Introducere

Pentru sustinerea examenului de calificare profesionala nivel 2, profilul : electromecanic, calificarea: operator cazane, turbine cu abur, instalatii auxiliare si de termoficare, am avut de elaborate un proiect cu tema: Exploatarea si intretinerea economizorului. In acest proiect s-a folosit cunostintele teoretice dobandite la modulul de specialitate cat si competentele practice dobandite in cadrul orelor de instruire practica la central CET Progresu. Criteriul de aprecierea a eficientei economice a functionarii cazanului de abur este randamentul sau; pentru ca acesta sa fie mentinut la valoarea nominala trebuie ca toate suprafetele de schimb ale cazanului sa functioneze normal si la parametrii normali. Acest lucru se realizeaza prin exploatarea corecta a cazanului atat in timpul functionarii lui cat si a instalatiilor anexe. Depresiunile interioare datorata calitatii necorespunzatoare a apei de alimentare cat si depunerile externe de funingine, duc la inrautatirea schimbului de caldura si la cresterea consumului de combustibil pentru a obtine aceiasi temperatura a aburului . Pe de alta parte aceste depuneri pot duce la infundarea interioara a suprafetelor de schimb de caldura si scoaterea pe durata lunga din functionare a cazanului. Alte fenomene care in timp au consecinte nedorite asupra suprafetelor de schimb de caldura a cazanului sunt: Coroziunea interna datorata continutului mare de oxygen si bioxid de carbon; Eroziunea externa datorata depunerilor de funingine.

Evitarea problemelor de mai sus se face prin exploatarea corespunzatoare a cazanului, prin efectuarea operatiilor de intretinere, a reviziilor tehnice si a reparatiilor curente si capital.

~1~

Capitolul I Descrierea centralei C.E.T.Progresu

Centrala Progresu este o centrala electrica de termoficare amplasata in partea de sud a orasului Bucuresti si are urmatoarele capacitati instalate : 4 cazane de abur de 116,6 kg/s, (420t/h) de fabricatie romaneasca, puse in functiune in anul 1987 1988, 1992 1997 si avand urmatorii parametri de functionare : debit nominal 116,6 kg/s, (420 t/h); presiune nominala 140 x 105 Pa, (140 at); temperatura nominala 540o C, 813o K, (540o C); temperatura apei de alimentare 503o K (230o C); Cazanele functioneaza cu gaze naturale si cu pacura, cu un continut max de sulf de 3,3%: 4 turbogeneratoare de 50 MW de fabricatie romaneasca puse in functiune in anii 1987,1988,1989,1992 2 turbogeneratoare de tip DSL - 50, cu contrapresiune si prize reglabile de (13 3) x 105 Pa si 0,7 x 105 Pa pana la 2,5 x 105 Pa 2 turbogeneratoare DKUL 50 cu contrapresiune si o priza reglabila de 10 x 105 Pa pana la 18 x 105 Pa Parametrii celor 4 turbogeneratoare sunt : Pentru turbina : - putere instalata 50 MW temperatura nominala a aburului la intrare 798K (529oC) presiunea nominala a aburului la intrare 130 x 105 Pa (130 bari) Pentru generator : - putere nominala 50 MW tensiunea la borne 10,5 kv factor de putere nominal 0,8 frecventa 50 Hz agentul de racire H2O 3 cazane de apa fierbinte de fabricatie romaneasca tip 8A cu noxe reduse si avand sarcina termica de 116 MW (100 Gcal/h), functionand cu combustibil lichid, pacura, cu sulf peste 1%

~2~

Cazanele sunt de tip turn suspendat la partea superioara de constructia metalica a cazanului. Focarul este format din 4 pereti membrana. Cazanele de apa fierbinte sunt proiectate sa functioneze in aer liber avand inchisa numai zona arzatoarelor pusa la cota +15m. Cazanul de apa fierbinte poate functiona cu o sarcina intre 40 si 100% cu conditia ca la toate sarcinile debitul de apa care intra in cazanul de apa fierbinte sa ramana constant si egal cu 908,3 kg/s (3270 t/h). Pentru sarcina de 116 MW (100 Gcal/h) temperatura apei la intrare in cazanul de apa fierbinte este 396 K (120o C) si temperatura apei la iesire 423o K (150 o C). Pentru sarcina de 46 MW (40 Gcal/h) temperatura apei la intrare este 411o K (138o C) iar la iesire 423 o K (150o C). Randamentul cazanului de apa fierbinte la sarcina nominala este =88,5%. Presiunea de incercare a cazanului de apa fierbinte este de 29 bari. Cazanul de apa fierbinte este construit sa functioneze cu tiraj natural,avand montat un cos de fum metalic cu o inaltime de 30 m, ajungand la o inaltime toatala de 55m. Schema termomecanica a centralei este in sistem bloc, cu bare de ajutor pe principalele circuite de abur. Fiecare bloc este prevazut cu o electropompa de alimentare, si o electropompa de alimentare de rezerva penttru doua blocuri, deci in total sase electropompa de alimentare. Blocuriile DSL-50 sunt prevazute si cu electropompe de transvazare pentru functionarea in timpul verii in regim de condensatie minima; fiecare bloc este prevazut cu statii de reducere , racire pentru serviciile interne de 6 x 105 Pa si 1,2 x 105 Pa. Incalzirea apei din reteaua de termoficare se realizeaza in baterii de boilere de baza si de varf racordate in serie, cate o baterie la fiecare bloc. Cele patru boilere sunt racordate la prizele reglabile de 1,2 x 105 Pa ale turbinelor DSL50, iar cele 4 boilere de varf la prizele reglabile de 10 - 16 x 105 Pa ale grupurilor. Pomparea in reteaua de termoficare se face in doua trepte, statiile de pompare fiind amplasate in afara cladirii principale. In C.E.T. Progresu sunt prevazute doua grupuri Diesel destinate sa asigure cu energie electrica consumatorii in cazul cand centrala electrica nu mai este alimentata din sistemul energetic national. Circuitul hidrotehnic de racire este de tip inchis si este format din conducte de apa calda si rece, doua electropompe de circulatie si un de rezerva si doua turnuri de racire tip hiperbolic cu tiraj natural. Schema termomecanica a centralei C.E.T. Progresu este prezentata in figura numarul 1.

