4.3.17. При растопках и остановах котлов давлением выше 100 кгс/см2

(9,8 МПа) должен быть организован контроль за температурным режимом барабана. Скорость прогрева и охлаждения нижней образующей барабана и перепад температур между верхней и нижней образуюшими барабана не должны превышать допустимых значений:
Скорость прогрева при растопке котла,
°С/10мин 30
Скорость охлаждения при останове котла,
°С/10мин 20
Перепад температур при растопке котла,
“С 60
Перепад температур при останове котла,
°С 80
В процессе растопки и останова котла в барабане возникают температурные напряжения, вызванные разностью температур между верхней и нижней образующими барабана ?t. Перепад температур в стенке барабана зависит от толщины стенки и скорости изменения температуры насыщения :

где а- коэффициент температуропроводности.
Установка термоэлектрического преобразователя на внутренней стенке барабана и вывод его наружу для измерения указанной разности температур представляют известные трудности, поэтому взамен перепада температур обычно определяется скорость изменения температуры насыщения, которая и сравнивается с допустимой. Для измерения температуры насыщения устанавливается термоэлектрические преобразователи на пароотводящей и водоспускной трубах барабана.
Разность температур между верхом и низом барабана возникает главным образом из-за разных условий теплообмена между стенкой и греющей средой в паровом и водяном объемах. Прогрев при растопках верхней части барабана происходит быстрее, чем нижней, из-за конденсации пара с высоким коэффициентом теплоотдачи. Более того, в первый момент появления пара конденсация на внутренней поверхности верхней образующей барабана сопровождается тепловым ударом, если барабан был холодным, и наблюдается рост температуры верхней образующей со скоростью, заведомо превышающей допустимую. Этот непродолжительный и неизбежный процесс в расчет не принимается. Скорость роста температуры в этот и последующие моменты определяется по термоэлектрическим преобразователям на нижней образующей барабана либо по термоэлектрическому преобразователю на водоопускной трубе. Прогрев нижней части барабана происходит в результате теплообмена с нагреваемой водой за счет ее циркуляции и зависит от интенсивности движения воды. Прогрев нижней части барабана до температуры насыщения происходит заметно медленнее, чем верхней, что, собственно, и определяет разность температур между образующими.
При остановах, наоборот, верхняя часть барабана расхолаживается значительно медленнее нижней из-за низ- кого коэффициента теплоотдачи от насыщенного пара к металлу. И даже в режимах естественного остывания котла, когда скорость понижения температуры насыщения минимальная, разность температур между верхом и низом барабана может достигать предельных значений.
Критерии по температурному режиму барабана при пусках и остановах котлов из различных тепловых состояний были пересмотрены в 1990 г. на техническом совещании в ОРГРЭС по вопросу оценки термонапряженного состояния котлов высокого давления при пусках, остановах и переменных режимах. В результате обсуждения были согласованы следующие изменения в действовавших тогда нормативных документах:
1. Отказаться от деления барабанов на две группы (изготовления до и после 1970 г.); принять допустимое значение скорости прогрева барабана при растопке единым во всем интервале давлений пара (тот же принцип — при останове).
2. Контролировать скорость прогрева и охлаждения барабана (наряду с температурой насыщения) по температуре металла низа барабана, где сосредоточиваются трещины; принять за базу интервал времени 10 мин. Таким образом, скорость изменения температуры определяется как средняя не за 1 мин, а за 10 мин (что, наверное, более важно для малоинерционного измерения температуры пара в пароотводящей трубе и воды — в водоопускной, а не для инерционного измерения температуры металла барабана) и сравнивается с допустимыми значениями при растопке и останове. Тем самым не принимаются в расчет возможные более высокие скорости прогрева, но за более короткий промежуток времени.
Принятые на данном совещании скорости прогрева и охлаждения барабана, разности температур верха и низа и допустимые значения температуры металла при заполнении барабана отражены в ПТЭ.