Exploatarea generatorului de abur

EXPLOATAREA GENERATORULUI DE ABUR

1 Generalitati

La bord, pregatirile pot fi facute fie pentru cazul in care generatorul se afla dupa o scurta stationare fie pentru cazul unei stationari indelungate sau dupa reparatii. O atentie deosebita se va acorda celei de a doua situatii.

In cazul in care caldarea este deschisa, inainte de inchidere, se va proceda la o inspectie interioara minutioasa pentru a ne convinge ca toate accesoriile interne sunt bine montate si fixate, ca nu sunt corpuri straine si ca suprafata interioara este suficient de curata. Dupa terminarea inspectiei se procedeaza la inchiderea caldarii, prin montarea autoclavei pe garnituri noi si se incepe controlul exterior al instalatiei dupa cum urmeaza:

se verifica starea de fixare a caldarii pe postament si daca aceasta are posibilitatea de dilatare;

se inchid toate valvulele de pe caldare cu exceptia robinetului de aer, care trebuie sa ramana deschis;

se controleaza starea si modulul de fixare al armaturilor caldarii;

se verifica starea zidariei focarului si a altor dispozitive ale acestuia;

se verifica starea manometrelor si a tubulaturilor de legatura cu caldarea; robinetele de izolare se manevreaza in ambele sensuri pentru a putea fi gata de folosire in caz de nevoie;

se face un control amanuntit al compartimentutui si se inlatura obiectele straine care prezinta pericol de incendiu;

se inspecteaza starea aparatelor si a mecanismelor auxiliare si se pregatesc pentru functionare;

se verifica starea santinelor compartimentului, modulul de functionare al mijloacelor de stingere a incendiului si starea inchiderilor etanse.

Dupa terminarea controlului se incepe umplerea caldarii cu apa, astfel incat nivelul acesteia sa nu depaseasca 1/3 din inaltimea sticlei de nivel. Dupa incalzire apa isi mareste volumul si nivelul din sticla atinge inaltimea nivelului normal. Nivelul apei in caldare trebuie sa asigure acoperirea cu apa a celor mai inalte suprafete incalzite. Pe timpul introducerii apei, robinetul de aer trebuie sa ramana deschis pentru a se asigura evacuarea aerului din caldare.

In cazul in care caldarea, aflata dupa o scurta stationare, a fost umpluta cu apa pana la robinetul de aer, este necesara golirea, prin valvula extractiei de fund, unei cantitati de apa, care sa asigure un nivel normal la sticla de nivel. Se recomanda ca temperatura apei introdusa in caldare sa aiba valoare apropiata de temperatura caldarii, pentru a se evita tensiunile termice care ar putea aparea in metalul acesteia. Pe timpul umplerii cu apa se vor urmarii, depista si inlatura, scaparile de apa pe la flanse si neetanseitati.

Daca caldarea se afla dupa o stationare scurta, sau din programul de pregatire lipseste numai secventa controlului interior.

Supravegherea functionarii caldarii

In momentul in care caldarile sunt conectate la tubulatura magistrala de abur, se considera ca acestea pot sa alimenteze principalii consumatori de abur de la bord. Pentru asigurarea unei bune functionari a instalatiilor si livrarea aburului pentru o perioada mai lunga de timp, este necesara realizarea unui program corect de supraveghere a functionarii caldarii in timpul functionarii un loc principal il ocupa supravegherea urmatoarelor instalatii:

a)    alimentarea caldarii cu apa

Uzual, nivelul apei in sticlele de nivel trebuie sa oscileze usor in dreptul semnului de valoare medie marcat pe indicatoarele de nivel. Daca nivelul apei ramane nemiscat, comunicatiile sticlelor cu caldarile sunt infundate, astfel ca in sticle exista apa dar in caldare nivelul este insuficient sau invers.

Controlul sticlelor de nivel se face prin purjarea acestora la fiecare sfert de ora timp de 2-3 secunde. Pe timpul purjarii apa trebuie sa dispara din sticlele de nivel, iar dupa inchiderea robinetului trebuie sa reapara.