~3~

~4~

Capitolul II Descrierea cazanului cu circulatie naturala din C.E.T. Progresu

Generalitati Cazanul de abur de 420 t/h, 13,7 MPa, 813 k, adaptat de ICPET SA pentru a utiliza drept combustibil gazele naturale natural si pacura cu sulf, are drept scop alimentarea cuabur a unui grup turbogenerator de 50 de MW. Este un cazan cu circulatie naturala, cu doua drumuri de gaze dispuse in forma de semi . Cazanul este suspendat la partea superioara de o constructie metalica, permitanduse dilatarea libera in jos . Cazanul utilizeaza doua feluri de combustibili, si anume: gaze naturale cu puterea calorifica de 8000-8500 kcal/kg si pacura cu sulf cu putere calorifica de 9250-9400 kcal/kg, asigurand o sarcina de 100% la functionarea cu fiecare din acesticombustibili. Camera de ardere are o sectiune dreptunghiulara, cu laturile de 11217 mm si 10514 mm si este echipat cu o instalatie de ardere a gazelor naturale si a pacurii compusa din; - 12 arzatoare gaz-pacura de sarcina, amplasate 6 pe peretele lateral stanga al focarului si6 pe peretele lateral dreapta al focarului; 4 arzatoare gaze-pacura pentru pornire, amplasate pe peretii laterali ai focarului, lapartea inferioara.

Consecutiv, cele doua drumuir de gaze sunt realizate sub forma de pereti membrana. La exterior, drumurile de gaze sunt izolate cu o izolatie termica usoara, protejata cu un invelis metalic. Pentru acces la diferite nivele de desrvire, cazanul este prevazut cu scari si platforme. In drumul ascendent al gazelor de ardere (drumul I) sunt dispuse urmatoarele suprafete de schimb de caldura: supraincalzitorul II, supraincalzitorul III, supraincalzitorul IV si ultima parte a supraincalzitorului I, toate sustinute prin tevi de sustinere drum I. In drumul descendent al gazelor de ardere sunt dispuse; prima parte a supraincalzitorului I si economizorului, ambele sustinute prin tevile de sustinere drum II.

~5~

Dupa iesirea gazelor de ardere din cazanul propriu-zis, ele strabat pe rand preincalzitoarele de aer rotative si ventilatoare de gaze de ardere, de unde sunt conduse la cos. Cazanul are urmatoarele echipamente auxiliare, amplasate la urmatoarele nivele: - Preincalzitoarele de aer rotativ ( 2 buc.) la cota 9.5m; Ventilatoarele de aer ( 2 buc.), ventilatoare de gaze de ardere (2 buc.), ventilator de gaze de ardere de recirculare ( 1 buc) amplasate la cota 0.

In canalele de aer rotative (par) sunt amplasate preincalzitoarele de aer cu abur (calorifere). Reglarea temperaturii aburului supraincalzit se realizeaza prin injectie de apa de alimentare prelevata dupa PIP-uri. Pentru curatirea suprafetelor de schimb de caldura convective, cazanul este prevazut cu o instalatie de suflat fuminginea.

Pe conductele de aspiratoe ale ventilatoarelor sunt prevazute aparate directoare. Exista posibilitatea aspirarii aerului atat din spatiul inchis al salii cazanului, cat si de afara. In canalele de refulare a aerului de la ventilatoarele de aer sunt montate preincalzitoarele de aer, abur, dimensionate astfel incat sa ridice temperatura aerului inainte de intrare in PAR la 80-100o C la functionarea pepacura. Deala iesirea aerului cald din preincalzitorul de aer rotativ la aspiratia ventilatorului se face recirculare de aer cald pentru majorarea temperaturii aeruluio aspirat de ventilatorul de aer. Debitul de recirculare este reglat cu ajutorul unei clape astfel incat dupa recircularea temperatura aerului sa atinga cca. 25o C. Dupa iesirea aerului din preincalzitorul de aer cu abur, aerul intra in preincalzitorul de aer rotativ unde isi ridica temperatura la cca. 300o C.

~6~

Mentionam ca presiunea aerului sementine constanta in canalul de iesire din preincalzitor de aer. Aceasta realizandu-se prin actionarea aparatelor directoare ale ventilatoarelor de aer in functie de sarcina cazanului. Dupa iesirea aerului din preincalzitor de aer, aerul se imparte in 3 grupe, pe fiecare grupa existand aparate de masura a debitului si clapete de reglare automata. Cele 3 grupe de aer sunt ipartite astfel: - o grupa pentru arzatoarele de pornire; doua grupe pentru cele 12 arzatoare de sarcina.

