Эксплуатация энергоблоков

После пуска насоса при работе на рециркуляцию необходимо контролировать температуру воды перед насосом и после него, осевое положение ротора, уровень вибрации. При нормальной работе насос подключают к питательной магистрали.

Режим пуска питательного турбонасоса имеет особенности, связанные с подготовкой и пуском приводной паровой турбины (особенности пуска турбин были рассмотрены выше). На каждой электростанции имеются резервные питательные турбонасосы, которые запускаются автоматически при недопустимом уменьшении давления питательной воды. Так как при возникновении аварийной ситуации резервный питательный турбонасос должен быть немедленно запущен в работу, он постоянно находится в готовности к пуску. Задвижки на напорных и всасывающих трубопроводах резервных питательных насосов должны быть открыты; к стопорному клапану приводной турбины должен быть подведен пар; паропровод, арматура и турбина должны быть прогреты; через дренажи удален весь конденсат. При соблюдении этих условий быстрый пуск не вызовет повреждения турбины. При пуске резервный питательный насос медленно набирает обороты и постоянно растет давление в линии нагнетания до обратного клапана. Когда давление, развиваемое насосом, становится больше давления в магистрали питательной воды, начинается подача воды в котел от резервного насоса. Резервные насосы опробуют не реже 1 раза в месяц. Это необходимо для опробования всей системы автоматического ввода резерва, так как в работе автоматических устройств, бездействовавших длительное время, возможны отказы. Насос при этом нагружается до полной производительности и некоторое время находится в пробной эксплуатации. При этом основной питательный насос останавливают.

Для надежной защиты турбопривода от разгона в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей» не реже 1 раза в полгода, а также после ремонта или простоя более 1 месяца проводят испытания автомата безопасности турбины. При обслуживании питательного насоса наблюдают показания контрольных приборов, следят за нормальной работой электро- или турбопривода, а также систем смазки и охлаждения. При аварийном останове основного питательного насоса пускают резервный.

Плановый и аварийный остановы турбины

При плановом останове турбины известны время и цель. Время и причины аварийного останова турбины, заранее неизвестны. Останов турбины производят в основном двумя способами: безрасхолаживания и с расхолаживанием. «Правила технической эксплуатации» не предписывают единых жестких требований к режимам останова, так как каждая установка, имеет свои особенности. Общими требованиями являются проверка исправности и опробование резервных и аварийных масляных насосов, а также стонорного клапана.

При останове турбины без расхолаживания важно так подобрать режим, чтобы возможно дольше сохранить ее в горячем состоянии. Например, при останове блока мощностью 300 МВт сначала производят плавную разгрузку до 150 МВт. На этом режиме блок еще работает устойчиво (по условиям работы питательного турбонасоса). Затем котел гасят, в течение 1--2 мин турбину разгружают до 90--100 МВт и отключают. При этом давление в котле сохраняется близким к номинальному и блок находится в состоянии «горячего резерва».

При нулевом расходе пара цилиндры среднего и низкого давления быстро разогреваются до недопустимых температур, если электрогенератор не отключен от сети и ротор вращается на холостом ходу. Потери на вентиляцию преобразуются в теплоту, которая разогревает турбину. Поэтому работа на беспаровом режиме не должна превышать 10…20 мин. Из этого состояния можно наиболее быстро выйти на исходную нагрузку.

При останове турбины с расхолаживанием следует поддерживать температуру пара не менее чем на 50°С больше, чем температура насыщения при данном давлении. Это условие необходимо, чтобы в турбину не попал влажный пар. Начиная с определенного давления, система автоматики перестает работать и далее температуру свежего пара снижают с помощью ручного управления. Из-за трудности ручного управления на этом этапе допускается поочередное изменение паропроизводительности, температуры и давления свежего пара. Одновременное снижение паропроизводительности, давления и температуры свежего пара возможно в конце расхолаживания при сепараторном режиме. Расхолаживание можно вести без перевода котла на сепараторный режим, т. е. на прямоточном режиме, как это делается на блоках 300 МВт. При постоянных параметрах свежего пара блок разгружают примерно наполовину. Затем закрывают встроенные задвижки котла и полностью открывают регулирующие клапаны турбины при необходимом снижении температуры и давления пара. Далее при постоянных температуре и давлении паропроизводительность котла уменьшают до растопочной. На последнем этапе часть пара через БРОУ сбрасывают в конденсатор турбины, и расход пара через турбину уменьшается. Для прекращения подачи пара в турбину закрывают стопорный кран и отключают электрогенератор. При этом остается подача пара на уплотнения и запускается резервный масляный насос.

При выбеге ротора турбины ее необходимо «прослушивать». В это время ротор вращается по инерции, пар не шумит внутри турбины, поэтому и хорошо прослушиваются посторонние звуки. С момента прекращения подачи пара в проточную часть до полной остановки ротора проходит определенное для каждой турбины время. Согласно «Правилам технической эксплуатации» время выбега ротора определяют при всех остановах турбины. Через 200…300 ч эксплуатации на исправной турбине проводят специальные испытания, во время которых снимают график выбега ротора при ее останове с нормальным вакуумом в конденсатбре. Этот график показывает зависимость частоты вращения ротора от времени с момента закрытия стопорного клапана до момента полной остановки ротора. Такой график имеется у машиниста турбины. При изменении состояния турбины (увеличении трения в подшипниках или редукторах, задеваниях) время выбега заметно, уменьшается. Задевания легко определяют на слух во время выбега ротора. Появление неплотностей в стопорном или регулирующих клапанах и запорной арматуре отборов также увеличивает время выбега ротора. Об отклонении времени выбега более чем на 2--3 мин от контрольного ставят в известность дежурного инженера станции и руководство цеха. Для разных турбин время выбега колеблется от 20 до 30 мин.

