка знаний персонала производилась своевременно и оформлялась соответствующими протоколами.
Требуемая Правилами котлонадзора оперативная документация (сменный журнал, журналы проверки знаний и проведения инструктажа, журнал по водоподготовке и др.) имелись и записи вносились в нее регулярно.
Однако, все это выполнялось формально.
Лицом, ответственным за безопасную эксплуатацию котлов, был назначен механик с четырехклассным образованием, имевший весьма смутное представление о работе котлов. Он не знал и не выполнял своих функциональных обязанностей, хотя ежедневно расписывался в сменном журнале.
Кочегарами не проводилась предусмотренная Правилами проверка оборудования, арматуры и средств автоматики, но в сменный журнал вносилась одна и та же стереотипная запись о выполнении этой работы. Такая запись была сделана и в день аварии. Авария произошла через час после приемки смены, а к этому времени в сменном журнале уже была сделана запись о работах, выполненных в течении всей смены и о сдаче в 8 часов утра следующего дня.
В котельной отсутствовала тепловая схема котельной установки и электрическая схема автоматики. Инструкция, составленная для котлов на жидком топливе, не была переработана применительно к местным условиям, несмотря на то, что котлы были переведены на твердое топливо.
Профилактическое обслуживание автоматики практически не осуществлялось. По заявлению работников котельной, в случае выхода из строя автоматики, для её наладки или ремонта приходилось вызывать специалиста из Москвы.
В котельной неоднократно имели место нарушения трудовой и производственной дисциплины. В день аварии кочегар и зольщик после сдачи смены не ушли, а остались играть в шашки, чем отвлекали внимание работающей смены. По заключению судебно-медицинской экспертизы все они были в нетрезвом состоянии. Тяжелым последствиям аварии способствовало то, что администрация завода не выполнила предписание котлонадзора об изъятии из эксплуатации дополнительно установленного центробежного насоса, подача которого в десять раз превышала проектную (16,0 м3/час), а в котлонадзор направила ложное уведомление о якобы выполнении указанного требования котлонадзора.
С 1968 г. котлостроительными заводами барабаны котлов Е-1/9 выпускались с крышками люка толщиной 8,0 мм, а с 1977 г. толщина крышки была увеличена до 10,0 мм. В целях предупреждения аварий паровых котлов типа Е-1/9 было принято решение снизить разрешенное при эксплуатации давление до 6,0 кгс/см2 у указанных котлов, имеющих толщину крышек люка 8,0 мм.
Толщина съёмной крышки барабана котла Е-1/9 должна составлять 10 мм при рабочем давлении 8 кгс/см2. При толщине крышки 8 мм давление должно быть снижено до 6 кгс/см2. Крышки меньшей толщины должны быть заменены на крышки толщиной 10 мм.
На ТЭЦ химического комбината была авария с тяжелыми последствиями (отрыв заглушки) трубопроводов четвертой категории (диаметр 400 мм, давление 8 кгс/см2, температура 169,6°С).
Отрыв заглушки трубопровода произошел вследствие гидравлического удара, возникшего при пуске трубопровода в работу без предварительной его продувки. Трубопровод после реконструкции не подвергался внеочередному техническому освидетельствованию, руководство и инженерно- технические работники комбината в нарушение инструкций и приказа по комбинату не сделали записей в журнале распоряжений о пуске трубопровода в работу и не проинструктировали дежурного слесаря о продувке паропровода перед пуском в работу.
Аналогичная авария с тяжелыми последствиями произошла на комбинате «Стройпластмасс», где вследствие гидравлического удара при пуске трубопровода IV категории произошел разрыв чугунного вентиля Ду-200 мм.
На котле ТГМ-96 ТЭЦ произошел разрыв трубопровода диаметром 133 мм байпаса питательной линии котла на прямом участке, расположенном за регулирующим клапаном, вызвавший тяжелые последствия. При осмотре трубопровода был обнаружен эрозионный износ внутренней поверхности трубы в зоне приварки патрубка корпуса клапана к трубопроводу. Труба подвергалась износу по всему периметру с максимальным утонением стенки до 1,2 мм при исходной толщине 10 мм. Обнаружен также эрозионный износ в аналогичной зоне у основания питательного клапана Ду250 мм. Трубопровод находился в эксплуатации 40 000 часов с параметрами среды Р=230 кгс/см2 и Т=230 °С. Проверка, проведенная котлонадзором на других электростанциях показала, что эрозионный износ участков трубопроводов, расположенных за регулирующей арматурой, имел место не только в байпасах, но и в основных питательных трубопроводах, а также на внутренней поверхности корпусов регулирующих клапанов.
Основой стабильного функционирования и развития любой страны мира является степень развития ее электроэнергетики. От ее устойчивой и слаженной работы зависит как промышленный сектор, так и непосредственно население. Напрямую зависит социально-экономическое развитие страны.
В России имеется более 700 различных типов электростанций, с общей установленной нормой выработки порядка 225 ГВт. Большая часть из этих электростанций является тепловыми (более 68 %), работающими на органическом топливе (природный газ, мазут, ископаемые угли).
Громадную роль тепловая электроэнергетика играет в Восточной части страны, за Уралом, особенно на территории Арктической зоны России, имеющей сложные природно-климатические условия для функционирования промышленности и проживания граждан.
В данном контексте тепловые электростанции, часто обеспечивающие огромные по протяженности площади с большой численностью населения, являются важнейшими стратегическими объектами жизнеобеспечения, особенно в зимний период. Исходя из того, что одним из важнейших элементов для генерации электроэнергии на электростанциях подобного типа являются паровые котлы высокого и сверхвысокого давления актуальность глубокого анализа факторов, негативно сказывающихся на эффективности работы данного оборудования и разработки мер по предупреждению аварий с соблюдением правил и норм котлонадзора является несомненно актуальной научно-производственной задачей.
Современный паровой котел высокого давления, созданный для генерации пара, имеющего определенный физические характеристики и предназначенного для обеспечения вращения турбины, вырабатывающей электроэнергию, является, несомненно, сложным технологическим производственным объектом повышенной опасности.
