С периода ввода в эксплуатацию магистрального газопровода
«Саратов-Москва» началась история повсеместной газификации всей
территории СССР, а затем и современной России.
В настоящий период также продолжается создание обширной и разветвленной сети газопотребления и ни для кого уже не является секретом планы руководства ПАО «Газпром» и правительства Российской Федерации довести уровень газификации страны к 2020 году до 85% населенных пунктов страны, что будет соответствовать «идеальному уровню» газификации.
Однако, с ростом газификации растет и количество газопотребляющего оборудования. Котельное оборудование все больше отходит от традиционных видов топлива (мазут, уголь, древесина) и переходит на «голубое топливо». Соответственно растет и количество оборудования, отрабатывающего установленный нормативный срок службы, использующее природный газ и подпадающие под определение опасного производственного объекта, указанного федеральном законе от 21.07.1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
Одним из таких видов оборудования являются горелки, установленные на паровых котлах, являющиеся техническим устройством.
Газовые горелки различаются:
- по способу подачи компонентов (подача воздуха за счет свободной конвекции, подача воздуха за счет разрежения в рабочем пространстве, инжекция воздуха газом, принудительная подача воздуха за счет давления газа или турбинные горелки, принудительная подача воздуха от постороннего источника, принудительная подача газовоздушной смеси от постороннего источника);
- по степени подготовки горючей смеси (без предварительного смешения, с частичной подачей первичного воздуха, с неполным предварительным смещением, с полным предварительным смешением);
- по скорости продуктов сгорания на выходе из горелки (низкая – до 20 м/с, средняя от 20 до 70 м/с, высокая свыше 70 м/с);
- по характеру потока, истекающего из горелки (прямоточный, закрученный неразомкнутый, закрученный разомкнутый);
- по номинальному давлению газа перед горелкой, (низкое до 5000 Па, среднее – до критического перепада давлений, высокое – критически и сверхкритический перепады давления);
- по возможности регулирования характеристик факела (нерегулируемые либо регулируемые характеристики факела);
- по необходимости регулирования коэффициента избытка воздуха (нерегулируемые либо регулируемые характеристики);
- по локализации зоны горения (в огнеупорном туннеле или в камере горения горелки, на поверхности катализатора, в слое катализатора, в зернистой огнеупорной массе; на керамических или металлических насадках, в камере горения агрегата или в открытом пространстве);
- по возможности утилизации тепла продуктов сгорания (без подогрева воздуха и газа; с подогревом в автономном рекуператоре или регенераторе, с подогревом воздуха во встроенном рекуператоре или регенераторе, с подогревом воздуха и газа)
- по степени автоматизации (с ручным управлением, полуавтоматические, автоматические).
Все горелки газовые промышленные можно разделить на следующие группы (классы), в зависимости от способа подачи воздуха и степени подготовки горючей смеси:
- горелки с принудительной подачей воздуха с полным предварительным смешением;
- инжекционные горелки с полным предварительным смешением;
- горелки с принудительной подачей воздуха с неполным предварительным смешением;
- горелки с принудительной подачей воздуха без предварительного смешения;
- горелки с подачей воздуха за счет разрежения без предварительного смешения;
- инжекционные горелки с частичной подачей первичного воздуха;
- беспламенные панельные горелки.
В настоящий момент, помимо стандартов, определяющих общие требования к горелкам и котлам, использующим эти горелки (например, ГОСТ Р 51383-2012, ГОСТ Р 51161.1-2011, ГОСТ Р 54440-2011) не разработано действующих руководящих документов и методических рекомендаций для технического диагностирования и экспертизы промышленной безопасности данных технических устройств. При имеющихся различиях в устройстве и технических условиях эксплуатации разных типов и модификаций горелок, всё-таки основные пункты проведения диагностики и экспертизы этих технических устройств можно собрать в универсальную методику. Ниже предлагается вариант методики к созданию программы и рекомендаций (требований) для экспертизы промышленной безопасности газовых горелок.
Для определения соответствия объекта экспертизы (технического устройства, применяемого на опасном производственном объекте) предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности необходимо убедится в безопасности следующих условий, при которых эксплуатируется газовая горелка:
- Установление полноты и достоверности эксплуатационной документации газовой горелки.
- Установление соответствия квалификации персонала, эксплуатирующего объект экспертизы.
- Оценки технического состояния устройства.
- Проверки автоматики управления техническим устройством.
Для установления полноты и достоверности эксплуатационной документации необходимо убедится в наличии у предприятия, как минимум следующий основополагающих документов на эксплуатацию опасного производственного объекта:
- свидетельства о регистрации опасного производственного объекта;
- договора о страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте;
- наличие действующих правил, НТД по эксплуатации технического устройства;
- положения о газовой службе;
- положения о производственном контроле на предприятии;
- паспорта технического устройства;
- журнала технического обслуживания и ремонтов;
- инструкций и руководящих указаний по безопасной эксплуатации для ответственных лиц;
- инструкций и руководящих указаний по безопасной эксплуатации для обслуживающего персонала.
