Здесь, в данном разделе, вашему вниманию предлагается серия отчетов по проведению теплохимических испытаний (ТХИ) энергетических котлов. Отчеты представлены в формате Word, в котором и составлялось большинство из приведенных здесь отчетов. Возможно, они будут со временем переделаны в формат pdf. На данный момент, на момент составления вводной статьи, этот вопрос пока не решен.
Методику и примеры с действующими фрагментами расчетов для обработки данных теплохимических испытаний можно загрузить в формате Excel
Логичная последовательность раскрытия этой темы ТХИ – продвижение от котлов низкого давления к котлам более высоких параметров. Эта последовательность выдержана не строго. В первую очередь я обращаюсь к испытаниям котла высокого давления (ВД) за 1974 г. Это связано с тем, что в те годы теплохимические испытания проводились в более детальном плане, чем современные испытания котлов. Кроме того, мой основной опыт – это, все же, барабанные котлы высокого давления.
Когда я пришел в ДонОРГРЭС (конец 1969 г.) многие еще недавно очень актуальные вопросы теплохимических испытаний котлов ВД уже исчезли из основной повестки дня. Это касается организации работы сепарационных устройств, схемы ступенчатого испарения и всего прочего, что нашло свое стандартное отображение в разработках проектных организаций.
С улучшением качества питательной воды подобных проблем стало еще меньше. Так, в последние годы я не однажды сталкивался на ТЭС Донбасса и на Кременчугской ТЭЦ с ситуацией, когда качество питательной воды по ее кремнесодержанию было даже лучше, чем предельно допустимое качество паров. Тем не менее, случаются нештатные ситуации, когда старые проблемы возвращаются. В особенности это относится к котлам низкого и среднего давления, которые обычно подпитываются натрий-катионированной водой, что для котлов ВД уже редкость, и где порой возникают проблемы и с сепарацией пара, и с его промывкой, и с работой ступенчатого испарения.
Еще можно отметить ту особенность, что с ростом давления в барабане котла для многих примесей имеет место снижение кпд промывочного листа. Это происходит из-за увеличения с ростом давления коэффициента распределения примеси между паром и водой. Так, кпд промывочного листа по железу и меди, имеющих высокий коэффициент распределения, невелик. А для такого высоколетучего вещества, как аммиак, кпд промывочного листа вообще имеет отрицательное значение – концентрация аммиака в паре до промывки меньше, чем в промытом паре.
В любом случае, знание особенностей работы котлов не является излишним. Оно может, в частности, пригодиться при выборе вариантов реконструкции эксплуатируемых барабанных котлов, что в последние годы производится на многих наших ТЭС.
Организация и технология проведения испытаний зависит от конкретный условий эксплуатации и типа котлов. Об общих принципах ТХИ вам может рассказать МЕТОДИКА ТЕПЛОХИМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПАРОВЫХ СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ РД 153-34.1-37.313-00, которую вы легко найдете в сети интернет. Методика разработана совместно ОРГРЭС (Москва) и УралОРГРЭС и была утверждена в 2000 году... Когда-то все мы, включая ДонОРГРЭС и другие отделения, были Всесоюзным трестом с названием ОРГРЭС. Ныне бывшие отделения стали самостоятельными организациями. Здесь, в этой статье, я с вашего позволения приведу только отдельные положения из названной методики – те, которые отвечают моим собственным представлениям о предмете ТХИ. Прочие детали вы найдете в представленных в данном разделе технических отчетах. Итак:
Настоящая Методика распространяется на стационарные паровые котлы с естественной циркуляцией и давлением перегретого пара на выходе из котла 3,9 МПа и выше.
Методика устанавливает требования и порядок проведения испытаний котла для определения или подтверждения в полном объеме или частично следующих зависимостей и функциональных показателей:
- зависимости качества насыщенного и перегретого пара от качества котловой и питательной воды;
- норм качества котловой и питательной воды, обеспечивающих качество насыщенного и перегретого пара в соответствии с требованиями РД 34.20.501-95 [4];
- показателей качества насыщенного и перегретого пара в рабочем диапазоне нагрузок котла (минимальной, промежуточных, максимальной).
Теплохимические испытания проводятся:
- после монтажа котла при вводе его в эксплуатацию;
- при освоении головных и модернизированных котлов;
- после реконструкции поверхностей нагрева или горелочных устройств;
- после реконструкции внутрибарабанных сепарационных и паропромывочных устройств;
- при изменении вида сжигаемого топлива;
- при изменении качества подпиточной и питательной воды (например, в связи со сменой водоисточника или схемы ВПУ);
- для определения возможности перемаркировки котла по паропроизводительности и давлению;
- после устранения выявленных повреждений сепарационных и паропромывочных устройств;
- при изменении установленных НД норм качества теплоносителя.
В зависимости от конкретных целей и задач возможны два вида испытаний:
- теплохимические испытания по полной программе с целью определения зависимости качества пара: от нагрузки котла, уровня воды в барабане, качества котловой и питательной воды, интенсивности набора и снижения нагрузки;
- упрощенные теплохимические испытания с целью нормирования качества котловой воды и проверки качества пара при номинальной нагрузке.
