Определение причин отказов, повреждений судовых паровых котлов и теплообменных аппаратов
Сведения по характерным неисправностям и повреждениям паровых котлов, а также рекомендации по устранению неисправностей представлены в табл. 24.6.
Технологические методы восстановления работоспособности отдельных узлов и элементов паровых котлов и теплообменных аппаратов представлены в табл. 24.7.
Таблица 24.6.
| Характерные неисправности и повреждения котлов, их причины и способы устранения | ||
| Неисправность | Причина неисправности | Рекомендуемый способ устранения неисправности |
| 1.Изменение параметров пара (при неизменной нагрузке котла) | ||
| 1. Давление в котле падает | а) Лопнула испарительная или дымогарная труба в котле (давление падает быстро, одновременно уходит уровень воды из водоуказательного прибора, возможен хлопок в топке; выходит пар из топки, дымовой трубы) | Экстренно вывести котел из действия. После остывания котла лопнувшую трубу затушить или заменить |
| б) Свищ в трубе | Котел вывести из действия, поврежденную трубу заглушить или заменить | |
| в) Неисправен автоматический регулятор | Проверить действие автоматических регуляторов и устранить неисправность | |
| г) Закрыт импульсный клапан или засорился трубопровод к регулятору давления пара | Перейти на ручное управление горением и устранить неисправность | |
| 2. Давление в котле растет | а) Причина, указанная в пункте 1, перечисление в) и г) | См. пункт 1, перечисление в) и г) |
| б) Неисправен предохранительный клапан | Отрегулировать предохранительный клапан или вывести котел из действия для устранения неисправности | |
| 3. Температура перегретого пара снизилась | а) Нарушилась нормальная работа регулятора температуры перегретого пара | Устранить неисправность регулятора |
| б) Пароохладитель пропускает (свищ) | Отключить пароохладитель и продолжать эксплуатацию котла или вывести котел из действия и устранить повреждение | |
| в) Повысилась влажность насыщенного пара вследствие высокого уровня воды и (или) высокой концентрации солей в котле | Снизить уровень воды в котле, довести продувкой солесодержание котловой воды до нормы | |
| г)Повысилась влажность насыщенного пара вследствие неисправности паросепарирующего устройства | Вывести котел из действия, вскрыть пароводяной коллектор и устранить неисправность | |
| д)Поверхность нагрева пароперегревателя занесена сажей | Произвести обдувку пароперегревателя;по прекращении действия котла осмотреть пароперегреватель и произвести его чистку | |
| 4. Температура перегретого пара повысилась | а) Причина, указанная в пункте 3, перечисление а) | См. пункт 3, перечисление а) |
| б) Большой избыток воздуха в топке | Уменьшить давление воздуха. Проверить плотность обшивки. Неплотности устранять немедленно или, если это невозможно, с приходом в порт | |
| в) Поверхность нагрева конвективного пучка занесена сажей | Произвести сажеобдув. При очередном выходе котла из действия произвести наружную чистку поверхностей нагрева котла | |
| г) Распыливанне топлива неудовлетворительное, приводящее к догоранию топлива в газоходах | Выяснить причины и принять меры, указанные в разделе 4, пункт 4 | |
| д)Температура питательной воды понизилась | Повысить температуру питательной воды до спецификационной | |
| 2. Изменение уровня воды | ||
| 1. Уровень воды в водоуказательном приборе повышается или понижается | а) Водоуказательный прибор показывает неправильный уровень | Продуть водоуказательный прибор |
| б) Нарушена нормальная работа регулятора питания | Перейти на ручное управление, устранить неисправность | |
| в)Нарушена нормальная работа питательного насоса | Усилить наблюдение за уровнем. Пустить второй насос, отрегулировать или остановить неисправный, немедленно устранить неисправность. | |
| 2. Уровень воды в водоуказательном приборе не виден | а) Вода из котла упущена (при продувании прибора вода не появляется) | Прекратить горение закрытием быстрозапорного клапана топлива Прекратить питание Остановить топливный насос и прекратить подачу топлива. Закрыть главный стопорный клапан. Открыть вручную предохранительные клапаны, клапаны продувания пароперегревателя и спустить пар. Сообщить об упуске воды ст. механику. Закрыть заслонки воздухоподающих устройств и предохранить резкое охлаждение котла |
| б) Котел перепитан (при продувании уровень появляется, но быстро уходит вверх за пределы водоуказательного прибора) | Уменьшить горение, прикрыть стопорные клапаны, уменьшить питание котла (полностью питательный клапан не закрывать); выяснить и устранить причину перепитывания котла | |
