Аварии паровых и водогрейных котлов. Анализ причин повреждений паровых водотрубных котлов. Механическое повреждение труб

Для предупреждения аварий паровых котлов из-за пре­вышения давления Правилами по котлам предусматри­вается установка предохранительных клапанов.

: Назначение предохранительных клапанов состоит в пре­дупреждении увеличения давления в паровых котлах и тру­бопроводах выше установленных пределов.

Превышение рабочего давления в котле может привести к разрыву кипятильных экранных и экономайзерных труб и стенок барабана.

Причинами повышенного давления в котле являются внезапное уменьшение или прекращение расхода пара (от­ключение потребителей) и чрезмерная форсировка топки,

Особенно при работе на мазуте или газообразном топливе.

Поэтому чтобы давление в котле не могло подняться вы­ше допустимого, эксплуатация котлов с неисправными или неотрегулированными клапанами категорически запреща­ется.

Мерами предупреждения повышения давления в паро­вом котле являются: регулярная проверка исправности предохранительных клапанов и манометров, устройство сиг­нализации от потребителей пара для получения информа­ции о предстоящих расходах пара, обученность персонала и хорошее знание и исполнение ими производственных ин­струкций и противоаварийных циркуляров. -

Для проверки исправности действия предохранительных клапанов котла, пароперегревателя и экономайзера произ­водят их продувку, принудительно открывая вручную:

При рабочем давлении в котле до 2,4 МПа включитель­но- каждый клапан не реже 1 раза в сутки;

При рабочем давлении от 2,4 до 3,9 МПа включительно- поочередно по одному клапану каждого котла, пароперегре­вателя и экономайзера не реже одного раза в сутки, а так­же при каждом пуске котла, а при давлении выше 3,9 МПа- в сроки, установленные инструкцией.

В практике эксплуатации котлов все еще бывают ава­рии, связанные с превышением давления в котле выше до­пустимого. Основной причиной этих аварий является рабо­та котлов с неисправными или неотрегулированными пре­дохранительными клапанами и неисправными манометрами. В отдельных случаях аварии происходят из-за того, что котлы вводят в эксплуатацию с предохранительными кла­панами, отключенными с помощью заглушек или заклинен­ными, либо допускают произвольное изменение регулиров­ки клапанов, накладывая дополнительный груз на рычаги клапанов при неисправности или отсутствии средств авто­матики и безопасности.

В котельной произошла авария парового котла Е-1/9-1Т из-за пре­вышения давления, в результате чего частично разрушено помещение котельной. Котел Е-1/9-IT изготовлен Таганрогским домостроительным заводом для работы на твердом топливе. По согласованию с заводом - изготовителем котел был переоборудован на жидкое топливо, при этом установлено горелочное устройство АР-90 и смонтированы авто­матические устройства для отключения подачи топлива в котел в двух случаях - при понижении уровня воды ниже допустимого и повыше­нии давления выше установленного. Перед вводом в эксплуатацию котла оказавшийся неисправным питательный насос НД-1600/10 с по­дачей 1,6 м3/ч и давлением на нагнетании 0,98 МПа был заменен цен - тробежно-вихревым насосом с подачей 14,4 м3/ч и давлением на нагне­тании 0,82 МПа. Большая мощность двигателя этого насоса не позво­лила включить его в электрическую схему автоматического регулиро­вания питания котла водой, поэтому оно осуществлялось вручную. Автоматика защиты от снижения уровня воды была отключена, а автоматика защиты от превышения давления не работала из-за не­исправности датчика. Оператор, обнаружив упуск воды, включил пи­тательный насос. Сразу же была вырвана крышка люка верхнего ба­рабана и разрушен нижний левый коллектор в месте приварки к нему колосниковой балки. Авария произошла из-за резкого повышения дав­ления в котле из-за глубокого упуска воды и последующей подпитки его. Расчеты показали, что давление в котле в этом случае могло по­выситься до 2,94 МПа.

Толщина крышки люка в ряде мест была менее 8 мм, и крышка была деформирована.

В связи с этой аварией Госгортехнадзор СССР предло­жил владельцам, эксплуатирующим паровые котлы : не до­пускать эксплуатацию котлов при отсутствии или неисправ­ности средств автоматики безопасности и контрольно-изме­рительных приборов; обеспечить обслуживание, наладку и ремонт средств автоматики безопасности квалифициро­ванными специалистами.

В соответствии с письмом Госгортехнадзора СССР № 06-1-40/98 от 14.05.87 «Об обеспечении надежной экс­плуатации паровых котлов Е-1,0-9» владельцы котлов ука­занного типа обязаны снизить разрешенное в эксплуатации давление для котлов, которые имеют толщину крышки лю­ка 8 мм с креплением крышки люка шпильками до 0,6 МПа, так как заводами Минэнергомаша барабаны котлов Е-1,0-9 паропроизводительностью 1 т/ч выпускались с крышка­ми люка толщиной 8 мм и толщина крышки люка была уве­личена до 10 мм.

В котельной произошла авария с котлом Е-1/9Т йз-за превыше­ния давления.

В результате отрыва днища нижнего барабана котел был отброшен с места установки в сторону другого котла и, ударившись, сорвал об­шивку," разрушил обмуровку, деформировал 9 труб бокового экрана. Предохранительные клапаны при ударе были вырваны из своих гнезд. При испытании на стенде на давление 1,1 МПа клапаны не сработа­ли. При разборке клапанов установлено, что его подвижные части кла­пана прикипели.

Расследованием установлено, что днище котла 0 600X8 мм было изготовлено кустарным способом из стали, не имеющей сертификата.

После" приварки днища работниками котельной было проведено гидравлическое испытание давлением 0,6 МПа, при этом днище де­формировалось. Через несколько1 дней работы котла в сварном шве появились трещины, которые были заварены.

