Chaudières à vapeur des centrales thermiques (TPP). informations générales

russe Société par actionsénergie et électrification

"UES DE RUSSIE"

INSTRUCTIONS METHODOLOGIQUES POUR ORGANISER LA MAINTENANCE DES SURFACES DE CHAUFFAGE DES CHAUDIÈRES DES CENTRALES THERMIQUES

RD 34.26.609-97

Date d'expiration fixée

du 01/06/98

DÉVELOPPÉ par le Département de l'Inspection générale pour l'exploitation des centrales électriques et des réseaux de RAO UES de Russie

INTERPRÈTE V.K. Pauli

CONVENU avec le Département des sciences et technologies, Département d'exploitation des systèmes énergétiques et des centrales électriques, Département de rééquipement technique, de réparation et de génie mécanique "Energorenovatsiya"

APPROUVÉ PAR RAO "UES de Russie" 26.02.97

Vice-président O.V. Britvin

Ces directives établissent la procédure d'organisation de l'entretien des surfaces chauffantes des chaudières des centrales thermiques afin d'introduire dans la pratique opérationnelle un mécanisme efficace et peu coûteux pour assurer la fiabilité des surfaces chauffantes des chaudières.

I. Dispositions générales

Un mécanisme efficace et peu coûteux pour assurer la fiabilité des surfaces chauffantes des chaudières implique principalement l'élimination des écarts par rapport aux exigences du PTE et d'autres documents normatifs et techniques et RD pendant leur fonctionnement, c'est-à-dire une augmentation significative du niveau de fonctionnement. Une autre direction efficace est l'introduction dans la pratique du fonctionnement des chaudières d'un système d'entretien préventif des surfaces chauffantes. La nécessité d’introduire un tel système s’explique par plusieurs raisons :

1. Après les réparations programmées, les canalisations ou leurs sections restent en service qui, en raison de propriétés physiques et chimiques insatisfaisantes ou du développement possible de défauts métalliques, entrent dans le groupe « à risque », ce qui entraîne leur endommagement ultérieur et l'arrêt de la chaudière. De plus, il peut s'agir de manifestations de défauts de fabrication, d'installation et de réparation.

2. Pendant le fonctionnement, le groupe « risque » est reconstitué en raison de défauts de fonctionnement exprimés par des violations des conditions de température et de produits chimiques de l'eau, ainsi que de défauts dans l'organisation de la protection du métal des surfaces chauffantes des chaudières pendant de longues périodes d'arrêt dues à non-respect des exigences de conservation des équipements.

3. Selon la pratique établie, dans la plupart des centrales électriques, lors d'arrêts d'urgence de chaudières ou d'unités de puissance en raison de dommages aux surfaces chauffantes, seule la restauration (ou l'arrêt) de la zone endommagée est effectuée et l'élimination des défauts associés, ainsi que des défauts dans d'autres zones de l'équipement qui entravent le démarrage ou le fonctionnement normal. En règle générale, cette approche entraîne des dommages répétés et des arrêts d'urgence ou imprévus des chaudières (unités de puissance). Parallèlement, afin de maintenir la fiabilité des surfaces chauffantes à un niveau acceptable, des mesures particulières sont prises lors des réparations programmées des chaudières, notamment : le remplacement des surfaces chauffantes individuelles en général, le remplacement de leurs blocs (sections), le remplacement d'éléments individuels (tuyaux ou tronçons de tuyaux).

Dans ce cas, diverses méthodes sont utilisées pour calculer la durée de vie du métal des tuyaux par lesquels il est prévu de les remplacer. Cependant, dans la plupart des cas, les principaux critères de remplacement ne sont pas l'état du métal, mais la fréquence de dégâts par surface. Cette approche conduit au fait que dans un certain nombre de cas, il y a un remplacement injustifié du métal qui, dans ses propriétés physiques et chimiques, répond aux exigences de résistance à long terme et pourrait encore rester en service. Et comme la cause des premiers dommages reste dans la plupart des cas non identifiée, elle réapparaît après à peu près la même période de fonctionnement et impose à nouveau le remplacement des mêmes surfaces chauffantes.

Cela peut être évité si une méthodologie globale d'entretien des surfaces chauffantes des chaudières est appliquée, qui doit inclure les composants suivants constamment utilisés :

1. Comptabilité et accumulation de statistiques sur les dommages.

2. Analyse des causes et leur classification.

3. Prédiction des dommages attendus basée sur une approche statistique et analytique.

4. Défauts utilisant des méthodes de diagnostic instrumentales.

5. Établir des devis quantitatifs pour l'arrêt d'urgence prévu, imprévu ou planifié à court terme de la chaudière (unité de puissance) pour les réparations courantes de la deuxième catégorie.

6. Organisation des travaux préparatoires et contrôle entrant des matériaux de base et auxiliaires.

7. Organisation et mise en œuvre des travaux planifiés de réparation de restauration, de diagnostic préventif et de détection des défauts à l'aide de méthodes visuelles et instrumentales et de remplacement préventif des sections de surfaces chauffantes.

8. Surveillance et réception des surfaces chauffantes une fois terminées travaux de réparation.

9. Contrôle (surveillance) des violations opérationnelles, élaboration et adoption de mesures pour les prévenir, amélioration de l'organisation de l'exploitation.

À un degré ou à un autre, tous les composants de la méthodologie de maintenance des centrales électriques sont utilisés élément par élément, mais il n'existe toujours pas d'application globale dans une mesure suffisante. DANS le meilleur cas de scenario Un abattage sérieux est effectué lors des réparations programmées. Cependant, la pratique montre la nécessité et la faisabilité d'introduire un système d'entretien préventif des surfaces chauffantes des chaudières pendant la période entre les réparations. Cela vous permettra de court terme augmentent considérablement leur fiabilité lorsque coûts minimaux moyens, travail et métal.

Selon les dispositions fondamentales des « Règles d'organisation de l'entretien et de la réparation des équipements, des bâtiments et des ouvrages des centrales et des réseaux » (RDPr 34-38-030-92), l'entretien et la réparation comprennent la mise en œuvre d'un ensemble de travaux visant à assurer le bon état de l'équipement, son fonctionnement fiable et économique réalisé avec une certaine fréquence et cohérence, avec des coûts de main d'œuvre et de matériel optimaux. Parallèlement, la maintenance des équipements de centrales existants est considérée comme la mise en œuvre d'un ensemble de mesures (inspection, contrôle, lubrification, réglage, etc.) qui ne nécessitent pas leur dépose pour Entretien. Dans le même temps, le cycle de réparation prévoit T2 - réparations de routine de la deuxième catégorie avec un arrêt planifié à court terme de la chaudière ou de l'unité de puissance. Le nombre, le calendrier et la durée des arrêts pour le T2 sont planifiés par les centrales électriques dans le cadre de la norme pour le T2, soit 8 à 12 jours supplémentaires (en partie) par an, selon le type d'équipement.

En principe, T2 est le temps accordé à la centrale pendant la période de révision pour éliminer les défauts mineurs qui s'accumulent pendant le fonctionnement. Mais en même temps, il est clair que la maintenance doit également être effectuée sur un certain nombre de composants critiques ou « problématiques » dont la fiabilité est réduite. Cependant, dans la pratique, en raison de la volonté d'assurer le respect des objectifs de puissance de fonctionnement, dans la grande majorité des cas, la limite T2 est épuisée par des arrêts imprévus, au cours desquels, en premier lieu, l'élément endommagé est réparé et les défauts qui empêchent le démarrage -le fonctionnement normal et ultérieur sont éliminés. Il ne reste plus de temps pour une maintenance ciblée et la préparation et les ressources ne sont pas toujours disponibles.

La situation actuelle peut être corrigée si nous acceptons les conclusions suivantes comme axiome et les utilisons dans la pratique :

Surfaces chauffantes comme élément important, qui détermine la fiabilité de la chaudière (unité de puissance), nécessite un entretien préventif ;

La planification des travaux doit être effectuée non seulement pour la date fixée dans le calendrier annuel, mais également pour le fait d'un arrêt imprévu (d'urgence) de la chaudière ou de l'unité de puissance ;

Le calendrier d'entretien des surfaces chauffantes et l'ampleur des travaux à venir doivent être prédéterminés et communiqués à tous les intervenants à l'avance, non seulement avant la date d'arrêt prévue selon le plan, mais également de la même manière avant toute éventuelle urgence immédiate ( arrêt imprévu) ;

Quelle que soit la forme de l'arrêt, un scénario combinant réparation et restauration, travaux de prévention et de diagnostic doit être prédéterminé.

II. Système de contrôle statistique de la fiabilité des surfaces chauffantes des chaudières des centrales thermiques

Dans la gestion de la fiabilité des équipements électriques (en dans ce cas chaudières), les statistiques de dommages jouent un rôle important, car elles permettent d'obtenir une caractérisation complète de la fiabilité de l'objet.

L'utilisation d'une approche statistique est évidente dès la première étape des activités de planification visant à accroître la fiabilité des surfaces chauffantes. Ici, les statistiques de dommages remplissent la tâche de prédire le moment critique comme l'un des signes qui déterminent la nécessité de prendre la décision de remplacer la surface chauffante. Cependant, l'analyse montre qu'une approche simplifiée pour déterminer le moment critique des statistiques de dommages conduit souvent à des remplacements déraisonnables de tuyaux de surface chauffante qui n'ont pas encore épuisé leur durée de vie.

Par conséquent, une partie importante de l'ensemble des tâches incluses dans le système de maintenance préventive est la préparation du volume optimal de travaux spécifiques visant à éliminer les dommages aux surfaces chauffantes dans des conditions normales de fonctionnement de routine. La valeur des outils de diagnostic technique est incontestable, cependant, dans un premier temps, une approche statistique et analytique est plus appropriée, ce qui permet de déterminer (décrire) les limites et les zones de dommages et ainsi de minimiser le coût des fonds et des ressources à les prochaines étapes de détection des défauts et de remplacement préventif préventif des tuyaux des surfaces chauffantes.

Pour augmenter l'efficacité économique de la planification du volume de remplacement des surfaces chauffantes, il est nécessaire de prendre en compte l'objectif principal de la méthode statistique - augmenter la validité des conclusions grâce à l'utilisation de la logique probabiliste et de l'analyse factorielle, qui, sur la base du la combinaison de données spatiales et temporelles, permettent de construire une méthodologie pour augmenter l'objectivité de la détermination du moment critique sur la base de caractéristiques statistiquement liées et de facteurs cachés à l'observation directe. À l'aide de l'analyse factorielle, il convient non seulement d'établir le lien entre les événements (dommages) et les facteurs (causes), mais également de déterminer la mesure de ce lien et d'identifier les principaux facteurs sous-jacents aux changements de fiabilité.

