Меры безопасности при эксплуатации объектов работающих под давлением
Основные причины аварий паровых и водогрейных котлов, меры их предупреждения

        Пищевые предприятия потребляют много тепловой энергии в виде теплоты подогретой воды, воздуха и пара. Например, хлебобулочные изделия выпекаются при температурном режиме 250—160 °С п течение 10—6O мин. На макаронных фабриках продукция сушится в конвейерных сушилках с расходом воздуха до 7000 м3/ч, подогретого в паровых калориферах до температуры 85°С. Расход теплоты для приготовления пивного сусла одной варки в заторном чане вместимостью 1650 кг составляет 35 400 МДж.
        При производстве около 22 000 дал в сутки безалкогольных напитков в сироповарочных, купажных отделениях, квасном и моечно-фасовочных цехах расходуется до 15 000 кг пара. При тепловой обработке сырья на кондитерских фабриках в котлах объемом 100—300 дм3 расходуется 10—150 кг/ч пара. На технологические нужды при приготовлении 1 дал пива требуется 7,84 кг пара, а для подогрева воды на трех моечных машинах типа АММ-12 производительностью 12 000 бутылок/ч каждая при работе в 2 смены по 7 ч расходуется около 18 000 кг пара.
        В связи, с этим на пищевых предприятиях широко используются паровые и водогрейные котлы, эксплуатация и обслуживание которых относятся к работам повышенной опасности. Наибольшую опасность представляют взрывы паровых котлов. Рабочее давление котлов, эксплуатируемых на хлебопекарных предприятиях, составляет 0,07 МПа, кондитерских — 0,3—1,1, сахарных — 4, безалкогольных напитков — 0,05—0,3 МПа,
        Основными причинами взрывов котлов являются: нарушение правил технической эксплуатации, режимов их работы, а также должностных инструкций, требований техники безопасности вследствие несоблюдения трудовой и производственной дисциплины обслуживающим персоналом; дефекты и неисправности конструкторских узлов котлов.
        Нарушения указанных инструкций и правил приводят к следующим главным техническим причинам взрывов котлов: резкое снижение уровня воды, превышение рабочего давления, неудовлетворительный водный режим котла, образование накипи, наличие взрывоопасных топочных газов.
        Наибольшее количество аварий при эксплуатации паровых котлов происходит из-за резкого снижения уровня воды в котле. Вследствие снижения уровня воды ниже линии соприкосновения поверхности котла с горячими газами в его топочной части стены котла нагреваются выше критической температуры. При этом механические свойства металла изменяются, снижается его прочность и под давлением пара стенки выдуваются, что может закончиться взрывом.
        При упуске воды категорически запрещено подавать в котел холодную воду, так как в этом случае его взрыв неминуем из-за потери металлом стенок котла свойств пластичности при резком изменении их температуры, увеличения хрупкости металла и образования в нем трещин; бурного парообразования и резкого повышения давления в котле при соприкосновении воды с его перегретыми стенками. При выявлении упуска воды котел немедленно должен быть остановлен, т. е. прекращена подача топлива к горелкам. Котел вводится в работу после его охлаждения, проверки состояния н заполнения водой до установленного уровня.
        Для предупреждения возможности снижения воды ниже допустимого уровня котлы должны быть оснащены устройствами автоматического контроля верхнего и нижнего предельных уровней воды, автоматического прекращения подачи топлива к горелкам, двумя водоуказателями прямого действия, двумя независимыми друг от друга насосами производительностью не менее 110% и производительностью котла. Все котлы с давлением пара выше 0,07 МПа и производительностью более 0,7 т/ч должны быть оснащены автоматическими звуковыми сигнализаторами предельного нижнего уровня воды поплавкового типа. Котлы с камерным сжиганием топлива паропроизводительностью 0,7 т/ч и выше должны оборудоваться устройствами автоматического прекращения подачи топлива к горелкам при снижении уровня воды ниже допустимого, а при производительности 2 т/ч и более — автоматическими регуляторами питания.