Daca din diverse motive una din sticlele de nivel a fost scoasa din uz, functionarea caldarii numai cu o singura sticla se admite pentru o perioada de maxim 20 minute, timp considerat suficient pentru inlocuirea sticlei defecte. In cazul in care dupa 20 minute caldarea a ramas tot fara o sticla de nivel, se va proceda la oprirea caldarii si remedierea avariei.

La disparitia apei din sticlele de nivel ale caldarii, aceasta se opreste imediat indiferent de timpul cat sticla a ramas fara apa. In aceasta situatie, caldarea se opreste, se lasa la racit si se inspecteaza la exterior, pentru depistarea eventualelor deformatii in structura sa metalica si numai in cazul cand acestea nu au aparut, caldarea se alimenteaza cu apa si se reaprind focurile.

b)    supravegherea arderii

Arderea combustibilului in caldare este o sursa de caldura care asigura vaporizarea apei in caldare. O ardere incorecta reduce randamentul caldarii, produce fum la cos si nu poate asigura un abur cu parametrii nominali. Pentru o buna ardere temperatura combustibilului trebuie mentinuta la o temperatura de circa 80-90°C, la iesirea din preancalzitor. Reglarea combustibilului se face prin reglarea valvulei pentru introducerea aburului in preancalzitor.

Canalele interioare ale pulverizatoarelor mecanice trebuie sa fie mentinute in stare curata, pentru a permite pulverizarea uniforma a combustibilului la o valoare de cca 30 bar. Obturarea canalelor de pulverizare duce la dereglarea arderii.

Temperatura combustibilului joaca un rol determinant in desfasurarea arderii. Daca temperatura este scazuta lichidul devine vascos si se ingreuneaza trecerea prin canalele pulverizatorului si pulverizarea sa. O buna combustie se obtine atunci cand combustibilul pulverizat in focar arde complet si in timp util si este caracterizata de:

claritatea gazelor la cos;

culoarea roza a gazelor in interiorul focarului (atunci cand se priveste prin vizor se vad clar caramizile de pe peretele opus);

zgomotul constant, fara vibratii, produs de pulverizatoare.

Supravegherea caldarii se face prin intermediul unui periscop, montat cu vizori in dreptul fiecarei caldari, prin intermediul caruia se poate urmarii filamentul unei lampi electrice, dispusa in partea opusa a cosului. Cand filamentul se vede clar, inseamna ca gazele sunt transparente, produse in urma arderii complete.

Culorile gazelor la cosul navei dau informatii valoroase asupra naturii arderii, dupa cum urmeaza:

gaze transparente - ardere completa;

gaze de culoare inchisa - lipsa de oxigen, ardere incompleta;

gaze de culoare galben dechisa - exces de aer;

gaze de culoare alba - apa in combustibil sau tuburi sparte.

Daca in timpul functionarii caldarii apar scurgeri de apa sau aburi pe la diverse imbinari , nu se va proceda la strangerea piulitelor si nu se vor initia reparatii sau inlocuiri de componente atata timp cat caldarea se afla in functiune. Daca scaparile nu pun viata echipajului in pericol si caldarea nu poate fi oprita , pentru reparatii , scaparile se neglijeaja pana exista posibilitatea opririi caldarii si eliminarea cauzelor.

Reglarea arderii in focarul caldarii se face in functie de indicatiile manometrelor pentru presiunea de regim care, indiferent de situatie , trebuie mentinuta la valoare constanta. Presiunea aburului nu trebuie sa scada sub 75% din valoarea presiunii de regim.

3 Anomalii care pot aparea in timpul functionarii

3.1 Fenomene anormale care impun oprirea imediata a caldarii

a)          Pierderea apei din sticlele de nivel

Atunci cand din diverse motive, apa a disparut complet din sticlele de nivel se poate produce arderea suprafetelor metalice ale caldarii si chiar explozia acesteia. Pierderea apei se manifesta prin:

lipsa apei in sticla de nivel;

aparitia unor pete rosii sau albe, de diverse dimensiuni, in structura metalica a caldarii;

miros specific de cauciuc ars;

umflarea si explozia tuburilor.