После снижения частоты вращения ротора до 400--500 об/мин, уменьшая подачу .пара в конденсатор, чтобы к моменту остановки ротора в нем установилось атмосферное давление, одновременно уменьшают подачу пара на эжекторы: Сразу после остановки ротора включают валоповоротное устройство, время работы которого для каждой турбины оговорено инструкцией и обычно составляет несколько часов. В это время масло на смазывание подшипников подается от резервного масляного насоса.

Конденсатные насосы останавливают после прекращения подачи пара в турбину. Через 1 ч после полного останова турбины можно остановить циркуляционные насосы. Заключительной операцией является закрытие всех запорных органов паропровода. Паропровод, подводящий пар к турбине, отключают от паровой магистрали и соединяют с атмосферой. При останове турбины необходимо следить за разницей температур между верхом и низом ее корпуса, фланцами и шпильками, наружными и внутренними стенками стопорных клапанов и паропроводов.

К плановому относят также режим останова, близкий к аварийному, при испытаниях на мгновенный сброс нагрузки для проверки системы регулирования. Программа этих испытаний утверждается главным инженером станции, а подготовка и сами испытания ведутся в присутствии начальника цеха или его заместите-ля. Оброс нагрузки проводят, начиная с 50% от номинальной, а затем с 75 и со 100%. При этом температура и давление пара не должны отличаться от нормальных более чем на 5%. Есл;и после отключения генератора от сети срабатывает автомат безопасности, испытания прерывают для наладки системы регулирования. При нормальной работе системы регулирования турбогенератор удерживается на холостом ходу при сбросе любой нагрузки.

При возникновении аварийных ситуаций, если не сработала одна из защит, персонал обязан прекратить доступ пара в турбину командой с дистанционного щита управления или нажатием кнопки автомата безопасности на корпусе переднего подшипника. При. этом необходимо убедиться, что стопорный и регулирующий клапаны закрылись, и подать на главный щит управления сигнал «Машина в опасности». «Правилами технической эксплуатации» предусмотрены следующие основные причины останова:

частота вращения ротора выше уровня, при котором срабатывает автомат безопасности;

недопустимо большие осевой сдвиг или относительное перемещение ротора турбины;

резкие отклонения температуры свежего пара и пара промежуточного перегрева от установленных верхних и нижних предельных значений;

слышимые металлические звуки и необычные шумы внутри турбины;

появление искр или дыма из подшипников и концевых уплотнений турбины или генератора;

внезапная сильная вибрация турбоагрегата;

появление признаков гидравлических ударов в паропроводахсвежего пара или турбине;

разрыв или трещины в паропроводах свежего пара, пара промежуточного перегрева или отбора, трубопроводах основного конденсата и питательной воды, маслопроводах, коллекторах, тройниках, сварных и фланцевых соединениях, а также в корпусах клапанов и распределительных коробках;

воспламенение масла на турбине и невозможность немедленной ликвидации пожара имеющимися средствами;

уменьшение разности давлений между маслом и водородом ниже предельного значения;

недопустимое снижение давления масла в системе смазки турбины или его уровня в масляном баке, а также недопустимое повышение температуры масла на сливе из любого подшипника или на любой из колодок упорного подшипника;

снижение вакуума в конденсаторе до аварийного. После закрытия стопорного клапана отключают от сети генератор и перекрывают доступ пара к стопорному клапану и отборам турбины.

Для этого закрывают главные паровые задвижки на паропроводах регулируемых отборов. Время работы на беспаровом режиме ограничено.

В ряде случаев немедленный останов турбины не требуется. Решение о времени останова принимает главный инженер электростанции. «Правила технической эксплуатации» предусматривают необходимость разгружения или останова турбины в случаях заеданий стопорных клапанов свежего пара или пара промежуточного перегрева, регулирующих клапанов или обратных клапанов отборов; при ненормальной работе вспомогательного оборудования (невозможности устранения причин нарушения нормальной работы без останова турбины); обнаружении свищей в паропроводах свежего пара, пара промежуточного перегрева и отбора, трубопроводах основного конденсата и питательной воды, маслопроводах, коллекторах, тройниках, сварных и фланцевых соединениях, а также в клапанах и парораспределительных коробках.

Работа турбины на скользящих параметрах

Энергоблоки почти всех электростанций, использующих органическое топливо, работают не только на номинальной мощности, но и изменяют свою нагрузку. При снижении нагрузки энергоблока кпд турбины и котла заметно уменьшаются. Как при дроссельном, так и при сопловом парораспределении кпд турбины резко падает с уменьшением нагрузки в результате снижения расхода пара прикрытием регулирующих клапанов. Уменьшение расхода пара сопровождается падением температуры и давления за регулирующими клапанами (пар дросселируется). При этом питательный насос работает на полную мощность, поднимая давление питательной воды до номинального.

Значительно уменьшить потери при работе на малых нагрузках позволяет регулирование мощности турбины способом скользящего давления (при работе турбины на скользящих параметрах) В этом случае регулирующие .клапаны турбины все время полностью открыты, пар не дросселируется и его расход изменяется вследствие изменения давления в котле: чем ниже нагрузка турбины тем меньше должно быть давление пара в котле, а его температура при этом остается постоянной. Работа на скользя-щих параметрах позволяет уменьшить потери от дросселирования пара в регулирующих клапанах и снизить затраты энергии на привод питательного насоса, так как в этом случае он должен развивать давление, значительно меньшее номинального. При малых нагрузках этим способом можно увеличить на 2…2,4% экономичность блоков мощностью 300 МВт.

Кроме того, работа при малых нагрузках на скользящих параметрах увеличивает надежность работы котла, паропровода свежего пара турбины. Трубчатые поверхности нагрева котла при этом работают при пониженном давлении, следовательно, при меньших напряжениях. Турбина практически все время работает при постоянной температуре. Таким образом, уменьшение нагрузки не вызывает появление больших температурных напряжении в стенках корпуса турбины и фланцах и опасных температурных перекосов ее корпуса.