В гармоничной и безаварийной работе парового котла высокого давления имеет большое значение множество факторов: качество материала из которого изготовлен котел и все его элементы, качество конструкций соединений и креплений элементов, режим его эксплуатации.
Столь сложный механизм, как паровой котел высокого давления, относящийся к ОПО 2 группы, должен обслуживаться высококвалифицированным персоналом и содержаться (обслуживаться, ремонтироваться и налаживаться) исключительно в соответствии с “Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов” . Экономия на обучении персонала, нарушение режимов обслуживания и карт ремонта данного оборудования, либо отказа от его поддержки и ремонта вовсе неизбежно приведут со временем к авариям и повреждениям котлов, с возможным травмированием персонала и нанесением большого ущерба электростанции и потребителям.
К сожалению, на сегодняшний момент на российских теплоэнергетических станциях (ТЭС), включаю ТЭЦ (теплоэнергоцентрали) сложились два негативных для поддержания безопасности функционирования оборудования, в частности паровых котлов, тренда:
Лавинообразное нарастание процесса старения основного оборудования электростанций;
Резкое сокращение научно-технического потенциала отрасли .
Анализ факторов, позволяет констатировать, что:
1) в настоящее время, происходит максимальная экономия инвестиций в обновление и поддержание на соответствующем технологическом уровне оборудования ТЭС;
2) не вкладываются достаточные средства в исследования и разработку новых методов и приборов, позволяющих не только обнаруживать отдельные дефекты, но и оценивать состояние и остаточный ресурс оборудования в целом.
Это в совокупности наносит колоссальный ущерб безопасности объектов котлонадзора на ТЭС России и ставит под угрозу стабильное снабжение электроэнергией потребителей на весьма значительной территории.
В настоящее время в научной литературе и публицистике недостаточно, на наш взгляд, проработан анализ причин, вызывающих аварий паровых котлов и мер для их предупреждения с современной точки зрения.
В данной работе посредством проведения причинно-следственного анализа указанной проблематика мы постараемся в определенной мере восполнить этот пробел.
Причины, приводящие к авариям различной тяжести при эксплуатации котлов высокого давления, можно дифференцировать на пять основных групп:
Аварии, являющиеся следствием определенных нарушений водоподготовки и водного режима питания парового котла;
Аварии, связанные с упуском воды при эксплуатации котла;
Аварии паровых котлов, связанные с превышением рабочего давления выше заданного эксплуатационного;
Аварии, связанные с межкристаллической коррозией металлов конструкции;
Аварии, связанные с износом элементов парового котла .
Рассмотрим каждую группу причин, приводящих к тем или иным авариям паровых котлов высокого давления в отдельности.
1. Аварии, являющиеся следствием определенных нарушений водоподготовки и водного режима питания парового котла.
а) важность правильной водоподготовки питательной воды для котла высокого давления
Надежность работы поверхностей нагрева котельных агрегатов зависит от качества питательной и подпиточной воды. Вода является универсальным растворителем и вместе с ней в котел поступают различные минеральные примеси. Данные примеси делятся на трудно- и легкорастворимые.
К числу труднорастворимых примесей относят соли гидроксида Ca и Mg. Основные накипеообразователи характеризуются тем, что при повышении температуры их растворимость падает. Таким образом, накапливаясь в котле, по мере испарения воды, эти примеси после прохождения точки насыщения выпадают в воде. Прежде всего это соли жесткости – Ca(HCO 3) 2 , Mg(HCO 3) 2 , CaCO 2 , MgCO 2 .
Их центрами кристаллизации являются различные шероховатости на поверхности нагрева, взвешенные и коллоидные частицы, находящиеся в воде котла. Вещества, которые кристаллизуются в объеме воды, образуют взвешенные в ней частицы, так называемый шлам. Вещества, кристаллизующиеся на поверхности нагрева, образуют плотные и прочные отложения – накипь.
Одним из самых отрицательных свойств накипи является ее весьма низкая теплопроводность (0,1-0,2 Вт/м*К). Поэтому даже малый слой накипи приводит к резкому ухудшению условий охлаждения металла поверхностей нагрева и вследствие этого к повышению его температуры, что может привести к потере прочности стенки котла и его разрушению.
Кроме солей жесткости вредным фактором, создающим опасность безаварийного функционирования парового котла, является щелочность воды. Она приводит к явлению вспенивания воды в барабане. При этом сепарационные устройства не могут эффективно обеспечить отделение капель воды от пара, соответственно, щелочная вода из барабана, может поступать в пароперегреватель, тем самым создавая опасность его загрязнения. Кроме того, повышенная щелочность может являться причиной щелочной коррозии металла и возникновению трещин в местах вальцовки труб в коллекторы и барабан.
Также весьма важным фактором качества воды, которое необходимо контролировать при ее использовании для питания паровых котлов высокого давления – это содержание агрессивных газов, например, таких как, кислород и диоксид углерода. Они вызывают коррозию металлов, это в свою очередь ведет к потере их прочности и созданию потенциальной аварийной ситуации .
Таким образом, основной задачей водоподготовки является борьба с коррозией и накипью. В данном случае в качестве эффективного метода предотвращения аварии парового котла высокого давления является учет химического состава используемой питательной воды для котла, так как в каждом регионе России вода имеет свои водно-щелочные и солевые свойства.
Учитывая это обстоятельство, необходимо грамотно подбирать процессы, способствующие удалению вредных примесей и агрессивных газов из воды: фильтрация, умягчение воды способом катионного обмена, деаэрация воды.
б) важность правильной организации водного режима для эффективной работы парового котла высокого давления
Водный режим питания парового котла должен рассчитываться и поддерживаться на оптимальном уровне в зависимости от его паропроизводительности и рабочего давления. Эксплуатация котла должна вестись согласно Правилам по эксплуатации котлов.
Учет указанных факторов, позволит обеспечить безаварийную и экономичную работу паровых котлов высокого давления.
2. Аварии, связанные с упуском воды при эксплуатации котла.
Согласно правил и требований, приведенных в работе в отношении уровня воды для парового котла, существует следующее требование – “…верхний допустимый уровень воды в паровых котлах устанавливается разработчиком проекта котла…”. Таким образом, уровень воды в паровых котлах должен быть выдержан оператором котельного оборудования в пределах, указанных в технической документации к той или иной марке котла.