Pierderea apei se poate datora urmatoarelor cauze:

neatentie;

infundarea sticlelor de nivel;

pierderea apei in afara caldarii prin tuburi sparte;

apa de alimentare are o temperatura prea ridicata;

capul de alimentare este blocat;

pompa de alimentare are o aspiratie si o refulare defectuoasa.

In asemenea situatie se vor lua masuri ca :

stoparea imediata a caldarii;

inspectarea amanuntita a suprafetei de incalzire vizibila pentru depistarea eventualelor deformatii;

punerea caldarii la rece;

daca in structura metalica a caldarii nu au aparut deformatii se alimenteaza caldarea cu apa si se tine sub observatie stricta.

b)          Supraancalziri locale in metalul caldarii si deformarea lui

In cazul functionarii anormale in structura metalica a caldarii pot sa apara supraancalziri locale periculoase. Cauzele care duc la asemenea situatii sunt:

lipsa apei in caldare;

existenta unor straturi groase de crusta pe suprafata de incalzire;

urme de grasimi pe suprafata de incalzire;

functionarea defectuoasa a unui sau mai multor pulverizatoare fapt ce face ca flacara sa loveasca indirect in suprafata de incalzire.

In asemenea situatii se impun urmatoarele masuri:

oprirea focurilor si verificarea nivelului si cantitatii apei;

stabilirea cauzelor care au condus la aparitia fenomenului si inlaturarea lor.

c)          Spargerea tuburilor

Este un fenomen destul de des intalnit in exploatarea caldarilor navale, determinat de:

lipsa de apa si incalzirea locala a tuburilor;

existenta unui strat gros de crusta pe peretii tuburilor;

deranjarea circulatiei apei in caldare.

Spargerea tuburilor este semnalata prin:

prezenta in mod continuu a aburului in gazele de evacuare din esapamentul caldarii;

zgomote specifice scaparilor de abur ( in zona tubului ars sau spart;)

aparitia unor jeturi puternice de abur in focar sau in camera de fum.

Lipsa apei in tuburi este produsa de:

pierderea apei din sticlele de nivel;

montajul incorect al sticlelor de nivel (prea jos);

lipsa placii calmante si oscilatiile mari ale navei.

Crusta groasa pe peretii tuburilor este produsa de duritatea ridicata a apei ca urmare a netratarii chimice a acesteia.

Deranjarea circulatiei apei apare atunci cand bulele de abur se lipesc de peretii tubului, in loc sa circule prin acesta, inrautatesc transferul de caldura in acel loc si produc arderea tuburilor. Cu cat circulatia apei este mai intensa, cu atat mai bine vor fi racite tuburile. Uzual se sparg tuburile situate in zona ultimelor randuri, din cauza lipsei de apa, produsa de mentinerea unui nivel scazut in sticlele de nivel.

In cazuri mai rare se pot sparge si tuburi situate in zona primelor randuri, din cauza lipirii bulelor de abur pe suprafata lor interioara sau ca urmare a montajului gresit al prelungitorului tubului de alimentare. Spargerea tuburilor indiferent de cauza, impune oprirea imediata a caldarii. Dupa o racire de circa 24 ore, se deschide caldarea, se face determinarea tuburilor avariate si se procedeaza la tamponarea (doparea) lor. Pentru determinarea tuburilor sparte se foloseste pompa de presat tuburi a carei presiune este de 8-10 bar si se procedeaza dupa cum urmeaza:

se goleste caldarea de apa si se lasa la racit;

se stabileste aproximativ zona si numarul tuburilor sparte;

cate un om intra in colectorul superior si cel inferior;

tubul flexibil de refulare al pompei de presare se introduce in capatul unui tub din placa tubulara a colectorului superior si se incepe presarea apei. Daca manometrul de pe pompa indica o presiune crescuta, tubul testat este bun, daca presiunea nu creste inseamna ca apa scapa prin spartura tubului. In ultima situatie omul din colectorul inferior introduce un dop de lemn in tubul avariat si il bate cu ciocanul. Aceeasi operatie se executa si la capatul celalalt al tubului din colectorul superior.

