Обмуровка горелок современного котла является особо ответственным узлом, так как с ним связаны длительность межремонтного периода, надежность работы и основное значение присосов воздуха в топку. Надежность и длительность эксплуатации горелки в значительной степени зависят от правильности ее установки и долговечности футеровки. Требования к последней сводятся к следующему:
1. Материал футеровки должен быть достаточно огнеупорным, должен обладать хорошей термической стойкостью, быть шлакоустойчивым и износоустойчивым по отношению к механическим воздействиям со стороны частиц топлива, летучей золы и шлаков.
2. Конструкция футеровки в сочетании с конструкцией самой горелкн должна обеспечивать возможность качественного монтажа и быть ремоитоспособной. Наиболее изнашиваемые участки должны допускать их беспрепятственную замену.
3. Горелка должна плотно примыкать к стене топки, иметь обмуровку, не допускающую присосы воздуха в топочное пространство. Это требование наиболее полно удовлетворяется при креплении горелки к стене топочной камеры. В том случае, если стена неподвижна, горелка устанавливается неподвижно и опирается на каркас котла. При вертикальном перемещении топочной степы вес горелки передается на стену, к которой она прикреплена. В этом случае ставится специальное разгрузочное устройство, не препятствующее перемещению горелкн совместно со стеной.
4. Прн установке горелок под углом к плоскости топочных стен сложной конфигурации устье футеровки горелки должно быть защищено экранными трубами. Трубы экрана специально разводят, и их наружную поверхность ошиповывают для нанесения защитной огнеупорной массы.
В тех случаях, когда футеровка горелки имеет простую цилиндрическую форму или состоит нз цилиндрических и конических сопряженных участков, ее проще
Всего выполнить из шамотных изделий - кирпича нормальных размеров и фасонных камней.
Для ошиповки экранов в районе горелок применяют шипы, как правило, из того же материала, что и для стены топочной камеры. Обращенные в топку лобовые шипы выполняются той же длины (ОСТ 24.410.23-73), что и для обычных плоских экранов, боковые шипы в плоскости стен и в местах разводки труб с большим шагом могут выполняться более длинными. В местах разводки труб, в верхней н нижней части амбразур, где участки стен имеют вид небольших треугольников, для защиты допускается приварка к трубам плавииков толщиной 5-6 мм. Плавники должны иметь глубокие про
рези через каждые 100 мм для снятия температурных напряжений в местах приварки их к трубам.
Обмуровка простой неподвижной горелки цилиндрической формы показана на рис. 4-13. Футеровка горелки выполняется из нормального шамотного . Для кольцевой футеровки применяют поперечный клиновой кирпич. Диаметры колец, которые могут быть выложены из поперечного клина без подтески кирпича, составляют для большого размера 1400 мм, для малого размера 1290 мм. При необходимости выполнения колец меньшего диаметра в него вставляются подтесанные кирпичи. Последние равномерно чередуются с цельными кирпичами по всей окружности, и таким образом подбирается необходимый диаметр амбразуры. В поперечном направлении кирпичи рекомендуется укладывать в перевязку с обращенной внутрь тесаиой поверхностью. Футеровоч - ное кольцо должно быть разгружено от массы лежащей выше кладки и допускать замену при ремонтах. С этой целью иад кольцом с некоторым зазором (не более 20 мм) выполняют разгрузочную арку. Если металлический корпус горелки входит в ам-
Обмуровка пылегазовой горелки, установленной непосредственно на трубной системе котла, показана на рис. 4-14. При такой установке горелки предусматривается ее вертикальное перемещение вместе с системой экранов. Горелка подвешена к трубам экрана на специальной раме, внутри которой пропущены обогревающие трубы, шунтированные от водопроводящнх труб. Обогрев рамы обеспечивает горелке возможность точно следовать за перемещением экрана. Для уплотнения горелки по всему ее периметру установлен стальной компенсатор. Футеровка горелки, обращенная к топочному пространству, выполнена из фасонных шамотных кирпичей. Такой вариант обмуровки горелки был выполнен при реконструкции ТП-100 Старобешевской ГРЭС. Его горелки предназначены для сжигания угольной пыли и природного газа с периферийным подводом и футеровкой из жаростойкого бетона. Приведенная схема установки горелки и ее обмуровка обеспечивает сохранность футеровки и газоплотность устройства в целом. Сложность устройства состоит в необходимости обогрева рамы горелки трубами с теплоносителем, имеющим температуру, равную примерно температуре пароводяной смеси в экранных трубах, иа которых висит рама горелки.