Значительный процент аварий паровых котлов высокого давления, происходит именно из-за упуска воды при эксплуатации. Согласно основными причинами упуска воды являются:
Неисправность (отказ в работе) питательных устройств;
Неисправность питательного вентиля, обратного клапана или авторегулятора подачи питательной воды в котел;
Сильная утечка воды из котла в результате разрыва труб, коллекторов, появление свищей в барабанах и т.п.;
Отказ запорной арматуры на линиях продувки в момент продувки котла;
Невнимательного операторов котельного оборудования;
Нарушение производственной инструкции.
Упуск воды в котле высокого давления может иметь самые тяжелые последствия, вплоть до взрыва котла. В связи с тем, что часть барабана котла и кипятильных труб перестают охлаждаться, возникает локальный перегрев металла. Если после упуска воды попытаться продолжить подачу воды до регламентированного уровня, то в результате термических перенапряжений могут произойти разрывы стенок труб, коллекторов, барабанов. Для ликвидации опасной ситуации необходимо произвести аварийную остановку котла, отключить котел от паропровода и питательного трубопровода и медленно охлаждать котел при остановленном дымососе и вентиляторе.
Эффективным методом предупреждения аварий паровых котлов по рассмотренной причине является установка на котлах автоматической производственной сигнализации, фиксирующей уровень питательной воды в котле. Эта задача частично решена – в новых конструкциях котлов высокого давления предусмотрена автоматическая звуковая и световая сигнализация, срабатывающая при упуску воды из парового котла. Однако большинство котлов в нашей стране являются морально устаревшими, при функционировании которых вся ответственность за соблюдением уровня воды ложится на оператора установки. Этот субъективный фактор, ведет к росту аварий и необходимости внедрения современного оборудования.
3. Аварии паровых котлов, связанные с превышением рабочего давления выше заданного эксплуатационного.
Главными причинами роста давления в котле выше разрешенного являются:
Внезапное уменьшение (прекращение) расхода пара;
Чрезмерная форсировка топки (особенно данная причина актуальна при работе котла на мазуте и газообразном топливе).
Согласно информации, приведенной в работе порядка 80 % генерирующих мощностей тепловых электростанций в Европейской части России (включая Урал) работают на газе и мазуте, в то же время в Восточной части России более 80 % генерирующих мощностей ТЭС работают на угле.
Таким образом, учет данной причины, при анализе промышленной безопасности парового котла высокого давления (котлонадзор), наиболее актуален для теплоэнергетических предприятий Европейской части России.
Эффективной мерой для нивелирования опасности в работе котла, которую может спровоцировать неконтролируемый рост давления являются предохранительные клапаны, установленные на котле и отрегулированные на давление в соответствии с указаниями Правил.
Данные клапаны обязаны защищать котлы и пароперегреватели от превышения в них давления более чем на 10 % от расчетного. Работа котлов с неисправными или неотрегулированными предохранительными клапанами запрещается. Невыполнение указанных требований приводит к взрыву котлов от превышения давления .
4. Аварии, связанные с межкристаллической коррозией металлов конструкции.
Коррозия – одна из основных причин отказов в работе паровых котлов. Согласно выводам, приведенным в работе , интенсивной коррозии подвержены даже высоколегированные и аустенитные стали. Как уже отмечалось выше, в анализе правильной водоподготовки питательной воды для котла вода, а точнее примеси которые она содержит и ее pH негативно влияют на состояние металла конструкции котлового оборудования.
Химическое действие на металл котла щелочной воды приводит к коррозионным разъеданиям, которые значительно ослабляют конструкцию котла. Интегральный эффект от термохимического и механического воздействий приводит к тому, что в металле барабана котла появляется межкристаллическая коррозия (коррозионное) растрескивание и иные дефекты структуры металла.
Межкристаллическая коррозия возникает в металле под воздействием близких к пределу текучести механических и растягивающих напряжений. Вследствие этого металл приобретает хрупкость и в нем возникают микротрещины, со временем трансформирующиеся в сквозные. Данный вид коррозии может возникать в вальцовочных, заклепочных, сварных соединениях барабанов и коллекторов котлов. Как правило, изначально обнаружить данный вид коррозии очень сложно, так как, во-первых, она возникает в местах недоступных непосредственному осмотру, во-вторых, при внутреннем осмотре котла, коррозию можно обнаружить только по явно выраженным трещинам.
Таким образом, межкристаллическая коррозия, является фактором, который негативно действует на конструкцию котла и может создавать опасность его стабильной работы. Эффективной мерой профилактики в данном случае – тщательная водоподготовка, профилактические работы, осмотры, а также разработка новых способов и приборов для своевременного выявления межкристаллической коррозии.
5. Аварии, связанные с износом элементов парового котла.
Данные аварии можно разделить на два вида: технические и организационные. К организационным причинам можно отнести следующие: 1) некачественное проведение плановых и текущих ремонтов, внутренних осмотров и диагностики; 2) неисполнение требований котлонадзора .
Число аварий по указанной причине сравнительно невелико, необходимо отметить, что они сопровождаются большими разрушениями и травмированием обслуживающего персонала.
Таким образом, подводя итоги причинно-следственного анализа аварий паровых котлов и эффективных методов их предупреждения можно заключить, что соблюдение требований и правил котлонадзора и разработка новых приборов и методов диагностики неполадок котлов являются залогом их надежного функционирования и безаварийной работы.
Библиографический список
- Баранов П.А. Предупреждение аварий паровых котлов. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 272 с.
- Баринов А.А. Перспективы развития электроэнергетики России // Анализ и прогнозы. – 2010. – №3 (322). – С. 13-14.
- Прядченко Д.В. Анализ аварий паровых котлов высокого давления и причин их вызывающих // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2010. – №3/1 (45). – 20-24.
- Моисеев Б.В. Водоподготовка и водный режим котельных установок: учебное пособие. – Тюмень: РИО ГОУ ВПО ТюмГАСУ, 2010. – 100 с.
- Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов (ПБ 10-574-03). Серия 10. Выпуск 24. / Колл.авт. – ГУП “Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России”, 2003. – 216 с.
