На многих электростанциях были выявлены повреждения барабанов котлов высокого давления в виде трещин на поверхностях трубных отверстий и прилегающих к ним участках поверхности обечаек, в штуцерах, на поверхностях днищ, в зоне швов приварки сепарационных устройств и в основных сварных швах (приложение 1). Повреждения были вызваны рядом причин конструктивного, технологического и эксплуатационного характера. Для предотвращения повреждений осуществлены мероприятия по улучшению конструкции барабанов, ужесточены требования к качеству металла, пересмотрена технология и введены современные методы контроля за состоянием металла барабанов, разработаны способы ремонта барабанов при обнаружении в них дефектов.
Однако обеспечение надежной работы барабанов не может считаться полностью решенной задачей. На многих барабанах по-прежнему обнаруживаются трещины у трубных отверстий. Важным фактором в появлении и развитии этих трещин являются высокие термические напряжения, связанные главным образом с попаданием в горячий барабан относительно холодной воды, вызывающей резкое охлаждение поверхностного слоя металла.
Условия для появления опасных температурных напряжений в барабанах могут создаваться:
а) при подаче любым способом воды в неостывший опорожненный барабан ;
б) подпитках в процессе остановов;
в) попадании питательной вода по линиям рециркуляции· экономайзера при растопках и остановах во время подпиток котла в случаях ошибочно открытых задвижек на упомянутых линиях;
г) попадании питательной воды по линиям рециркуляции экономайзера во время работы котла на магистраль за счет неплотности задвижек на упомянутых линиях;
д) растопках и остановах котла при отсутствии надлежащего контроля за температурным состоянием барабана.
Развитию трещин способствуют также коррозионные процессы, особенно стояночная коррозия под действием воды, оставшейся в барабане.
На необходимость проведения мероприятий по предотвращению повреждений барабанов из-за высоких термических напряжений неоднократно указывалось в директивных материалах (пп. 17, 18 и 21 «Сборника директивных материалов технического управления по эксплуатации энергосистем (теплотехническая часть)», Госэнергоиздат, 1963, Противоаварийных циркулярах № Т-5/64 и T-1/65).
Между тем обследования показывают, что ряд рекомендаций, изложенных в этих материалах, на многих электростанциях не выполняется. В частности, отсутствует эффективный контроль температурного состояния барабанов при переходных режимах, не контролируется правильность ведения этих режимов оперативным персоналом, не анализируются результаты измерений температур барабанов с целью устранения обнаруженных нарушений.
В целях предупреждения повреждений барабанов котлов 14 и 10 МПа (140 и 100 кгс/см2) предлагается:
- Организовать измерения температур барабанов в соответствии с приложением 2.
- Оснастить барабаны в течение 1978—1982 гг. внутрибарабанными устройствами для снижения температурных перепадов до допустимых значений при остановах и пусках (приложение 3).
- На основании мероприятий, указанных в приложениях 2—4, установить такие режимы растопок, остановов, заполнений водой, изменения нагрузки, при которых скорость изменения и перепады температуры в барабанах не превышают допустимых значений (приложение 5). В эксплуатации эти режимы должны строго соблюдаться и контролироваться по показаниям термопар, выведенных на щит котла. Для каждого типичного котла электростанции должны быть составлены графики растопки и останова.
- Осуществлять проверку барабана на наличие трещин и других дефектов, а также ремонт в случаях обнаружения дефектов в соответствии с действующими специальными директивными документами.