Установление соответствия квалификации персонала, эксплуатирующего объект экспертизы, достигается как минимум за счет проверки наличия действующих протоколов проверок знаний у ответственных лиц и обслуживающего персонала.
Оценка технического состояния осуществляется с использованием следующих методов неразрушающего контроля:
Визуальный и измерительный контроль. При проведении данного вида контроля необходимо убедится в правильности установки горелочных устройств, отсутствии механических повреждений, окалины металла. Недопустимыми являются также наличие трещин и расслоений металла. Кроме того, необходимо проверить соответствие трубопроводов, подводящих газ к горелочному устройству, в которых также не допустимы трещины и механические повреждения. Кроме проверки «газовой» части горелки следует проверить и устройство, подачи воздуха, в котором не должно фиксироваться повреждений конструкции и нарушений целостности. Кроме всего вышеперечисленного необходимо проверить соответствие горелочного устройства размерам, приведенным в паспорте устройства.- Ультразвуковая толщинометрия производится для определения наличия утонений в горелочном устройстве, так как, несмотря на достаточно низкую плотность рабочей среды, движение ее все же присутствует как в газовом, так и в воздушном тракте подачи.
- С использованием методов ультразвуковой дефектоскопии появляется возможность убедиться в целостности сварных соединений как подводящих газопроводов, так и целостности сварных соединений непосредственно горелочного устройства.
- Иные методы неразрушающего контроля, необходимые для выявления повреждений объекта обследования, например, крайне желательно произвести замеры твердости материала, возможно подвергающемуся воздействию высоких, особенно на выходе газов из сопла.
Заключительным, но самым важным по значению элементом проверки является проверка срабатывания автоматики горелочного устройства. Именно от этого показателя будет зависеть общая безопасность всего технического устройства. Проверке подлежат как минимум следующие параметры:
- поддержание давления газа перед основным запорным органом автоматических горелок;
- выполнение операций, предусмотренных для автоматических горелок (пуск горелки, перевод ее в рабочее состояние, регулирование тепловой мощности, контроль параметров безопасности горелки и газоиспользующей установки, выключение горелки при недопустимых отклонениях контролируемых параметров);
- выполнение операций, предусмотренных для полуавтоматических горелок (дистанционный розжиг горелки, контроль наличия пламени, выключение горелки при погасании контролируемого пламени);
- запрет на пуск в автоматических горелках (при отсутствии электроэнергии, при превышении давлении газа за основным запорным органом, при недопустимых отклонениях контролируемых параметров газоиспользующей установки, при недостатке воздуха для горения, при неполадках устройств продувки и отвода продуктов сгорания, при сигнале о нарушении герметичности быстродействующего запорного топливного органа горелки или при сигнале об открытом положении автоматического органа утечки газообразного топлива);
- запрет в автоматических горелках подачи газа в основную горелку, пока не включено запальное устройство или не появилось пламя запальной горелки;
- защитное выключение автоматической горелки, если при ее розжиге не произойдет воспламенение топлива;
- защитное выключение горелки автоматической горелки (при погасании контролируемого пламени, при прекращении подачи электроэнергии, при повышении и понижении давления газа за основным запорным органом, при недопустимых отклонениях контролируемых параметров газоиспользующей установки, при недостатке воздуха для горения, при неполадках устройств отвода продуктов сгорания;
- отсутствие самопроизвольного пуска горелки после устранения причины, вызвавшей защитное выключение;
- дополнительные возможности автоматики, в зависимости от устройства автоматики обследуемого объекта.
По результатам проведенной проверки составляется заключение экспертизы промышленной безопасности с оформлением в соответствии с требованиями федерального законодательства и выносится решение о соответствии объекта обследования предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности.
При правильной и своевременно проведенной экспертизе промышленной безопасности достигается возможность своевременно установить и устранить возможные дефекты и повреждения, повысить безопасность и защищенность оборудования, тем самым значительно экономя средства заказчика экспертизы.
В заключении хотелось бы ещё раз подчеркнуть необходимость разработки универсальной методики для упрощения составления программы обследования и обработки данных результатов экспертизы газовых горелок для использования их экспертными организациями и унификации производимых работ, достаточных для определения соответствия этих технических устройств требованиям промышленной безопасности на ОПО.
Библиографический список
- Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 г.
- Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утверждены Приказом Ростехнадзора от 14.11.2013 г. № 538 (ред. от 03.07.2015 г.). (Зарегистрировано в Минюсте России 26.12.2013 г. № 30855).
- Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления»
- ГОСТ 21204-97* «Горелки газовые промышленные. Общие технические требования».