Какое требование к обеспечению прогрева и продувки паропроводов указано неверно

Обновлено: 16.06.2024

5.2.4.4. До проведения пусковых работ оборудование тепловых пунктов и систем теплопотребления должно быть подвергнуто гидравлическому испытанию на прочность и плотность [15]:

элеваторные узлы, калориферы и водоподогреватели горячего водоснабжения и отопления давлением 1,25 рабочего, но не ниже 1 МПа (10 );

системы отопления с чугунными отопительными приборами давлением 1,25 рабочего, но не ниже 0,6 МПа (6 );

системы панельного отопления давлением 1 МПа (10 ).

Гидравлическое испытание на прочность и плотность теплового пункта и систем теплопотребления должно проводиться при положительных температурах наружного воздуха. При температуре наружного воздуха ниже 0°С гидравлическое испытание проводится лишь в исключительных случаях.

5.2.4.5. Паровые системы отопления с рабочим давлением до 0,07 МПа (0,7 ) должны испытываться давлением, равным 0,25 МПа (2,5 ) в нижней точке системы; системы с рабочим давлением более 0,07 МПа (0,7 ) - давлением, равным рабочему давлению плюс 0,1 МПа (1 ), но не менее 0,3 МПа (3 ) в верхней точке системы [15].

5.2.4.6. Гидравлическое испытание системы теплопотребления производится с помощью гидравлического пресса с ручным или механическим приводом. Пресс присоединяется к обратному трубопроводу теплового пункта временной соединительной линией, на которой должен быть установлен запорный вентиль и обратный клапан. Давление в системе с помощью пресса доводят до заданного значения, после чего перекрытием вентиля на соединительной линии пресс отключают от системы и производят осмотр всего оборудования теплового пункта и системы.

не обнаружено потения сварных швов или течи из нагревательных приборов, трубопроводов, арматуры и прочего оборудования;

при гидравлическом испытании водяных и паровых систем теплопотребления в течение 5 мин падение давления не превысило 0,02 МПа (0,2 );

при испытании систем панельного отопления падение давления в течение 15 мин не превысило 0,01 МПа (0,1 ).

5.2.4.8. Результаты гидравлического испытания, а также все дефекты, выявленные при осмотре систем, и замечания представителя ОЭТС необходимо занести в оперативный журнал теплового пункта и в акт о готовности теплового пункта и систем теплопотребления к отопительному сезону, являющийся документом на включение системы. Акт подписывают представители ОЭТС и потребителя тепловой энергии.

Если результаты гидравлического испытания не отвечают указанным в п. 5.2.4.7 условиям, потребитель должен выявить и устранить утечки, после чего системы должны быть подвергнуты повторному гидравлическому испытанию на прочность и плотность.

5.2.4.9. До включения в эксплуатацию системы теплопотребления должны быть полностью опорожнены от водопроводной воды, которой проводились гидравлические испытания, и заполнены сетевой водой. Включение систем теплопотребления без замены находящейся в них водопроводной воды на сетевую не допускается.

Контроль за качеством воды, находящейся в системах теплопотребления, ведется путем химического анализа.

5.2.4.10. Включение систем теплопотребления должно производиться персоналом потребителя по заранее разработанному графику, согласованному с ОЭТС.

При наличии нескольких магистральных теплопроводов, питающихся от общего источника тепловой энергии, включение систем теплопотребления, подключенных к каждой магистрали, производится независимо одна от другой по общей программе пуска; при определении количества одновременно заполняемых систем должны учитываться производительность водоподогревательной установки и подпиточного устройства источника тепловой энергии.

5.2.4.11. К заполнению сетевой водой ранее не заполненных систем и к их включению приступают немедленно после создания начальной циркуляции воды в сети, не ожидая повышения температуры воды до нормы.

5.2.4.12. Заполнение систем теплопотребления производится персоналом потребителя, эксплуатирующим теплопотребляющие установки, в соответствии с местными инструкциями по обслуживанию тепловых пунктов и теплопотребляющих установок, составленными в соответствии с [15].

5.2.4.13. Расходомеры (турбинного типа), установленные на обратных трубопроводах тепловых пунктов, на время заполнения системы должны быть заменены вставками, если нет обводной линии, по которой можно производить заполнение системы, минуя расходомер. Заполнение системы через расходомер запрещается.

5.2.4.14. Включение систем теплопотребления, присоединенных к участкам тепловой сети, на которых установлены авторегуляторы давления, следует производить после включения этих регуляторов и настройки их на заданные параметры.

