Причины разрушения и повреждения водогрейных котлов. Действия оператора котельной в нештатных ситуациях

ОБ АВАРИЯХ НА ОБЪЕКТАХ КОТЛОНАДЗОРА

Целью настоящего раздела является ознакомление персонала обслуживающего объекта котлонадзора, инженерно-технических работников предприятий, а также инспекторский состав Госгортехнадзора с обстоятельствами и причинами аварий на объектах котлонадзора с тем, чтобы после изучения этих причин были приняты необходимые меры по предупреждению подобных аварий.

Здесь описаны некоторые аварии, которые произошли в течение многих лет при эксплуатации паровых котлов, сосудов, работающих под давлением, и трубопроводов пара и горячей воды.

Аварии происходят редко, но в отдельных случаях они сопровождаются травмированием людей, вызывают разрушение зданий и оборудования и наносят предприятиям значительный материальный ущерб.

АВАРИИ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

Основные причины аварий при эксплуатации паровых котлов: упуск воды, превышение давления, нарушение водного режима, дефекты изготовления и ремонта.

Аварии паровых котлов, вызванные упуском воды

Анализ причин этих аварий показывает, что они являются следствием неудовлетворительного надзора за эксплуатацией паровых котлов со стороны администрации предприятий, недостаточной квалификации рабочих, обслуживающих паровые котлы, и низкой трудовой дисциплины в котельных.

Большинство аварий, вызванных упуском воды, происходит из-за того, что кочегары оставляют работающие котлы без надзора (отлучки из котельной, сон во время дежурства) или в результате неправильных действий кочегаров при обслуживании котлов. Аварии из-за упуск а воды чаще происходят в вечерние и ночные часы дежурства, а также в выходные и праздничные дни, когда контроль администрации за работой кочегаров ослаблен или совершенно отсутствует. Ряд аварий произошел на предприятиях, где начальниками котельных назначали малоквалифицированных практиков, знания которых не были проверены экзаменационными комиссиями в соответствии с «Типовым положением о проверке знаний руководящих и инженерно-технических работников правил, норм и инструкций по технике безопасности».

В отдельных случаях последствия аварий усугублялись неправильными действиями кочегаров, производивших питание котла водой после обнаружения упуска воды, в нарушение требований Инструкции для персонала котельных, утвержденной Госгортехнадзором (ХСР, категорически запрещающей при упуске воды производить, подпитку котла.

Чтобы повысить требования к качеству обучения и аттестации машинистов (кочегаров) котлов и водосмотров правила котлонадзора по паровым котлам1 предусматривают аттестацию персонала только постоянно действующими квалификационными комиссиями, организуемыми при профессионально-технических училищах, институтах технического обучения, а также на крупных предприятиях, располагающих соответствующими условиями и специалистами с обязательным участием в комиссии инспектора котлонадзора.

Действенным средством борьбы с упуском воды явилось оснащение паровых котлов надежно действующими сигнализаторами предельных положений уровня воды и автоматическими регуляторами питания котла.

Перевод с твердого топлива на газообразное и жидкое дает возможность оснастить котльк более эффективными средствами автоматики безопасности. К таким средствам относятся автоматические устройства, прекращающие подачу топлива в топки котлов при снижении уровня воды в котле ниже допустимого.

В настоящее время, в соответствии с Правилами котлонадзора, паровые котлы производительностью 0,7 т/ч и выше оснащены автоматически действующими звуковыми сигнализаторами верхнего и нижнего предельных положений уровня воды, а котлы с камерным сжиганием топлива, кроме того, - автоматическим отключением подачи топлива при снижении уровня воды ниже допустимого. Котлы производительностью 2 т/ч и более снабжены автоматическими регуляторами питания.

