Испытания котельных установок

10-1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ

Испытания котельных установок в эксплуатационных усло­виях могут иметь различные задачи и выполняться самостоя­тельно или как часть комплекса исследовательских работ. Не­зависимо от поставленных задач при испытаниях стремятся по­лучить основные параметры, характеризующие надежность и экономичность работы котельной установки.

В результате испытаний удается проверить правильность принятых решений, разработать мероприятия, улучшающие надежность и экономичность работы данного агрегата, выявить и устранить дефекты в конструкции отдельных узлов, выбрать оптимальные режимы эксплуатации. Испытания могут предше­ствовать исследованиям или быть заключительным этапом ис­следовательских, проектно-конструкторских и монтажных работ по созданию промышленных агрегатов.

В соответствии с ГОСТ 16504—74 «Испытания и контроль качества продукции» испытания по назначению делятся на исследовательские, контрольные, сравнительные и определитель­ные. В зависимости от этапов разработки конструкции котлоагрегатов и вспомогательного оборудования испытания бы­вают: доводочные, предварительные и приемочные. Примени­тельно к котельным установкам в эксплуатационных условиях наиболее часто проводятся приемочные, режимно-наладочные и контрольно-балансовые испытания.

Приемочные испытания чаще всего проводятся на головных образцах котлоагрегатов для проверки показателей, гарантиро­ванных поставщиком оборудования. Режимно-наладочные и контрольно-балансовые испытания проводятся на оборудова­нии, принятом в эксплуатацию. Основной целью режимно наладочных испытаний является выбор оптимальных режимов ра­боты оборудования, а контрольно-балансовых — проверка дей­ствующих режимных карт и качества работы обслуживающего

персонала.

Испытания паровых котлов производятся в соответствии с ОСТ 108.034—81 «Котлы паровые стационарные. Методы ис­пытаний».

Приемочные, режимно-наладочные и контрольно-балансо­вые испытания различаются между собой в основном числом опытов и точностью измерения отдельных величин. Этапы ра­боты при этих испытаниях одинаковы.

Основными этапами работы по испытанию котельных уста­новок в промышленных условиях являются:

а) ознакомление с работой установки и ее проектными дан­ными;

б) составление программы и методики испытаний;

в) подготовительные работы (выдача задания предприятию,
комплектование и транспортировка КИП, подготовка агрегата
к испытаниям, обучение наблюдателей и подготовка журналов
наблюдений);

г) прикидочные опыты с целью обучения наблюдателей,
проверки КИП и ознакомления с работой агрегата;

_лд) предварительные опыты с целью тарировки сечений, оп­ределения присосов воздуха, тарировки мазутных форсунок, измерения скоростей потоков воздуха, выявления диапазона устойчивой работы газовых горелок, качества работы механиз­мов топки при сжигании твердого топлива и т. д.;

е) наладочные опыты с целью выбора оптимального коэф­фициента избытка воздуха, положения факела в топочной ка­мере в зависимости от распределения потоков первичного и
вторичного воздуха, числа и сочетания работающих горелок
для различных нагрузок агрегата, распределения воздуха по
отдельным зонам цепной решетки;

ж) основные программные опыты;

з) демонтаж, упаковка и транспортировка приборов;

и) обработка результатов измерений и составление сводных таблиц и графиков;

к) составление технического отчета о проведенных испыта­ниях с разработкой режимной карты и мероприятий, направ­ленных на улучшение работы и повышение экономичности аг­регата.

Испытания котельных агрегатов выполняются специализи­рованными организациями в соответствии с хозяйственными договорами, заключаемыми с предприятиями. Испытания мо­гут также выполняться силами предприятия при наличии подго­товленного инженерно-технического персонала и необходимого парка контрольно-измерительных приборов.

На каждую работу по испытанию котельного агрегата со­ставляется программа, которая согласовывается с предприя­тием. Перед составлением программы и методики испытаний необходимо тщательно ознакомиться с работой установки, ис­пытания которой намечено провести. При этом следует под­робно изучить проектно-расчетные материалы и установить со­ответствие проектных решений действительным, проанализиро­вать режимы работы агрегата по журналам эксплуатационных наблюдений, оценить его экономичность по данным отчетности и показаниям эксплуатационных контрольно-измерительных при­боров. Следует также ознакомиться с записями в вахтенном журнале об имевших место неполадках и авариях в работе агрегата, проверить регулировочные возможности тягодутьевых устройств.

При составлении программы приемочных, режимно наладочных и контрольно-балансовых испытаний основное внима­ние должно быть обращено на выявление экономических пока-

зателей работы агрегата. В случае необходимости следует предусматривать опыты, позволяющие изучить не только эконо­мичность работы агрегата, но и отдельные физические про­цессы. Возможно включение в программу испытаний также и специальных опытов для подробного изучения работы отдель­ных элементов агрегата, топочного устройства, тепловоспринимающих поверхностей нагрева, тягодутьевых устройств и т. д.

Ниже приводятся примерные программы испытаний, кото­рые наиболее часто приходится выполнять в эксплуатационных условиях.

При режимно-наладочных испытаниях выполняются следую­щие опыты.