- Жуковский В.В. Пособие для машинистов и операторов котельной. – СПб.: ЦОТПБСП, 2003. – 108 с.
- Васильев А.А., Дромиади А.А., Иванов Д.С., Ирдынчеев Г.Л., Толстой К.В. Межкристаллическая коррозия и ее развитие на основных элементах котла на примере парового двухбарабанного котла типа ДЕ-25-24-380-ГМО // Научные труды КубГТУ. – 2015. – №9. – С. 1-8.
Безопасной эксплуатации паровых котлов уделяется большое внимание.
В результате замены морально устаревших конструкций (вертикально-цилиндрических, жаротурбинных и др.) аварийность паровых котлов за последнее время резко сократилась. Однако полностью аварии пока не изжиты, особенно из-за упуска воды. В отдельных случаях упуск воды приводил к взрывам паровых котлов с разрушением котельного помещения и человеческими жертвами.
За последние годы в связи с оснащением паровых котлов номинальной паропроизводительностью 0,7 т/ч и более автоматически действующими звуковыми сигнализаторами верхнего и нижнего предельных положений уровней воды аварии по упуску воды на таких котлах резко сократились. Упуски воды были лишь на котлах, у которых сигнализаторы отсутствовали или вследствие плохого ухода за ними были неисправны и в момент аварии бездействовали.
В некоторых случаях последствия аварии усугублялись неправильными действиями обслуживающего персонала, производившего подпитку котла после обнаружения упуска воды в нарушение требований «Типовой инструкции для персонала котельных», утвержденной Госгортехнадзором СССР 12 июля 1979 г.
Анализ аварий паровых котлов, на которых не установлены автоматические регуляторы питания, показывает, что аварии из-за упуска воды происходят в основном в результате ослабления внимания персонала, преимущественно в вечернее и ночное время. Так, в период с 0 до 8 ч утра число аварий доходит до 50 %, с 8 до 16 ч - до 20 % и с 16 до 24 ч-до 30 %.
В результате нарушений производственной дисциплины персонала происходит около 80 % аварий из-за упуска воды.
Упуск воды в паровом котле может произойти не только по вине персонала, не подпитавшего своевременно котел, но и из-за технических неисправностей водоуказатель - ных приборов, продувочной и питательной арматуры, питательных устройств, недостаточной производительности и напора питательных устройств, разрыва экранной, кипятильной или экономайзёрной трубы. Приведем несколько примеров.
На ТЭЦ из-за глубокого упуска воды произошла авария котла ТГМЕ-454 производительностью 500 т/ч (давление в барабане"16,2 МПа). При этом произошел разрыв четырех экранных труб, в двух трубах появились свищи, вся экранная система была деформирована с амплитудой до 250 мм (топка газоплотная).
Материальный ущерб от аварии составил около 200 тыс. руб. Расследованием установлено, что причиной аварии явились: работа котла с отключенной автоматикой безопасности (прекращение подачи топлива в котел при понижении уровня воды ниже допустимого), неправильные действия машиниста котла в аварийной обстановке.
На ТЭЦ из-за глубокого упуска воды, произошла авария парового котла ТП-35 производительностью 45 т/ч (давление в барабане 3,9МПа). При этом произошел разрыв двух экранных труб, 40 % экранных труб деформировано. Материальный ущерб от аварии составил 10 тыс. руб.
Причины аварии: работа котла с подачей газа к горелкам по баи- пасной линии, исключая автоматическое отключение топлива при упус - ке воды. Машинист котла вмешался в работу автоматики регулирования воздействием на ключ управления регулирующего клапана питания, закрыл вручную задвижку на узле питания котла водой, при аварийном низшем уровне воды в. котле начал ручную подпитку, чем нарушил требования должностной инструкции и инструкции по предупреждению и ликвидации аварий. Начальник смены ТЭЦ в связи с изменениями в режиме работы котла не обеспечил соблюдение подчиненным ему персоналом требования производственных инструкций, не принял мер по аварийной остановке котла. Имело место неудовлетворительное состояние производственной дисциплины среди обслуживающего персонала и ИТР, выразившееся в невыполнении требований действующих правил безопасности и инструкций.
В третьем случае в котельной из-за глубокого упуска воды произошла авария парового котла ДКВР-2,5/13. В результате аварии повреждены, экранные и кипятильные трубы котла.
Причины аварии: машинист оставил работающий котел без надзора; котел работал с неисправной автоматикой безопасности; обслуживающий персонал нарушил производственные инструкции.
В котельной из-за глубокого упуска воды произошла авария парового котла ДКВР-10/13. В результате аварии повреждены экранные и кипятильные трубы котла с нарушением вальцовочных соединений. Поврежденные трубы также полностью заменены.
Причины аварии: неправильные действия машиниста, производившего продувку котла без должного контроля за уровнем воды в верхнем барабане котла; неисправное состояние автоматики безопасности и сигнализации по упуску воды из котла; принятие смены старшим машинистом без проверки состояния и автоматики безопасности; допуск к обслуживанию паровых котлов персонала, не прошедшего проверку знаний действующих правил безопасности и производственных инструкций.
Для предупреждения упуска воды в паровых котлах необходимо:
Не допускать к обслуживанию котлов лиц, не прошедших обучение в объеме соответствующей программы и не имеющих удостоверения квалифицированной комиссии на право обслуживания котла;
Не допускать эксплуатацию котлов с неисправной водо - указательной, продувочной и питательной арматурой, а также автоматикой безопасности, обеспечивающей ведение нормального режима котла с пульта контроля и управления;
Проверять исправность всех питательных насосов кратковременным пуском их в работу (у котлов с рабочим давлением до 2,4 МПа в сроки, установленные производственной инструкцией, производить проверку водоуказательных приборов продувкой у котлов с рабочим давлением до 2,4 МПа не реже 1 раза в смену, у котлов с рабочим давлением от 2,4 до 3,9 МПа - не реже одного раза в сутки, а свыше 3,9 МПа - в сроки, установленные инструкцией);
Запретить оставлять во время работы котел без постоянного наблюдения со стороны персонала и выполнение машинистом каких-либо других обязанностей, не предусмотренных инструкцией.