Из-за изменения конструкции крышки люка нижнего барабана (без согласования завода-изготовителя), неудовлетворительного проведения ремонта, стала возможной авария с тяжелыми последствиями.

Неисправности предохранительных клапанов

Для предупреждения аварий паровых и водогрейных котлов из-за превышения давления в них Правилами Гос-

Гортехнадзора СССР предусматривается установка не ме­нее двух предохранительных клапанов на каждый котел па­ропроизводительностью более 100 кг/ч.

На паровых котлах с давлением выше 3,9 МПа уста­навливаются только импульсно-предохранительные кла­паны.

Из-за неправильной эксплуатации предохранительных клапанов или дефектов их имели место аварии в котельных промышленных предприятий и на электростанциях. Так, на одной электростанции при резком сбросе нагрузки из-за не­исправности предохранительных клапанов давление пара в котле повысилось с 11,0 до 16,0 МПа. Это нарушило цир­куляцию, и произошел разрыв экранной трубы.

На другой электростанции в тех же условиях эксплуа­тации давление повысилось с 11,0 до 14,0 МПа, в резуль­тате чего произошел разрыв двух экранных труб.

Расследованием установлено, что некоторые предохра­нительные клапаны не работали, так как импульсные ли­нии были перекрыты клапанами, а остальные клапаны не обеспечили необходимого сброса пара из-за применения у импульсных предохранительных клапанов некалиброван - ных пружин и вследствие этого поломка части их.

Разрушение пружин наблюдалось у импульсных клапа­нов после каждого их открытия. Это происходило в резуль­тате больших динамических усилий от струи выходящего пара в момент открытия клапана, имеющего диаметр про­ходного сечения седла 70 мм.

Основные неисправности в работе рычажно-грузовых и пружинных предохранительных клапанов приведены в табл. 2.4.

Предохранительные клапаны должны защищать котлы и пароперегреватели от превышения в них давления более чем на 10% расчетного. Превышение давления при пол­ном открытии предохранительных клапанов выше чем на 10 % расчетного может быть допущено лишь в том случае, если при расчете на прочность котла и пароперегревателя учтено это возможное повышение давления.

Аварии и неполадки в работе котельной установки и мероприятия по их устранению.

Котельные и компрессорные установки.

Котлы работают на жидком, твёрдом и газообразном топливе. Правила запрещают устанавливать котлы в школах, клубах, банях и т.п., а также в зданиях примыкающих к складу горючих материалов.

Техническое освидетельствование парового котла заключается во внутреннем осмотре, проводимом не реже одного раза в 4 года. И гидравлическом испытании. Проводимом не реже одного раза в 8 лет. При осмотре котла или компрессора проверяются и прочность стенок, швов, труб (внутри котла), работоспособность приборов.

Паровые котлы, водогрейные котлы подвергаются гидравлическим испытаниям: при рабочем давлении 1,5 Р раб (но не менее 200 кПа); при Р раб > 500 кПа –- 1,25 Р раб (но не менее 300 кПа). Давление увеличивают до предельного (затем снижают до рабочего) медленно и постепенно. Предельное давление выдерживают в течении 5 мин.

Взрыв парового котла происходит в результате понижения давления в нем до атмосферного. Температура в паровом котле,в котором давление больше атмосферного,превышает 100 0 С. При сообщении с атмосферой давление воды понижается до атмосферного,а ее температура понижается соответственно до 100 0 С. В результате в массе воды освобождается огромное количество теплоты, идущее на мгновенное парообразование. Образуется огромное объёмное количество пара, т.к. При превращении воды при атмосферном давлении в пар происходит увеличение ее объёма примерно в 1700 раз. Давление в котле при этом мгновенно повышается, и происходят большие по своим размерам и последствиям разрушения. Источник опасности - вода; чем больше в паровом котле воды, тем больше освобождается тепла, а, следовательно, и больше образуется пара. Так действие воды массой 60 кг с начальным давлением 0,5 МПА при взрыве котла равносильно действию пороха массой1 кᴦ.

Причины взрыва котлов :

1) низкое качество металла котла или плохая его обработка;

2) общая изношенность котла (с течением времени стенки котла утрачивают свои металлические свойства);

3) неправильная конструкция котла или неправильная его установка;

4) спуск воды (одна из базовых причин)- понижение уровня воды в

5) паровом котле может произойти из-за несвоевременного и недоста-

6) точного питания водой котлоагрегата;

7) чрезмерное повышение давления в котлоагрегате, особенно при работе с неисправными манометрами и предохранительными клапанами, при навешивании на предохранительные клапаны добавочных грузов или заклинивании рычагов клапанов, а также в случае, в случае если при достижении стрелки манометра красной черты и соответствующем - открытии предохранительного клапана, кочегар не принимает срочных мер для понижения давления.

8) обвал кладки котла выше огневой линии, когда газообразные продукты сгорания начинают обогревать стенки парового котла, не охлаждаемые с другой стороны котловой водой, вследствие чего они перегреваются;

9) отложение накипи и шлама на поверхности нагрева котла;

10) внутреннее и наружное разъедание стенок котлоагрегата;

Аварии и неполадки в работе котлоагрегатов, сопровождающиеся иногда большими разрушениями, представляют из себяопасность для здоровья и жизни людей. В связи с этим эксплуатацию и регулирование работы котлоагрегатов должны вести специально обученные кочегары, получившие права на уход за ними.

