Техническая эксплуатация паровых котлов.

Техническая эксплуатация котла во время его работы заключается в поддержании установленных режимов, которые определяются следующими показателями: давлением перегретого, насыщенного и охлажденного пара; температурой перегретого пара и питательной воды; паропроизводителыюстыо котла; давлением и температурой воздуха перед топкой; давлением и температурой жидкости топлива перед форсунками; расходом топлива; разрежением (или давлением) в топке и за котлом.
В процессе эксплуатации паровые котлы работают на различных режимах в зависимости от количества пара, необходимого для обеспечения потребителей. На судах различают следующие режимные состояния котлов: действующее (с момента подъема давления пара в котле выше атмосферного); поддержки пара (главный стопорный клапан закрыт и при малом горении огня в топках поддерживается давление пара выше атмосферного); эксплуатационное (при установившихся режимах); переменной нагрузки (при изменении потребления пара интенсивность горения огня в топках, а также давление пара в котле меняются в пределах, обеспечивающих работу главных и вспомогательных механизмов).
Режимное состояние поддержки пара можно разделить на стояночный режим, «Горячий резерв» и «В готовности». При стояночном режиме давление пара может быть снижено в зависимости от его расхода на судовые нужды. При режиме «В готовности» давление пара в котле должно поддерживаться близким к рабочему, а все системы и вспомогательные механизмы, обеспечивающие работу котельной установки, должны быть прогреты и готовы к действию.
На стоянке судна давление в котлах поддерживается исходя из условия обеспечения паром судовых паровых механизмов.
Форсированный режим работы паровых котлов допускается по приказанию кагштана лишь в исключительных случаях, связанных с опасностью для жизни людей и судна. Об этом делается соответствующая запись в машинном журнале. Старший механик в это время должен находиться в котельном отделении непосредственно у котлов. Если дальнейшая работа в форсированном режиме грозит неизбежной аварией, старший механик обязан немедленно снизить нагрузку, доложив об этом капитану.
Перед пуском котла убеждаются в исправной работе системы питания, проверяют работу питательных насосов и инжекторов, действие дозировочного устройства для подачи антинакипина в котел. Осматривают цистерны жидкого топлива, убеждаются в отсутствии в них воды, в исправности арматуры, мазутных фильтров, мазутных насосов и самой топливной системы (в исправности топочных устройств и правильной установке форсунок котлов). После этого котельный механик докладывает старшему механику о результатах проверки.
Перед пуском котла все автоматические регуляторы котельной установки переводят в положение «Ручное управление», а запорные клапаны регуляторов питания, давления пара, давления воздуха, давления и температуры топлива — полностью закрывают. В остальном руководствуются инструкцией по эксплуатации систем автоматического регулирования котельных установок.
Продолжительность подъема пара в котлах приводится в инструкциях заводов-изготовителей и зависит от типа котла, его конструкции, назначения,габаритов и т. п. Если таких инструкций нет, то следует пользоваться инструкцией, разработанной механико-судовой службой судовладельца и утвержденной в вышестоящих инстанциях. При составлении таких инструкций необходимо руководствоваться приближенными данными, приведенными в Правилах технической эксплуатации паровых котлов на судах флота рыбной промышленности СССР.
Розжиг котла производят основным видом топлива (мазутом) или растопочным топливом (дизельным), если у котла имеется специальное растопочное устройство. Если мазут холодный и подогреть его нет возможности, розжиг производят растопочным топливом. Большинство промысловых судов имеет систему для розжига котлов дизельным топливом. Перед пуском котла необходимо тщательно провентилировать топку, для чего следует открыть воздухонаправляющие устройства и включить вентиляторы. После вентиляции воздухонаправляющис устройства всех форсунок закрыть, оставить лишь открытым воздухонаправляющее устройство у растопочной форсунки, а если ее нет — у одной из форсунок котла. Зажигают форсунку вручную факелом. Длина железного прута факела должна быть равна 1 м. При введении факела в топку котельный машинист во избежание ожогов должен стоять в стороне от отверстия, в которое вставляется факел. Если за две повторных попытки котел разжечь не удалось, необходимо выяснить и устранить причину этого, провентилировать топку и повторить все сначала.