1. Предварительные (15 — 20 опытов):

а) тарировка мазутных форсунок по производительности и
качеству распыливания на стенде, снятие расходных характе­ристик (зависимость расхода газа от его давления) и выявле­ние диапазона устойчивой работы газовых горелок, проверка
распределения пыли и воздуха по горелкам, снятие предвари­тельных характеристик котлоагрегатов с цепными решет­ками;

б) тарировка сечений газоходов, пылевоздухопроводов и
воздухопроводов для определения поправочных тарировочных
коэффициентов при измерении температур и скоростей, для от­
бора проб пыли и уноса, для анализа продуктов сгорания;

в) измерение скоростей потока воздуха в горелках и воз­духопроводах;

г) выявление и устранение присосов воздуха по тракту продуктов сгорания и по пылеприготовительной установке,
а также утечек воздуха по воздушному тракту;

д) выявление регулировочных возможностей тягодутьевых
устройств и сопротивлений газового и воздушного трактов.

2. Наладочные опыты:

а) определение оптимального положения факела в топочной
камере при различном соотношении количества подаваемого
в горелки первичного и вторичного воздуха (наивыгодной тол­
щины слоя топлива на полотне решетки прямого хода и опти­
мального распределения воздуха по зонам для решеток пря­
мого и обратного хода) при номинальной нагрузке котла (4 —
6 опытов);

б) выбор оптимального коэффициента избытка воздуха (при
постоянной тонкости пыли, работе всех горелок, мельниц, постоянной толщине слоя топлива на полотне решеток прямого
хода и т. п.) на трех-четырех нагрузках котлоагрегата (12 —
16 опытов);

в) определение оптимальной тонкости пыли (скорости пыли
в шахте) при двух-трех нагрузках в пределах регулировочного
диапазона котлоагрегата (6 — 8 опытов);

г) определение числа и сочетания работающих горелок для
поддержания минимальной нагрузки котла (2 — 4 опыта).

3. Основные опыты:

а) выявление экономичности работы котла с определением
потерь теплоты при максимальной возможной, номинальной, 75
и 50 % номинальной и минимальной возможной нагрузке котла
(5 опытов);

б) определение экономичности работы котла при минималь­ной нагрузке котла и выбранном в наладочных опытах сочета­нии включенных горелок или режима работы цепной решетки при слоевом сжигании (1 —2 опыта).

При выполнении контрольно-балансовых испытаний прово­дятся следующие опыты.

1. Предварительные (4 — 6 опытов):

а) проверка тонкости пыли, производительности и качества
распыливания мазутных форсунок, расходных характеристик и
диапазона устойчивости работы горелок, сравнение с данными
предыдущих испытаний;

б) проверка сопротивления элементов газового и воздуш­ного тракта и сравнение с данными предыдущих испытаний;

в) контрольная проверка присосов воздуха по газовому
тракту и утечек воздуха по воздушному тракту.

2. Основные опыты: выполняются, как балансовые, с опре­делением потерь теплоты при номинальной и двух промежуточ­ных нагрузках. Коэффициент избытка воздуха в этих опытах
поддерживается в соответствии с режимной картой, полученной
из режимно-наладочных испытаний (3 опыта).

В методику испытаний входит разработка схемы расста­новки приборов и выбор точности измерений. Измерение пара­метров, характеризующих экономичность работы оборудования, следует производить по специально устанавливаемым прибо­рам. По эксплуатационным щитовым приборам допустимо из­мерять только вспомогательные величины, которые не исполь­зуются при составлении теплового баланса агрегата.

Когда разработана программа и методика испытаний, при­ступают к подготовительным работам. К ним относятся: озна­комление с технической документацией, осмотр котлоагрегата и его вспомогательного оборудования, составление и передача предприятию задания на подготовительные работы, комплекто­вание приборов и наладочной бригады, технический надзор за выполнением подготовительных работ.

Задание предприятию на подготовительные работы состоит из чертежей, по которым изготовляются и устанавливаются ди­афрагмы для измерения расходов, гильзы для термометров, газозаборные трубки, штуцера для измерения давления, щитки и столы для установки средств измерения и другие необходи­мые приспособления.

Подготовка агрегата к испытаниям заключается в ликвида­ции эксплуатационных недостатков в его работе (уплотнение газового тракта, внутренняя и наружная очистка поверхности нагрева, проверка регулирующих шиберов и арматуры, ликви-

дация дефектов, выявленных при осмотре горелок, мельниц, цепной решетки, гарнитуры, обмуровки и т. д.).

Руководитель испытания в период подготовки агрегата дол­жен внимательно ознакомиться с режимом его работы и регу­лированием процесса горения эксплуатационным персоналом; произвести наружный осмотр котлоагрегата; опробовать все имеющиеся регулировочные шиберы; ознакомиться с показа­ниями эксплуатационных приборов и проанализировать по ним режим работы агрегата.