Персонал, непосредственно обслуживающий котлоагрегат, обязан немедленно остановить его работу и сообщить об этом ответственному по котельной в следующих случаях:

1) давление в котле поднялось выше разрешенного и продолжает расти несмотря на принятые меры (прекращение подачи топлива.уменьшение тяги и дутья, усиленное питание котлоагрегата водой);

2) произошел спуск воды в котле или быстро понижается ее уровень в котле, несмотря на продолжающееся усиленное его питание;

3) перестали действовать всœе питательные приборы (насосы, инжекторы);

4) разрушилась кладка или обнажились от обмуровки части котлоагрегата или элементы котла,перекос и обшивка котла накалились докрасна;

5) перестали действовать всœе водонагревательные приборы или всœе предохранительные клапаны;

6) в базовых элементах котла (барабане, коллекторе, камере, жаровой трубе, огневой коробке, кожухе топки, трубной решетке) обнаружены выпучены (кроме труб водотрубного котла), трещины, неплотности сварных швов, разрывы труб, обрыв двух и более связей, находящихся рядом;

7) расплавилась контрольная пробка (специальных котлов);

8) уровень воды поднялся выше верхней точки водоуказательного стекла (или выше верхнего водопробного крана), а продувкой котла не удается быстро его снизить;

9) разорвались паропровод или экономайзерные трубы;

10) внезапно полностью прекратилась подача газа (при выходе из строя регулятора, при срабатывании запорного предохранительного клапана, аварии в газопроводе);

11) остановился вентилятор, и прекратилась подача воздуха в горелки с принудительной подачей воздуха;

12) резко и сильно повысилось давление газа у горелок (при неисправности регулятора, предохранительного запорного клапана);

13)самопроизвольно погасли газовые горелки;

14) прекратилась тяга;

15) газ пропускается в помещение котельной;

16) пожар в помещении котельной (или наличие угрозы пожара);

17) повреждены газопровод и газовая арматура;

18) взрыв газов в топке или газоходе котлоагрегата;

19) обнаружено горение топлива в газоходах хвостовой части котлоагрегата.

Причины аварийной остановки котла следует записывать в вахтенном журнале. Котлоагрегат останавливают с разрешения ответственного по котельной в следующих случаях:

1) обнаружены течи в заклепочных швах или в местах вальцовки труб;

2) обнаружены свищи на трубах водопроводного котла;

3) неисправен манометр, указывающий давление в данном котлоагрегате;

4) замечены непонятные явления (шум, удары, стук в котлоагрегате).

При остановке котла крайне важно:

1) быстро прекратить работу газовых горелок и мазутных форсунок, плотно закрыть рабочие и контрольные задвижки перед горелками, открыть открыть краны газопровода безопасности и свечи, закрыть краны запальников (при аварийной остановке всœей котельной закрыть задвижку на вводе газопровода в котельную);

2) отключить котлоагрегат от главного паропровода;

3) продолжать питание котлоагрегата͵ если не было спуска воды;

4) постепенно выпускать пар через приподнятые предохранительные клапаны или через аварийный вентиль (кроме случаев повышенного уровня воды и прекращение действия всœех питательных приборов);

Указания по безопасной работе и охране труда кочегаров :

1) наружные двери котельной никогда не должны запираться на замки и засовы и всœегда должны открываться наружу от нажатия руки. Двери из котельной в служебные, бытовые и вспомогательно-производственные должна быть с пружинами и открываться в сторону котельной. Во избежании сквозняков в котельной устанавливаются тамбуры;

2) всœе горячие трубопроводы и баки должны быть покрыты теплоизоляцией;

3) во избежании ожогов при выбросœе пламени из топки и в случае прикосновения к раскаленным частям котла, кочегары должны пользоваться дымчатыми или синими стеклами и рукавицами;

4) при растопке котла не следует стоять против топочных дверец, чтобы не получить повреждения в случае хлопков в топке, такую же осторожность нужно соблюдать, открывая дверцы топки и гляделок;

5) при всœех работах в котельной установке нельзя пользоваться персональными электрическими лампами напряжением выше 12 В, а во время чистки - керосиновыми лампами во избежание поражения электрическим током и получения тяжелых ожогов. Для электрических ламп местного и общего освещения, подвешиваемых на высоте ниже 2,5м над уровнем пола или рабочей площадки, допускается напряжение не выше 36В;

6) включать электродвигатели следует в резиновых перчатках;

7) во время пожара и каких-нибудь несчастных случаев вне котельной, кочегары должны оставаться на своих рабочих местах.

При пожаре в котельной кочегары должны принять меры к его ликвидации и одновременно поднять тревогу. В случае непосредственной угрозы роботающие котлы должны быть остановлены в аврийном порядке, а пар выпущен из них через предохранительные клапаны.

Кочегары могут покинуть котельную лишь после остановки котлов и погашения топок. При несчастных случаях пострадавшему оказывают первую помощь и вызывают врача.

Аварии и неполадки в работе котельной установки и мероприятия по их устранению. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Аварии и неполадки в работе котельной установки и мероприятия по их устранению." 2017, 2018.

ВОЗМОЖНЫЕ АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ

К аварийным ситуациям, вызывающим на­рушение нормального режима работы кот­лов, при которых, согласно требованиям Правил устройства и безопасной эксплуата­ции паровых и водогрейных котлов, они дол­жны быть немедленно остановлены действи­ем автоматики или дежурным персоналом, относятся:

Обнаружение неисправности предохрани­тельного клапана;

Если давление в барабане котла поднялось выше разрешенного на 10% и продолжа­ет расти;

Снижение уровня воды ниже низшего до­пустимого уровня, в этом случае подпит­ка котла водой категорически запрещена;

Повышение уровня воды выше высшего допустимого уровня;

Прекращение действия всех питательных насосов;

Прекращение действия всех указателей уровня воды прямого действия;