УДК 614.8.084
Разрушения и производственный травматизм
при взрывах паровых котлов.
Причины взрывов паровых котлов и их предотвращение
ГОУВПО «Московский государственный университет сервиса»
г. Москва
Проведен сравнительный анализ водогрейных котлов использующихся в технологических процессах ряда предприятий сферы сервиса. В частности для автономного обеспечения комбинатов химической чистки и прачечных.
В процессе взрыва происходит физическое или химическое изменение вещества, сопровождающееся мгновенным выделением большого количества энергии.
При взрыве парового котла в нем резко снижается давление, и вода мгновенно испаряется. Объем, занимаемый этим паром, будет в 700 раз больше объема воды.
Во всех случаях аварий паровых котлов последствия:
§ обрушения конструкций зданий;
§ разрушения за пределами зданий;
Части котла разлетаются на расстояние до 300-400 м, принося разрушения за территорией предприятия.
При неправильной эксплуатации паровых котлов причинами взрывов являются: недостаточное количество воды, большой слой накипи на стенках, превышение расчетного давления.
При недостаточном количестве воды в котле (вода упущена) стенки перегреваются, так как тепло горячих газов, рассчитанное на нагревание и испарение воды, не отводится.
В результате механическая прочность металла стенок котла уменьшается, и образуются выпучены. При дальнейшем повышении давления в котле в местах выпучин появляются трещины, и котел взрывается.
Стремление восполнить упущенную воду в котле путем немедленной ее подачи только ускоряет взрыв котла, поскольку вода, попадая на перегретые стенки, мгновенно испаряется и в котле возникает давление, превышающее расчетное.
Отложение на внутренних стенках котла накипи от воды и в связи с несвоевременной его чисткой, также приводит к перегреву стенок котла и снижению его прочности.
Кроме того, взрывы возможны из-за дефектов в металле, сварочных и заклепочных швах; изменений структуры металла стенок во время эксплуатации (изменение температуры, химическое воздействие воды и пара); нарушения прочности металла при неправильной технологии изготовления котла.
Во избежание аварий паровых котлов их установку, освидетельствование и эксплуатацию необходимо осуществлять в соответствии с правилами Ростехнадзора «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», ПБ – 10 – 115 – 06. Эти правила распространяются на стационарные и передвижные паровые котлы, паронагреватели водяные экономайзеры с рабочим давлением выше 0,7 МПа, а также на водогрейные котлы с температурой подогрева воды выше 115°C.
Номинальную толщину стенки барабана принимают не менее 6 мм, за исключением котлов паропроизводительностью не более 0,7 т/ч при рабочем давлении не выше 5 МПа, для которых номинальная толщина стенки принимается не менее 4 мм.
Рис. 1. Схема установки контрольно-измерительных приборов на паровом котле:
ВУВ – высший уровень воды; НУВ – низший уровень воды; 1 – водоуказательные приборы прямого действия; 2 – термометр; 3 – термопара; 4 – манометр; 5 – предохранительный клапан.
Следует иметь в виду, что с увеличением температуры стенки котла номинальное допустимое напряжение снижают.
Для изготовления паровых котлов применяют углеродистую или легированную сталь (листы, трубы).
На паровом котле устанавливают приборы, сигнализирующие об уровне воды в котле, давлении пара и температуре воды и пара, устанавливают на паровом котле. Постоянный контроль уровня воды осуществляется не менее чем двумя водоуказательными приборами прямого действия (см. рис. 1).
Водоуказательный прибор имеет заградительное приспособление во избежание поражения от разрыва стекла.
На котлах устанавливают также устройство, автоматически подающее звуковую или световую сигнализацию о предельных уровнях воды.
Автоматические уровнемеры конструктивно подразделяют на поплавковые, электромагнитные и ионизационные.
В стенке котла со стороны потолка топки устанавливают предохранительную пробку из легкоплавкого свинцово-оловянистого сплава. При недостатке воды в котле верхняя часть котла (небная) перестает охлаждаться, и тогда пробка, нагретая топочными газами, расплавляется. В образующееся отверстие начнет выходить пар и тушить огонь в топке. Возникший при этом шум явится также сигналом о том, что вода в котле упущена.
Для бесперебойного обеспечения котла водой устанавливают два насоса, один из которых является резервным. Привод этих насосов должен быть раздельным по применяемой энергии (например, один с электроприводом, а другой – с паровым).
Термометры или термопары для измерения температуры воды устанавливают на питательном трубопроводе и для пара – на выходе его из котла. По манометру контролируется фактическое давление пара в котле, пароперегревателе или экономайзере. Предельное рабочее давление, допускаемое данным котлом, указывается на шкале манометра красной чертой.
Эксплуатация манометров производится в соответствии с установленными правилами и графиком их периодической проверки, при которой их пломбируют. При отсутствии пломбы, неисправностей в механизме, несоблюдения сроков проверки манометры применять не допускается.
В случае превышения рабочего давления в котле в действие вступает предохранительный клапан. На котлах производительностью свыше 100 кг/ч устанавливают два предохранительных клапана, сообщающихся с паровым пространством котла. Один из них контрольный, извещает сигналом о предельном давлении в котле, а другой автоматически выпускает излишний пар.
Таблица 1
Давление в водогрейных котлах
Номинальное избыточное давление, МПа |
Давление в начале открытия предохранительных клапанов |
|
Контрольный клапан |
Рабочий клапан |
|
От 60 до 140 |
Рр +0,2 МПа |
Рр +0,3 МПа |
Примечание, Рр – рабочее давление.
Предохранительные клапаны проектируют на защиту котлов от превышения расчётного давления более 10%. По конструкции предохранительные клапаны подразделяют на пружинные, рычажные и импульсные. Предохранительные клапаны на паровых котлах регулируют на давление, не превышающее величин, приведенных в табл. 1. Предохранительный клапан при полном открытии должен пропускать пар в количестве для давления от 0,7 до 120 МПа.
Паровые котлы с камерным сжиганием топлива оборудуют автоматическим устройством, прекращающим подачу топлива к горелкам при снижении уровня воды ниже допустимого предела (НУВ) (см. рис. 1). Котлы, работающие на газообразном топливе, имеют автоматическое устройство, прекращающее подачу газа в горелки при падении давления воздуха ниже допустимого.
