Каркас парового котла. Обмуровка и тепловая изоляция.

Каркас представляет собой металлическую конструкцию, предназначенную для установ­ки всех элементов котла: барабана, поверхно­стей нагрева и коллекторов, обмуровки, изо­ляции и обшивки, трубопроводов и коробов, помостов и лестниц обслуживания и др. Раз­личают каркасы с самостоятельным фунда­ментом, не связанным со строительной конст­рукцией здания, и каркасы, совмещенные с несущими конструкциями здания.

В конструкциях с самостоятельным фунда­ментом каркас воспринимает всю весовую нагрузку котла и передает ее на фундамент. Нагрузка на фундамент складывается из мас­сы котла и его каркаса и массы рабочего тела —воды и пара. В южных районах, где по климатическим условиям допускают открытую или полуоткрытую компо­новку оборудования, каркас воспринимает еще ветровую, а часто и сейсмическую на­грузку.

Каркас состоит из несущих вертикальных колонн, горизонталь­ных балок и опорных ферм, хребто­вых балок, потолочного перекрытия, связей и стоек. Все соединения эле­ментов каркаса электросварные.

Число несущих колонн зависит от мощности агрегата. Обычно ко­лонны устанавливают только по уг­лам топочной камеры и конвектив­ного газохода. В агрегатах большой паропроизводительности с сильно развитыми поперечными размерами между угловыми устанавливают еще дополнительные колонны. Все колон­ны по высоте обвязаны поперечными балками или фермами. Они увеличи­вают устойчивость каркаса, предот­вращают продольный изгиб колонн, служат для опоры барабана в бара­банном котле, подвески поверхностей нагрева и опорных конструкций для помостов обслу­живания и передают весовую нагрузку от последних на колонны. Вспомогательные стойки и горизонтальные балки имеют меньшее сечение и служат для придания каркасу большей жесткости и крепления топочных эк­ранов, коллекторов, коробов горячего воздуха и пр.

Подвесные конструкции позволяют упраз­днить фундамент котла, освободить место под ним для размещения вспомогательного обору­дования, значительно экономить металл, рас­ходуемый на каркас, ускорить строительные работы.

В холодном состоянии котел и его элемен­ты имеют определенные габариты и занимают определенное пространственное положение, отвечающее температуре окружающего возду­ха. В рабочем состоянии габаритные характе­ристики и их местоположение в пространст­венной системе существенно изменяются. Пе­ремещения определяются температурой ме­талла в рабочем состоянии и длиной элемента от неподвижного места крепления. При вели­чине температурного коэффициента удлине­ния металла 0,012-10~³ м/К перемещения мо­гут достигать 300 мм и более.

Для предотвращения возникновения дополнительных напряжений, вызываемых тепловыми деформациями, кон­струкция котла должна предусматривать свободу тепло­вых расширений. Обмуровочные ограждения. Обмуровкой котла называют систему ограждений из теплостойких материалов, отделяющую топочную камеру и газоходы, котла от окружающей среды. Основным на­значением обмуровки является защита от воздействия высокотемпературных газов.

В современных энергетических котлах применяют обмуровку двух типов: натрубную, которую крепят не­посредственно к экранным ограждениям топки и газо­ходов и передают на них нагрузку от обмуровки, и накаркасную щитовую, которую крепят к каркасу котла. Щитовую обмуровку изготовляют в виде блоков в за­водских условиях и устанавливают одновременно с мон­тажом котла. Обмуровка выполняется многослойной: ближе к газовому тракту — огнеупорный слой с предель­ной рабочей температурой 1500—1800°С, далее два — три слоя теплоизоляционного материала в зоне темпера­туры 500—900°С. Наружную поверхность обмуровки по­крывают уплотняющей газонепроницаемой штукатуркой (допустимая рабочая температура 100—200°С) или ме­таллической обшивкой. При мембранном исполнении экранов газоплотных котлов достаточна легкая натрубная изоляция.

Тепловая изоляция. Барабан и коллекторы, паро­проводы перегретого пара, питательные трубопроводы, трубопроводы непрерывной продувки, газовоздухопрово­ды и т. д. находятся вне обмуровки и располагаются вокруг агрегата, над потолком или вдоль его стен. Пе­речисленные элементы оборудования имеют температуру 200—600°С, и их покрывают тепловой изоляцией для защиты персонала от ожогов и уменьшения потери теп­лоты в окружающую среду. Допустимая по санитарным условиям температура наружной поверхности изоляции не должна превышать 55°С. Высококачественная тепло­вая изоляция позволяет уменьшить тепловые потери по сравнению с неизолированной поверхностью на 95—97%, что обеспечивает также улучшение санитарно-гигиениче­ских условий труда. Изоляция барабана, коллекторов,

трубопроводов и арматуры, кроме того, улучшает усло­вия работы металла этих элементов, так как уменьшает­ся температурный перепад по толщине металла, а следо­вательно, снижаются и температурные напряжения. На­ружной поверхности изоляции придают гладкую и меха­нически прочную поверхность оклейкой ее хлопчатобу­мажной тканью с последующим окрашиванием либо по­крывают металлическим кожухом и также окрашивают. Окраска позволяет различать по цвету разные потоки.

Вопрос № 167