Недостатком регулирования мощности скользящим давлением является уменьшение скорости изменения нагрузки, а следовательно снижение приемистости. Так как регулирующие клапаны турбины открыты полностью, увеличение мощности увеличением расхода пара при открытии регулирующих клапанов невозможно. Расход пара будет увеличиваться только при повышении его давления что, в свою очередь определяется особенностями работы котла Котел не может быстро изменять давление и, следовательно, возможность изменения нагрузки при работе на скользящем давлении полностью зависит от инерционности котла.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ АВАРИЙ И НЕПОЛАДОК ЭНЕРГОБЛОКОВ

Аварии и неполадки паровых котлов

При эксплуатации паровых котлов возможны нарушения - устранимые и неустранимые, для ликвидации .которых соответственно требуется или не требуется останавливать оборудование. В зависимости от характера неполадок, их последствий и степени повреждения оборудования различают отказы, аварии и внезапные (незапланированные) отключения потребителя.

Нарушение работоспособности оборудования электростанция называют отказом. Различают отказы I и II степеней. Внезапное возникновение режима работы, создающего условия, опасные для обслуживающего персонала, либо приводящего к полному или частичному разрушению оборудования, называют аварией. Тяжесть последствий аварии определяется вызвавшей ее причиной. В подавляющем большинстве случаев ликвидация аварии зависит от четкости и слаженности действий обслуживающего персонала. Аварийная ситуация возникает внезапно, при этом резко изменяются ритм, работы и порядок выполнения операций. Решения необходимо принимать быстро и правильно, так как под угрозой находятся огромные материальные ценности, возникает опасность для жизни персонала. В связи с тем, что аварийные ситуации очень редки, а готовность к ним должна быть постоянной, необходимо регулярно изучать действующие инструкции и периодически закреплять практические навыки обращения с оборудованием.

При возникновении аварийных ситуаций необходимы быстрые, решительные действия, порядок выполнения которых строго регламентирован. Большое значение имеют противоаварийные тренировки, во время которых отрабатываются практические навыки работы с оборудованием в аварийных ситуациях.

При обнаружении неполадок в работе оборудования прежде всего следует восстановить в памяти порядок действий. Выполнять операции необходимо, соблюдая правила техники безопасности, пожарной безопасности, технической эксплуатации, а также инструкции по эксплуатации и должностные инструкции. Действовать по намеченному плану следует быстро, решительно, но без спешки и суеты.

Категорически запрещается нарушение в любых ситуациях «Правил технической эксплуатации». Ответственность за каждое допущенное нарушение в первую очередь несут работники, непосредственно обслуживающие и ремонтирующие оборудование, здания и сооружения электростанций и сетей.

Электрические системы и станции могут и должны работать без аварий и неполадок. При повышении единичных мощностей энергоблоков возникновение аварий и неполадок влечет за собой большие тепловые и электрические потери (в частности, на пуск и останов) и значительный недоотпуск энергии потребителям. Аварии и отказы в работе происходят в результате поломок оборудования, вызванных физическими и химическими процессами, а также неправильных действий обслуживающего персонала электростанции, низкого качества изготовления оборудования, его монтажа или ремонта. Воздействие физико-химических процессов на оборудование может быть своевременно зарегистрировано персоналом с помощью средств контроля.

Аварии и отказы по вине обслуживающего персонала происходят из-за неправильных действий, невыполнения производственных инструкций и указаний, «Правил технической эксплуатации», несоблюдения требований техники безопасности и др. Нарушения Чаще всего вызываются недостаточными знаниями, невнимательностью и недисциплинированностью персонала, отсутствием или некачественным выполнением текущего контроля работы оборудования.

При несвоевременном принятии мер по устранению аварийных очагов и дефектов оборудования, невыполнении приказов и директивных указаний вышестоящих организаций, неполном объеме ремонтов, профилактических осмотров и испытаний виновником аварий может быть руководящий персонал. Вина персонала других организаций может состоять в недоброкачественности изготовления, недостатках проектирования, создании несовершенного оборудования, некачественных испытаниях и др.

Наряду с повышением квалификации и дисциплины персонала разработкой и выполнением мероприятий, направленных на устранение выявленных недостатков в работе оборудования с уетранением в нем конструктивных и технологических дефектов, повышением качества изготовления, монтажа и ремонта, важное значение имеет систематизация аварий, выявление их причин и проведение противоаваряйных тренировок. Эту работу можно успешно проводить при хорошо поставленном учете аварий и отказов, тщательном расследовании их причин 'и установлении виновников. На электростанциях эту работу, как и надзор за -состоянием и работой оборудования, кроме обслуживающего персонала проводит инженер по технадзору.

Большую помощь в выявлении, изучении и предотвращении аварий оперативному персоналу оказывают службы Минэнерго, выпускающие обзоры аварий по станциям, в которых отражаются причины их возникновения, обращается внимание на необходимость дополнительных контрольных проверок и предлагаются мероприятия по исключению аварийных положений.

В зависимости от степени охвата оборудования аварии делят на системные, тепло- и электросетевые и внутрлстанционные. Системные аварии охватывают всю энергосистему с полным отключением оборудования входящих в нее электростанций. В большинстве случаев такие аварии вызываются стихийными бедствиями. Тепло- и электросетевые аварии происходят в сетях тепло- и электроснабжения. Внутристанционные аварии происходят как из-за неполадок электрооборудования, так и вследствие отказа котлов и турбин и могут быть с полным сбросом нагрузки, с отключением или без отключения собственных нужд, с остановом энергоблока, котла или турбины.

В котельных цехах аварийные остановы вызываются разрывами труб поверхностей нагрева, а также трубопроводов пара и воды; пожарами, хлопками взрывами в топке, газоходах, системах топливоподачи и пылеприготовления; повреждениями арматуры; разрушением обмуровки и элементов каркаса; шлакованием топочных экранов и поверхностей нагрева; выходом из строя отдельных видов оборудования, вызывающим останов котла или блока.