Если в основных элементах котла (бара­бане, коллекторе, камере, пароводопе репускных и водоопускных трубах, па­ровых и питательных трубопроводах, жаровой трубе, огневой коробке, кожу­хе топки, трубной решетке, внешнем се­параторе, арматуре) будут обнаружены трещины, выпучины, пропуски в их свар­ных швах, обрыв анкерного болта или связи;

Недопустимое повышение или понижение давления в тракте прямоточного котла до встроенных задвижек;

Погасание факелов в топке при камерном сжигании топлива;

Снижение расхода воды через водогрей­ный котел ниже минимального допусти­мого значения;

Снижение давления воды в тракте водо­грейного котла ниже допустимого;

Повышение температуры воды на выхо­де из водогрейного котла до значения на 20°С ниже температуры насыщения, со­ответствующей рабочему давлению воды в выходном коллекторе котла;

Неисправности автоматики безопасности или аварийной сигнализации, включая ис­чезновение напряжения на этих устрой­ствах;

Возникновение в котельной пожара, угро­жающего обслуживающему персоналу или котлу;

Появление неплотностей в обмуровке, в местах установки предохранительно-взрывных клапанов и газоходах;

Прекращение подачи электроэнергии или исчезновение напряжения на устройствах дистанционного, автоматического управ­ления и средствах измерения;

Неисправности КИП, средств автомати­зации и сигнализации;

Выход из строя предохранительных бло­кировочных устройств;

Неисправности горелок, в том числе ог-непреградителей;

Появление загазованности, обнаружение утечек газа на газовом оборудовании и внутренних газопроводах;

Взрыв в топочном пространстве, взрыв или загорании горючих отложений в га­зоходах;

Аварии в газовом хозяйстве.

ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ АВАРИЙ И ОТКАЗОВ В РАБОТЕ КОТЕЛЬНЫХ

Наиболее серьезными последствиями ава­рии являются взрывы при нарушении плот­ности котла по причинам несоблюдения ре­жимов работы и правил эксплуатации, а так­же взрывы, связанные с загазованностью топ­ки при неправильном ее обслуживании и сжи­гании топлива.

В топке и газоходах хлопки и взрывы про­исходят, когда концентрация газа в воздухе находится в диапазоне пределов взрываемос-ти и создается взрывоопасная газовоздушная смесь.

В котельной, работающей на твердом виде топлива, при слоевом сжигании топлива в топке и газоходах горючие газы в большом количестве выделяются из свежего топлива, если при кратковременной остановке котла его забрасывают на оставшееся несгоревшее топливо, а не удаляют из топки.

Причинами образования взрывоопасной газовоздушной смеси в топках и газоходах газифицированной котельной могут явиться неправильные действия персонала при эксп­луатации котлов, неисправность запорных устройств перед горелками и включение их при неисправной или отключенной автома­тике контроля пламени, отсутствие уст­ройств контроля герметичности запорных органов горелок.

При сжигании жидкого топлива пожары и взрывы в топке и газоходах возникают в слу­чае некачественного его распыления форсун­ками, что приводит к вытеканию мазута в амбразуру и на стенки топки. При плохом смешении мазута с воздухом и неполном его горении происходит повышенный вынос в газоходы сажи. В случае возгораний отложе­ний и сажи повышается температура газов, уменьшается тяга, значительно разогревает­ся обшивка, а иногда выбивается пламя.

Причиной аварии может явиться неудов­летворительный водный режим котлов. В результате чего образуются отложения на­кипи, вызывающей повышение температуры металла труб и их пережог. Скопление наки­пи и шлама могут также привести к наруше­нию циркуляции воды. Причинами повреж­дений и аварий могут являться заводской брак в котле, плохое качество материала, из ко­торого изготовлены отдельные узлы котла, а также неудовлетворительное состояние оборудования из-за некачественного монта­жа или ремонта.

В таблице 1 приводятся типичные случаи аварий и неполадок в работе котельных и указываются их причины и возможные по­следствия.

Таблица 1

Типичные случаи аварий и отказов в работе котельных, их причины и возможные последствия

Неисправность

Возможные последствия

Пожар в помещении котельной

Несоблюдение требований произ­водственной инструкции и правил пожарной безопасности. Воспламенение легко воспламе­няющихся материалов и веществ. Неполадки в работе оборудования котлоагрегатов. Неисправность автоматики безопасности котла. Неисправность электрооборудова­ния

Несчастные случаи и гибель людей. Материальный ущерб

ПОРЯДОК ОПОВЕЩЕНИЯ В СЛУЧАЯХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Владельцы котлов, зарегистрированных в органах Госпромнадзора, о каждой аварии, смертельном, тяжелом или групповом несча­стном случае обязаны немедленно уведомить территориальный орган технадзора и другие государственные учреждения в соответствии с положением о порядке технического рас­следования причин аварий и инцидентов на опасных производственных объектах.

Дежурный персонал, обслуживающий котельные установки, при каждом отказе в работе оборудования, аварии, несчаст­ном случае и при пожаре или угрозе пожа­ра обязан:

Немедленно уведомить ответственного за исправное состояние и безопасную экс­плуатацию котлов (начальника котель­ной);

Оповестить всех должностных лиц со­гласно заранее составленному списку;

До прибытия комиссии по расследованию обстоятельств и причин аварии или не­счастного случая обеспечить сохран­ность всей обстановки аварии (несчаст­ного случая), если это не представляет опасности для жизни и здоровья людей и не вызывает дальнейшего развития ава­рии или аварийной ситуации;

Составить объяснительную записку, ко­торая будет являться первичным доку­ментом предварительного расследования причин аварии.

ОБЩИЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ АВАРИЙНОЙ ОБСТАНОВКЕ КОТЛОВ, РАБОТАЮЩИХ НА ТВЕРДОМ, ЖИДКОМ И ГАЗООБРАЗНОМ ТОПЛИВЕ

При ликвидации аварий, связанных с экст­ренной остановкой котлов, обслуживающий персонал должен уметь быстро оценивать сложившуюся аварийную ситуацию, сохра­нять спокойствие и уверенно действовать на любых стадиях развития аварий.

При аварийной остановке котлов необхо­димо соблюдать следующие меры безопас­ности.

При работе котельной на твердом виде топлива горящее топливо из топки остано­вившегося котла следует удалить. В исклю­чительных случаях, при невозможности бы­строго удаления топлива из топки, горящее топливо можно заливать водой. При этом особое внимание машинист (кочегар) должен обратить на то, чтобы струя воды не попала на стенки топки котла и обмуровку. Зали­вать выгребаемый шлак можно только с при­менением брансбойта с расстояния, обеспе­чивающего безопасность персонала при за­ливке (не менее 2-3 м).

Запрещается не только "приглушать" пла­мя топливом, но и прекращать подачу возду­ха при удалении топлива. Если это указание не будет выполнено, то это приведет к выб­расыванию пламени из топки скопившимися в ней газами и травмированию обслуживаю­щего персонала.

На дверцах топки должны быть надеты запоры, исключающие возможность выбра­сывания газов и пламени из топки и задымле­ния помещения котельной.

При работе котельной на жидком топли­ве немедленно перекрывается подача топли­ва в форсунку или воздуха при установке форсунки воздушного распыления. Если по­зволяет конструкция, форсунка извлекается из топки. Отключается кран на упуске тру­бопровода к форсунке аварийного котла, об­щий кран внутрикотельного трубопровода.

При работе котельной на газообразном топливе закрывается запорный орган на вво­де газопровода перед котельной или предох­ранительно-запорный клапан и запорный орган перед аварийным котлом для отклю­чения его от общего газопровода.

При этом вначале быстро перекрывается подача газа, потом воздуха, и затем откры­вается кран на газопроводе свечи безопасно­сти.

Эксплуатация газового оборудования с отключенными контрольно-измерительными приборами, блокировками и сигнализацией, предусмотренными проектом, запрещается.

ОПАСНЫЕ ДЕЙСТВИЯ ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО ПЕРСОНАЛА КОТЕЛЬНОЙ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Во избежание возможных аварий и отказов в процессе эксплуатации котельного обору­дования оператору (кочегару) запрещается:

Заклинивать предохранительные клапаны или дополнительно нагружать их;

Выполнять на котлах, которые находят­ся под давлением, ремонтные работы (смазывать подшипники, набивать и под­тягивать сальники, болты фланцевых со­единений);

Открывать и закрывать арматуру удара­ми молотка или других предметов, а так­же при помощи удлиненных рычагов;

Допускать, чтобы уровень воды в паро­вом котле опускался ниже допустимого низшего уровня или поднимался выше до­пустимого высшего уровня;

Допускать переход стрелки за красную черту, указанную на манометре;

Производить продувку котла при неисп­равной продувочной арматуре;

Обдувать котел от сажи, продувать его без использования рукавиц и защитных очков;

Пользоваться открытым огнем для отыс­кания мест утечки газа;

Включать и отключать электрические приборы при наличии запаха газа в поме­щении котельной;

Включать и выключать электродвигате­ли насосов и дымососов без электроза­щитных перчаток и при отсутствии за­земления электрооборудования;

Применять в дымоходах и котлах элект­ролампы с напряжением более 12 В;

Загромождать котельную посторонними предметами;

Выполнять во время дежурства какие-либо другие обязанности, не предус­мотренные производственной инструк­цией;

Оставлять котел без постоянного наблю­дения как во время работы котла, так и после его остановки до снижения давле­ния в нем до атмосферного;

Допускать посторонних лиц, не имеющих отношения к эксплуатации котлов и обо­рудования котельной.

Безопасной эксплуатации паровых котлов уделяется большое внимание.

В результате замены морально устаревших конструк­ций (вертикально-цилиндрических, жаротурбинных и др.) аварийность паровых котлов за последнее время резко со­кратилась. Однако полностью аварии пока не изжиты, осо­бенно из-за упуска воды. В отдельных случаях упуск воды приводил к взрывам паровых котлов с разрушением котель­ного помещения и человеческими жертвами.

За последние годы в связи с оснащением паровых кот­лов номинальной паропроизводительностью 0,7 т/ч и бо­лее автоматически действующими звуковыми сигнализато­рами верхнего и нижнего предельных положений уровней воды аварии по упуску воды на таких котлах резко сокра­тились. Упуски воды были лишь на котлах, у которых сиг­нализаторы отсутствовали или вследствие плохого ухода за ними были неисправны и в момент аварии бездействовали.

В некоторых случаях последствия аварии усугублялись неправильными действиями обслуживающего персонала, производившего подпитку котла после обнаружения упус­ка воды в нарушение требований «Типовой инструкции для персонала котельных», утвержденной Госгортехнадзором СССР 12 июля 1979 г.

Анализ аварий паровых котлов, на которых не установ­лены автоматические регуляторы питания, показывает, что аварии из-за упуска воды происходят в основном в резуль­тате ослабления внимания персонала, преимущественно в вечернее и ночное время. Так, в период с 0 до 8 ч утра число аварий доходит до 50 %, с 8 до 16 ч - до 20 % и с 16 до 24 ч-до 30 %.

В результате нарушений производственной дисциплины персонала происходит около 80 % аварий из-за упуска воды.

Упуск воды в паровом котле может произойти не толь­ко по вине персонала, не подпитавшего своевременно ко­тел, но и из-за технических неисправностей водоуказатель - ных приборов, продувочной и питательной арматуры, пита­тельных устройств, недостаточной производительности и напора питательных устройств, разрыва экранной, кипятиль­ной или экономайзёрной трубы. Приведем несколько приме­ров.