На рнс. 4-15 показан вариант выполнения обмуровки пылеугольной горелки, установленной непосредственно на трубной системе экрана. Перемещение горелки по вертикали происходит вместе с экранной системой. В отличие от предыдущей несущая рама этой горелки утоплена в обмуровку и примыкает непосредственно к экранным трубам, вследствие чего рама имеет практически ту же температуру, что и экранные трубы. Горелка при креплена к раме на специальных кронштейнах в двух точках, расположенных по поперечной оси. Такая схема установки горелки проще по выполнению и обеспечивает ее газоплотность. Футеровка горелки при реконструкции котла ТПП-100 Старобешевской ГРЭС была выполнена из шамотных кирпичей. Часть футеровки, обращенная в топочное пространство, выкладывается из фасонных кирпичей, следующее кольцо из клинового кирпича. Разводка труб охватывает отверстие горелкн и защищает кладку от воздействия высоких температур. Трубы, охватывающие отверстие амбразуры, ошипованы, и на них нанесена карборундовая набивная масса.
Обмуровка газомазутной угловой горелки, укрепленной иа экранных трубах котла, показана на рис. 4-10. Рама, на которой укреплена горелка, подвешена к экранным трубам и может перемещаться вместе с ними. Так как горелка и рама имеют небольшие размеры, разность
Температур между экранными трубами и иеобогревае - мой рамой приводит к небольшой разности в их взаимных перемещениях. Предполагается, что такая разность перемещений может быть компенсирована податливостью материала футеровки горелки и стены топки. Выходящая в топочную камеру часть горелки футеро - вана хромомагнезитової* массой, которая охлаждается ошнповаинымн экранными трубами. Для возможности охлаждения выходной части горелки сделана специальная разводка экранных труб. Применение хромомагне - зитовой массы обусловлено ее хорошей устойчивостью при сжигании мазута. Такая обмуровка горелки выпол-
Иена на котле ТП-15 Невиномысской ГРЭС и работает длительное время.
Обмуровка угловой пылеугольиой горелки, установленной на каркасе котла, показана на рис. 4-17. Она закреплена на каркасе котла и сопрягается с щитовой обмуровкой топки, т. е. взаимные перемещения горелки и стены топки Отсутствуют. Выходная Часть горелки футерована фасонными кирпичами и защищена особой разводкой труб экрана, которые ошипованы и покрыты карборундовой или хромитовой массой. Установка и обмуровка горелки выполнены по проекту реконструкции котла ТПП-211А Трнпольской ГРЭС.
КВГМ-20
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Одна комбинированная горелка RAY типа BGEC-2500 на водогрейном котле КВГМ-20
Заказчик — ОАО «Тихорецкий машиностроительный завод им.В.В.Воровского» Краснодарский край г.Тихорецк. Котельная с водогрейными котлами КВГМ-20 -2шт.
Техническое перевооружение водогрейного котла ПТВМ-30М
В результате совместной работы специалистов компаний ООО «Норд Крафт», ОАО «НПО ЦКТИ» им. Ползунова и «RAY International» (Германия) - были выполнены расчеты, сделано техническое обоснование и разработано проектное решение по модернизации водогрейного котла ПТВМ-30М. Заказчик работ — МУП «Теплоэнергия» г.Череповец, котел находится на котельной №3.
В проекте предусмотрено использование горелочных устройств фирмы «RAY International» и АСУ ТП «NORDVISION ® » производства компании ООО «Норд Крафт» которая также осуществляла проектные, монтажные и пусконаладочные работы.
Водогрейный котел ПТВМ-30М с 6-ю газомазутными горелками МГМГ-6 до технического перевооружения (левый фронт котла).
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 872-6977 кВт.
расход газа на одну горелку: 87 — 698 нм3/ч.
расход на одну горелку жидкого топлива: 75-600кг/час
Предпосылкой к модернизации послужило:
Несоответствие газового оборудования котла ПТВМ-30М требованиям Ростехнадзора согласно ПБ 12-52903
Регулировка тепловой мощности котла происходила в ручном режиме за счет изменения количества работающих горелок, с диапазоном регулирования 30:100.
Морально устаревшее и физически изношенное оборудование автоматики безопасности и регулирования не выполняло своих функций в полном объеме.
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Водогрейный котел ПТВМ-30М с 6-ю комбинированными горелками RAY типа BGEC 600 после технического перевооружения (левый фронт котла).
топливо: природный газ/жидкое топливо
Водогрейный котел ПТВМ-30М с 6-ю газовыми горелками RAY типа EG 600 после технического перевооружения
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Шесть газовых горелок RAY типа ЕG 600
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 698-6977 кВт.
расход газа на одну горелку: 70 — 698 нм3/ч.