Кроме того, причиной останова может быть повреждение или неисправность контрольно-измерительных приборов, системы управления, автоматики и защиты. На крупных блочных установках особенно значительна роль систем защиты, автоматики, управления и контрольно-измерительных приборов, определяющих степень серьезности последствий при создании аварийных ситуаций. Поэтому запрещается пуск энергоблока при неисправности любой из технологических защит, воздействующих на останов оборудования, дистанционного управления оперативными регулирующими органами, а также арматуры, используемой для ликвидации аварийных ситуаций.

Обнаружение и устранение аварий и неполадок в паровых котлах

Разрывы труб поверхностей нагрева являются основной причиной аварийных остановов и отказов котлов. Наиболее серьезные последствия с обязательным остановом котла наблюдаются при разрывах экранных труб .При появлении свищей и трещин в экономайзерах и пароперегревателях иногда допускается работа котла в течение некоторого времени, однако при этом усиливают контроль, особенно дефектных участков, и, как только предоставляется возможность, котел останавливают, чтобы избежать более серьезных повреждений. Разрывы экранных труб в барабанных котлах сопровождаются сильным шумом в топочной камере и газоходах, понижением уровня воды в барабане (несмотря на усиленное питание), ростом давления в топке и выбиванием из нее газов, снижением давления в барабане и др. При разрывах в других поверхностях нагрева вследствие меньших диаметров труб эти же признаки проявляются в меньшей степени: разрыв труб пароперегревателей не сказывается на изменении уровня воды.

Основными причинами разрывов труб поверхностей нагрева являются: превышение давления; нарушение температурных условий работы; коррозионно-эрозионные процессы, происходящие на наружной и внутренней поверхностях труб; неудовлетворительный водный режим котла; усталостные разрушения и повышенные напряжения (например, при защемлениях труб); низкое качество изготовления труб и применение несоответствующего материала; некачественные монтаж и ремонт (особенно плохая сварка); недостаточный технический надзор за состоянием труб.

Во избежание чрезмерного повышения давления на паропроводах свржего и вторично перегретого пара устанавливают предохранительные клапаны, исправность которых регулярно контролируют. Пуск котла при неисправных предохранительных клапанах запрещается. Нарушения температурных условий работы труб наблюдаются при повышении температуры сверх допустимых пределов или резких ее колебаниях, вызывающих появление усталостных трещин. Сопротивление металла действующим нагрузкам уменьшается при повышении температуры, которое может быть вызвано недостаточным расходом пара или воды через трубу, ростом температуры газа и тепловых потоков образованием значительных внутренних отложений из-за неустойчивой циркуляции среды по трубам.

Недостаточный расход охлаждающей среды может возникнуть из-за невнимательности машиниста, упуска воды из барабана, появления разрывов в трубах, неустойчивости или нарушения циркуляции, неисправности контрольно-измерительных приборов, связанных с питанием котла. Причиной повышения температуры газов может быть чрезмерный расход топлива, неудовлетворительный топочный режим, вызывающий общее затягивание горения, или неравномерность («перекосы» температур) газов по сечению топки и газоходов (неправильная загрузка горелок).

Внутренние отложения появляются при неудовлетворительных водном режиме и химподготовке, интенсивном протекании коррозионных процессов, недостаточной очистке пара. Увеличение содержания солей в котлах вызывается забросом влаги из барабана при повышении уровня воды сверх допустимого. Кроме точного соблюдения режима эксплуатации и топочного процесса, а также постоянного контроля показаний приборов для сокращения аварий из-за разрыва труб персоналу станции следует регулярно проводить водяные и кислотные промывки внутренних поверхностей труб.

Коррозионные процессы протекают как с внутренней стороны труб, так и со стороны движения газа. Внутренняя коррозия определяется наличием в воде или паре коррозионно-активных соединений (кислорода, водорода, углекислого газа, нитратов, нитритов и др.). Коррозия может протекать как при работающем, так и остановленном котле (стояночная коррозия). При работе оборудования в большинстве случаев внутренняя коррозия происходит из-за неудовлетворительной деаэрации питательной воды и низкого качества внутрикотловой обработки воды.

Стояночную коррозию, вызванную проникновением атмосферного воздуха в трубы при остановах оборудования, устраняют при консервации котлов, которую выполняют в соответствии с «Руководящими указаниями по консервации теплоэнергетического оборудования». Наружная коррозия труб в высокотемпературных котлах наиболее сильно проявляется при сжигании мазута и твердых топлив с повышенным содержанием серы (ванадиевая, сульфидная коррозия) и в поверхностях нагрева в зоне низких температур газов (низкотемпературная сернистая коррозия).

Водный режим котла в значительной степени определяет коррозионные процессы и образование внутренних отложений. Для снижения аварийности в соответствии с требованиями «Правил технической эксплуатации» следует: поддерживать общее солесодержание питательной воды и содержание соединений железа, меди, кремния, кислорода не выше допустимых пределов; правильно дозировать обрабатывающие материалы (гидразин, аммиак, фосфат и др.); выдерживать требуемый расход воды непрерывной продувки и своевременно выполнять периодическую продувку; проводить предпусковые промывки котлов. Повышенные напряжения и усталостные разрушения могут быть вызваны неправильным проектированием оборудования, а также заклиниванием (защемлением) труб, резкими сменами температур. При пусках, остановах и эксплуатации оборудования контролируют удлинение трубопроводов и состояние поверхности труб, выявляют поврежденные участки и своевременно заменяют их.

Аварии и отказы из-за низкого качества изготовления, монтажа и ремонта вызываются: браком металла; отсутствием входного контроля; браком заводских, монтажных или ремонтных сварных стыков; применением несоответствующих материалов; нарушени-ями технологии и объема работ.

