Консервація парових котлів

Особливістю стану енергетики сьогодні є те, що на теплостанціях збільшилася кількість зупинок та простоїв котлів, це обумовлюється зміною в режимі енергоспоживання та теплопостачання. Устаткування резервують на невизначений період. Під час зупинки котла тиск середовища знижується до атмосферного, є можливість попадання в нього вологи і повітря, в результаті котли піддаються корозії, що вважається небезпечним, оскільки існує ймовірність пошкодження всього теплового обладнання, в тому числі і трубопроводів. Тому на даний момент питання консервації особливо актуальне, і розробка технологій із цього приводу прогресує.

Схема твердопаливного казана.

Завдяки захисту від корозії, що утворилася під час простою, зберігається робочий стан обладнання, скорочуються витрати на його ремонт та відновлення, підтримуються техніко-економічні показники роботи теплових електростанцій, а також скорочуються витрати виробництва.

Існує кілька способів консервації котлів:

газовий спосіб консервації;
мокрий спосіб консервації;
спосіб застосування надлишкового тиску;
сухий спосіб консервації

Добовий простий незаконсервований казан приведе до іржі обладнання в контурі до 50 кг оксиду заліза. При зупинці водогрійних котлів на період 15 годин або барабанних до 1 доби рекомендують проводити консервацію способом надлишкового тиску, на невеликий період (5-6 днів) метод сухої консервації. Вибір відповідного методу для виключення кисневої корозії проводиться, враховуючи параметри та потужність котлів, їхню специфіку при експлуатації.

Длязапобігання стоянковій корозії металу поверхонь нагріву котлів під час капітального та поточного ремонтів застосовні тільки способи консервації, що дозволяють створити на поверхні металу захисну плівку, що зберігає свої властивості протягом 1-2 місяців після зливу консервуючого розчину, оскільки випорожнення та розгерметизація контуру в цьому випадку неминучі. .

Інструкція з консервації парових та водогрійних котлів газом

Схема газового казана.

Цей спосіб призначений для консервації котлів під час простою зі зниженням тиску до атмосферного. Його застосовують для консервації парових та водогрійних котлів. Під час запропонованої консервації котел спорожняють від води і заповнюють газом (наприклад, азотом), після чого підтримують надлишковий тиск усередині котла, одночасно, перед тим як подати газ, заповнюють його деаерованою водою.

Спосіб консервації парового котла передбачає заповнення котла газом при надмірному тиску поверхні нагрівання 2-5 кг/см² при паралельному витісненні води в барабані. У разі потрапляння повітря всередину виключено. Згідно з цією схемою, газ (азот) підводиться до вихідних колекторів пароперегрівача і барабан. Малий надлишковий тиск у казані обумовлено витратою азоту.

Такий спосіб не можна використовувати при консервації котлів, у яких тиск знизився після зупинки до атмосферного та вода була спущена. Трапляються випадки аварійної зупинки котла. Під час ремонту його повністю випорожнюють, відповідно, усередину потрапляє повітря. Питома вага азоту та повітря несуттєво відрізняється, тому у разі заповнення котла повітрям замінити його на азотний неможливо. На всіх ділянках знаходження повітря і там, де вологість перевищує 40%, метал обладнання буде схильнийкисневої корозії.

Мала різниця у питомій вазі – це не єдина причина. Витіснення повітря з котла і рівномірний розподіл азоту неможливе і через відсутність гідравлічних умов, причиною яких є система подачі азоту (шляхом вихідних колекторів пароперегрівача і барабана). Також у казані є так звані недреновані ділянки, які неможливо заповнити. Отже, подібний спосіб застосовується лише після роботи котла під навантаженням із збереженням у ньому надлишкового тиску. Це і є недолік такого технічного рішення.

Завданням методу консервації котла газом є підвищення надійності та ефективності котлів, які виводять у резерв шляхом повного заповнення пароводяного тракту газом незалежно від режиму зупинки. Описаний спосіб консервації пояснюється схемами (зображення 1). Схема консервації котла із зазначенням котельного обладнання:

Схема парового казана.

