При повышении давления в котле выше атмосферного предохранительные клапаны закрывают и приводят в рабочее состояние. Проверку и продувку водомерных стекол, пробных кранов и манометров производят при достижении давления в котле 0,05-0,15 МПа (манометрических) и вторично перед включением котла в магистраль. Проверяют также состояние продувочных (спускных) вентилей котла (на ощупь по нагреву труб). При давлении 0,3-0,4 МПа продувают барабан котла и нижние коллекторы экранов (при наличии их). При растопке заливка пароперегревателя водой для охлаждения не допускается.
Пароперегреватель охлаждают продувкой его образующимся в котле паром через выходные коллекторы. Продувку пароперегревателя прекращают только после включения котла в магистраль. Одновременно с растопкой котла при достижении давления пара в барабане до 0,2-0,3 МПа прогревают соединительный паропровод от котла к магистрали. Через 25-30 минут после начала прогрева медленно и осторожно открывают вентиль или задвижку на соединительном паропроводе у магистрали. При этом котел остается отключенным от магистрали только с помощью одной задвижки на барабане или за пароперегревателем (главной паровой задвижки). Перед подключением котла к магистрали при давлении в барабане на 0,05-1 МПа ниже давления в магистрали проверяют действие предохранительных клапанов осторожным их подъемом и опусканием. По мере повышения давления в котле прикрывают продувочный вентиль пароперегревателя во избежание излишней потери пара.
При давлении в котле на 0,02-0,05 МПа ниже давления в магистрали медленно и осторожно открывают паровой вентиль (задвижку) на барабане котла или на пароперегревателе (при наличии его) и соединяют котел с паропроводом. После включения котла в паропровод снова тщательно проверяют состояние всего агрегата и его арматуры. Затем закрывают дренажный вентиль пароперегревателя. При снижении уровня воды в котле начинают питать его водой. Закрывают обводной дымоход и направляют газы через экономайзер или воздухоподогреватель. Таким образом котлоагрегат переводят на рабочий режим.
Обслуживание котла во время работы сводится к поддержанию нормального режима, который обеспечивает наибольшую выработку пара заданных параметров при наименьших затратах топлива в условиях безопасной и надежной работы котельного агрегата. Технологические и экономические показатели, характеризующие режим работы, когда при разных нагрузках, указываются в режимной карте, в соответствии с которой персонал и осуществляет ведение технологического процесса. Основными из этих показателей являются: давление и температура отпускаемого пара; температура питательной воды; водный режим котла и режим продувок; содержание кислорода в дымовых газах, температуры последних по газовому тракту и т. п. Все отклонения режимов от рекомендуемых устраняются системой автоматического регулирования, либо оперативным персоналом, дистанционно или вручную воздействующим на регулирующие и запорные органы.
В задачу персонала при обслуживании котельного агрегата входит поддержание паропроизводительности котла в соответствии с его нагрузкой. Несоответствие между ними приводит к изменению давления пара в барабане котла. Паропроизводителыюсть котла необходимо регулировать таким образом, чтобы обеспечивался нормальный режим работы топки (тепловой и воздушный), исключающий ее шлакование. Персонал должен следить за питанием котла и уровнем воды в барабане, поддерживая его примерно на середине водоуказательного стекла. Следует правильно вести процесс горения в топке, не допуская отклонения содержания СO2 или O2 в отходящих газах от установленных норм; необходимо поддерживать минимально допустимое разрежение в топке, нельзя допускать потерь топлива со шлаком, провалом и уносом, а также резкого повышения температуры уходящих газов. Присосы воздуха в газоходы котельного агрегата не должны превосходить установленных норм. Все неплотности обмуровки и гарнитуры следует устранять в процессе работы, не дожидаясь очередной остановки котла.
