10. ТЕХНИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

10.1. ЗАДАЧИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

Задачи технической эксплуатации. Научные дисциплины, посвященные вопросам эксплуатации технических объектов, оперируют новыми понятиями и терминами, отличными от тех, которые характерны для теплотехнических дисциплин. Поэтому необходимо дать краткие определения этих понятий (более подробно вопросы эксплуатации флота изучаются в самостоятельных курсах лекций).

Эксплуатация, по классическому определению, есть процесс использования ресурсов (природных, трудовых, технических и т.п.). Тогда техническая эксплуатация - это процесс использования технического ресурса, представляющий собой последовательное чередование плановых периодических и непрерывных воздействий на объект (например, котельную установку) с целью поддержания его в работоспособном состоянии (технический ресурс - предельный объем работы, которую способен выполнить технический объект, или суммарное время его непрерывного использования до предельного состояния). Отсюда следует, что основными задачами ТЭ являются непрерывный контроль и прогнозирование технического состояния элементов КУ и принятие на этой основе обоснованных решений по организации эксплуатационных воздействий на оборудование установки.

Техническая эксплуатация котельной установки как процесс состоит из двух взаимосвязанных и взаимодополняющих подпроцессов: технического использования и технического обслуживания. Задачей ТИ являются поддержание требуемой готовности котельной установки и устойчивое производство тепловой энергии заданных количества и качества. Эта задача может быть решена только при условии своевременного выполнения ТО, целью которого является содержание установки в исправном техническом состоянии в течение нормативного срока службы. При этом в задачи технического обслуживания входит не только поддержание работоспособности КУ, но и восстановление технического ресурса ее элементов в период ремонтов (на борту судна или на заводе).

Для решения задач ТИ и ТО обслуживающий персонал должен выполнять ряд целенаправленных действий (операций) различного уровня сложности. В основе организации ТИ и ТО лежит информация о техническом состоянии, характеризуемом множеством параметров, контролируемых в данный момент времени.

Техническая документация. Организация процесса технической эксплуатации на современном уровне практически немыслима без конструкторской и нормативно-технической документации, регламентирующей эксплуатационные воздействия на технические объекты. Все виды документации, используемой для этой цели на судах, условно можно разделить на нормативную, конструкторскую, учетно-отчетную и административно-служебную.

Ведомственная нормативная документация состоит из отраслевых стандартов всех видов и стандартов предприятий (пароходств). Далее рассматривается документация, регламентирующая техническую эксплуатацию только СКУ. К отраслевым нормативным документам относятся прежде всего Правила технической эксплуатации судовых технических средств (и в них часть IV Правил технической эксплуатации судовых паровых котлов), которые устанавливают объем и последовательность операций по ТИ и ТО судовых котлов, Положение о технической эксплуатации морского флота и Комплексная система технического обслуживания и ремонта (основное руководство). К этой же группе документов относятся инструктивные материалы по использованию топлив и масел на судах, по проведению физико-химического контроля рабочих сред судового оборудования, по химической очистке котлов и др. Стандарты предприятия-судовладельца обычно разрабатываются в соответствии с отраслевыми нормативными документами, но учитывают специфику эксплуатации конкретных серий судов в данном пароходстве. Например, в Балтийском морском пароходстве инструкциями регламентируются иные режимы КУ, методы непрерывной очистки котлов от накипи, применение и учет топлив и масел и др.

Надзорная нормативная документация представляетсобой документы Регистра: Правила классификации и постройки морских судов, Руководство по техническому надзору за судами в эксплуатации, Санитарные правила и Правила техники безопасности на судах морского флота.

Документом, непосредственно регламентирующимтребования Регистра к котлам, является Регистровая книга котла и главного паропровода, которая выдается Регистром. Она содержит сведения об основных технических характеристиках котла (DК давления и температуры пара, воды, воздуха, площади поверхностей нагрева и т.п.), о материалах, из которых изготовлены трубы, барабаны и коллекторы, о средствах подачи питательной воды, топлива, воздуха, о средствах автоматизации и защиты. В регистровой книге указаны дата и место постройки котла, срок следующего освидетельствования, результаты испытаний предохранительных клапанов. В нее вносят данные о глушении и замене труб, чистках и промывках котла, а также об авариях и ремонтах. Регистровую книгу заполняет старший механик (или по его поручению механик по заведованию).