Особенность реализованного проекта – замена горелок была осуществлена без изменения фронтальных поверхностей нагрева: установка горелок была произведена в существующие амбразуры котла. Это позволило значительно снизить затраты на реконструкцию и сократить общее время реализации проекта.
Техническое перевооружение котла ДЕ-16-14ГМ
Заказчик работ – компания «Русский Стандарт Водка» г. Москва
Объект находится в республике Татарстан, г.Буинск, «Буинский спиртозавод»
Компанией ООО «Норд Крафт» был выполнен проект реконструкции котельной. В составе проекта были произведены расчеты, сделано техническое обоснование и разработано проектное решение по модернизации двух водогрейных котлов ДЕ-16/14ГМ. Проектные решения по замене горелочных устройств были согласованы с производителем котлов – ОАО «Бийский котельный завод».
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Паровой котел ДЕ-16-14ГМ с газо-мазутной горелкой ГМ-10 до технического перевооружения .
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Паровой котел ДЕ-16-14ГМ с одной комбинированной горелкой RAY типа BGEC 1000 после технического перевооружения.
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 1453-11628 кВт.
расход газа на одну горелку: 145 — 1163 нм3/ч.
расход на одну горелку жидкого топлива: 125-1000кг/час
В проекте использованы горелочные устройства компании «RAY International». Основной вид топлива в котельной — газ, в качестве резервного предусмотрено печное топливо.
Решение по автоматизации осуществлено с помощью АСУ ТП «NORDVISION ® » — собственной разработки компании «Норд Крафт», управление котлоагрегатом выведено на верхний уровень, в диспетчерской котельной оборудовано АРМ (автоматическое рабочее место) оператора. Реализована программа быстрого (в течение 4-7 мин.) пуска котла из холодного состояния до вывода на расчетную мощность.
После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 1:10, обеспечена экономия средств заказчика за счет сокращения энергопотребления (установка частотных преобразователей) и снижения расходов на обслуживание котлоагрегата (уменьшение количества обслуживающего персонала).
Проведенная модернизация котла позволила продлить эксплуатационный срок службы котла на длительное время.
Техническое перевооружение котла ДКВР-20
Паровой котел ДКВР-20 с двумя газовыми горелками RAY типа ЕG 600 после технического перевооружения.
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 698-6977 кВт.
расход газа на одну горелку: 70 — 698 нм3/ч.
При техническом перевооружении котла заменены три существующие горелки ГМГ-5 на две газовые горелки RAY типа EG-600 производства компании RAY International (Германия) с заменой существующих вентиляторов вторичного и первичного воздуха, и с установкой частотных преобразователей.
Горелки оснащены двумя регулируемыми устройствами завихрения, которые служат для формирования факела. Эти лопасти завихрения способствуют оптимальному подбору длины пламени и диаметра факела. Сильное завихрение выдает короткое пламя с большим диаметром, не завихренное пламя длиннее и более узкое. Лопасти завихрения выставляются в рабочем состоянии и способствуют оптимальной настройке пламени к геометрии котла. После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 10-100%. Устанавливается современная система автоматики управления котлоагрегатом АСУ ТП «NORDVISION ® » и частотные преобразователи на электродвигатели тягодутьевых агрегатов.
Техническое перевооружение котла ДЕ-6,5
Паровой котел ДЕ-6,5 с одной газовой горелкой RAY типа ЕG-500 после технического перевооружения.
топливо: природный газ
мощность горелки: 581-5814 кВт.
расход газа на одну горелку: 58 — 581 нм3/ч.
При техническом перевооружении котла заменяется горелка ГМ-4,5 на газовую горелку RAY типа EG-500 производства компании RAY International (Германия) с заменой существующих вентиляторов вторичного и первичного воздуха, и с установкой частотных преобразователей. Горелка устанавливается в штатное место на фронт котла, без изменения амбразур. Это позволило значительно снизить затраты на техперевооружение и сократить общее время реализации проекта. После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 10-100%. Устанавливается современная система автоматики управления котлоагрегатом АСУ ТП «NORDVISION ® » и частотные преобразователи на электродвигатели тягодутьевых агрегатов.
Техническое перевооружение котла КВГМ-100
Водогрейный котел КВГМ-100 (верхний ярус котла
) с тремя комбинированными горелками RAY типа BGEG 2500S после технического перевооружения.
Водогрейный котел КВГМ-100 (нижний ярус котла) с тремя комбинированными горелками RAY типа BGEG 2500S после технического перевооружения.
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 54884 — 40698 кВт.
расход газа на одну горелку: 488 — 4070 нм3/ч.