5.2.4.15. На тепловых пунктах, которые должны быть оборудованы авторегуляторами в соответствии с п. 2.2.17 [15], следует до создания циркуляции в системе теплопотребления включить авторегуляторы в работу, открыв для этого краны на соединительных (импульсных) линиях. При создании циркуляции эти регуляторы должны быть настроены на поддержание расчетных параметров в системе теплопотребления.

5.2.4.16. Во время включения систем теплопотребления на водоподогревательной установке источника тепловой энергии должно поддерживаться заданное давление в подающем и обратном коллекторах с помощью задвижек на нагнетательных патрубках сетевых насосов и подпиточного устройства.

5.2.4.17. При включении систем теплопотребления необходимо следить, чтобы значение давления в обратном трубопроводе было выше значения статического давления на 0,05 МПа (0,5 ), но не более допустимого для систем теплопотребления.

5.2.4.18. При значительных отклонениях располагаемого напора на тепловых пунктах и системах теплопотребления от расчетного следует установить причины этого несоответствия и принять меры к их устранению.

5.2.4.19. После того, как расход воды через включенные системы теплопотребления достигнет значения, необходимого для поддержания необходимого избыточного давления на всем протяжении обратного трубопровода, концевые перемычки, через которые осуществлялась циркуляция воды в сети до включения тепловых пунктов систем теплопотребления, должны быть плотно закрыты. Контрольные вентили между задвижками на перемычках должны быть открыты.

5.2.4.20. Порядок определения готовности систем централизованного теплоснабжения к прохождению отопительного сезона и методика определения основных показателей готовности этих систем к работе в предстоящем сезоне приведены [22].

5.3. Пуск паровой тепловой сети

5.3.1. Организация пуска

5.3.1.2. Пусковая бригада назначается накануне прогрева паропровода. Состав бригады определяется из условия дежурства двух слесарей у каждого дренажного устройства прогреваемого паропровода. При расположении паропровода в просматриваемых местах допускается дежурство двух слесарей на каждые два-три дренажных устройства, при этом расстояние между крайними дренажными устройствами, обслуживаемыми двумя слесарями, не должно превышать 100 м. Пусковой бригаде придается автотранспорт. Связь между начальником и членами пусковой бригады осуществляется по рации.

5.3.1.3. Если часть пускаемого паропровода, отделенного задвижками, является собственностью потребителя, то пуск такого участка производится пусковой бригадой потребителя по разрешению начальника пусковой бригады ОЭТС, которому начальник пусковой бригады потребителя должен быть подчинен оперативно.

5.3.1.4. В соответствии с настоящей Типовой инструкцией должны быть составлены местные инструкции на пуск каждого паропровода с указанием скорости его прогрева в зависимости от протяженности участка, его профиля и степени сухости пара, последовательности и порядка проведения отдельных операций с учетом местных условий. Местные пусковые инструкции должны утверждаться главным инженером ОЭТС.

5.3.2. Прогрев и продувка паропроводов

5.3.2.1. При пуске разветвленного паропровода большой протяженности первоначально следует прогреть основную магистраль, а затем поочередно ответвления от нее. Прогрев небольших малоразветвленных паропроводов можно производить в целом по всей сети одновременно.

5.3.2.2. До начала прогрева магистрального паропровода следует плотно закрыть головную задвижку на выходе из источника тепловой энергии, а также задвижки на всех ответвлениях от магистрали и тепловых пунктах потребителей.

При одновременном прогреве магистрали и ее ответвлений задвижки на всех прогреваемых ответвлениях необходимо полностью открыть.

Перед прогревом паропровода должны быть полностью открыты дренажные устройства прогреваемого участка, которые одновременно используются и для выпуска воздуха.

Конденсатоотводчики на прогреваемом паропроводе следует отключить, а дренаж паропровода в местах установки конденсатоотводчиков переключить на прямую продувку в атмосферу. При параллельной прокладке нескольких паропроводов пусковые дренажи каждого из них должны быть раздельными и не соединяться между собой.

5.3.2.3. Прогревать паропровод можно лишь после того, как скопившийся в нем конденсат будет сдренирован. Особенно необходимо следить за тем, чтобы конденсат не остался в нижних точках "изломов" трубопровода. За открытыми дренажными устройствами должен быть установлен постоянный надзор. Периодически следует проверять, нет ли засора в дренажном устройстве.

