- Предупреждение повреждений клепаных барабанов и барабанов, сильно ослабленных очками для завальцовки труб
Клепаные барабаны котлов низкого и среднего давлений характеризуются трещинообразованием в заклепочных и вальцовочных соединениях (рис. 2.67).
Трещины вызываются сочетанием следующих факторов: наличием в металле высоких местных напряжений конструктивно- технологического происхождения;
омыванием участков высоконапряженного металла щелочным концентратом котловой воды, образующимся в пазухах и микрозазорах заклепочных и вальцовочных соединений при слабом пропаривании последних;
высокой (более 20%) относительной щелочностью и глубокой умягченностью котловой воды, при которых сульфаты, фосфаты и шлам, выпадающие из раствора в виде отложений, не препятствуют омыванию металла щелочным концентратом;
температурными неравномерностями при эксплуатации котла, которые способствуют проникновению котловой воды в соединения и вызывают дополнительные напряжения в металле.
Температурные неравномерности появляются: при растопках и в режиме горячего резерва с периодическими подпитками и большим расходом воды (рис. 2.68); подаче холодной воды на заполнение котла, не остывшего после останова; неудовлетворительном распределении питательной воды в барабане; упусках воды; попадании при авариях перегретого пара обратным ходом в барабаны (особенно в сухопарники); обвалах обмуровки, защищающей от обогрева продольный заклепочный шов нижнего барабана. Температурные неравномерности возникают также в клапанах грязевиков.
При неблагоприятных сочетаниях перечисленных факторов хрупкие разрушения развивались быстро, особенно при переводе котлов старых конструкций на щелочной водный режим (т. е. на питание Na- катионированной водой) без принятия профилактических мер. Через 2-4 года работы на новом водном режиме клепаные барабаны и особенно грязевики оказывались сильно поврежденными.
Рис. 2.67. Пример расположения трещин в накладках и основных листах у заклепочных швов и в вальцовочных поясах. а - профили трещин от щелочной коррозии в заклепочном шве; б - расположение трещин на внешней поверхности развальцованного конца трубы.
Рис. 2.68. Пример опасного, но неравномерного питания котла с большим расходом воды низкого давления при нахождении в горячем резерве (копия диаграммы эксплуатационного контроля).
Особенно опасным оказалось сочетание высокой (около 50%) относительной щелочности с появлением неплотности в соединениях.
Для предупреждения повреждений клепаных барабанов и барабанов, сильно ослабленных очками (коэффициент прочности 0,5 и менее) для завальцовки труб, предлагается:
- При капитальных ремонтах котлов производить дефектоскопические проверки состояния металла с помощью ультразвукового и магнитно-порошкового методов.
Наряду с дефектоскопическими проверками проводить тщательные осмотры с простукиванием заклепок, выявлять поврежденные участки по отложениям солей (наросты у заклепок, кромок накладок), шламовым валикам на внутренней поверхности вальцовочного пояса трубы или около колокольчика и др.
- При проверках барабанов обратить внимание на следующие участки:
швы нижних барабанов, а в самих швах — на участки пересечения продольных и кольцевых швов;
передний продольный шов нижнего барабана, если были случаи обвала обмуровки, защищающей его от обогрева из топки;
задний продольный шов верхнего заднего барабана;
клепаные грязевики и швы приклепки к барабанам камер и опускных труб;
воротники приклепанных перепускных труб между барабанами и вводов питательной воды;
швы приклепки днищ нижних барабанов;
завальцованные концы труб.
- В связи с увеличением в последние годы количества остановов котлов в резерв на периоды снижения нагрузки энергосистемы на каждой электростанции нужно строго выполнять установленные инструкции по ведению режимов растопки, останова, заполнений водой и пр.
При частых остановах котла в горячий резерв для снижения температурных неравномерностей в барабане при подпитках может быть выполнена отдельная водораспределительная труба в паровом пространстве барабана для обеспечения прогрева струи питательной воды в паровом объеме (рис. 2.69).
- Обеспечить консервацию котлов в период простоя в соответствии с действующими специальными инструкциями.
- При относительной щелочности более 20% в соответствии с ПТЭ следует применять пассиваторы.
При относительной щелочности более 50% следует применять подкисление или снижение щелочности в тракте водоподготовки (например, Н — Na-катионирование).
- Клепаные грязевики при наличии повторяющихся повреждений заменить, изготовив их из цельнотянутых труб.
- Обеспечить свободное температурное расширение барабанов и трубных контуров и контролировать его по реперам.
- На многобарабанных котлах обратить внимание на предупреждение повышенных компенсационных напряжений в концах труб задних экранов, завальцованных в нижний барабан; при этом вертикальное смещение нижнего экрана рассчитывать по сумме удлинений кипятильных пучков котла и экрана.
- Защищать барабаны водотрубных котлов (особенно часть его, где расположен продольный шов) от перегрева с газовой стороны, если они не являются одной из основных составляющих поверхности нагрева.
Рис. 2.69. Устройство ввода питательной воды во время горячего резерва с прогревом струей.
10. Вводы в барабан сред с температурой, не равной температуре насыщения, в частности вводы питательной воды, линии водоуказателей, при обнаружении повреждений в металле барабана или завальцованных концах труб нужно переделать с установкой защитных рубашек, руководствуясь приложением 3 § 2.10 настоящего сборника.