Кконструкторской документации по КУ относятся чертежи и схемы элементов, описания и инструкции по эксплуатации котла и вспомогательного оборудования, без которых невозможна эффективная эксплуатация установки. Эта документация передается на судно заводом-строителем судна и изготовителями оборудования.

Учетно-отчетная документация предназначена для учета, накопления и выдачи информации

отехническом состоянии оборудования и расходах материалов на поддержание его в работоспособном состоянии. К учетным документам относятся Машинный журнал, Формуляр судовой (т. 1), Журнал учета технического состояния механического оборудования по заведованию IV механика, План-график технического обслуживания судовых технических средств и конструкций, Книга учета инвентаря, инструмента, сменно-запасных частей и материалов. Основная информация о техническом состоянии оборудования КУ должна накапливаться в Журнале учета ТС, от качества ведения которого во многом зависит качество технической эксплуатации КУ. Записи в этом документе ведет IV механик под контролем старшего механика.

Котчетным документам относятся Технический отчет судна (составляется один раз в квартал) и Рекламационный акт-донесение об отказе, являющийся составной частью технического отчета. Рекламационный акт-донесение об отказе содержит первичную информацию об отказе и служит основанием для списания и заказа запасных частей.

Кадминистративно-служебной документации относятся планы работ по ТИ и ТО, заявки на оборудование и материалы, ремонтные ведомости, расписания судовых технических средств и помещений по заведованиям, различные акты, докладные записки, рапорты, накладные, счета, приказы по пароходству и судну и т.п. Хранится административно-служебная документация в специальных подшивках. Надлежащее оформление, хранение и использование этой документации заметно влияют на качество технической эксплуатации оборудования.

В заключение отметим, что широкое распространение бортовой вычислительной техники позволит резко сократить количество судовых документов и затраты времени на их ведение и хранение. Это несомненно скажется на повышении эффективности технической эксплуатации при условии серьезного отношения обслуживающего персонала к кодированию информации для ЭВМ.

10.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Определение в этапы технического использования. Техническое использование котельной установки - это ее использование по назначению с технико-экономическими показателями, предусмотренными приемо-сдаточными документами или заданными судовладельцем. Техническое использование осуществляется судовым экипажем и заключается в контроле и учете технического состояния, подготовке КУ к действию, вводе и выводе из действия в обеспечении, изменении и поддержании режимов работы оборудования. Основными документами, регламентирующими, порядок ТИ, являются инструкции заводов - изготовителей оборудования и правила технической эксплуатации. Кроме того, отдельные изменения ТИ могут устанавливаться нормативными документами судовладельца.

Обычно в процессе использования выделяют этапы приготовления к действию, ввод КУ в действие, управление действием и вывод ее из действия. В Правилах технической эксплуатации судо-

вых котлов подробно рассматриваются все операции, которые обязан выполнять обслуживающий персонал на каждом из этапов.

Приготовление КУ к действию. Этот этап ТИ подразделяют на два: приготовление к действию предварительное и окончательное.

При предварительном приготовлении КУ к действию пополняют запасы топлива, воды, химических реагентов, необходимого инвентаря, запасных частей и приборов, различных материалов. Кроме того, планируют работу обслуживающего персонала по заведо-ваниям на предстоящий период (рейс, месяц, год). Заканчивается предварительное приготовление к действию сборкой всех элементов КУ, закрытием горловин и лазов котла и уборкой котельного отделения, если перед этим производились какие-либо профилактические и ремонтные работы.

Окончательное приготовление к действию (подготовка КУ к действию) представляет собой ряд последовательных операций по проверке работоспособности всех элементов установки путем осмотров, пробных пусков,, наладок и т.п.