Перелік необхідних інструментів, приладів, пристроїв:

Манометри U-подібні.
Газоаналізатор.
Набір гайкових ключів.
Плоскогубці комбіновані.
Викрутки.
Напильники.
Сходи.
Відро.
Солідол.
Паронітові прокладки.
Затори, болти, гайки, шайби.
Засоби та медикаменти першої долікарської допомоги.
Вогнегасник.

Процес консервації котла газом здійснюється в такий спосіб (наведено приклад консервації парового барабанного котла):

Схеми сепараційних пристроїв у барабані казана.

Котел звільняють від води після його зупинки, відкривши всі нижні точки. Після спорожнення в деяких місцях залишається пароповітряна суміш, що містить кисень, що викликаєкорозію металу котельного обладнання. Для того, щоб витіснити пароповітряну суміш, всі елементи котла (1, 3, 5, 7, 8, 10, 11) заповнюють водою, що деаерується. Заповнення відбувається через нижні точки (12). Повне заповнення контролюється вентилем (15), після чого закривають та подають азот через вентиль (14), далі через повітряники (9, 2, 6, 4, 13).

Подаючи азот у котел, необхідно відкрити дренажі нижніх точок усіх його складових. Далі вода витісняється і котел заповнюється азотом. Тиск азоту в котлі коригується на лінії підведення 14 і (при потребі) на лінії відведення 16. Після того, як вода повністю витіснена і котел заповнений азотом, встановлюють необхідний для консервації надлишковий тиск (25-100 мм вод.ст.). Незважаючи на наявність незначної кількості деаерованої води в деяких ділянках котла, метал обладнання корозії не піддається, це доведено дослідженнями.

Отже, запропонований спосіб значно підвищує надійність консервації за рахунок абсолютного позбавлення котла повітря, заповнюючи його деаерированной водою і азотом з паралельним витісненням води.

Інструкція мокрого способу консервації водогрійних та парових котлів

Схема роботи повітроводу.

Котел заповнюють консервуючими розчинами, які створюють на металі шар, що зберігає свої властивості протягом усього часу бездіяльності парогенератора. У воду, якою заповнюють парогенератор, додають розчин лугу, дотримуючись пропорції: 2-3 кг гідроксиду натрію і 5-10 кг фосфату натрію на 1 л води з додаванням 1 кг гідрату аміаку або 10%-ний розчин гідразин-гідрату. Такий розчин забезпечує концентрацію у воді 200 мг/кг NzH, додають його, використовуючи плунжерний насос. Розконсервація котла та його розпалювання після цьогоМетод консервації проходить досить швидко. Щоб унеможливити виникнення корозії, використовують спеціальний захисний розчин, який містить їдкий натр. Практикується застосування кальцинованої соди, але це небажано, оскільки існує небезпека виникнення місцевої корозії.

Використовуючи мокрий спосіб консервації, котел заповнюють захисним розчином, що забезпечує абсолютну стійкість до іржі, навіть якщо насичена рідина киснем. Під час використання запропонованого методу консервації можливо визначити термін допустимої тривалості без втрати гірничого вироблення; визначають терміни осушення, ремонт кріплення, вентиляції, підйомного комплексу та іншого обладнання із проведенням інших репаративних заходів.

Технологія консервації мокрим способом

Схема двооборотного пароперегрівача.

Котли з зупинкою в резерв відразу після роботи можуть бути схильні до мокрого способу консервації, не розкриваючи барабани і колектори.

У поживну воду можна додати аміак у газоподібному вигляді. На поверхні металу утворюється захисна плівка, що оберігає його від корозії.

Для того щоб унеможливити виникнення корозії в котлах, які знаходяться в резерві довгий час, використовують метод мокрої консервації, підтримуючи в котлі надлишковий тиск азотної подушки над рідиною, виключається ймовірність проникнення повітря в котел. На відміну від сухої консервації, при якій водовідливні засоби діють, забезпечується водовідлив з гірничого вироблення, котельне обладнання підтримується у стані, придатному для використання при необхідності. На момент консервації списання запасів з корисними копалинами не дозволяється.