5.3.2.4. Прогрев магистрального паропровода производится через байпас головной задвижки. Открывает байпас персонал источника тепловой энергии, действующий по указанию и под наблюдением начальника пусковой бригады. Байпас следует открывать плавно и медленно. Степень открытия устанавливается начальником пусковой бригады, изменить ее можно только после его распоряжения или при возникновении гидравлических ударов.

При отсутствии байпаса на головной задвижке подача пара в паропровод производится путем небольшого открытия самой задвижки.

5.3.2.5. При возникновении гидравлических ударов подача пара должна быть немедленно сокращена, а при частых и сильных ударах - полностью прекращена впредь до полного удаления из прогреваемого участка паропровода скопившегося в нем конденсата.

5.3.2.6. Скорость прогрева паропровода регулируется по признакам появления легких гидравлических ударов (щелчков). При проведении прогрева необходимо регулировать его скорость, не допуская при этом сползания трубопровода с подвижных опор.

Для паропровода характерны большая протяженность, сложная конфигурация и значительная разница в толщине отдельных деталей — труб, арматуры и соединительных частей (тройников, отводов и др.). При прогреве паропровода для снижения возникающих тепловых напряжений существенное значение имеет исправность его тепловой изоляции, опор, креплений и возможность свободного перемещения паропровода при прогреве. В начале прогрева пар, поступающий в паропровод, конденсируется. Во избежание гидравлических ударов конденсат должен удаляться через дренажные устройства. При гидравлических ударах процесс прогрева прекращается, и паропровод усиленно дренируется.

По мере прогрева металла конденсация пара уменьшается. Передача тепла от конденсирующегося пара к стенкам паропровода происходит с большой скоростью, поэтому внутренние слои металла нагреваются больше, чем наружные, в результате возникают разность температур по толщине стенок и дополнительные внутренние напряжения в металле. Температура фланцев, арматуры и соединительных частей, имеющих большую толщину стенки, меньше температуры труб. При быстром нагреве в этих деталях, а также в местах их приварки к паропроводам могут возникнуть опасные термические напряжения, которые ведут к образованию трещин, поэтому скорость прогрева паропроводов обычно определяется с учетом условий прогрева арматуры, фланцев и других фасонных деталей.

В процессе прогрева производятся наблюдения и контроль за расширениями паропровода по установленным реперам и проверяется состояние опор и подвесок. При защемлении паропровода или при значительном ослаблении подвесок следует приостановить прогрев и устранить неисправности.

Пуск пара в паропровод производится по письменному распоряжению ответственного лица (например, начальника котельной). Перед пуском пара необходимо:

проверить состояние тепловой изоляции и опорно-подвесной системы трубопровода.
убедиться в отсутствии посторонних предметов в непосредственной близости от паропровода (в том числе подмостей, лесов, оставшихся после ремонта), которые могут помешать выполнению пуска.
проверить исправность лестниц и площадок для обслуживания трубопровода.
проверить наличие и исправность контрольно-измерительных приборов на трубопроводе.
в целях недопущения защемления трубопровода проверить наличие нормативных зазоров между трубами, его опорно-подвесной системой, арматурой и другими элементами с одной стороны и строительными конструкциями — с другой;
убедиться в готовности запорной арматуры к пуску (надежность крепления приводов, отсутствие цепей, хомутов на штурвалах и приводах, легкость хода подвижных частей арматуры, подключение электропитания к электроприводам);
проверить состояние дренажных линий, воздушников и их арматуры.

Перед прогревом трубопровода необходимо полностью открыть все дренажные устройства прогреваемых участков. При пуске пара в начале прогрева поступающий пар конденсируется на входе в трубопровод. По мере прогрева стенки трубы зона конденсации перемещается по паропроводу.

Допустимые скорости прогрева и расхолаживания паропроводов свежего пара

1 — 194x36 мм; 2 — 245x32 мм; 3 — 219x32 мм; 4 — 219x52 мм; 5 — 325x60 мм; 6 — 275x62,5 мм

При прогреве стенки трубы необходимо соблюдать скорость прогрева, которая устанавливается соответствующими графиками . Она зависит от диаметра трубы, толщины стенки, металла, из которого изготовлена труба, начальной температуры. Скорость должна быть установлена в производственной инструкции по обслуживанию паропровода и доводиться до персонала при проведении инструктажа.

Прогрев паропровода производится посредством подачи пара через байпас запорной арматуры. При этом следует полностью открыть первый вентиль (запорный), а затем медленно и осторожно приоткрыть регулирующий вентиль. При засорении дренажа его необходимо продуть быстрым закры-

тием и открытием вентиля. Если засорение не устранено, следует прекратить прогрев и отключить трубопровод для ремонта дренажа.