Обслуживающий персонал следит за температурой пара и температурой воды на выходе из экономайзера, не допуская повышения ее выше установленной величины, а также следит за состоянием поверхностей нагрева и при необходимости периодическими обдувками устраняет наружные загрязнения их шлаком и уносом. О необходимости обдувки судят по повышению температуры уходящих газов и сопротивлению газового тракта. Не реже 1 раза в смену проверяют исправность действия манометра, предохранительных клапанов и водоуказательных приборов. Регулярно по нагреву труб (на ощупь) проверяют плотность спускных и дренажных вентилей. Все записи о работе оборудования, замеченных его дефектах и проведенных мероприятиях по их устранению дежурный персонал заносит в оперативный журнал и ремонтную книгу. Кроме того, записывают показания приборов (показывающих и регистрирующих), На основании этих записей и анализа суточных ведомостей по работе котельных агрегатов составляют первичную отчетность. Во вторичную отчетность входят обобщенные данные по котельной за определенный период, по которым судят о работе котельной установки.
Все оборудование котельной делится на:
- основное оборудование: котлы, заполняемые водой и обогреваемые теплом от сжигания; топки, в которых сжигают топливо и получают нагретые до высоких температур дымовые газы; насосы для подачи воды в котел; газоходы и дымовые трубы, с помощью которых дымовые газы в атмосферу. Без перечисленного оборудования не может работать даже самая простая котельная.
- вспомогательное оборудование: система топливоподачи; золоуловители, применяемые при сжигании твердых видов топлива и предназначенные для очистки отходящих дымовых газов и улучшающих состояние атмосферного воздуха вблизи котельной; дутьевые вентиляторы, необходимые для подачи воздуха в топку котлов; дымососы; подпиточные насосы для подачи воды в котлы; сетевые насосы, обеспечивающие циркулирование воды в системе; водоподготовительные устройства, предотвращающие образование накипи в котлах и их коррозию; водяной экономайзер, служащий для подогрева питательной воды до ее поступления в котел; воздухоподогреватель, для подогрева воздуха перед его поступлением в топку горячими газами, покидающими котлоагрегат; дымовая труба; кожухотрубчатые или пластинчатые теплообменники; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.
Мазутное хозяйство котельной, газорегуляторные станции и т.д. также относятся к вспомогательному оборудованию.
Устройства и приборы, служащие для управления работой частей котельного агрегата, находящихся под давлением, для включения, отключения и регулирования трубопроводов для воды и пара, основные предохранительные устройства носят название арматуры.
По своему назначению арматуру разделяют на запорную, регулирующую, продувочную и предохранительную.
Арматуру выполняют с принудительным приводом и самодействующей.
По конструкции приводную арматуру разделяют на вентили, задвижки и краны, а самодействующую - на предохранительные и обратные клапаны и конденсатоотводчики.
К арматуре условно относят также водомерные стекла и другие водоуказательные приборы.
Гарнитура газового котла предназначена для безопасной эксплуатации и обслуживания котла. К гарнитуре котла относится:
- взрывные предохранительные клапаны. Они предназначены для предохранения от разрушения обмуровки котла, самого котла, дымоходов в случае взрыва в топке. Существует два основных типа взрывных предохранительных клапанов: 1. мембранные разрывные клапаны, представляющие из себя лист асбеста, закрепленный между двумя рамками, который в случае хлопка или взрыва разрушается, давая выход энергии взрыва в окружающее пространство; 2. откидные клапаны, представляющие из себя герметичные дверцы на петлях, которые в момент взрыва или хлопка откидываются наружу.
- обдувочные аппараты. Предназначены для обдува поверхностей труб конвективного пучка, с целью очистки их от залы и сажи.
- поворотные заслонки для регулирования тяги
- шиберы. Это металлические пластины, установленные в газоходе, с помощью которых, регулируется естественная тяга.
- запальные отверстия. В них вводится запальник для розжига горелки.
- лазы. Предназначены для предоставления доступа к поверхностям нагрева, для технического обслуживания и ремонта котла.
- смотровые отверстия для слежки за процессом горения в топке котла.
Автоматизация котельной может быть полной, при которой оборудование управляется дистанционно с помощью приборов, аппаратов и других устройств, без участия человека, с центрального щита путем телемеханизации. Комплексная автоматизация предусматривает САР (система автоматического регулирования) основного оборудования и наличие постоянного обслуживающего персонала. Иногда применяется частичная автоматизация, когда САР используют только для некоторых видов оборудования. Степень автоматизации котельной определяется путем технико-экономических расчетов. При осуществлении любой степени автоматизации обязательно соблюдение требований Ростехнадзора к котлам разной производительности, давления и температуры. По этим требованиям ряд контрольно-измерительных приборов (КИП) являются обязательными, некоторые из них должны быть дублированы.
