Каркас парового котла. Обмуровка и тепловая изоляция.

Главная / Котельные

Назад

Опубликовано: 14.05.2019

Время на чтение: 2 мин

0

5624

Обмуровка котлов — сложный и высокотехнологичный процесс, включающий монтаж системы огнеупорных и теплоизоляционных ограждений котла, предназначенных для защиты помещения от газотходов и изоляции топочной камеры. Такая конструкция представляет собой комбинированную систему из кирпича, изоляционных материалов, раствора, металлического каркаса и обшивки.

Не боится высоких температур и перепадов, влияния продуктов сгорания и газов. Для повышения эффективности и предотвращения потерь тепла, конструкция должна быть технически прочной, не сложной в исполнении и не препятствовать монтажу котла.

• 1 Что такое обмуровка котла
• 2 Назначение обмуровки
• 3 Типы и особенности обмуровки
• 4 Технология обмуровки котельного оборудования

Разновидности

Главным предназначением защитного слоя является уменьшение уровня теплопотерь и риска ожогов у работников, также снижаются расходы на энергоноситель. Особое значение уделяется материалам, используемым при создании обмуровки, и технологии формирования. Существует несколько основных схем, каждая из которых подбирается индивидуально и обладает высоким уровнем эффективности:

• Натрубная обмуровка котла состоит из легкого бетона, отличающегося теплоизоляционными характеристиками. При помощи хромитовой массы и специальных плит изготавливается внешний слой.
• Накаркасная схема имеет в своем составе три слоя: минеральную вату, диатомобетон и шамотобетон.
• Тяжелая имеет ограниченную область применения и подходит только для котельных с максимальным уровнем температур в пределах 800 градусов. В качестве внешнего слоя выступает красный кирпич, внутренний представляет собой кладку огнеупорного кирпича.

Виды защиты для котлов открытого типа

Назначение защитного покрытия — предотвращение ожогов у обслуживающего персонала и снижение тепловых потерь системы теплоснабжения. Правильно сделанная обмуровка котла ДКВР-10-13 обеспечит снижение коэффициента теплопередачи от труб с паром и снизит текущие затраты на энергоноситель

Важно подобрать технологию формирования защитного пояса и материалы для ее реализации. Ведь обмуровка котла это создание эффективного защитного слоя вокруг всей конструкции

Классификация по видам конструкции:

• Тяжелая. Применяется для систем с относительно небольшой мощностью и максимальной температурой до +700°С. Внутренний слой формируется из огнеупорного кирпича в половину его толщины, наружный – из стандартного красного.
• Накаркасная. Состоит из трех прослоек: шамотобетона (60 мм), армированного диатомобетона (50 мм), плит из минеральной ваты.
• Натрубная. Сначала наносится хромитовая масса толщиной 40 мм, затем слой легкого теплоизоляционного бетона (50 мм). Окончательную обработку выполняют теплоизоляционными плитами.

Конкретная схема обмуровки котла ДКВР-10-13 зависит от выбранной технологии и применяемых материалов. Последнее определит эксплуатационные качества оборудования и степень эффективности его работы.

Материалы для обмуровки

Формирование защитного слоя — это сложный технологический процесс. Компании, предоставляющие эту услугу, делают составы самостоятельно, в зависимости от типа котла и технических условий. Так, обмуровка котлов НИИСТРУ-5 может кардинально отличаться от работ по защите отопительного оборудования другого типа. Перечень материалов для выполнения этого задания однотипен, разница – в составе и наносимых слоях.

Для примера можно рассмотреть, как делается обмуровка котла ДЕ 16 13, расход материалов и этапы работы.

• Приготовление набивных масс. Основа – хромитовые, карбундовые или корундовые компоненты. В качестве связующего вещества применяют жидкое стекло или шликер огнеупорной глины. Объем зависит от толщины слоя (до 50 мм) и площади набивки.
• Уплотнительные обмазки. Предварительно на поверхность набивных масс устанавливают монтажную сетку из огнеупорного металла. Используется шамотный порошок, распушенный асбест лили каустический магнезит. Нанесение возможно только до отвердевания массы. В совокупности объем обмуровки котла ДКВР 10 13 может достигать больших значений. В среднем масса 1 м? площади равна 1,2 т.
• Установка теплоизоляционных плит. Для этого применяют базальтовое волокно, так как оно может выдерживать температуру до +1200°С.

Помимо этого, обработке может подвергаться не вся конструкция. В некоторых случаях целесообразно защитить отдельные элементы. Чаще всего выполняется обмуровка дверцы котла S645 745 массой Plistix, чтобы предотвратить несчастные случаи и уменьшить тепловые потери. При этом нужно учитывать распределение температуры на поверхности оборудования. При остывании не должно возникать зон с резким перепадом нагрева.

Ремонт обмуровки котла также имеет свои особенности. При демонтаже обвязки стараются сохранить элементы для повторного использования. Если в процессе эксплуатации сформировались неровности в трубах или промежуточных экранах – их нужно выровнять слоем теплоизолятора. Для повышения эксплуатационных свойств применяются алюминиевые краски для окраски обмуровки котла. Они наносятся поверх последнего слоя.

Особенности

Обмуровка водогрейных котлов является трудоемким процессом, требующим соблюдения технологии и грамотного подбора материала. Набивные составы производятся на корундовой, карбундовой либо хромитовой основе. Жидкое стекло зачастую выступает в качестве связующей основы. Количество изготавливаемой массы зависит от поверхности, требующей обработки, и необходимой толщины.

Состав, нанесенный на поверхность, покрывается специальной сеткой, изготовленной из огнеупорного материала. Уплотнительная обмазка выполняется магнезитом, асбестом или шамотным порошком. Стоит отметить, что обмазка может выполняться в случае, если масса еще не застыла.

Приготовление и укладка набивных масс на поверхности экранов[править]

Для укладки на экранные поверхности котлов применяют набивные массы: хромитовые, хромитомагнезитовые, карборундовые и корундовые.

В карборундовых массах в качестве связующего применяют жидкое стекло, шликер огнеупорной глины, триполифосфат натрия и алюмофосфатное связующее на основе ортофосфорной кислоты.

Наилучшие эксплуатационные свойства имеет карборундовая масса на фосфатном связующем.

Составы и свойства набивных масс приведены в табл. 9.15.

Таблица 9.15. Составы и свойства набивных масс.

Составы и свойства жаростойких бетонов приведены в разделе 10.

Перед приготовлением набивных масс необходимо:

• — жидкое стекло разбавить водой и довести до заданной плотности;
• — огнеупорную глину высушить, размолоть и просеять через сито с отверстиями не более 1 мм;
• — растворить огнеупорную глину в воде;
• — плотность глиняной суспензии должна составлять 1,13–1,15 г/см3.

Разрешается приготовление карборун­да мелкого зернового состава путем раз­мола более крупных зерен в шаровых мель­ницах со стальными мелющими телами.

Массы приготавливают в лопастных смесителях. Сухие компоненты засыпают в смеситель и перемешивают 3 мин, затем без остановки смесителя загружают жид­кие компоненты в любой последовательнос­ти. После загрузки в смеситель всех ком­понентов массу перемешивают 10 мин.

Приготовленные набивные массы, осо­бенно хромитовая и карборундовая, употребляются в дело в течение 1,5 ч с мо­мента приготовления. Для предохранения от высыхания и твердения массы следует хранить в закрытых емкостях. Повторное применение схватившейся массы не допус­кается.

Перед укладкой набивных масс ошипованные и гладкие экранные трубы, ка­меры и другие стальные поверхности дол­жны быть пропескоструены. На зажига­тельных поясах массу набрасывают на ошипованные трубы сразу достаточно боль­шой площадью и набивают таким образом, чтобы слой уплотненной массы над шипами составлял 3–5 мм. Необходимо учитывать, что набивка массы в несколько слоев с некоторыми промежутками времени вызы­вает ее расслоение.

Массу уплотняют пневмомолотками че­рез стальную плиту размером 200×200 мм, толщиной 12–15 мм. Массу набивают плотно, без пустот между трубами и ши­пами. Степень уплотнения проверяют на­жатием большого пальца руки с усилием 10–15 кг. При этом на поверхности мас­сы не должен остаться заметный след.

При укладке массы на под котлов с жидким шлакоудалением, амбразуры го­релок и т. п. рекомендуется массы укла­дывать слоями толщиной не более 100 мм. Массу уплотняют пневмолопатками или вручную деревянными трамбовками. При необходимости укладки второго слоя по­верхность ранее уложенного слоя нареза­ют квадратами 80×80 мм на глубину 7–8 мм. Укладку масс, особенно при большой толщине слоя, желательно выполнять без перерыва. Целесообразно высушивать мас­су сразу же после укладки, пропуская че­рез экраны горячую воду с температурой 60 °С.

Что нужно знать

Базальтовое волокно, обладающее высокой стойкостью к воздействию температур, используется для формирования теплоизоляционных плит.

В некоторых случаях становится более рациональной частичная обмуровка котла. Снижение потерь тепловой энергии и обеспечение безопасности обслуживающего персонала возможно за счет обработки дверей конструкции. При этом необходимо обратить внимание на распределение температуры при остывании.

Ремонт обмуровки котлов начинается с демонтажа обвязки, при этом желательно сохранить основу конструкции для дальнейшего использования. При наличии неровных участков на экранах и трубах можно нанести слой теплоизолятора. Срок эксплуатации конструкции можно увеличить за счет алюминиевых красящих составов, используемых в качестве финишного покрытия.

ВВЕДЕНИЕ

За последние годы конструкции обмуровок паровых котлов электростанций претерпели существенные изменения. На смену старым тяжелым кирпичным обмуровкам пришли новые облегченные, выполняемые из жароупорных и теплоизоляционных бетонов и набивных масс, а также из сборных теплоизоляционных плит, защищенных с огневой стороны слоем жаростойкой штукатурки. Такие изменения произошли в результате высокой степени экранирования стен топочной камеры современных котлов, разработки и внедрения новых составов и конструкций из жароупорных и теплоизоляционных бетонов и набивных масс.
Вследствие резкого снижения температуры за экранами (до 500 — 600 °С) изменилось соотношение отдельных слоев обмуровки: вместо толщины огнеупорного слоя 125 — 250 мм

в старых кирпичных обмуровках толщина огнеупорного или жароупорного слоя в обмуровке современных котлов не превышает 50
мм
,а вес огнеупорного слоя, уменьшился с 80 % от общего веса обмуровки до 40 %.

При высокой степени экранирования топочной камеры не исключена необходимость применения высокоогнеупорных материалов для элементов обмуровки, воспринимающих температуру до 1500 °С и выше (зажигательные пояса, набивные поды, неэкранированные участки стен топки и др.).

Значительное уменьшение веса обмуровки способствовало распространению новых конструкций, в которых вес обмуровки полностью передается на экранные трубы (натрубная обмуровка) или облегченный каркас (накаркасная обмуровка).

Натрубные обмуровки выполняют из слоя огнеупорного бетона или слоя хромитовых масс, наносимых непосредственно на экранные трубы, слоя тепловой изоляции и уплотнительной штукатурки.

Накаркасные обмуровки выполняют из сборных щитов-панелей, заполняемых жароупорным и теплоизоляционным бетоном или температуростойкими теплоизоляционными плитами, защищенными с внешней стороны уплотнительными штукатурками.

Внедрение в обмуровку жароупорных и высокоэффективных теплоизоляционных бетонов, а также минераловатных, совелитовых, перлитовых и других плит позволило создать надежные конструкции обмуровок котлов и снизить потери тепла через обмуровку до уровня современных норм (Залкинд Е.М., Тепловой расчет обмуровки парового котла, Энергия, 1965).

Котлы “ДКВР”

Системы данной серии предназначены для обеспечения заготовки нагретой воды и теплоснабжения. Они позволяют получить насыщенный пар и часто применяются в вентиляционных системах. Конструкция имеет отличительные особенности в виде вертикально размещенных труб и двух барабанов. Котлы этой марки обладают множеством положительных сторон:

• широкий диапазон мощности;
• использование любого вида энергоносителя, включая мазут и газ;
• автоматизированная работа системы;
• сборка конструкции может производиться в помещении котельной, при этом не требуется демонтаж стен;
• обмуровка котлов “ДКВР” производится из любых материалов, подходящих для предполагаемого режима работы;
• надежность аэродинамической и гидравлической системы обеспечивает высокий уровень КПД.

Вспомогательное оборудование котельной

Для того чтобы в котле эффективно протекали процессы теплопередачи, все потоки воды, топлива и воздуха должны пройти процесс подготовки, перед подачей в агрегат. Эти задачи выполняет вспомогательные котельные установки.

Группа насосов в котельной

К вспомогательным элементам котлоагрегата относят устройства:

• системы топливоподачи;
• системы дымоочистки;
• тягодутьевые аппараты;
• и насосы, отвечающие за движение воды по контуру;
• сепарационные устройства котла;
• установка водоподготовки.

К тягодутьевым аппаратам относятся дымососы и вентиляторы работающих в системе газовоздушных трактов котла. Первые служат для создания разряжения в топочной камере и отвода дымовых газов через дымовую трубу в атмосферу.

Они устанавливаются между газоходом и дымовой трубой, обычно вне помещения котельной, сзади котла, из-за высокого уровня шума, создаваемого при работе.

Вентиляторы предназначены для принудительной подачи воздуха в топочную камеру, для создания газовоздушной смеси на выходе из газовой горелки, для обеспечения полного сгорания топлива. Устройство также устанавливается вне здания котельной, но перед фронтом котла.

Сепарационные устройства служат для сепарации пара от котловой воды, их монтаж выполняют в верхнем барабане котла. Система водоподготовки занимается очисткой питательной воды от солей жесткости в натрий-катионитовых фильтрах для уменьшения процессов накипеобразования на котловых поверхностях нагрева котла и удаление активного кислорода в деаэрационно-питательной установке, для уменьшения коррозионных процессов во внутренних поверхностях нагрева теплогенератора.

Для питания паровых котлов, устанавливают не менее двух электронасосов, с рабочим давлением не менее 1.25 давления водяного тракта котла, и производительностью 110% от номинальной паропроизводительности всех работающих котлов.

Кроме того устанавливают два паровых насоса не менее 50% номинальной производительности котельной.

Насосы котельной подразделяются:

1. Питательные — предназначены для подачи питательной воды в котел.
2. Подпиточные – для подпитки контура теплоснабжения при утечках теплоносителя в магистральных сетях.
3. Сетевые для циркуляции теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе. Они также используются и для водогрейных котельных.
4. Насосы ХВО — в системе химводоподготовки.
5. Газовое оборудование.

Обмуровка котлов: технология

Обязательным этапом перед обмуровкой является гидравлическая проверка котлов. Далее выполняется футеровка поверхности котла и внешняя облицовка. Используемые материалы для футеровки должны иметь огнеупорные свойства, также необходимо тщательно просеять шамотный порошок, песок и глину перед применением. Цемент, огнеупорная и красная глина не должны иметь в своем составе посторонних вкраплений, комочков и мелкого мусора.

Перед началом работ необходимо подготовить огнеупорную смесь, инструменты и кирпичи одинакового размера. Каждый ряд кладки необходимо проверять строительным уровнем, чтобы предотвратить образование впадин и выпуклостей. Удостовериться в качестве укладки углов можно при помощи стального угольника. Как становится ясно, обмуровка паровых котлов, является достаточно сложным процессом, требующим соблюдения всех норм и правил, поэтому за работу можно браться только при наличии знаний и соответствующего опыта. В большинстве случаев лучше обратиться к специалистам, так как даже незначительный недочет может привести в дальнейшем к серьезным последствиям.

Особенности

На изоляционном слое должны отсутствовать трещины и сколы. Перед укладкой огнеупорного шамотного кирпича производится его сортировка, материал должен быть единого размера без повреждений. Применение битого или треснувшего кирпича категорически запрещено, так как это заметно снижает прочность конструкции. Неровные края также уменьшают герметичность швов.

Раствор

Не меньшее значение имеет смесь, используемая для кладки. Она должна обладать равномерной структурой без вкраплений. Для укладки шамотного кирпича подходит раствор на основе глины и шамотного порошка. Степень жирности глины определяет количество порошка. Стоит отметить, что в состав нельзя добавлять соль и речной песок, несмотря на то, что подобные ингредиенты часто встречаются в растворах для кладки печей.

Толщина смеси во время сложной обмуровки должна быть в пределах 2 мм, при обычной кладке допускается увеличение до 3 мм. Полученный результат напрямую зависит от соблюдения пропорций ингредиентов и тщательного перемешивания. Консистенция должна иметь среднюю густоту. Замешивается раствор только на чистой воде, это гарантирует отсутствие извести и других примесей. Рекомендуется готовить состав в отдельной, предварительно очищенной таре.

Обмуровка водогрейного котла: описание

Перед началом работ все используемые элементы должны быть очищены от капель раствора, коррозии и загрязнений. Точки соединения арматуры связываются проволокой с диаметром около 2 мм либо свариваются при помощи электросварки. Нежелательно использование алюминиевой и медной проволоки.

Битум наносится равномерным слоем на арматуру и фиксирующие элементы, необходимые для укрепления бетона.

Для изготовления опалубки применяется древесина хвойных пород, за исключением лиственницы. Тщательно обрабатываются и остругиваются стороны, прилегающие к бетонному раствору. Возможно использование бумаги или глины с высокой пластичностью для уплотнения щелей в опалубке. Двойная опалубка подходит для обмуровки вертикальной поверхности либо находящейся под углом не менее 40 градусов. Деревянную поверхность рекомендуется покрыть смазочным составом для того, чтобы избежать ее сцепления с бетоном. В качестве смазки можно использовать раствор, состоящий из воды и минерального масла.

Печи и котлы в промышленности и сегодня остаются незаменимыми объектами, поэтому часто появляется необходимость в ремонте и модернизации подобных конструкций. Кроме того, должна производиться обмуровка котла и при необходимости замена элементов, вышедших из строя.