| 3. Уровень воды в водоуказательном приборе резко колеблется | а) Засорены каналы в водоуказательном приборе или неправильно установлены прокладки | Продуть прибор, если это результатов не дало, заменить прибор запасным |
| б) Засорены каналы к водоуказательному прибору | Снять прибор, очистить каналы до секущих клапанов. В случае необходимости вывести котел из действия | |
| в)Вскипание и вспенивание воды в пароводяном барабане вследствие повышения солености | Усилить верхнее продувание | |
| Примечание. При значительном перепитывании котла наличие воды в водоуказательном приборе трудно определить даже продувая его. Возникает сомнение в наличии воды в приборе. В этом случае нужно перекрыть секущие клапаны к прибору от парового и водяного пространства котла и открыть клапан продувания прибора. При наличии воды в приборе уровень медленно опустится под влиянием давления и собственного веса и будет хорошо виден. | ||
| 3. Изменение параметров воды за экономайзером | ||
| 1. Температура воды за экономайзером повысилась | а) Поверхности нагрева котла занесены сажей | См. раздел 1, пункт 4, перечисление в) |
| б) Температура питательной воды повысилась | Довести температуру питательной воды до требуемой | |
| в)Распыливание топлива неудовлетворительное, приводящее к догоранию топлива в газоходе | Выяснить причины и принять меры, указанные в разделе 4, пункт 4 | |
| 2. Температура воды за экономайзером понизилась | а) Занесены сажей наружные поверхности нагрева экономайзера либо имеются отложения накипи на внутренних поверхностях труб | Произвести сажеобдув. По прекращении действия котла произвести при необходимости внутреннюю промывку или химическую очистку поверхности нагрева экономайзера |
| б) Температура питательной воды понизилась | Довести температуру питательной воды до требуемой | |
| 3. Давление воды перед экономайзером повысилось | а) Разобщительный невозвратно-запорный клапан между экономайзером и котлом полностью не открыт | Проверить открытие клапана |
| б) Неисправен или неправильно настроен регулятор питательного турбонасоса | Наладить работу регулятора питательного насоса | |
| в) Загрязнена шлаком или посторонними предметами питательная труба в пароводяном коллекторе | По прекращении действия котла осмотреть и очистить трубу | |
| г)Отложения шлака или накипи в трубах | По прекращении действия котла произвести промывку труб экономайзера | |
| 4. Изменение параметров газовоздушной среды и неполадки при горении | ||
| 1. Температура воздуха за воздухоподогревателем повысилась | Причина, указанная в таблице 1, пункт 4, перечисление в) | См. раздел 1, пункт 4, перечисление в) |
| 2. Температура воздуха за воздухоподогревателем понизилась | Поверхности нагрева воздухоподогревателя занесены сажей | Произвести сажеобдувку воздухоподогревателя |
| 3. Давление воздуха за воздухоподогревателем понизилось | Неплотности труб воздухоподогревателя и воздухонаправляющих устройств | Увеличить подачу воздуха. При ближайшем ремонте устранить неплотности |
| 4. Распыливание топлива неудовлетворительное(признаки см. раздел 1, пункт 4; раздел 3, пункт 1; раздел 4, пункты 5, 7, 8, 11 и 12) | а) Температура подогрева топлива низкая | Повысить температуру топлива |
| б) Давление топлива низкое | Поднять давление топлива до нормального | |
| в) Топливные каналы форсунки засорились | Продуть паром или разобрать форсунку и прочистить | |
| г) Паровые каналы засорились или в паропроводе перед форсунками скопился конденсат (для паромеханических форсунок) | Продуть паропровод перед форсунками и паровые каналы, повысив давление пара, или сменить форсунку | |
| д) Изношены распылители форсунок, головки закоксованы | Проверить соответствие распылителей чертежам, сменить изношенные детали | |
| е)Плохое перемешивание топлива с воздухом вследствие неправильной установки или деформации воздухонаправляющих устройств | Проверить установку воздухонаправляющих устройств, устранить дефекты или заменить дефектные детали | |
| ж) Форсунки или диффузор неправильно установлены вдоль оси фурмы | Передвинуть форсунку или диффузор (отцентровать форсунку) | |
| з) Имеются пропуски и подтекания топлива из-за неправильной сборки форсунок | Сменить форсунку. Проверить состояние и подгонку поверхностей деталей распылителей | |
| 5. Черный дым на выходе из трубы | а) Недостаток воздуха | Проверить положение диффузоров и заслонок воздухонаправляющих устройств. Поднять давление воздуха. Устранить возможные неплотности в воздушных каналах. |
| б) Распыливанне топлива неудометворительное | Выяснить причины и принять меры, указанные в пункте 4 | |
| в)Прекратилась подача воздуха (неисправен или остановился вентилятор) | Снизить нагрузку котла. При необходимости прекратить подачу топлива. Принять меры для устранения неисправностей вентилятора | |
