Основные причины аварий «жаротрубников»
Р. Ширяев

В последние годы жаротрубные паровые и водогрейные котлы в России и странах постсоветского пространства устанавливаются в большинстве вновь строящихся котельных; на реконструируемых объектах или заменяютводотрубные котлы.

Подавляющее большинство мировых производителей котлов уже десятки лет ориентируется на выпуск жаротрубных котлов производительностью до 30 МВт.

Жаротрубные котлы имеют целый ряд неоспоримых преимуществ перед водотрубными, требуя при этом более бережного отношения при проектировании, изготовлении, монтаже и эксплуатации.

После первых лет эксплуатации «жаротрубников» в котельных тепловых сетей Прибалтики, где было заменено большое количество отечественных водотрубных котлов, появились трещины в трубных досках, отдулины в жаровых трубах.

Необходимо отметить, что водоподготовка на этих объектах обеспечивала требуемое качество подпиточной воды. Причиной выхода из строя котлов стало осаждение взвешенных частиц из сетевой воды (шлам, продукты коррозии) в нижней части котлового блока.

В водотрубных котлах типа ТВГ, КВГМ и других для недопущения пристенного кипения скорость воды в трубах поверхностей нагрева принималась не менее 1 м/с. У жаротрубного котла скорость воды настолько мала, что он практически является фильтром-осадителем.

Такие котлы нельзя включать по одноконтурной схеме в работу со старой тепловой сетью, имеющей многолетнее накопление шлама в нижней части радиаторов, сетевых трубопроводах. В результате осаждения взвешенных веществ и покрытия ими нижних дымогарных труб «жаротрубника», температура этих труб становится выше верхних, давление перегретых труб на трубную доску и напряжение в сварных швах резко возрастают.

Неохлажденные в этих трубах продукты горения дают локальный перегрев трубной доски. В результате больших напряжений в металле мостиков трубной доски между соседними отверстиями и, иногда, в сварных швах появляются микротрещины, которые в дальнейшем увеличиваются до сквозных.

Если шлам или накипь (при некачественной подпиточной воде) покрывают жаротрубную трубу, то в этих зонах металл плохо охлаждается, образуются отдулины.

Ниже перечислены основные причины снижения надежности и безопасности, возникающие в процессе эксплуатации «жаротрубников».

Ошибки при проектировании

1. Неверный подбор горелок к котлам, при котором конструкция горелки не позволяет отрегулировать геометрию факела, чтобы он не касался стен жаровой трубы. Напор вентилятора горелки не обеспечивает преодоление сопротивления котла на номинальной нагрузке.

2. Иногда проектировщики не предусматривают или неправильно подбирают рециркуляционные насосы или трехходовые клапаны, обеспечивающие требуемый изготовителем перепад температуры воды до и после котла. Сначала разберемся в самом понятии термообработанная древесина в Киеве. В результате возникает нерасчетное температурное напряжение в металле трубных досок.

3. Гидравлический режим схемы котельной не обеспечивает запаса давления воды в котле, предотвращающего пристенное кипение, по отношению к давлению, соответствующему температуре насыщения (для температурного графика 95/70 °С давление в котле желательно иметь не ниже 5 кгс/см2, так как температура стенки жаровой трубы может быть более 130 °С).

4. Неправильно подобрана установка химводоочистки.

5. Для потребителей с часто меняющейся или очень малой нагрузкой (летнее время) ошибочно подбираются горелки с автоматикой в режиме «включено-выключено», а не в модулируемом режиме. В результате котлы включаются в работу и выключаются иногда до десяти раз в час. По расчету на малоцикловую усталость металла количество пусков из холодного состояния у различных жаротрубников разное — от одной до десятков тысяч. В таком режиме котел может превысить расчетное количество циклов менее чем за год.

Некачественное изготовление

1. Производители применяют для жаровых труб металл(ст. 3), не отвечающий предельным параметрам по температуре.

2. Использована технология приварки дымогарных труб к трубным доскам, при которой остаются большие напряжения в металле. Как правило, серьезные производители принимают различные меры, чтобы не допустить этого. Фирма Thermax, например, снимает в металле напряжения, выдерживая котлы в термокамере.

3. Расстояние от дымогарной трубки до стенки котла минимально, при этом невелико количество пусков из холодного состояния.

4. Некачественная сварка (непроплавлены корни сварных швов приварки жаровых и дымогарных труб к трубным доскам)

Ошибки при монтаже

1. Иногда монтажники путают вход и выход воды из котла.

2. Не применяются тройники, переходы. В местах врезок наблюдаются разные турбулизация потока и гидравлическое сопротивление. Появляется гидравлическая резверка между соседними котлами.

Ошибки при эксплуатации

1. Отсутствует сервис, включающий в себя контроль работы горелки, ХВО, котлов. Иногда система водоподготовки вообще не работает.

2. Не осуществляется промывка системы отопления перед каждым пуском одноконтурных котельных.

3. Не отрегулирована система теплоснабжения. Так, в результате замены сетевых насосов на более производительные в котел выносится шлам из системы.

4. Не организован контроль температуры уходящих газов и гидравлического сопротивления котла, увеличение которых на одной нагрузке — верный признак загрязнения установки накипью или шламом.

5. Иногда для уменьшения сопротивления продуктам горения из дымогарных труб извлекают часть турбулизаторов. При этом происходит температурный перекос по зонам трубных досок, а впоследствии появляются трещины.

6. Внедрение в процессе эксплуатации новых методов обработки воды (комплексонами, магнитная и т.д.). Как следствие — из системы начинают отмываться старые отложения, которые оседают в котлах. Кроме того, комплексон, например ОЭДФ, разлагается при температуре около 130 °С. А на поверхности жаровой трубы со стороны воды в некоторых зонах температура выше.

7. Эксплуатация котлов с невключенными рециркуляционными насосами.

8. Имеют место большие утечки в теплосетях или значительный разбор воды на различные нужды из сетей (и даже внутреннего контура котельной), при этом водоподготовка не обеспечивает необходимое качество теплоносителя.

К такой деформации жаровой трубы могут привести недостаточно продуманные действия проектировщиков, монтажников, эксплуатационников.

По материалам журнала «Аква-Терм» /июль-август № 4 (26) 2005