25 апреля 2024 года специалистами компании ООО «Веллонс.РУ» была проведена техническая инспекция огнеупорной футеровки водогрейных котлов КТВм-5000 №1 и №2 на котельной заказчика. Результаты технической инспекции представлены в данном техническом отчете ниже.
Следует отметить, что компания ООО «Веллонс.РУ» в октябре-ноябре 2019 года, на условиях ЕРС-контракта (включая разработку проекта, поставку огнеупорной и теплоизоляционной продукции, а также проведения футеровочных работ), выполнила проект по полной замене огнеупорной футеровки котла №2. На следующий год, после успешно проведенного отопительного сезона и подтверждения правильности технических решений, использованных в проекте по замене футеровки котла №2, заказчиком было принято решение о полной замене огнеупорной футеровки котла №1. Данный ремонт был проведен силами ООО «Веллонс.РУ» в августе 2020 года. На протяжении 5 лет эксплуатации футеровки котла №2, и, соответственно, 4 лет эксплуатации котла №1 простоев или каких-либо проблем, связанных с огнеупорной футеровкой котлов не возникало. Описание технического состояния и предлагаемых мероприятий по поддержанию футеровки в рабочем состоянии показано в соответствующих разделах данного отчета.
1. ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ №1.
1.1 Футеровка вертикальных стен котла – выполнена их алюмосиликатного огнеупорного кирпича с содержанием Al2O3>35%. Состояние огнеупорной футеровки всех стен топки, включая боковые и торцевые стены как зоны горения топлива (зона колосниковой решетки), так и торцевые стены переходных участков (зона дожига продуктов горения) находятся в хорошем техническом состоянии, а именно: отсутствуют сколы огнеупорного кирпича, отсутствует отслоение футеровки от проектного положения, нет трещин, оказывающих негативное влияние на конструктивную прочность футеровки, нет участков с расшатанной футеровкой и т.п. Непосредственно в зоне горения топлива имеются небольшие зольные отложения на стенках топки, которые не оказывают негативного влияния ни на футеровку, ни на технологический процесс. Но, несмотря на это, для предотвращения дальнейшего увеличения количества зольных отложений, поверхность стен желательно аккуратно очистить при помощи скребков или жесткой щетки (безударным методом).
1.2 Технологические люка и дверцы, топливный желоб - футеровка данных узлов выполнена из монолитного огнеупора – огнеупорного бетона с содержанием Al2O3>55%. Состояние огнеупорной футеровки технологических люков, их обрамления, а также футеровка выходной части загрузочного желоба котла находится в хорошем техническом состоянии, какие-либо дефекты футеровки, несущие риск для дальнейшей эксплуатации котла в целом, отсутствуют.
Фотографии технического состояния футеровки стен котла №1:
Рекомендации по восстановлению футеровки стен топки: какие-либо мероприятия по проведению восстановительных работ огнеупорной футеровки стен топки не требуются, за исключением очистки зольных отложений на стенках топки котла.
1.3 Арочные своды котла - в качестве огнеупора для устройства свода используется фасонный кирпич с содержанием Al2O3>40%. Котел имеет три свода, расположенных друг на другом, согласно конструкции завода-изготовителя котельного оборудования. Описание технического состояния футеровки каждого из них показано в соответствующих разделах ниже.
Свод №1 – нижний свод непосредственно над колосниковой зоной – свод находится в нормальном / хорошем техническом состоянии. Наличие каких-либо значимых дефектов, оказывающих влияние на конструктивную прочность сводовой конструкции (таких как провис свода, раскрытие свода, наличие сколов и трещин огнеупора и т.п.) отсутствует. Исключение составляет первый / крайний ряд свода, являющийся обрезом свода и находящийся непосредственно в зоне горения. Данный ряд в первую очередь воспринимает на себя различные технологические воздействия, возникающие в процессе эксплуатации котла, например при изменении качественных характеристик топлива, при изменении тепловой нагрузки котла (увеличение / снижение производительности котла), охлаждения / нагрева при остановах котла в процессе его эксплуатации. В следствии чего, данный ряд / арочный сегмент сводовой конструкции подвергается повышенным тепловым нагрузкам и за счет возникновения резких переменных тепловых нагрузок имеет сколы и трещины в кирпиче.
Несмотря на имеющиеся дефекты (сколы, поперечные трещины в кирпиче), данный ряд имеет необходимую прочность - не провис, не шатается. Более того, даже обрушение данного ряда, в процессе дальнейшей эксплуатации котла, не приведет к нарушению технологического процесса горения топлива или производительности котла – т.е. риск остановки котла по данной причине (возможное обрушение первого ряда свода №1) отсутствует.
Рекомендации по восстановлению футеровки арочного свода №1 – в процессе проведения восстановительных работ по своду №2 (смотри ниже) рекомендуется провести восстановление первого ряда / арочного сегмента свода, а также провести местную расклинку арочных сегментов при необходимости.
Свод №2 – имеет удовлетворительное техническое состояние, например в зоне горения топлива и на ~ 2/3 общей длины свода не имеет каких-либо значимых дефектов - свод ровный, без раскрытия, сколов и т.п. Заключительная часть ~ 1/3 длины имеет видимое раскрытие свода наружу, что достаточно странно, т.к. обычно свод склонен к провисанию, за счет расширения стен металлоконструкций, а в данном случае все наоборот, как будто бы металлический каркас сжался, хотя стены (как было сказано выше) не имеют видимых нарушений геометрии стен, футеровка не выдавлена вовнутрь. Данное раскрытие наружу может быть объяснено воздействием высоких температур в зоне дожига продуктов горения на обрезе второго свода и, соответственно, возникновению повышенных напряжений непосредственно внутри арочного сегмента. Данный концевой участок свода в первую очередь воспринимает на себя различные технологические воздействия, возникающие в процессе горения топлива и подвергается повышенным переменным тепловым нагрузкам. В результате данных нагрузок произошло обрушение трех крайних рядов свода №2, а также видимое раскрытие свода (смотри описание выше) на ~ 1/3 длины арочного свода.
