§ 11. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ И РЕМОНТЕ ПАРОВЫХ КОТЛОВ (ПАРОГЕНЕРАТОРОВ)
Меры безопасности при обслуживании паровых котлов
В процессе эксплуатации в результате нарушения режима работы или прочности стенок в паровых котлах могут возникать повреждения. Особо опасными являются внезапные разрывы стенок основных элементов котла: барабанов, камер, топок. В этом случае возникает взрыв большой силы вследствие мгновенного снижения давления пара и воды в котле до атмосферного и образования большого объема пара, в тысячи раз превышающего объем воды. Энергия взрыва разрушает здание котельной, может отбросить части котла на 50—100 м. Возможны ожоги людей водой, паром, горячими газами, травмы от взрывной волны.
Причины взрыва котлов разнообразны. Основные из них: снижение уровня воды в котле ниже допустимого и последующая подача воды на раскаленные стенки котла; сильное загрязнение котла накипью, вызывающей местный перегрев и пережог стенок котла; трещины металла в зоне сварных швов; превышение давления пара в котле; дефектный материал или местный износ основных элементов котла.
Паровые котлы проектируют, изготовляют и обслуживают в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов», утвержденными в 1969 г. Комитетом по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору при Совете Министров СССР (сокращенно Госгортехнадзор).
Согласно этим Правилам паровые котлы с давлением более 0,7 кг/см2* вводят в работу с разрешения инспекции Котлонадзора (один из отделов Госгортехнадзора). Перед пуском после соответствующих испытаний на плотность и прочность котел регистрируют в областной инспекции Котлонадзора и заводят на него паспорт — шнуровую книгу. В процессе эксплуатации котел периодически испытывают и проверяют.
* 1 кГ/см2=9,8· 104 н/м2— техническая атмосфера, единица измерения давления.
Не реже одного раза в год проводят наружный осмотр котла в рабочем состоянии. Под руководством инспектора Госгортехнадзора проверяют состояние котла, правильность его обслуживания, состояние арматуры, измерительных приборов и котельного помещения. Одновременно проверяются удостоверения персонала о сдаче экзамена по правилам технической эксплуатации и технике безопасности.
Не реже одного раза в 4 года инспекция проводит внутренний осмотр котла в холодном состоянии. Осматривают стенки котла, сварные швы, чистоту поверхностей нагрева, состояние обмуровки.
Не реже одного раза в 8 лет под надзором инспекции проводятся гидравлические испытания котла холодной водой под давлением, превышающем рабочее (согласно нормам) с целью определения плотности соединений и прочности котла. Повышенное давление держат в течение 5 мин, после чего его снижают постепенно до рабочего. Котел осматривают, сварные швы остукивают молотком. Котел считается выдержавшим испытания, если нет признаков разрыва, трещин, течи в заклепочных швах, а в сварных соединениях — даже признаков неплотности (слезок или потения).
Превышение рабочего давления сверх допустимого во время работы котла представляет большую опасность, так как могут возникнуть перенапряжения элементов котла. Обслуживающий персонал контролирует давление в котле по манометрам, указывающим давление пара и питательной воды. На циферблате этих манометров имеется красная черта высшего предельно допустимого рабочего давления.
Чтобы избежать превышения давления в котле выше допустимого, на барабане, пароперегревателе и водяном экономайзере установлены предохранительные клапаны (рис. 44). Поступление пара из парового пространства в атмосферу нормально закрыто клапаном 1, прижатым либо пружиной 4, либо грузом, подвешенным на рычаге (в случае рычажно-грузового устройства).
Когда давление в котле повысится сверх допустимого, то пар под давлением поступит из импульсного патрубка 3 в пространство над поршнем 2, на котором возникнет усилие. Это усилие сожмет пружину и клапан откроется. Паровое пространство соединится с атмосферой и давление в котле понизится до нормального рабочего.
Рис. 44. Предохранительный клапан для котлов на 255 кг/см2 при 585°С
Рис. 45. Откидной взрывной предохранительный клапан: 1 — клапан, 2 — короб для отвода взрывной смеси
Согласно Правилам Госгортехнадзора предохранительные клапаны на паровых котлах и пароперегревателях должны быть отрегулированы на давление, не превышающее величин, указанных в табл. 10.
Так как клапаны могут прикипеть и не открыться при превышении рабочего давления, то исправность их действия проверяют: не реже 1 раза в сутки проверяют один из клапанов на каждом котле с давлением 22—60 кг/см2 и через 1000 ч работы — клапаны на котлах с давлением свыше 60 кг/см2.