Circuitul de aer este realizat in asa fel incat cazanul sa poata functiona la caderea celuilalt ventilator de aer la o sarcina de 60% din sarcina nominala. In vedrea asigurarii temperaturii gazelor la cos de minimum 160o C, s-a prevazut un bypass al aerului de ardere pe PAR-uri de capacitate 30% fiecare. Circuitul gazelor de ardere Cazanul functioneaza cu depresiunea pe partea gazelor de ardere, depresiune creata cu cele 2 ventilatoare de gaze, dimensionate pentru un debit de 60% din sarcina nominala a cazanului. Canalele de gaze sunt astfel realizate incat se existe posibilitatea functionarii cazanuli cu un singur ventilator de gaze in cazul avariei celuilalt ventilator de gaze, la o sarcina: de 60% din sarcina nominala.

Circuitul gazelor de recirculare Pentru functionarea cazanului pe combustibil gaze naturale sau pacura, in vederea realizarii unui regim de temperatura a gazelor de ardere apropriat de cel de la functionarea pe lignit, se face o recirculare a gazelor de ardere reci de la cos. In acest caz, gazele recirculate sunt introduse in focar prin palnia focarului. Instalatia de ardere gaze naturale si pacura Arzatoare Instalatia de ardere pentru gaze naturale si pacura cuprinde urmatoarele subansable: - arzator GP tip I varianta A 6 bucati; arzator GP tip I varianta B 6 bucati; arzator GP tip II varianta A 2 bucati; arzator GP tip IIvarianta B 2 bucati; conducte de gaz si gaz aprindere; conducte de pacura si abur pulverizare si suflare.

~7~

Arzatoare de gaz si pacura sunt dispuse pe peretii laterali ai cazanului pe 4 nivele, si anume cate 8 arzatoare pe fiecare perete. Cele 16 arzatoare de gaz si pacura aferente cazanului formeaza 3 grupe de relglaj, astfel: a) grupa III formata din 4 arzatoare de debit maxim 1250 m.n/h/ 11 50 kg/h pe arzator la cota +9,5; b) doua grupe de arzatoare, fiecare grupa fiind formata din acte 6 arzatoare dispuse pe un perete lateral ( stanga sau dreapta), cu un debit maxim de 2400 mN/h?2150 kg/h. Arzatoarele de gaz si pacura sunte proiectate in varianta de turbionare dreapta si stanga. Aerul necesar arderii intra in carcasa arzatorului radial si apoi in ambrazura unde intalneste jeturile de gaze naturale sau jeturi de pacura pulverizata. Sustinerea arzatorarelor de gaz tip I se realizeaza prin intermediul unor suporti constanti care permit deplasarea arzatoarelor de pacura si gaz impreuna cu peretii membrana ai cazanului care se dilata in timpul functionarii.

Conducte si armaturi de gaz, pacurz, abur Aceste subansamble asigura alimentarea cu gaze, pacura, abur de pulverizare si pentru insotirea conductelor de pacura. Armaturile de inchidere, reglare si blocare asigura reglajul functie de sarcina cazanului si functionarea independenta pentru fiecare grupa de arzatoare. Armaturile de pe circuitele de gaza si pacura sunt grupate in statii de armaturi. Pe conductele de gaz si pacura din limita cazanului sunt montate armaturi de protectie, de reglare sarcina, armaturi cu actionare manuala. Actionarile armaturilor de protectie pe gaz sunt pneumatice sau ectromagnetice. Instalatia de aprindere Se compune din: - 16 aprinzatoare de gaz electrice, cateunul pe fiecare arzator, avand lungimi diferite in functie de tipul arzatorului; Statia de aer pentru aprindere si racire; Conductele si armaturile pentru gaz si aer de aprindere; Conducte si armaturi aer de racire a celulelor foto electrice.

Aprinzatoarele sunt concepute pentru functionarea cu gaz natural la o presiune constanta de 1000 mmCA.

~8~

Aprinderea se realizeaza la comanda prin scanteie electrica, secvente de aprindere ale aprinzatorului si apoi ale arzatorului se realizeaza automat sau telecomandat. Pe fiecare aprinzator este montata o tija de ionizare pentru supravegherea flacarii aprinzatorului. Flacara arzatorului de gaz si pacura este supravegheata separat cu o celula foto electrica.