Pour les surfaces chauffantes, l'importance de cette conclusion tient au fait que les causes de dommages sont en effet de nature multifactorielle et présentent un grand nombre de caractéristiques de classification. Par conséquent, le niveau de la méthodologie statistique utilisée doit être déterminé par la nature multifactorielle, la couverture des indicateurs quantitatifs et qualitatifs et la définition d'objectifs pour les résultats souhaités (attendus).

Tout d’abord, la fiabilité doit être présentée sous la forme de deux composantes :

la fiabilité structurelle, déterminée par la qualité de conception et de fabrication, et la fiabilité opérationnelle, déterminée par les conditions de fonctionnement de la chaudière dans son ensemble. En conséquence, les statistiques de dommages devraient également être basées sur deux éléments :

Statistiques du premier type - l'étude de l'expérience d'exploitation (endommagement) de chaudières similaires d'autres centrales électriques pour représenter les zones focales sur des chaudières similaires, ce qui permettra d'isoler clairement défauts de conception. Et en même temps, cela permettra de visualiser et de délimiter des zones focales probables de dommages pour vos propres chaudières, qu'il convient ensuite de « parcourir », ainsi qu'une détection visuelle des défauts, au moyen de diagnostic technique;

Statistiques du deuxième type - assurant l'enregistrement des dommages causés aux propres chaudières. Dans ce cas, il est conseillé de conserver un enregistrement fixe des dommages sur les sections de tuyaux ou les sections de surfaces chauffantes nouvellement installées, ce qui aidera à identifier les causes cachées conduisant à la réapparition des dommages après un temps relativement court.

La tenue de statistiques des premier et deuxième types garantira l'identification des domaines de faisabilité de l'utilisation d'outils de diagnostic technique et du remplacement préventif de sections de surfaces chauffantes. Dans le même temps, il est également nécessaire de maintenir des statistiques cibles - en tenant compte des zones visuellement défectueuses et en utilisant des diagnostics instrumentaux et techniques.

La méthodologie d'utilisation des méthodes statistiques comprend les domaines suivants :

Statistiques descriptives, y compris le regroupement, la présentation graphique, la description qualitative et quantitative des données ;

Théorie de l'inférence statistique utilisée dans la recherche pour prédire les résultats des données d'enquête ;

La théorie de la conception expérimentale, qui sert à détecter des relations causales entre les variables d'état de l'objet étudié sur la base d'une analyse factorielle.

Dans chaque centrale électrique, des observations statistiques doivent être effectuées selon un programme spécial, qui est un système de contrôle de fiabilité statistique - SSKN. Le programme doit contenir des questions spécifiques auxquelles il faut répondre sous forme statistique, et justifier également le type et la méthode d'observation.

Le programme caractérisant l'objectif principal de la recherche statistique doit être complet.

Un système de contrôle de fiabilité statistique devrait inclure le processus d'accumulation d'informations sur les dommages, leur systématisation et leur application aux formulaires de surfaces chauffantes, qui sont établis indépendamment des formulaires de réparation des surfaces endommagées. Les annexes 1 et 2 fournissent des exemples de formulaires pour les surchauffeurs à convection et à écran. Le formulaire est une vue de la partie dépliée de la surface chauffante, sur laquelle est marqué l'emplacement du dommage (x) et un index est placé, par exemple 4-1, où le premier chiffre désigne le numéro de série de l'événement, le deuxième chiffre pour un surchauffeur à convection est le nombre de tuyaux dans les rangées en comptant par le haut, pour un surchauffeur à écran - numéro d'écran selon la numérotation établie pour cette chaudière. Le formulaire prévoit une colonne d'identification des causes, où sont inscrits les résultats de l'enquête (analyse) et une colonne de mesures visant à prévenir les dommages.

L'utilisation de la technologie informatique (ordinateurs personnels connectés à un réseau local) augmente considérablement l'efficacité du système de contrôle statistique de la fiabilité des surfaces chauffantes. Lors du développement d'algorithmes et logiciels d'ordinateur Il est conseillé au SSKN de se concentrer sur la création ultérieure dans chaque centrale électrique d'un système d'information et d'expertise intégré « Fiabilité des surfaces chauffantes des chaudières ».

Les résultats positifs de l'approche statistique-analytique de la détection des défauts et de la détermination des emplacements des dommages supposés sur les surfaces chauffantes sont que le contrôle statistique permet d'identifier les sources de dommages et que l'analyse factorielle permet de les relier aux causes.

Il convient de garder à l'esprit que la méthode d'analyse factorielle a certains côtés faibles, en particulier, il n'existe pas de solution mathématique univoque au problème des saturations factorielles, c'est-à-dire l'influence de facteurs individuels sur les changements dans diverses variables d'état de l'objet.

Cela peut être présenté à titre d’exemple : disons que nous avons déterminé la ressource résiduelle du métal, c’est-à-dire nous disposons de données sur l'espérance mathématique des dommages, qui peuvent être exprimées en termes de temps T. Cependant, en raison de violations existantes ou continues des conditions d'exploitation, c'est-à-dire créant des conditions de « risque » (par exemple, violation des conditions chimiques ou de température de l'eau, etc.), les dommages commencent avec le temps t, nettement inférieur à celui prévu (calculé).

Par conséquent, l'objectif principal de l'approche statistique-analytique est avant tout d'assurer la mise en œuvre d'un programme d'entretien préventif des surfaces chauffantes des chaudières, basé sur des informations solides et une base de décision économiquement réalisable, compte tenu du niveau actuel de dommages dans les conditions d'entretien opérationnel et de réparation existantes.

III. Organisation d'une enquête sur les causes des dommages (dommages) des surfaces chauffantes des chaudières des centrales thermiques

Un élément important de l'organisation d'un système d'entretien préventif des surfaces chauffantes des chaudières est l'enquête sur les causes des dommages, qui doit être effectuée par une commission professionnelle spéciale agréée par arrêté de la centrale, présidée par l'ingénieur en chef. En principe, la commission devrait considérer chaque cas de dommage à la surface chauffante comme un événement d'urgence, signalant des lacunes dans la politique technique menée à la centrale électrique, des lacunes dans la gestion de la fiabilité de l'installation énergétique et de ses équipements.

La commission comprend : l'ingénieur en chef adjoint pour la réparation et l'exploitation, le chef de l'atelier chaudière-turbine (chaudière), le chef de l'atelier de chimie, le chef du laboratoire des métaux, le chef du service de réparation, le chef du service de planification et de préparation des réparations, chef de l'atelier de mise en service et d'essais (groupe), chef de l'atelier d'automatisation et de mesures thermiques et l'inspecteur d'exploitation (en l'absence des hauts fonctionnaires, leurs adjoints participent aux travaux de la commission).

Dans ses travaux, la commission s'appuie sur le matériel statistique accumulé, les conclusions de l'analyse factorielle, les résultats de l'identification des dommages, les conclusions des métallurgistes, les données obtenues lors d'une inspection visuelle et les résultats de la détection des défauts à l'aide de diagnostics techniques.

La tâche principale de la commission désignée est d'enquêter sur chaque cas de dommages aux surfaces chauffantes de la chaudière, d'élaborer et d'organiser la mise en œuvre de l'étendue des mesures préventives pour chaque cas spécifique et d'élaborer des mesures pour prévenir les dommages (conformément à l'article 7 du le formulaire de rapport d’enquête), ainsi qu’organiser et suivre leur mise en œuvre. Afin d'améliorer la qualité de l'enquête sur les causes des dommages aux surfaces chauffantes des chaudières et de leur enregistrement conformément à l'amendement n° 4 aux Instructions pour l'enquête et l'enregistrement des violations technologiques dans l'exploitation des centrales électriques, des réseaux et des systèmes électriques (RD 34.20.101-93), les ruptures et fistules des surfaces chauffantes font l'objet d'une enquête, survenues ou détectées lors du fonctionnement, des temps d'arrêt, des réparations, des essais, des contrôles et essais préventifs, quels que soient le moment et la méthode de leur détection.

En même temps, cette commission est le conseil d’experts de la centrale électrique sur le problème de la « Fiabilité des surfaces chauffantes des chaudières ». Les membres de la commission sont tenus d'étudier et de promouvoir parmi les ingénieurs et techniciens qui leur sont subordonnés les publications, la documentation réglementaire, technique et administrative, les évolutions scientifiques et techniques et les meilleures pratiques visant à accroître la fiabilité des chaudières. La mission de la commission consiste également à veiller au respect des exigences du « Système expert de suivi et d'évaluation des conditions de fonctionnement des chaudières des centrales thermiques » et à éliminer les commentaires identifiés, ainsi qu'à élaborer des programmes à long terme d'amélioration de la fiabilité, à organiser leur mise en œuvre et suivi.

IV. Planification des mesures préventives

Un rôle essentiel dans le système de maintenance préventive est joué par :

1. Planification du volume optimal (pour un arrêt de courte durée) de mesures préventives dans les zones focales (zones à risque), déterminé par le système de contrôle de fiabilité statistique, qui peut inclure : le remplacement de sections de canalisations droites, la soudure excessive ou le renforcement des joints de contact et composites , sursoudure ou renforcement des joints d'angle, remplacement de coudes, remplacement de tronçons aux endroits de fixations rigides (craquelures), remplacement de tronçons entiers, restauration de tuyaux et serpentins précédemment déconnectés, etc.

2. Élimination des dommages ayant provoqué un arrêt d'urgence (imprévu) ou des dommages détectés pendant et après l'arrêt de la chaudière.

3. Détection des défauts (visuelle et au moyen de diagnostics techniques), qui identifie un certain nombre de défauts et forme un certain volume supplémentaire, qui doit être divisé en trois parties constitutives :

a) les défauts qui doivent être éliminés lors de l'arrêt à venir (attendu), planifié ou d'urgence ;

b) les défauts qui nécessitent une préparation supplémentaire, s'ils ne provoquent pas de danger imminent de dommage (une évaluation plutôt conditionnelle, doit être évaluée en tenant compte de l'intuition professionnelle et des méthodes connues pour évaluer la vitesse de développement d'un défaut), sont inclus dans le étendue des travaux pour le prochain arrêt le plus proche ;

c) les défauts qui n'entraîneront pas de dommages pendant la période entre les réparations, mais qui doivent être éliminés lors de la prochaine campagne de réparation, sont inclus dans l'étendue des travaux pour les réparations en cours ou majeures à venir.