При осуществлении Госгортехнадзором СССР мер, направлен* ных на обеспечение безопасных условий эксилуатации паровых котлов, особое внимание уделялось условиям работы вертикальных цилиндрических котлов, эксплуатация которых связана с повышенной опасностью. Практика работы подобных котлов показала, что относительно.небольшие деформации жаровой трубы (внутренней цилиндрической обечайки), возникающие вследствие перегрева металла при снижении уровня воды ниже допустимого или из-за отложений накипи, могут привести к взрыву котла. В то же время в водотрубных котлах типа ДКВР при аналогичных нарушениях режима работы происходит лишь разрыв кипятильных труб.

Наиболее уязвимым местом вертикальных цилиндрических котлов является плоское уторное кольцо, присоединяемое к корпусу и жаровой трубе котла угловыми швами, проверка качества которых связана с большими трудностями.

В жестком сварном соединении наружной и внутренней обечаек с плоским уторным кольцом при форсировках режима и резких колебаниях нагрузки возникают повышенные термические напряжения. Изготовление котлов с плоскими уторными кольцами было запрещено Госгортехнадзором СССР. Заводы начали выпускать котлы с штампованными уторными кольцами, соединяемыми с наружной и внутренней обечайками сварными стыковыми швами, которые легко доступны для проверки качества неразрушающими методами дефектоскопии.

При переводе вертикальных цилиндрических котлов на газообразное или жидкое топливо увеличивается опасность их эксплуатации. При работе на твердом топливе тепловые напряжения топочной камеры сравнительно невелики. Уторное кольцо, расположенное выше колосниковой решетки, находится в зоне низких температур. При работе на газообразном и жидком топливе сжигание происходит во внешних топках, сооружаемых под котлом. Условия работы существенно меняются. Температура в топке и тепловые нагрузки металла повышаются. Уторное кольцо оказывается в зоне с высокой температурой, что при обычной загрязненности шламом внутренней стороны нижней части котла и неудовлетворительной защите футеровкой со стороны топки создает угрозу перегрева стенки котла и аварии.

Для предупреждения возможных аварий Госгортехнадзор СССР разрешил работу вертикальных цилиндрических котлов с плоским уторным кольцом только на твердом топливе со сниженным давлением. Котлы со штампованным уторным кольцом допускаются к эксплуатации на жидком и газообразном топливе при соблюдении следующих условий:

Перевод котлов на жидкое и газообразное топливо осуществлять только по проекту, выполненному специализированной организацией:

В процессе эксплуатации производительность котла не должна превышать номинальную, указанную в паспорте;

Нижняя часть котла со стороны топки должна быть защищена футеровкой, исключающей возможность перегрева элементов котла выше допускаемой температуры.

Состояние футеровки должно быть проверено кочегарами при каждой сдаче и приемке смен и не реже одного раза в неделю лицом, ответственным за безопасную эксплуатацию котлов. Результаты проверки должны быть записаны в сменный журнал.

С 1января 1972 г. вертикальные цилиндрические котлы сняты* с производства. Котлостроительными заводами освоен выпуск менее опасных и более экономичных в эксплуатации водотрубных котлов производительностью до 1 т/ч (типа Е- 1/9),

Хозяйственными организациями проведена большая работа по замене вертикальных цилиндрических жаротрубных котлов современными водотрубными котлами, в результате чего число первых сократилось в несколько раз. Число находящихся в эксплуатации вертикальных цилиндрических котлов уменьшилось также благодаря переводу предприятий на централизованное теплоснабжение.

Благодаря мерам, принятым Госгортехнадзором СССР, число аварий из-за упуска воды резко сократилось.

Приводим характерные аварии паровых котлов, которые произошли вследствие унуска воды.

1. На одном из предприятий управления бытового обслуживания населения произошла авария парового котла ДКВР-6,5-13. В котельной этого предприятия установлено три паровых котла ДКВР (один паропроизводительностью 6,5 т/ч и два-4 т/ч), которые обслуживались двумя машинистами.