расход жидкого топлива на одну горелку: 400-3500кг/час
При техническом перевооружении котла реконструируется система газоснабжения котельных агрегатов при этом заменяются существующие горелки РГМГ на газомазутные горелки RAY типа BGEG-2500S производства компании RAY International (Германия) с заменой существующих вентиляторов вторичного и первичного воздуха, и с установкой частотных преобразователей. Горелки устанавливаются в штатные места на фронт котла, без изменения амбразур. Это позволило значительно снизить затраты на техперевооружение и сократить общее время реализации проекта. После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 10-100%. Устанавливается современная система автоматики управления котлоагрегатом АСУ ТП «NORDVISION ® » и частотные преобразователи на электродвигатели тягодутьевых агрегатов.
Техническое перевооружение котла КВГМ-30
Водогрейный котел КВГМ-30 с одной газовой горелкой RAY типа ЕG 2500S после технического перевооружения.
топливо: природный газ
мощность горелки: 4884 — 40698 кВт.
расход газа на одну горелку: 488 — 4070 нм3/ч.
При техническом перевооружении котла заменяется существующая горелка РГМГ газовую горелку RAY типа EG-2500S производства компании RAY International (Германия) с заменой существующих вентиляторов вторичного и первичного воздуха, и с установкой частотных преобразователей. Горелка устанавливается в штатное место на фронт котла, без изменения амбразур. Это позволило значительно снизить затраты на техперевооружение и сократить общее время реализации проекта. После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 10-100%. Устанавливается современная система автоматики управления котлоагрегатом АСУ ТП «NORDVISION ® » и частотные преобразователи на электродвигатели тягодутьевых агрегатов.
Котельная завода Химической промышленности, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели BGEC 1000
Котельная завода BMW 150 МВт, три котла по 50 МВт, Германия:
Котел 50 МВт с 2-мя горелками RAY модели BGEC 2500
топливо: природный газ/дизельное топливо
мощность горелки: 3 488 — 29 070 кВт;
расход газа: 349 — 2 907 нм3/ч;
расход диз.топлива: 300 — 2 500 кг/ч.
Котельная Бумажной фабрики, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели EG 700
топливо: природный газ/дизельное топливо
мощность горелки: 581 — 5 814 кВт;
расход газа: 58 — 581 нм3/ч.
Котельная завода Пищевой промышленности, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели BGEC 1000, с короткой рециркуляцией
топливо: природный газ/дизельное топливо
мощность горелки: 1 860 — 11 628 кВт;
расход газа: 186 — 1 163 нм3/ч;
расход диз.топлива: 160 — 1 000 кг/ч.
Котельная Молочного завода, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели BGEC 800
топливо: природный газ/дизельное топливо
мощность горелки: 1 570 — 9 302 кВт;
расход газа: 157 — 930 нм3/ч;
расход диз.топлива: 135 — 800 кг/ч.
Котельная Баварского пивоваренного завода, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели EG 800 в специальном исполнении
топливо: природный газ/био газ
мощность горелки: 756 — 9 302 кВт;
расход газа: 76 — 930 нм3/ч.
Т.С. Беззубикова, инженер, Филиал № 12 «Теплоэнергосервис», ОАО «МОЭК», г. Москва;
В.В. Барабаш, заместитель технического директора по инновациям, ОАО «ДКМ», г. Дорогобуж Смоленской обл.
На сегодняшний день перед эксплуатационным персоналом теплоэнергетического комплекса, учитывая высокий уровень износа основного котельного оборудования, достаточно остро стоят проблемы обеспечения его надежной работы. Например, периодически возникает необходимость восстановления обмуровки амбразур отдельных котлов во время отопительного сезона, а также полной или частичной ее замены при проведении летних плановых ремонтных работ. Эта проблема наиболее характерна для котлов КВ-ГМ-116,3-150 (КВ-ГМ-100).
Котел КВ-ГМ-100 разработан при непосредственном участии НПО ЦКТИ им. Ползунова в двух вариантах: негазоплотный и с газоплотной обшивкой из металлического листа, оборудован тремя газомазутными горелками с периферийной подачей природного газа (ПГМГ-40, РГМГ-30), размещенными на фронтовой стене в общем воздушном коробе. Разводка экранных труб вокруг горелок выполнена с помощью промежуточных горизонтальных и перепускных вертикальных коллекторов (рис. 1). Внутри контуров, образованных коллекторами, размещено водоохлаждаемое ошипованное трубное кольцо.