L'outil le plus courant pour détecter les défauts des tuyaux des surfaces chauffantes est devenu une méthode de diagnostic basée sur l'utilisation d'une mémoire magnétique métallique, qui s'est déjà révélée être un moyen efficace et simple pour identifier (rejeter) les tuyaux et les serpentins à risque. Ce type de diagnostic ne nécessitant pas de préparation particulière des surfaces chauffantes, il a commencé à attirer les opérateurs et est largement utilisé dans la pratique.

La présence de fissures dans le métal des tuyaux provenant des endroits où le tartre est endommagé est également détectée au moyen de tests par ultrasons. Les jauges d'épaisseur à ultrasons permettent de détecter rapidement un amincissement dangereux de la paroi métallique du tuyau. Dans la détermination du degré d'impact sur la paroi extérieure du tuyau métallique (corrosion, érosion, usure abrasive, durcissement, incrustation, etc.), les défauts visuels jouent un rôle important.

La partie la plus importante de cette étape est la détermination d'indicateurs quantitatifs sur lesquels il faut se concentrer lors de l'établissement du volume de chaque arrêt spécifique : temps d'arrêt et coût des travaux. Ici, il faut avant tout surmonter un certain nombre de raisons contraignantes qui, à un degré ou à un autre, surviennent dans les activités pratiques réelles :

Une barrière psychologique chez les directeurs de centrales électriques et les directeurs d'ateliers, évoquée dans l'esprit de la nécessité de remettre en service en urgence la chaudière ou l'unité de puissance, au lieu de recourir à cet arrêt d'urgence ou intempestif dans une mesure suffisante pour assurer la fiabilité des surfaces chauffantes. ;

La barrière psychologique des responsables techniques qui ne leur permet pas de déployer un gros programme dans un court laps de temps ;

Incapacité à assurer la motivation à la fois de notre propre personnel et du personnel des sous-traitants ;

Inconvénients dans l'organisation des travaux préparatoires ;

Faibles compétences en communication des gestionnaires des départements concernés ;

Manque de confiance dans la capacité de surmonter le problème des dommages aux surfaces chauffantes à l'aide de mesures préventives ;

Manque de compétences organisationnelles et de qualités ou de qualifications volontaires parmi les responsables techniques (ingénieurs en chef, leurs adjoints et chefs de service).

Cela permet de planifier les volumes physiques de travail pour les chaudières présentant des dommages accrus aux surfaces chauffantes dans les limites de la possibilité maximale de leur mise en œuvre, en tenant compte de la durée de l'arrêt, des équipes et en garantissant les conditions d'une combinaison sûre des travaux.

L'inclusion dans le système de maintenance préventive des surfaces chauffantes des chaudières d'entrée, de surveillance du courant et de contrôle de la qualité des travaux de réparation effectués améliorera considérablement la qualité des travaux de réparation préventive et d'urgence effectués. L'analyse des causes des dommages fait apparaître un certain nombre d'infractions significatives fréquentes lors des travaux de réparation, dont les plus significatives par leurs conséquences :

L'inspection à l'arrivée des matériaux de base et de soudage est effectuée avec des écarts par rapport aux exigences des clauses 3.3 et 3.4 du document directeur sur le soudage, le traitement thermique et l'inspection des systèmes de tubes des chaudières et des canalisations lors de l'installation et de la réparation des équipements des centrales électriques (RTM- 1s-93);

En violation des exigences de la clause 16.7 RTM-1s-93, le contrôle par roulement de bille n'est pas effectué afin de vérifier que le spécifié zone d'écoulement dans les joints soudés des tuyaux des surfaces chauffantes ;

En violation des exigences de la clause 3.1 RTM-1s-93, les soudeurs non certifiés pour ce type de travaux sont autorisés à travailler sur des surfaces chauffantes ;

En violation des exigences de la clause 6.1 RTM-1s-93, lors de travaux de réparation d'urgence, la couche de base de la soudure est réalisée par soudage à l'arc manuel avec des électrodes enrobées au lieu de soudage à l'arc sous argon. Des violations similaires sont détectées dans un certain nombre de centrales électriques et lors de réparations programmées ;

En violation des exigences de l'article 5.1 du Manuel pour la réparation des équipements de chaudières des centrales électriques (technologie et conditions techniques de réparation des surfaces chauffantes des chaudières), la découpe des tuyaux ou sections défectueux de ceux-ci est effectuée au moyen d'un coupe-feu, et non mécaniquement.

Toutes ces exigences doivent être clairement indiquées dans les instructions locales pour la réparation et l'entretien des surfaces chauffantes.

Le programme de mesures préventives devrait inclure, lors du remplacement de sections de tuyaux ou de sections de surfaces chauffantes dans les « zones à risque », l'utilisation de nuances d'acier de qualité supérieure par rapport à celles établies, car cela augmentera considérablement la durée de vie du métal dans la zone de dommages accrus et niveler la durée de vie de la surface chauffante en général. Par exemple, l'utilisation d'aciers austénitiques au chrome-manganèse résistants à la chaleur (DI-59), plus résistants au tartre, tout en augmentant la fiabilité des surchauffeurs de vapeur, réduira le processus d'usure abrasive des éléments d'écoulement de la turbine.

V. Mesures préventives et conservatoires

L'étendue des travaux préventifs effectués lors d'un arrêt programmé de courte durée du T2 ou d'un arrêt d'urgence ne doit pas se limiter uniquement à la surface chauffante de la chaudière elle-même. Dans le même temps, les défauts qui affectent directement ou indirectement la fiabilité des surfaces chauffantes doivent être identifiés et éliminés.

À l'heure actuelle, il est nécessaire, en profitant de l'opportunité qui se présente, de mener un ensemble d'activités de vérification et de mesures spécifiques visant à éliminer les manifestations technologiques négatives qui réduisent la fiabilité des surfaces chauffantes. En fonction de l'état des équipements, du niveau de fonctionnement, des caractéristiques technologiques et de conception, chaque centrale électrique peut avoir sa propre liste de ces actions, mais les travaux suivants doivent être obligatoires :

1. Détermination de la densité du système de canalisations du condenseur et du réseau de chauffage afin de détecter et d'éliminer les endroits où l'eau brute pénètre dans le conduit de condensat. Vérification de l'étanchéité des joints sous vide.

2. Vérification de la densité des raccords sur le by-pass de l'usine de dessalement du bloc. Surveillance de l'état de fonctionnement des dispositifs qui empêchent l'élimination des matériaux filtrants dans le tractus. Contrôle des matériaux filtrants pour le huilage. Vérification de la présence d'un film d'huile à la surface de l'eau dans le réservoir du point bas.

3. Assurer la disponibilité des appareils de chauffage haute pressionà une mise en marche en temps opportun lors du démarrage de l'unité de puissance (chaudière).

4. Élimination des défauts des dispositifs d'échantillonnage et des dispositifs de préparation d'échantillons de condensats, d'eau d'alimentation et de vapeur.

5. Élimination des défauts contrôle de la température métal des surfaces chauffantes, fluide le long du trajet et gaz dans la chambre tournante de la chaudière.

6. Élimination des défauts du système régulation automatique processus de combustion et conditions de température. Si nécessaire, améliorer les caractéristiques des régulateurs d'injection, de l'alimentation électrique de la chaudière et du combustible.

7. Inspection et élimination des défauts dans les systèmes de préparation de la poussière et d'alimentation en poussière. Inspection et élimination des brûlures sur les buses brûleurs à gaz. Préparation de l'allumage prochain des gicleurs fioul calibrés sur le stand.

8. Réaliser des travaux visant à réduire les pertes vapeur-eau, à réduire l'aspiration d'air dans le système de vide, à réduire l'aspiration d'air dans le four et le chemin de gaz des chaudières fonctionnant sous vide.

9. Inspection et élimination des défauts du revêtement et du boîtier de la chaudière, fixations des surfaces chauffantes. Redresser les surfaces chauffantes et éliminer les pincements. Inspection et élimination des défauts sur les éléments des systèmes de soufflage des surfaces chauffantes et de nettoyage des grenailles.

10. Pour les chaudières à tambour, il faut en outre effectuer les opérations suivantes :

Élimination des dysfonctionnements dans le fonctionnement des dispositifs de séparation intra-tambours, pouvant entraîner l'entraînement de gouttes d'eau de chaudière avec de la vapeur ;

Élimination des fuites dans les condensateurs de leur propre condensat ;

Préparation des conditions pour garantir que les chaudières soient alimentées uniquement en eau déminéralisée (renforcement des exigences de l'article 1.5 des Directives pour le traitement correctif des chaudières à tambour avec une pression de 3,9-13,8 MPa : RD 34.37.522-88) ;

Organisation de l'approvisionnement en phosphate selon un schéma individuel afin d'assurer la qualité du traitement correctif de l'eau de chaudière (renforcement des exigences de l'article 3.3.2 du RD 34.37.522-88 du fait que le mode de base des chaudières du même le type n'est généralement pas fourni);

Assurer le bon fonctionnement des dispositifs de purge.

11. Préparer les conditions pour garantir que les chaudières pour les tests de pression et l'allumage ultérieur sont remplies uniquement d'eau déminéralisée ou de condensat de turbine. Avant l'allumage, les chaudières à tambour et les chaudières à passage unique fonctionnant en modes hydrazine et hydrazine-ammoniac doivent être remplies uniquement d'eau désaérée. Afin d'éliminer les gaz non condensables qui contribuent à la formation d'impuretés corrosives, le remplissage des chaudières à passage unique fonctionnant en modes oxygène neutre et oxygène-ammoniac avant la cuisson doit être effectué en mode désaération (renforcement des exigences de la clause 4.3. 5 du PTE).

12. Lors du lavage extérieur des surfaces chauffantes avec de l'eau, utilisée pour les préparer à la réparation, il est nécessaire de sécher ensuite la chaudière afin d'éviter la corrosion du métal sur la surface extérieure des tuyaux. S'il y a du gaz dans la centrale électrique, le séchage est effectué en allumant la chaudière au gaz (pendant 1 à 2 heures), s'il n'y a pas de gaz - par des mécanismes de tirage et de soufflage lorsque les réchauffeurs de la chaudière sont allumés.