В день аварии по указанию администрации предприятия один из машинистов был отправлен на погрузочные работы, а через некоторое время второй машинист также покинул свое рабочее место, оставив котлы без надзора.

В результате этого на одном котле ДКВР-6,5-13 произошел глубокий упуск воды, при этом часть труб вырвало из трубных отверстий барабана. Выброшенными из топочной камеры горячей водой и паром был травмирован слесарь, ремонтировавший в это время на котле взрывной предохранительный клапан.

Котел ДКВР-6,5-13 оснащен сигнализатором предельных уровней воды, автоматическим устройством для прекращения подачи топлива при снижении уровня воды ниже допустимого и автоматическим регулятором питания. Однако в момент аварии средства сигнализации и автоматики защиты бездействовали, так как были отключены от электросети.- Устройство для отключения установлено на общей панели в месте, легко доступном для посторонних лиц. Комиссии по расследованию аварии не удалось установить, кто произвел отключение.

В котельной холодильника был допущен упуск воды на вертикальном цилиндрическом котле типа ММЗ, работающем на твердом топливе. В результате понижения уровня воды внутренняя цилиндрическая обечайка котла подвергалась значительной деформации и только благодаря счастливой случайности не произошло взрыва котла. В ночь, когда произошла авария, ответственный дежурный по холодильнику заходил в котельную и видел, что машинист котла спит, но никаких мер при этом не принял. И в этом случае имевшийся на котле сигнализатор был отключен. Машинисты неоднократно отключали сигнализатор, так как допускали отклонения уровня воды от нормального, а включающаяся при этом сирена «мешала» им работать.

Расследованием установлено, что в этой котельной допускались грубейшие нарушения Правил безопасности. Исполняющим обязанности начальника котельной был назначен сварщик, не имевший специального образования и опыта работы по эксплуатации котлов, причем работу начальника котельной он совмещал с работой сварщика. Машинисты котлов принимали и сдавали дежурства без проверки исправности питательных насосов, арматуры и приборов безопасности и без внесения соответствующих записей в сменный журнал.

Показательной является также авария с вертикальным цилиндрическим котлом на фабрике художественной галантереи. Машинист котла, находясь на дежурстве, в 19 часов ушел, оставив котельную без надзора, и возвратился в 23 часа в нетрезвом состоянии. По возвращении в котельную он начал форсировать работу котла, находившегося в горячем резерве, и при этом допустил глубокий упуск воды, в результате чего на внутренней цилиндрической обечайке образовалась выпучина размером 2000X600 мм со стрелой прогиба до 400 мм. Авария привела к прекращению производства на длительное время, фабрике нанесен значительный материальный ущерб.

Комиссией по расследованию аварии и здесь выявлены грубейшие нарушения Правил безопасности. Питательные насосы работали с перебоями, сигнализатор и автоматическое устройство для прекращения подачи топлива отключены, так как были в неисправном состоянии. Приказом по фабрике не было назначено лицо, ответственное за исправное состояние и безопасное действие котла. Машинист, допустивший аварию, был не обучен и не имел удостоверения на право обслуживания котла. Главный механик и другие инженерно-технические работники не проходили проверки знаний по правилам безопасности. Администрация фабрики без согласования с

профсоюзной организацией увеличила длительность дежурств машинистов до 24 ч.

Для предупреждения подобных аварий Госгортехнадзор СССР обязал руководителей предприятий обеспечить должную производственную дисциплину в котельных и строгое соблюдение Правил безопасности при эксплуатации и ремонте паровых котлов.

Особое внимание должно быть обращено на обеспечение своевременного и качественного проведения наладки, регулировки и ремонта устройств и приборов сигнализации и автоматики безопасности и осуществление мер, ограничивающих доступ к отключающим устройствам лиц, не имеющих отношения к их обслуживанию и ремонту. Следует строго наказывать лиц, преднамеренно отключающих приборы безопасности на котлах, находящихся в эксплуатации.