Смонтированный паровой котел до пуска в эксплуатацию предъявляют Ростехнадзору для регистрации. При этом предъявляется техническая документация на котел, котельное помещение, акт о качестве монтажа котла и лабораторный анализ воды, применяемой для его питания.
Техническое освидетельствование парового котла, выполняемое Ростехнадзором, имеет целью установить безопасность его эксплуатации. Проводится оно до пуска котла в эксплуатацию, периодически в процессе работы и досрочно (например, после ремонта или пуска в работу после консервации).
Освидетельствование котлов проводят путем внутреннего их осмотра и гидравлического испытания. При осмотре проверяется состояние стенок котла, швов, труб, вспомогательных механизмов и контрольно-измерительных приборов.
Гидравлическому испытанию подвергаются паровой котел, пароперегреватель, экономайзер и арматура. Паровой котел испытывается под рабочим и пробным давлением (см. таблицу 2).
Таблица 2
Давление парового котла.
Гидравлическое испытание производится водой с температурой не ниже 5°С с выдержкой под пробным давлением не менее 5 мин.
Если при этом испытании не будет обнаружено течи, разрывов и деформаций частей котла, считается, что котел выдержал гидравлическое испытание.
Результаты технического освидетельствования записываются в паспорт котла.
Безопасность эксплуатации паровых котлов обеспечивается мероприятиями по предохранению стенок котла от накипи: воду до поступления в котел обрабатывают. Способ обработки воды (умягчение) устанавливают после ее лабораторного анализа. Умягчение питательной воды содово-известковым раствором с последующей очисткой и фильтрацией позволяет отделить накипь до поступления воды в котел. Антинакипин вводят в котел совместно с водой. При этом на стенках котла образуется пленка, препятствующая отложению накипи. Последняя осаждается на дне и удаляется при продувке и промывке котла. Практикуется также магнитная обработка питающей котёл воды путем пропускания ее сквозь чередующиеся магнитные поля. В результате этой обработки на стенках котла слой накипи, как обычно, не откладывается, а образуется лишь рыхлый, легко смываемый порошок. Кроме того, эта вода приобретает свойство растворять ранее образовавшуюся накипь на стенках котла.
Во избежание ожогов при удалении золы и шлаков из котельной рабочие должны работать в респираторах, очках, брезентовых костюмах, кожаных сапогах, рукавицах. Горячую золу и шлак заливают водой в бункерах .
При работе в газоходах и котлах освещение допускается лишь электрическое при напряжении тока не выше 12 В.
Для необходимой эвакуации обслуживающего персонала при возникновении пожара в котельных помещениях устраивают не менее двух выходов наружу. Для своевременного тушения возникшего пожара котельная оборудуется средствами пожаротушения.
Котельное помещение с основными потребителями пара связывается телефоном или другими средствами сигнализации.
Освещенность контрольно-измерительных приборов должна быть не менее 50 лк. Аварийное освещение устраивают с самостоятельным источником питания электроэнергией.
ВОЗМОЖНЫЕ АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ
К аварийным ситуациям, вызывающим нарушение нормального режима работы котлов, при которых, согласно требованиям Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, они должны быть немедленно остановлены действием автоматики или дежурным персоналом, относятся:
Обнаружение неисправности предохранительного клапана;
Если давление в барабане котла поднялось выше разрешенного на 10% и продолжает расти;
Снижение уровня воды ниже низшего допустимого уровня, в этом случае подпитка котла водой категорически запрещена;
Повышение уровня воды выше высшего допустимого уровня;
Прекращение действия всех питательных насосов;
Прекращение действия всех указателей уровня воды прямого действия;
Если в основных элементах котла (барабане, коллекторе, камере, пароводопе репускных и водоопускных трубах, паровых и питательных трубопроводах, жаровой трубе, огневой коробке, кожухе топки, трубной решетке, внешнем сепараторе, арматуре) будут обнаружены трещины, выпучины, пропуски в их сварных швах, обрыв анкерного болта или связи;
Недопустимое повышение или понижение давления в тракте прямоточного котла до встроенных задвижек;
Погасание факелов в топке при камерном сжигании топлива;
Снижение расхода воды через водогрейный котел ниже минимального допустимого значения;
Снижение давления воды в тракте водогрейного котла ниже допустимого;
Повышение температуры воды на выходе из водогрейного котла до значения на 20°С ниже температуры насыщения, соответствующей рабочему давлению воды в выходном коллекторе котла;
Неисправности автоматики безопасности или аварийной сигнализации, включая исчезновение напряжения на этих устройствах;
Возникновение в котельной пожара, угрожающего обслуживающему персоналу или котлу;
Появление неплотностей в обмуровке, в местах установки предохранительно-взрывных клапанов и газоходах;
Прекращение подачи электроэнергии или исчезновение напряжения на устройствах дистанционного, автоматического управления и средствах измерения;
Неисправности КИП, средств автоматизации и сигнализации;
Выход из строя предохранительных блокировочных устройств;
Неисправности горелок, в том числе ог-непреградителей;
Появление загазованности, обнаружение утечек газа на газовом оборудовании и внутренних газопроводах;
Взрыв в топочном пространстве, взрыв или загорании горючих отложений в газоходах;
Аварии в газовом хозяйстве.
ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ АВАРИЙ И ОТКАЗОВ В РАБОТЕ КОТЕЛЬНЫХ
Наиболее серьезными последствиями аварии являются взрывы при нарушении плотности котла по причинам несоблюдения режимов работы и правил эксплуатации, а также взрывы, связанные с загазованностью топки при неправильном ее обслуживании и сжигании топлива.
В топке и газоходах хлопки и взрывы происходят, когда концентрация газа в воздухе находится в диапазоне пределов взрываемос-ти и создается взрывоопасная газовоздушная смесь.
В котельной, работающей на твердом виде топлива, при слоевом сжигании топлива в топке и газоходах горючие газы в большом количестве выделяются из свежего топлива, если при кратковременной остановке котла его забрасывают на оставшееся несгоревшее топливо, а не удаляют из топки.
