Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

§ 3. Паровые и водогрейные котлы. Техника безопасности.

Рассмотрим опасности, которые могут возникнуть при эксплуатации паровых и водогрейных котлов, возможные последствия и меры по их устранению. Наибольшую опасность представляет взрыв.

Под взрывом парового котла понимается такое нарушение целостности его стенок, при котором происходит мгновенное понижение внутреннего давления до величины внешнего. При взрыве происходит мгновенное испарение воды, находящейся в котле под давлением и нагретой до температуры свыше 100 С, поскольку вследствие нарушения целостности стенок котла давление в нем понижается до атмосферного. При мгновенном испарении воды образуется огромное количество пара (1 л воды, переходя в пар, увеличивается в объеме примерно в 1700 раз), что и является причиной больших разрушений. Таким образом, опасен не пар, находящийся в паровом пространстве котла, а готовая в любое мгновение испариться, нагретая до температуры более 100°С вода, обладающая громадным запасом энергии.

Аварии паровых котлов могут возникнуть из-за недостатка в них воды, неисправности питателей и водоуказательных приборов, плохого знания правил техники безопасности кочегарами или слабой производственной дисциплины.

При недостатке воды в паровом котле происходит размягчение металла топочной части, в стенках котлов могут образоваться выпучины, которые приводят к разрыву стенки.

Представляет опасность образование и скопление накипи на отдельных элементах котла, которое наблюдается при нерегулярной чистке котлов. По этой причине может образоваться выпучина и возможен разрыв. При попадании воды на перегретую до красного калeния стенку котла мгновенно образуется пар. Возникающее при этом на ограниченной перегретой и размягченной поверхности стенки котла высокое давление может вызвать ее разрыв.

Неудовлетворительный водный режим представляет опасность для котла по следующим причинам:

1. Накипь, образующаяся на стенках котла, имея низкий коэффициент теплопроводности, способствует перегреву стенок и размягчению металла.

2. Умягченная вода при значительной щелочности вызывает межкристаллитную коррозию, известную под названием каустической хрупкости.

3. Содержание в питательной воде кислорода и углекислого газа вызывает электрохимическую коррозию с образованием на поверхности окислов железа. Электрохимическую коррозию можно предотвратить удалением солей, кислорода и углекислого газа из питательной воды. Для предотвращения этого воду, поступающую в котел, предварительно обрабатывают для уменьшения образования накипи на стенках котла. Возможно и умягчение воды посредством ввода в котел умягчающих средств вместе с водой.

Нормативные требования содержатся в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов», которые определяют требования к устройству, изготовлению и эксплуатации паровых котлов, пароперегревателей и экономайзеров с рабочим давлением более 0,07 МПа и водогрейных котлов с температурой роды выше 115°С и распространяются на: паровые котлы с топкой; котлы-утилизаторы; котлы-бойлеры; водогрейные котлы с топкой.

Паровой котел - это устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного, используемого вне самого устройства.

Водогрейный котел - это устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для нагревания воды, находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Котел-утилизатор - это паровой или водогрейный котел, в котором в качестве источника тепла используются горячие газы технологического процесса.

Котел-бойлер - это паровой котел, в паровом пространстве которого размещено устройство для нагревания воды, используемой вне самого котла, а также паровой котел, в естественную циркуляцию которого включен отдельно стоящий бойлер.

Расчет паровых котлов на машиностроительных заводах выполняют только как поверочный при оформлении технической документации для ввода котла в эксплуатацию или для обоснования допустимости эксплуатации. Расчет проводится по утвержденным нормативам *. На котлах, помимо обязательных приборов, устанавливают приборы, контролирующие уровень воды в котле, а в ряде случаев и ее температуру. Устанавливают также устройства, автоматически подающие звуковую или световую сигнализацию при снижении уровня воды в котле до минимального.

* Нормы расчета элементов паровых котлов на прочность. Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору. М., Наука, 1971.

Недостаток воды в котле является наиболее частой причиной повреждения котла и взрыва. Для устранения такой опасности в потолке топки устанавливают предохранительную пробку из легкоплавкого свинцово-оловянистого сплава. При недостатке воды в котле верхняя часть топки перестает охлаждаться, пробка, нагретая топочными газами, быстро расплавляется и в образующееся отверстие начинает поступать пар, который тушит огонь в топке.

Предохранительные клапаны не должны допускать превышения давления в котле свыше 10% от расчетного. Суммарная пропускная способность предохранительных клапанов должна соответствовать или превышать часовую производительность котла.

Водогрейные котлы применяются для обогрева производственных и вспомогательных помещений и в технологических целях.

Предохранительные клапаны водогрейных котлов рассчитывают по формуле

где n - число предохранительных клапанов; d-диаметр седла клапана, см; h - высота подъема клапана, см; k - эмпирический коэффициент, принимаемый для низкоподъемных клапанов (n/d<= 1/20) k=135; для полноподъемных клапанов (h/d =>1/4) k=70; Q - максимальная теплопроизводительность котла, кДж/ч; р - максимальное допустимое давление в котле при полностью открытом клапане, МПа; i - теплосодержание насыщенного пара при максимально допустимом давлении в котле, кДж/кг; t_вх - температура воды, входящей в котел, °С; g - ускорение силы тяжести, 9,81 м/с².

Предохранительные клапаны данных котлов регулируют на начало открытия при давлении не более 1,08 рабочего давления в котле.

Паровые и водогрейные котлы устанавливают в специальных помещениях - котельных, в которых предусматривается не менее двух выходов. От производственных помещений котельные изолируют несгораемыми стенками. Кровля котельной выполняется легко сбрасываемой для того, чтобы она в случае взрыва не оказывала большого сопротивления взрывной волне.

Расстояние от верхней площадки для обслуживания котла до нижних конструктивных частей перекрытия котельной принимается не менее 3 м. Между котлами должен быть свободный проход шириной не менее 1 м, а при боковом обслуживании топки - не менее 2 м. Устройство котельных в полуподвальных помещениях допускается только при использовании водогрейных котлов с температурой до 100°С или паровых котлов с давлением менее 0,07 МПа. Для большего удобства и безопасности обслуживания в котельных, по возможности, обеспечивается естественное освещение помещения и обязательно искусственное освещение.