Выявление причин разрывов труб позволяет определить пути их устранения и аварийные ситуации, при которых следует немедленно остановить котел (даже если повреждение не произошло), чтобы избежать серьезных последствий и выхода его из строя на значительный срок.

В соответствии с «Правилами технической эксплуатации» котел немедленно останавливается действием защит или персоналом при:

упуске воды;

недопустимом повышении или понижении ее уровня в барабане, либо выходе из строя всех водоуказательных приборов;

быстром снижении уровня воды, несмотря на усиленное питание;

выходе из строя всех расходомеров питательной воды (в прямоточном котле) или прекращении питания любого из его потоков более чем на 30 с;

прекращении действия питательных насосов;

недопустимом повышении давления в пароводяном тракте; прекращении действия более 50% предохранительных клапанов или заменяющих их устройств.

При разрыве труб пароводяного тракта, появлении трещин, выпучин, пропусков в сварных стыках и соединениях основных элементов (барабане, коллекторе, перепускных трубах и др.) котел следует немедленно остановить. В прямоточных котлах при резком снижении давления в тракте до встроенной задвижки может произойти вскипание воды, что приводит к неравномерной раздаче пароводяной смеси по отдельным трубам, вызывает пульсацию давлений и расхода в них, увеличение температуры. Поэтому при недопустимом превышении или понижении давления до встроенной задвижки котел должен быть остановлен.

Разрывы питательных трубопроводов и основных паропроводов наблюдаются значительно реже, чем разрывы труб поверхностей нагрева. Однако по своим разрушающим последствиям эти повреждения гораздо опаснее. Среди причин разрывов следует отметить:

превышение давления рабочей среды; коррозионные (внутренние) процессы;

эрозионный (внутренний) износ в местах установки регулирующей арматуры;

развитие усталостных трещин; появление повышенных напряжений при защемлениях трубопроводов или резкой смене температур;

низкое качество металла, сварных соединений или конструкций;

несоответствие материала труб.

Для предупреждения этих разрывов состояние трубопроводов регулярно проверяют в соответствии с «Инструкцией по наблюдению и контролю за металлом трубопроводов и котлов». В ходе проверок своевременно выбраковывают поврежденные участки трубопроводов и впоследствии заменяют их. Особенно тщательно осматривают трубы, которые проработали время, близкое к предельно допустимому. В случае разрыва участка трубопровода (или паропровода) паровой котел немедленно останавливают, отключая все подводы к аварийному участку и отводы от него. Признаками разрыва трубопроводов являются сильный шум и парение в помещении цеха, резкое падение давления 'в магистрали, снижение расхода пара и воды (за участком разрыва, в трубопроводах питательной магистрали).

Повреждения арматуры вызываются превышением давления, развитием трещин усталостного и коррозионного характера, нарушением плотности сальниковых и фланцевых соединений, а также износом и разрушением уплотнительных поверхностей (колец, затворов и шпинделя). При разрыве или обнаружении трещин в арматуре трубопроводов больших диаметров (более 50 мм) котел следует немедленно остановить. При обнаружении небольших течей и парений котел также требует останова, однако по разрешению главного инженера может работать еще некоторое время.

Хлопки и взрывы в топках и газоходах происходят из-за скопления значительных количеств непрореагировавшего топлива при неналаженном топочном режиме, обрыве факела и повторном зажигании его без вентиляции, и особенно при подаче угольной пыли в ненагретую топку. Хлопки и взрывы могут происходить также при обрушении значительных глыб шлака в водяную ванну шлакового комода. При сжигании газообразного топлива взрывы (часто с тяжелыми последствиями) наблюдаются .во время растопки котла с непровентилированной топкой при утечке в нее газа, а также зажигании факела (после обрыва) без предварительной вентиляции топки и газоходов. Пожары и взрывы при сжигании жидкого топлива происходят вследствие плохого его распыла и неналаженного топочного процесса. При взрыве в топке .или газоходах, особенно в случае разрушения обмуровки, каркаса или других элементов, котел следует немедленно остановить. Котел должен быть также остановлен в ситуациях, которые могут вызвать взрыв с серьезными последствиями. Такими аварийными ситуациями являются погасание факела и недопустимое понижение давления за регулирующими клапанами газа или мазута. Аварии с хлопками и взрывами большей частью происходят по вине обслуживающего персонала, нарушающего пусковые и эксплуатационные инструкции, в частности указания о вентиляции котла перед пуском.

Пожары в газоходах возникают вследствие неудовлетворительного ведения топочного процесса, когда продукты неполного сгорания (несгоревшее топливо, сажа, смолистые вещества) оседают и скапливаются на поверхностях нагрева экономайзеров и воздухоподогревателей. Возгорание этих отложений вызывает серьезные повреждения поверхностей нагрева и газоходов. Признаками загораний являются несвойственное для данной зоны повышение температуры газов, ухудшение тяги, выбивание пламени, разогрев обшивки. Обнаружив пожар, немедленно прекращают подачу топлива, локализуют горение (отключением дутьевых вентиляторов и дымососов и плотным закрытием газовых и воздушных шиберов) и

включают местное пожаротушение.

Кроме пожара в газоходах могут возникать пожары в помещении котельного или других цехов. В зависимости от места и размеров пожара принимают соответствующие меры и ликвидируют его всеми доступными средствами. При пожаре, угрожающем персоналу или оборудованию, а также системе дистанционного управления и отключающей арматуре защиты, котел останавливают немедленно.

Шлакование топок и поверхностей нагрева также снижает надежность работы и создает аварийные ситуации. Кроме неравномерности обогрева труб и нарушения циркуляции шлакование вызывает деформацию и повреждение отдельных экранных труб и их подвесной системы, разрушение холодной воронки, шлаковых шахт, устройств шлакоудаления и обмуровки (при падении глыб шлака), повышает температуру в топке и увеличивает тепловые потоки на незашлакованные участки труб. Шлакование экранов и поверхностей нагрева значительно ограничивает мощность котла и увеличивает затраты на тягу. При сильном шлаковании топки, когда наблюдаются перекрытие шлаком ее нижней части и прекращение его выхода с накоплением в топке, производят аварийный останов котла.