Схема установки водоуказатсльного прибора на котле


Рис. 27. Схема установки водоуказательного прибора на котле: 1 - уровень воды в котле; 2 - пар; 3,5,6 - паровой, водяной испускной краны; 4 - водомерное стекло.
        Два водоуказательных прибора прямого действия, т. е. соединенные непосредственно с котлом и работающие на принципе сообщающихся сосудов, устанавливаются на каждом котле так, чтобы с рабочего места оператора котла были видны показания уровня воды б нем. Установленные на котлах водоуказательные приборы проверяются каждую смену продувкой (рис. 27).
        Основными причинами превышения допустимого давления в котле являются нарушение заданного режима его работы, неисправность аппаратуры безопасности. Для предупреждения превышения допустимого давления котлы оснащаются манометрами и предохранительными клапанами.
        На каждом паровом котле устанавливаются манометры для измерения давления — в котле, на выходном коллекторе пароперегревателя, на питающей линии и на отключаемом по воде экономайзере, а на водогрейном котле —на входе холодной воды в него и на выходе нагретой. Манометры должны иметь класс точности не ниже 2,5 (допустимая ошибка не должна превышать 2,5% диапазона показаний); рабочий участок в средней трети шкалы; красную черту на делении высшего допустимого давления. Оки присоединяются к элементам котла с помощью соединительной сифонной трубки диаметром не менее 10 мм с 3-ходовым краном. Последний снабжается фланцем для присоединения контрольного манометра с целью проверки показаний рабочего манометра, а также обеспечивает продувку трубки.
        Манометры не реже 1 раза в 12 мес проходят проверку в органах Госстандарта и на них ставится клеймо (пломба). Не реже I раза в 6 мес показания манометров проверяются работниками предприятия по контрольному, а также ежесменно с помощью 3-ходовых кранов, что регистрируется в журналах проверки манометров и сменном.



Предохранительные клапаны


Рис. 28. Предохранительные клапаны:
а — пружинный (1 — корпус; 2 — седло; 3. 4 — устройства принудительного открывания   клапана;   5 — регулятор   давления;    6 — пружина;    7 — колпак; 8 — шток; 9 — тарелка клапана;, б — рычажно-грузовой (1 — седло клапана; 2 — рычаг; 3 — предохранительный кожух; 4 — устройство для принудительного  открывания   клапана;   5 — груз;   6 — замок;   7 — шток;   8 — корпус; 9 — тарелка клапана)

        Основными средствами предупреждения взрывов котлов при повышении давления выше допустимого являются предохранительные клапаны, которые при срабатывании должны поддерживать в котле давление, превышающее рабочее не более чем на 10%. На котлах производительностью менее 100 кг/ч устанавливается один, а на более высокой производительности—не менее двух предохранительных клапанов, один из которых контрольный.             По принципу действия клапаны бывают пружинные и рычажно-грузовые (рис. 28). В первых при закрытом клапане его тарелка прижимается к седлу пружиной, а во втором — рычагом с грузом с помощью шарнирно соединенного с ним штока. При превышении допустимого давления клапан приподнимается и через отводную трубку выпускает избыточный пар в атмосферу.
        Предохранительные рабочий и контрольный клапаны должны открываться на паровых котлах, работающих под давлением до 1,3 МПа — при его превышении соответственно на 0,03 и 0,02 МПа, а работающих при большем давлении — соответственно при 1,05 и 1,03 МПа рабочего. Рабочие клапаны должны открываться на отключаемом водяном экономайзера — со стороны входа воды в него при давлении не более 1,25 МПа, а на выходе— 1,1 МПа, рабочего давления н котле, на водогрейных котлах — при давлении не более 1,08 МПа рабочего.
        Пропускная способность (кг/ч) предохранительных клапанов, для паровых котлов определяется по Следующим формулам:
при давлении пара в них 0,07—12 МПа насыщенного

Gнп = 0,5а/7(10р1 + 1),


перегретого


Пропускная способность перегретого предохранительного клапана


где а — коэффициент расхода пара, принимаемый равным 0,9 величины, установленной заводом-изготовителем клапана (в первом приближении можно принимать а=0,6); F — площадь проходного сечения клапана в проточной части, мм3; р1 — максимальное избыточное давление перед клапаном, МПа; VaB, Van — удельный объем пара соответственно насыщенного и перегретого перед клапаном, при давлении — 12 МПа перегретого и насыщенного пара