Спосіб консервації шляхом створення надлишкового тиску

Схема підключення клапана казана.

Інструкція з технології консервації котла шляхом створення надлишкового тиску може бути застосована незалежно від поверхні нагрівання котла. Інші методи із застосуванням води та спеціальних розчинів не здатні захистити від корозії проміжні пароперегрівачі котлів, оскільки під час заповнення та відмивання виникають певні труднощі. Щоб захистити пароперегрівачі, застосовують консервацію шляхом вакуумного сушіння із застосуванням газоподібного аміаку або заповнення азотом незалежно від простою. Що стосується металу екранних труб та інших частин пароводяного тракту барабанних котлів, вони так само не захищені на всі 100%.

Пропонована технологія консервації підходить як для парових, так і водогрійних котлів. Принцип даного методу полягає в підтримці в котлі тиску вище атмосферного, що запобігатиме потраплянню в нього кисню, і застосовується для котлів будь-яких типів тисків. Для підтримки надлишкового тиску в казані його заповнюють деаерованою водою. Такий спосіб застосовують, коли існує необхідність виведення котла в резерв або проведення ремонтних робіт, не пов'язаних із проведенням заходів на поверхні нагріву, загальним терміном до 10 діб.

Здійснення методу підтримки надлишкового тиску в зупинених водогрійних або парових котлах можливе декількома способами:

Під час простою котлів більше 10 днів застосовується консервація сухим або мокрим способом (визначається наявністю тих чи інших реагентів, матеріалів прокладки і т.д.).
Під час тривалого простою в зимовий час та за відсутності опалення приміщення котли консервують сухим способом; застосування мокрого способу консервації у цих умовах неприпустимо.

Вибір того чи іншого способузалежить від режиму експлуатації котельні, загальної кількості резервних та діючих котлів тощо.

Сухий спосіб консервації котлів

Схема відведення казана.

Звільнення котла від води при тиску вище атмосферного відбувається після спустошення за рахунок тепла, накопиченого металом, обмуровки та ізольованості з підтримкою температури котла вище за температуру атмосферного тиску. Одночасно підсушуються внутрішні поверхні барабана, колекторів та труб.

Сухий зупинка застосовується до котлів з будь-яким тиском, але за умови відсутності в них вальцювальних з'єднань труб з барабаном. Проводиться при плановому зупиненні у резерв чи період ремонтних робіт устаткування терміном трохи більше 30 діб, і навіть при аварійному зупинці. Для того щоб унеможливити попадання в котел вологи під час простою, потрібно стежити за його відключенням від трубопроводів води та пари, що знаходяться під тиском. Повинні бути щільно закриті: установки проглушок, запірна арматура, ревізійні вентилі.

Витіснення води проводять при показниках тиску 0,8-1,0 МПа після того, як казан був зупинений і охолоджений природним шляхом. Проміжний пароперегрівач знепарюють на теплообмінник. Після закінчення дренування та підсушування вентилі та засувки пароводяної схеми котла, лаз і шибер топки та газоходу повинні бути закриті, відкритими залишаються лише ревізійний вентиль, у разі потреби встановлюють проглушки.

У процесі консервації після того, як котел повністю охолонув, необхідно періодично стежити за попаданням води або пари в котел. Такий контроль здійснюється шляхом зондування просторів ймовірного попадання їх в області запірної арматури, відкриття дренажів нижніх точок колекторів та трубопроводів, вентилів пробовідбірних точок на невеликійперіод.

У разі виявлення попадання води в котел потрібно вжити необхідних заходів. Після цього котел підлягає розпалюванню, підняттю в ньому тиску до 1,5-2,0 МПа. Вказаний тиск підтримують протягом кількох годин, а потім виробляють азот наново. Якщо попадання вологи неможливо усунути, вдаються до способу консервації шляхом підтримання надлишкового тиску в котлі. Подібний метод ще використовують, якщо під час зупинки котла проводилися ремонтні роботи обладнання на поверхнях нагріву та виникла необхідність опресування.