~9~

~ 10 ~

Capitolul III Generalitati despre economizorul cazanelor de abur

Economizorul serveste la preincalzirea apei de alimentare. Prin racirea in continuare a gazelor de ardere care au trecut prin zonele de incalzire ale sistemului fierbator si ale supraincalzitorului. Astfel se reduc pierderile de caldura ale cazanului si se evita eforturile suplimentare, care ar aparea in tambur prin alimentarea cu apa de temperatura scazuta. Se deosebesc: economizoare nefierbatoare si economizoare fierbatoare. 1. ECONOMIZOARE NEFIERBATOARE Economizoarele nefierbatoare sunt folosite pentru presiuni nominale reduse, ele se executa din tevi de fonta, echipate pe suprafata exterioara cu aripioare sau cu ace profilate aerodinamic (pentru miscarea rezistentei la curgere a gazelor de ardere). Tevile sunt dispuse orizontal, directia de curgere a gazelor fiind perpendiculara pe ele, si sunt legate in serie sau in serie-paralel prin racorduri cu flanse situate in afara cazanului de gaze al cazanului. Ansamblul flanselor rectangulare ale tevilor dispuse in fascicul formeaza doi pereti metalici asemanatori unor placi tubulare. Temperatura maxima atinsa de apa in economizoarele nefierbatoare trebuie sa fie cu 25-30 grade mai joasa decat temperatura de saturatie corespunzatoare presiunii cazanului. Viteza uzuala a apei prin tevile economizorului nefierbator este de 0,6-1,2 m/s, ea determinand numarul de tevi legate in paralele. Viteza medie a gazelor de ardere in zona economizorului este de 6-10 m/s. Economizoarele de fonta prezinta dezavantajul unei rezistente mecanice si al unei rezistente la soc termic relative mici si avantajul unei rezistente la coroziune superioara fata de cea a economizorului de otel. 2. ECONOMIZOARELE FIERBATOARE Economizoarele fierbatoare se executa din tevi de otel fara sudura, cu diametrul de 32-51 mm, dispuse in serpentine paralele si racordate, in general, la doua colectoare, dintre care unul este legat cu conducta de alimenatre si celalat cu sistemul fierbator. La unele cazane acvatubulare cu circulatie multipla, tevile preincalzitoare se racordeaza direct la tamburul cazanului. Colectorul distribuitor inferior este echipat, uneori cu ajutaje de laminare. Pentru uniformizarea temperaturii apei in timpul preincalzirii se folosesc si colectoare intermediate (figura nr. 2). Exemplul din figura a fost adoptat tinand seama de

~ 11 ~

sensul ascendant al fluxului de gaze de ardere, de avantajele circulatiei in contracurent si de conditia ca apa sa circule in fiecare serpentine de jos in sus.

(Figura nr.2) Schema unui economizor cu colectoare inferioare:1. Colector de intrare; 2. Colector de iesire; 3. Colector intermediar.

Aceasta condite este necesara pentru ca in cazurile de reducere a presiuni cand este posibile formarea de abur in tevi, sa nu se intrerupa circulatia. Uneori se folosesc tevi de preincalzitor din otel cu mansoane din fonta, cu aripioare; mansoanele se toarna separat si se monteaza apoi pe teava neteda de otel prin presare sau se toarna in jurul tevii de otel, folosita ca miez. Se mai folosesc si tevi din otel cu nervuri sudate. In economizoarele fierbatoare, apa se incalzeste pana la temperatura de saturatie corespunzatoare presiunii de regim a cazanului si se evaporizeaza partial. Cantitatea de apa vaporizata reprezinta maximum 15% din debitul de apa trecut prin economizor. Economizorul se amplaseaza in canalul de gaze de ardere, dupa supraincalzitor sau dupa fasciculul secundar al sistemului fierbator. Uneori, serpentinele economizorului se grupeaza in doua fascicule legate in serie, intre care se intercaleaza al doilea etaj de incalzirea al preincalzitorului de aer, de asemenea divizat in doua parti. Fasciculele economizorului se sprijina, uneori, pe grinzi transversale de fonta iar, distanta verticala intre tevi se mentine prin piese profilate din otel sau din fonta refractara; uneori, serpentinele se suspenda prin intermediul unor tevi de supraincalzitor. Circulatia gazelor si a apei este todeauna in contracurent; canalul de

~ 12 ~

gaze de ardere in care se amplaseaza economizorul fiind in general vertical, curentul de gaze este descendent, iar cel de apa ascendant. Viteza uzuala a apei prin tevile economizorului fierbator este de 0,8-1 m/s, baza acestei viteze calculandu-se numarul de tevi lagate in paralel. Ca masura de protectie a tevilor economizorului al unor cazane la pornire (cand alimentarea cu apa este oprita), se adopta introducerea economizorului in circuitul sistemului fierbator, care se face printr-o conducta speciala (figura nr. 3); aceasta protectie se poate realiza si prin introducerea unui canal de ocolire a economizorului.

(figura nr. 3) Schema conectarii unui economizor la sistemul fierbator al cazanului:

Schema conectarii unui economizor la sistemul fierbator al cazanului1. Fascicul vaporizator; 2. Economizor 3. Conducta de legatura; 4. Robinete; 5. Intrarea apei de alimentare.

Temperatura de intrare a apei in economizoarele cazanelor de abur depinde, in principal, de modul de pregatire a apei de alimentare (preincalzirea regenerativa cu abur prelevat de la turbina alimentata de cazan), de tipul cazanului si de presiunea de regim. Folosirea economizorului in instalatia cazanului de abur prezinta urmatoarele avantaje: reducerea suprafetei de incalzire a sistemului fierbator pentru aceeasi capacitate de productie a acestuia ( prin marirea randamentului global al instalatiei si prin cresterea temperaturii gazelor la iesirea din zona de incalzire a sistemului fierbator); folosirea rationala a entalpiei gazelor de ardere pentru preincalzirea apei pana la temperatura de saturatie; eliminarea partial a dilatatiilor inegale ale elementelor (prin alimentarea acestuia cu apa sau amestec apa-abur la temperatura de saturatie sau la o temperatura apropriata de aceasta);

~ 13 ~

reducerea variatiilor de nivel din tamburul separator al cazanului; reducerea spumegarii.

