W dniu 12.12.2011r. została przeprowadzona rewizja wewnętrzna kotła OR-50. Uruchomienie kotła nastąpiło na początku listopada 2011r. Kocioł OR-50 przepracował niecałe 1,5 miesiąca.

Fot. 1 Zabudowa generatorów fal uderzeniowych na kotle OR-50.

W obrębie przegrzewacza pary za festonem zostały zabudowane dwa generatory fal uderzeniowych  GFU-25/8 w miejsce zdemontowanego włazu. Generatory były zasilane powietrzem z kompresora o ciśnieniu ok. 8 atm. Generatory pracowały w automatyce wywołując falę uderzeniową  średnio co 10 minut. Kocioł OR-50 wyposażony jest w system czyszczenia oparty o zdmuchiwacze parowe. Z użytkownikiem kotła ustalono wyłączenie zdmuchiwacza pary w obrębie działania generatorów (lewa strona kotła).  Pozostałe zdmuchiwacze parowe były uruchamiane średnio dwa razy na dobę. Lanca zdmuchiwacza parowego nie była zdemontowana na okres prób. Jej lokalizacja mogła mieć znaczenie na skuteczność działania generatorów. Na zdjęciu drugim pokazano sposób zabudowy generatorów wewnątrz kotła.

Fot. 2 Zabudowa generatorów w obrębie włazu.

Kocioł OR-50 został uruchomiony na początku listopada 2011r. Po sezonie grzewczym w kwietniu 2011r. część ciśnieniowa kotła została gruntownie wyczyszczona przez piaskowanie. Celem zabezpieczenia kotła przed korozją postojową na poszczególnych poziomach części ciśnieniowej zostały wyłożone substancje pochłaniające wilgoć z powietrza.

Fot. 3 Przegrzewacz pary kotła OR-50 po piaskowaniu.

Fot. 4 Rury przegrzewacza pary kotła OR-50 po piaskowaniu.

Na zdjęciu czwartym widać dokładność wyczyszczenia części ciśnieniowej kotła po sezonie grzewczym. Z rur przegrzewacza zostały usunięte wszystkie osady do metalicznej czystości. Podobnie wyczyszczone były pozostałe powierzchnie konwekcyjne.

Rewizja kotła OR-50 w dniu 16.11.2011r.

W dniu 16.11.2011r. została przeprowadzona pierwsza rewizja kotła OR-50.  Kocioł przepracował niecałe dwa tygodnie. Na zdjęciu piątym widać zabrudzenie kotła osadami twardymi praktycznie na całej powierzchni. Powierzchnia przegrzewacza czyszczona zdmuchiwaczem parowym (dolna część zdjęcia piątego i szóstego) praktycznie nie różni się od części przegrzewacza nieczyszczonego żadnym systemem (obszar górnej lancy).
W górnej części zdjęcia piątego i szóstego widoczne są obszary bezpośredniego działania fali uderzeniowej (zaciemniona powierzchnia). Zasięg fali uderzeniowej obejmował ok. 30% całkowitej powierzchni przegrzewacza pary (60 %  działania wyłączonej lancy prawej). Na zdjęciu siódmym pokazano zbliżenie rur przegrzewacza pary po dwóch tygodniach pracy kotła OR-50. W całym obszarze przegrzewacza rury równomiernie były pokryte osadami o grubości przekraczającej 5 mm, zmniejszając wymianę ciepła. Niepokojące zjawisko tworzenia się osadów zaobserwowano na drugim pęczku przegrzewacza pary (pierwszy stopień). Na zdjęciu ósmym widoczne są na rurach przegrzewacza osady, które strukturą zbliżone są do osadów ze zdjęcia siódmego. Świadczy to o rozpoczęciu procesu zabrudzania się osadami rur drugiego pęczka przegrzewacza pary.

Fot. 5 Przegrzewacz pary kotła OR-50 po dwóch tygodniach pracy.

Fot. 6 Przegrzewacz pary kotła OR-50.

Fot. 7 Rury przegrzewacza pary po dwóch tygodniach pracy kotła OR-50.

Fot. 8 Pęczek przegrzewacza pary pierwszego stopnia.

Rewizja kotła OR-50 w dniu 12.12.2011r.

W dniu 12 grudnia 2011r. został przeprowadzony przegląd kotła OR-50 w zakresie przegrzewacza pary drugiego stopnia. Wyłączenie kotła było podyktowane pracami na instalacjach okołoturbinowych.

Fot. 9 Przegrzewacz pary kotła OR-50 po 1,5 miesiącach eksploatacji.

Na zdjęciu dziewiątym widoczne są osady na rurach przegrzewacza pary. Przez cały okres eksploatacji kotła pracował system czyszczenia oparty o zdmuchiwacze parowe – jedna połówka kotła (strona lewa kotła). Drugi zdmuchiwacz nie był włączany do czyszczenia. Powierzchnia ok. 60% przegrzewacza  drugiej połówki kotła była czyszczona generatorami fal uderzeniowych – obszar lancy bez stożków.  Obszar objęty działaniem zdmuchiwacza parowego nie różnił się w sposób zasadniczy od obszaru nieczyszczonego przez żaden system. Po miesięcznej eksploatacji kotła OR-50 w bezpośrednim zasięgu działania zdmuchiwacza parowego zaczęły tworzyć się stożki, które mają tendencję do całkowitego ograniczenia przepływu spalin pomiędzy poszczególnymi wężownicami. Na zdjęciu dziesiątym pokazano obszar wężownic na których rozpoczął się już proces przechylania się od pionu osadów. W bardzo krótkim czasie osady te powodują całkowite ograniczenie przepływu spalin przez wężownice. W prawym dolnym rogu zdjęcia dziesiątego obserwujemy przestrzeń całkowicie pokrytą osadami  Sądzimy, że zjawisko  przechylania się osadów od pionu dodatkowo potęgowane jest w czasie pracy zdmuchiwaczy parowych. Strumień pary powoduje przyklejenie się sypkiego pyłu do już istniejących osadów i zwiększenie ich szybkości narastania. Tendencję do przechylania się osadów zaobserwowano praktycznie na całej powierzchni przegrzewacza pary objętej działaniem zdmuchiwacza parowego.