13. Rôle important Pour assurer la fiabilité des surfaces chauffantes des chaudières, le support métrologique joue un rôle - étalonnage des instruments de mesure de la température du fluide le long du trajet, du métal des surfaces chauffantes et des gaz dans la chambre tournante. L'étalonnage des instruments de mesure répertoriés (thermocouples, canaux de mesure et instruments secondaires, y compris ceux inclus dans le système de contrôle automatisé des processus) doit être effectué conformément au calendrier d'étalonnage conformément aux paragraphes. 1.9.11. et 1.9.14 PTE. Si ces exigences n'ont pas été remplies auparavant, il est alors nécessaire d'effectuer un étalonnage étape par étape des instruments de mesure des paramètres répertoriés lors des arrêts de chaudières (unités de puissance), car même des erreurs mineures allant dans le sens d'une sous-estimation des lectures affectent considérablement la réduction de la durée de vie du métal et, par conséquent, réduisent la fiabilité des surfaces chauffantes.

VI. conclusions

1. Les graves difficultés financières de toutes les centrales électriques de l'industrie ne leur permettent pas de résoudre suffisamment les problèmes de reproduction en temps opportun des immobilisations ; une tâche importante pour les exploitants est la recherche ciblée d'opportunités et de méthodes permettant de préserver les ressources et d'assurer un fonctionnement fiable de l'énergie. équipement. Une véritable évaluation de la situation des centrales électriques de l'industrie montre que toutes les réserves et opportunités dans ce sens n'ont pas été épuisées. Et mise en œuvre dans la pratique opérationnelle système intégré la maintenance préventive réduira sans aucun doute considérablement les coûts de réparation et d'exploitation pour la production d'énergie électrique et thermique et assurera la fiabilité des surfaces chauffantes des chaudières des centrales thermiques.

2. Parallèlement à l'identification et à l'élimination des dommages aux tuyaux des surfaces chauffantes et au remplacement préventif des zones « à risque » identifiées sur la base d'une approche statistique-analytique et de détection des défauts (visuels et instrumentaux), dans le système de maintenance préventive, un important Un rôle devrait être accordé à l'élimination (à l'atténuation) des manifestations négatives dues aux carences de l'organisation des opérations. Par conséquent, le programme d'entretien préventif des surfaces chauffantes des chaudières doit être construit selon deux directions parallèles (Annexe 3) :

Assurer la fiabilité actuelle (immédiate) des surfaces chauffantes des chaudières ;

Création de conditions garantissant la fiabilité (prospective) à long terme (durée de vie accrue) des surfaces chauffantes des chaudières.

3. Dans l'organisation d'un système complet d'entretien préventif des surfaces chauffantes, les connaissances dans ce domaine des gestionnaires, des spécialistes en chef et des ingénieurs sont d'une importance capitale. Pour élargir ses horizons et prendre en compte l'expérience de l'industrie dans la garantie de la fiabilité des surfaces chauffantes des chaudières dans les activités pratiques, il est conseillé de compiler une sélection de matériaux sur le problème de chaque centrale électrique et d'organiser leur étude par le personnel approprié.

ANNEXE 1

Riz. 1. Formulaire d'avarie boîte de vitesses chaudière HP n°1, ligne - A	Résultats de l'enquête(identification) du dommage 1.Date. Position n°1-2. Rupture sans déformation d'une section droite d'un tuyau en acier 12Х18Н12Т, s'ouvrant le long de la génératrice supérieure le long du tuyau. L'étude d'un échantillon découpé à proximité du lieu du sinistre a montré que la structure de l'acier est conforme aux exigences du cahier des charges, mais surface intérieure Les dommages causés à la calamine sont clairement visibles avec la formation de fissures longitudinales qui pénètrent dans le métal. 2.Date. Position n°2-1. Rupture sans déformation d'une section droite d'un tuyau en acier 12Х18Н12Т, s'ouvrant le long de la génératrice supérieure du tuyau. Dans la zone endommagée et sur les canalisations adjacentes, des traces d'écrouissage et d'usure par grenaille sont clairement visibles. L'analyse métallographique a montré que la cause de la rupture du tube en acier austénitique était un écrouissage intensif avec de la grenaille dû à la séparation du séparateur du dispositif de grenaille supérieur. 3.Date. Position n°3-6. Rupture sans déformation sur la génératrice inférieure d'un tuyau en acier 12Х1МФ. L'examen de la zone endommagée a montré une corrosion par piqûres importante le long de la génératrice inférieure de la surface interne de la canalisation due à une conservation à sec insatisfaisante lors des arrêts de la chaudière, aggravée par l'affaissement du serpentin dû à l'usure des « coqs » de la suspension. système.	1. A chaque arrêt, effectuer une inspection magnétique étape par étape des canalisations des sections de sortie des bobines. Les canalisations défectueuses doivent être inscrites dans la liste d'entretien à chaque arrêt de la chaudière. Développer un programme pour améliorer la qualité de l’oxyde film protecteur: amélioration de la qualité de l'eau et des conditions de température, maîtrise du traitement vapeur-oxygène, etc. 2. Afin d'éviter d'endommager les tuyaux austénitiques en raison d'un écrouissage intensif par la grenaille lors de l'arrachement du séparateur d'arrêt supérieur, obliger le personnel à vérifier l'état de fonctionnement des grenailleuses avant d'effectuer le nettoyage de la grenaille (les instructions dans les instructions sont incluses en fonction du conception, si elle ne le permet pas, elle est alors vérifiée par le personnel de réparation lors des arrêts ). 3. Lors des arrêts des chaudières, inspecter et restaurer les fixations des serpentins du surchauffeur sur le système suspendu en remplaçant des sections des tuyaux du système suspendu par des « coqs » (des joints sont réalisés au-dessus et en dessous du surchauffeur). Améliorer la qualité" séchage sous vide". Considérez la faisabilité de l'introduction du PVKO.
	4. Dates. Position n°4-4. Rupture d'un tuyau en acier 12Х1МФ au point de passage dans le revêtement entre partie convective et "boîte chaude". Il existe une corrosion métallique externe importante au site de rupture. Cause du dommage : exposition à la corrosion à l'arrêt par l'acide sulfurique formé lors du nettoyage à l'eau de la gaine de convection avant le retrait de la chaudière pour les réparations programmées.	4. Afin d'éliminer la corrosion externe des tuyaux aux endroits où l'acide sulfurique traverse le revêtement, qui se forme lors du nettoyage externe des surfaces chauffantes, introduisez la pratique de sécher la chaudière après chaque nettoyage avec un feu à gaz ou de l'air chaud provenant du soufflage. ventilateurs avec les radiateurs allumés.
	5. Dates. Position n°5-2. Rupture longitudinale le long de la génératrice externe du coude (« kalach »). L'analyse métallographique a montré que lors de la réparation (date), un coude a été installé qui n'a pas été austénitisé après la fabrication par le personnel de réparation (des violations similaires peuvent être dues à la faute des usines de fabrication).6. Date de. Position n°6-1. Déformation (plastique) rupture au niveau du joint de contact. L'analyse métallographique du métal de la zone défectueuse a montré l'épuisement de la ressource de résistance à long terme dans la zone thermiquement affectée. L'analyse métallographique du métal de la zone défectueuse a montré l'épuisement de la ressource de résistance à long terme dans la zone thermiquement affectée. L'analyse métallographique du tube métallique à une distance d'un mètre du lieu du dommage a montré que la structure métallique ne répond pas non plus aux exigences de résistance à long terme conformément aux spécifications. Cette bobine est située dans une partie raréfiée de la surface de surchauffe, en raison de défauts de conception au niveau de la zone de jonction du collecteur.	5. Améliorer la qualité de l'inspection à l'arrivée des produits fournis par l'usine. N'installez pas de coudes qui n'ont pas été austénitisés. Vérifiez la documentation de réparation, identifiez l'ensemble du lot de coudes non austénitisés et remplacez-les lors du prochain arrêt (ou lors des réparations). 6. Effectuer un test magnétique des tuyaux situés dans la partie raréfiée ; sur la base des résultats de la détection des défauts, remplacer tout d'abord les tuyaux exposés à l'influence maximale de températures dépassant le niveau admissible. Les canalisations restantes dans la zone « couloir de gaz » devraient être remplacées lors de la prochaine réparation programmée. Étudier l'expérience des centrales électriques concernées et demander au fabricant de fournir des informations sur la possibilité de reconstruire la partie raréfiée dans les zones de jointure des collecteurs.
	7. Dates. Position n°7-3. Dommages au joint soudé composite. L'enquête a montré la présence d'un pincement du tuyau au point de passage à travers la cloison entre le puits de convection et la « boîte chaude », provoqué par des « poussées » de béton.	7. Inspectez tous les endroits où les tuyaux du surchauffeur traversent le revêtement et nettoyez toutes les zones pincées trouvées. Améliorer la qualité des travaux de maçonnerie et assurer le contrôle nécessaire lors de la réception.

