Лекция. Организация и проведение ремонтов высокотемпературных теплотехнологических установок

ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ РЕМОНТОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

 Классификация и общая характеристика ремонтов высокотемпературных установок

В процессе эксплуатации происходит постепенный физический износ и моральное старение ВТУ. В результате механических, физико-химических, тепловых и других воздействий происходит физический износ ограждений, механизмов, арматуры и других узлов и частей конструкции. В результате износа ухудшаются эксплуатационные характеристики оборудования – уменьшается производительность и растет расход топлива, снижаются технико- экономические показатели работы, теряется работоспособность и появляется опасность аварии. Физический износ установки вызывает необходимость проведения ее ремонта.

Ремонтом называют частичную замену или восстановление отдельных изношенных узлов, частей и элементов ВТУ для продолжения нормального производственного процесса.

Проведение ремонта обходится значительно дешевле строительства нового аналогичного объекта взамен существующего при потере им работоспособности в результате постепенного износа. Поэтому на современном этапе развития техники ремонт ВТУ является нормальной неотъемлемой составляющей функционирования производства.

Систематические ремонты обеспечивают продление срока работы ВТУ, повышают средние за время эксплуатации производственные и технико- экономические показатели работы.

Моральное старение выражается в снижении экономичности действующего физически годного оборудования вследствие появления новых более эффективных и экономичных технических решений. Это обстоятельство делает экономически необходимым проведение периодической реконструкции ВТУ на новой, более совершенной технической основе.

Ремонты классифицируются по объему ремонтных работ. Дело в том, что принцип равностойкости конструктивных частей и элементов ВТУ не может быть практически выдержан в полной мере. Поэтому одни части оказываются более стойкими и служат дольше, чем другие. Например, в плавильных печах стены и свод рабочей камеры изнашиваются значительно быстрее, чем каркас установки. Установку же приходится выводить в ремонт, как только наступит износ любой ее части, если он приводит к потере работоспособности, может вызвать аварию или угрожает безопасности обслуживающего персонала.

Текущие ремонты являются основным видом ремонта и обеспечивают бесперебойную  работу  ВТУ  на  протяжении  рабочей  кампании  и  всего ремонтного цикла. В свою очередь они делятся на четыре категории: Т₁, Т₂, Т₃ и Т₄ с последовательно нарастающим объемом ремонтных работ, причем Т₁ – горячий ремонт, Т₂ – малый (МХР), Т₃ – средний (СХР) и Т₄ – большой (БХР) холодные ремонты.

Вообще же реальные организация, содержание и объем каждого вида ремонта существенно зависят от особенностей конструкции и эксплуатации установки, сложившейся в данной отрасли и даже на данном предприятии практики ремонтов. Например, ремонты электросталеплавильных печей, кислородных конвертеров и ряда других установок делятся только на горячие, холодные (без градации) и капитальные.

Для каждой ВТУ на предприятии регламентируются вполне определенные перечень и объем работ по каждой категории ремонта.

Горячий ремонт имеет относительно наименьший объем работ и проводится на установке в горячем состоянии – без отключения топлива. Но при этом уменьшают его расход и снижают температуру в рабочей камере до 0,6–0,8 номинальной. При горячем ремонте производится замена отдельных изношенных сменяемых узлов и деталей, например, форсунок, элементов арматуры и гарнитуры, датчика или прибора КИП и т. п. Но главным содержанием горячего ремонта часто становится восстановление небольших участков ограждений или частей установки. Например, к горячему ремонту относится заделка небольшого участка «прогоревшего» свода, ремонт чугуно- выпускной летки или смена прогоревшего холодильника доменной печи, ошлакование и подварка стен и днища кислородного конвертера.

В процессе эксплуатации горячий ремонт установки производится обычно через небольшие промежутки времени – от нескольких суток до нескольких недель; некоторые горячие ремонты проводятся чаще или реже. Частота их зависит от стойкости отдельных наиболее быстроизнашиваемых узлов и частей установки. Продолжительность горячего ремонта обычно не превышает длительности одной–трех рабочих смен, и только в отдельных случаях для горячего ремонта требуется несколько суток. Например, горячий ремонт доменной печи производится обычно 2 раза в год с остановкой процесса на сутки, в течение которых устраняют неплотности в кожухе печи, заменяют отдельные узлы и детали, выполняют мелкий ремонт оборудования.