В заводских чертежах показана форма амбразуры и указан ее диаметр (713 мм), а в инструкциях по монтажу и эксплуатации представлены варианты состава обмуровочной смеси. Чертеж металлоосновы амбразуры для крепления шамотобетона заводами специально не разрабатывался. Обычно металлооснова горелок монтируется по месту организацией, производящей обмуровочные работы. При этом нанесение шамотобетонной смеси при изготовлении амбразур выполняется по вставляемой в объем металлической сетке или специальной решетчатой конусной закладной конструкции из прутков диаметром 10-16 мм. Иногда объем просто забивается шамотобетоном. Вполне естественно, что в процессе работы котла из-за вибрации экранов обмуровка, имеющая в углах амбразуры толщину около 300 мм, быстро трескается и осыпается. Этому способствует и то, что теплосток с закладываемой сетки (закладной конструкции) отсутствует. Металл нагревается до высокой температуры, и газы, выделяющиеся в процессе окисления металла, выходя наружу, разрушают шамотобетон. При повреждении амбразур ухудшается процесс смесеобразования и формирования факела, что подтверждается визуальными наблюдениями и замерами характеристик уходящих дымовых газов. Вследствие этого приходится постоянно восстанавливать амбразуры.
При освоении котлов КВ-ГМ-100, эксплуатирующихся в системе ГУП «Мостеплоэнерго» (ныне ОАО «МОЭК»), по согласованию с ОАО «Дорогобужкотломаш» была предложена конструкция наварной металлоосновы для крепления шамотобетона к металлическому листу газоплотной обшивки и к окружающим горелку коллекторам.
Металлооснова выполняется из прутков диаметром 6-8 мм, соединяющих между собой водоохлаждаемое кольцо и коллекторы. Прутки, изготовленные с изгибом 30-50 мм (в сторону обшивочного листа), привариваются к шипам и стенкам коллекторов с интервалом 50-100 мм. К коллекторам в месте их стыков также привариваются аналогичные прутки. Благодаря такой конструкции (рис. 1, разрез Б-Б) центральные части прутков попадают в более холодную зону и не разрушают шамотобетон при тепловых расширениях. Дополнительно к охлаждаемым элементам котла и обшивочному листу привариваются U-образные штыри, концы которых направлены перпендикулярно обращенной в топку поверхности обмуровки, не доходя до ее края на 2,5-3 см. Это расстояние было определено в результате расчета, исходя из условия нагрева концов штырей не выше температуры начала активного окисления металла.
С целью предохранения коллекторов от воздействия высоких температур, вдоль выступающей в топку поверхности при помощи приварных (подгибаемых) прутков фиксируется металлическая сетка для последующего нанесения шамотобетона (рис. 1, разрез А-А). При этом сетка находится в зоне приемлемых температур за счет обеспечения оптимального теплостока.
При монтаже металлоосновы и нанесении шамотобетона целесообразно использовать специальный поворотный шаблон (рис. 2) цельносварной или более удобный - разборный. Шаблон вставляется до упора в центральную трубу горелки. При вращении шаблона легко контролируется правильность выполнения металлоосновы. В процессе нанесения обмуровки и ее восстановления во время ремонта обеспечивается соблюдение проектной формы амбразуры.
Текущий и капитальный ремонт амбразур выполняется путем подмазки шамотобетона после наращивания сгоревших концов штырей металлоосновы и удаления подгоревшего шамотобетона.
Позднее конструкция амбразуры была усовершенствована путем установки дополнительного металлического кольца, изготавливаемого из трубы 0730x8. Прутки крепления кольца привариваются аналогично остальным элементам вышеописанной маталлоосновы с прогибом в сторону обшивочного листа (рис. 1), что обеспечивает предохранение шамотобетона от разрушения при их нагревании. Выступающий в топку край кольца выполнен с внутренней фаской и несколькими прорезями, что обеспечивает сохранение его кольцевой формы при работе котла. Для обеспечения плотного заполнения объема амбразуры шамотобетоном между кольцом и заводским чугунным закладным кольцом обязательно оставляется кольцевой зазор 50-60 мм.
Амбразуры с металлическим кольцом впервые были применены на РТС «Жулебино» в 1995 г и успешно эксплуатируются до сих пор. На других станциях («Переделкино» и «Митино») они существовали вплоть до замены котлов на КВ-ГМ-120.
Опыт эксплуатации котлов КВ-ГМ-100 показал, что при правильно установленной металлооснове с металлическим кольцом и при нормальных условиях эксплуатации, наблюдаются только незначительные осыпания шамотобетона с раскрытия амбразур и небольшие местные обгорания краев металлического кольца. Надежная работа таких амбразур обеспечивается до момента образования полостей между металлическим кольцом и шамотобетоном. Полости появляются и развиваются в результате попадания в них недогоревшей газовоздушной смеси за счет эжекторного эффекта основного потока. Сгорая в полости, смесь окисляет металл кольца и крепежных прутков и разрушает шамотобетон.