Tamponarea tuburilor se face si cu dopuri metalice de forma tronconica de o conicitate de 1/10d. Societatile de clasificare nu permit functionarea unei caldari care are un numar de tuburi tamponate mai mare de 10% din numarul total de tuburi si cer evidenta acestora.

Riscul functionarii unei caldari cu un numar de tuburi mai mare decat cel specficat, este deosebit de mare, intrucat se deranjeaza circulatia naturala a apei in caldare si aceasta este supusa fenomenului de ardere si explozie.

d)         Spargerea tuburilor supraancalzitorului:

Cauzele spargerii tuburilor supraancalzitorului pot fi:

tuburile au depuneri mari de crusta care impiedica transferul de caldura, si se supraancalzesc pana la ardere;

tubulaturile sunt puternic atacate de coroziuni intrucat pe timpul stationarii, supraancalzitorul nu a fost in totalitate golit de apa.

Spargerea tuburilor este evidentiata prin:

scaderea presiunii la manometrul montat pe tubulatura de abur supraancalzit;

existenta in zona supraancalzitorului a zgomotului specific de scurgere a aburului prin spatii inguste.

La aparitia acestui fenomen caldarea se opreste imediat si se procedeaza la tamponarea tuburilor. Un supraancalzitor poate functiona cu un numar maxim de 10 % tuburi tamponate. Inlocuirea tuburilor la supraancalzitor se poate face independent de starea tuburilor la caldare.

3.2 Fenomene anormale care permit functionarea caldarii daca se intervine urgent pentru indepartarea lor

In categoria acestor fenomene, urmatoarele sunt considerate ca fiind definitorii:

a)          Presiunea de regim creste peste valoarea normala

Fenomenul se observa la manometrele caldarii. Acest fenomen poate fi produs de:

neatentia personalului;

defectarea manometrelor.

In asemenea situatii se impun urmatoarele masuri:

se reduce consumul de combustibil prin oprirea unor pulverizatoare sau inchiderea partiala a valvulelor de alimentare;

se creste alimentarea cu apa a caldarii;

se verifica manul functionarea manometrelor prin compararea indicatiilor critice date de un manometru etalon montat special pentru acest scop.

Pe timpul functionarii caldarii este necesar sa se verifice periodic modul de functionare al celor doua supape de siguranta montate pe caldare. Aceste supape sunt reglate sa declanseze diferential si anume, una la o presiune cu 0,5 bar peste presiunea de regim, iar cealalta la o presiune de 0,7 bar mai mare decat presiunea de regim.

b)          Nivelul sticlelor de nivel scade anormal:

O asemenea situatie poate fi provocata de:

neatentia     personalului;

pompa de alimentare functioneaza defectuos sau nu realizeaza presiunea si debitul necesar de apa cerut de regimul consumului de abur;

exista un consum prea mare de abur;

caldarea are tuburi sparte si apa se pierde in afara caldarii;

blocarea capului de alimentare pe deschis si scurgerea apei din caldare.

Masura care se impune este de a creste acceleratia functionarii pompei de alimentare. Daca masura luata nu stopeaza fenomenul, se opreste caldarea si se cauta cauzele care nu permit mentinerea nivelului de apa.

c)          Nivelul apei in caldare creste anormal

Un nivel normal al apei in caldare este considerat a fi atunci cand, in sticla de nivel, apa ocupa ¾ din inaltimea acesteia. Depasirea acestui nivel este corisiderat a fi o crestere anormala a apei in caldare. Aceasta crestere poate fi cauzata de:

neatentia personalului;

cresterea turatiei masinii de antrenare a pompei de alimentare;

aparitia unor fenomene anormale in caldare.

