Стартовая >> Архив >> Теплозащитные конструкции оборудования ТЭС

Теплозащитные конструкции оборудования ТЭС

Герасимова Е. А.

В последние годы существенно возросло внимание к проблемам энергосбережения и эффективного использования топливно-энергетических ресурсов. Заметная роль в решении этих проблем принадлежит надежной работе теплозащитных конструкций высокотемпературного оборудования ТЭС, такого, как котлы, турбины и паропроводы. Высококачественные конструкции тепловой защиты являются крупным резервом экономии топлива и оказывают значительное влияние на экономичность эксплуатации энергетического оборудования [1].
Известно, что теплозащитные конструкции выбираются в зависимости от технических свойств теплоизоляционных материалов и нормативной плотности теплового потока с изолированных поверхностей. Основными документами, регламентирующими назначение теплозащитных конструкций, являются отраслевой стандарт “Типовые проектные решения по применению теплозащитных конструкций для трубопроводов и оборудования электростанций” (1988) и СНиП 2.04-14-88 “Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов” (1989). Заложенные в них нормативы плотности теплового потока не соответствуют требованиям энергосбережения в настоящее время.
На предприятиях АО Свердловэнерго находится в эксплуатации оборудование, отработавшее свой нормативный ресурс. На более 70% единиц оборудования теплозащитные конструкции выполнены по проектам до 1956 г. Технический уровень состояния конструкций тепловой защиты оборудования является неудовлетворительным с точки зрения тепловых потерь в окружающую среду и не отвечает современным требованиям энергетики. Физический износ морально устаревших теплозащитных конструкций энергооборудования, отсутствие большого ассортимента фасонных огнеупорных и дефицитных теплоизоляционных материалов, заложенных в заводских проектах, приводят к резко возросшим объемам их ремонтов.
Ремонт теплозащитных конструкций оборудования (обмуровка котлов, тепловая изоляция турбин и трубопроводов) является сложным, многооперационным и трудоемким процессом, требующим больших затрат ручного труда и достаточно высокой квалификации исполнителей, а также большой замены огнеупорных и теплоизоляционных материалов, давно снятых с производства на отечественных заводах [2].
С введением в действие циркуляра Ц-01-94(Т) “Организация контроля за состоянием и ремонтом обмуровки и тепловой изоляции оборудования ТЭС в целях снижения тепловых потерь и температур поверхности изоляции до нормативных значений” (1994) стали актуальными вопросы реконструкции теплозащитных конструкций с точки зрения снижения сверхнормативных тепловых потерь, повышения надежности работы наиболее часто ремонтируемых узлов, корректировки технологии проведения ремонтов обмуровки котлов и тепловой изоляции турбин.
С целью доведения теплозащитных конструкций до действующих значений нормативной плотности теплового потока КО Энергоремонта разработаны проекты реконструкции обмуровки котлов типа ТП-35, ТП-200, НТ-200, ПК-14, ЛМЗ и др. Обмуровка реконструирована на более чем 30 котлах среднего давления. В результате внедрения новых конструкций снижены температуры наружной поверхности обмуровки, тепловые потери в окружающую среду доведены до нормы, уменьшены присосы холодного воздуха в топку, повышен КПД котла. Во внедренных конструкциях обмуровок использованы огнеупорные и теплоизоляционные материалы заводов Уральского региона. Применение высокоэффективных теплоизоляционных материалов на основе муллитокремнеземистого и базальтового волокон в виде плит, фетра, картона в различных комбинациях в зависимости от особенностей изменяемой теплозащитной конструкции позволило в значительной степени снизить потребление пенодиатомового кирпича марки ПД-350 по ТУ 36.16.22-27-91 Инзенского комбината (Ульяновская обл.) и известково-кремнеземистых изделий марки ИКИ-225 по ГОСТ 24748-81 Апрелевского завода теплоизоляционных изделий (Московская обл.).
С целью совершенствования технологии проведения ремонта обмуровок котлов, а также для повышения надежности работы отдельных часто ремонтируемых узлов по техническим требованиям Свердловэнерго освоены заводами Уральского региона новые виды огнеупорной продукции.
Двухслойные плиты для накаркасной обмуровки по ТТ 102-10-97 размером 1000 х 500 х 80 мм рекомендованы для замены футеровочных известково-кремнеземистых панелей марки ПФИ-600 по ТУ 36.16.22-23-88, используемых при ремонте стен топок котлов типа П-39 и П-57. При разработке плит исключены недостатки панелей ПФИ-600,
а именно: повышены механическая прочность за счет послойного армирования и надежность при попадании открытого пламени на плиту за счет увеличения толщины шамотобетонного слоя.
Внедрение горелочных блоков высокоглиноземистого состава с температурой применения до 1600°С по ТТ 202-9-98 позволило увеличить срок эксплуатации обмуровки амбразур горелок в 1,5-2 раза за счет повышения термостойкости, прочности и устойчивости к золовому износу по сравнению с традиционно используемыми для этих целей шамотными изделиями общего назначения марок ТТТА или ШБ по ГОСТ 390-96.
Выполнение амбразур горелок блоками массой до 50 кг достаточно трудоемкое и дорогостоящее мероприятие. Разработанная по ТТ 202-29-99 наварочная масса для ремонта упомянутых горелочных блоков восстанавливает разрушенные участки обмуровки амбразуры, исключая полную замену массивных блоков. Внедрение наварочной массы сокращает продолжительность ремонта амбразуры горелки при сохранении ее надежной работы.
В технологии ремонта теплозащитных конструкций турбин в настоящее время наметилась тенденция по замене изоляции из минераловатных изделий и полученной методом напыления из асбестосодержащих смесей на съемную, многоразового использования. Съемные конструкции тепловой изоляции турбин из изделий на основе базальтового и муллитокремнеземистых волокон позволяют снизить тепловые потери с поверхности оборудования, достигнуть рекомендуемых значений темпов охлаждения и выравнивания температур по поверхности цилиндров и, как результат повысить маневренность при выводе турбины в горячий резерв. Кроме того, применение волокнистых материалов улучшает условия работы ремонтного и обслуживающего персонала, обеспечивает быстрый доступ к корпусу турбины в случае аварии или для текущего ремонта.
Внедрение съемных теплозащитных конструкций цилиндров турбин на предприятиях Свердловэнерго производится с 1993 г. по проектам АО Энергозащита, НПЦ Теплотехнология, КО Энергоремонта. Однако высокая стоимость 1 м теплозащитной конструкции из изделий на основе базальтового и муллитокремнеземистого волокон ограничивает широкое внедрение съемной изоляции в настоящее время.
Основной теплозащитной конструкцией цилиндров турбин остается тепловая защита, нанесенная напылением в соответствии с инструкцией №015-87 “Технологическая инструкция по нанесению тепловой изоляции методом напыления смесей сухих асбестоперлитовых и асбестоверми- кулитовых” (1983). Однако в последние годы при выполнении тепловой защиты турбин методом напыления возникают трудности из-за отсутствия рекомендованного отвердителя - жидкого стекла антипирена из нефелина Гомельского химического комбината. Производство антипирена находится за пределами России, что переводит его в разряд дефицитных материалов. Отсутствие отвердителя жидкого стекла в напыляемых смесях приводит к значительному увеличению сроков набора прочности теплозащитного покрытия в естественных условиях. В качестве замены проработаны и внедрены составы с оптимальным количеством добавки нового вида отвердителя, обеспечивающего быстрое твердение напыляемого покрытия без снижения его теплофизических характеристик.
С целью организации паспортизации тепловой изоляции и оценки фактического состояния теплозащитных конструкций высокотемпературного оборудования на предприятиях Свердловэнерго на основании методики тепловых испытаний ОРГРЭС (1982) разработана, апробирована и с 1997 г. внедрена экспресс-методика контроля состояния тепловой изоляции с помощью приборов инфракрасной техники. Методика позволила диагностировать состояние тепловой изоляции в процессе эксплуатации энергооборудования, корректировать объемы ремонтов обмуровки котлов, оценить качество выполненного ремонта обмуровки и тепловой изоляции и эффективность вновь разработанной конструкции теплозащитного покрытия, составить паспорт по данным оценок до и после выполненного ремонта в соответствии с [3].
Выход методики [4] делает законным использование термографического обследования теплозащитных покрытий для паспортизации тепловой изоляции энергооборудования.
Термографическое обследование теплозащитных конструкций предусматривает дистанционную регистрацию тепловых полей оборудования по его собственному инфракрасному излучению с помощью инфракрасных камер и пирометров. Основа термографического метода - использование основных законов теплового излучения, устанавливающих взаимосвязь между температурой поверхности тела, его энергией излучения и излучательной способностью объектов излучения и окружающей среды. Данный метод позволяет определить температурные распределения по поверхности оборудования, оценить общие тепловые потери с поверхности оборудования, обнаружить поверхностные и скрытые дефекты в процессе эксплуатации оборудования по тепловым аномалиям, которые сопровождают возникновение таких дефектов, в ряде случаев возможно обнаружение узлов и частей конструкции, находящихся в предаварийном состоянии.