В производственную инструкцию необходимо внести дополнительные требования, регламентирующие порядок, сроки и способы периодической проверки исправности действия сигнализации и автоматики.

Госгортехнадзором СССР дано также указание госгортехнадзорам союзных республик и управлениям округов РСФСР вменить в обязанность инспекторов котлонадзора при проведении периодических обследований котельных обращать особое внимание на качество обучения и правильность аттестации машинистов (кочегаров) котлов, на техническое состояние средств сигнализации и автоматики безопасности котлов и организацию надзора за их эксплуатацией и ремонтом. Предложено также провести целевые обследования предприятий, на которых в 1974 и 1975 гг. были аварии при эксплуатации объектов котлонадзора, предусмотрев проверку выполнения этими предприятиями мер, исключающих возможность повторения аварий.

2. На локомобильной электростанции производственного объединения «Стеклотара» при эксплуатации локомобилей допускались грубейшие нарушения Правил безопасности. На станции не было производственной инструкции, прием и сдача дежурств производились без проверки технического состояния и исправности оборудования, питательных насосов, арматуры и приборов безопасности. На электростанцию беспрепятственно могли попасть посторонние лица.

Паровые котлы локомобилей оснащены звуковыми сигнализаторами предельных уровне воды. В процессе эксплуатации локомобилей были резкие колебания уровня воды в котлах, что приводило к частым включениям сигнализаторов. Машинисты локомобилей с ведома начальника станций отключили сигнализаторы.

Руководители производственного объединения, директор, и. о. главного инженера и главный энергетик не контролировали работу персонала станции. Пренебрежительное отношение администрации и машинистов локомобилей к соблюдению требований правил безопасности привело к серьезной аварии котла - упуску воды, вызвавшему взрыв котла.

При упуске воды в верхней части жаровой трубы образовалась выпучина длиной 1000 мм со стрелой прогиба 300-350 мм, а затем произошел разрыв трубы. Здание станции было разрушено, повреждено оборудование.

При расследовании выяснилось, что машинист локомобиля, допустивший упуск воды, более года не работал по специальности и был допущен к обслуживанию локомобиля без предварительной проверки его знаний.

3 В котельной мясокомбината из-за упуска воды произошел взрыв котла типа ММЗ. Установлено, что кочегар уснул, котел длительное время работал без подпитки водой. На котле по требованию местного органа госгортехнадзора было смонтировано автоматическое устройство по отключению подачи жидкого топлива в топку при снижении уровня воды ниже допустимого. Установленный на трубопроводе клапан-отсекатель соленоидного типа подачи мазута имел обводную линию (байпаса). Мазут поступал из бака, расположенного на небольшой высоте. Из-за отсутствия необходимого подогрева и недостаточного давления мазута, поступавшего самотеком к форсункам, пропуск топлива через клапан-отсекатель был затруднен и мазут поступал по обводной линии. При упуске воды автоматическое устройство сработало, однако горение не прекратилось, так как мазут продолжал поступать к форсунке котла через открытый пробковый кран на обводной линии.

Аналогичные аварии по тем же причинам произошли с котлом ДКВР-4-13 на винзаводе и котлом ММЗ на другом мясокомбинате.

На винзаводе при упуске воды из котла, несмотря на срабатывание клапана - отсекателя, топливо продолжало поступать в топку котла по обводной линии, в результате чего произошла авария котла.

На мясокомбинате необученный кочегар в ночное время оставил без наблюдения работающий котел, что привело к упуску воды и аварии, в результате которой котел полностью выведен из строя.

Как показало расследование, из-за отсутствия подогрева мазут имел большую вязкость. При этих условиях усилие, раззиваемое клапаном-отсекателем, оказалось недостаточным для прекращения подачи мазута в топку.

4. В феврале 1975 г. в котельной специализированного управления произошел взрыв вертикального цилиндрического котла типа ММЗ.

В результате взрыва разрушило здание котельной, наружная цилиндрическая обечайка котла с пучком труб отброшена на 58 м.