In asemenea situatii se impun masuri ca:

reducerea alimentatiei caldarii;

purjarea repetata a sticlelor de nivel;

reducerea focurilor;

reducerea consumului de abur, etc.

In caz ca masurile nu sunt eficiente se stopeaza caldarea si se cauta cauzele.

d)         Aparitia ebolutiunilor

Acestea sunt fenomene de fierbere turbulenta a apei in colectoarele caldarii si se manifesta prin oscilarea excesiva a nivelului apei in sticlele de nivel. Fenomenul poate fi provocat de:

continutul ridicat de impuritati mecanice sau chimice in apa din caldare - In special grasimi;

deschiderea brusca a valvulelor de manevra a consumatorilor de abur prin formarea unei diferente de presiune intre caldare si consumator si extragerea unei cantitati mai mari de abur din caldare;

cresterea salinitatii apei, in special in apropierea oglinzii de vaporizare unde densitatea apei este mai mare, iar trecerea bulelor de abur prin oglinda de vaporizare este mult ingreunata.

Pentru a se reduce si chiar a se evita acest fenomen, se va proceda astfel:

la fiecare cart se vor executa extractii de suprafata si de fund, mai ales atunci cand la sticlele de nivel apa urca si coboara rapid si/sau se observa ulei;

se reduce turatia masinilor prin inchiderea partiala a valvulei de abur pe timpul extractiilor si mai ales al ebolutiunilor.

Daca in urma acestor masuri ebolutiunile nu inceteaza, caldarea se opreste din functiune si se vor lua masuri de executare a extractiilor de suprafata si de fund.

e)          Spargerea sticlelor de nivel

Este o urmare a faptului ca:

sticlele nu au fost incalzite suficient si uniform pe timpul ridicarii presiunii;

sticlele nu au fost montate corect in armatura lor;

La spargerea sticlelor de nivel se vor lua masurile urmatoare:

se inchid robinetii de izolare a sticlei de nivel fata de caldare;

se inlocuieste sticla sparta, cu o sticla noua, in timp cat mai scurt posibil;

supravegherea atenta a nivelului apei la sticla aflata in functiune, care va fi purjata cat mai des posibil.

Pentru incalzirea uniforma a sticlelor de nivel, pe timpul ridicarii presiunii, acestea vor fi purjate din cinci in cinci minute, timp de 1-2 secunde.

Nu se admite functionarea caldarii cu o singura sticla de nivel pentru o perioada de timp mai mare de 20 de minute. In cazul in care in aceasta perioada sticla nu a putut fi inlocuita din diverse motive, se va recurge la oprirea caldarii.

3.2 Fenomene anormale care permit continuarea functionarii caldarii sub o atenta supraveghere

Aceste fenomene sunt create la aparitia unor fenomene ca:

a)          Scaderea anormala a presiunii in caldare

Acest fenomen se manifesta atunci cand presiunea de regim nu poate fi redusa sau mentinuta, desi conditiile de ardere sunt respectate si bine reglate. Cauzele care pot provoca o astfel de situatie pot fi:

neatentia personalului;

caldarea are tuburi sparte;

suprafata de incalzire este murdara si nu se realizeaza un schimb de caldura normal;

pentru ardere se foloseste un combustibil cu putere calorica inferioara.

b)          Aburul supraancalzit are o temperatura scazuta

Fenomenul are loc atunci cand suprafata de incalzire a supraancalzitorului este murdara, crusta la interior - funingine la exterior. Restabilirea capacitatii de captare a caldurii se face prin executarea operatiei de curatire interioara si exterioara.

c)          Arderea incompleta a combustibilului

temperatura combustibilului este inadecvata - in general scazuta;

combustibilul are un continut ridicat de apa si impuritati;

pulverizatoarele sunt infundate;

in focar nu este livrata o cantitate de aer suficienta pentru formarea unui amestec omogen de combustibil;

in focar este introdus pre mult combustibil care, neavand timp sa arda in intregime, paraseste focarul sub forma de particule fine de culoare neagra odata cu gazele arse.