| 6. Белый дым на выходе из трубы | а) В топливо попадает вода | Обеспечить подачу требуемого топлива |
| б) Причина, указанная в разделе 1, пункт 1, перечисление а) и б), пункт 4, перечисление б) | См. раздел 1, пункт 1, перечисление а) и б), пункт 4, перечисление б) | |
| в)Перегрев топлива | Довести температуру топлива до нормы | |
| 7. Выбрасывание искр из трубы | а) Чрезмерная форсировка котла | Снизить нагрузку |
| б) Скопление сажи в газоходе | Произвести чистку газохода | |
| в)Возгорание сажи в котле или газоходе | Следовать инструкции для данного типа котлов | |
| 8. Черные полосы в факеле, дым в топке, удары пламени о кладку и стенки топки | Причины, указанные в пунктах 4 и 5, перечисление а) | См. пункт 4 и пункт 5, перечисление а) |
| 9. Пульсация и хлопки факела, вибрация фронта котла | а) Повышенное количество воды в топливе | Обеспечить подачу требуемого топлива |
| б)Причины, указанные в пункте 4, перечисление ж) и в) пункта 5, перечисление а) | См.пункт 4 перечисление ж) и пункт 5, перечисление а) | |
| в) Колебания давления топлива | Проверить работу регулятора давления топлива. Устранить неисправности топливного насоса | |
| 10. Шипение и затухание факела | а) Попадание воды в топливо | Обеспечить подачу требуемого топлива |
| б) Повышенное содержание механических примесей в топливе | Проверить исправность и чистоту топливных фильтров и форсунок. Перейти на прием топлива из другой цистерны | |
| 11.Закоксовывание фурм | а) Причины, указанные в пункте 4, перечисление е) и ж) | См.пункт 4 перечисление е) и ж) |
| б) Нарушена геометрия фурмы | Восстановить геометрию фурмы в соответствии чертежу | |
| 12.Образование кокса на стенках топки и испарительных трубах (особенно при сжигании парафинистых мазутов) | Причины, указанные в пункте 4 | См.пункт 4 |
| 13.Общее потемнение пламени и выбрасывание его из топки | а) Причина, указанная в пушке 5, перечисление а) | См. пункт 5, перечисление а) |
| б) Занос газового тракта | Принять меры, указанные в разделе 1, пункт 4 перечисление в) | |
| 14. Появление в топке рваного пламени с искрами | а) Причина, указанная в пункте 10, перечисление б) | См. пункт 10, перечисление б) |
| б) Чрезмерный подогрев топлива перед форсунками | Довести температуру подогрева топлива до нормы | |
| 15. Отрыв или погасание факела при работе на малых нагрузках | а) Значительный перегрев топлива | Снизить температуру подогрева топлива |
| б) Повышенное или пониженное давление пара (для паромеханических форсунок) | Отрегулировать давление пара | |
| 5. Неисправность предохранительных клапанов | ||
| 1. Предохранительный клапан пропускает | а) Под клапан попала грязь, накипь | Вывести котел из действия, отключить его и осушить. Очистить клапан |
| б) Опорные поверхности имеют забоины или разъедены | То же. Тщательно протереть и проточить клапанное гнездо вместе с тарелкой клапана и последующей притиркой | |
| в) Имеются неплотности между гнездом и корпусом клапана | То же. Устранить неплотности между гнездом и корпусом клапана. | |
| 2. Давление закрытие клапана после подрыва ниже требуемого | а) Шток клапана в направляющей заедает | Устранить несоосность направляющей и штока клапана |
| б) Качество пружины клапана неудовлетворительное | Проверить жесткость пружины, при необходимости заменить ее | |
| 6. Разные неисправности | ||
| 1. Перегрев обшивки котла | а) Догорание топлива в газоходах | Выяснить причину и принять меры, указанные в разделе 4, пункт 4 |
| б) Кирпичная кладка разрушилась, кладка прогорела | При значительном разрушении кладки вывести котел из действия. Устранить дефекты в кирпичной кладке и изоляции | |
| 2. Мощный звуковой удар с выбросом топочных газов из топки | Взрыв газов в топке | Прекратить подачу топлива. Погасить пламя. Провентилировать топку в течение 10 минут; произвести осмотр котла и газоходов. При отсутствии повреждений снова зажечь форсунку |
| 3. Пожар в воздухоподогревателе, экономайзере, конвективном пучке, обнаруживаемый по резкому повышению температуры обшивки, воздуха или уходящих газов | а) Интенсивное отложение сажи при малых нагрузках и возгорание ее при последующем переходе на нормальную нагрузку при несвоевременном проведении сажеобдувки | Следовать инструкции для данного типа котельных установок |
| б) Пропуски воздуха в газовую сторону из-за проседания или ослабления труб в трубных досках воздухоподогревателей, наличия трещин в трубных досках (на перемычках), повреждения самих труб | То же. При первой возможности устранить пропуски воздуха в газовую сторону воздухоподогревателя. | |
