
Когда речь заходит о центральных цилиндрах топки котлов большой мощности, многие сразу думают о толщине стали или термостойкости, но на деле ключевой проблемой становится неоднородность теплового расширения в зоне факела. Помню, как на ТЭЦ под Казанью пришлось трижды переделывать узел крепления только из-за того, что проектировщики не учли локальный перегрев в месте стыка с горелочным устройством.
В 2018 году мы столкнулись с деформацией цилиндра на котле БКЗ-320, хотя использовали сталь 12Х1МФ по ГОСТу. Оказалось, проблема была в микротрещинах после гибки - производитель сэкономил на нормализации после формовки. Пришлось совместно с ООО Цзянсу Шэнчэнь Металлургическое Оборудование разрабатывать технологию ступенчатого нагрева при гибке.
Сейчас многие гонятся за импортными сталями типа T92, но для большинства российских ТЭЦ это избыточно. Важнее контроль качества сварных швов - как-то пришлось демонтировать цилиндр из-за непровара в 2 мм, который обнаружили только после полугода эксплуатации.
Особенно критичен выбор материалов для зоны крепления забрасывателей топлива. Там где температура колеблется от 500 до 900°C, обычная нержавейка быстро дает трещины. На сайте https://www.jsscyjsb.ru есть хорошие наработки по слоистым композитам для таких участков.
Для пылеугольных горелок диаметр цилиндра должен быть минимум на 15% больше, чем для газомазутных - это многие упускают. На Черепетской ГРЭС пришлось увеличивать диаметр с 1800 до 2100 мм после модернизации горелочных устройств.
Толщина стенки - отдельная головная боль. По нормам достаточно 40-60 мм, но при использовании низкокалорийных углей лучше брать 60-80 мм с ребрами жесткости. Правда, это усложняет монтаж - приходится использовать домкраты особой конструкции.
Забывают про тепловые зазоры при установке. Как-то в Воркуте цилиндр 'заклинило' после первого же пуска - проектировщики не учли расширение при -40°C на улице и +1100°C внутри.
Самая грубая ошибка - монтаж цилиндра до установки горелок. Приходилось видеть, как на Березовской ГРЭС вырезали сегменты готового цилиндра для монтажа горелочных блоков.
Крепление к каркасу котла должно быть плавающим, но с ограничителями перемещения. В Новосибирске был случай, когда вибрация сорвала цилиндр с креплений из-за отсутствия демпфирующих прокладок.
Сварка монтажных швов должна вестись с подогревом до 200-250°C даже для жаростойких сталей. Иначе в зоне ТВЧ возникают напряжения, приводящие к трещинам за 2-3 года эксплуатации.
С Шэнчэнь работаем с 2021 года - их подход к тестированию материалов впечатляет. Например, они проводят циклические термоударные испытания образцов в условиях, имитирующих работу при сжигании экибастузского угля.
Важно, что они не просто продают цилиндры, а предлагают инженерные решения. Для котла П-67 на Cургутской ГРЭС-2 разработали вариант с переменной толщиной стенки - утолщение в зоне максимального теплового потока.
Из недостатков - иногда затягивают сроки из-за сложной логистики. Но качество того стоит - их цилиндры на котле К-800-240 впервые прошли межремонтный период без замены элементов.
Сейчас испытываем цилиндр с керамическим напылением в зоне факела - пока держится 1.5 года без повреждений. Технология перспективная, но дорогая - пока только для новых энергоблоков.
Интересное решение предлагает ООО Цзянсу Шэнчэнь Металлургическое Оборудование - сборные цилиндры из сегментов с замковым соединением. Монтаж ускоряется в 3 раза, но пока нет данных по долговечности таких стыков.
Для реконструкции старых котлов все чаще используем биметаллические варианты - внутренний слой из жаропрочной стали, наружный из конструкционной. Это дешевле цельнокованых, а срок службы сопоставим.
Дешевый цилиндр может обойтись в 2-3 раза дороже с учетом простоев на ремонты. На примере Назаровской ГРЭС - сэкономили 400 тысяч на покупке, но за 2 года потратили 2.8 млн на внеплановые остановки.
Срок службы качественного цилиндра - 8-12 лет против 3-5 у бюджетных вариантов. При этом разница в цене редко превышает 40-50%.
Лучше выбирать производителей, которые дают техподдержку на месте. Специалисты Шэнчэнь приезжали на пусконаладку на Рязанскую ГРЭС - это помогло избежать многих проблем.
Первая проверка цилиндра должна быть через 5000 часов работы - многие ждут планового ремонта через 25000, а потом имеют трещины по всему периметру.
При ремонте нельзя заваривать трещины без предварительной механической обработки - будет только хуже. На Костромской ГРЭС таким образом полностью угробили цилиндр за 2 года.
Для продления срока службы помогает установка дополнительных термопар на цилиндр - это позволяет оптимизировать режим горения и избегать локальных перегревов.