В проведении горячих ремонтов принимает участие эксплуатационный, дежурный и ремонтный персонал цеха.

Текущие холодные ремонты ВТУ имеют существенно больший объем и производятся при отключенном топливе и охлажденной обмуровке. Считается, что холодный ремонт начинается от момента прекращения подачи топлива и выработки технологической продукции и завершается разогревом установки и достижением футеровкой рабочей температуры, началом подачи технологического материала в рабочую камеру.

Периодичность текущих ремонтов (длительность межремонтной кампании) определяется нормами срока службы наименее стойких конструктивных частей и элементов установки и колеблется в широких пределах – от 30–35 сут. для кислородных конвертеров до нескольких лет для нагревательных и обжиговых печей.

Капитальный ремонт производится, когда дальнейшая эксплуатация ВТУ становится нецелесообразной из-за ухудшения технико-экономических показателей. Капитальные ремонты из всех видов планового ремонта являются наибольшими по объему.

В свою очередь они в зависимости от объема ремонтных работ подразделяются на I, II и III разряды, причем I – самый значительный и может включать частичную модернизацию оборудования.

При выполнении восстановительного капитального ремонта производят полную разборку установки, замену и восстановление всех ее изношенных узлов и элементов. Например, при капитальном ремонте металлургических печей производят замену всей огнеупорной футеровки, ремонт металлоконструкций, трубопроводов, охлаждаемой арматуры, механизмов и т. п. Однако чаще всего во время капитального ремонта не ограничиваются восстановлением физически изношенной установки с прежними ее характеристиками. В настоящее время средства труда устаревают морально задолго до их физического износа. Высокие темпы научно-технического прогресса, с одной стороны, обуславливают ускорение морального старения средств труда, сокращение экономически эффективного периода их эксплуатации, а с другой – обеспечивают постоянный рост стойкости средств труда, уменьшение физического износа и увеличение срока их межремонтной эксплуатации. Поэтому при капитальном ремонте восстановление ВТУ совмещают с ее модернизацией, что позволяет предотвратить моральное старение и увеличить экономически эффективный период ее эксплуатации.

При модернизации установки увеличивают ее производительность, используют более экономичные конструкции узлов и элементов, более эффективные строительные и конструкционные материалы, в большей степени механизируют процессы и автоматизируют управление тепловым и технологическим режимами. Этим определяется большая доля затрат (40–60 %) на капитальный ремонт средств, расходуемых на все виды ремонтов.

Периодичность капитального ремонта определяется нормами срока службы основных частей установки, ремонт которых наиболее трудоемок. Например, у мартеновской печи это под и металлоконструкции, у доменной печи – кладка шахты. Обычная периодичность капитальных ремонтов ВТУ – от 2–3 до 6–10 лет, но имеются отклонения от указанных сроков.

Продолжительность капитальных ремонтов установок наиболее велика и колеблется от 5 до 35 сут. при восстановительных ремонтах и возрастает до 30–70 сут. при одновременном проведении реконструкции.

Организация и проведение ремонтов

Организация и проведение ремонтов

На предприятиях страны функционирует система планово- предупредительных ремонтов (ППР), которая представляет собой совокупность организационно-технических мероприятий по надзору, уходу, обслуживанию и всем видам ремонтов, осуществляемых в соответствующем плановом порядке.

Система ППР была впервые разработана в СССР и затем использована также многими странами. Целью этой системы является поддержание оборудования в работоспособном состоянии и обеспечение бесперебойной, надежной и экономичной работы установки.

Сущность системы ППР состоит в предотвращении прогрессирующего износа оборудования путем проведения профилактических осмотра, ухода и ремонтов, объем и периодичность которых определяются условиями и особенностями работы узлов, частей и элементов ВТУ. Согласно системе ППР производится межремонтное обслуживание, текущие и капитальные ремонты, модернизация и реконструкция ВТУ.