Выводы

  1. Проведена реконструкция морально устаревших теплозащитных конструкций обмуровок котлов среднего давления с целью доведения их до нормативных значений тепловых потерь.
  2. Разработаны и освоены новые виды огнеупорной продукции предприятиями Уральского региона - двухслойные плиты для накаркасной обмуровки, горелочные блоки высокоглиноземистого состава, наварочная масса для ремонта тарелочных блоков.
  3. Внедрен термографический метод контроля состояния теплозащитных конструкций высокотемпературного оборудования ТЭС для паспортизации тепловой изоляции.

Список литературы

  1. Воронков С. Т. Специальные конструкции тепловой защиты энергооборудования ТЭС,- Энергетик, 1994, № 6.
  2. Воронков С. I Эксплуатация и ремонт обмуровки котлов ТЭС,- Электрические станции, 1996, № 7.
  3. Ц-01-94 (Т). Организация контроля за состоянием и ремонтом обмуровки и тепловой изоляции оборудования ТЭС в целях снижения потерь тепла и температур поверхности изоляции до нормативных значений.
  4. РД 153-34.0-20.364-00. Методика инфракрасной диагностики тепломеханического оборудования. М.: ОРГРЭС, 2000.
 
« Тепловыделяющие элементы ядерных реакторов   Технико-экономический аспект применения асинхронизированных турбогенераторов »
электрические сети