ANNEXE 2

	Résultats de l'enquête sur les dommages (identification) 1.Date. Position n°1-2. Déformation (plastique) rupture d'une section de tuyau droit. L'analyse métallographique a montré que le métal ne répond pas aux exigences du cahier des charges en raison d'une surchauffe à court terme. La bobine coupée des collecteurs a été vérifiée en faisant passer une bille coincée dans le joint (pos.-a). Une étude du joint a montré que le soudage du joint a été effectué lors d'une réparation d'urgence (date) en violation des exigences du RTM-1s-93s - la couche de racine du joint, au lieu d'un soudage à l'arc sous argon avec un non -électrode consommable, a été réalisée par soudage à l'arc électrique avec des électrodes enrobées, ce qui a conduit à la présence d'affaissements et d'affaissements bloquant la section et conduisant à une surchauffe du métal.	Mesures pour prévenir les dommages 1. Établir une procédure de strict respect lors de la réparation des surfaces chauffantes du paragraphe 6.1 RTM-1s-93, qui exige que la couche de racine du joint soudé des tuyaux des surfaces chauffantes soit réalisée uniquement par soudage à l'arc sous argon avec une électrode non consommable . Seuls les soudeurs formés à ce type de soudage et ayant obtenu une certification devraient être autorisés à réparer les surfaces chauffantes. Exiger que les soudeurs inspectent la couche de racine avant de souder complètement le joint. Les laboratoires de métallurgie et les ateliers de chaudières et de turbines (chaudières) doivent effectuer des inspections aléatoires lors de toutes les réparations.
Riz. 2. Formulaire de dommages Shpp. Chaudières des centrales thermiques, chaudière n°2, ligne – A	2.Date. Position n°2-6. Fistule dans le joint d'angle où la bobine est soudée au collecteur. Une inspection visuelle a révélé une mauvaise qualité des soudures (affaissement, manque de pénétration, contre-dépouilles) effectuées lors de la réparation (date). Une vérification de la documentation de soudage a montré que les travaux ont été effectués par un soudeur non agréé pour ce type de travaux. L'inspection n'a révélé aucun défaut de soudure clairement visible.	2. Utilisez la documentation de soudage de réparation pour identifier tous les joints réalisés par cette soudeuse. Effectuez un contrôle de qualité aléatoire des autres joints et si les résultats ne sont pas satisfaisants, soudez tous les joints. Seuls les soudeurs certifiés pour ce type de travaux devraient être autorisés à effectuer des travaux de soudage sur des surfaces chauffantes.
	3.Date. Position n°3-4. Une rupture dans une section droite de tuyau à une distance d'un mètre du plafond (dans la zone de surchauffe maximale) de la partie de sortie de la batterie. La bobine coupée du collecteur a été vérifiée en faisant passer la bille coincée dans le virage, pos. - b). Une inspection interne a montré la présence de dépôts métalliques et de cordons de soudure sur la génératrice convexe de la paroi interne du coude. L'analyse de la documentation de réparation a montré que lors de la précédente réparation programmée, un échantillon avait été découpé pour examen métallographique sur cette bobine. Le découpage de l'échantillon a été effectué en violation de la technologie - un coupage au feu a été utilisé à la place de la méthode mécanique, ce qui a entraîné un blocage partiel de la section transversale du tuyau et sa surchauffe ultérieure.	3. Instruire et former les soudeurs effectuant des travaux sur les surfaces chauffantes des chaudières à la procédure de découpe des tuyaux défectueux ou de leurs sections en utilisant uniquement des outils de coupe mécaniques. Le coupe-feu peut être autorisé à titre exceptionnel uniquement dans les endroits exigus et peu pratiques, ainsi que dans les cas où les sections inférieures du tuyau ou du serpentin sont retirées. Sur la base de la documentation de réparation et d'une enquête auprès des participants aux travaux, identifiez tous les endroits où des travaux ont été effectués avec des violations similaires. Effectuer un test magnétique de ces canalisations afin de détecter la présence de surchauffe. Si les tuyaux présentent un risque, remplacez-les.
	4. Dates. Position n°4-2. Déformation (plastique) rupture dans la section droite du tuyau de la partie sortie de la batterie à une distance d'un mètre du plafond. Lors de la détermination de la cause de la rupture, une fissure longitudinale (fistule) a été identifiée au niveau du site de soudage du « cracker » pos. - c), qui, en raison d'une réduction du débit de vapeur dans le serpentin après la zone de fistule, a entraîné une surchauffe et un endommagement du métal de la section de sortie dans la zone de températures maximales.	4. Considérant que l'apparition de fissures aux endroits de soudure des « crackers » sur les grilles de cette chaudière est devenue plus fréquente, et que le métal des bobines répond aux exigences de résistance à long terme, il est conseillé de remplacer le tuyau sections aux endroits de fixation rigide avec des « crackers » lors de la prochaine réparation programmée. Afin d'augmenter la fiabilité du nœud, considérez la faisabilité de sa reconstruction.
	5. Dates. Position n°5-3. Fissure longitudinale sur un coude dans la zone d'absorption thermique maximale de la paroi du tuyau. L'inspection visuelle et l'analyse métallographique du métal ont montré des signes de corrosion par les gaz à haute température. L'examen des grilles adjacentes a également montré la présence de corrosion gazeuse sur celles-ci, signe caractéristique de conditions de combustion insatisfaisantes dans des conditions d'équipement insuffisant avec contrôle automatisé de la température.	5. Afin de réduire l'influence de la corrosion des gaz à haute température sur les zones frontales des écrans, analyser l'état du régime de combustion en modes transitoire et stationnaire, renforcer le contrôle du respect par le personnel des exigences des cartes de régime. Surveillez systématiquement (quotidiennement) les températures réelles des métaux à l’aide de diagrammes. Rénovation du contrôle thermique des écrans.

ANNEXE 3

PROGRAMME DE MAINTENANCE PRÉVENTIVE DES SURFACES DE CHAUFFAGE DES CHAUDIÈRES TPP

ALGORITHME D'ORGANISATION DE LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE DES SURFACES DE CHAUFFAGE DES CHAUDIÈRES
PROCESSUS STATISTIQUE ET ANALYTIQUEEnregistrement et marquage des sites de dommages et des zones « à risque » sur des fiches
ANALYSE FACTURIÈRE, IDENTIFICATION DES DOMMAGES AUX TUYAUX MÉTALLIQUESAnalyse des dommages métalliques et détermination des causes qui les ont provoqués
ORIENTATION TACTIQUE POUR ASSURER LA FIABILITÉ ACTUELLE (IMMÉDIATE)					ORIENTATION STRATÉGIQUE POUR ASSURER LA FIABILITÉ À LONG TERME (LONG TERME)
Etablir des cahiers des charges pour un arrêt d'urgence attendu, un arrêt intempestif ou pour un arrêt programmé-T2 d'une chaudière ou d'une centrale, prenant en compte la prévision des dommages attendus basée sur une approche statistique et analytique					Surveiller les violations opérationnelles, élaborer et prendre des mesures pour les prévenir. Améliorer l’organisation de l’exploitation
Organisation des travaux préparatoires et contrôle à réception des matériaux de base et de soudage					Respect régulier (tous les six mois) des exigences du programme « Système expert de surveillance et d'évaluation des conditions de fonctionnement des chaudières »
En attente d'un arrêt d'urgence (imprévu) ou d'un arrêt planifié de la chaudière (unité de puissance) à T2					Développement et approbation d'activités dans les domaines du « Système Expert... », notés en dessous de 0,8. Organisation de leur mise en œuvre
Arrêt de la chaudière (unité de puissance) Lors de l'arrêt dû à la détection de dommages sur la surface chauffante ou si des dommages ont été découverts après l'arrêt, les travaux d'une commission sont organisés pour en rechercher la cause.					Formation et inculcation d'une idéologie unifiée sur la nécessité de réduire le nombre total d'arrêts de chaudières (unités de puissance) afin d'éliminer les facteurs de « risque » pour le métal dans des conditions transitoires
Organisation et mise en œuvre des travaux planifiés de réparations de restauration, de remplacement préventif de sections de surfaces chauffantes, de diagnostics préventifs et de détection de défauts par des méthodes visuelles et instrumentales					Formation de la notion de fonctionnement « doux » des chaudières (groupes de puissance) : - exclusion de la pratique des « rattrapages » de la réglementation de démarrage, Minimiser le nombre d'essais de pression hydraulique du trajet vapeur-eau,
					- exclusion de la pratique du travail forcé
Suivi des travaux, réception des surfaces chauffantes une fois les travaux terminés. Préparation de la documentation de réparation et des résultats des diagnostics métalliques dans les zones « à risques ». Etablissement d'une liste du volume de remplacement préventif et de détection de défauts pour le prochain arrêt de la chaudière					(afin d'accélérer l'approbation) du refroidissement de la chaudière avec de l'eau, - une automatisation complète du contrôle de la température, Introduction de la surveillance chimico-technologique
Identification et élimination des facteurs qui affectent directement et indirectement la diminution de la fiabilité actuelle					Clarification du programme de remplacement futur des surfaces chauffantes, en tenant compte de la détermination de la durée de vie possible
surfaces chauffantes					métal en utilisant des méthodes instrumentales de diagnostic technique et physicochimique analyse d'échantillon

ANNEXE 4

1. Arrêté du RAO "UES de Russie" du 14 janvier 1997 n° 11 "Sur certains résultats des travaux visant à améliorer la fiabilité des chaudières de la centrale électrique du district d'État de Riazan".

2. TU 34-38-20230-94. Chaudières à vapeur fixes. Conditions techniques générales pour les grosses réparations.

3. TU 34-38-20220-94. Écrans à tubes lisses pour chaudières à vapeur fixes avec circulation naturelle. Caractéristiques pour les grosses réparations.

4. TU 34-38-20221-94. Écrans à tubes lisses pour chaudières stationnaires à vapeur à passage unique. Conditions techniques pour les grosses réparations.

5. TU 34-38-20222-94. Surchauffeurs pour chaudières à vapeur fixes. Conditions techniques pour les grosses réparations.

6. TU 34-38-20223-94. Surchauffeurs intermédiaires pour chaudières à vapeur fixes. Conditions techniques pour les grosses réparations.

7. TU 34-38-20219-94. Économiseurs à tubes lisses pour chaudières à vapeur fixes. Conditions techniques pour les grosses réparations.

8. TU 34-38-20218-94. Économiseurs à membrane pour chaudières à vapeur fixes. Conditions techniques pour les grosses réparations.

9. AR 34.30.507-92. Des lignes directrices pour éviter les dommages dus à la corrosion sur les disques et les aubes des turbines à vapeur dans la zone de transition de phase. M. : VTI im. F.E. Dzerjinski, 1993

10. AR 34.37.306-87. Lignes directrices pour la surveillance de l'état des principaux équipements thermiques centrales; détermination de la qualité et composition chimique sédiments. M. : VTI im. F.E. Dzerjinski, 1993

11. Shitsman M.E., Midler L.S., Tishchenko N.D. mise à l'échelle en acier inoxydableà la vapeur surchauffée. Génie thermique de l'énergie N 8. 1982.

12. Gruzdev N.I., Deeva Z.V., Shkolnikova B.E., Saychuk L.E., Ivanov E.V., Misyuk A.V. Sur la possibilité de développer des fractures fragiles des surfaces chauffantes des chaudières dans des conditions neutres-oxydantes. Génie thermique de l'énergie N 7. 1983.

13. Zemzin V.N., Shron R.Z. Moyens d'améliorer la fiabilité opérationnelle et d'augmenter la durée de vie des joints soudés des équipements thermiques. Génie thermique de l'énergie N 7. 1988.

14. Bazar R.E., Malygina A.A., Getsfried E.I. Prévention des dommages aux joints soudés des tuyaux des surchauffeurs de vapeur à tamis. Génie thermique de l'énergie N 7. 1988.