На ТЭЦ из-за глубокого упуска воды произошла авария котла ТГМЕ-454 производительностью 500 т/ч (давление в барабане"16,2 МПа). При этом произошел разрыв четырех экранных труб, в двух трубах появились свищи, вся экранная система была деформирована с ампли­тудой до 250 мм (топка газоплотная).

Материальный ущерб от аварии составил около 200 тыс. руб. Рас­следованием установлено, что причиной аварии явились: работа котла с отключенной автоматикой безопасности (прекращение подачи топ­лива в котел при понижении уровня воды ниже допустимого), непра­вильные действия машиниста котла в аварийной обстановке.

На ТЭЦ из-за глубокого упуска воды, произошла авария парового котла ТП-35 производительностью 45 т/ч (давление в барабане 3,9МПа). При этом произошел разрыв двух экранных труб, 40 % экранных труб деформировано. Материальный ущерб от аварии составил 10 тыс. руб.

Причины аварии: работа котла с подачей газа к горелкам по баи- пасной линии, исключая автоматическое отключение топлива при упус - ке воды. Машинист котла вмешался в работу автоматики регулирова­ния воздействием на ключ управления регулирующего клапана пита­ния, закрыл вручную задвижку на узле питания котла водой, при аварийном низшем уровне воды в. котле начал ручную подпитку, чем нарушил требования должностной инструкции и инструкции по предупреждению и ликвидации аварий. Начальник смены ТЭЦ в связи с изменениями в режиме работы котла не обеспечил соблюдение под­чиненным ему персоналом требования производственных инструкций, не принял мер по аварийной остановке котла. Имело место неудовлетво­рительное состояние производственной дисциплины среди обслужива­ющего персонала и ИТР, выразившееся в невыполнении требований действующих правил безопасности и инструкций.

В третьем случае в котельной из-за глубокого упуска воды произо­шла авария парового котла ДКВР-2,5/13. В результате аварии по­вреждены, экранные и кипятильные трубы котла.

Причины аварии: машинист оставил работающий котел без над­зора; котел работал с неисправной автоматикой безопасности; обслу­живающий персонал нарушил производственные инструкции.

В котельной из-за глубокого упуска воды произошла авария паро­вого котла ДКВР-10/13. В результате аварии повреждены экранные и кипятильные трубы котла с нарушением вальцовочных соединений. Поврежденные трубы также полностью заменены.

Причины аварии: неправильные действия машиниста, производив­шего продувку котла без должного контроля за уровнем воды в верх­нем барабане котла; неисправное состояние автоматики безопасности и сигнализации по упуску воды из котла; принятие смены старшим ма­шинистом без проверки состояния и автоматики безопас­ности; допуск к обслуживанию паровых котлов персонала, не прошед­шего проверку знаний действующих правил безопасности и производст­венных инструкций.

Для предупреждения упуска воды в паровых котлах не­обходимо:

Не допускать к обслуживанию котлов лиц, не прошедших обучение в объеме соответствующей программы и не имею­щих удостоверения квалифицированной комиссии на пра­во обслуживания котла;

Не допускать эксплуатацию котлов с неисправной водо - указательной, продувочной и питательной арматурой, а также автоматикой безопасности, обеспечивающей веде­ние нормального режима котла с пульта контроля и управ­ления;

Проверять исправность всех питательных насосов крат­ковременным пуском их в работу (у котлов с рабочим дав­лением до 2,4 МПа в сроки, установленные производствен­ной инструкцией, производить проверку водоуказательных приборов продувкой у котлов с рабочим давлением до 2,4 МПа не реже 1 раза в смену, у котлов с рабочим дав­лением от 2,4 до 3,9 МПа - не реже одного раза в сутки, а свыше 3,9 МПа - в сроки, установленные инструкцией);

Запретить оставлять во время работы котел без постоян­ного наблюдения со стороны персонала и выполнение ма­шинистом каких-либо других обязанностей, не предусмот­ренных инструкцией.

На предприятиях различных отраслей спиртовой промышленности эксплуатировались сосуды – разварники вместимостью 5,0 и 5,3 м3 с давлением пара 0,6 МПа. Они предназначались для обработки паром картофеля, свеклы, зерна и других пищевых продуктов. Для защиты нижней конической части от механического износа разварники снабжались предохранительной гильзой высотой 1600 мм.

На некоторых заводах не проводился должный контроль за техническим состоянием указанных сосудов и износ их стенок своевременно не выявлялся, что приводило к авариям с тяжелыми последствиями. Так на одном из заводов разрушение разварника во время эксплуатации произошло из-за того, что утонение стенок конической части произошло с 12,0 мм до 2-2,8 мм.

На другом заводе разварник взорвался при следующих обстоятельствах.

При монтаже разварника был вырезан штуцер отвода ввиду его ненадобности и в этом месте вварена заплата диаметром 240 мм. Для заплаты применена сталь с содержанием углерода 0,7% вместо допустимых 0,3%

Заплата была вставлена в гнездо не полностью, со смещением стыкуемых кромок до 5,5 мм. Сварка произведена с непроваром корня шва по всему периметру заплаты глубиной до 50%.

Подготовка отверстия под заплату производилась газовым резаком без зачистки кромок абразивным инструментом. Качество сварки не проверялось. После окончания ремонта разварник не был предъявлен инспектору котлонадзора для технического освидетельсвования..

За два часа до разрыва разварник был отключен от паропровода и находился в рабочем состоянии, заполненный разваренной массой. Из-за неплотности в запорной арматуре в нем образовалось давление, при этом произошло разрушение сварного шва заплаты, вызвавшее взрыв.

