Неплотности топки и газоходов являются одной из основных причин, ограничивающих нагрузку котлоагрегатов, и оказывают существенное влияние на их экономические показатели, вызывая значительные перерасходы электроэнергии на собственные нужды и повышение удельных расходов топлива. Например, увеличение присосов воздуха в топку на 20% приводит к снижению КПД котлоагрегата более чем на 1,0%, увеличение присосов воздуха в конвективную шахту котла на 10% снижает его КПД на 0,6%.
В соответствии с «Правилами технической эксплуатации» (Энергия, 1977) нормы присосов составляют (§ 17.30):
а) топки котлов паропроизводительностью до 320 т/ч, работающих на газообразном и жидком топливе, — не выше 5 %, на пылевидном топливе — не выше 8%; топки котлов паропроизводительностью свыше 320 т/ч, работающих: на газообразном и жидком топливе — не выше 3%, на пылевидном топливе — не выше 5%; топки котлов с цельносварными экранами не должны иметь присосов;
б) газовые тракты котлов на участках от выхода из пароперегревателя до выхода из дымососа (без учета золоуловителей), Оборудованных трубчатыми воздухоподогревателями,— не выше 10%, оборудованных регенеративными воздухоподогревателями (РВП) — не выше 25%;
в) электрофильтры — не более 10 %; золоуловители других типов - не более 5 %.
По отчетным данным за 1977 г., значения присосов воздуха в газоходы котлов некоторых электростанций составили:
на блоках 300 МВт с котлами ТГМП-114 —от 21,7 до 39,7%;
на блоках 300 МВт с котлами ПК-41 — от 31,7 до 32,2 — 35%;
на блоках 300 МВт с котлами ТГМП-314 —от 20,1—23,0 до 35 -47%.
На электростанциях, где вопросам уплотнения газовых трактов уделяется большое внимание, достигнут определенный успех, однако еще на многих электростанциях присосы воздуха в топку и газоходы продолжают оставаться высокими. Так, на котле ТГМП-314Ц ТЭЦ-21 Мосэнерго присосы в газовый тракт составляют 45%, в то время как на котлах ТГМП-314 Ириклинской и Костромской ГРЭС значение присосов в газовые тракты не превышает 25%.
На электростанциях, сжигающих твердое топливо, присосы воздуха за этот же период составили: котлов ТПП-110, ТПП-210, ТПП-210А Новочеркасской и Приднепровской ГРЭС — 38 — 42%, ПК-39 Ермаковской ГРЭС —39%; ПК-59 Рязанской ГРЭС — 30—90% (с трубчатым воздухоподогревателем).
Неплотности топок и газоходов являются результатом дефектов изготовления и монтажа оборудования, а также неудовлетворительной эксплуатации и ремонтов.
Ниже перечислены основные узлы котельного оборудования, являющиеся источниками повышенных присосов воздуха, выявленные в результате проведенных обследований котельных агрегатов и анализа их эксплуатационных показателей, и указаны наиболее характерные причины их образования.
ТОПКА
Основным источником присосов воздуха в топочную камеру котла являются места прохода труб через обмуровку, места примыкания горелочных устройств к экранам, лазы, гляделки и места установки обдувочных аппаратов.
Следует иметь в виду, что при неплотностях в местах, указанных выше, установка металлической обшивки не полностью устраняет присосы воздуха.
Другими местами возможных присосов воздуха в топочную камеру могут быть следующие узлы: места сочленения натрубной обмуровки с неподвижной ее частью, места сопряжения стен топки и газоходов, шлакоспускные шахты и гидравлические затворы, реперные проемы. Основными причинами присосов воздуха являются несовершенство конструкций уплотнений, незавершенность монтажа и низкое качество выполняемого ремонта.
Вводимые в эксплуатацию котлы не всегда проверяются на плотность и часто имеют присосы воздуха, значительно превышающие действующие нормы. Так, на котле ТГМП-314Ц, пущенном в 1975 г. на ТЭЦ-21 Мосэнерго, присосы в топочную камеру в первый период эксплуатации составляли 18% против 3—5%, достигнутых на серийных котлах ТГМП-314 Костромской и Лукомльской ГРЭС.
ГАЗОВЫЙ ТРАКТ
Источниками присосов воздуха в газовый тракт котла являются места прохода трубопроводов через обмуровку, компенсаторы конвективных шахт, взрывные клапаны, лазы, лючки, а также непровары в сварных соединениях газоходов.
Зачастую при кустарном изготовлении монтажными организациями компенсаторов воздухоподогревателей они выполняются неудовлетворительно, быстро выходят из строя и являются источником значительных перетоков воздуха из воздушного тракта в газовый.