15. Chekmarev B.A. Machine automatique portable pour souder le joint de racine des tuyaux sur les surfaces chauffantes. Énergétique n°10. 1988.

16. Sysoev I.E. Préparation des chaudières pour réparation. Énergétique n°8. 1989.

17. Kostrikin Yu.M., Vayman A.B., Dankina M.I., Krylova E.P. Caractéristiques calculées et expérimentales du régime phosphate. Centrales électriques N 10. 1991.

18. Sutotsky G.P., Verich V.F., Mezhevich N.E. Sur les causes des dommages causés aux tuyaux de tamis des compartiments à sel des chaudières BKZ-420-140 PT-2. Centrales électriques N 11. 1991.

19. Goffman Yu.M. Diagnostic des performances des surfaces chauffantes. Centrales électriques N 5. 1992.

20. Naumov V.P., Remensky M.A., Smirnov A.N. L'influence des défauts de soudage sur la fiabilité de fonctionnement des chaudières. Énergétique n°6. 1992.

21. Belov S.Yu., Tchernov V.V. Température des écrans métalliques de la chaudière BKZ-500-140-1 pendant la période initiale de fonctionnement. Énergétique n°8. 1992.

22. Khodyrev B.N., Panchenko V.V., Kalachnikov A.I., Yamgurov F.F., Novoselova I.V., Fatkhieva R.T. Comportement des substances organiques aux différentes étapes du traitement de l'eau.. Energetik N 3. 1993 .

23. Belousov N.P., Bulavko A.Yu., Startsev V.I. Moyens d'améliorer les régimes hydrochimiques des chaudières à tambour. Énergétique n°4. 1993.

24. Voronov V.N., Nazarenko P.N., Shmelev A.G. Modélisation de la dynamique d'évolution des perturbations du régime chimique de l'eau. Génie thermique de l'énergie N 11. 1993.

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26. Bogatchev A.F. Caractéristiques de corrosion des tuyaux austénitiques des surchauffeurs à vapeur. Génie thermique de l'énergie N 1. 1995.

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29. Pauli V.K. Évaluer la fiabilité des équipements électriques. Génie thermique de l'énergie N 12. 1996.

30. Pauli V.K. Quelques problèmes d'organisation d'un régime d'eau à oxygène neutre. Centrales électriques N 12. 1996.

31. Shtromberg Yu.Yu. Contrôle des métaux dans les centrales thermiques. Génie thermique de l'énergie N 12. 1996.

32. Dubov A.A. Diagnostic des canalisations de chaudières à mémoire magnétique métallique. M. : Energoatomizdat, 1995.

L'installation de chaudière se compose d'une chaudière et d'équipements auxiliaires. Appareils conçus pour produire de la vapeur ou eau chaude hypertension artérielle en raison de la chaleur dégagée lors de la combustion du combustible, ou de la chaleur fournie par des sources étrangères (généralement avec des gaz chauds), est appelée unités de chaudière.

Ils sont divisés en conséquence en chaudières à vapeur Et chaudières à eau chaude. Unités de chaudière qui utilisent (c'est-à-dire utilisent) la chaleur des gaz évacué des fours ou d'autres produits principaux et sous-produits de divers processus technologiques, appelé chaudières à chaleur résiduelle.

La chaudière comprend : foyer, surchauffeur, économiseur, aérotherme, châssis, revêtement, isolation thermique, gainage. Équipement auxiliaire prendre en compte : les machines à aspirer, les dispositifs de nettoyage des surfaces chauffantes, la préparation et l'alimentation en carburant, les équipements d'élimination des scories et des cendres, la collecte des cendres et autres dispositifs d'épuration des gaz, les conduites de gaz et d'air, les conduites d'eau, de vapeur et de carburant, les raccords, les raccords, l'automatisation, le contrôle et instruments et dispositifs de protection, équipements de traitement de l'eau et cheminée.

À raccords inclure les réglementations et dispositifs de verrouillage, vannes de sécurité et d'analyse de l'eau, manomètres, dispositifs indicateurs d'eau.

DANS casque comprend les regards, les judas, les trappes, les portes et les registres. Le bâtiment dans lequel se trouvent les chaudières s'appelle chaufferie.

Un ensemble d'appareils, comprenant une chaudière et des équipements auxiliaires, est appelé installation de chaudière. Selon le type de carburant brûlé et d'autres conditions, certains des accessoires spécifiés peuvent ne pas être disponibles. Chaudières fournissant de la vapeur à des turbines électriques thermiques

les stations sont appelées énergie. Pour fournir de la vapeur aux consommateurs industriels et aux bâtiments de chauffage, dans certains cas des production Et chauffage installations de chaudières.

Les combustibles naturels et artificiels (charbon, produits liquides et gazeux issus du traitement pétrochimique, gaz naturels et de haut fourneau, etc.), les gaz résiduaires des fours industriels et autres appareils sont utilisés comme sources de chaleur pour les chaufferies. énergie solaire, énergie de fission des noyaux d'éléments lourds (uranium, plutonium), etc.

Système technologique Une chaufferie avec une chaudière à vapeur à tambour fonctionnant au charbon pulvérisé est illustrée à la Fig. 5. Le combustible de l'entrepôt de charbon après concassage est acheminé par convoyeur jusqu'au bunker de charbon brut 1 , à partir duquel il est envoyé vers un système de préparation de poussière doté d'un broyeur à charbon 2. Carburant pulvérisé à l’aide d’un ventilateur spécial 3 transporté par des tuyaux dans le flux d'air jusqu'au brûleur m4 fours à chaudière 5, situé dans la chaufferie 14. L'air secondaire est également fourni aux brûleurs par un ventilateur soufflant. 13 (généralement via un aérotherme 10 Chaudière) . L'eau pour alimenter la chaudière est fournie à son tambour 7 pompe d'alimentation 12 du réservoir d'eau d'alimentation 11 , comportant un dispositif de désaération. Avant que l'eau ne soit fournie au tambour, elle est chauffée dans un économiseur d'eau 9 Chaudière L'évaporation de l'eau se produit dans un système de canalisations 6 . La vapeur saturée sèche du tambour entre dans le surchauffeur 8, puis envoyé au consommateur.

Figure 5 - Schéma technologique de la chaufferie :

UN- le chemin d'eau ; b- vapeur surchauffée; V- le cheminement du carburant ; g- le chemin du mouvement

air; d- parcours des produits de combustion ; e- chemin de cendres et de scories ; 1 - bunker

carburant; 2 - broyeur à charbon ; 3 - ventilateur du moulin ;

4 - brûleur ;

5 - le contour du four et des conduits de fumées de la chaudière ; 6 - les écrans du foyer ; 7 - tambour;

8 - surchauffeur à vapeur ; 9 - économiseur d'eau ; 10 - aérotherme ;

11 - réservoir de réserve d'eau avec dispositif de désaération ;

12 - nutritif

pompe; 13 - ventilateur; 14 - aperçu du bâtiment de la chaufferie (pièces

chaufferie); 15 - un dispositif de collecte des cendres ;

16 - un extracteur de fumée ;

17 - cheminée; 18 - station de pompage pour le pompage des cendres et de la pulpe de scories

Le mélange air-carburant fourni par les brûleurs chambre de combustion(foyer) chaudière à vapeur, brûle, formant une torche à haute température (1 500 °C) qui rayonne de la chaleur vers les tuyaux 6, situé sur la surface intérieure des parois du foyer. Ce sont des surfaces de chauffage par évaporation appelées écrans. Après avoir cédé une partie de la chaleur aux grilles, des fumées d'une température d'environ 1000°C traversent la partie supérieure de la lunette arrière dont les canalisations sont ici situées à grands intervalles (cette partie est appelée feston), et lavez le surchauffeur. Ensuite, les produits de combustion traversent l'économiseur d'eau, l'aérotherme et quittent la chaudière avec une température légèrement supérieure à 100 °C. Les gaz sortant de la chaudière sont nettoyés des cendres dans un dispositif de collecte des cendres 15 et un extracteur de fumée 16 rejeté dans l'atmosphère par une cheminée 17. Attrapé de gaz de combustion Les cendres pulvérisées et les scories tombées dans la partie inférieure du four sont généralement éliminées dans un courant d'eau à travers des canaux, puis la pulpe résultante est pompée à l'aide de pompes à ensacheuses spéciales. 18 et est éliminé par des pipelines.

La figure 5 montre qu'une chaudière à tambour se compose d'une chambre de combustion et de conduits de fumée, d'un tambour, de surfaces chauffantes sous pression du fluide de travail (eau, mélange vapeur-eau, vapeur), d'un aérotherme, de canalisations de raccordement et de conduits d'air. . Les surfaces chauffantes sous pression comprennent l'économiseur d'eau, les éléments évaporatifs formés principalement par les écrans et le feston de la chambre de combustion, ainsi que le surchauffeur. Toutes les surfaces chauffantes de la chaudière, y compris l'aérotherme, sont généralement tubulaires. Seules quelques chaudières à vapeur puissantes sont équipées d'aérothermes de conception différente. Les surfaces d'évaporation sont reliées au tambour et, avec les tuyaux de descente reliant le tambour aux collecteurs inférieurs des tamis, forment circuit de circulation. La séparation de la vapeur et de l'eau s'effectue dans le tambour ; De plus, une grande quantité d'eau augmente la fiabilité de la chaudière. La partie trapézoïdale inférieure du four de la chaudière (voir Fig. 5) est appelée entonnoir froid - les résidus de cendres partiellement frittés tombant de la torche y sont refroidis, qui tombent sous forme de scories dans un dispositif de réception spécial. Les chaudières à gazole ne disposent pas d'entonnoir froid. Le conduit de gaz dans lequel se trouvent l'économiseur d'eau et le réchauffeur d'air s'appelle convectif(arbre de convection), la chaleur y est transférée à l'eau et à l'air principalement par convection. Surfaces chauffantes intégrées à ce conduit et appelées queue, permettent de réduire la température des produits de combustion de 500-700 °C après le surchauffeur à près de 100 °C, c'est-à-dire utiliser davantage la chaleur du combustible brûlé.

