Инспекция паровых котлов и теплообменного оборудования
Шрифт:
Водотрубные котлы установлены в коммерческих и институциональных зданиях, небольших производствах, крупных промышленных предприятиях. По сути, электроэнергетика является крупнейшим потребителем мощности водотрубных котлов в мире.
Более мелкие водотрубные котлы выпускаются в виде комплектных установок заводской сборки, в то время как крупные котлы строятся секциями и отгружаются для монтажа на месте установки. Крупнейшие полевые котлы могут обеспечивать пар, перегретый до 593 °C (1100 ° F) и при давлениях свыше 20 МПа (MPa).
Огнетрубные бойлеры подразделяются на три группы. Горизонтальные
Типовой водотрубный котел
Паровой барабан с трубчатыми отверстиями
Водотрубные котлы, работающие на жидком топливе и природном газе, по геометрии труб подразделяются на три класса. В конструкции (A – блочный водотрубный котел) предусмотрены два небольших нижних барабана и верхний барабан большего размера для отделения влаги от пара. В конструкции (D), являющейся самой распространенной, предусмотрены два барабана и камера сгорания большого объема. От ориентации труб котла (D) зависит конфигурация – левосторонняя или правосторонняя. В конструкции (O) конфигурация труб котла позволяет свести размер участков поверхности труб, воспринимающих лучистое тепло, к минимуму.
(A) блочный водотрубный котел
(D) водотрубный котел
(О) водотрубный котел
Глава-2 Износ котлов
Общий износ котлов
Инспектора по контролю состояния оборудования должны знать части котла наиболее подверженные износу. Другими словами, инспектор должен знать, что и где искать при проведении инспекции. Примеры износа, которые можно увидеть при осмотре котла:
Износ труб котла
Коррозия труб и барабанов в значительной степени зависит от воды, используемой для работы котла, и ее химического состава. Наиболее часто встречающиеся виды коррозии внутренних стенок котла включают щелочную, водородную, кислотную, кислородную коррозии, локализованную коррозию и коррозионное растрескивание под напряжением.
a) Осадок в трубах
Значимым фактором, определяющим степень коррозии внутренних стенок котла, является количество осадков продуктов коррозии. Осадок ограничивает передачу тепла и приводит к локальному перегреву труб, что, в свою очередь, может привести к концентрации загрязняющих веществ и веществ, вызывающих коррозию. В зависимости от типа загрязняющих веществ, присутствующих в технологической
b) Щелочная коррозия
Локальное истончение стенок внутренней поверхности труб приводит к повышенному напряжению и давлению на стенку трубы. Щелочная коррозия возникает при наличии избыточного осадка на внутренних поверхностях труб. Это приводит к ослаблению потока охладительной воды и уменьшению контакта с трубой, что, в свою очередь, приводит к локальному кипению под осадком и концентрации химреагентов котельной воды. Концентрация гидроксида натрия может подниматься до высокого уровня концентрации водорода (pH). При высоком уровне pH защитная оксидная пленка металла может раствориться, что приведет к интенсивной коррозии. Осадок обычно откладывается в местах прерывания потока и на участках значительной тепловой нагрузки.
c) Водородное повреждение
Потеря пластичности трубного материала или водородная хрупкость вследствие воздействия водорода могут привести к хрупкому разрушению. Водородное разрушение наиболее часто обуславливается избыточным осадком внутри трубы и низким уровнем pH технологической воды. Нарушение химического состава воды (что может произойти при утечках из конденсатора, особенно при использовании охлаждающего агента морской воды) приводит к формированию кислотных (с низким pH) загрязняющих веществ, которые могут быть сконцентрированы в осадке.
При коррозии под осадком высвобождается активный водород, который переходит к трубному металлу, вступает в реакцию с углеродом в стали (обезуглероживание) и вызывает межкристаллическое разделение.
d) Кислородная коррозия
Агрессивная локализованная коррозия и утонение трубной стенки вблизи впуска технологической воды экономайзера – обычное явление для рабочего котла. Погруженные в воду или недрерируемые поверхности наиболее подвержены коррозии в периоды простоя.
Кислородная коррозия возникает при избыточном содержании кислорода в котельной воде. Это может произойти во время работы котла в результате впуска воздуха в насосы или отказа оборудования обработки воды перед подачей в котел.
Питтинговая коррозия труб экономайзера обычно возникает вследствие отсутствия надлежащего контроля содержания кислорода в технологической воде котла.
Она также может возникнуть в периоды, когда котел не эксплуатируется, например, во время простоя или хранения при несоблюдении надлежащих процедур.
Недренируемые участки контура котла, такие как контуры нагревателя, провисающие горизонтальные трубы перегревателя и промежуточного перегревателя, подводящие линии особенно подвержены коррозии.
Общее окисление труб в нерабочие периоды иногда называют коррозией простоя. Влажные поверхности подвержены окислению, так как вода вступает в реакцию с металлом, вследствие чего образуется оксид железа.
При наличии коррозийного шлака конденсат с поверхностей труб или промывочная вода могут вступить в реакцию с элементами, содержащимися в шлаке, и образовать кислоты, что приведет к намного более агрессивному воздействию на металлические поверхности.
Кислородная коррозия