Организация системы инженерного мониторинга котельного оборудования

     Режимно-наладочные испытания (III категория)

1. Предварительные измерения (12 – 15 опытов): в них проводится определение частоты вращения питателей топлива (пыли), тарировка мазутных форсунок; тарировка сечений газоходов, пылевоздуховодов, воздухопроводов; измерение скоростей воздуха в горелках и воздуховодах; определение присосов воздуха по котлу (включая золоулавливающую установку) и пылесистеме.
2. Наладочные опыты: определение оптимального положения факела (4 опыта); определение оптимального коэффициента избытка воздуха (при трех-четырех нагрузках котла) (12 – 16 опытов), определение оптимальной тонкости пыли (6 – 8 опытов); определение оптимального сочетания работающих горелок при минимальной нагрузке (4 – 6 опытов).
3. Основные опыты: определение КПД и тепловых потерь на номинальной и трех пониженных нагрузках (4 опыта); определение максимальной нагрузки (3 – 4  опыта); определение минимальной нагрузки (2 – 3  опыта).

 

     Эксплуатационные балансовые испытания (II категория) 

    

1. Предварительные измерения и наладочные опыты (по программе режимно-наладочных испытаний).
2. Определение наибольшей бесшлаковочной нагрузки (в течение суточного испытания (2 – 3  опыта).
3. Определение минимальной длительной нагрузки пыле-угольного котла без изменений состава вспомогательного оборудования и без подсветки факела мазутом (нижнего регулировочного диапазона) (2 – 3  опыта); для котлов с жидким шлакоудалением, кроме того, из условия обеспечения надежного выхода жидкого шлака.
4. То же с изменением состава оборудования и подсветкой факела (технического минимума) и допустимой длительности поддержания этой нагрузки (2 – 3  опыта).
5. Выявление экономичности при номинальной, минимальной и двух-трех промежуточных нагрузках (5 – 6 опытов).

 

     Для выявления дефектов парового котла  проводится техническое освидетельствование  наружным, внутренним осмотрами и  гидравлическим испытанием – давлением (13±3,25) кгс/см². Данное испытание проводится для выявления признаков разрыва, течи, слезок, потения по сварным швам и на цельном металле барабанов, коллекторов и труб, а также в их вальцовочных соединениях.

     Коррозионные  повреждения поверхностей нагрева  оцениваются контрольными осмотрами  до и после каждой кампании эксплуатации. При этом ведется непрерывное наблюдение за газовым сопротивлением отдельных элементов парового котла. При осмотрах отбираются пробы отложений для определения количества и состава и прежде всего содержания железа. Скорость коррозии при испытаниях определяется с помощью зондов по убыли массы экспериментальных образцов, помещаемых в соответствующие зоны топки или конвективной шахты. Перед взвешиванием образцов зонда прокорродировавшая их поверхность обмывается дистиллированной водой.

     Для выявления трещин в металлических  конструкциях котла кроме периодических  его осмотров необходима проверка условий  его эксплуатации, и в частности  уровня действующих в нем напряжений при имевших место наиболее неблагоприятных  режимах работы котла. При этом следует учитывать напряжения от внутреннего давления и температурные напряжения с коэффициентами концентрации напряжений на кромках отверстий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. ОБСЛУЖИВАНИЕ  КОТЛА

     Эксплуатация  котла неизбежно связана с  проблемой промывки котла[8]. Промывка котла – комплекс мероприятий, имеющих целью удалить с внутренней поверхности котла отложения, загрязнения и накипь, которые образуются на стенках котла в процессе эксплуатации. Промывка котла необходима, так как накопление отложений на внутренней поверхности котла приводит к значительному падению рабочей эффективности котла и всей системы связанной с водным/паровым циклом котла. Что в свою очередь провоцирует уменьшение или нестабильность теплообмена системы, вызывает сбои оборудования или повреждает трубы, а также значительно увеличивает расход топлива. Таким образом, для того, чтобы обеспечивать эффективный теплообмен, внутренние поверхности котлов, непосредственно контактирующие с водой и паром должны содержаться в чистоте и быть свободными от отложений.

     Отложения вызывают следующие основные проблемы:

- Увеличение температуры стенок труб;

- Уменьшение теплоотдачи, влекущее за собой увеличение

  стоимости энергии и потерю надёжности.

     Увеличение  температуры стенок труб происходит в результате низкой термической удельной проводимости отложений по сравнению с металлом.

     Уменьшение теплоотдачи может привести к тому, что расчётная температура стенок трубы будет превышена, в конечном итоге это может привести к выходу трубы из строя в результате разрушения при ползучести. Эффективность теплопередачи определяется как отношение производительности котла к расходу топлива, как только отложения начинают уменьшать теплоотдачу, потребуется больше топлива для производства расчётной температуры, т. о. происходит общая потеря эффективности и потери энергии. В конечном счёте, удаление отложений из котла становиться насущной необходимостью для предотвращения его повреждений. Одним из путей удаления отложений является химическая промывка котла. Химическая промывка котла это многоступенчатый процесс, направленный на удаление всех существующих видов отложений с  внутренней поверхности котлов, в результате гидротехническая система должна остаться чистой и дезактивированной.