Таблица 10
Давление регулировки предохранительных клапанов
Номинальное избыточное давление, кг/см2 | Давление начала открытия предохранительных клапанов, кг/см2 | |
контрольного | рабочего | |
До 13 | р+0,2 | р+0,3 |
13—60 | 1,03 р | 1,05 р |
60—140 | 1,05 р | 1,08 р |
140—225 | 1,08 р | 1,08 р |
Свыше 225 | 1,10 р | 1,10 р |
Примечание: р — рабочее давление в барабане или в выходном коллекторе пароперегревателя, если клапан реагирует соответственно на повышение давления в барабане или пароперегревателе.
Чтобы не допустить возможных разрушений при взрыве, топки и газоходы котлов оборудованы откидными взрывными предохранительными клапанами (рис. 45). При срабатывании клапана взрывные газы удаляются по отводам наружу или в места, безопасные для обслуживающего персонала и в пожарном отношении.
Растопка паровых котлов
Растопка котла — это один из наиболее ответственных этапов его обслуживания. От обслуживающего персонала требуются глубокие знания и точное выполнение правил технической эксплуатации и техники безопасности.
Паровой котел можно начать подготавливать к растопке только с разрешения администрации котельного цеха и после записи об этом в оперативный журнал. Чтобы не допустить несчастного случая из-за растопки неисправного котла, начальник смены и машинист проверяют готовность к работе котла и вспомогательных механизмов, а именно:
плотно ли закрыты лючки на коллекторах и люки на барабанах котла, дверцы лазов и крышки гляделок на топке и газоходах котла; во избежание выбрасывания горючих газов, воды, пара эта гарнитура имеет прочные запоры и конструкцию, исключающую возможность самопроизвольного открывания;
не остались ли люди и посторонние предметы в топке и газоходах;
исправны ли предохранительные клапаны, правильно ли установлены и закреплены грузы на них; нельзя заклинивать рычаги предохранительных клапанов или подвешивать на них дополнительный груз, а также создавать искусственный нажим на пружины клапанов;
не оставлены ли после ремонта заглушки на питательных трубопроводах, паропроводах и на спускных линиях; убеждаются в исправности питательных насосов, задвижек и вентилей котла;
исправны ли взрывные предохранительные клапаны на топках и газоходах.
Затем по водомерным стеклам проверяют, наполнен ли котел водой до низшего уровня, и убеждаются в том, что водяной экономайзер полностью заполнен водой. Водоуказательных приборов на каждом котле должно быть не менее двух (для подстраховки) с автоматической сигнализацией, звуковой или световой, о верхнем и нижнем предельных уровнях воды. Обычно уровень воды в барабане во время растопки котла контролируют непосредственно по водоуказательным колонкам и при помощи сниженных указателей (гидростатического и электрического), вынесенных к рабочему месту машиниста котла. Во время работы котла постоянно пользуются сниженными указателями. После проверки уровня .воды в котле начинают заполнять газопровод газом и приступают к розжигу горелок.
Практика показывает, что во время розжига горелок в топке и газоходах часто происходят взрывы несгоревшей, например, выпавшей из факела пыли при неустойчивом горении. Поэтому перед началом растопки топку и газоходы вентилируют дымососом и вентилятором в течение 5—10 мин. Газопроводы продувают в течение 10—15 мин.
Котел растапливают при слабом огне и небольшой естественной тяге. Газовые горелки зажигают поочередно с помощью запальника: сначала к выходному отверстию подносят запальник, а затем подают газ. Если газ или топливо не загорелись, то повторно котел можно растапливать только после тщательной вентиляции топки и газоходов. Если пламя проскочило обратно в горелку, то газ немедленно отключают от этой горелки. Ее охлаждают и устраняют причину проскока.
Во время растопки машинист котла тщательно наблюдает за показаниями манометров пара и воды и за уровнем воды в барабане. Его помощник следит за равномерным прогревом доступных для осмотра частей котла. В процессе растопки в металле барабанов возникает большой перепад температур. Во избежание образования в нем трещин барабан прогревают постепенно.
Во время обтяжки болтовых соединений лючков, фланцев, лазов возможен срыв шпилек. Поэтому обтяжку болтов выполняют при давлении в котле 3—5 кг/см2.
