Каркас и обмуровка котла

Классификация котельных установок.

По назначению котлы делятся на:

1) Энергетические (для ТЭС)

2) Отопительно-производственные.

По расположению топок бывают:

1) C внутренней топкой (напр. МЗК)

2) С внешней (нижней) топкой (напр. ДКВР)

3) С выносной топкой (напр. ДЕ)

По способу сжигания топлива:

1) Cлоевые (колосниковые) ― для сжигания твердого кускового топлива.

2) Камерные ― газообразное, жидкое и твердое пылеобразное топливо сжигается во взвешенном состоянии.

По перемещению уходящих газов и воды котлы делятся на:

1) Газотрубные, где продукты сгорания проходят по трубам или паровой трубе, а вокруг труб и паровой трубы движется вода.

2) Водотрубные котлы, в которых вода (пароводяная смесь) проходит по трубам поверхности нагрева котла, а продукты сгорания омывают эти трубы и передают свое тепло воде.

По конструктивным особенностям котлы делятся на:

1) Цилиндрические

2) Горизонтально-водотрубные

3) Вертикально-водотрубные с одним или несколькими барабанами

По движению водяного или пароводяного потока внутри котла:

1) Естественная циркуляция ― осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных трубах и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

2) Принудительное движение теплоносителя (осуществляется с помощью искусственных побудителей – насосов), которое в свою очередь осуществляется многократной принудительной циркуляцией и по прямоточной схеме.

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды ― котлы с принуди- тельным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией выполняются из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (барабанами). Одна часть труб, называемых “ подъемными трубами”, обогревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно необогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название “ опускные трубы”. В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан). Кратность циркуляции (отношение расхода воды, проходящего через циркуляционный контур, к расходу пара, производимого в нем) в таких котлах изменяется от 10 до 100.

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Кратность циркуляции в этих котлах изменяется от 5 до 10.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар. В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

По давлению пара котлы бывают:

1) Низкого давления (до 10 кг∙с/см²)

2) Среднего давления (10 ― 100 кг∙с/см²)

3) Высокого давления (100 ― 225 кг∙с/см²)

По количеству вырабатываемого пара:

1) Малой мощности (до 25 т/ч)

2) Средней мощности (25 ― 120 т/ч)

3) Высокой мощности (120 ― 220 т/ч)

Металлическая конструкция, опирающаяся на бетонный фундамент и поддерживающая барабан котла и трубную систему с водой, лестницы и помосты, а иногда и обмуровку, представляет собой каркас котельного агрегата. В настоящее время чаще всего применяют опорные (несущие) и обвязочные каркасы.

Паровые и водогрейные котлы малой мощности обычно имеют обвязочные каркасы, служащие для укрепления об­муровки, гарнитуры и других деталей. Масса металлической части котлов через специальные стойки или рамы передается непосред­ственно на фундамент.

Котлы вертикальной ориентации большой мощности обычно имеют несущий каркас (рис. 4.50.1), который состоит из вертикаль­ных колонн 1, горизонтальных балок, горизонтальных ферм 5, раскосов-связей 2 и упрочненной конструкции из балок 6 пото­лочного перекрытия. Колонны крупных котлов изготовляются из сварных профильных балок большого размера. Для уменьшения удельной нагрузки на фундамент под колонны устанавливают опор­ные башмаки 3, состоящие из опорных плит 7 и ребер жесткости 8. Раскосы-связи 2фермы выполняют из профильного проката (швел­лера, двутавра), связывая их между собой (сваривая) накладками 4.

Горизонтальные фермы 5, балки и раскосы-связи 2 применяют для придания поперечной устойчивости колоннам и повышения жесткости каркаса.

Для уменьшения термических напряжений в каркасе основные несущие его элементы располагают за пределами газоходов и их обмуровки. Сочленения же оборудованных балок (например, опор­ных балок поверхностей нагрева конвективной шахты) с балками каркаса выполняются в виде скользящей опоры с одной стороны, при неподвижном креплении − с другой.

Лестницы и площадки, используемые для обслуживания и ре­монта котла, часто размещают на горизонтальных фермах или опи­раются на них. Их выполняют из сортового проката, покрывая проходные площадки просечно - вытяжным или рифленым листом.

Обмуровка котла служит для ограждения топочной камеры и газоходов от окружающей среды и для направления движения по­тока дымовых газов в пределах котельного агрегата. Она работает при достаточно высоких температурах и резком их изменении и должна обеспечивать минимальные потери теплоты в окружаю­щую среду, быть плотной, механически прочной, простой и до­ступной для ремонта.

Рисунок 4.14.1. Каркас котла и его элементы:

а — общий вид; б — башмак; в — сочленение балок с раскосами; / — колонны; 2 — раскосы-связи; 3 — опорный башмак; 4 — накладки; 5 — горизонтальные фермы (площадки); 6 — балки потолочного перекрытия; 7— опорная плита; 8 — ребра жесткости

Обмуровки принято условно подразделять на тяжелые, облег­ченные и легкие, а по способам крепления — на свободно сто­ящие (на фундаментах), на каркасные (опирающиеся на каркас) и трубные.

Внутренняя часть свободно стоящей обмуровки (рис. 4.14.2., а), обращенная в сторону высоких температур, выполняется из огне­упорного кирпича и называется футеровкой. Наружная часть обмуровки, называемая облицовкой, выполняется из строи­тельного кирпича.

Рисунок 4.14.2. Обмуровка котельного агрегата:

а — свободно стоящая; б — массивная; в — облегченная накаркасная; г — щито­вая; д — натрубная; 1,2 — красный и шамотный кирпич; 3 — перевязочный ярус; 4, 6 — шамотные и фасонные шамотные кирпичи; 5 — температурный шов; 7— кронштейн; 8— металлическая обшивка; 9 — разгрузочный пояс; 10— тепло­изоляционная плита; // — хромитовая или шамотная масса.

Кирпичную массивную (рис. 4.14.2, б) обмуровку с перевязоч­ным ярусом из огнеупорного материала выполняют в котлах не­большой производительности. Для котлов производительностью 50...75 т/ч и выше применяют облегченную накаркасную обмуров­ку (рис. 4.14.2, в), состоящую из слоя шамотного 4 и шамотного фасонного 6 кирпичей, образующих футеровку, и слоя легковес­ной теплоизолирующей шамотной массы. Через каждые 2,5...3 м устанавливают разгрузочные кронштейны, на которые опирается обмуровка.

Щитовую (рис. 4.14.2, г) обмуровку выполняют в виде отдельных прямоугольных щитов, которые укреплены на каркасе котла. Щит делают многослойным из огнеупорного бетона, армированного стальной сеткой, и теплоизолирующих слоев.

Натрубная (рис. 4.14.2, д) обмуровка крепится непосредственно к трубам и состоит из слоя хромитовой или шамотной массы и изоляционного слоя из минераловатных матрацев, на которые на­несена газонепроницаемая магнезиальная обмазка.

Дата добавления: 2014-01-06