     Необходимость проведения химической промывки выявляется при проведении плановых проверок рабочих частей котла. Проверка должна выявить проблемные зоны котла, которые наиболее всего поражены коррозией или содержат наибольшее количество отложений. Другие факторы, воздействующие на решение о проведении проверок:

- потеря  общей эффективности; 

- наличие участков перегрева – например, засвидетельствованных  

  инфракрасными исследованиями;

- разрушение труб при штатной эксплуатации. 

Очистка котлов обычно состоит из комбинации следующих стадий:  

1. Механическая очистка
2. Промывка водой
3. Обработка щелочами
4. Очистка органическими растворителями
5. Нейтрализация и пассивация

 

Химическая  очистка обычно включает одну или  более стадий из ниже перечисленных:  

1. Горячее щелочное обезжиривание
2. Удаление меди
3. Промывка реагентами на основе кислоты с последующей нейтрализацией и пассивацией

      Также ключевым моментом является обследование котла после химической промывки для определения успешности выполнения процедуры.

      Таким образом для эффективной работы оборудования, контроля образования коррозии, надёжности и предотвращения аварий необходимо производить промывку котлов периодически. Очистка достигается при выполнении комбинации из нескольких стадий. В некоторых случаях необходимо использование всех стадий промывки, степень загрязненности котла может очень сильно варьироваться от одного к другому. Точное определение процедур, которые следуют использовать, зависит от плотности отложений и результата их анализа, вздутий или поломок труб, анализа водоподготовки, обследование и история очищаемого оборудования. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. РАЗАРБОТКА  ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ

 

3.1. ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ 

     Функциональная  модель разработана для обеспечения  исправной работы котельного оборудования узловой котельной дирекции по тепловодоснабжению.

     На  диаграмме А-0 показаны основные функции, с помощью которых осуществляется мониторинг котельного оборудования. На данной диаграмме показаны 3 функциональных блока:

1. Проводить освидетельствование и обслуживание котельного оборудования (А1);
2. Ремонтировать котельное оборудование (А2);
3. Вносить изменения в ремонтный журнал (А3).

     История системы, т. е. информация о предыдущих состояниях котельного оборудования,  служит управляющим параметром для принятия решения о Проведении освидетельствования и обслуживания котельного оборудования (А1). Освидетельствование и обслуживание включает проведение осмотра (А11), проведение испытаний(А12) и проведение обслуживания (А13) Котельного оборудования, которое является входом блока (А1). Данные работы проводятся согласно Графику проверок и НТД  идущие на управление блока (А1). Осмотры , испытания и обслуживание выполняет Персонал котельной с помощью Собственных инструментов, которые являются механизмами блоков (А11), (А12) и (А13). Осмотры проводятся двумя способами: наружный осмотр (Проводить наружный осмотр (А111)) и внутренний осмотр (Проводить внутренний осмотр(А112)). На основании Информации после наружного и внутреннего осмотров делаются выводы о состоянии котла (Составлять заключение о ТС котла(А113)). Результатом проведения осмотра (А11), испытаний (А12) и обслуживания (А13) Котельного оборудования является Проверенный котел, т.е это Котел после осмотра, Котел после испытаний и Котел после ТО. После проведения освидетельствования и обслуживания котельного оборудования посылается Информация о ТС котла, на основании которой проводится ремонт котельного оборудования и вносятся изменения в ремонтный журнал. Поэтому Информация о ТС котла идет на управление блока Ремонтировать котельное оборудование (А2) и на вход блока Вносить изменения в ремонтный журнал (А3). Проверенный котел  может быть либо Исправным, либо С дефектами. Котел с дефектами идет на вход блока (А2). Ремонт котельного оборудования проводится Персоналом котельной с помощью Собственных инструментов, которые являются механизмами блока (А2). Для проведения ремонтных работ заказывают необходимые Материалы и запчасти. Для этого отправляют Заявку на материалы и запчасти. Ремонтные работы проводятся на основании НТД, идущей на управление блока (А2). Результатом Ремонта котельного оборудования (А2) является Отремонтированный котел. После ремонта котельного оборудования посылается Информация о проведенном ремонте для внесения изменений в ремонтный журнал. Информация о проведенном ремонте идет на вход блока (А3). На вход блока (А3) также идет Ремонтный журнал, в который записывается информация о всех работах, проводимых с котельным оборудованием. Вносит изменения в журнал Персонал котельной. На выход из блока (А3) идет Запись в ремонтном журнале. Все изменения в журнале вносятся согласно Правилам оформления журнала. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ 

Диаграмма А0 

Цель:   Обеспечить исправность котельного оборудования

Точка Зрения: Главный инженер

 

Диаграмма А-0 

 
 

Декомпозиция  блока А1 

 

Декомпозиция  блока А11 

 

4. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ

 

1. ОПИСАНИЕ  ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ

Выделение сущностей

  Исходным  материалом для выделения сущностей  является Список информационных объектов, полученный на основе анализа функциональной модели (Таб. 1)

  При анализе информационных объектов по каждому объекту необходимо ответить на вопрос, является ли объект, либо кандидатом сущности или  характеристикой (атрибутом) некоторой сущности, либо не входит в информационную модель.

Таблица 1 – Объекты функциональной модели