Эксплуатационному персоналу необходимо регулярно выполнять осмотры амбразур. При обнаружении местного покраснения краев амбразур следует во время ближайшего останова котла выполнить уплотнение шамотобетоном образовавшейся в этом районе полости. При разрастании полостей увеличивается поверхность покраснения, кольцо в этом месте деформируется и обгорает. Ремонт амбразуры в данном случае выполняется следующим образом. Прогоревшая часть обечайки кольца котла вырезается, одновременно удаляется подгоревший шамотобетон, вваривается новый кусок кольца, полость забивается шамотобетоном и амбразура вновь готова к работе.
Опыт эксплуатации амбразур с металлическими кольцами показал следующее:
■ металлооснова при своевременном устранении микрополостей обеспечивает длительный период эксплуатации котла без капитальных ремонтов;
■ поддерживается проектная скорость смесеобразования;
■ КПД котла и процесс горения при длительной эксплуатации практически не меняются;
■ при замене отдельными участками до половины кольца, амбразура не теряет работоспособность в течение нескольких отопительных сезонов;
■ при правильной эксплуатации амбразур сокращаются временные и стоимостные затраты на капитальный и текущий ремонты котлов.
Обмуровка парового и водогрейного котла служит для ограждения топочной камеры и газоходов от окружающей среды. Обмуровка паровых и водогрейных котлов работает при достаточно высоких температурах и резком их изменении, а также под химическим воздействием газов, золы и шлаков.
Конструкция обмуровки должна обеспечивать минимальные потери теплоты в окружающую среду, быть плотной, противостоять длительному воздействию высоких температур, химическому воздействию продуктов сгорания, золы и шлаков, быть механически прочной, легкой, простой, дешевой и доступной для ремонта, способствовать выполнению блочного монтажа парового или водогрейного котла.
Паровые и водогрейные котлы имеют довольно разнообразную по конструкции обмуровку. Однако независимо от конструкции агрегата и его мощности некоторые узлы и элементы являются общими. К ним относятся: стенки, арки, перекрытия, своды, амбразуры, поды, зажигательные пояса, места прохода труб через обмуровку и т. д.
Обмуровку котлов принято условно разделять на тяжелую, облегченную и легкую. Тяжелая обмуровка применялась в парогенераторах старых конструкции и в настоящее время еще применяется в парогенераторах малой мощности (например, парогенераторах ДКВР). В новых конструкциях парогенераторов и водогрейных котлов применяют облегченные и легкие обмуровки. Масса 1 м 3 тяжелых обмуровок доходит до 1800 кг, а легких - не превышает 1000 кг.
Разрушение обмуровки прежде всего зависит от температуры, при которой она работает. С увеличением температуры интенсивность разрушения обмуровки возрастает. Чем больше неровностей на обмуровке, обращенной внутрь газохода, и чем толще ее швы, тем больше она изнашивается и истирается. Химическое воздействие шлаков приводит к размягчению, оплавлению н нарушению структуры обмуровки.
Вертикальные стены обмуровки топочной камеры и газоходов могут выполняться из различных материалов: огнеупорного, строительного и теплоизоляционного кирпича, огнеупорных, жароупорных и теплоизоляционных бетонов, температуроустойчивой изоляции и т. д. Обмуровка обычно состоит из двух слоев: внутреннего, обращенного к газоходу, и наружного. Внутренний слой называют футеровкой, а наружный - облицовочным слоем. Футеровка выполняется из огнеупорного материала, а облицовка из материала низкой теплопроводности.На рис. 9-3 покапана тяжелая обмуровка вертикальных стен. Она имеет общую толщину от полуторной до тройной длины кирпича (до 700 мм). Тяжелая обмуровка состоит из двух слоев: внутреннего, выполненного из огнеупорного кирпича, и наружного, из строительного кирпича. Для устойчивости футеровку и облицовку выполняют вперевязку по всей высоте стены.
Тяжелая обмуровка опирается на фундамент и имеет высоту не более 8-10 м. Существенное влияние па надежность работы обмуровки оказывает толщина швов между кирпичами. Толщина швов при выполнении кладки из огнеупорного кирпича не должна превышать 3 мм, а из красного кирпича - 5 мм. Для свободного расширения обмуровки (внутренней и наружной) всегда предусматривается устройство горизонтальных и вертикальных температурных швов с таким расчетом, чтобы колонны и каркас не препятствовали свободному расширению облицовочной кладки.
На рис. 9-4 показаны узлы облегченной обмуровки парогенератора ДЕ-16-14ГМ. Футеровка парогенератора выполнена с применением легковесного шамотного кирпича, огнеупорного бетона, огнеупорной хромомагпезитовой обмазки. В качестве изоляции применен диатомитовый кирпич и асбестовермикулитовые плиты. Снаружи обмуровка обшита металлическим листом.