L'ensemble du système de canalisations et le tambour de la chaudière sont soutenus par un cadre composé de colonnes et de poutres transversales. Le foyer et les conduits de fumée sont protégés des déperditions de chaleur externes garniture- une couche de revêtement ignifuge et matériaux isolants. Du côté extérieur du revêtement, les parois de la chaudière sont dotées d'un revêtement étanche au gaz. tôle d'acier afin d'éviter que l'excès d'air ne soit aspiré dans le foyer et que des produits de combustion chauds et poussiéreux contenant des composants toxiques ne soient éliminés.

Les chaudières à vapeur et les turbines à vapeur sont les principales unités d'une centrale thermique (TPP).

Chaudière à vapeur- il s'agit d'un appareil doté d'un système de surfaces chauffantes permettant de produire de la vapeur à partir de l'eau alimentaire qui lui est fournie en permanence en utilisant la chaleur dégagée lors de la combustion du combustible organique (Fig. 1).

Dans le moderne chaudières à vapeur s'organise combustion torchère de combustible dans un four à chambre, qui est un arbre vertical prismatique. La méthode de combustion par torchère est caractérisée par le mouvement continu du carburant avec de l'air et des produits de combustion dans la chambre de combustion.

Le combustible et l'air nécessaire à sa combustion sont introduits dans le four de la chaudière par appareils spéciaux — brûleurs. Le foyer en partie supérieure est relié à un puits vertical prismatique (parfois à deux), du nom du principal type d'échange thermique en cours. arbre convectif.

Dans le foyer, le conduit de fumée horizontal et le puits de convection se trouvent des surfaces chauffantes réalisées sous la forme d'un système de tuyaux dans lesquels se déplace le fluide de travail. Selon la méthode préférée de transfert de chaleur vers les surfaces chauffantes, elles peuvent être divisées en les types suivants: rayonnement, rayonnement-convectif, convectif.

Dans la chambre de combustion, les systèmes de tuyaux plats sont généralement situés sur tout le périmètre et sur toute la hauteur des murs - écrans de combustion, qui sont des surfaces chauffantes par rayonnement.

Riz. 1. Schéma d'une chaudière à vapeur dans une centrale thermique.

1 — chambre de combustion(foyer); 2 - conduit de gaz horizontal ; 3 - arbre convectif; 4 - écrans de combustion ; 5 - écrans de plafond ; 6 — tuyaux de drainage ; 7 - tambour; 8 – surchauffeur à rayonnement-convection ; 9 - surchauffeur à convection ; 10 - économiseur d'eau ; 11 — aérotherme ; 12 — ventilateur soufflant ; 13 — collecteurs à tamis inférieurs ; 14 - commode en scories; 15 — couronne froide; 16 - brûleurs. Le schéma ne montre pas le récupérateur de cendres et l'extracteur de fumée.

DANS conceptions modernes chaudières, les écrans de combustion sont constitués soit de tuyaux ordinaires (Fig. 2, UN), ou de tubes à ailettes, soudés ensemble le long des ailettes et formant un continu coque étanche aux gaz(Fig. 2, b).

Un appareil dans lequel l'eau est chauffée jusqu'à la température de saturation est appelé économiseur; la formation de vapeur se produit dans la surface chauffante formant de la vapeur (évaporation) et sa surchauffe se produit dans surchauffeur.

Riz. 2. Schéma des écrans de combustion
a - à partir de tuyaux ordinaires ; b - à partir de tubes à ailettes

Le système d'éléments de tuyauterie de la chaudière, dans lesquels se déplacent l'eau d'alimentation, le mélange vapeur-eau et la vapeur surchauffée, forme, comme déjà indiqué, son chemin eau-vapeur.

Pour évacuer en permanence la chaleur et assurer un régime de température acceptable pour le métal des surfaces chauffantes, un mouvement continu du fluide de travail y est organisé. Dans ce cas, l’eau de l’économiseur et la vapeur du surchauffeur les traversent une fois. Le mouvement du fluide de travail à travers les surfaces chauffantes génératrices de vapeur (évaporation) peut être simple ou multiple.

Dans le premier cas, la chaudière s'appelle flux direct, et dans le second - une chaudière avec diffusion multiple(Fig. 3).

Riz. 3. Schéma des parcours eau-vapeur des chaudières
a - circuit à flux direct ; b - schéma à circulation naturelle ; c - schéma avec plusieurs circulation forcée; 1 - pompe d'alimentation ; 2 - économiseur ; 3 - collecteur ; 4 — tuyaux générateurs de vapeur ; 5 — surchauffeur ; 6 - tambour; 7 — descente des tuyaux ; 8 - pompe à circulation forcée multiple.

Le chemin eau-vapeur d'une chaudière à passage unique est un système hydraulique en boucle ouverte, dans tous les éléments dont le fluide de travail se déplace sous la pression créée pompe d'alimentation. Dans les chaudières à flux direct, il n'y a pas de séparation claire entre les zones économiseur, génération de vapeur et surchauffe. Les chaudières à passage unique fonctionnent à des pressions sous-critiques et supercritiques.

Dans les chaudières à circulation multiple, il existe une boucle fermée formée par un système de tuyaux chauffés et non chauffés reliés en haut tambour, et plus bas - collectionneur. Le tambour est un récipient horizontal cylindrique contenant des volumes d'eau et de vapeur séparés par une surface appelée miroir d'évaporation. Le collecteur est un tuyau de grand diamètre bouché aux extrémités, dans lequel sont soudés sur toute sa longueur des tuyaux de plus petit diamètre.

Dans les chaudières avec circulation naturelle(Fig. 3, b) l'eau d'alimentation fournie par la pompe est chauffée dans l'économiseur et pénètre dans le tambour. Depuis le tambour, l'eau s'écoule à travers des tuyaux inférieurs non chauffés jusqu'au collecteur inférieur, d'où elle est distribuée dans des tuyaux chauffés dans lesquels elle bout. Les tuyaux non chauffés sont remplis d'eau ayant une densité ρ´ , et les tuyaux chauffés sont remplis d'un mélange vapeur-eau ayant une densité ρ cm, dont la densité moyenne est inférieure ρ´ . Le point le plus bas du circuit - le collecteur - d'un côté est soumis à la pression de la colonne d'eau remplissant les canalisations non chauffées, égale à Câlin, et de l'autre - la pression Hρ cm g colonne de mélange vapeur-eau. La différence de pression qui en résulte H(ρ´ - ρ cm)g provoque un mouvement dans le circuit et est appelé pression motrice de la circulation naturelle Porte S(Pennsylvanie):

S dv =H(ρ´ - ρ cm)g,

Où H— hauteur du contour ; g- Accélération de la gravité.

Contrairement au mouvement unique de l'eau dans l'économiseur et de la vapeur dans le surchauffeur, le mouvement du fluide moteur dans le circuit de circulation est multiple, car lors du passage dans les canalisations de génération de vapeur, l'eau ne s'évapore pas complètement et la teneur en vapeur du mélange à la sortie est de 3 à 20 %.

Le rapport entre le débit massique d'eau circulant dans le circuit et la quantité de vapeur générée par unité de temps est appelé taux de circulation.

R = m dans / m p.

Dans les chaudières à circulation naturelle R.= 5-33, et dans les chaudières à circulation forcée - R.= 3-10.

Dans le tambour, la vapeur résultante est séparée des gouttelettes d'eau et entre dans le surchauffeur puis dans la turbine.

Dans les chaudières à circulation forcée multiple (Fig. 3, V) pour améliorer la circulation est installé en plus pompe de circulation . Cela permet une meilleure disposition des surfaces chauffantes de la chaudière, permettant le mouvement du mélange vapeur-eau non seulement à travers des tuyaux verticaux générateurs de vapeur, mais également le long de tuyaux inclinés et horizontaux.

Étant donné que la présence de deux phases dans les surfaces formant de la vapeur - l'eau et la vapeur - n'est possible qu'à une pression sous-critique, les chaudières à tambour fonctionnent à des pressions inférieures à la pression critique.

La température dans le four dans la zone de combustion de la torche atteint 1 400-1 600°C. Par conséquent, les parois de la chambre de combustion sont constituées d'un matériau réfractaire et leur surface extérieure est recouverte d'une isolation thermique. Les produits de combustion, partiellement refroidis dans le four à une température de 900-1200°C, entrent dans le conduit horizontal de la chaudière, où ils lavent le surchauffeur, puis sont envoyés vers le puits de convection dans lequel ils sont placés. surchauffeur intermédiaire, économiseur d'eau et la dernière surface chauffante le long du flux de gaz - aérotherme, dans lequel l'air est chauffé avant d'être fourni au four de la chaudière. Les produits de combustion derrière cette surface sont appelés gaz de combustion: ils ont une température de 110-160°C. Comme une récupération de chaleur ultérieure à une température aussi basse n'est pas rentable, les gaz de combustion sont évacués dans la cheminée à l'aide d'un extracteur de fumée.

La plupart des foyers de chaudière fonctionnent sous un léger vide de 20 à 30 Pa (colonne d'eau de 2 à 3 mm) dans la partie supérieure de la chambre de combustion. Au fur et à mesure que les produits de combustion s'écoulent, le vide dans le trajet des gaz augmente et atteint 2 000 à 3 000 Pa devant les extracteurs de fumée, ce qui provoque l'entrée d'air atmosphérique par des fuites dans les parois de la chaudière. Ils diluent et refroidissent les produits de combustion, réduisant ainsi l'efficacité de l'utilisation de la chaleur ; De plus, cela augmente la charge sur les extracteurs de fumée et augmente la consommation d'énergie pour leur entraînement.

Récemment, des chaudières ont été créées qui fonctionnent sous pression, lorsque la chambre de combustion et les conduits de fumée fonctionnent sous surpression créés par des ventilateurs et des extracteurs de fumée ne sont pas installés. Pour que la chaudière fonctionne sous pression, il faut effectuer étanche au gaz.

Les surfaces chauffantes des chaudières sont constituées d'acier de différentes qualités, en fonction des paramètres (pression, température, etc.) et de la nature du fluide qui s'y déplace, ainsi que du niveau de température et de l'agressivité des produits de combustion avec lesquels ils sont en contact.