Исходя из перечисленных выше задач и указаний, все КИП можно разделить на пять групп, предназначенных для измерения:
- расхода пара, воды, топлива, иногда воздуха, дымовых газов;
- давлений пара, воды, газа, мазута, воздуха и для измерения разрежения в элементах и газоходах котла и вспомогательного оборудования;
- температур пара, воды, топлива, воздуха и дымовых газов;
- уровня воды в барабане котла, циклонах, баках, деаэраторах, уровня топлива в бункерах и других емкостях;
- качественного состава дымовых газов, пара и воды.
Почти все КИП состоят из воспринимающей части - датчика, передающей части и вторичного прибора, по которому отсчитывают измеряемую величину.
Вторичные КИП могут быть указывающими, регистрирующими (самопишущими) и суммирующими (счетчиками). Для уменьшения числа вторичных приборов на тепловом щите часть величин собирают на один прибор с помощью переключателей; для ответственных величин на вторичном приборе отмечают красной чертой предельные допускаемые для данного агрегата значения (давления в барабане уровня воды и т. д.) их замеряют непрерывно.
КИП нужны не только для эксплуатации, но и для периодических испытаний, проводимых после ремонтов или реконструкции. С помощью автоматизации решаются задачи:
- регулирования в определенных пределах заранее заданных значений величин, характеризующих протекание процесса;
- управления - осуществления периодических операций (обычно дистанционно);
- защиты оборудования от повреждений из-за нарушений процессов;
- блокировки, которая обеспечивает автоматическое включение и выключение оборудования, вспомогательных механизмов и органов управления с определенной последовательностью согласно технологическому процессу.
Блокировка осуществляется:
- запретительно-разрешающей, предотвращающей неправильные действия персонала при нормальном режиме эксплуатации;
- аварийной, вступающей в действие при режимах, могущих привести к травмированию персонала и повреждениям оборудования;
- для замещения, которая включает резервное оборудование взамен отключенного.
Автоматические регуляторы обычно получают импульсы от воспринимающей части КИП или от специальных датчиков. Регулятор алгебраически суммирует импульсы, усиливает и преобразует их, а затем итоговый импульс передает в органы управления. Таким путем автоматизация установки сочетается с контролем. Величина регулируемого параметра измеряется чувствительным элементом и сравнивается с заданным значением, идущим от задатчика в виде управляющего воздействия. При отклонении регулируемой величины от заданного значения появляется сигнал рассогласования. На выходе регулятора вырабатывается сигнал, определяющий воздействие на объект через регулирующий орган и направленный на уменьшение рассогласования. Регулятор будет воздействовать до тех пор, пока регулируемый параметр не сравняется с заданным значением - постоянным или зависящим от нагрузки. Отклонение регулируемой величины от заданной может быть вызвано управляющим воздействием или возмущениями. Когда чувствительный элемент развивает усилия, достаточные для перемещения органа, воздействующего на объект, регулятор называют регулятором непосредственного или прямого действия. Обычно усилий чувствительного элемента оказывается недостаточно, и тогда применяется усилитель, получающий энергию извне, для которого чувствительный элемент является командным аппаратом. Усилитель вырабатывает сигнал, управляющий работой исполнительного механизма, воздействующего на регулирующий орган.
Для того чтобы предотвратить аварийные ситуации, которые могут повлечь разрушение оборудования котельной, а так же к травмам и гибели персонала существует автоматика безопасности. С помощью различных датчиков осуществляется контроль за давлением, воды и пара, за наличием факела на горелках, за температурой воды на выходе, за уровнем воды в паровом котле. При превышении опасных пределов, датчики передают сигнал на устройство оповещения, которое сигнализирует звуковой и световой сигнализацией с последующим отключением напряжения на электромагнитном клапане. Отключение напряжение на электромагнитном клапане ведет к закрытию клапана и прекращению подачи газа на горелки.