Сборник директивных материалов по эксплуатации теплотехнической части - Рекомендации по предупреждению термоусталостных повреждений толстостенных элементов пароперегревателей и паропроводов

2.13. Рекомендации по предупреждению термоусталостных повреждений толстостенных элементов пароперегревателей и паропроводов при остановах котлов в резерв
В связи с нарастающей неравномерностью графика электрической нагрузки на многих электростанциях значительно увеличилось число остановов котельных агрегатов в резерв на время от 6—8 до 18—24 ч. В большинстве случаев остановы такого рода независимо от их длительности проводятся с консервацией котла путем плотного закрытия арматуры на его пароводяном тракте при давлении, близком к номинальному, и соответствующего уплотнения газовоздушного тракта.
Как показали исследования ВТИ, через 5—8 ч после консервации остановленного в резерв котла в змеевиках всех пароперегревательных поверхностей нагрева неизбежно начинается конденсация пара. Конденсатообразование в пароперегревателе газомазутного котла начинается раньше, чем пылеугольного с жидким шлакоудалением.
Процесс конденсации сопровождается периодическими выбросами конденсата из змеевиков в неостывшие еще выходные коллекторы и трубопроводы. В пароперегревателях с вертикальным расположением змеевиков это приводит в свою очередь к частым и резким (на 50—100 °С) местным охлаждениям стенки коллекторов в зонах присоединения змеевиков. В пароперегревателях с горизонтальными змеевиками и с выходными коллекторами, размещенными под пакетами, конденсат из змеевиков охлаждает нижнюю часть коллекторов и стекает по нижней образующей в присоединенный к его торцу паропровод. При этом в коллекторах и паропроводах также возникают значительные переменные термические напряжения.
Образование конденсата наблюдается не только в первичных, но и в промежуточных пароперегревателях, если последние перед остановом не обеспариваются. Особенно глубокие местные охлаждения толстостенных элементов пароперегревателя могут происходить при неплотном отключении линий впрыска питательной воды.
При растопке из неостывшего состояния в момент открытия сбросных растопочных устройств на паропроводе относительно переохлажденный конденсат выталкивается из пароперегревателя и резко охлаждает начальный участок паропровода.
Аналогичные явления происходят при открытии перед растопкой дренажей на выходных или паросборных камерах пароперегревателей с вертикальными змеевиками. Дренируемые коллекторы здесь также подвергаются резкому охлаждению, но в паропровод поступает несколько меньше конденсата.
Интенсивная конденсация пара в пароперегревателе может возникнуть непосредственно перед растопкой из неостывшего состояния, когда газовоздушный тракт до розжига топки длительно (более 20 мин) вентилируется всеми тягодутьевыми механизмами. Описанные выше явления вызывают термоусталостные повреждения (трещины) в коллекторах пароперегревателей и начальных участках паропроводов. По этой причине, например, на одном из котлов ПК-38 Березовской ГРЭС, имевшая от начала эксплуатации около 100 остановов в резерв, в. 1974 г. произошло аварийное разрушение начальных участков паропроводов холодного промперегрева.
Для обеспечения эксплуатационной надежности и предотвращения повреждений толстостенных элементов пароперегревателей и начальных участков паропроводов свежего пара и пара промперегрева рекомендуется:
1. На всех блоках мощностью 130, 200 и 300 МВт производить полное обеспаривание системы промперегрева.
2. На блоках с барабанными котлами независимо от длительности последующего простоя предварительно разгружать их на скользящем давлении согласно действующим инструкциям до нагрузки, составляющей 23 — 30% номинальной.
При останове на 6—10 ч после отключения котла и завершения вентиляции топки в течение не более 10 мин уплотнять газовоздушный тракт и плотно закрывать всю арматуру на пароводяном тракте
В случае предполагаемой длительности резерва 20 ч и более сразу же после останова котла подпитывать барабан до верхней отметки водоуказательных колонок или до уровня 2/3—4/5 диаметра барабана от нижней образующей (при наличии дополнительных указателей уровня) и производить выпуск аккумулированного пара через БРОУ в конденсатор. При достижении давления в котле 0,6—1 МПа (6—10 кгс/см²) следует закрыть арматуру на пароводяном тракте.
С целью утилизации тепла выпуск аккумулированного пара целесообразно осуществлять в общестанционный коллектор собственных нужд. Для этого должен быть смонтирован трубопровод между паропроводами свежего пара и общестанционным коллектором.
3. На блоках с прямоточными котлами (независимо от длительности последующего простоя) полностью обеспаривать тракт первичного пароперегревателя за встроенным пусковым узлом путем сброса среды через полностью открытую БРОУ в конденсатор после отключения пароперегревателя от испарительной части встроенной задвижкой и клапаном (задвижкой) на выходе пара из встроенного сепаратора. На котлах, не имеющих клапанов (задвижек) на выходе пара из встроенного сепаратора, обеспаривание пароперегревателя производить таким же способом, но при закрытом клапане на трубопроводе подвода среды к сепаратору.
На прямоточных котлах блоков 150, 200 и 300 МВт, не оборудованных до настоящего времени клапанами на выходе пара из встроенного сепаратора, во время капитальных ремонтов установить указанную арматуру.
4. На электростанциях с поперечными связями при регулярном (более 30 раз в год) выводе барабанных котлов в резерв после их останова производить выпуск из них пара через растопочное устройство в общестанционный растопочный коллектор.
Начало операций по выпуску пара и режим выпуска (расход, длительность) должны определяться опытным путем для каждого типа котла, исходя из условия предупреждения интенсивного конденсатообразования в змеевиках и одновременного обеспечения заданных критериев надежности барабана (скорости снижения температуры насыщения, разности температур по периметру барабана). Выпуск пара целесообразно начинать лишь тогда, когда температура внутри газохода в зоне расположения холодной конвективной ступени, измеренная штатными термопарами, понизится до температуры насыщения в барабане при имеющемся давлении. Для обеспечения допустимых разностей температур по периметру барабана в процессе выпуска пара следует заполнять его водой (см. п. 2 данного параграфа) или использовать имеющиеся устройства парового охлаждения верхней части.
5. Во всех случаях останова в резерв или пуска котла из неостывшего состояния исключить длительную (более 10 мин) вентиляцию топки и газоходов.
При проведении очередных капитальных ремонтов котельных агрегатов, имеющих более 100 остановов в резерв, рекомендуется проведение ультразвукового контроля состояния выходных коллекторов первичных и промежуточных пароперегревателей, а также примыкающих к коллекторам участков паропроводов на длине до 5 м. При этом особое внимание следует обратить на зоны отверстий в коллекторах и на нижний полупериметр горизонтальных паропроводов.