La qualité de l’eau d’alimentation est importante pour un fonctionnement fiable de la chaudière. Une certaine quantité de matières en suspension et de sels dissous, ainsi que d'oxydes de fer et de cuivre formés à la suite de la corrosion des équipements de la centrale électrique, pénètrent en permanence dans la chaudière. Une très petite partie des sels est emportée par la vapeur générée. Dans les chaudières à circulation multiple, la majeure partie des sels et presque toutes les particules solides sont retenues, c'est pourquoi leur teneur dans l'eau de chaudière augmente progressivement. Lorsque l'eau bout dans une chaudière, les sels tombent de la solution et du tartre apparaît sur la surface intérieure des tuyaux chauffés, ce qui ne conduit pas bien la chaleur. En conséquence, les tuyaux recouverts d'une couche de tartre à l'intérieur ne sont pas suffisamment refroidis par le fluide qui s'y déplace et, de ce fait, ils sont chauffés par les produits de combustion pour haute température, perdent leur force et peuvent s'effondrer sous l'influence d'une pression interne. Par conséquent, une partie de l'eau à forte concentration en sels doit être retirée de la chaudière. De l'eau d'alimentation avec une concentration plus faible d'impuretés est fournie pour reconstituer la quantité d'eau éliminée. Ce processus de remplacement de l'eau dans boucle fermée appelé soufflage continu. Le plus souvent, un soufflage continu est effectué à partir du tambour de la chaudière.

Dans les chaudières à flux direct, du fait de l'absence de tambour, il n'y a pas de soufflage continu. C'est pourquoi des exigences particulièrement élevées sont imposées à la qualité de l'eau d'alimentation de ces chaudières. Ils sont obtenus en nettoyant les condensats de la turbine après le condenseur de manière spéciale installations de traitement des condensats et un traitement approprié de l'eau d'appoint dans les usines de traitement des eaux.

La vapeur produite par une chaudière moderne est probablement l’un des produits les plus purs produits en grande quantité par l’industrie.

Par exemple, pour une chaudière à passage unique fonctionnant à pression supercritique, la teneur en contaminants ne doit pas dépasser 30 à 40 μg/kg de vapeur.

Les centrales électriques modernes fonctionnent avec suffisamment haute efficacité. La chaleur dépensée pour chauffer l'eau d'alimentation, son évaporation et la production de vapeur surchauffée est de la chaleur utile. Question 1.

La principale perte de chaleur dans la chaudière se produit avec les gaz d'échappement Question 2. De plus, il peut y avoir des pertes Question 3 d'une combustion chimique incomplète causée par la présence de CO dans les gaz d'échappement , H2 , CH4; pertes dues à la sous-combustion mécanique combustible solide Question 4 associé à la présence de particules de carbone imbrûlé dans les cendres ; pertes en environnementà travers la structure entourant la chaudière et les conduits de gaz Question 5; et enfin les pertes avec la chaleur physique des scories Question 6.

Désignation q 1 = Q 1 / Q , q 2 = Q 2 / Q etc., on obtient le rendement de la chaudière :

ηk =Q 1 /Q= q 1 =1-(q 2 +q 3 +q 4 +q 5 +q 6 ),

Où Q- la quantité de chaleur dégagée lors de la combustion complète du carburant.

La perte de chaleur avec les gaz de combustion est de 5 à 8 % et diminue avec la diminution de l'excès d'air. Des pertes plus faibles correspondent pratiquement à une combustion sans excès d'air, lorsque seulement 2 à 3 % d'air en plus est fourni au foyer par rapport à ce qui est théoriquement nécessaire pour la combustion.

Rapport de volume d'air réel VD fourni au four à la quantité théoriquement nécessaire VT pour la combustion du carburant, on appelle le coefficient d'excès d'air :

α = VD /VT ≥ 1 .

Diminuer α peut conduire à une combustion incomplète du carburant, c'est-à-dire à une augmentation des pertes dues au sous-combustion chimique et mécanique. Par conséquent, en prenant q5 Et q6 constante, établissez un tel excès d'air a, auquel la somme des pertes

q 2 + q 3 + q 4 → min.

L'excès d'air optimal est maintenu à l'aide de régulateurs électroniques automatiques du processus de combustion qui modifient l'alimentation en carburant et en air lorsque la charge de la chaudière change, tout en garantissant le mode de fonctionnement le plus économique. L'efficacité des chaudières modernes est de 90 à 94 %.

Tous les éléments de la chaudière : surfaces de chauffe, collecteurs, fûts, canalisations, revêtement, plates-formes et échelles de service sont montés sur un châssis, qui est une structure de châssis. La charpente repose sur la fondation ou est suspendue à des poutres, c'est-à-dire repose sur les structures porteuses du bâtiment. La masse de la chaudière et du châssis est assez importante. Ainsi, par exemple, la charge totale transmise aux fondations à travers les colonnes du châssis de la chaudière avec capacité vapeur D=950 t/h, soit 6000 T. Les parois de la chaudière sont recouvertes de l'intérieur de matériaux ignifuges et de l'extérieur d'une isolation thermique.

L'utilisation d'écrans étanches aux gaz entraîne une économie de métal pour la fabrication des surfaces chauffantes ; de plus, dans ce cas, au lieu d'un revêtement en briques coupe-feu, les murs sont recouverts uniquement d'une isolation thermique douce, ce qui permet de réduire le poids de la chaudière de 30 à 50 %.

Les chaudières énergétiques stationnaires produites par l'industrie russe sont marquées comme suit : E - chaudière à vapeur à circulation naturelle sans surchauffe intermédiaire de la vapeur ; Ep - chaudière à vapeur à circulation naturelle avec surchauffe intermédiaire de la vapeur ; PP est une chaudière à vapeur à flux direct avec surchauffe intermédiaire de la vapeur. La désignation des lettres est suivie de chiffres : le premier est la production de vapeur (t/h), le second est la pression de vapeur (kgf/cm 2). Par exemple, PC - 1600 - 255 signifie : une chaudière à vapeur avec foyer à chambre avec élimination des scories sèches, capacité de vapeur 1600 t/h, pression de vapeur 255 kgf/cm2.

Ministère de l'Éducation et des Sciences de la Fédération de Russie

Université technique d'État de Novossibirsk

CHAUDIERES

INSTRUCTIONS METHODOLOGIQUES

sur le calcul et le travail graphique pour les étudiants à temps plein

et des cours par correspondance, ainsi qu'un programme pour

étudiants à temps partiel de la spécialité

"Centrales thermiques" 140101

Novossibirsk

Le but de cette publication est de consolider la matière théorique du cours « Chaudières et générateurs de vapeur ». Il comprend des lignes directrices pour le calcul des volumes et des enthalpies de l'air et des produits de combustion ; détermination du bilan thermique et de la consommation de combustible, de la consommation d'air et de gaz par chaudière ; des documents de référence pour ces calculs, ainsi que le programme et les devoirs de tests pour les étudiants à temps partiel.

Compilé par Ph.D. technologie. Sc. Assoc. V.N.Baranov.

Réviseur Ph.D. technologie. Sc. Assoc. Yu.I.Sharov.

Les travaux ont été préparés au Département des Centrales Thermiques.

État de Novossibirsk

Université technique, 2007

CONTENU

1. Instructions méthodologiques générales…………………………………………....4 2. Exigences pour la conception de l'ouvrage………………………………… ……………………... …….. 4 3. Calcul des volumes et enthalpies de l'air et des produits de combustion,

détermination de la consommation de combustible, de gaz et d'air par chaudière 6

3.1 Caractéristiques thermiques estimées du combustible…………………….. 6

3.2 Volume d'air et de produits de combustion……………………………………… 7

3.3 Enthalpie de l'air et des produits de combustion………………………………… 9

3.4 Bilan thermique de la chaudière et détermination de la consommation de combustible………………………10

3.5 Débits d'air et de gaz……………………………………………………… 12

4. Devoirs pour les tests….………………………………………… 13

5. Programme des cours (6ème semestre)…………………………………………….. 17

6. Programme des cours (7ème semestre)…………………………………………….. 18

7 Références 19
1. INSTRUCTIONS METHODOLOGIQUES GÉNÉRALES

Le cours « Installations de chaudières » est de base pour les étudiants inscrits dans la direction 650800 « Génie thermique de l'énergie » et est étudié au cours des 6ème et 7ème semestres. Il est nécessaire de comprendre le programme du cours et d'étudier un large complexe de questions liées aux schémas technologiques et aux technologies de l'eau, de la vapeur, du combustible, ainsi qu'à la conception dans son ensemble et aux composants individuels de l'installation de la chaudière, aux principes et méthodes spécifiques de calcul. processus de combustion du combustible et lois de l'échangeur de chaleur dans le four et les surfaces convectives, modèles aérodynamiques dans les trajets d'air et de gaz de la chaudière, processus et modèles hydrodynamiques dans le trajet vapeur-eau des chaudières à tambour et à flux direct, exigences de base pour leur fonctionnement. Pour consolider la partie théorique du cours, les étudiants réalisent un test au 6ème semestre, et un projet de cours au 7ème semestre.

Un étudiant à temps partiel, guidé par le programme de cours et le matériel méthodologique, étudie de manière indépendante le matériel des manuels et des supports pédagogiques et réalise un test écrit et un projet de cours. Lors de la session d'examens, les enseignants donnent des cours sur les questions les plus difficiles. Le programme des cours pour les étudiants par correspondance est donné à la fin du guide.

2. EXIGENCES POUR LA FORMULATION DU TRAVAIL

Lors de la résolution de tâches de contrôle, vous devez respecter les règles suivantes :

a) noter les conditions du problème et les données initiales ;

b) au moment de décider, écrire d'abord la formule, faire référence au manuel entre […] parenthèses, puis substituer les valeurs des paramètres correspondants, puis effectuer les calculs ;

c) les décisions doivent être accompagnées de brèves explications et de références à des chiffres

formules, tableaux et autres facteurs

e) à la fin des travaux, fournir une liste des références utilisées et apposer votre signature

f) pour les commentaires écrits, laisser des marges vierges sur chaque page et une ou deux pages à la fin de l'ouvrage ;

g) sur la couverture du cahier indiquez le numéro du travail d'essai, le nom du sujet, votre nom, votre deuxième prénom, votre code et votre numéro de spécialité.

Les œuvres réalisées selon la version de quelqu'un d'autre ne sont pas révisées.

Avant de résoudre des problèmes, il est nécessaire d'élaborer les éléments suivants : pour l'enseignement à temps plein - la partie correspondante du matériel de cours, pour les étudiants à temps partiel un manuel (théorie), au moins les sections 1,2,3,4 du programme.

CALCUL DES VOLUMES ET ENTHALPIES D'AIR ET DE PRODUITS DE COMBUSTION, DÉTERMINATION DES COMBUSTIBLES, GAZ ET CONSOMMATION D'AIR PAR CHAUDIÈRE