Причинами присосов являются также неудовлетворительное качество сварки труб воздухоподогревателей с трубными досками, большие зазоры в уплотнительных плоскостях лазов, лючков и гляделок, разрушения газоходов, обшивок коробов у коллекторов поверхностей нагрева из-за неправильного монтажа, отсутствие уплотнений в месте прохода вала дымососа через кожух.
К числу эксплуатационных неполадок, приводящих к увеличению присосов воздуха в газовый тракт котла, относятся: неплотности, возникшие в результате коррозии и износа трубчатых воздухоподогревателей, газоходов, золоуловителей и взрывных предохранительных клапанов; разрыв компенсаторов конвективных шахт из-за термических деформаций; частичное открытие или неплотности заслонок на течках золоуловителей; отсутствие крышек уплотнений и штуцеров для установки измерительных приборов (дымомеров, газоанализаторов, термопар и тягомеров) и др.
РЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛИ
Неплотности РВП являются одной из основных причин снижения экономических показателей котлоагрегата. Повышенные присосы и перетоки воздуха в газовую часть РВП могут явиться причиной ограничения нагрузки котла (блока) по производительности дымососов.
Проточка фланцев РВП, поверхность которых служит элементом периферийного уплотнения, монтажными организациями не выполняется или выполняется неудовлетворительно, в результате чего уплотнения быстро выходят из строя и становятся источником больших присосов воздуха в газовый тракт.
Надежная и эффективная работа уплотнений РВП может быть достигнута только при высоком качестве их изготовления и монтажа, а также при своевременной регулировке зазоров в процессе эксплуатации.
Присосы воздуха возможны также при некачественном изготовлении и коррозии гидрозатворов в системе обмывки РВП.
СИСТЕМА ДРОБЕОЧИСТКИ И ЗОЛОУЛАВЛИВАНИЯ
На котлах, оборудованных дробеочисткой, имеются значительные присосы воздуха через золоотвеивающие сепараторы, где отвеивание осуществляется атмосферным воздухом, подсасываемым в газоход котла. Возможным местом присоса воздуха в системе очистки является участок «дробеуловитель-разбрасыватель» при нижнем хранении дроби или при опорожнении дробеуловителя.
Неплотности в системе золоулавливания мало влияют на КПД котла брутто, но приводят к значительному увеличению расхода электроэнергии на тягу, снижают температуру дымовых газов в газоходах и дымовой трубе, что способствует их коррозии и разрушению.
Основными местами присосов в системе золоулавливания являются золосмывные аппараты, золоспускные течки, а также места прохода штанг встряхивающих элементов в электрофильтрах.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПРИСОСОВ
Для снижения присосов воздуха в топочную камеру и газоходы котла предлагается:
1. Поддерживать плотность топки и газового тракта путем систематического устранения мест присосов воздуха (на работающем котле, где это возможно по условиям техники безопасности), обнаруженных во время ежедневных наружных осмотров установок.
Присосы воздуха должны контролироваться путем осмотра установки и контрольным газовым анализом, проводимым не реже 1 раза в месяц, а также до текущего, среднего и капитального ремонтов (ПТЭ, § 17.31) и после них.
2. Не реже 1 раза в год производить опрессовку трубчатых воздухоподогревателей с присадкой красящих веществ (мела, охры) во
всасывающие короба дутьевых вентиляторов и производить проверку состояния труб, уплотнений труб в трубных досках, состояния компенсаторов с тем, чтобы во время капитального или среднего ремонта котлоагрегата выполнить мероприятия по обеспечению снижения присосов до значений, предусмотренных ПТЭ.
Сброс воздуха, охлаждающего балки водяных экономайзеров, направлять во всасывающие короба дутьевых вентиляторов, а не в газоходы котла.
3. Для производства работ по устранению выявленных в процессе эксплуатации дефектов и уплотнению газоходов котлоагрегатов при необходимости выделять бригаду (слесарей, изолировщиков, сварщиков).
4. При приемке котла из капитального, среднего или текущего ремонтов, а также при присосах, превышающих нормы ПТЭ, необходимо принимать меры по обнаружению и ликвидации мест присосов (заварка обшивки, обмазка обмуровки и др.). Визуальное определение мест присосов воздуха можно производить:
а) с помощью дымовых шашек при закрытых направляющих аппаратах остановленных тягодутьевых машин и шиберах по газовоздушному тракту;
б) создавая повышенное разрежение путем включения дымососа;
в) постановкой топки и газоходов котла под давление с помощью дутьевых вентиляторов. Места неплотностей обнаруживаются по выходу дыма, шуму, пылению или на ощупь.
Методика определения присосов воздуха в топку и газоходы котла с помощью газового анализа приведена в приложении 1, а мероприятия по уменьшению присосов — в приложении 2.