Порядок подготовки КУ к действию регламентируется инструкциями и Правилами технической эксплуатации. Важно отметить, что этот порядок не зависит от типа котла и вспомогательного оборудования, от назначения КУ и режимов ее использования. Для всех установок обязательна проверка исправности арматуры и ее дистанционных приводов, водоуказательных приборов и систем автоматического регулирования, сигнализации и защиты. Работоспособность насосов проверяют путем пробных пусков после тщательных осмотров. При заполнении котла водой следует убедиться в том, что воздушный кран и клапан продувания пароперегревателя открыты, а разность температур воды и металла элементов корпуса котла не превышает 20 - 30 0С. При подготовке к действию топливной системы после осмотра ее элементов систему заполняют подогретым топливом, причем температура его подогрева в запасных и расходных цистернах и перед форсункой зависит от сорта топлива и регламентируется нормативными документами. После выполнения всех операций подготовки при отсутствии неисправностей КУ готова к вводу в действие, если положение клапанов (открыт - закрыт) соответствует инструкции.

Запрещается вводить котел в действие в следующих случаях:

-неисправны хотя бы один предохранительный клапан, манометр или водоуказательный прибор, а также клапаны продувания, систем питания и топливной, дистанционные приводы арматуры;

-не заделаны трещины в элементах корпуса котла, не восстановлены кирпичная кладка и изоляция;

-техническое состояние труб поверхностей нагрева, жаровых труб и топочных камер не соответствует требованиям Регистра;

-имеются какие бы то ни было неисправности элементов питательной системы.

Ввод в действие и управление действием КУ. В процессе действия КУ следует различать нормальные режимы работы и режимы, отличные от нормальных. Задачи управления действием КУ на тех и других режимах различны и рассматриваются раздельно.

Управление действием начинается с момента ввода КУ в действие и заканчивается выводом ее из действия, причем оба конечных режима, отличающихся выполнением специальных управленческих операций, целесообразно рассматривать как отдельные этапы применения КУ по назначению.

Ввод установки в действие предполагает последовательное выполнение двух групп операций: розжиг котла и подъем пара, включение котла в работу.

Розжигу котла должна предшествовать вентиляция топки с целью исключения возможности взрыва смеси горючих газов и воздуха в момент зажигания. В процессе подъема пара особое внимание уделяют поддержанию уровня воды в пароводяном барабане и скорости подъема пара, которая определяется конструктивными характеристиками котла и регламентируется инструкциями. Следует также обращать внимание на тепловые расширения котла и на герметичность всех соединений котла и арматуры. При обнаружении пропусков пара допускается обжатие крышек лазов и горловин, фланцев и других соединений, которые должен выполнять механик по заведованию. При появлении непрерывной струи пара из воздушного крана следует закрыть его и все паровые клапаны за исключением клапанов, обеспечивающих проток пара через перегреватель. При достижении в котле давления пара, равного половине рабочего, необходимо проверить предо-

хранительные клапаны подрывом вручную, еще раз проверить и продуть водоуказательные приборы и манометры. Подъем пара считается законченным по достижении в котле рабочего давления.

Включение котла в работу на внешние потребители возможно только после опробования резервных питательного и топливного насосов. Порядок включения котла в работу устанавливается инструкцией и предполагает выполнение операций по прогреву паропровода, определенному переключению клапанов и строгому контролю работы питательной и топливной систем. После включения в работу котел переводят на автоматическое управление при ручном пуске, проверяют работу всех механизмов и устанавливают заданные значения регулируемых параметров.

Управление действием КУ предполагает прежде всего периодический контроль основных параметров рабочих процессов: уровня воды в котле, давления и температуры перегретого, насыщенного и охлажденного пара, паро-производительности (при наличии приборов), давления и температуры питательной воды, горячего топлива и воздуха, температуры уходящих газов, расхода топлива и его уровня в расходных цистернах, химического состава котловой и питательной воды и суммарного расхода воды (по вахтам, суточного).