По мере появления из дренажных линий струи пара производится их последовательное закрытие. При появлении шума, вибрации, ударов — признаков гидравлического удара — надо немедленно прекратить подачу пара до полного удаления из трубопровода скопившегося конденсата. Необходимо осмотреть трубопровод и проверить дренажи, после чего можно приступить к дальнейшему прогреву паропровода.

Постепенно увеличивая подачу пара, нужно вести дальнейший прогрев трубопровода до установления рабочего давления. При этом необходимо контролировать перемещения паропровода по указателям, не допуская его защемления. После установления рабочих параметров пара надо включить паропровод в работу, открыть главную задвижку (вентиль), закрыть байпасную линию и сделать запись в оперативном журнале.

Согласно [158] в качестве основного соотношения при определении допустимых температурных напряжений должно служить условие

(5.4)
Здесь оа, στ,σг — суммарные напряжения в аксиальном, тангенциальном и радиальном направлениях; т — касательные напряжения от кручения.
При определении допустимых температурных напряжений и скоростей прогрева элементов энергоблока следует иметь в виду, что они служат непосредственно для составления инструкций по эксплуатации паропроводов, в процессе которой режим прогрева и расхолаживания осуществляется и контролируется эксплуатационным персоналом с помощью приборов. При этом изменение температуры внутренней поверхности стенки паропровода может значительно отличаться от изменения температуры нагруженной поверхности: на внутренней поверхности всегда будут иметь место более резкие изменения температур.
Однако измеряющие, температуру приборы в нескольких точках на отдельном участке паропровода не могут охватить местных повышенных скоростей прогрева, которые всегда существуют в районе запорных органов, штуцеров, байпасов, дренажей и т. д. Кроме того, во время эксплуатации всегда возможны аварийные режимы, при которых не выдерживаются допустимые скорости прогрева или расхолаживания паропроводов.
Вследствие температурных градиентов в таких деталях паропроводов, как задвижки, штуцера, переходы, гибы, температурные напряжения всегда будут повышенными по сравнению с таковыми гладкой цилиндрической части, т. е. такие детали выступают как концентраторы напряжений, коэффициент концентрации которых недостаточно полно изучен. При этом концентрация температурных напряжений совсем другая, чем концентрация напряжений от давления и самокомпенсации. Известно, что большие локальные напряжения от давления и самокомпенсации при номинальной температуре вследствие текучести, ползучести и релаксации металла перераспределяются и уменьшаются, и в металле возникают остаточные напряжения в холодном состоянии.
Максимальные температурные напряжения, возникающие в пусковые периоды при пониженных температурах, когда ползучесть и релаксация почти не проявляются, приводят к возникновению остаточных напряжений в местах концентраторов при номинальной температуре, которые частично релаксируются. Поэтому при последующем пуске температурные напряжения, возникающие в местах концентраторов, близки к первоначальным. Концентрация напряжений такого типа, естественно, снижает длительную прочность при больших сроках службы и ведет к усталости металла. При относительно низких частотах колебаний температуры и дополнительных напряжений, какими являются температурные, в зонах повышенных температур резко увеличиваются скорости ползучести, снижается предел длительной прочности и уменьшается время до разрушения [156].
Как показали исследования, действительные перепады температур по толщине стенки паропровода для квазистационарного режима больше расчетных в среднем на 70% для влажной изоляции и на 13% для сухой. При повышенной скорости прогрева (20—30° С/мин) практически трудно выдержать квазистационарный режим. Такие скорости всегда будут сопровождаться так называемыми тепловыми ударами паром, при которых максимальный перепад температур, а следовательно, и максимальные температурные напряжения будут больше, чем при квазистационарном режиме. Например, для трубы диаметром 325X43 мм максимальный перепад температур по толщине стенки для тепловых ударов паром больше перепада для квазистационарного режима в диапазоне скоростей 20—30° С/мин в 1,26—1,38 раза.
При выборе допустимых скоростей прогрева необходимо также иметь в виду расхождения справочных данных для некоторых коэффициентов 156 (коэффициента линейного расширения а, модуля упругости Я, коэффициента теплопроводности λ, коэффициента Пуассона μ), определяющих значения температурных напряжений, взятые из различной справочной литературы.