~ 14 ~

Capitolul IV Descrierea economizorului cazanului din C.E.T.

Economizorul este acea aprtea a cazanului in care are loc preincalzirea apei de alimentare. Economizorul se gaseste plasat in cazan spre iesirea gazelor de ardere din cazan. Economizoarele sunt de 2 tipuri: 1) Economizoare nefierbatoare la cazanele cu presiuni nominale reduse, executate din fonta, tevile lor fiind dispuse orizontal, directia de curgere a gazelor fiind perpendiculara pe ele.2) Economizoare fierbatoare in care apa de alimentare

ajunge la temperatura de saturatie corespunzatoare presiuni cazanului. Ele se executa din tevi de otel fara sudura cu diametrul intre 32 si 51 mm, dispuse in serpentinele paralele si racordate in general la 2 colectoare, dintre care 1 este legat cu conducta de alimentare si celalat cu sistem fierbator. Economizorul este alcatuit din 128 serpentine duble (256 tevi) asezate in sectiune transversala la distanta de 80 mmuna de alta. In plan vertical serpentinele duble formeaza pacheti de economizor (notati cu a, b si c) a si b sunt pacheti iar c este pachetul superior. Materialul tevilor de economizor este otelul. Pentru pachetele inferioare dimensiunea tevi este de 32 x 4, iar pentru pachetul superior de 32 x 9. Suprafata de schimb de caldura a economizorului este de 7600 m2. Serpentinele de economizor sunt sustinute de tevile de sustinere ale drumului II de gaze de ardere. In stare rece, economizorul este distantat la cate 100 mm de peretii intermediari si spate drum II si cate 177 mm de peretii laterali ai drumului II. Colectoarele de intrare si iesire din economizor sunt din teava 219 x 16, material 16 No3 3/III. Economizorul este asezat la capatul drumului II de gaze arse, la iesirea din cazan, inainte de intrarea gazelor in preincalzitoarele de aer. Apa de alimentarea este adusa prin conducte la colectorul de intrare din spate al drumului ii de gaze.

~ 15 ~

De la colectorul de iesire apa urca prin 12 conducte 89 x 8 pana la tambur, urmarind peretele spate drum II si plafonul cazanului.

~ 16 ~

Capitolul V Exploatarea si intretinerea economizorului

Exploatarea : In economizer are loc incalzirea apei de alimentare cu ajutorul gazelor de ardere, ce strabat drumul 2 de gaze, temperatura apei la iesirea din economizor, atingand o valoare apropriata de temperatura de vaporizare ( saturatie ). Economizorul este asezat la capatul drumului 2 de gaze arse, la iesirea din cazan, inainte de intrarea gazelor in preincalzitoarele de aer. Apa de alimentare este adusa prin o conducta la colectorul de intrare in economizor aflat la cota 31.19 pe peretele din spate al drumului 2 de gaze. Apa strabate economizorul in contracurent cu gazele de ardere si iese prin colectorul de iesire din economizor. De la colectorul de iesire apa urca prin 12 conducte pana la tambur, urmarind peretele spate drum 2 si plafonul cazanului. Repararea tevilor economizorului Economizorul preincalzeste apa de alimentare a cazanului cu caldura continuta in gazelle de ardere in drum spre cos, iestite direct din focar in cazan cand cazanul nu are supraincalzitor, sau iesite din supraincalzitor cand acesta exista. Din punct de vedere constructiv, economizoarele se executa din fonta, pentru cazane cu presiune pana la 20 kgf/cm, iar peste aceasta presiune, economizoarele se executa din tevi de otel, montate in pachete, asemanator cu supraincalzitoarele de abur. Dincauza spargerii repetate a elementilor, in present s-a renuntat la constructia economizoarelor din fonta, chiar pentru presiuni maimici de 20 kgf/cm inlocuindu-se economizoare de otel. Functionarea cazanului cu parametrii diferiti de cei nominali, poate duce la defectarea economizorului, prin care se alimenteaza cu apa tamburul si sistemul de vaporizare, obligat la oprirea fortata a cazanului.

~ 17 ~

Defectele mai des intalnite la tevile economizoarelor sunt: Coroziuni pe suprafetele inferioare ale tevilor datorita rezistentei oxigenului in apa de alimentare; Eroziune exterioara a tevilor provocata de zgura si cenusa din gazelle de ardere in drum spre cos; Formarea de pungi de vapori in tevile economizoarelor nefierbatoare si arderea metanului din fata pungii; Neetaenseitati la imbinrile sudate sau mandrinate ale tevilor; Deformari si spargerii de tevi.

Pentru orevenirea defectarii tevilor, se iau masuri executandu-se lucrari, atat in timpul exploatarii, cat si in perioada de reparatii. Coroziunea interioara a tevilor, se datoreaza oxigenului din apa de alimentarea si apare in special la partea de intrare a apei in economizer, unde are loc degajarea oxigenului liber. La economizoarele cu vaporizare, oxigenul liber apare in zona in care se vaporizeaza apa, adica spre iesire din economizor. Eliminarea oxigenului care provoaca coroziunea interioara a tevilor se realizeaza in timpul exploatarii prin degajarea apei de alimentare in degazori cu vid sau de presiune. Uzura tevilor economizorului prin eroziune provocata de zgura sau cenusa se intalneste la cazanele ce functioneaza cu combustibilii solizi. Pentru prevenirea eroziuni, pe partea frontal a tevilor se monteaza mansoane individuale de protective confectionate din table de otel prin stantare sau tevi vechi.

~ 18 ~

Ingeneral se protejeaza primele doua randuri de serpentine, in directia de curgere a gazelor, din fiecare pachet de tevi al economizorului. Pungile de abur apar in tevile de iesire al economizorului care se afla in cacacalele de fum prin care trec gaze cu temperaturii ridicate, fenomen ce se manifesta la pornirea cazanului sau la functionarea cu sarcini reduse. Serpentinele in care apar pungile de abur sunt supuse la variatii mari de temperature datorita schimbului neuniform de caldura gaze-apa si gaze-abur, care poate provoca fisuri si chiar ruperi de tevi. In aceste cazuri curgerilor mari sau a spargerilor de serpentine, acestea se suprima si in gaura se introduce dopuri de teava sause circuiteaza serpentine, utilizandu-se avelasi procedeu ca la serpentinele defecte ale supraincalzitorului de abur.

Principala cauza a defectiunilor este coroziunea, aceasta este de 2 feluri: 1. Coroziunea interna Coroziunea produsa de apa este unf enomen de dizolvare a unui metal in apa in cursul caruia se formeaza oxizii metanului. In cazanele de abur si in turibine are loc coroziunea fierului, in condensatoare are loc coroziunea alamei. La temperaturi paina la 220-240o C se formeaza hidroxizi de fier, iar la temperaturi mai ridicate se formeaza oxidul de fier, Fe3o4, magnetita. Oxizii formati prin coroziune uniforma constituie, in conditii normale de exploatare, un strat protector, care previne amplificarea nedorita a fenomenului. La abateri de la conditii normale stratul protector este deteriorat si coroziunea se amplifica progresiv, pana la deteriorarea echipamentului. Coroziunea se manifesta sub cateva forme principale. Coroziunea in profuzime:

~ 19 ~

Coroziunea in profuzime in apa in stare de fierbere. Stratul protector de magnetita poate fi lezat in tevile vaporizatoare sub efectul combinat al unor factori fizici si chimici. Inceputul deteriorarii se datoreaza diferentelor de temperatura care se produc inz ona de tranzitie dintre vaporizarea globulara si peliculara. Aceasta forma de vaporizare se produce in zone cu flux termic ridicats i racire insuficienta. In aceste zone, ca si in restul cazanului se produc depuneri de oxizi antrenati din circuitul regenerativ. Depunerile se formeaza cu precadere in zonele de rezistenta hidraulica sporita, si anume suduri cu bavura, coturi de tevi etc. Ele impiedica racirea si favorizeaza astfel deteriorarea stratului de magnetita. Pe de alta parte, sub straturile de oxizi se produce o concentrare a sarurilor de sodiu din apa de cazan, care distrug stratul protector si permit reactia apei cu fierul. Se formeaza catrene de coroziune de diferite dimensiuni.

Fenomenul de coroziune in apa este insotit uneori de fragilizarea prin hidrogen a metalului. Hidrogenul se formeaza in zone cu sarcina termica ridicata prin disocierea apei cu fixarea oxigenului in oxizii de fier. Hidrogenul atomic difuzeaza in metal pe acre il decarbureaza.

Pentru evitarea coroziunii in profunzime este necesar sa se evite incarcari specifice termice prea mari, perturbatii ale curgerii care sa favorizeze depuneri de oxizi, vehicularea de oxizi in cazan, vehicularea de saruri provenite din neetaenseitati ale condesatoarelor.

~ 20 ~

Coroziunea in profunzime in abur umed. Coroziunea in adancime se produce in treptele de turbina care lucreaza in zona aburului umed. Punctele de coroziune se formeaza pe intreaga suprafata a paletei, dar mai ales in punctele in care se poate produce o oarecare concentratie a clorurilor antrenate de abur.

Coroziune in profunzime in apa de racire. Si intevile de condensator se produce o coroziune punctiforma in mod favorizat in zonele cu depuneri.

De asemenea, incluziunile de impuritati din material sunt expuse coroziunii punctiforme.

Coroziune sub tensiune:

~ 21 ~

In unele zone concentratoare de tensiuni se produc leziuni ale stratului protector de magnetita sub efectul deformatiei plastice. In perioadele de oprire a cazanului portiunile metalului de baza, descoperite de oprire a cazanului portiunile metalului de baza, descoperite prin deteriorarea stratului protector, vin in contact cu apa rece, care contine oxigen. Pe flancurile neprotejate ale fisurii se formeaza oxizi. In functionare se produce o noua fisura sub tensiune in fundul craterului format, care descopera metalul de baza. Fenomenul se repeta avand ca rezultat o fisura cu sectiune alternativ ingusta si larga. (figura nr. 4).

Avarii prin coroziune sub tensiune s-au produs frecvent in conductele de coborare si de urcare ale cazanelor cu circulatie naturala. Deteriorarea stratului de magnetita s-a produs sub efectul de amplificare a eforturilor unitare in coturile cu sectiunea evalizata, ale conductelor.