Основным процессом котла, определяющим его надежность, является процесс подвода питательной воды (процесс питания), поэтому главное внимание должно уделяться поддержанию уровня воды в котле. Водоуказательные приборы необходимо продувать не реже одного раза за вахту, а также перед проведением верхнего и нижнего продуваний котла. Рекомендуется следующий порядок процесса продувания водомерной колонки (см. рис. 7.26): открыть нижний клапан продувания; закрыть паровой клапан; открыть паровой клапан и затем закрыть водяной клапан; открыть водяной клапан и закрыть клапан продувания.

При выходе из действия одной водомерной колонки необходимо устранить ее неисправность на работающем котле, контролируя уровень по другому водоуказательному прибору. Если в течение 1 ч неисправность не устранена, котел следует вывести из действия.

Обеспечение эффективной работы КУ требует постоянного контроля за работой топливной системы и топочных устройств. Одним из интегральных показателей при этом является качество факела, оцениваемое визуально по цвету и плотности дымовых газов. Кроме того, следует обратить внимание на температуру горячего топлива и давление распиливающего пара.

Процесс управления действием КУ предполагает также контроль состояния средств автоматики, защиты и сигнализации, периодические осмотры котла и вспомогательного оборудования, проверку исправности ручных приводов клапанов, шиберов, заслонок и других устройств котла.

Обдувку поверхностей нагрева котла производят в соответствии с инструкцией под руководством котельного механика. При обдувке рекомендуется изменять настройку автоматики, обеспечивая повышенный избыток воздуха при полностью открытых воздушных заслонках.

Для предупреждения явлений накипеобразования, коррозии и уноса солей необходимо строго соблюдать установленные водные режимы паровых котлов (требованиям к качеству воды и водоподготовке посвящены следующая глава учебника).

В заключение отметим, что эффективное использование КУ возможно только при строгом соблюдении всех положений инструкций и Правил технической эксплуатации судовых котлов.

Вывод КУ из действия. При нормальных режимах работы КУ предусмотрена жесткая последовательность операций вывода котла из действия, нарушение которой может создавать экстремальные ситуации. Строгое выполнение инструкций позволит избежать этого. В общем случае порядок вывода котла из действия предполагает обдувку всех поверхностей нагрева, верхнее продувание котла с последующей подпиткой, перевод котла на ручное управление и вывод из действия средств регулирования, сигнализации и защиты, корректировку водного режима и последовательное отключение форсунок. После этого останавливают топливный насос, отключают подогреватель топлива, принимают меры по предотвращению попадания холодного воздуха в топку и разобщают котел от главной магистрали. Для удаления топлива и гудрона из топки открывают клапаны слива.

Охлаждение котла происходит медленно. До остывания кладки котел периодически подпитывают при открытых клапанах продувания перегревателя, затем закрывают все клапаны на котле. Удаление воды из котла разрешается только после того, как ее температура снизится до 50 0С. До

полного остывания котла нельзя вскрывать лазы в топку. При бездействии котла в течение более 24 ч он должен быть поставлен на хранение в соответствии с инструкцией.

10.3. ОБСЛУЖИВАНИЕ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ НА РЕЖИМАХ, ОТЛИЧНЫХ ОТ НОРМАЛЬНЫХ

К режимам, отличным от нормальных, относятся режимы работы КУ: с максимальной паропроизводительностью (форсированный режим), в штормовых условиях, на маневрах, при внезапных отказах основных потребителей пара, с пониженными нагрузками и давлением, при постоянной готовности парового двигателя, поддержки пара и в аварийных ситуациях. Главной особенностью управления действием КУ на этих режимах является необходимость усиленного наблюдения за уровнем воды в котлах, который не должен превышать отметки „Рабочий уровень", а при работе с отключенным пароперегревателем - отметки „Минимальный уровень". При внезапном отказе основного потребителя пара необходимо принять меры по предотвращению травления пара через предохранительные клапаны (снизить расход топлива и воздуха, подпитать котел до верхней отметки уровня воды в водо-указательном приборе, а перегретый пар пропускать через пароохладитель или систему продувания перегревателя). Кроме того, на всех режимах следует увеличить частоту контроля всех параметров КУ, обращая повышенное внимание на работу топливной системы и топочных устройств.