Рис. 5.17 Допустимые скорости прогрева и расхолаживания паропроводов свежего пара различных диаметров:
1 — 194X36, 2 — 245X45; 3-219x32; 4-219X52; 5- 325χ60; 6- 275X62,5 мм
Рис. 5.18. Допустимые скорости прогрева и расхолаживания коллекторов котлов различного диаметра:
1 — 273Х30; 2 — 273 X 40; 3 — 325X45; 4 — 325χ60, 5 - 273 X 60; 6 - 325X75; 7- 219X70; 8 — 325X85 мм

Например, для стали 12Х1МФ при температуре 500° С отношение максимально возможных температурных напряжений к минимальным из-за различных значений (по разным источникам) названных коэффициентов составляет примерно 2 [156]. Следует также учитывать отклонение фактических механических свойств металла в худшую сторону от справочных и уменьшение прочностных свойств сварного стыка по сравнению с таковыми цельной трубы.
Из перечисленных соображений можно сделать вывод, что при определении допустимых температурных напряжений необходимо выполнение условияПоскольку при повышенных температурах решающую роль в разрушении трубы играет не число циклов приложения нагрузки, а общее время работы, то для обеспечения прочности паропровода должно также выполняться условие
(5.5)
где σΛ.π — условный предел длительной прочности при растяжении.
Если принять коэффициент запаса прочности как в нормах р= 1,5, то условия прочности (5.3) и (5.5) можно заменить одним
(5.6)
где ϭдоп — допустимое напряжение согласно нормам.

Из анализа расчетов для различных давлений и всевозможных изгибающих и крутящих напряжений на рис. 5.17 и 5.18 приведены допустимые скорости прогрева и расхолаживания паропроводов свежего пара и коллекторов первичного тракта котла на сверхкритические параметры. Поскольку в пусковой период давление среды (пара) изменяется, при построении рис. 5.17 и 5.18 давление во время прогрева принималось равным нулю, а для расхолаживания — номинальным. Наличие давления в паропроводах или коллекторах в период прогрева и меньшее его значение, чем номинальное, в период расхолаживания может только облегчить работу металла и идет в запас.
Необходимо отметить, что рис. 5.17 построен для максимально возможных (но допустимых) изгибающих и крутящих напряжений от самокомпенсации и собственного веса паропровода, определенных на основании [162]. В действительности напряжения от самокомпенсации и собственного веса могут быть значительно ниже допустимых и зависят от конфигурации паропровода и выбора типа опор и подвесок.
Для коллекторов с толщиной стенки 45 мм и меньше допустимые скорости прогрева в зоне низких температур, как показывает расчет, превышают 20° С/мин. Поскольку фактический режим прогрева при высоких скоростях (больше 20°С/мин) значительно отличается от квазистационарного, то на рис. 5.18 приняты скорости не выше 20° С/мин. При пользовании приведенными на рисунках диаграммами необходимо иметь в виду, что выходной коллектор конвективного пароперегревателя и подсоединяемые к нему паропроводы представляют собой одно целое. Поэтому при определении допустимой скорости прогрева или расхолаживания необходимо выбирать меньшее из двух значение. Например, в диапазоне температур до 400° С (рис. 5.17 и 5.18) допустимые скорости прогрева паропроводов свежего пара 275χ62,5 мм и выходного коллектора 273 χ60 мм котла П-50 (энергоблок 300 МВт) равны соответственно 6 и 9,5° С/мин. В качестве допустимой принимается скорость прогрева 6°С/мин.
Как показывают расчеты, допустимый перепад температур между стенкой трубопровода и температурой насыщения пара (при прогреве трубы с температурой ниже температуры насыщения) или между стенкой трубы и температурой воды при тепловых ударах паром или водой должен быть не более 50°С в диапазоне температур не выше 200° С.
Как показывают расчеты [159], допустимые скорости прогрева тонкостенных паропроводов горячего промперегрева даже с ориентацией на литые детали значительно выше скоростей прогрева паропроводов свежего пара. Поэтому рекомендуемые скорости прогрева (расхолаживания) 15° С/мин в диапазоне температур ниже 500° С и 5°С/мин в диапазоне температур выше 500° С вполне обеспечивают быстрый и своевременный прогрев этих паропроводов.
Следует отметить, что в последнее время разработаны методические указания по расчету допустимых разностей температур и скоростей прогрева основных деталей котлов и паропроводов энергоблоков (163]. Методические указания предназначены для оценки допустимости заданных либо выбора допустимых скоростей прогрева основных деталей паропроводов энергоблоков на основании термоусталостных характеристик. Характеристика цикла изменения нагрузок выбирается применительно к типовым эксплуатационным режимам энергоблоков.