В современных котлах для розжига котла вместо открытого факела все чаще используют специальные запальные устройства. В основном это электровоспламенители, одна из конструкций которых приведена на рисунке:

В корпусе электровоспламенителя 3 установлена электромагнитная катушка 1. От источника тока напряжением 24—36 В один провод подведен к катушке 1, а второй подсоединен к угольному электроду 7. При включении тока катушка втягивает сердечник 4, соединенный с электродом 6, сжимая при этом пружину 2. Натяжение пружины и сила электромагнитного поля катушки 1 отрегулированы таким образом, чтобы между угольными электродами 6 и 7 поддерживался определенный зазор, необходимый для устойчивого горения дуги между ними. К корпусу электровоспламенителя 3 крепится защитный кожух электродов 5.
Если у котла имеется несколько топочных устройств, то каждую форсунку зажигают отдельно в установленном порядке. Электровоспламенитель при розжиге котла вставляется в отверстие для факела. После розжига необходимо отрегулировать горение так, чтобы пламя распространялось равномерно по отношению к нагревательным поверхностям котла и не ударяло в трубы и кирпичную кладку. При появлении пара из воздушного крана его нужно перекрыть.
С момента включения форсунок и до достижения рабочего давления необходимо постоянно продувать водоуказательные стекла для равномерного их прогрева. После того как давление в котле поднимается до 0,3—0,4 МПа, начинают прогревать паровую магистраль, затем подают пар к подогревателю мазута и некоторым другим вспомогательным механизмам. До подачи пара к потребителям включают рабочую форсунку и выключают растопочную. При давлении пара не более 0,5 МПа тщательно осматривают фланцы, лазы, горловины и при необходимости осторожно обжимают их ключом под наблюдением котельного механика.
Работу предохранительных клапанов проверяют при рабочем давлении путем подрыва их вручную. Разводка холодного котла нередко сопровождается скоплением мазута в нижней части топки, что способствует разрушению кирпичной кладки и создает опасность в пожарном отношении. Поэтому скопившийся мазут необходимо своевременно удалить. По достижении рабочего давления в котле подъем пара считается законченным, после чего повторно проверяют исправность действия предохранительных клапанов, водоуказательных приборов, средств питания, пробных кранов, кранов верхней и нижней продувки, а также производят верхнюю продувку котла.
Перед включением в работу котла уровень воды в нем не должен превышать рабочего, в противном случае вода может попасть в паропровод вместе с паром. Пар к потребителям подается по паропроводам, которые предварительно прогревают для предотвращения гидравлических ударов и повреждения фланцевых соединений паропроводов и самих труб. Паровые магистрали прогревают и продувают медленно и осторожно, для чего клапаны свежего пара открывают медленно, а закрывают быстро. Главную паровую магистраль прогревают в течение 15—20 мин при открытых кранах продувки.
Во время работы котла особое внимание уделяют поддержанию рабочего уровня воды в нем, так как упуск ее может привести к серьезной аварии и длительному выводу котла из эксплуатации. Колебания уровня допускаются между верхней и нижней кромками водоуказательного стекла. При падении уровня воды в котле ниже допустимого нужно немедленно выключить форсунки, доложить о случившемся вахтенному механику и действовать согласно его указаниям. При этом котел должен быть защищен от быстрого и неравномерного охлаждения. Последующий его ввод в действие разрешается производить после осмотра котла старшим механиком. При наличии дистанционных (сниженных) указателей уровня воды не следует полагаться только на них, так как их показания необходимо проверять по основным водоуказа-тельным приборам, установленным непосредственно на котле. Вахтенный котельный машинист должен быть особенно внимательным при управлении питанием котла в штормовую погоду, когда уровень воды в нем сильно колеблется. В этом случае колебание уровня в водоуказательном приборе (вверх и вниз) относительно среднего (рабочего) уровня должно быть одинаковым.