Более опасны аварийные режимы работы КУ вследствие упуска воды, попадания нефтепродуктов в питательную воду, засоления питательной воды, повышения давления в котле выше допустимого и возникновения пожаров в котле или котельном отделении.

Как отмечалось, упуск воды может привести к значительным повреждениям котла (вплоть до полного разрушения поверхностей нагрева при возникновении пожара). Основными причинами упуска воды являются: неисправность питательных трубопроводов и насосов, водоуказательных приборов, регуляторов питания, питательных клапанов и клапанов нижнего продувания; повреждения (свищи, трещины, разрывы) элементов поверхностей нагрева (парообразующих и экономайзерных); отказы систем регулирования, сигнализации и защиты; перегрев воды в теплом ящике и срыв подачи питательного насоса. Характерными признаками упуска воды могут быть: отсутствие уровня воды в водо-укаэательных приборах после их продувания, свист пара при открывании нижних пробных кранов, следы перегрева металла видимых элементов котла (обшивки, труб, топочных камер и т.п.).

При упуске воды необходимо немедленно прекратить горение, затем отключить питание котла, перекрыть подачу воздуха и закрыть стопорные клапаны. После уведомления вахтенного штурмана и старшего механика о событии следует спустить пар, вручную открыв клапаны продувания и предохранительные клапаны. Далее принять меры по предотвращению резкого охлаждения котла - закрыть заслонки воздухонаправляющих устройств (а в некоторых случаях и дымовую трубу). После остывания и тщательного осмотра котла старший механик принимает решение о дальнейшей его эксплуатации, однако в любом случае котел должен быть предъявлен для освидетельствования Регистру.

Следует подчеркнуть еще раз, что питание котла категорически запрещается, если уровень воды в водоуказательном приборе отсутствует.

Попадание нефтепродуктов в котел обычно вызывает резкие колебания уровня в водоуказательном приборе, в котором иногда отчетливо виден слой нефтепродуктов. При высокой концентрации нефтепродуктов в котловой воде следует немедленно вывести котел из действия. Если же количество попавших в котел нефтепродуктов незначительно, то с помощью усиленного верхнего продувания котла их концентрацию в котловой воде можно существенно снизить. Однако и в этом случае длительная эксплуатация котла (особенно на больших нагрузках) не рекомендуется.

Засоление питательной воды (и, как следствие, повышение солености котловой воды) становится причиной вскипания воды в котле и уносе ее в паропровод или пароперегреватель. При этом могут наблюдаться резкие колебания уровня воды, колебания температуры перегретого пара, а также шум и гидравлические удары в паропроводе. При появлении хотя бы одного из этих признаков необходимо снизить нагрузку котла и произвести химический анализ котловой воды, по результатам которого старший механик принимает решение об устранении причин этого явления.

Чрезмерное повышение давления пара в котле свидетельствует прежде всего о неисправности предохранительных клапанов. При этом котел должен быть выведен из действия и приняты меры по восстановлению работоспособности предохранительных клапанов.

При возникновении пожара в газоходах котла необходимо немедленно прекратить подачу топлива и воздуха, усилить питание котла и включить в действие местную систему тушения пожара. При пожаре в котельном отделении следует вначале попытаться потушить его, не выводя КУ из действия. Если это не удается сделать, котлы экстренно выводят из действия, прекращают их питание, отключают вентилятор и закрывают все воздушные заслонки и отверстия. Далее экипаж действует в соответствии с пожарным расписанием.

В заключение отметим, что наиболее характерные неисправности, повреждения элементов котла, их причины и способы устранения, а также меры по их предупреждению рассмотрены в Правилах технической эксплуатации судовых паровых котлов (приложение IV.1).

Контрольные вопросы и задания

1.Дать определение понятий «техническая эксплуатация», «техническое использование» и «техническое обслуживание».

2.Назвать основные виды технической документации, регламентирующей эксплуатацию котлов.

3.Перечислить основные группы операций технического использования котлов.

4.Каковы особенности обслуживания котельных установок на режимах, отличных от нормальных?