Рекомендации по восстановлению футеровки арочного свода №2 - в связи с важной технологической составляющей данного свода в процессе горения топлива, а именно предотвращения «прямого хода» газового потока в конвективную часть котла, в случае его полного разрушения, данный арочный свод рекомендуется полностью восстановить согласно проекту. Восстановление рекомендуем проводить следующим образом: произвести очистку и продувку всей наружной поверхности арочного свода до чистой поверхности кирпича; продуть все «раскрытия» свода, установить кружало под соответствующие сегменты, имеющие раскрытие свода, удалить замковый кирпич, осадить кирпичи «на место», установить замковые кирпичи, произвести расклинку свода металлическими пластинами толщиной 2 мм. Восстановить три разрушенных ряда свода при использовании соответствующих фасонных изделий (согласно проектной раскладки кирпича арочного сегмента свода). Для предотвращения раскрытия концевого участка арочного свода можно рассмотреть возможность устройства бетонной стяжки из монолитного огнеупорного бетона, поверх арочной конструкции, толщиной 75-100 мм.
Свод №3 – верхний свод, находится в хорошем техническом состоянии. Наличие каких-либо дефектов, оказывающих влияние на конструктивную прочность сводовой конструкции (таких как провис свода, раскрытие свода, наличие сколов и трещин огнеупора и т.п.) отсутствует.
Рекомендации по футеровке арочного свода №3 – проведение восстановительных работ по данному своду не требуется. Рекомендуется провести очистку поверхности свода от зольных отложений и произвести очистку золы в переходной камере к конвективной части котла.
РЕЗЮМЕ:
По результатам технического осмотра огнеупорной футеровки котла №1, можно сделать вывод, что более 95% огнеупора, после 4 лет эксплуатации котла с последней замены футеровки (август 2020 года), находится в хорошем состоянии. Исключение составляет второй свод, а именно его концевой участок ~ 1/3 длины всего свода. На данном участке наблюдается раскрытие свода и обрушение трех крайних арочных рядов. На данном участке рекомендуем проведение восстановительного ремонта для обеспечения безопасной эксплуатации котла до проведения следующего капитального ремонта. Выполнение рекомендованных мероприятий позволит продлить рабочую компанию футеровки на последующие 2-3 года минимум.
2. ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ №2.
Футеровка котла в целом находится в хорошем техническом состоянии - все основные элементы футеровки, такие как: горизонтальные и вертикальные стены, технологические люка и проемы, а также монолитная футеровка топливного желоба ни имеют значимых дефектов, которые могли бы привести к остановке котла по причине разрушения футеровки в период отопительного сезона. Это относится и к арочным сводовым конструкциям котла. К сожалению, котел не был полностью очищен для осмотра, и данное заключение основано на неполном осмотре котла. После его очистки мы просим специалистов котельной самостоятельно провести осмотр второго и третьего свода со стороны верхнего технологического люка и фотографии осмотра выслать в наш адрес.
Фотографии технического состояния футеровки стен котла №2:
Рекомендации:
1. Технология - Обращаем ваше внимание, что в зоне горения топлива в районе фурменных отверстий и непосредственно на передней торцевой стене имеется значительное количество подтеков расплавленной золы. Данный фактор свидетельствует о значительном повышении температуры в топке котла, непосредственно в данной зоне горения. Это может быть обусловлено различными факторами от качественных характеристик древесного топлива до проблем с контролем или ведением технологического процесса и управлением водогрейным котлом в целом. Рекомендуем обратить внимание специалистов котельной и операторов на соблюдение технологического регламента управления котлом и технологическим процессом горения топлива, в том числе на контрольные значения термопар и корректность их работы.
2. Футеровка – обращаем ваше внимание, что первый арочный ряд свода №1 имеет сколы кирпича и один из них наполовину выпал. Кирпич первого ряда также имеет поперечные трещины (описание причин возможного разрушения аналогично описанным в разделе «1. Водогрейный котел №1»).
Несмотря на то, что данный ряд находится в проектном положении, имеет прочную конструкцию, мы рекомендуем данный ряд к замене параллельно с планируемыми работами по восстановлению футеровки в котле №1. Одновременно с этим, конструкции всех трех сводов, после очистки котла, укрепить при необходимости и по возможности путем дополнительной расклинки металлическими пластинами.
РЕЗЮМЕ:
По результатам технического осмотра огнеупорной футеровки котла №2, можно сделать вывод, что практически весь огнеупор, после 5 лет эксплуатации котла с последней замены футеровки (ноябрь 2019 года), находится в хорошем состоянии. Каких-либо восстановительных работ огнеупорной футеровки водогрейного котла не требуется, за исключением рекомендаций, описанных выше. Решение по устройству дополнительного пояса из монолитного огнеупора на концевом участке второго свода (во избежание повторения ситуации на котле №1) принимается после проведения полной очистки котла, в период проведения общих восстановительных ремонтных работ по водогрейным котла №1, №2.