Причинами образования взрывоопасной газовоздушной смеси в топках и газоходах газифицированной котельной могут явиться неправильные действия персонала при эксплуатации котлов, неисправность запорных устройств перед горелками и включение их при неисправной или отключенной автоматике контроля пламени, отсутствие устройств контроля герметичности запорных органов горелок.
При сжигании жидкого топлива пожары и взрывы в топке и газоходах возникают в случае некачественного его распыления форсунками, что приводит к вытеканию мазута в амбразуру и на стенки топки. При плохом смешении мазута с воздухом и неполном его горении происходит повышенный вынос в газоходы сажи. В случае возгораний отложений и сажи повышается температура газов, уменьшается тяга, значительно разогревается обшивка, а иногда выбивается пламя.
Причиной аварии может явиться неудовлетворительный водный режим котлов. В результате чего образуются отложения накипи, вызывающей повышение температуры металла труб и их пережог. Скопление накипи и шлама могут также привести к нарушению циркуляции воды. Причинами повреждений и аварий могут являться заводской брак в котле, плохое качество материала, из которого изготовлены отдельные узлы котла, а также неудовлетворительное состояние оборудования из-за некачественного монтажа или ремонта.
В таблице 1 приводятся типичные случаи аварий и неполадок в работе котельных и указываются их причины и возможные последствия.
Таблица 1
Типичные случаи аварий и отказов в работе котельных, их причины и возможные последствия
Неисправность
Возможные последствия
Пожар в помещении котельной
Несоблюдение требований производственной инструкции и правил пожарной безопасности. Воспламенение легко воспламеняющихся материалов и веществ. Неполадки в работе оборудования котлоагрегатов. Неисправность автоматики безопасности котла. Неисправность электрооборудования
Несчастные случаи и гибель людей. Материальный ущерб
Неисправность |
Возможные последствия |
|||
Упуск воды в барабане котла |
Нарушения производственных и должностных инструкций. Низкая трудовая дисциплина рабочих. Техническая неисправность питательной и продувочной арматуры. Неисправность насосов, сигнальных устройств. Утечки воды из котла из-за неполного закрытия вентиля при продувке котла |
Деформация барабана котла, образование трещин и свищей. Взрыв котла в результате резкого повышения давления пара при подпитке котла после упуска воды |
||
Превышение допустимого уровня воды в барабане котла |
Неисправность водоуказательных приборов. Повреждение питательной арматуры и регулирующих клапанов. Неисправность сигнализаторов предельных уровней воды. Вспенивание котловой воды |
Гидравлический удар при попадании воды в паропровод. Разрушение паропровода или прокладок во фланцевых соединениях |
||
Повышение давления в водогрейных котлах |
Остановка насосов и прекращение циркуляции. Несрабатывание предохранительных устройств. Закрытие общей задвижки на водяной линии котельной |
Выпуклости и разрыв труб поверхностей нагрева |
||
Повышение давления в паровых котлах |
Прекращение расхода пара. Несрабатывание предохранительных устройств. Чрезмерная форсировка котла |
Разрыв паропроводов, труб, поверхностей нагрева, барабана |
||
Вспенивание котловой воды |
Неудовлетворительное качество питательной воды. Резкое увеличение расхода пара и снижение давления в котле. Превышение щелочности котловой Подача в большом количестве в котел химических реагентов |
Заброс воды в паропровод, возможность упуска воды в барабане котла. Пропуск пара в арматуре. Гидравлические удары в паропроводе. Пробивание прокладок во фланцевых соединениях |
||
Неисправность |
Возможные последствия |
|||
Внезапное прекращение горения и взрывы газовой смеси в камерах сгорания и газоходах газифицированных |
Неправильные действия персонала при ручном розжиге горелок и регулировании их тепловой мощности и неисправной автоматике котла. Отрыв (проскок) факела пламени горелки и повторное включение горелок без предварительной вентиляции топок и газоходов. Резкое падение давления газа перед горелками в связи с неполадками в работе оборудования ГРП (ГРУ). Неполадки тягодутьевого устройства агрегата |
Срабатывание предохранительно-взрывного клапана. Выбрасывание пламени из смотрового отверстия топки. Разрушение обмуровки котлоагрегата и строительных конструкций котельной. Травмы у обслуживающего персонала и гибель людей |
||
Неисправность водоуказательных приборов |
Неправильно продуты водоуказа-тельные стекла. Засорились каналы водоуказательного стекла, кранов. |
Неправильное показание уровня. Все стекло прибора заполняется водой. Уровень воды в стекле неподвижен или постепенно повышается. |
||
Неисправны предохранительные |
Износ клапана и седла. Перекос и неплотности клапана. Попадание постороннего предмета под клапан |
Пропуск пара из клапана при нормальном давлении в котле |
||
Предохранительный клапан не срабатывает |
Клапан прикипел к седлу. Неправильная регулировка |
Преждевременное открытие предохранительного клапана или его несрабатывание |
||
Неисправность пружинного манометра |
Деформация латунной трубки вследствие попадания в нее пара. Имеются механические повреждения. Неплотность в резьбовых соединениях. Манометр подсоединен к котлу без сифонной трубки |
Стрелка не устанавливается на «нуль». Стрелка сбита с оси или заскочила за штифт. Пропуск пара или воды в резьбовых соединениях. Манометр показывает неправильное давление |
||
Неисправности в работе центробежного насоса |
Изношены элементы насоса. Неплотности в сальниках. Слишком горячая вода. Пальцы на полумуфтах и шпонка, соединяющая вал насоса с рабочим колесом, пришли в негодность, слишком затянуты сальники. Плохая центровка валов. |
Недостаточная производительность и напор насоса. Вибрация |
||
Неисправность |
Возможные последствия |
|||
Неисправности в работе поршневого |
Подсос воздуха через неплотности во фланцах, в сальниках штока. Закрыта задвижка на всасывающем трубопроводе, высокая температура воды в питательном баке. Неисправность и износ клапанов. Износ поршневых колец. Не полностью открыта задвижка на всасывающем или нагнетательном трубопроводе |
Уменьшается производительность и напор насоса |
||
Неисправности в работе тягодутьевых установок |
Увеличенный зазор в уплотнении на входе потока в рабочее колесо. Износ лопаток рабочего колеса. Загрязнены подшипник и смазка. Применены несоответствующие смазочные материалы. Пониженный уровень масла. Неправильная центровка валов вентилятора (дымососа) и электродвигателя. Ослабление фундаментных болтов или крепления подшипников. Недостаточная мощность электродвигателя. Обрыв одной из фаз электродвигателя. Засорение каналов воздушного охлаждения. Подгорание контактных колец |
Снижение напора и производительности. Перегрев подшипников. Шум и вибрация вентилятора (дымососа). Перегрузка, чрезмерное нагревание электродвигателя |
||
Загорание сажи |
Неполное сгорание топлива. Несоблюдение требований очистки дымоходов |
Повышение температуры уходящих газов. Уменьшение тяги. Значительный разогрев и повреждение дымоходов |
||
Загазованность и взрывы газовоздушной смеси в помещении котельной |
Утечка газа через неплотности в соединениях газопроводов и в запорной арматуре. Разрыв внутрикотельного газопровода. Неисправность приточно-вытяжной вентиляции при загазованности помещения котельной |
Повреждение основного и вспомогательного оборудования котельной. Разрушение конструкции здания котельной. Материальный ущерб и вынужденный простой оборудования котельной. Травмы у обслуживающего персонала и гибель людей. |
ПОРЯДОК ОПОВЕЩЕНИЯ В СЛУЧАЯХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Владельцы котлов, зарегистрированных в органах Госпромнадзора, о каждой аварии, смертельном, тяжелом или групповом несчастном случае обязаны немедленно уведомить территориальный орган технадзора и другие государственные учреждения в соответствии с положением о порядке технического расследования причин аварий и инцидентов на опасных производственных объектах.