Действие водоуказательных приборов и водопробных кранов следует проверять при приеме вахты не менее двух раз за вахту и во всех случаях, вызывающих сомнение в их исправности. При исправном водоуказательном приборе уровень воды в нем постоянно колеблется. Если уровень воды стоит неподвижно или поднялся выше верхнего уровня, стекло необходимо немедленно продуть. При выходе из строя одного из водоуказательных приборов необходимо усилить контроль за уровнем воды в котле по второму водоука-зательному прибору, продувая его не реже, чем через каждые 10 мин. Работа водотрубных котлов с одним водоуказательным прибором свыше 30 мин и огнетрубных свыше 1 ч запрещается. За это время необходимо устранить неисправность, для чего каждый котел должен иметь не менее одного запасного водоуказательного прибора, готового к немедленной установке на котел и находящегося всегда в котельном отделении.
В случае выхода из строя двух водоуказательных приборов котел немедленно выводят из эксплуатации для устранения дефектов.
При повышении солености котловой воды выше нормы возможны резкие и быстрые колебания уровня в водоуказательном приборе, резкие колебания температуры перегретого пара, шум и удары в паропроводе и появление течи через их фланцевые соединения. Все эти признаки указывают на вскипание воды в котле и унос ее в паропровод. Поддержание завышенного уровня воды в котле, ее загрязнение усиливают явления вскипания и уноса воды в паропровод. В этом случае необходимо уменьшить нагрузку котла, прикрыть стопорные клапаны и сделать анализ котловой воды, по результатам которого принять соответствующие меры.
При форсированной работе котла во время маневрирования, а также при чрезмерном загрязнении котловой воды уровень ее рекомендуется держать несколько ниже рабочего во избежание вскипания.
Попадание масла в котел обычно вызывает резкие колебания уровня воды в водоуказательном приборе. Слой плавающего масла часто виден в стекле. При небольшой напряженности работы котла попавшее в котел масло удаляют дополнительными верхними продувками. При появлении масла в водоуказательных приборах котлов, работающих с большой интенсивностью, их следует вывести из работы для очистки.
Загрязнение котловой воды мазутом сопровождается теми же явлениями, что и при попадании масла, с той лишь разницей, что процесс загрязнения котловой воды мазутом может произойти очень быстро. Мазут в котел может попасть сразу в больших количествах, а поэтому такое загрязнение является очень опасным. При попадании мазута котел необходимо немедленно вывести из работы и устранить причины загрязнения котловой воды.
В процессе работы котел периодически продувают для снижения соле-содержания котловой воды до нормальных пределов и удаления посторонних примесей. В котлах имеются устройства для верхней и нижней продувки.
Верхняя продувка производится для регулирования солесодержания котловой воды и удаления с ее поверхности масла и плавающего шлама, нижняя — для периодического удаления из котла выпадающего шлама, а также в случае необходимости вывода большого количества котловой воды при сильном изменении ее качества.
При внутрикотловой обработке с помощью нижней продувки поддерживается в заданных пределах щелочность и плотность котловой воды. Продувать котлы должен котельный механик, для чего предварительно снижают нагрузку котла и усиливают наблюдение за уровнем воды в нем, который не должен опускаться ниже lU высоты водоуказательного прибора.
Нижнюю продувку водотрубных котлов следует производить очень осторожно, в несколько приемов с открытием клапана продувки на короткий срок (10—15 с), чтобы не нарушить циркуляцию воды в экранах. Продувать котел рекомендуется при малых нагрузках и очень быстро. Одновременно разрешается продувать лишь один котел, предварительно убедившись, что неработающие котлы разобщены с трубопроводами продувки.
Периодическая верхняя продувка действующего котла производится при рабочем давлении, для чего уровень воды в нем предварительно повышают на 10—15 мм выше среднего. Продувку котла заканчивают, когда уровень воды в нем понизится до нормального (среднего). Продувку рекомендуется производить импульсами, в несколько приемов, так как это повышает ее эффективность.
Сроки продувок и количество удаляемой из котла воды зависят от результатов анализов котловой воды и устанавливаются инструкцией по ведению водного режима котлов, но не реже одного раза в сутки для верхней продувки и одного раза в пять суток —для нижней продувки. Качество котловой воды регулируется величиной объема продуваемой воды. Изменять установленный график продувок котлов не разрешается.
