О положительном опыте восстановления барабанов паровых котлов в энергосистемах Башкортостана и Кемеровской области

Барабан высокого давления является одним из наиболее нагруженных элементов парового котла. В процессе длительной эксплуатации в нем накапливаются повреждения в виде трещин, коррозионных язв, коррозионно-усталостного поверхностного растрескивания. Накопление повреждений определяется условиями эксплуатации и, главным образом, действием циклических нагрузок, приводящих к исчерпанию пластичности в зонах концентрации напряжений и появлению трещин.

Наиболее частыми дефектами являются трещины на внутренней поверхности трубных отверстий, штуцеров, сварных соединений и непосредственно на внутренней поверхности барабана.

Наиболее повреждаемые зоны барабана - отверстия водоопускных и пароперепускных труб. Частому повреждению также подвергаются перемычки между водоопускными трубами.

Возникающие дефекты, согласно действующим Правилам [1], должны удаляться. При удалении дефектов проектная толщина стенки уменьшается, диаметры отверстий увеличиваются, что влечет за собой уменьшение первоначальных коэффициентов прочности. В целом конструкционная прочность барабана снижается.

На сегодняшний день имеют место два основных способа ремонта барабанов паровых котлов с большими объемами выборок:

- удаление большого объема металла по крайней границе распространения трещины вокруг отверстий штуцеров и локальной выборкой трещин перемычек с последующей радиальной полуавтоматической наплавкой под слоем флюса кольцевых выборок и ручной заваркой выборок перемычек с использованием перлитного присадочного материала без термической обработки;

- бережная локальная выборка дефектов и ручная локальная заварка перлитными электродами с предварительным, сопутствующим подогревом и последующим высоким отпуском индукционным способом на средних частотах [2].

0504-1

Восстановительные работы на барабанах паровых котлов под контролем надзорных органов проводятся в энергосистемах уже в течение 12-ти лет (последняя в 2009 г.) по второму способу.

При этом термическую обработку по режиму высокого отпуска проводят индукционным методом на средних частотах тока с применением гибкого водоохлаждаемого индукционного кабеля (ВГИК).

Водоохлаждаемый гибкий индукционный кабель обеспечивает предварительный – сопутствующий подогрев барабана, позволяя производить монтаж штуцеров в любой зоне барабана с одновременной наплавкой ремонтных выборок внутри барабана и равномерный нагрев по режиму высокого отпуска по завершении наплавки.

По данной технологии с применением кабеля ВГиК с 1995 г. восстановлены:

-           малый барабан котла ПК-10-2 ст. № 7 Уфимской ТЭЦ-4, с заваркой выборки в обечайке длиной 1260 мм, шириной 60-130 мм и глубиной 25-60 мм при толщине стенки 67 мм, материал барабана сталь 22К, год изготовления 1966;

-           барабан парового котла БКЗ-320- 140ГМ ст. № 7 на Уфимской ТЭЦ-2;

-           барабан парового котла БКЗ-320- 140ГМ ст. № 6 на Уфимской ТЭЦ-2, подвергался восстановлению два раза;

-           барабаны паровых котлов ТП-230-2 ст. № 1, 2, 3, 4, 5 и 6 на Уфимской ТЭЦ-3.

Работы по предварительному, сопутствующему подогреву и последующему высокому отпуску выполнялись разработчиком индукционных установок с кабелями ВГиК, научно-производственным предприятием «Унитех».

Накопленный положительный опыт восстановления барабанов паровых котлов высокого давления в БЭК заинтересовал и специалистов Кузбассэнерго.

На данный период в Кемеровском управлении Ростехнадзора по вышеописанной технологии, с привлечением ООО ИПП «Унитех», восстановлены барабаны паровых котлов № 5,7,8 и 10 Южно-кузбасской ГРЭС (рис. 2). Все барабаны в послеремонтный период работают на номинальных режимах.

0504-2

На сегодняшний день парк барабанов паровых котлов накопил предельную повреждаемость. В ближайшее время перспектив на замену барабанов не предвидится. Поэтому необходимо совершенствование нормативной, методической и технологической базы по поддержанию и продлению ресурса барабанов.

Анализ материалов по ремонту барабанов паровых котлов в других регионах показывает, что применение технологий ремонта без термической обработки (по первому способу) не всегда гарантирует его работоспособность. Таким примером является разрушение барабана при гидравлических испытаниях на Ярославской ТЭЦ-3 летом 2005 года, где выполнялись работы по устранению дефектов на штуцерах водоопускных труб. Барабан изготовлен из стали 16ГИМ. Предполагается, что трещина, приведшая к вырову куска тела барабана размером 1,5х2 м, могла развиваться и во время работы [3]. Аналогичные трещины в районе ремонта водоопускных труб парового барабана котла № 1 ЮК ГРЭС были обнаружены специалистами СМиС ОАО «Кузбассэнерго» в апреле 2005 года. Ремонт проводился по первому способу.