Система ППР предприятия включает: создание схемы управления ремонтной службой; организацию ремонтных баз различных видов оборудования (механического, электротехнического, теплотехнического и т. д.), обеспечение их кадрами требуемой квалификации; реализацию системы паспортизации оборудования, технического учета и анализа его текущего состояния; планирование межремонтного обслуживания и всех видов ремонта, подготовку соответствующей технической документации, включая установление периодичности и трудоемкости ремонтов; организацию снабжения запасными частями и сменяемым оборудованием, конструкционными и строительными материалами, требуемыми для ремонта; разработку нормативов эксплуатационного запаса ремонтных материалов для техобслуживания и оплаты стоимости ремонтов; обеспечение выполнения требований техники безопасности во время ремонтов и технического обслуживания установки; внедрение передовых методов и технологии ремонта и межремонтного обслуживания, направленных на продление межремонтной кампании оборудования, ускорение ремонтов и повышение их качества, экономию материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов; проведение межремонтного обслуживания и ремонтов; организацию контроля качества ремонтов и технического надзора за эксплуатацией оборудования; составление технической документации по ремонту и межремонтному обслуживанию.

План проведения ремонтов ВТУ предприятия составляется в соответствии с имеющейся системой ППР на один год и увязывается с планом основного производства, а план капитальных ремонтов – еще и с финансовым планом. Эти планы ежемесячно уточняются и корректируются.

При составлении плана ремонтов учитывают необходимость равномерного рассредоточения ремонтов во времени с учетом их объемов для рационального использования ремонтного персонала и концентрации усилий на объекте, а также согласования с планами работ по внедрению новой техники, модернизации оборудования, механизации и автоматизации технологических процессов, с планом мероприятий предприятия.

Согласно утвержденному плану осуществляется чередование различных видов ремонта внутри ремонтного цикла. Годовой план ППР является основным документом, на базе которого определяется потребность в ремонтном персонале, запасных частях, комплектующих изделиях, конструкционных и строительных материалах. Этот план служит для составления годовой сметы затрат на ремонт оборудования. Численность и квалификация ремонтного персонала, трудоемкость и стоимость отдельных видов ремонта того или иного оборудования регламентируются нормативными материалами.

Вне системы ППР остаются некоторые непланируемые виды ремонта, к которым относятся аварийный и восстановительный ремонты. Аварийный ремонт вызван аварией, т. е. внезапной потерей работоспособности установки. Внеплановый ремонт установки, аналогичный аварийному, может иметь место в случае выявления дефекта, который может при продолжении эксплуатации привести к аварии. Восстановительный ремонт производится после повреждения установки в результате стихийных бедствий (землетрясение, пожар, наводнение) или длительно находившейся в бездействии.

Любой холодный ремонт ВТУ включает пять последовательных стадий:

1. Подготовка ремонта. Она начинается задолго до ремонта установки и включает составление ведомости дефектов, установление объема ремонта и конкретных работ, определение потребности в материалах, вспомогательном оборудовании и механизмах, в численности и квалификации рабочей силы, перечень мероприятий по обеспечению правил техники безопасности в период ремонта.

Подготовка капитального ремонта начинается за 6 – 24 мес. до ремонта и за 1–3 месяца до текущего холодного ремонта. Запрещается вывод установки в ремонт до полной его подготовки.

Ведомость дефектов оборудования готовит персонал цеха, установка которого выводится в ремонт. В ней приводится перечень и характер повреждений и объем необходимого ремонта по каждому элементу конструкции с указанием ремонтируемых, подлежащих ревизии и замене узлов и деталей. По ведомости дефектов устанавливаются объем и смета ремонта установки, распределение работ между исполнителями. При составлении ведомостей дефектов перед началом ремонта значительна степень неопределенности планируемых работ, поскольку трудно установить на работающей установке действительную степень износа огнеупорной футеровки, отдельных механизмов и элементов. Поэтому в течение первых суток после остановки ВТУ к первоначальной составляется дополнительная ведомость дефектов.

