Основные вопросы и факторы безопасности при эксплуатации тепломеханической части ТЭС

Безопасность оборудования и сооружений действующей ТЭС следует рассматривать как фактор возможного (из-за повреждений оборудования) негативного и опасного воздействия на персонал ТЭС, прилегающие зоны городов и поселков, а также постоянного или залпового воздействия на окружающую среду (атмосфера, гидросфера, литосфера).

Непосредственное воздействие при нарушениях в работе тепломеханического оборудования обычно локализуется в пределах территории ТЭС, поэтому опасность воздействия на население и прилегающие промпредприятия практически исключена.

Но для ТЭС, расположенных в городах, существует один фактор вредного воздействия на население — превышение допустимых уровней шума при работе различных предохранительных устройств и систем продувок. Эта проблема лишь частично решается применением различного типа шумопоглощающих устройств.

Негативное воздействие технологического процесса на окружающую среду происходит постоянно, а также в форме «залпа»:

  • • с уходящими газами после сжигания органического топлива как при нарушении режимов горения, так и из-за неисправностей устройств очистки дымовых газов;
  • • со сточными водами, при нарушениях в работе очистных сооружений;
  • • залповый выброс в систему сточных вод или в прилегающие водоемы из-за повреждения дамб, золоотвалов, прудов-накопителей отходов.

Факторы опасности (в том числе для обслуживающего персонала) могут быть распределены по следующим характерным группам:

  • • оборудование и трубопроводы, работающие под давлением и с температурами теплоносителя 100°С и выше;
  • • паротурбинные установки при превышении скорости вращения роторов сверх допустимого значения (явление «разноса»);
  • • металлические цилиндрические надземные емкости для хранения мазута и запасов технологической воды (подпитка теплосети, запас конденсата, добавочной (химичсскиочищснной) воды, реагентов (щелочей и кислот));
  • • наружные металлоконструкции эстакад трубопроводов, эстакад топливоподачи, особенно при низких температурах наружного воздуха в северных районах;
  • • термический износ металла с повреждением энергоустановок ТЭС при температурах теплоносителя свыше 450°С, а также сварных соединений при длительной эксплуатации (150*250 тыс. ч и более).

Оборудование, работающее под давлением (паровые котлы, сосуды, трубопроводы), редукционно-охладительные установки эксплуатируются на основе правил Ростехнадзора. Эти правила определяют объем и периодичность наружных и внутренних осмотров и испытаний основного оборудования рабочим и повышенным давлением, а также предохранительных устройств (клапанов). В практике эксплуатации подобного оборудования наибольшую опасность представляют:

  • • деаэраторы как подогреватели смешивающего тина (возможность гидроударов при резкопсрсмснных режимах) с большим запасом горячей воды (100*150°С);
  • • подогреватели высокого давления в системе регенерации турбин (при разрыве трубной системы с отказом защит), подвергаемые двух- трехкратному повышению давления в паровом пространстве за счет давления в системе питательной воды;
  • • паропроводы, в которых при прогреве их с нарушениями по своевременному удалению конденсата возникают гидроудары, порой значительные.

Вот ряд примеров опасных производственных событий.

На ТЭЦ при разрыве трубной системы ПВД в одном из подогревателей (отключенном по пару и отводу конденсата греющего пара) давление в паровом пространстве достигло 170 aim, превысив расчетное почти в 5 раз. После обрыва всех шпилек крепления разъема подогревателя корпус парового пространства. имеющий форму «сигары», под действием реакции «взлетел», повредив крышу машзала. Система защиты от повышения давления в паровом пространстве оказалась неисправной!

На другой ТЭЦ при пуске турбины из холодного состояния «забыли» открыть дренаж нижних точек двух паропроводов отборного пара 10-16 ата. После скопления определенного количества конденсата произошел гидроудар, приведший к отрыву приварки обоих трубопроводов к ЦВД турбины. Только благодаря отрыву и падению трубопроводов не произошел заброс воды в проточную часть турбоагрегата, что привело бы к ее серьезному повреждению.

Серьезные повреждения цилиндрических надземных резервуаров, изготовленных из стального листа с толщиной 6*8 мм в 60-70-е гг. прошлого века, привели к введению жестких норм эксплуатации подобных резервуаров:

  • • контроль за исполнением проекта при монтаже;
  • • регулярный (1 раз в 5 лет) инструментальный контроль (изнутри) состояния металла и сварки;
  • • оснащение резервуаров мазута и горячей воды обвалованием для локализации розлива жидкости.

Дополнительно к этим мерам применяется устройство ограждающей металлоконструкции (швеллер, уголок и др.) снаружи металлического резервуара, на расстоянии 150-200 мм от обечайки. Эта «решетка» ограничивает раскрытие разрыва обечайки. Вышесказанное наглядно иллюстрируется следующим примером.

На одной ТЭС в середине 70-х гг. произошел разрыв обечайки бака запаса подпиточной воды (объем бака 1 000 м3) с температурой воды около 100°С. Бак находился в эксплуатации около 10 лет (паспорт и сведения о его техническом состоянии отсутствовали и не регламентировались документами). Разрыв был вертикальным и при высоте бака 8 м составил около 5 м от верха с раскрытием (по верху) на 2-3 м. «Кинжальным» ударом потока воды находившийся рядом железобетонный блок, весом около 3 т. был отброшен на откос на высоту 1,5-2 м. Благодаря выходному дню в это время на территории вблизи бака персонала не было.

В современных проектных решениях все трубопроводы ТЭС прокладываются на эстакадах, где несущими конструкциями являются пространственные конструкции. Следует помнить, что не все стали могут быть использованы при низких температурах наружного воздуха, кроме того, не следует забывать о коррозийном износе металлоконструкций.

В 70-е гг. прошлого века на одной из ТЭС в северных районах произошло обрушение наклонной галереи топливоподачи из-за деформации металлоконструкций («возраст» более 30 лет). Оказалось, что они были изготовлены из стали Зкп (кипящего типа), что явилось грубым нарушением проекта для районов Крайнего Севера.

Конструкции проточной части и роторов паровых турбин позволяют при неуправляемом режиме подачи острого пара, а также пара из производственного отбора (8-13; 10-16 ати) привести к «разгону» ротора турбины и генератора. Необходимо заметить, что при превышении частоты вращения ротора более чем на 10-12% от номинала (предел срабатывания автомата безопасности) наступает этап возникновения повышенных напряжений в металле ротора. Подобный аварийный режим может привести почти к полному разрушению как турбины, так и генератора.

Подобные аварии имели место в отечественной энергетике в 50-60-х гг. XX в. При разрушении цилиндров отдельные части роторов забрасывались через крышу машзала, а турбоагрегаты нуждались в полной замене!

Вопросы износа металла энергоустановок достаточно подробно изложены в главе 4 настоящего пособия.

В целом безопасное состояние и режимы работы тепломеханического оборудования определяются круглосуточным контролем оперативного персонала. В регламенте обслуживания оборудования на каждом рабочем месте осуществляются обход и осмотр оборудования, конструкций его несущих зданий и сооружений. Любое отклонение от нормы (и даже необычное состояние) фиксируется в оперативной документации для решения руководства цеха.

Таким образом, как и во всех сложных технологических системах, на ТЭС «человеческий» фактор в безопасности работы электростанции является одним из важнейших.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >