«пишет мрпии I митмшца w ■ PeNllOJCTIENHOE 0ИЕ1ШМЕ DO НШМЕ. С01ЕЕ1ЕИСТ101АНИЮ ТШШШ « ЭКСОЛУАТАЦНК ЭШТГ0СШЦИ1 И СЕТЕЙ 'СОЮЗТЕХЗИЕРГЕГ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИСПЫТАНИЯМ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ

СОЮЭТЕХЭВЕРГО Москва 1989

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО КАЛАДИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И CEf5И "СОЮЗТЕХЗНЕРГО"

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИСПЫТАНИЯМ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ПО "С0ЮЗТЕХЗНЕРГ0"

Моема

Скончание таблицы I

Параметр Первичный преобразователь Класс точности Промежуточный или измерительна преобразователь Класс точности Предельная относительная погрев-ность результата измерения, % Преобразователи Дмэ, ДМ, дсэ 1.0 и "Сапфир-22ЯД" в комплекте со средствами представления : '■ ' iv кф.кпуда.кву 0.5 1.0 3.0 3.4. Воздух, Д1М0-вые газы Напорные трубки - ММ-256 1.0 2.5 4. Газовый анализ Газоанализатор R0t - - - 3,2 0г - - - 3.7 5. Удельная теплота сгорания Калориметрическая бомба - - - 1.2

- 13 -

токов и отдельных панелей (элементов") пароперегревателей (например, ширм). Измерения осуществляются погружаемыми (гильзовыми) термолреобразователями, устанавливаемыми е отводящих (подводящих) трубах, и включают все параллельные элементы. При их большом числе допускается оснащать часть из них, в том числе наиболее нетождественные (по конструкции и обогреву) и "средние".

Вместо гильзовых термопреобраэователей допустимо использование поверхностных при та^тельной изоляции мест их установки.

3.2.3.    «измерение температур среды на выходе обогреваемых витков (змеевиков) пароперегревательных поверхностей. Это самый объемный по количеству вид измерений. Измерение этих температур осуществляется поверхностными термопреобразователями, устанавливаемыми в необогреваемой зоне змеевиков. Преобразователи в обязательном порядке устанавливаются в тех же панелях (элементах), где предусмотрены измерения температур среды на выходе, а также

в уменьшенном количестве могут устанавливаться на остальных панелях. В многотрубных элементах термогтреобразователи устанавливаются в "средних" трубах равномерно по ширине (с шагом в несколько труб) и в трубах с тепловым и конструктивным отличием (крайние и соседние с ними, огибающие горелки, с увеличенной длиной и большим числом гибов и т.д.).

3.2.4.    Измерение температур металла труб в зоне обогрева

с помощью температурных вставок для контроля температурного режима пароперегревательных поверхностей нагрева. Вставки устанавливаются в теплонапряженных элементах пароперегревателей с предполагаемыми наибольшими температурами металла. В тех же элементах должна измеряться температура среды.

3.2.5.    Измерение давлений и перепадов давлений. Измерения производятся в характерных точках пароперегревательного тракта, в том числе на входе и выходе пароперегревателей.

3.3.    Показатели работы котла в целом, показатели топочного режима, а также общеблочные фиксируются в основном по приборам штатного контроля.

3.4.    Объем и особенности схемы измерений определяются па-ропроизводительностью, параметрами и конструкцией котла, категорией испытаний и поставленной задачей.

Примеры схемы измерений применительно к испытаниям пароперегревателей головного котла ТПАЕ-206 приведены в приложении (рис.ПЛ-П.З).

- 14 -

4. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. Общие требования к средствам измерения

При испытаниях должны применяться стандартизованные средства измерений (СИ), серийно выпускающиеся отечественной промыл-ленностью, и нестандартизованные СИ, прошедшие метрологическую аттестацию согласно ГОСТ 6.326-78.

Тип и характеристики СИ выбираются в каждом конкретном случае в зависимости от испытуемого оборудования, требуемой точности, категории и целей испытаний, условии монтажа и установки, температуры окружающей среды.

Средства измерения, используемые при испытаниях, должны пройти государственную (ведомственную) поверку, иметь повери-тельные клейма и техническую документацию, свидетельствующие об их годности, и обеспечивать требуемую точность измерений. Поверка проводится непосредственно перед началом испытаний и повторно после их завершения.

Для измерения основных величин при испытаниях (расхода и температур пара, питательной воды, конденсата, металла, дьыо-вых газов и др.) должны применяться самопишущие контрольно-измерительные приборы с аналоговой, цифровой или иной формой записи (непрерывной или с периодичностью регистрации не более 120 с).

При большом количестве измеряемых параметров (100 и более) целесообразно применение автоматизированных систем сбора информации с записью на накопителях (перфо- или магнитной ленте) с последующей статистической обработкой с применением ЭВМ.

Применение показывающих контрольно-измерительных приборов желательно по возможности ограничивать измерением второстепенных параметров.

При испытаниях по второй категории сложности следует использовать штатные измерения параметров, если суммарная относительная погрешность результата измерения не превыпает значений, указанных в табл.1.

При применении показывающих контрольно-измерительных приборов их расположение должно быть выбрано, исходя из условия

- 15 -

удобства и затрат минимума времени на считывание.

Все отсчеты показаний приборов должны производиться с частотой, необходимой для получения достоверного среднеарифметического значения параметре. Для параметров, входящих в объем определяемых характеристик пароперегревателей, должно быть не менее 15 равномерно расположенных точек отсчета.

Количество и номенклатура материалов, преобразователей, пробоотборников, приборов и приспособлений, соединительных электрических и трубных проводок, а также электро- и теплоизоляционных материалов и химических реактивов определяется рабочей программой испытаний либо заказной спецификацией и зависят от паропроизвсдительности и типа котла.

4.2. Средства измерений исходных параметров

4.2.1. Измерение расходов

Измерение расходов пара, воды, конденсата, жидкого и газообразного топлива производится расходомерами с использованием в качестве первичных преобразователей сужающих устройств.

Расходомеры с сужающими устройствами устанавливаются в трубопроводах с однофазной средой. Сужающие устройства, промежуточные преобразователи, их монтаж должны соответствовать Щ 50-213-80.

Для измерения расходов дшовых газов и воздуха используются напорные трубки и специальные сужающие устройства, которые должны иметь известные расходные коэффициенты, определяемые путем градуирования в аэродинамической трубе, и пройти метрологическую аттестацию.

Места установки напорных трубок в газовоздуховсдах должны въйираться из условий обоснованной равномерности поля скоростей □о сечению, отсутствия зон обратных токов и неравномерности температур.

В случае отсутствия таких мест необходимо выполнять тарл-ровки сечений установки датчиков с целью определения коэффициентов неравномерности поля скоростей.

-16-

4.2.2. Измерение температур

Измерение температур - важнейший вид измерений при проведении рассматриваемых испытаний. В качестве основного средства измерения температур среды и металла применяются термопреобра-зователи погружаемые и поверхностные.

В зависимости от диапазона измеряемых температур применяются термопреобразователи ТХК (до 600°С) и ТХА (до 1000°С) с диаметром провода не более 1,2 мм.

Для непосредственного измерения температур среды по пароводяному тракту используются стандартные, погружаемые (гильзовые) термопреобраэователи, чувствительный элемент которых устанавливается в гильзу, вваренную в трубопровод. Гильзовые термопреобразователи устанавливаются на прямом участке трубопровода. Длина чувствительного элемента выбирается в зависимости от диаметра трубопровода. В трубопроводах малого диаметра (отводящих трубах, коллекторах) могут устанавливаться гильзовые термопреобразователи нестандартного изготовления (с соблюдением правил установкиЧ

Поверхностные термопреобразователи устанавливаются вне зоны обогрева на выходных и входных участках змеевиков на расстоянии не менее 100 мм от собирающего или раздающего коллектора или конца зоны обогрева. В газоплотных котлах преобразователи устанавливаются в "теплом ящике" с покрытием места крепления тепловой изоляцией.

В качестве материалов для изоляции термоэлектродов преобразователей применяются фарфоровые или шамотовые бусы, магнезитовые трубочки, кремнеземистая нить или лента, стекловолокно, асбест.

Применение стекловолокна, кремнеземистой нити или ленты в качестве изоляционного материала для термопреобразователей, устанавливаемых в зоне температуры газов, превыаающей 700°С, не рекомендуется.

Наи5олее простым и надежнъы способом установки поверхностных термопреобразователей является раздельная зачеканка термоэлектродов в прорези, наплавленной автогенной сваркой на поверхности трубы наплавки или в приваренную к трубе бобшку.

РАЗРАБОТАНО предприятием " Среда этехэнерго" Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союз-техэнерго"

ИСПОЛНИТЕЛЬ Г.Б. ФЕДОРИН

УТВЕРЖД ЕНО Производственна объединением по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союэтехэнерго" 12.04.88 г.

ГлавтЛ инженер К.В.ШАХСУВАРОВ

© СПО Союзтехэнерго, 1989

Ш 621.184.3.001.4

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИСПЫТАНИЯМ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ

Срок действия установлен с 0I.CI.89 г. до 01.01.94 г.

В основу настоящих Методических указаний положены материалы экспериментальных работ ПО "Союэтехэнерго".

Методические указания распространяются на пароперегреватели энергетических котлов с абсолютны! давлением от 1,4 до 25,0 МПа (от 14 до 255 кгс/см^) и устанавливают порядок организации, проведения и обработки результатов их испытаний.

Методические указания не распространяются на пароперегреватели котлов специального назначения.

Методические указания предназначены для производственных подразделений ПО "Союэтехэнерго" и могут быть рекомендованы для специализированных наладочных организаций, служб наладки РЭУ и ПЭО и цехов наладки электростанций.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Основной целью испытаний является проверка надежности пароперегревателей в стационарных и нестационарных режимах эксплуатации с определением при необходимости их тепловых к гидравлических характеристик, а также выработка рекомендаций по повышению надежности и улучшению работы пароперегревателей.

1.2.    Натурные испытания пароперегревателей проводятся в следующих случаях:

- 4 -

при пуске и освоении всех головных котлов; при реконструкции пароперегревателей и других элементов котлов;

при переводе котлов на сжигание непроектных видов топлива, особенно в тех случаях, когда увеличивается тепловослриятие пароперегревателей или имеет место шлакование; при повьаении параметров пара;

при расширении регулировочного диапазона нагрузок котла за пределы, установленные эаводом-изготовителем;

для выявления причин отклонения температуры перегретого паре от расчетной (предельно допустимой) и причин аварийного состояния пароперегревателя.

1.3. В зависимости от целей испытаний, объема определяемых характеристик и измерений испытания проводятся по двум категориям сложности.

1.3.I. По первой категории сложности проводятся расширенные испытания пароперегревателей головных котлов для определения показателей работы пароперегревателей при различных эксплуатационных режимах котла: пуске и останове, при разных нагрузках, избытке воздуха к коэффициенте рециркуляции дьыовых газов, при изменении схемы подачи топлива и воздуха по горелкам и др.

Определение подлежат следующие показатели надежности, тепловой и гидравлической работы пароперегревателей:

температурный режим пароперегревателей и их элементов; теплогидравличеекяя раэверкя;

регулировочные, тепловые и гидравлические характеристики (статические и динамические', т.е. изменения температур, энтальпий и давлений среды в пароперегревателях и их элементах в зависимости от режимных Факторов.

Перечисленные показатели определяются для установления соответствия их значений расчетные.

При этом в объем экспериментально определяемых показателей, требующихся для оценки надежности и других свойств пароперегревателей, входят:

температуре среды на входе и выходе пароперегревателей; температуре среды на входе и выходе элементов пароперегре-

- 5 -

вателей (подпотоков, ступеней, панелей, контуров, витков, труб);

максимальная температура среды на выходе элементов пароперегревателей;

температура металла труб в зоне обогрева; максимальная температуре металла труб в зоне обогрева; давление среды на выходе и входе пароперегревателей и их элементов;

перепады давлений в пароперегревателях и их элементах; изменение давления по длине коллекторов пароперегревателей и их элементов (выполняется только в случае необходимости); расход пара в пароперегревателях и их элементах; давление, температура и расход собственного конденсата и питательной веды, подаваемых во впрыскивающие пароохладители;

давление и температура охлаждающей воды на входе и выходе поверхностных пароохладителей;

расход охлаждающей воды, подаваемой в поверхностные пароохладители;

давление и температура греющего пара на входе и выходе паропарового теплообменника;

расход греющего пара через паропаровой теплообменник; давление и температура нагреваемого пара на входе и выходе паропарового теплообменника;

расход нагреваемого пара через паропаровой теплообменник; давление и температура греющего пара на входе и выходе газопаропарового теплообменника;

расход греющего пара через газопаропаровой теплообменник; давление и температура нагреваемого пара на входе и выходе газопаропарового теплообменника;

расход нагреваемого пара через газопаропаровой теплообменник;

давление и температура среды на входе и выходе байпасиру-емой поверхности;

давление и температура среды после ее смешения с байпаси-руемой частью;

параметры, характеризующие ретим работы котла; характеристики топлива, коэффициент избытка воздуха в режимном сечении, давление и температура воздуха, температуры ды-

- 6 -

новых газов в характерных точках с определением в случае необходимости поля температур в отдельных сечениях газоходов, коэффициент рециркуляции дымовых газов, доля газов рециркуляции в воздухе, идущем на горение; степень открытия регулирующих устройств вспомогательных механизмов.

1.3.2. По второй категории сложности проводятся испытания пароперегревателей серийных котлов. При этом в объем определяемых показателей входят температурный режим пароперегревательных поверхностей нагрева и их регулировочные характеристики, определяемые в зависимости от ограниченного числа режимных факторов: нагрузки, избытка воздуха и схем подачи топлива и воздуха по горелкам.

Показатели определяются для оценки фактической надежности и условий работы пароперегревателей.

1.4.    НадежнъЯ температурный режим обогреваемых труб пароперегревателей характеризуется достаточна запасом механической прочности и отсутствием окалинообразования.

Нарушение надежности температурного режима определяется по превыпению измеренных температур труб в зоне обогрева над допустимши. Средняя по толщине стенки температура трубы не должна превыл ать допустимую по условиям длительной прочности, температура наружной поверхности труб - предельную по условиям окалинообразования.

В нестационарных режимах Спуск, останов и др.) скорости прогрева толстостенных элементов пароперегревателей (коллекторов, трубопроводов и др.) не должны превылать допустимых значений.

1.5.    Теплогидравлическая разверка, возникающая вследствие неравномерности тепловоеприятия л гидравлической неравномерности параллельно включенных труб, определяется коэффициентами температурной, тепловой и гидравлической разверок.

Указанные коэффициенты определяются соответственно отношениями температуры, приращения энтальпии, расхода среды раз-веренной трубы к средним значениям этих величин в контуре или элементе.

1.6.    Регулировочные, тепловые и гидравлические характеристики определяются как зависимости от времени температуры, энтальпии, их приращений и давления среды в пароперегревателях;

- 7 -

температурный режим труб определяется в зависимости от режимных факторов в стационарных режимах (в первую очередь, нагрузки, коэффициентов избытка воздуха и газовой рециркуляции и т.д.).

Зависимости указанных параметров от времени при нестационарных режимах называются динамическими характеристиками.

1.7. В необходимых случаях (для новых схем и конструкций пароперегревателей, предварительной оценки их температурного режима, уточнения причин повреждений и др.) производится расчет тепловой и гидравлической разверок, определение температуры металла разверенных витков (змеевиков) пароперегревателей в зонах максимальных местных удельных тепловосприятий и наибольшей температуры пара. Расчет производится на основании нормативных методов.

Однако методики расчета не могут охватить все условия работы пароперегревателей, особенно во вновь создаваемых котлах. Ввиду этого испытания служат основньы методом определения надежности и режима работы пароперегревателей паровых энергетических котлов.

2. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Согласно ГОСТ 8.010-72, методики измерений, используемые при испытаниях, должны содержать показатели точности измерения.

Точность измерения (определения), в соответствии с МИ 1317-86, выражается интервалом, в котором с установленной вероятностью Р (для рассматриваемых испытаний принято Р - 0,95) находится суммарная погрешность измерения Л .

Методы определения суммарной погрешности прямых измерений регламентируются ГОСТ 8.207 -76.

Форма представления результата измерений следующая:

А*А,Р,    Ш

где А - результат измерения в единицах измеряемой величины; Л - погрешность измерения в тех же единицах;

- 8 -

P - установленная вероятность, с которой погрешность измерения находится в этих границах.

2.2. Показатели работы пароперегревателей определяются по измерениям температуры металла, давления, расхода и температуры пара в пароперегревателях и их элементах, а также температуры, состава и расхода дьыовых газов по тракту котла.

Предельно допустимая погрешность результата измерения температуры пара в пароперегревателях и их элементах должна быть не вьпе +Ю°С, а температуры металла труб в зоне обогрева +20°С.

Относительные погрешности результата измерения параметров не должны превыпать значений, указанных в табл.1. Указанный уровень погрешности имеет место при использовании измерительных средств, указанных там же.

Тепловосприятие (приращение энтальпии), а также коэффициенты теплогидравлической разверни определяются без нормирования точности.

3. США ИЗМЕРЕНИЙ

3.1.    Задачи и цели испытаний требуют в дополнение к штатному измерительному контролю специальных экспериментальных измерений, которые обеспечивают получение опытных значений температур, давлений, перепадов давлений, расходов среды, а также температур металла труб в зоне обогрева.

3.2.    В объем экспериментального контроля входят следующие основные измерения.

3.2.1.    Измерения температур среды по паровому тракту на входе и выходе всех последовательно вклеенных поверхностей нагрева пароперегревателей высокого и низкого давления (перед

и за пароохладителями, на выходе из котла и т.д.). Для этой цели используются специально устанавливаемые погружаемые (гильзовые) термопреобразователи либо используются штатные измерения. Измерения устанавливаются для определения тепловосприятия пароперегревателей и их элементов и контроля теплогидравлической разверни.

3.2.2.    Измерение температур среды на выходе и входе подло-