При работе котла одна из основных обязанностей обслуживающего персонала заключается в поддержании полного рабочего давления пара в котле с допустимыми отклонениями 0,5 МПа. Это достигается изменением подачи топлива (и воздуха) в топку за счет изменения числа работающих форсунок или регулирования их производительности. Регулируемые (ротационные и паровые) форсунки позволяют изменять подачу топлива в широких пределах. Производительность нерегулируемых форсунок можно изменять, меняя давление мазута перед форсунками. В этом случае производительность форсунки не может быть менее 70 % от номинальной без ухудшения качества распыливания. При необходимости дальнейшего уменьшения подачи топлива меняют распылители форсунок, пропускная способность которых зависит от числа тангенциальных каналов и диаметра прожимного отверстия. Поддержание полного рабочего давления пара в котле повышает экономичность работы всей паросиловой установки, обеспечивает развитие паровой машиной (турбиной) необходимой мощности.
Манометры, установленные на котле, проверяют на каждой вахте при помощи трехходового крана или клапана. При сообщении манометра с атмосферой его стрелка должна стать в нулевое положение, а при подключении его к котлу — занять прежнее положение. Если стрелка не проходит в нулевое положение, такой манометр необходимо заменить исправным.
При использовании неисправного манометра (до замены) обслуживающий персонал должен руководствоваться наибольшими величинами его показаний.
В процессе эксплуатации котла ведут постоянное наблюдение за факелом в топке, его формой и цветом, а также за цветом дымовых газов, выходящих из трубы. Для этого на переднем фронте котла имеются специальные смотровые отверстия с синими стеклами. Пламя в топке должно быть прозрачным. При правильном горении в смотровых отверстиях виден задний фронт пламени. Распыливание топлива должно быть ровным, без брызг и потемнений. Струя распыленного топлива сгорает в топочном объеме и не попадает на обмуровку стен из огнеупорного кирпича. Пламя факела должно иметь плавную форму и быть светло-оранжевого цвета. Из дымовой трубы должен выходить едва заметный дым. Все это свидетельствует о полном сгорании топлива при минимальном коэффициенте избытка воздуха.
Котел выводят из действия на короткое время и на длительный период. В первом случае котел должен быть готовым к быстрому подъему пара, а во втором — он находится на хранении (консервации). При остановке котла на короткое время его можно содержать с водой или без воды.
Вывод котла из действия производят последовательным выключением форсунок, закрытием воздушных регистров (заслонок) при одновременном уменьшении подачи мазута насосами, воздуха вентиляторами и пара к подогревателям мазута. После выключения последней форсунки и прекращения огня в топке останавливают мазутные насосы, прекращают подогрев мазута и останавливают котельный вентилятор. Подачу пара к паромеханическим и паровым форсункам прекращают только после продувки их от остатков мазута.
После прекращения горения в топке форсунки снимают и очищают от грязи. Неработающие форсунки не должны оставаться в топочном устройстве.
Главный стопорный клапан закрывают и следят за давлением пара, которое должно медленно понижаться (травить пар не следует). Если в котле имеется пароперегреватель, его необходимо продуть.
Кроме вышеуказанных действий после прекращения горения в топке необходимо обдуть водогрейные трубы и поверхности нагрева с газовой стороны, произвести верхнюю продувку и подпитать котел; произвести нижнюю продувку котла до уровня на 15—20 мм ниже рабочего, а затем подпитать котел несколько выше этой отметки для того, чтобы при остывании котла уровень воды в нем не опустился ниже допустимого (при разводке); закрыть смотровые отверстия, регистры и заслонки воздухонаправляющих устройств для предотвращения проникновения воздуха в топку котла; ввести необходимое количество химических реактивов в соответствии с инструкцией по водному режиму котлов, принять меры для предотвращения попадания холодного воздуха в котельное отделение.
В случае необходимости экстренного вывода котла из действия производится следующее: прекращают горение в топке закрытием быстрозапорного клапана на трубопроводе, подводящем топливо к форсункам, и останавливают топливный насос; прекращают питание котла; закрывают главные и вспомогательные стопорные клапаны на котле, открывают вручную предохранительные клапаны для стравливания давления пара в котле; принимают меры для обеспечения равномерного и медленного остывания котла.
При необходимости быстрого охлаждения котла открывают регистры воздухонаправляющего устройства. Удалять воду из котла можно при охлаждении его до 60—70 С.