До начала теплохимических испытаний составляется программа их проведения, в которой должны быть указаны:
- цели и задачи испытаний;
- объем необходимого контроля;
- перечень устанавливаемых до начала испытаний дополнительных приборов;
- условия проведения опытов, их число, продолжительность, показатели окончания опытов;
- перечень режимов работы оборудования, при которых проводятся испытания, и число опытов в каждом режиме;
- параметры и показатели качества воды и пара, определяемые при испытании;
- меры безопасности при проведении испытаний.
Общими показателями для всех видов испытаний, численные значения которых следует определить при испытаниях, являются:
- расходы питательной воды, перегретого пара, конденсата насыщенного пара или питательной воды в устройствах регулирования температуры перегретого пара (расход на впрыски), котловой воды из барабана котла в виде продувки (непрерывная продувка);
- температура перегретого пара;
- давление в барабане;
- уровень воды в барабане;
- качество теплоносителя.
При теплохимических испытаниях котлов определяются следующие показатели качества воды и пара: кремнесодержание, солесодержание, содержание фосфатов и натрия, щелочность, величина рН, электрическая проводимость.
Предельно допустимое значение солесодержания котловой и питательной воды определяется для котлов, использующих в качестве подпиточной Na-катионированную (умягченную) воду. Предельно допустимое значение кремнесодержания питательной и котловой воды определяется для котлов давлением в барабане 7,0 МПа и выше. Электрическая проводимость определяется для котлов, использующих в качестве подпиточной обессоленную воду.
До начала испытаний котла должен быть проведен внутренний визуальный осмотр внутрибарабанных устройств с целью выявления каких-либо отклонений в конструкции оборудования. Например, повреждение внутрибарабанных циклонов, дефекты прокладок, наличие неплотностей в местах, где необходима изоляция парового пространства от водяного, и др.
Длительность одного опыта при базисном режиме работы котла должна быть не менее 6 ч.
Во время испытаний котел должен работать на топливе, предусмотренном рабочей программой испытаний.
Испытания должны быть прекращены при:
- изменении паропроизводительности котла, расхода питательной воды или давления более допустимых отклонений, указанных в программе испытаний;
- возникновении аварийных ситуаций на испытываемом или соседнем котле или общестанционной аварии.
Отбор проб воды и пара должен быть организован в соответствии с ОСТ 34-70-953.1-88 [9] и РД 24.031.121-91.
Подготовка к испытаниям включает в себя:
- проверку наличия необходимых контрольно-измерительных приборов для проведения испытаний и установку отсутствующих приборов;
- при необходимости разработку и выдачу ТЭС эскизов или чертежей на выполнение дополнительных пробоотборных точек;
- проведение анализа эксплуатационной документации по режимам работы котла, качеству питательной и котловой воды, насыщенного и перегретого пара. В случае значительного отклонения качества пара от требований РД 34.20.501-95 (ПТЭ) выполняется осмотр внутрибарабанных сепарационных устройств;
- изучение заводской и ремонтной документации по внутрибарабанным устройствам котла на предмет возможных изменений в ее конструкции;
- составление рабочей программы испытаний;
- подготовку (обучение, инструктаж по выполнению измерений во время опытов и технике безопасности) персонала ТЭС, выделяемого для испытаний;
- проверку работоспособности пробоотборных устройств испытуемого котла;
- подготовку рабочего места для выполнения химических анализов с необходимым количеством приборов, посуды, реактивов и рабочих растворов;
- документальное оформление проведения испытаний распоряжением технического руководителя предприятия с указанием руководителя испытаний, сроков выполнения работы и приложением программы испытаний, утвержденной техническим руководителем предприятия;
- подачу заявки на предоставление необходимых режимов (нагрузок) котла;
- подготовку журналов наблюдений.
При подготовке к испытаниям и в процессе самих испытаний персонал, участвующий в работах, должен пройти проверку и быть аттестован на знание РД 34.03.201-97 Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей, а также правил пожарной безопасности. Оборудование котельной должно быть оснащено всем необходимым для обеспечения этих правил.
Лица, участвующие в проведении испытаний, должны пройти инструктаж по особенностям оборудования электростанции, программе испытаний, требованиям к проведению измерений и безопасности при их проведении. Инструктаж проводится представителем электростанции и руководителем испытаний. Персонал предприятия, проводящего испытания, также должен быть проинструктирован по особенностям внутреннего распорядка и технике безопасности на ТЭС.
Список использованной литературы
1. РД 24.031.121-91. Методические указания. Оснащение паровых стационарных котлов устройствами для отбора проб пара и воды. - С.-П.: Ротапринт НПО ЦКТИ, 1993.
2. РД 34.03.201-97. Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей. - М.: ЭНАС, 1997.
3. РД 34.20.501-95. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. - М.: СПО ОРГРЭС, 1996.
... И многое другое, всего 16 наименований.