Термические печи служат для придания нагреваемым изделиям определенных свойств. При этом в низкотемпературных печах стальные изделия нагреваются ниже температур внутриструктурных превращений (до 250–700 °C), а в высокотемпературных – в интервале внутриструктурных превращений (700–1200 °C). Поэтому к термическим печам для поддержания нужного температурного режима в рабочей камере, предъявляются более жесткие требования, чем к нагревательным печам.

Учащимся можно показать малую термическую печь с регулированием температуры. Поддержание требуемой температуры в печи обеспечивается автоматикой. При отклонениях температуры в рабочей камере изменяется электродвижущая сила (ЭДС) в тер мопаре. Изменение ЭДС преобразуется в регуляторе температуры и исполнительном механизме в усилие, меняющее степень открытия регулирующего крана. Соответственно изменяется подача газа в горелку. В термических печах на температурный режим оказывает большое влияние не только излучение, но и конвекция; в низкотемпературных печах преобладает конвективная теплопередача. Поэтому хороший нагрев металла достигается только при равномерном распределении тепловых потоков в рабочем пространстве печи.

Мастер обращает внимание учащихся на работу основных узлов печи, автоматику безопасности и регулирования, последовательность действий оператора. В заключительной беседе мастер, подводя итог экскурсии, отвечает на вопросы учащихся, проверяет, насколько они усвоили учебный материал, какова степень их подготовленности.

14.3. Техническое обслуживание газового оборудования котлов

Цель занятий: ознакомление учащихся со сжиганием газа в котлах, с требованиями к помещениям и котлам, с последовательностью технологического процесса, а также правилами безопасности труда при техническом обслуживании котлов.

Наглядные пособия и оборудование: техническая документация на газовое оборудование котельной, наряд на производство газоопасных работ, оборудование газифицированной котельной, плакат № 1 [18], видеофильмы [17], обучающие мультимедийные программы [9], инструкции, средства индивидуальной защиты.

Практическое ознакомление с газовым оборудованием котлов рекомендуется начать с обзорной экскурсии в газифицированные котельные. Учащиеся должны получить полное представление о технологическом процессе сжигания газа в различных котлах, ознакомиться с газовым оборудованием наиболее распространенных котлов, условиями работы операторов и организацией их труда.

До начала экскурсии следует актуализировать знания учащихся об устройстве газового оборудования котлов, затем провести инструктаж по правилам безопасности, промышленной санитарии и пожарной безопасности для операторов и слесарей данного производства и по основным правилам поведения в котельной.

Экскурсию рекомендуется проводить в два этапа. На первом этапе учащиеся получают общее представление о типовом оборудовании газовых котельных, требованиях к помещениям и котлам, общем устройстве оборудования. Для этого следует показать учащимся несколько котельных с разнообразным оборудованием. На втором этапе практиканты знакомятся с устройством и принципом работы газового оборудования конкретной котельной. Особое внимание следует обратить на работу наиболее важных узлов автоматики котельной и соблюдение правил безопасности труда.

Вводный инструктаж мастер проводит совместно с работником газовой службы, он рассказывает о правилах поведения в газифицированной котельной и на рабочем месте, определяемых соответствующими инструкциями.

Во время текущего инструктажа мастер производственного обучения проверяет знания, актуализирует их и обращает внимание учащихся на основные требования к котлам; проанализировав ответы, выявляет пробелы в их знаниях.

Важной характеристикой работы котла является его тепловое равновесие (расход и поступление теплоты равны друг другу). Если такого соответствия нет, то давление пара в котле и температура воды в нем будут повышаться или понижаться. Другая характеристика работы котла – его материальное равновесие (количество поступающей и расходуемой питательной воды соответствуют друг другу).

В котле одновременно существуют вода и пар, насыщенный пар имеет практически ту же температуру, что и вода. Часто для нужд промышленности требуется не насыщенный, а перегретый пар. Чтобы из насыщенного пара получить перегретый, его дополнительно нагревают в конвективном пароперегревателе, расположенном по ходу продуктов сгорания за первым газоходом котла. Пароперегреватель представляет собой устройство из параллельно включенных змеевиков диаметром 28–42 мм, соединенных коллекторами.

Продукты сгорания газа на выходе из газохода имеют еще значительный запас теплоты. Чтобы уменьшить потери теплоты, за котлами по ходу продуктов сгорания располагают дополнительные теплообменники: экономайзер и воздухонагреватель. В экономайзере поступающая в котел питательная вода подогревается за счет теплоты продуктов сгорания газа. В воздухонагревателе за счет теплоты продуктов сгорания подогревается воздух, необходимый для сжигания газа. Использование нагретого воздуха приводит к повышению температуры горения газа, улучшению процесса горения и увеличению температуры продуктов горения.

В отопительных котельных жилищно-коммунального хозяйства преимущественно используют небольшие чугунные или стальные секционные котлы без экономайзеров и воздухонагревателей. В производственно-отопительных котельных применяют водотрубные котлы с установкой индивидуальных или групповых экономайзеров, в котельных электростанций – крупные котлоагрегаты в комплексе с экономайзерами и воздухонагревателями. Особенности сжигания газа в топках котлов требуют правильного выбора типа, тепловой мощности, количества горелок и их рационального размещения.

На первом этапе производственного обучения основное внимание уделяется наблюдениям, мастер не требует от учащихся знаний производственных процессов газоиспользования в конкретных конструкциях. На втором этапе необходимо научить учащихся обслуживать газовое оборудование конкретного котла. Для этого следует ознакомить учащихся с системой контроля и регулирования сжигания газа в котле, сформировать у них соответствующие навыки и умения.

Основным направлением автоматизации котельных является создание комплексных систем контроля, защиты и регулирования, обеспечивающих автоматизацию основных взаимосвязанных технологических процессов в котлах и во вспомогательном оборудовании котельных. Учащиеся должны знать, что в эксплуатации находится несколько комплексных систем автоматики: ПМА, АГК-2У, АГК-2П, АМКО, АМК-У, КСУ-2П, каждая из которых включает комплекты общекотельной и котловой автоматики. Общекотельная автоматика регулирует теплопроизводительность котельной и отключает подачу газа к котлам при отклонении от нормы какоголибо из контролируемых параметров общекотельного значения. Котловая автоматика регулирует процесс горения газа по заданному режиму работы котла и отключает газ при отклонении от нормы какого-либо из контролируемых параметров котла.

В зависимости от условий работы учащиеся должны на практике ознакомиться с современными системами автоматизации котельных, например, с системой АМКО как наиболее современной и универсальной. Эта система предусматривает полуавтоматический пуск котлоагрегата, позиционное регулирование теплопроизводительности котла, поддержание заданного давления пара и уровня воды в котле, регулирование подачи воздуха и тяги в соответствии с подачей газа, защиту котлоагрегата при следующих аварийных режимах:

– повышение температуры воды за котлом или давления пара в паросборнике (паровой котел) выше допустимых пределов; – падение разрежения в топке;

– понижение давления воды за котлом (водогрейный котел) или уровня воды в паросборнике ниже допустимых пределов;

– повышение давления воды за котлом или уровня воды в паросборнике выше допустимых пределов;

– погасание пламени на горелках;

– исчезновение напряжения в цепях автоматики;