На рис. 9-5 показана обмуровка экранов топочной камеры водогрейного котла KB-ГМ. Огнеупорная футеровка выполнена из шамотобетона, а изоляционный слой - из минераловатных матрацев, на которые нанесена магнезиальная обмазка. Шамотобетон наносится и а металлическую плетеную сетку, которая натягивается на штыри с резьбой на конце. Штыри привариваются к шайбам, которые приварены к экранным трубам.
Изоляционные матрацы изготовляются из минеральной ваты. Конструкция изоляционного матраца показана на рис. 9-6.
Минераловатный матрац изготовляют следующим образом. В ящик определенного размера сначала укладывают раскроенную сетку, затем лист крафтбумаги и набивают минеральную вату до плотности примерно 400 кг/м 3 . Края сетки подгибают, сверху накладывают еще одну сетку и прошивают матрац скобами. Шаг между скобами около 150 мм. Затяжка скоб должна производиться тщательно во избежание оседания минеральной ваты при эксплуатации. Матрацы прижимаются к шамотобетону квадратными шайбами, надеваемыми на штыри и затягиваемыми гайками. Уплотнительная обмазка наносится на матрацы.
На рис. 9-7 показана одна из конструкций легких обмуровок. Обмуровка выполняется из торкретной массы, закрепленной на металлической сетке. Изоляция осуществлена двумя слоями: слоем жаростойкой изоляции из диатомита и слоем из нескольких асбоцементных плит. Поверх плит на металлическую сетку наносится штукатурка, окрашенная масляной краской в два слоя. Сетка закрепляется на балках поясов жесткости каркаса и на штырях, приваренных к трубам. Обмуровка, показанная на рис. 9-5, называется натрубной. Для парогенераторов производительностью 50-75 т/ч применяют обмуровку, называемую накаркасной. Пример накаркасной обмуровки для вертикальных стен топочной камеры парогенератора производительностью 75 т/ч показан на рис. 9-7. Она состоит из слоя огнеупорного кирпича и изоляции, выполненной из диатомитового кирпича и совелитовых плит. Через каждые 2,5-3 м установлены разгрузочные кронштейны, на которые опирается обмуровка. Такая конструкция уменьшает напряжения от собственной массы обмуровки и обеспечивает возможность ремонта любого пояса. Крепление обмуровки производится стяжными крюками, которые с одной стороны зацепляются за трубу, приваренную к обшивке каркаса, а с другой свободно входят в пазы фасонного огнеупорного кирпича. Снаружи накаркасиая обмуровка обшита металлическим листом, что обеспечивает необходимую плотность.
При выполнении тяжелых обмуровок широко применяются арки и своды, предназначенные для перекрытия проемов, потолка топочной камеры или газохода.
На рис. 9-8 показана конструкция свода. В сводах под действием собственного веса и теплового расширения возникают распорные усилия. Своды выполняются нз специального клипового кирпича и опираются на пяты, выкладываемые из специальных фасонных камней. Иногда кладку свода выполняют по толщине отдельными кольцами. При этом нижний свод является основным, а верхний разгрузочным. В настоящее время широко применяются подвесные своды и перекрытия.
Благодаря отсутствию распирающих усилий подвесные своды могут выполняться из малопрочных материалов. Подвесные своды изготовляются нз специального фасонного кирпича, подвешиваемого к металлическим конструкциям каркаса при помощи балок, брусков и подвесок.
Важным узлом обмуровки паровых и водогрейных котлов является амбразура пневмомеханического забрасывателя и горелок.
На рис. 9-9 показана обмуровка предтопка и амбразуры забрасывателя водогрейного котла KB-ТС. Подвесной свод и амбразура выполнены из шамотных фасонных кирпичей 3, которые крепятся специальными болтами 2 к каркасу 1. Такая конструкция обмуровки обеспечивает правильную форму амбразуры и надежность крепления кирпичей. У газомазутных котлов KB-ГМ амбразуру горелки выполняют из пластической хромитовой массы, которую наносят на шипы.
Для повышения устойчивости работы пылеуголышх тонок при сжигании влажных углей боковые экраны в районе установки горелок закрывают слоем огнеупорного материала. В старых
конструкциях парогенераторов зажигательный пояс выполнялся из фасонного огнеупорного кирпича. В современных конструкциях к трубам в месте установки пояса привариваются шипы, на которые наносится карборундовая или хромитовая масса.
Плотность любого парового или водогрейного котла зависит от уплотнения обмуровки в местах прохождения экранных и других труб к коллекторам.