| 7. Характерные повреждения котлов и меры их предупреждения | ||
| 1. Деформация жаровых труб, огневых камер, барабанов, коллекторов | а) Местный перегрев стенок из-за значительного слоя накипи | Соблюдать установленный водный режим котла; при появлении накипи тщательно производить очистку поверхностей нагрева |
| б) Попадание нефтепродуктов на поверхности нагрева с пароводяной стороны | Соблюдать инструкцию по эксплуатации конденсатно-питательной системы. При попадании нефтепродуктов в котел вывести его из действия и произвести выщелачивание | |
| в)Недопустимое снижение уровня воды в котле (упуск воды) | Тщательно наблюдать за уровнем воды и техническим состоянием водоуказательных приборов | |
| г)Наличие посторонних предметов в котле | Вскрыть лазы, проверить чистоту труб. Тщательно осматривать котел перед закрытием горловин и лазов | |
| д)Не отцентрована форсунка - факел направлен в сторону | Не допускать работу котла с неотцентрованной форсункой | |
| 2. Выпучины, деформация, разрывы и пережеги испарительных труб вследствие их перегрева | а) Причины, указанные в пункте 1 | См. пункт 1 |
| б) Частичная или полная закупорка труб | См. пункт 1, перечисление а) и г) | |
| в) Значительные тепловые перекосы по газовой стороне | Тщательно регулировать процесс горения, производить своевременную очистку газоотходов | |
| г) Утонение труб в результате износа и обгорания | Производить своевременно контроль износа и замену труб | |
| д) Нарушение («опрокидывание») циркуляции в водотрубных котлах | Соблюдать требования инструкции в части выполнения нижнего продувания, в особенности экранных коллекторов | |
| е) Отсутствие расхода пара через пароперегреватель при работающем котле | Соблюдать инструкции по эксплуатации в части продувания пароперегревателя | |
| 3. Пропуски воды или пара у концов котельных труб, в заклепочных швах и связях (обнаруживаются по солевым потекам в местах пропусков) | а) Ослабление вальцовочных соединений и заклепочных швов под действием резких смен температур | Выдерживать нормы времени по вводу и выводу котла из действия согласно инструкции по эксплуатации |
| б) Появление свищей и коррозионных разъеданий из-за скопления сажи у концов (корней) труб | Следить за правильной работой сажеобдувочных устройств; при выводе котла из действия очищать котел от сажи и других отложений полностью | |
| в) Нарушение технологии вальцовки труб | Соблюдать технологию вальцовки, не допуская подрезания труб | |
| а) Скопление грязи и шлама в водяном пространстве; подшламовая коррозия | Соблюдать режимы продувок котла и водный режим; своевременно удалять из котла окислы железа и меди, проводить химическую очистку | |
| б) Действие на металл кислот; солей, растворенного кислорода, углекислого газа | Соблюдать нормы водного режима. После проведения химических очисток при постановке котла на хранение производить его тщательную промывку | |
| 4. Разъедания барабанов и испарительных труб изнутри, жаровых и дымогарных труб снаружи | в) Попадание влаги на пароводяные поверхности при длительном «сухом» хранении | Соблюдать правила хранения котлов |
| г) Хранение котла частично заполненного водой | Следовать инструкции для данного типа котлов | |
| 5. Коррозия труб снаружи | а) Попадание влаги на трубы, занесенные сажей | При хранении котла предохранять трубы от попадания влаги |
| б) Отсутствие сушки котла от влаги после мойки или недостаточная сушка | Производить промывку котла от сажи непосредственно перед вводом его в действие, либо сушить, зажигая форсунку | |
| 6. Трещины в обмуровке, повреждения кирпичной кладки | а) Недопустимо быстрый подъем пара в котле или резкое охлаждение при остывании | Соблюдать инструкцию по времени подъема пара и выводу котла из действия |
| б) Пропитывание обмуровки водой при мойке котла | Не допускать интенсивного попадания воды на обмуровку | |
| в) Большая длина факела | Отрегулировать длину факела | |
В табл. 24.1 приведены сведения об эффективности применения тех или, иных методов для идентификации условий разрушения деталей. Методы обозначены: В - визуальный, М - металлографический, Р - рентгеноструктурный, Т - испытания на твердость, Э - экспериментальное воспроизведение условий разрушения; индекс «д» означает достаточность данного метода для полного определения этих условий. Во всех остальных указанных случаях приведенные методы могут быть успешно применены, но не дают полной уверенности в результатах исследований. Условно обозначены методы обнаружения дефектов: В- визуальные методы, И- специальные измерения, К-- капиллярные методы, Г - гидравлические испытания.
Литература
Судовой механик: Справочник. Том 3 - Фока А.А. (2016)