В период растопки котла персонал должен соблюдать особую осторожность: работать в предохранительных очках (при наблюдении за факелом, розжиге горелок), стоять сбоку от гляделок или лазов, арматуру проверять в рукавицах.
Во время растопки котла возможны гидравлические удары в паропроводах. Они опасны, так как могут вызвать разрыв паропровода. Чтобы избежать гидравлических ударов, котел включают в паропровод медленно, после тщательного прогрева и продувки паропровода. Давление в котле должно соответствовать давлению в паропроводе. При появлении гидравлических ударов необходимо прекратить включение котла в паропровод, уменьшить горение в топке и увеличить продувку паропровода.
Аварийный останов паровых котлов
Паровые котлы имеют специальные устройства, автоматически прекращающие подачу любого топлива (пыли, газа, мазута) к горелкам, если уровень воды в барабане опустится ниже допустимого, т. е. в случае опасности пережога металла труб, барабана и др. Если в топках сжигается газ, то его подача автоматически прекращается и котел останавливается, когда падает давление воздуха перед горелками.
Котел должен быть немедленно остановлен обслуживающим персоналом, когда:
неисправны более половины предохранительных клапанов;
давление в котле поднялось на 10% выше допустимого и продолжает расти, несмотря на усиленное питание водой;
упущена вода из барабана; так как барабан может перегреться без воды, то немедленная подача воды в него категорически запрещена во избежание трещин;
уровень воды в барабане быстро падает, несмотря на усиленное питание; это значит, что где-то появилась сильная течь;
уровень воды в барабане поднялся выше допустимого и продолжает расти; возможен заброс воды в турбину и поломка лопаток;
прекратили работу питательные насосы;
не работают все водоуказатели;
появились трещины, выпучины, пропуски в сварных швах в основных элементах котла (в барабане, коллекторах, паропроводе и др.);
произошел взрыв газов в газоходах, разрушилась обмуровка котла, появилась опасность для жизни людей и угроза разрушения котла;
возник пожар в котельной, загорелась сажа и отложения несгоревшего топлива в газоходах.
Продувка котлов
В экранных и кипятильных трубах выпадает шлам — твердые, взвешенные в воде частицы, в основном, продукты осаждения солей кальция и магния, содержащихся в котловой воде. Шлам может закупорить трубы, в результате чего прекратится поступление воды, и они перегорят.
Для удаления шлама котел продувают, т. е. из него удаляют часть воды с содержащимися в ней веществами.
Когда котел продувают, возможен ожог людей горячей водой и паром. Поэтому операции по продувке выполняют с предосторожностью. Перед продувкой котел заполняют водой до верхнего уровня. Убеждаются в том, что неработающие котлы отделены от продувочной линии заглушками и что продувочной водой не могут быть обожжены люди.
Нельзя открывать спускные вентили и задвижки ударами молотка или при помощи рычага, так как при этом можно разрушить арматуру и получить ожог водой. При неисправности продувочной арматуры котел продувать нельзя. Продувка выполняется в рукавицах, очках и плотной производственной одежде.
Обдувка поверхностей нагрева
При сгорании пылевидного топлива зола, сажа и минеральные частицы оседают на поверхностях нагрева (трубах) и прилипают к ним. Отложения могут быть плотные, сыпучие, липкие. Плотные отложения — это шлаки со стекловидной структурой, спекшаяся и сцементированная зола. Шлакование происходит вверху топки у пароперегревателя в зоне высоких температур, в которой зола размягчается и становится жидкоплавкой.
Во время работы котла поверхности нагрева очищают от шлака и золы с помощью струи воды, пара, воздуха, ударов дробью, встряхивают золу вибратором. Вручную эти операции выполнять очень тяжело и небезопасно. Поэтому, как правило, они механизированы. Поверхности нагрева обдувают паром или воздухом из обдувочных аппаратов, имеющих ручное и дистанционное управление.
Переносную обдувочную трубу вводят в газоход через расшлаковочный люк или лаз и подают в нее воду, пар или сжатый воздух. Эта работа опасна, так как возможен ожог обдувщика горючими газами, паром.
Перед обдувкой машинист котла создает устойчивый режим горения в топке, увеличивает тягу. Обдувают котел в рукавицах, в шлеме с предохранительными очками, брезентовой одежде. Место работы хорошо освещается.
Обдувку надо немедленно прекратить, если из люка, в который введена обдувочная труба, начнут выбиваться топочные газы или повредится обдувочная труба, а также по требованию машиниста котла.