По нашему мнению [2], регламентирующий порядок обследования и технология ремонта барабанов требует кардинальной переработки. Необходимо доработать процедуру обследования барабанов по фактическому их индивидуальному состоянию с учетом условий эксплуатации. Особое внимание должно быть уделено технологии восстановительного ремонта барабанов с технологией предварительного и сопутствующего подогрева при сварке и термической обработке после сварки. При этом опыт, накопленный в энергосистемах страны, безусловно, должен быть использован, в том числе и опыт по восстановлению ресурса барабанов из различных марок сталей (22К, 16ГИМ, 15М) на электростанциях Башкирэнерго и Кузбассэнерго.

 

Список литературы

1.         Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Утверждены Госгортехнадзором России в 2003 г.

2.         инструкция по обследованию и технологии ремонта барабанов котлов высокого давления № 268. Минэнерго России, 30 июня 2003 г.

3.         Материалы тематического селекторного совещания бизнес-единицы № 1 ОАО РАО «ЕЭС России». Подготовка к ОЗП 2005/06. Энергопресс № 42 от 14.09.2005.

4.         Исследование металла поврежденного парового котла № 1 ЮК ГРЭС. Протокол № 58-05, Кемерово, май 2005 г.

 

Источник: журнал «Промышленность и безопасность» № 10, 2011

 

Промышленная безопасность

news270420-1

Президентом России подписан Федеральный закон «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам допуска в эксплуатацию энергоустановок»

Президентом Российской Федерации подписан Федеральный закон от 24 апреля 2020 г. № 141-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам допуска в эксплуатацию энергоустановок». Проект Федерального закона был разработан Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору. Федеральным законом вносятся изменения в федеральные законы «Об электроэнергетике» и «О теплоснабжении», регламентирующие вопросы получения разрешений на допуск в эксплуатацию…

Государственный надзор

news210318-5

О здоровье округа: экологическом, трудовом, финансовом

«Из года в год по результатам опросов предпринимателей проблема наличия административных барьеров остается в тройке «лидеров», – подтвердил полномочный представитель Президента РФ в Южном федеральном округе (ЮФО) Владимир УСТИНОВ. – Владимир Васильевич, 2017-й запомнился как Год экологии в России. Приведите примеры успешного выполнения экологических программ, заявленных предприятиями ЮФО в рамках плана мероприятий этого экологического проекта. – В рамках Года экологии Минприродой и Росприроднадзором заключены…

Охрана труда, аттестация специалистов, персонал

news040419-3

Травматизм снижается, но проблемы остаются

По данным Росстата и Министерства труда, производственный травматизм снизился более чем в два раза за последние 10 лет, в 2018-м положительная динамика сохранилась. Вместе с тем эксперты отмечают, что, несмотря на улучшения, остались нерешенные проблемы. Что чаще всего становится причиной несчастных случаев на производстве и какие современные инструменты могут изменить ситуацию? По данным Росстата, численность пострадавших в результате несчастных случаев (НС) в 2017 году уменьшилась в 1,4 раза по сравнению с…

Энергетика

news170520-1

Президент России утвердил новую Доктрину энергетической безопасности страны

Указом Президента Российской Федерации от 13 мая 2019 г. № 216 утверждена новая Доктрина энергетической безопасности Российской Федерации – документ стратегического планирования в сфере национальной безопасности Российской Федерации. Доктрина разработана Минэнерго России совместно с другими заинтересованными федеральными органами исполнительной власти и организациями ТЭК во исполнение поручения Президента Российской Федерации. В новой Доктрине с учетом произошедших изменений в международной обстановке и…

Экология

news181219-2

Госдума запретила сжигать непереработанный мусор

Закон также уточняет вопросы платы за негативное воздействие на окружающую среду Госдума приняла закон, расширяющий понятие "утилизация отходов", он подразумевает плату за негативное воздействие на окружающую среду, а также запрещает сжигать отходы до извлечения из них полезных свойств. Документ вступит в силу с 1 января 2020 года. "Третье чтение прошел документ, совершенствующий законодательство в сфере охраны окружающей среды. Он, в частности, запрещает сжигание отходов без предварительной переработки и…

Саморегулирование

Компенсационные фонды – и ныне там

Саморегулирование в строительной отрасли существует уже более двух лет, однако, многие вопросы, связанные с одним из базовых механизмов саморегулирования – компенсационными фондами – до сих пор остаются нерешенными. Компенсационный фонд саморегулируемой организации воплощает собой основную идею саморегулирования – коллективную ответственность членов саморегулируемых объединений за результаты их работы. Порядок формирования, размещения и осуществления выплат из компенсационных фондов СРО в строительной отрасли…