В котельной установлено два вертикальных цилиндрических котла (ММЗ и ВГД-28/8). Оба котла со штампованными упорными кольцами работали на жидком топливе. Котел ММЗ длительное время бездействовал, так как из-за неудовлетворительного технического состояния был запрещен к эксплуатации инспектором котлонадзора.

В день аварии в работающем котле ВГД-28/8 резко ухудшилась тяга, и топочные газы начали проникать в котельное помещение. В связи с этим главный механик управления, ответственный за безопасную эксплуатацию котлов, дал указание кочегару остановить котел ВГД-28/8 и временно пустить в работу запрещенный к эксплуатации котел ММЗ.

Котел был растоплен кочегаром без проверки исправности контрольно-измерительных приборов, арматуры и приборов безопасности. Такая проверка предусмотрена Инструкцией для персонала котельных и обязательна перед каждой растопкой котла. В данном случае проверка тем более была необходима, так как котел длительное время бездействовал. Через несколько часов после пуска в работу в котле повысилось давление, сработали предохранительные клапаны, по давление при этом мало изменилось и клапаны продолжали оставаться в открытом положении.

Кочегар не принял мер к снижению давления и попытался закрыть предохранительные клапаны с помощью дополнительного груза Эта попытка не удалась, и он ушел из котельной, чтобы позвонить

домой начальнику транспортного участка и выяснить как ему следует поступать дальше. Начальник участка, не будучи специалистом и не зная конкретной ситуации в котельной, тем не менее дал указание кочегару продолжать работу и по возможности продержаться до утра. По возвращении в котельную кочегар обнаружил упуск воды и вместо немедленного прекращения работы котла, включил питательный насос, а затем, по-видимому, почувствовав непосредственную угрозу аварии, поспешно покинул котельную.

В результате глубокого упуска воды внутренняя цилиндрическая обечайка по всей высоте деформировалась, а затем последовал разрыв металла в зоне приварки уторного кольца к обечайке.

Имевшееся у котла автоматическое устройство для отключения подачи топлива при снижении уровня воды ниже допустимого в момент аварии оказалось в неисправном состоянии.

5. В октябре 1975 г. на заводе профилированного стального настила произошла авария парового котла Д КВ Р-20 13. Котел изготовлен в 1973 г. и введен в эксплуатацию на газообразном топливе в июле 1975 г.

Из-за неисправности автоматического регулятора питания в процессе эксплуатации котла были кратковременные упуски воды и пе-репитки котла При очередной перепитке котла машинист решил снизить уровень воды продувкой котла через продувочный вентиль второй ступени испарения. Длительная продувка привела к нарушению циркуляции, перегреву и образованию свищей на двух трубах правого бокового экрана второй ступени испарения.

Строгое соблюдение водного режима с тщательным контролем за качеством питательной воды и безнакипным состоянием поверхностей нагрева является одним из основных условий обеспечения безопасности эксплуатации таких котлов. Это тем более необходимо для котлов, работающих на газообразном топливе, так как в этом случае при неравномерной работе горелок возможно резкое повышение локальных тепловых нагрузок радиационных поверхностей нагрева.

Между тем в данном случае допускались серьезные нарушения водного режима. Непосредственно перед аварией в течение нескольких дней, из-за отсутствия на складе поваренной соли, регенерация натрий-катионовых фильтров не производилась и котлы питали водой с общей жесткостью 5 мг-экв/кг при норме 0,015 мг-экв/кг.

Наличие отложений на внутренних поверхностях экранных труб ускорило развитие аварии.

6. В котельной завода дорожных машин произошла авария парового котла Шухова-Берлина типа А~5, изготовленного Бийским котельным заводом для работы на твердом топливе. В 1966 г. котел был переведен на природный газ. Питание котла осуществлялось автоматическим регулятором питания.