На рис. 9-10, а показано уплотнение обмуровки в месте прохода экранных труб. В этой конструкции со стороны топки установлен шамотобетопный фартук. Фартук укреплен на трубах и не препятствует их свободному перемещению, обеспечивая необходимую плотность. Расположенный снаружи коллектор изолирован и уплотнен металлической обшивкой.
На рис. 9-10, б показано уплотнение змеевиков водяного экономайзера в месте прохода труб сквозь обшивку. В этой конструкции коллектор защищен съемным кожухом, имеющим внутреннюю тепловую изоляцию. В кожух помещен весь коллектор, а места прохода труб через кожух уплотнены при помощи манжет нз асбестового полотна. Уплотнение также может быть достигнуто засыпкой короба, в который помещен коллектор, песком.
Надежность и долговечность обмуровки в значительной мере зависят от правильности размещения и качества температурных швов, предназначенных для компенсации температурных расширении обмуровки. Температурные швы могут быть вертикальными и горизонтальными. Они выполняются только в огнеупорном слое обмуровки: вертикальные швы обычно в углах, где сопрягаются стены обмуровки, горизонтальные - у разгрузочных кронштейнов. Если разгрузочные кронштейны отсутствуют, то кладку из огнеупорной обмуровки опирают на наружный слон огнеупорного кирпича. Для этого в наружный слой выпускается несколько рядов огнеупорного кирпича.
Уплотнение температурных швов производится шнуровым асбестом несколько большего диаметра, чем ширина шва. Поверхность асбестового шнура, обращенную к топке, промазывают жидким раствором огнеупорной глины или графитом.
Внешняя температура обмуровки не должна превышать температуру окружающего воздуха более чем на 25-30 °С.
Амбразуры горелок представляют собой вертикальные щели шириной 370 мм и высотой 1 450 мм. Для сжигания газа на каждую горелку предусмотрено два газовых коллектора, расположенных с обеих сторон канала горелки.
| Горелки улиточпо-лопаточные. я - улиточно-лчпаточная (с осепым аппаратом. ю шо-лопаючпая (с тангенциальным аппаратом. |
Амбразуры горелок должны выполняться из не ниже первого сорта класса А.
Амбразура горелок выкладывается по шаблону, работы ведутся из топочной камеры. После окончания монтажа горелки и обмуровочных работ необходимо просушить обмуровку амбразуры и топочной камеры.
Кладку амбразур горелок выполняют из специальных огнеупорных блоков. Для сохранения амбразур горелок на огнеупорную футеровку предложено наносить специальную хроми-товую обмазку марки ХО. Указанная обмазка поставляется в виде сухой хромитовой смеси. Для приготовления смеси к ней добавляют водный раствор сульфитного щелока и сульфит-спиртовой барды.
Кладку амбразур горелок производят с обязательной предварительной подгонкой фасонного или клинового кирпича.
Кладку амбразур горелок выполняют из специальных огнеупорных блоков. Для сохранения амбразур горелок на огнеупорную футеровку предложено наносить специальную хромитовую обмазку марки ХО. Указанная обмазка поставляется в виде сухой хро-митовой смеси. Для приготовления смеси к ней добавляют водный раствор сульфитного щелока и сульфит-спиртовой барды.
Обмуровка амбразур горелок, прикрытая экранными трубами на определенную глубину, служит достаточно долго. Однако по конструктивным соображениям не всегда удается прикрыть амбразуру трубами. В этом случае поверхность обмуровки подвергается облучению из топки и воспринимает значительные тепловые потоки, в результате чего резко снижается ее надежность.
| Конструкция зажигательного пояса из пластичной хро-митовой массы.| Узлы клямерных креплений обмуровки котла БМ-35 на стена. |
Обмуровка амбразур горелок производится фасонным высококачественным шамотным кирпичом класса А или огнеупорным бетоном, так как в области горелок наблюдаются максимальные температуры, под влиянием которых происходит пластическая деформация материалов обмуровки.
Кладку амбразур цилиндрических горелок выполняют из фасонного шамотного камня и шамотного клинового кирпича класса А 1-го и 2-го сортов. Амбразуры выкладывают по круглым деревянным кружалам, изготовленным по размерам, указанным в проекте.
В амбразуре горелок обеспечивается устойчивое горение с прозрачным несветящимся факелом пламени.
В поперечном сечении амбразуры горелок для лучшего перемешивания газа с воздухом выполнены ступенчатыми с пережимам в четвертом ряду кирпичей пода до размера 65X285 мм. Выходное сечение амбразур выполнено размером 250X285 мм. Над каждой горелкой на высоте 130 мм от уровня пода размещены перекрытия из восьми положенных плашмя шамотных кирпичей, которые, в свою очередь, опираются на ряд кирпичей, поставленных на ребро.