Дежурный персонал, обслуживающий котельные установки, при каждом отказе в работе оборудования, аварии, несчастном случае и при пожаре или угрозе пожара обязан:
Немедленно уведомить ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию котлов (начальника котельной);
Оповестить всех должностных лиц согласно заранее составленному списку;
До прибытия комиссии по расследованию обстоятельств и причин аварии или несчастного случая обеспечить сохранность всей обстановки аварии (несчастного случая), если это не представляет опасности для жизни и здоровья людей и не вызывает дальнейшего развития аварии или аварийной ситуации;
Составить объяснительную записку, которая будет являться первичным документом предварительного расследования причин аварии.
ОБЩИЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ АВАРИЙНОЙ ОБСТАНОВКЕ КОТЛОВ, РАБОТАЮЩИХ НА ТВЕРДОМ, ЖИДКОМ И ГАЗООБРАЗНОМ ТОПЛИВЕ
При ликвидации аварий, связанных с экстренной остановкой котлов, обслуживающий персонал должен уметь быстро оценивать сложившуюся аварийную ситуацию, сохранять спокойствие и уверенно действовать на любых стадиях развития аварий.
При аварийной остановке котлов необходимо соблюдать следующие меры безопасности.
При работе котельной на твердом виде топлива горящее топливо из топки остановившегося котла следует удалить. В исключительных случаях, при невозможности быстрого удаления топлива из топки, горящее топливо можно заливать водой. При этом особое внимание машинист (кочегар) должен обратить на то, чтобы струя воды не попала на стенки топки котла и обмуровку. Заливать выгребаемый шлак можно только с применением брансбойта с расстояния, обеспечивающего безопасность персонала при заливке (не менее 2-3 м).
Запрещается не только "приглушать" пламя топливом, но и прекращать подачу воздуха при удалении топлива. Если это указание не будет выполнено, то это приведет к выбрасыванию пламени из топки скопившимися в ней газами и травмированию обслуживающего персонала.
На дверцах топки должны быть надеты запоры, исключающие возможность выбрасывания газов и пламени из топки и задымления помещения котельной.
При работе котельной на жидком топливе немедленно перекрывается подача топлива в форсунку или воздуха при установке форсунки воздушного распыления. Если позволяет конструкция, форсунка извлекается из топки. Отключается кран на упуске трубопровода к форсунке аварийного котла, общий кран внутрикотельного трубопровода.
При работе котельной на газообразном топливе закрывается запорный орган на вводе газопровода перед котельной или предохранительно-запорный клапан и запорный орган перед аварийным котлом для отключения его от общего газопровода.
При этом вначале быстро перекрывается подача газа, потом воздуха, и затем открывается кран на газопроводе свечи безопасности.
Эксплуатация газового оборудования с отключенными контрольно-измерительными приборами, блокировками и сигнализацией, предусмотренными проектом, запрещается.
ОПАСНЫЕ ДЕЙСТВИЯ ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО ПЕРСОНАЛА КОТЕЛЬНОЙ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Во избежание возможных аварий и отказов в процессе эксплуатации котельного оборудования оператору (кочегару) запрещается:
Заклинивать предохранительные клапаны или дополнительно нагружать их;
Выполнять на котлах, которые находятся под давлением, ремонтные работы (смазывать подшипники, набивать и подтягивать сальники, болты фланцевых соединений);
Открывать и закрывать арматуру ударами молотка или других предметов, а также при помощи удлиненных рычагов;
Допускать, чтобы уровень воды в паровом котле опускался ниже допустимого низшего уровня или поднимался выше допустимого высшего уровня;
Допускать переход стрелки за красную черту, указанную на манометре;
Производить продувку котла при неисправной продувочной арматуре;
Обдувать котел от сажи, продувать его без использования рукавиц и защитных очков;
Пользоваться открытым огнем для отыскания мест утечки газа;
Включать и отключать электрические приборы при наличии запаха газа в помещении котельной;
Включать и выключать электродвигатели насосов и дымососов без электрозащитных перчаток и при отсутствии заземления электрооборудования;
Применять в дымоходах и котлах электролампы с напряжением более 12 В;
Загромождать котельную посторонними предметами;
Выполнять во время дежурства какие-либо другие обязанности, не предусмотренные производственной инструкцией;
Оставлять котел без постоянного наблюдения как во время работы котла, так и после его остановки до снижения давления в нем до атмосферного;
Допускать посторонних лиц, не имеющих отношения к эксплуатации котлов и оборудования котельной.