В результате взрыва были разрушены стены, повреждено технологическое оборудование и коммуникации, при этом разварник пробил бетонное основание и углубился в грунт на 2,2 м.

Из-за нарушений водно-химического режима на котлах типа МЗК-7Г при наработке от 1700 до 3500 часов происходили разрывы труб поверхностей нагрева. Расследование показало, что причиной разрыва труб явилось полное перекрытие живого сечения труб отложениями солей накипи. На предприятиях, эксплуатирующих указанные котлы было выявлено следующее:

• котлы питались частично сырой водой или водой, жесткость которой во много раз превышала норматив Госгортехнадзора;
• продувка котлов производилась нерегулярно и не в достаточном количестве, а некоторые котлы вообще не продувались, и продувочные вентили были полностью забиты накипью и шламом;
• режимные карты по регенерации фильтров и продувке котлов специализированными (наладочными) организациями индивидуально для объекта не были составлены, сроки остановки котла на ревизию и очистку не установлены;
• систематический контроль за качеством воды в питательных баках отсутствовал;
• грубо нарушались требования по эксплуатации водоподготовительных блоков для котлов производительностью 1,0-0,4 т/ч.

Таким образом, как показывает изложенное, основной причиной ускоренного наноса внутренних поверхностей нагрева котлов солями накипи и образованием шлама в нижнем коллекторе является неудовлетворительный водный режим, т.е. питание котлов с высокой жесткостью питательной воды.

В процессе эксплуатации котлов малой производительности типа Е-1/9 происходили аварии с тяжелыми последствиями.

Так на маслозаводе в результате аварии с паровым котлом Е 1/9 было полностью разрушено помещение котельной. При расследовании установлено, что паровой котел предназначался для работы на твердом топливе.

По согласованию с заводом-изготовителем котел был переоборудован для работы на жидком топливе. При этом было установлено горелочное устройство, смонтировано автоматическое устройство для отключения подачи топлива при понижении уровня воды ниже допустимого или повышении давления выше установленного, а также выполнены другие работы, рекомендованные заводом-изготовителем.

Перед вводом котла в эксплуатацию работниками маслозавода произведена замена оказавшегося неисправным питательного насоса НД-1600/10 производительностью 1,6 м3/час и напором 10 кгс/см2, центробежно-вихревым насосом производительностью 14,4 м3/час c напором 8,2 кгс/см2.

Большая электрическая мощность двигателя этого насоса не позволила подключить его к электрической схеме автоматического регулирования питания котла. Поэтому питание котла водой осуществлялось вручную, а автоматика отключения подачи топлива при понижении уровня ниже допустимого осталась в нерабочем состоянии.

Из-за неисправности датчика не работала также автоматика прекращения подачи топлива при повышении давления.

В день аварии кочегар, растопив котел, вышел в соседний цех завода для проверки показаний манометра на паропроводе, так как телефонной связи в котельной не было. За время отсутствия кочегара (15-20 минут) питание котла водой не производилось. Вскоре после возвращения кочегара в котельную произошла авария котла, при которой вырвало крышку люка нижнего барабана и разрушен нижний левый коллектор в месте приварки к нему колосниковой балки.

Комиссией, производившей расследование аварии, установлено, что авария котла произошла из-за значительного превышения давления сверх допустимого. Причинами повышения давления явились упуск воды из котла (котел не подпитывался 15-20 минут) и последующая затем интенсивная подпитка его. Произведенные расчеты показали, что давление в котле в этом случае повысилось до 20-30 кгс/см2.

В котельной банно-душевого комбината произошел взрыв парового котла

Е-1/9-1М, в результате которого полностью разрушено здание. Взрывом котел был сорван с фундамента и отброшен на расстояние 20 метров от котельной.

Паровой котел, изготовленный для работы на жидком топливе, был установлен в помещении котельной, примыкающей к бане, оборудован химводоподготовкой и автоматикой безопасности (автоматическая подпитка котла, устройством для автоматической отсечки топлива при достижении уровня воды в котле и повышении давления выше установленного, приборами сигнализации).

При осмотре котла после аварии выявлено, что у верхнего и нижнего барабанов вырваны крышки люков, от барабанов оторваны коллектора боковых и потолочного экранов, запорный вентиль на паропроводе от котла закрыт, автоматика безопасности и приборы сигнализации находились в отключенном состоянии (тумблер на щите зафиксирован в положении ручного управления).

Комиссией, производившей расследование аварии, установлено, что взрыв котла произошел из-за значительного превышения давления выше допустимого. Причиной повышения давления в котле явился глубокий упуск воды с последующей интенсивной подпиткой воды центробежным насосом Кс-10-55/2 повышенной производительности (7-19 м3/час). В нарушение правил насос Кс-10-55/2 был установлен администрацией банно-душевого предприятия вместо предусмотренного заводом насоса ПН-1,6-16 производительностью 1,6 м3/час без согласования с заводом-изготовителем котельной установки.

Произведенные Всесоюзным научно-исследовательским институтом атомного энергетического машиностроения (ВНИИАМ) расчеты показали, что при интенсивной подаче большого количества воды на раскаленный металл котла насосом, давление в котле предположительно могло повыситься до 61 кгс/см2. Температура металла труб котла по результатам проведенных институтом исследований достигала 720-840°С.

Причинами аварии также явились грубейшие нарушения правил безопасности. Администрация предприятия не обеспечила должного технического надзора за работой котельной установки. К обслуживанию котла допускался необученный персонал. В котельной имела место низкая производственная дисциплина обслуживающего персонала. На время отпуска лица, ответственного за безопасную эксплуатацию котла, был назначен инженерно-технический работник, не прошедший проверку знаний по правилам безопасности. Из-за нарушения водного режима на поверхностях нагрева котла имелись солевые отложения. В котельную допускались посторонние люди.