Неполадки и повреждения систем топливоподачи, пылеприготовления и вспомогательного оборудования

В системах топливоподачи наиболее часто возникают неполадки в работе конвейеров, бункеров и питателей сырого угля.

Выход из строя конвейеров происходит чаще всего из-за разрывов лент при попадании на них крупных кусков топлива и посторонних предметов, а также в результате низкого качества ремонта. Поэтому необходимо обеспечивать надежную работу металло- и щепоуловителей. Налипание топлива на стенки, его обвалы и образование «сводов» в бункерах сырого топлива и пыли ухудшает работу котла. При обвалах топлива полотно ленточных конвейеров и питатели испытывают удары и дополнительные усилия, что приводит к их поломке. Для предупреждения сводообразования и налипания топлива на стенки устанавливают специальные виброторы или сопла пневмообрушения, утепляют снаружи стенки бункеров, чтобы не происходила конденсация паров на них и повысилась сыпучесть материалов вдоль них. Вибраторы и сопла включаются при обрывах топлива в системе топливоподачи.

В питателях сырого топлива наиболее часто происходит заклинивание или обрыв лент либо цепей (в скребковых) из-за попадания крупногабаритных предметов, налипания топлива на стенки и ленту. Кроме того, иногда происходят перегрев и выход из строяэлектропривода и редукторов питателей из-за их перегрузки, недостаточной смазки и неправильной сборки.

Система пылеприготовления выходит из строя при повреждении мельниц, бункеров и питателей пыли, а также забивании пылепро-водов. В мельницах наиболее часто отмечаются повреждения подшипников, брони, размольных органов - бил, бялодержателей (в молотковых) и лопаток рабочих колес (в мельницах-вентиляторах). Выход из строя подшипников происходит при их перегреве, недостаточной смазке и охлаждении, попадании пыли, а также вследствие плохого качества ремонта и сборки. В большинстве случаев эти повреждения являются следствием недостаточности или отсутствия контроля и нарушения обслуживающим персоналом местных инструкций.

Повреждения размольных органов происходят как вследствие естественного .износа, так и попадания тяжелых предметов и предупреждаются хорошей работой системы металлоулавливания в тракте топливоподачи. Размольные органы следует регулярно осматривать и заменять изношенные элементы. Забивание пылепроводов наблюдается при пониженных скоростях транспортирующего агента, а также их неправильной конструкции (наличии резких поворотов и переходов, изменениях размеров сечения). Чтобы устранить забивания, увеличивают расход транспортирующего агента и продувают пылепроводы (при этом соответствующий питатель пыли можно отключить).

От работы системы пылеприготовления зависят равномерность подачи топлива и прекращение ее. Признаками обрывов в подаче топлива являются расхолаживание мельницы, повышение температуры сушильного агента за ней и сброс нагрузки котла. Установив причину и место нарушения, принимают соответствующие меры: подают топливо по другой нитке; включают вибраторы или сопла пневмообрушения на бункерах; подают топливо только после опорожнения бункера. При поломке или заклинивании питателя останавливают соответствующую мельничную систему и принимают меры к восстановлению питателя.

В системах топливоподачи и пылеприготовления возможны загорания, хлопки и взрывы. Загорание ускоряется при скоплении мелкой пыли, длительном ее лежании без движения и повышении температуры при достаточном доступе воздуха. Наиболее часто загарания и взрывы происходят в мельницах, пылепроводах, бункерах сырого топлива и пыли, в помещениях системы топливоподачи и пылеприготовления при недостаточной вакуумной плотности механизмов, низком качестве очистки воздуха от пыли и плохой уборке.

Признаками загорания являются повышение температуры, разогрев оборудования в местах возгорания и рост давления. Для уменьшения последствий от взрывов в системах топливоподачи, пылеприготовления и пневмотранспорта устанавливают взрывные длапаны, с помощью которых газы и пламя выводятся в безопасное для персонала и оборудования место. Для предупреждения возникновения аварийных ситуаций необходимо: поддерживать режим работы оборудования в соответствии с инструкциями и указаниями режимной карты; обеспечивать надежную работу системы пароводотушения; следить за плотностью соединения всех элементов системы. В помещениях топливоподачи и пылеприготовления (особенно на горячих поверхностях) не допускается скопление угольной пыли. В них необходимо поддерживать чистоту, проводить регулярную влажную уборку (без взвихривания пыли).

Безаварийная работа котла зависит от состояния тугодутьевых машин, систем шлакозолоулавливания и удаления, устройств очистки поверхностей нагрева. Отказы тягодутьевых машин (дымососов, вентиляторов) наиболее часто происходят из-за перегрева и повреждения подшипников, вибраций ротора и его задеваний за корпус. Перегрев и повреждение подшипников (вплоть до расплавления) чаще всего вызываются нарушением смазки, снижением уровня или отсутствием масла в системе маслоснабжения, ухудшением или прекращением охлаждения подшипников, а также низким качеством ремонта и сборки. Вибрации и поломки роторов наблюдаются при их неправильной балансировке или разбалансировке вследствие износа и отложений золы (или пыли) на лопатках. При выходе из строя всех дымососов, вентиляторов, а также регенеративных воздухоподогревателей котел немедленно останавливают.

Повреждения воздухоподогревателей происходят из-за поломок опорных подшипников валов (часто при неправильной установке), коррозии набивки, сопровождающейся отрывом листов и деталей

крепления.

Наиболее распространенными неисправностями электрофильтров являются отказы их электрической части, забивание газораспределительных решеток, прекращение выпуска золы, значительные отложения ее на осадительных электродах, повышенная коррозия. Во всех случаях устанавливают причину отказа и принимают соответствующие меры: исправляют электрическую схему; очищают газораспределительные решетки и др.