Pentru prevenirea avariilor din aceasta categorie este necesar sa se controleze in instalatiile existente ovalitatea coturilor precum si aparitia eventuala a unor cratere de coroziune.

figura nr. 4

~ 22 ~

Aceasta pelicula caracter alternativ se deterioreaza pelicula de protectie de pe suprafata paletei, permitand atacul mediului corosiv. In acest mod se formeaza fisuri, acre se dezvolta si au ca efect ruperea palatei.

Coroziunea de stationare:

~ 23 ~

In perioadele de oprire a echipamentelor, se formeaza picaturi de apa pe suprafetele lor. Oxigenul dizolvat in apa provoaca coroziunea suprafetelor. Apa care stagneaza in echipamente provine fie din evacuarea incompleta, din patrunderi de abur prin armaturi neetanse si chiar din umiditatea aerului, care vine in contact cu suprafetele reci.

La cazane este dificil sa se obtina o stare uscata a suprafetelor interioare, mai ales la tevi care nu pot fi drebate. De aceea in timpul perioadelor lungi de oprire a cazanele se conserva cu condensat in care se dizolva amonaic si hidrazina.

La turbinele oprite pentru intervale lungi de timp esre recomandabil si se prevad pe conductele pe care se poarta infiltra abur, tronsoane de blocare limitate de ventile si prevazute cu aerisire verticala si drenaj, la partea inferioara. In unele cazuri se trece prin corpurile turbinei un curent de aer uscat.

~ 24 ~

Eroziune-coroziune:

Fenomenul de eroziune-coroziune se poate produce in mod frecvent in tevile preincalzitoarelor din circuitul regenerativ al apei de alimentare si in tevile condensatoarelor. Fenomenul este initiat prin desprinderea incipienta a stratului de protectie a suprafetelor tevii sub efectul unui fenomen de coroziune. In continuare el este desprins sub efectul fortelor de forfecare produse prin curgerea lichidului. Intensitatea eroziunii-coroziunii depinde de viteza fluidului. Pentru prevenirea ei este necesara sa se reduca viteaza de curgere a fluidului sub o valuare limita, de ordinul 2,2 m/s.

~ 25 ~

2. Coroziunea externa

Coroziunea de inalta temperatura: Acest tip de coroziune se produce pe suprafata exterioara a tevilor aflate in contact cu gazele de ardere, sub efectul compusilor complecsi de vanadiu, sulf si natriu care distrug stratul protector al tevii. Temperatura de topire cea mai coborata a unor asemenea compusi este circa 6000 C, adica temperatura unor tevi de supraincalzitor prin care trece abur de 5400 C. aceste coroziuni se previn prin limitarea temperaturii aburului la 4500 C masimum, prin introducerea de aditivi care formeaya cu cenusa compusi cu temperatura de topire ridicata si prin ardere cvasi-stoichiometrica, adica cu un exces de aer extrem de mic, se reduce mult formarea oxizilor agresivi.

Coroziunea de joasa temperatura: Prin arderea sulfului din combustibil se formeaza in gazele de ardere oxizii de sulf SO2 si SO3 al doilea in cantitate mai mica decat primul. Anhidrida sulfurica (SO3) impreuna cu vaporii de apa din gazele de ardere formeaza acid sulfuric care se condenseaza l ao temperatura denumita punct de roua acid. La temperauri aflate sub punctul de roua acid variaza cu concentratia acidului in gazele de ardere si ia valori de obicei pana la 100-1200 C. preincalzitorul de aer, mai ales pe partea de intrare a aerului, are la metal o temperatura sub valoarea punctului de roua acid. Acidul condensat ataca cuprafata preincalzitorului. Pentru prevenirea coroziunii de joasa temperatura se iau urmatoarele masuri: arderea cvasistoichiometrica pentru a evita formarea anhidridei sulfurice, limitarea inferioara la circa 1400 C a temperaturii gazelor de ardere evacuate din cazan, adaosul de ditivi la combustibil, folosirea de materiale antiacide.

~ 26 ~

Norme de protectia muncii1. Norme de protectia muncii generale pentru ncperile si locurile de munca din sala cazane:

a. n fiecare incapere trebuie sa fie afisate instructiuni cu indicarea sarcinilor admisibile pe plansee. b. personalul sectiei exploatare termomecanica si reparatii termomecanice trebuie sa respecte cu strictete sarcinile admisibile ale planseelor. Nerespectarea acestor sarcini poate provoca deteriorarea planseelor si accidente grave. c. Canalele de conducte, gurile de-vizitare si puturile trebuie sa fie acoperite la acelasi nivel cu podeaua, pentru a merge pe ele fara pericol. d. Geamurile ferestrelor trebuie sa fie intretinute n perfecta stare.

e. Toate locurile de munca trebuie sa fie bine iluminate pentru a se asigura exploatarea normala. Se va asigura iluminatul perfect al aparatajului de masura si control si al cailor de acces (scari, platforme, etc.). f. In mod obligatoriu se va asigura un iluminat de sigurana necesar n cazurile de avarii pe centrala. g. Toate scarile, platformele, podetele si balustradele trebuie sa fie ntretinute n perfecta stare. Se interzice categoric ungerea cu motorina sau ulei a scarilor si podetelor, de asemenea alergarea pe scari si rezemarea de balustrada. h. Iesirile si trecerile, precum si scarile si platformele, trebuie sa nu fie ocupate de materiale sau obiecte care ar putea mpiedica trecerea. Toate deschiderile, scarile si podetele trebuie sa fie ingradite cu balustrade de cel putin 1 m inaltime si prevazute cu platbanda de bord de cel puin lOOmm inaltime. i. In camera de comanda termica trebuie sa existe o cutie sanitara dotata cu trusa sanitara, cu materiale pentru pansamente si medicamente pentru primul ajutor.