В котельной пивоваренного завода произошел взрыв парового котла типа Е-1/9, в результате которого разрушено здание котельной.

При взрыве верхний и нижний барабаны с конвективным пучком труб были отброшены за пределы котельной, боковые экраны с коллекторами оторваны, у нижнего барабана вырвало крышку люка.

Паровой котел работал на твердом топливе.

Причиной взрыва явился глубокий упуск воды с последующей подпиткой котла. Металлографические исследования образцов металла, вырезанных из труб котла, показали, что в результате упуска воды температура стенок труб превышала 720°С, давление в котле после подпитки поднялось до 70 кгс/см2.

В процессе расследования были вскрыты грубейшие нарушения Правил эксплуатации котлов.

На заводе в соответствии со штатным расписанием имеется три инженерно-технических работника – директор, технолог и механик. Все они, а также кочегары и зольщики котлов обучены, аттестованы и получили удостоверения установленной формы. Периодическая проверка знаний персонала производилась своевременно и оформлялась соответствующими протоколами.

Требуемая Правилами котлонадзора оперативная документация (сменный журнал, журналы проверки знаний и проведения инструктажа, журнал по водоподготовке и др.) имелись и записи вносились в нее регулярно.

Однако, все это выполнялось формально.

Лицом, ответственным за безопасную эксплуатацию котлов, был назначен механик с четырехклассным образованием, имевший весьма смутное представление о работе котлов. Он не знал и не выполнял своих функциональных обязанностей, хотя ежедневно расписывался в сменном журнале.

Кочегарами не проводилась предусмотренная Правилами проверка оборудования, арматуры и средств автоматики, но в сменный журнал вносилась одна и та же стереотипная запись о выполнении этой работы. Такая запись была сделана и в день аварии. Авария произошла через час после приемки смены, а к этому времени в сменном журнале уже была сделана запись о работах, выполненных в течении всей смены и о сдаче в 8 часов утра следующего дня.

В котельной отсутствовала тепловая схема котельной установки и электрическая схема автоматики. Инструкция, составленная для котлов на жидком топливе, не была переработана применительно к местным условиям, несмотря на то, что котлы были переведены на твердое топливо.

Профилактическое обслуживание автоматики практически не осуществлялось. По заявлению работников котельной, в случае выхода из строя автоматики, для её наладки или ремонта приходилось вызывать специалиста из Москвы.

В котельной неоднократно имели место нарушения трудовой и производственной дисциплины. В день аварии кочегар и зольщик после сдачи смены не ушли, а остались играть в шашки, чем отвлекали внимание работающей смены. По заключению судебно-медицинской экспертизы все они были в нетрезвом состоянии. Тяжелым последствиям аварии способствовало то, что администрация завода не выполнила предписание котлонадзора об изъятии из эксплуатации дополнительно установленного центробежного насоса, подача которого в десять раз превышала проектную (16,0 м3/час), а в котлонадзор направила ложное уведомление о якобы выполнении указанного требования котлонадзора.

С 1968 г. котлостроительными заводами барабаны котлов Е-1/9 выпускались с крышками люка толщиной 8,0 мм, а с 1977 г. толщина крышки была увеличена до 10,0 мм. В целях предупреждения аварий паровых котлов типа Е-1/9 было принято решение снизить разрешенное при эксплуатации давление до 6,0 кгс/см2 у указанных котлов, имеющих толщину крышек люка 8,0 мм.

Толщина съёмной крышки барабана котла Е-1/9 должна составлять 10 мм при рабочем давлении 8 кгс/см2. При толщине крышки 8 мм давление должно быть снижено до 6 кгс/см2. Крышки меньшей толщины должны быть заменены на крышки толщиной 10 мм.

На ТЭЦ химического комбината была авария с тяжелыми последствиями (отрыв заглушки) трубопроводов четвертой категории (диаметр 400 мм, давление 8 кгс/см2, температура 169,6°С).

Отрыв заглушки трубопровода произошел вследствие гидравлического удара, возникшего при пуске трубопровода в работу без предварительной его продувки. Трубопровод после реконструкции не подвергался внеочередному техническому освидетельствованию, руководство и инженерно- технические работники комбината в нарушение инструкций и приказа по комбинату не сделали записей в журнале распоряжений о пуске трубопровода в работу и не проинструктировали дежурного слесаря о продувке паропровода перед пуском в работу.

Аналогичная авария с тяжелыми последствиями произошла на комбинате «Стройпластмасс», где вследствие гидравлического удара при пуске трубопровода IV категории произошел разрыв чугунного вентиля Ду-200 мм.

На котле ТГМ-96 ТЭЦ произошел разрыв трубопровода диаметром 133 мм байпаса питательной линии котла на прямом участке, расположенном за регулирующим клапаном, вызвавший тяжелые последствия. При осмотре трубопровода был обнаружен эрозионный износ внутренней поверхности трубы в зоне приварки патрубка корпуса клапана к трубопроводу. Труба подвергалась износу по всему периметру с максимальным утонением стенки до 1,2 мм при исходной толщине 10 мм. Обнаружен также эрозионный износ в аналогичной зоне у основания питательного клапана Ду250 мм. Трубопровод находился в эксплуатации 40 000 часов с параметрами среды Р=230 кгс/см2 и Т=230 °С. Проверка, проведенная котлонадзором на других электростанциях показала, что эрозионный износ участков трубопроводов, расположенных за регулирующей арматурой, имел место не только в байпасах, но и в основных питательных трубопроводах, а также на внутренней поверхности корпусов регулирующих клапанов.