Pentru a se asigura arderea completa a combustibilului se impun masuri ca:

incalzirea combustibilului, si mentinerea lui, la temperaturi cuprinse intre 80-90sC;

purjarea tancului de combustibil sau trecerea consumului pe un alt tanc in care exista combustibil curat;

inlocuirea pulverizatoarelor de combustibil;

cresterea debitului de aer, introdus in focar, prin cresterea turatiei suflantei;

reglarea consumului de combustibil in functie de necesarul de abur, etc.

d)         Supraancalzirea peretilor caldarii.

Fenomenul se observa la inrosirea peretilor verticali exteriori ai caldarii, produsa de:

proiectarea combustibilului aprins, de catre o pulverizare incarcata, si arderea acestuia pe peretii caldarii;

deteriorarea zidariei focarului si a izolatiei termice a caldarii, etc.

Remedierea se face prin reglarea presiunii de pulverizare a combustibilului, prin refacerea zidariei focarului si a izolatiei termice.

4 Oprirea caldarii

Pentru oprirea caldarii se procedeaza dupa cum urmeaza:

se inchid valvulele de pe tubulatura de combustibil care duc spre pulverizatoare;

se opreste pompa de combustibil;

se inchid valvulele principale si auxiliare de abur;

se alimenteaza caldarea cu apa pana ce nivelul apei la sticlele de nivel ajunge la aproximativ ¾ din inaltimea acestora;

se face o extractie de fund pana ce nivelul apei ajunge la 1/2 din inaltimea sticlei de nivel;

se lasa caldarea la racire, lenta si uniforma, prin inchiderea tuturor orificiilor care leaga focarul cu exteriorul.

Dupa racire se ventileaza focarul si se trece la curatarea acestuia.

5 Conservarea caldarii

In stationare caldarea poate fi pastrata plina cu apa sau goala si uscata.

La o stationare de pana la 30 de zile, caldarea se pastreaza plina cu apa pana la robinetul de aerisire. Pentru eliminarea aerului din caldare este necesar sa se aprinda focurile si sa se incalzeasca apa pana ce pe robinetul de aer ies aburi. Dupa inchiderea robinetului se considera ca in caldare mai exista aer.

In cazul in care stationarea caldarii este mai mare de 30 de zile, aceasta trebuie pastrata goala, fara apa. Uscarea caldarii se face prin aprinderea pentru o scurta durata a unui foc, dupa golirea caldarii.

Pentru pastrarea deschisa a caldarii, suprafata interna a acesteia se sterge bine cu carpe uscate dupa care, in colectoarele caldarii se introduc vase cu var nestins, care au rolul de a absorbi umiditatea din aerul ramas in caldare. Substantele absorbante trebuie sa ocupe numai jumatate din volumul vaselor, pentru a nu se imprastia prin caldare odata cu marirea volumului ca urmare a absorbirii umiditatii.

Pentru conservarea exterioara a caldarii se impune:

piturarea cu minium de fier a portiunilor, neizolate termic, din colectoare;

ungerea cu pacura sau cu vaselina a exteriorului tuburilor;

ungerea cu un amestec format din ulei si grafit a saniilor de sustinere a colectoarelor;

montarea unor fIanse oarbe, prevazute cu garnituri de cauciuc, intre fIansele de cuplare a armaturilor caldarii;

piturarea cu minium de fier a anvelopei caldarii.

La caldarile care au o stationare mai lunga de 12 luni, pentru asigurarea conservarii caldarii este necesara demontarea izolatiei termice si piturarea suprafetei metalice astfel dezvelite. In toate cazurile de conservare a caldarii temperatura din compartiment nu trebuie sa scada sub 8°C.

In mod normal, inainte de conservare, caldarile sunt supuse la un proces minutios de curatare. Curatarea caldarii trebuie sa se faca la fiecare 800 de ore de functionare atat la exterior cat si la interior.