~ 27 ~

2.

Norme de protectia muncii specifice pentru exploatarea si ntreinerea cazanului:

a. Este interzis accesul n sala cazanelor a persoanelor straine. Spatiile de acces la diferite locuri de munca si din sala cazanelor si drumurile spre usile salii, vor fi ntotdeauna libere. Usile trebuie sa fie descuiate n timpul functionarii cazanelor. Deservirea cazanelor se va face numai de catre fochistii pentru cazane de nalta presiune autorizati. In timpul pornirii cazanului, si cand regimul de ardere nu stabil nu se va stationa n fata gurilor de vizitare. Pentru urmarirea flacarii si pentru aprinderea injectoarelor sau arzatoarelor se vor folosi ochelari de protectie. Pentru manevrarea armaturilor calde, personalul de exploatare sa poarte manusi de protecie. Este interzisa folosirea prelungitoarelor pentru manevrarea armaturilor, precum si executarea oricarei reparatii la armaturi n timpul functionarii cazanului. Locurile de unde se iau probele de apa-abur trebuie sa fie bine iluminate. Pentru luarea probelor de apa-abur de Ia cazan trebuie folosite racitoare. Cand se ia proba.nu trebuie sa iasa abur din racitori, spre a se evita arsurile. b. Fiecare muncitor este obligat sa comunice imediat sefului sau direct, iar n lipsa acestuia sefului imediat superior toate abaterile de la normele de protectia muncii observate de el, precum si defectele utilajului care pot prezenta pericol pentru personal, sau care ameninta integritatea utilajului. c. Fara o ventilare prealabila a focarului, a canalelor de aer si a canalelor de gaze arse, se interzice aprinderea focului la cazan. Inainte de a aprinde focul, canalele de aer, canalele de gaze arse si focarul cazanului, trebuie ventilate cu grija timp de cel puin 10 min., n care scop trebuie puse n funciune VA-VG. Focul va fi aprins numai cu ventilatorul de gaze arse si ventilatorul de aer n functiune. In acelai timp depresiunea din partea de sus a focarului trebuie sa fie de -20 25 mmca. Daca arzatoarele nu se aprind sau daca se sting toate arzatoarele deja aprinse, trebuie sa se nceteze imediat aprinderea focurilor. Reaprinderea focului poate fi efectuata numai dupa o buna ventilare a focarului, a canalelor de gaze arse si a canalelor de aer cu ajutorul ventilatoarelor de gaze arse si a ventilatoarelor de aer, timp de cel puin 10 min. La aprindere este interzis sa se staioneze n dreptul ferestrelor de observaie si a gurilor de vizitare. La cazanul n funciune, ferestrele de observatie se vor deschide cu precautie, si observatiile se vor face numai cand inceteaza rabufnirea gazelor.

~ 28 ~

Daca in timpul functionarii cazanului arzatoarelor se sting, alimentarea cu combustibil trebuie sa nceteze si fara se opri ventilatoarele de aer si de gaze arse, se va stabili si se va inlatura cauza stingerii arzatoarelor. O noua aprindere urmeaza sa se faca dupa ventilarea cazanului timp de cel puin 10 min. Se interzice in mod categoric aprinderea arzatoarelor de la zidaria incandescenta a focarului sau a ambrazurilor sau prin simpatie (de la alte arzatoare n functiune alaturate), Pentru aprindere se va folosi ntotdeauna flacara de aprindere a arzatorului pilot. Daca n focar sau canalul de gaze arse s-a produs o explozie va inceta imediat alimentarea cazanului cu combustibili procedandu-se n conformitate cu instruciunile de avarie. d. Toate lucrarile de reparatii se vor executa pe baza de autorizatie de lucru, sau proces verbal de predare a cazanului in reparatie. Autorizatia de lucru trebuie sa fie semnata de urmtoarele persoane: - emitentul autorizatiei de lucru; - dispecerul de serviciu pe centrala; - conducatorul responsabil de lucrare; - seful de echipa; - maistru sef tura exploatare. seful de tura este obligat sa ia toate masurile de protectie a muncii prevazute n autorizatia de lucru, inainte de admiterea la lucru a echipei de reparatii.

~ 29 ~

BIBLIOGRAFIE

Manual: Instalatii termoenergetice-clasa XI-XII Centrale termo si hidroelectrice Autor: C. Motoiu Publicata: E.D.P. anul 1974 Ghid de pregatire profesionala in termoenergetica Autor: P. Bocanete si F. Rouadedeal Publicata: E.T. anul 1989 Manualul inginerului termotehnician (volumul I+II+III) Coordonator: I.G. Carabogdan Publicata: E.T. anul 1978 Norme de protectiea muncii pentru partea mecanica a centralelor electrice P.E. 213/98 Regulament general de manevre R.G.M.

~ 30 ~