Из-за невнимательности и низкой квалификации кочегара во время работы котла произошел упуск воды. Желая скрыть допущенную ошибку, кочегар, вопреки требованиям производственной инструкции, включил питательный насос. В котле была нарушена плотность вальцовочных соединений двадцати кипятильных труб, у трубных решеток образовался прогиб до 26 мм.

Котел оснащен сигнализатором предельных уровней воды, автоматическим регулятором питания, автоматической отсечкой и сниженными указателями уровня. Все средства сигнализации и автоматической защиты были подключены к одному датчику. Выход из

строя датчика привел к одновременному отключению всех этих средств безопасности.

7. В котельной фабрики было установлено два котла типа ММЗ. Ответственным за безопасную эксплуатацию котлов приказом директора был назначен механик фабрики, не имевший специального образования и необходимого опыта работы с котлами. Он мало интересовался работой котлов и редко посещал котельную.

При эксплуатации котлов допускались грубые нарушения правил котлонадзора. Периодическая проверка знаний кочегаров не проводилась. К обслуживанию котлов допускались необученные рабочие. Неоднократно кочегары оставляли котлы без наблюдения.

Котел был введён в эксплуатацию за три дня до аварии после ремонта, при котором применялась сварка. Вопреки требованиям правил котлонадзора котел не был предъявлен инспектору котлонадзора для технического освидетельствования. Администрация фабрики не сочла нужным проверить качество выполненных работ.

В первые часы работы котла выяснилось, что ремонт выполнен неудовлетворительно. В сварном шве шуровочного кольца наблюдалась течь. Вентиль на питательной линии пропускал, а обратный клапан не «садился» на место, вследствие чего вода из котла уходила и кочегары вынуждены были усиленно питать котел водой даже при небольшом отборе газа. Из-за неисправности единственного питательного насоса (правилами требуется установка не менее двух питательных насосов) питание котла осуществлялось из водопровода, причем манометр на водопроводной линии отсутствовал и давление определялось кочегарами по напору струи воды из крана.

В день аварии кочегар закончил дежурство в 20 ч и, не дождавшись прихода кочегара другой смены, ушел домой, никого не предупредив. Отбор пара из котла в это время был минимальным, так как большинство потребителей было отключено. Спустя 30 мин явился на работу в нетрезвом состоянии кочегар следующей смены.

В 21 ч 45 мин в результате упуска воды и неправильных действий кочегара (обнаружив упуск воды, кочегар начал питать котел водой) произошел взрыв котла.

Котел был отброшен на 240 м от места установки.

8. В январе 1975 г. на одном из предприятий г. Орджоникидзе произошла авария котла ДКВР-10-13, работающего на газообразном топливе.

Котельная установка этого предприятия, состоящая из трех котлов ДКВР-10-13, обслуживалась двумя кочегарами. В день аварии работал один котел.

В 20 ч старший кочегар самовольно ушел из котельной, поручив обслуживание котла второму кочегару. В 3 ч ночи он вернулся и увидел, что все помещение котельной заполнено дымом! Питательные приборы бездействовали, в водоуказательных приборах воды не было, горелки включены и работают на полную мощность. Второй кочегар, будучи в нетрезвом состоянии, спал крепким сном. Старший кочегар сразу же отключил подачу газа и прекратил работу котла.

В результате упуска воды верхний барабан деформирован, экранные трубы сожжены, в нижнем барабане между трубными отверстиями образовались трещины. Нижняя часть труб расплавилась, при этом расплавленный металл через трубные отверстия стекал в нижний барабан. Внутри барабана обнаружен застывший расплавленный металл.

Так, вследствие преступно-пренебрежительного отношения кочегара к своим обязанностям и отсутствии должного контроля со стороны руководителей предприятия за техническим состоянием котла (автоматика безопасности работы котла была неисправна) и работой обслуживающего персонала был выведен из строя паровой котел.

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; нарушени­ями 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.

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.

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.

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.