В установках с сухими инерционными золоулавливателями наиболее часто отмечается износ входных элементов и подводящих газопроводов летучей золой, налипание ее и коррозия поверхностей, а также ухудшение схода золы из бункеров. При осмотрах выявляют участки износа и коррозии и ремонтируют их. В мокрых золоулавливателях при использовании некоторых топлив появляются значительные отложения на стенках входных патрубков и скрубберов, которые обнаруживают при регулярном внутреннем, осмотре и очищают (в том числе и на работающем котле). При прекращении работы золоулавливателей, если их не удается исправить, котел останавливают.

Недостатки в работе котлов, а иногда и аварийные ситуации могут возникать из-за неудовлетворительной работы системы золошлакоудаления. Наиболее повреждаемыми элементами являются шлакоудаляющие устройства (шнековые или скреперные), каналы гидрозолоудаления (или пневмоудаления) и багерные насосы. Шлакоудаляющие устройства выходят из строя при попадании в них значительных глыб шлака (при обрушении) или посторонних предметов. При повреждении большинства или всех устройств временно снижают нагрузку л через имеющиеся в шлаковых шахтах лазы освобождают конвейеры от выпавших глыб шлака. Работы проводят очень осторожно, соблюдая правила техники безопасности. Если освободить все конвейеры не удается, котел во избежание полной зашлаковки топки останавливают.

Поломка багерных насосов происходит из-за попадания в них металлических и других предметов. Необходимо, чтобы каналы системы гидрозолоудаления были постоянно закрыты. При обнаружении в каналах посторонних предметов их удаляют. Нарушения в работе золошлакопроводов гидрозолоудаления вызываются износом поверхностей и забиванием их золой. Для предупреждения повреждений их регулярно контролируют. Поврежденные участки ремонтируют или поворачивают на 90--120°. Для уменьшения износа стальные трубы золошлакопроводов облицовывают чугунными или базальтовыми плитами. При снижении скорости пульпы в золошлакопроводах ниже критической (для золы - 1,2 м/с, для шлака - 1,6…2,1 м/с) происходит оседание частиц золы и шлака и забивание трубопроводов, что может создать серьезную аварийную ситуацию для всей электростанции.

Для предупреждения забивания увеличивают расход воды в пульпопроводах или, если это не помогает, останавливают их для очистки и включают резервные. Через остановленные пульпопроводы в течение некоторого времени после прекращения подачи золы и шлаков прокачивают воду, чтобы исключить их оседание.

Кроме того, регулярно контролируют каналы, выявляя износ облицовки и выбоины в стыках. Работа при появлении значительных уступов и больших выбоин, в которых может начаться оседание золы и шлаков, не допускается.

В обдувочных аппаратах наиболее подверженными повреждениям элементами являются насадки, рычаги переключателей обратного хода, цепи управления. Повреждение насадок происходит вследствие их обгорания при неисправности управления и обрывах рычагов переключателей обратного хода. Обгоревшие или деформированные насадки не позволяют в дальнейшем вывести трубы аппаратов из котла. При такой поломке принимают меры к удалению аппарата из топки (газохода) и ремонтируют его.

Нарушение режимов работы механизмов собственных нужд

На современных тепловых электростанциях установлены многочисленные механизмы, обслуживающие как основное (котлы и турбины), так и вспомогательное оборудование, называемые механизмами собственных нужд. На их привод используется электрическая или тепловая энергия. Потребители энергии собственных нужд должны обладать повышенной надежностью (первая категория надежности) и поэтому обеспечиваются двумя независимыми источниками электроснабжения. Внутри первой категории они делятся на ответственные и неответственные. Даже кратковременный останов ответственных механизмов собственных нужд приводит к аварийному отключению или разгрузке основных агрегатов станции. Кратковременный останов неответственных механизмов собственных нужд к немедленному аварийному останову основного оборудования электростанций не приводит, однако их снабжение электроэнергией должно быть быстро восстановлено (длительное отключение может привести к прекращению производства электроэнергии).

В котельном отделении ответственными являются дымососы, дутьевые вентиляторы, питатели угольной пыли, питательные насосы, а неответственными - насосы системы гидрозолоудаления и электрофильтры. Останов дымососов, дутьевых вентиляторов и питателей пыли вызывает погасание факела и останов котла. Мощность, потребляемая питательными насосами, составляет около 40% общей мощности собственных нужд и достигает нескольких мегаватт. Прекращение работы питательных насосов приводит к аварийному останову котла.

В турбинном отделении ответственными являются маслонасосы турбин и генераторов, циркуляционные и конденсатные насосы, подъемные насосы газоохладителей генераторов, маслонасосы систем смазки и уплотнения вала генератора, а неответственными-- сливные насосы регенеративных перегревателей, дренажные, эжекторные и сетевые насосы, насосы бойлеров и подпитки тепловой сети.

К особо ответственным потребителям энергии собственных нужд относятся маслонасосы системы смазки турбоагрегата и уплотнения вала генератора. Так, если при аварийном останове станции прекратится питание электроэнергией механизмов собственных нужд и не будут работать резервные масляные насосы, это приведет не.только к прекращению выработки электроэнергии, но и к таким серьезным повреждениям основного оборудования, как выплавлеяие баббитовой заливки вкладышей подшипников турбины и генератора. Питание этих маслонасосов резервируется аккумуляторными батареями. Прекращение работы конденсатных и циркуляционных насосов приводит к срыву вакуума в конденсаторе турбины и ее аварийному останову.

Ответственными являются также некоторые потребители энергии собственных нужд электрической части станции: электродвигатели и генераторы питателей пыли, электродвигатели охлаждения трансформаторов.