При подготовке установки к любому холодному ремонту составляется проект организации работ (ПОР), а при подготовке к капитальному – еще и проект производства работ, составляются заявки, размещаются и реализуются заказы, доставляются на ремонтную площадку требуемые материалы и конструкции. Вся техническая документация должна быть подготовлена заранее, например, ПОР текущего ремонта установок – за 1 мес. до начала ремонта, ПОР капитального ремонта I разряда – за 2 мес.

Проект организации работ регламентирует организацию и технологию производства ремонта и составляется по типовому ПОР с учетом ведомости дефектов оборудования конкретной огнетехнической установки.

2. Прекращение работы и остановка ВТУ. При этом выгружаются (при необходимости) из рабочей камеры технологические продукты и материалы и прекращается подача топлива – вторая стадия холодного ремонта. С этого момента начинается охлаждение футеровки рабочей камеры, дымового тракта и элементов, подлежащих ремонту. Охлаждение ведется форсированно с естественным и принудительным прососом атмосферного воздуха, а также путем подачи воды на раскаленную сменяемую футеровку. Температура ее снижается до уровня, позволяющего ремонтному персоналу проводить работу внутри установки.
3. Демонтаж изношенной обмуровки. Часто он проводится с помощью различных механизмов, например, главный свод мартеновской печи рушат с помощью мостового крана, используют для этого завалочную машину и др. Бывший в употреблении огнеупорный кирпич сортируют для повторного использования на неошлакованный целый и битый кирпич, а ошлакованный кирпич зачастую идет в отвал.

Одной из мер удешевления ремонтов является вторичное использование огнеупоров, поскольку до 50–90 % стоимости холодных ремонтов ВТУ приходится на огнеупоры.

Производятся также демонтаж и уборка частей каркаса, арматуры и других подлежащих замене узлов установки.

4. Проведение собственно ремонтных работ. Восстанавливаются элементы каркаса, арматуры, гарнитуры и т. п. При необходимости восстановление совмещается с реконструкцией отдельных узлов установки.

Выполняется новая кладка стен, свода и других конструктивных частей ограждения, восстанавливаются тепловая изоляция и герметизирующая обшивка ограждений рабочей камеры и других элементов установки. Производятся ревизия и ремонт датчиков и вторичных приборов КИП установки.

В процессе выполнения работ посменно ведется паспорт ремонта, в котором отражаются перечень и объем выполненных работ, время проведения ремонта, исполнители конкретных работ и при приеме установки из ремонта дается оценка их качества. В паспорте ремонта закрашиваются отремонтированные части ограждений на схеме установки, заполняются соответствующие таблицы расхода огнеупоров и др.

После охлаждения установки круглосуточно интенсивно ведется ее ремонт с максимальной его механизацией. Все усилия мобилизуются на ускорение и повышение качеств ремонта. Ускорение ремонта достигается за счет хорошей подготовки и организации работ, использования поузлового метода ремонта, при котором изношенный узел заменяется исправным. Например, свод электросталеплавильной печи, днище кислородного конвертера заменяются целиком заранее подготовленными.

5. Сушка и разогрев обмуровки, вывод установки до рабочего состояния по специальному графику завершают ремонт.

При осуществлении ППР предусмотрен определенный порядок сдачи ВТУ в ремонт и приема ее из ремонта. Передача установки в ремонт осуществляется в соответствии с месячным (квартальным) планом ремонта, составленным на основе годового плана ремонтов. Ответственность за подготовку объекта для передачи в ремонт возложена на начальника цеха.

Акт приема установки из ремонта с оценкой его качества оформляется по истечении испытательного срока работы, продолжительность которого составляет для текущего ремонта 8–16, для капитального – 24 ч. В акте о приеме отремонтированного оборудования указываются сроки проведения ремонта, содержание ремонтных работ, плановая и фактическая стоимость ремонта. Акт подписывается комиссией, назначенной главным инженером и включающей ответственных представителей ремонтного и эксплуатационного подразделений, и утверждается главным технологом или другим главным специалистом предприятия.