где V —удельный объем пара (насыщенного и перегретого) перед клапаном, м3/кг.
        Неудовлетворительный водный режим, т, е. нарушение качества, и прежде всего жесткости вода, питающей котел, является причиной отложения шлама и накипи на внутренних стенках его поверхности. Для котлов с естественной циркуляцией паропроизводительностью 0,7 т/ч и выше и рабочим давлением ≤3,9 МПа в питающей воде содержание солей не должно превышать; для газотрубных и жаротрубных котлов, работающих на твердом топливе, — 500 мг-экв/кг, на газообразном и жидком топливе — 30; для водотрубных котлов с рабочим давлением до 1,3 МПа —20, а от 1,3 до 3,9 МПа — 15 мг-экв/кг.
        Сели используемая для питания котла вода не соответствует этим требованиям, на котлах производительностью 13:0,7 т/ч пара должны использоваться разные методы ее докотловой обработки, из которых наиболее эффективными являются химическая очистка с помощью содово-известкового, натриевого или фосфатного осаждения, а также метод катинировання. Поэтому все котлы указанной производительности оборудуются установками для котловой обработки воды, а в котельной должен быть журнал по водоподготовке, в котором регистрируются результаты анализов воды, режимы продувки котлов и операции по обслуживанию оборудования водоподготовки.
        Одной из причин перегрева котла является появление на внутренней его поверхности слоя накипи, образующейся из солей, содержащихся в питающей воде. Для предупреждения перегрева котла проводится их периодическая чистка с тем, чтобы толщина слоя накипи на наиболее теп лона пряженных участках поверхности нем рева не превышала 0,5 мм.
        Причинами скапливания в топке котла взрывоопасных газов являются нарушения режимов работы тягодутьевых устройств или подачи топлива. Для предупреждения скапливания взрывоопасных газов устанавливается аппаратура контроля тяги, которая автоматически прекращает подачу топлива к горелкам при снижении разрежения в топке котла или за ним.
        Распространенными причинами взрывов котлов вследствие дефектов и неисправности основных узлов являются дефекты конструктивных элементов, снижение их механической прочности в процессе эксплуатации и неисправность аппаратуры безопасности и измерительных приборов.
        К металлу, из которого изготовляются отдельные элементы котлов, предъявляются особые требования. На используемые для этого, а также при ремонте котлов материалы органы Госпроматомнадзора выдают сертификаты.
        При эксплуатации механическая прочность котлов снижается вследствие коррозии его стенок и конструктивных элементов. Для предупреждения взрыва котла из-за внутренних (скрытых) дефектов материалов, из которых он изготовлен, при конструировании и расчетах его прочности принимается коэффициент запаса. Снижение прочности котла из-за коррозии учитывается при установлении допустимого давления в нем. Это давление (в МПа) определяется по формуле



Снижение прочности котла из-за коррозии


S — толщина стенки котла, см; с — прибавка толщины стенки  на аррозию; σ допустимое напряжение материала стенок; φ — коэффициент прочности сварного шва; D — внутренний диметр котла, м.
        Эксплуатация неисправной аппаратуры безопасности, защитных устройств и измерительных приборов предупреждается их систематическим контролем и проверкой, сроки которых указаны выше.
        Для своевременного выявления возможных дефектов котлов, других объектов, работающих под давлением, они подвергаются техническому освидетельствованию и испытанию до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и внепланово.
        Техническим освидетельствованием, проводимым техническим инспектором Госпроматомнадзора в присутствии начальника котельной или лица, ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию объектов, работающих под давлением, предусматривается внутренний осмотр для выявления состояния внутренних и внешних поверхностей и влияния среды на стенки — нe реже 1 раза в 4 года; гидравлическое испытание с предварительным внутренним осмотром — не реже 1 раза в 8 лет.
        Гидравлическое испытание объектов, работающих при давлении ≤ МПа, а также при температуре до 200°С, проводят пробным давлением, не превышающим в 1,5 раза рабочее, но не менее 0,2 МПа, а объектов, работающих под давлением ≤0,5 МПа, —при пробном давлении 1,25 МПа рабочего, но не менее чем на 0,3 МПа, превышающим его.
        Котлы и другое работающее под давлением оборудование, не подлежащее регистрации в органах Госпроматомнадзора, освидетельствуется лицом, ответственным за их эксплуатацию. Им проводятся; внутренний осмотр и гидравлические испытания вновь установленных или переставленных на другое место котлов, а также после их ремонта с применением сварки, клепки, замены труб и других элементов; гидравлическое испытание эксплуатируемых котлов не реже чем через каждые 6 лет, а недоступных для внутреннего осмотра — через 3 года; внутренний осмотр и гидравлическое испытание котлов рабочим давлением после каждой чистки и ремонта, но не реже 1 раза в год, кроме указанных выше ремонтов, требующих испытания пробным давлением.
        Результаты технических испытаний котлов, регистрируемых в органах Госпроматомпадзора, записываются в паспорт котла инспектором, а для нерегистрируемых — лицом, ответственным за безопасную эксплуатацию.
        Котлы должны устанавливаться в специальных помещениях, не примыкающих к производственным и другим зданиям. Как исключение, допускается их размещение в примыкающих зданиях при условии отделения их противопожарной стеной с пределами огнестойкости не менее 4 ч. Помещение котельной строится из несгораемых материалов, должно иметь два выхода, оборудовано вентиляцией и аварийным освещением.

Предыдущая Вперед





Полезная информация: Активированный уголь и другие фильтрующие материалы оптом тут swtsamara.ru.