Большинство механизмов собственных нужд общестанционного назначения относятся к группе неответственных. Кратковременный останов дробилок, мельниц размола угля, мельничных вентиляторов, конвейеров топливоподачи, кранов-перегружателей, вагоноопрокидывателей не приводит к прекращению выработки электрической и тепловой энергии. В бункерах всегда имеется запас сырого топлива (запас угольной пыли в промежуточных бункерах рассчитан примерно на 2 ч работы котла с номинальной производительностью). Кратковременный останов насосов химводоочистки и хозяйственного водоснабжения также обычно не приводит к аварийным ситуациям. Исключением являются насосы подачи, воды в турбинное отделение - при ее нехватке может возникнуть аварийная ситуация. Вентиляторы, компрессоры, крановое хозяйство, частично электрическое освещение, оборудование мастерских, зарядныеустройства аккумуляторных батарей являются неответственными. потребителями. К ним относятся также потребители, не работающие при нормальной эксплуатации основного оборудования: резервные возбудители, насосы кислотной промывки и противопожарные.

Электроэнергия к механизмам собственных нужд подается через понижающие трансформаторы или реактированные линии, подключенные непосредственно к выводам генератора либо к его распределительному устройству (рис. 171). Для надежной и устойчи-вой работы механизмов собственных нужд применяют асинхронныеэлектродвигатели с короткозамкнутым ротором, которые самозапускаются от общей сети без регулирующих устройств, что важнопри восстановлении напряжения после отключения объектов прикоротких замыканиях в энергосистеме и сети. Все элементы механизмов собственных нужд и присоединения к ним имеют быстродействующие релейные защиты, выключатели и устройства системной автоматики.

Пускорезервные источники питания механизмов собственных. нужд присоединяют к распределительным устройствам электростанции или ближайших подстанций. Кроме того, на электростанциях имеются независимые от энергосистемы источники энергии, с помощью которых останавливают и расхолаживают без повреждений оборудование. На тепловых электростанциях для этой цели применяют аккумуляторные батареи, а на мощных блочных устанавливают дизель-генераторы мощностью 200…500 кВт, которые обеспечивают сохранение остановленного оборудования в готовности к пуску.

Расход энергии на собственные нужды современных мощных конденсационных энергоблоков электростанций, работающих на разных видах топлива, составляет (%):

на угле, с электроприводом всех механизмов

, с электроприводом всех механизмов …………….……………..4,5…5,5

на угле, с паротурбинным приводом питательных насосов ……4…4,5

на мазуте и газе с паротурбинным приводом

питательных насосов ………………………………………………..2,5-3.

Основными причинами, вызывающими кратковременное прекращение подачи электроэнергии потребителям собственных нужд, являются: отключение рабочего трансформатора или линии питания при повреждении на линии электроснабжения собственных .нужд; совпадение короткого замыкания с отказом соответствующего выключателя, автоматическое отключение всего блока при повреждении турбины, генератора, трансформатора блока или собственных нужд; недопустимое снижение напряжения; ошибочное или самопроизвольное отключение основного оборудования электростанции или оборудования собственных нужд.

Если подача электроэнергии на собственные нужды прекращается на короткое время, при восстановлении напряжения устойчивая работа оборудования электростанции обеспечивается самозапуском электродвигателей потребителей собственных нужд. Успешность и длительность самозапуска в основном зависят от продолжительности перерыва питания. Если перерыв превышает 5 с, электрический ток и напряжение при самозапуске будут практически такими же, как при одновременном групповом пуске всех электродвигателей. На блочных электростанциях схема питания потребителей собственных нужд также блочная, что увеличивает надежность электростанции, так как повреждение любого элемента собственных нужд одного блока не сказывается на нормальной работе других.

Аварии и неполадки турбин

Причинами аварий и неполадок работы турбин часто являются сшибки, допущенные при их сборке и монтаже. После ремонта и монтажа в трубопроводах могут остаться сварочный град, грязь, остатки электродов, посторонние предметы. Поэтому перед пуском турбины паропроводы тщательно продувают паром, но так как гарантии, что все эти предметы будут удалены, нет, необходим особенно тщательный контроль.

Посторонние предметы, попавшие в проточную часть турбины, вызывают поломку рабочих и сопловых лопаток, а следовательно, повреждение статора и ротора. Попадание посторонних предметов на седла регулирующих или стопорных клапанов не позволяет своевременно прекратить доступ пара в турбину.

Недопустимы также повреждения деталей при сборке и монтаже, например стропы, наложенные на шейки подшипников ротора, повреждают их поверхность, что ведет к усиленному износу вкладышей. Недостаточная затяжка шпилек горизонтального разъема может служить причиной пропаривания или дополнительного присоса воздуха, ускорение режимов пуска и останова вызывает появление трещин и быстрый их рост в корпусах турбин, стопорных и регулирующих клапанах, паропроводах острого/пара. Применение масла, температура которого выше допустимой, ведет к подплавлению подшипников, а эксплуатация турбин с ухудшенным вакуумом - к быстрой поломке рабочих лопаток последней ступени. Повышенное содержание солей в паре приводит к осаждению их в проточной части турбины.

Несвоевременная очистка охлаждающей воды способствует преждевременному загрязнению конденсатора.

Разрушения и неполадки в проточной части турбин

Рабочие лопатки турбин работают в тяжелых условиях: на них бездействуют большие центробежные силы, потоки пара высокой скорости и температуры, а также переменные нагрузки. Наиболее часто наблюдается усталостное разрушение лопаток турбин, бандажей и бандажной проволоки. Усталостные разрушения возникают вследствие того, что собственная частота колебаний лопаток совпадает с частотой возмущающей силы, т. е. лопатки попадают в резонанс. Такие разрушения чаще происходят в регулирующих ступенях, вблизи мест расположения отборов и в последних ступенях турбин. В регулирующих ступенях почти всегда рабочие лопатки работают в условиях резонанса. Особенно большие нагрузки они испытывают при одном открытом регулирующем клапане. При этом неравномерность потока пара перед рабочими лопатками регулирующей ступени достигает наибольшего значения.