При комплектации необходимо обращать внимание на ис­правность средств измерения, точность их показаний. Средства для измерения определяющих величин следует комплектовать с запасом. Так, для анализа продуктов сгорания берут на один-два прибора больше, чем запланировано точек измерений. При упаковке, транспортировке и распаковке средств измерений следует соблюдать осторожность, чтобы не вывести их из строя. После распаковки средства измерения проверяют внеш­ним осмотром и заправляют их соответствующим реактивом. До начала установки средств измерения следует заготовить не­обходимые материалы, резиновые трубки, латунные и медные тройники, ртуть, спирт и др.

Очень важно при подготовке агрегата к испытаниям обучить наблюдателей. Их следует ознакомить с особенностями конст­рукции применяемых средств измерения, их назначением, пра­вилами отсчета показаний и записи их в журнал наблюдений. Наиболее ответственные и сложные измерения (газовый ана­лиз, измерение температур в балансовых точках, расходов топ­лива, пара и воды) должен выполнять персонал наладочной

бригады.

Каждому наблюдателю в зависимости от его подготовки и удобства расположения средств измерения можно поручить вести запись показаний в 4 — 8 точках, если интервал между записями составляет не менее 1.0 мин. Показания дифманометров расхода питательной воды, пара, газа обычно записывают через 1 — 2 мин, поэтому один наблюдатель может вести запись не более чем по двум приборам. Одного наблюдателя, умею­щего работать на всех средствах измерения, необходимо остав­лять в резерве для подмены.

Показания всех средств измерения должны записываться одновременно; для этого следует предусмотреть звуковой или световой сигнал. Все записи показаний средств измерений сле­дует начинать за 40 — 60 мин до начала опыта. Время начала опыта устанавливает руководитель испытания, исходя из ре­жима работы агрегата, после просмотра записей наблюдателей.

Расстановка средств измерения производится с таким рас­четом, чтобы один наблюдатель имел возможность обслужи­вать несколько средств измерения без лишней затраты вре­мени. Для этого средства измерения должны быть сгруппиро­ваны в определенных местах, удобных для обслуживания и

наблюдений, причем в одном месте комплектуют средства изме­рения для однотипных измерений, например, расходов, разре­жений (давлений), температур и т. д. Особого внимания тре­бует анализ продуктов сгорания. Средства измерения следует по возможности устанавливать в хорошо освещенных местах или оборудовать их временным низковольтным освещением.

При 'выполнении подготовительных работ необходимо пре­дусмотреть прокладку линий охлаждающей воды для пользо­вания отсосными пирометрами или охлаждаемыми газозабор­ными трубками, подачу пара к эжекторам для отсоса продук­тов сгорания. При прокладке резиновых трубок от точек отбора до приборов рекомендуется располагать их на достаточ­ном расстоянии от обмуровки, воздухопроводов горячего воз­духа и других поверхностей с высокой температурой. Для этого штуцера в местах отбора должны иметь длину не менее 300 мм. При прокладке резиновых шлангов необходимо также преду­сматривать меры для предохранения их от перегиба на поворо­тах. Для этого на шланг надеваются пружинки из железной проволоки или шланг пропускается через металлические трубы.

Предварительные опыты проводятся для тарировки сечений, проверки работы средств измерения, обучения наблюдателей, ознакомления с режимом работы котлоагрегата, определения присосов холодного воздуха, выявления регулировочных воз­можностей топочного и тягодутьевых устройств. Тарировка се­чений производится в месте установки термопреобразователей для измерения температур, пневмометрических трубок для из­мерения скоростей и трубок для отбора продуктов сгорания.

Основные программные опыты являются ответственным эта­пом экспериментальной части испытаний. Руководитель испы­тания, разбив опыт на несколько периодов, должен во время опыта оценить путем прикидочных расчетов порядок величин, характеризующих экономичность работы оборудования. В конце испытаний руководитель собирает журналы наблюде­ний, подписанные наблюдателями, просматривает их и разби­рает с наблюдателями все неясные вопросы.

После каждого основного опыта желательно сразу же про­вести его обработку, однако при этом не рекомендуется пре­рывать намеченные последующие опыты, если это не вызыва­ется необходимостью остановки оборудования, замены средств измерения, устранения каких-либо дефектов и т. д.

Обработка результатов измерений и составление сводных таблиц проводится инженерно-техническими работниками бригады под непосредственным наблюдением и при участии руководителя испытаний в соответствии с разработанной мето­дикой.

Технический отчет о выполненных испытаниях является важным источником информации, поэтому материалы, поме­щенные в нем, должны быть тщательно отобраны, проанализи-

рованы и обобщены. Отчет, как правило, составляет руководи­тель испытания. В отчете приводится анализ результатов ис­пытаний, дается критическая оценка полученных показателей, намечаются конкретные мероприятия, направленные на повы­шение надежности и экономичности работы оборудования. Вы­воды и предложения по проделанной работе излагаются сжато и конкретно. Отчет иллюстрируется чертежами испытанной установки, графиками зависимостей, схемами и другими мате­риалами, необходимыми для пояснения текста. В отчете дол­жна быть приведена режимная карта работы оборудования. В ней указываются основные параметры установки, которые должен поддерживать обслужи­вающий персонал для обеспече­ния высоких' экономических по­казателей работы оборудования.