Fot. 10 Rury przegrzewacza pary w obrębie działania zdmuchiwacza parowego.

Fot. 11 Rury przegrzewacza pary w obrębie działania generatora fal uderzeniowych.

W obszarze działania generatorów fal uderzeniowych GFU-25/8 zjawisko przechylania się osadów nie występowało. Pomiędzy poszczególnymi wężownicami przegrzewacza pary były prześwity umożliwiające równomierny przepływ spalin. Wstępnie oceniamy mniejszy stopień zabrudzenia osadami powierzchnię przegrzewacza pary objętą działaniem generatora fal uderzeniowych. Dodatkowym utrudnieniem w utrzymaniu w czystości rur była nieczynna lanca zdmuchiwacza parowego. Osady pokazane na zdjęciu dwunastym występowały w obszarze ok. 50 % powierzchni przegrzewacza. Łatwo można było usunąć ich z rur oraz miały tendencję do kruszenia się.

Fot. 12 Rury przegrzewacza pary kotła OR-50.

Fot. 13 Przegrzewacz pary – część środkowa.

Na zdjęciu trzynastym widoczna jest środkowa część przegrzewacza pary kotła OR-50. Po prawej stronie przedstawiony jest obszar działania zdmuchiwacza parowego. Z lewej strony zdmuchiwacz był wyłączony. Nie zaobserwowano większych różnic w zabrudzeniu się poszczególnych rur. Po półtora miesięcznej eksploatacji kotła zdmuchiwacze parowe w obrębie przegrzewacza pary nie spełniały swojej funkcji. W obu przypadkach osady wykazywały niebezpieczną tendencję do odchylania się od pionu. Dalsza eksploatacja kotła spowodowałaby całkowite ograniczenie przepływu spalin przez drugi stopień przegrzewacza pary oraz ograniczenie wymiany ciepła. Spaliny o wyższej temperaturze przepływając do pierwszego stopnia przegrzewacza niebezpiecznie mogą podwyższać temperaturę pary przegrzanej przed schładzaczem wtryskowym. Doprowadzenie do dużego zabrudzenia drugiego stopnia przegrzewacza pary może doprowadzić do jego szybkiego zużycia. Generatory fal uderzeniowych GFU-25/8 zmniejszają zjawisko całkowitego ograniczenia przepływu spalin przez przegrzewacz. Wykorzystanie sprężonego powietrza jako czynnika roboczego, wywołującego falę uderzeniową nie powoduje lokalnego zwilżenia pyłu i szybszego jego osadzania. Duża częstotliwość działania generatorów (co 10 min) zmniejsza ryzyko utwardzenia się osadów. Z uwagi na zużycie pary zdmuchiwacze parowe mogą pracować maksymalnie dwa razy na dobę. Częstsze używanie zdmuchiwaczy parowych staje się nieekonomiczne.
Po przeprowadzeniu rewizji wewnętrznej kotła OR-50 w dniu 12.12.2011r. użytkownik podjął  decyzję o ręcznym wyczyszczeniu przegrzewacza pary. Próbnie zabudowane generatory fal uderzeniowych GFU-25/8 zostały zdemontowane. Nieczynny zdmuchiwacz parowy został uruchomiony. Sądzimy, że w przypadku dalszej eksploatacji kotła bez czyszczenia przegrzewacza pary skuteczność generatorów byłaby bardziej widoczna. Po przepracowaniu kotła OR-50 około miesiąca powierzchnie przegrzewacza pary wykazywały dużą tendencję do zabrudzania się. Sądzimy, że możliwa byłaby praca kotła jeszcze ok. dwóch tygodni. Po tym czasie przegrzewacz drugiego stopnia całkowicie byłby zabrudzony osadami.

Podsumowanie

Utrzymanie w czystości pierwszej powierzchni konwekcyjnej kotłów ma istotne znaczenie na parametry pracy oraz żywotność części ciśnieniowej. W przypadku badanego kotła OR-50 jest to przegrzewacz pary drugiego stopnia. Doprowadzenie do jego zabrudzenia może powodować ryzyko korozji wysokotemperaturowej oraz lokalne przegrzanie rur.
W przypadku przewymiarowanego przegrzewacza pary lub ciągłej pracy kotła na wydajnościach maksymalnych niekorzystne zjawiska mogą być spotęgowane. Kocioł OR-50 charakteryzuje się bardzo szybkim zanieczyszczaniem się drugiego ciągu. Dotyczy to nie tylko przegrzewacza drugiego stopnia, ale również następnych powierzchni konwekcyjnych. Przyczyn szybkiego zabrudzania się kotła nie należy tylko szukać w skuteczności systemu czyszczenia. Wpływ na to zjawisko może mieć spalany miał węglowy, konstrukcja kotła oraz bieżące warunki eksploatacji.