Каркас, обшивка, опоры парового котла

Каркас котла – это жесткий и прочный остов, сваренный из стальных профилей, полос и листов (Рис. 7.17, а). Он пред­назначен для крепления обмуровки, ограждений, теплообменни­ков, размещенных в газоходе котла, трубопроводов, гарнитуры и других узлов котла. Кон­струкция каркаса зависит от типа котла и его корпуса, расположения дополнитель­ных поверхностей нагрева (пароперегревателя, эконо­майзера, воздухоподогрева­теля). На каркас действуют значительные гравитацион­ные, инерционные и терми­ческие нагрузки.

В соединениях каркаса с корпусом должна быть предусмотрена возможность теплового расширения эле­ментов котла. На рис. 7.18 показаны два типовых сое­динения каркаса с пароводяным коллектором котла. Под действием теплового расшире­ния трубной системы (подъемных и опускных труб), находящейся в зоне высоких температур, коллектор 1 перемещается. Каркас 2 имеет более низ-

Рис. 7.17. Каркас парового котла

Рис. 7.18. Соединения каркаса с пароводяным коллектором

кую температуру, поэтому тепловое рас­ширение его элементов существенно меньше. Для устранения термических напряжений и связанных с ними деформаций необ­ходимо обеспечить взаимное смещение каркаса и коллектора. Это достигается, например, с помощью уголков и болтов (Рис. 7.18, а). В уголках имеются отверстия, диаметр которых существенно больше диаметра болтов. Отверстия перекрывают­ся большими шайбами. Второе соединение (Рис. 7.18, б) приме­няют в тех случаях, когда нет доступа к месту крепления кар­каса с коллектором. Это сварное соединение с эластичным эле­ментом, допускающим перемещение коллектора.

Обшивка котла служит для его герметизации. Она пре­дотвращает утечку газов и воздуха в котельное помещение. Об­шивку изготовляют из стальных листов, которые приваривают к каркасу, либо крепят с помощью болтов или задраек. Вместе с каркасом обшивка образует кожух котла. Как правило, совре­менные котлы имеют внутренний и наружный кожухи, в про­странстве между которыми движется воздух, нагнетаемый вентилятором. В меж-

Рис. 7.19. Съемный щит обшивки котла

Рис. 7.20. Кирпичная котла

кладка парового

обшивочном пространстве воздух не только подогревается, но и препятствует проникновению газов в котель­ное помещение, так как давление воздуха выше давления газов в топке.

Часть листов обшивки выполняют съемной, чтобы обеспечить доступ в топку, воздуховоды и другие зоны котла для осмотра, чистки или ремонта. Съемные листы или крышки пазов крепят к каркасу с помощью задраек (Рис. 7.19). Для снятия крышек 3, 4 достаточно ослабить гайки 2 и повернуть задрайки 1 отно­сительно осей шпилек. Крышка 3 закрывает изнутри лаз наруж­ного кожуха, а крышка 4 – внутреннего. Плотность соединения достигается тем, что комингс 8 (порог лаза) входит в полукруг­лый жолоб 5, проходящий по всему периметру крышки, и вдав­ливается в мягкий асбестовый шнур 7. На крышках лазов внут­реннего кожуха имеется слой изоляции 6, наружный кожух в зонах низких температур может не иметь изоляции. Крышки лазов этого кожуха устанавливают снаружи или изнутри. В по­следнем случае плотность соединения увеличивается, так как крышка прижимается к каркасу давлением воздуха, движу­щегося в межобшивочном пространстве.

Все элементы наружного и внутреннего кожухов котла изго­товляют из углеродистой стали, температура окалинообразования которой меньше 450°С. Поэтому для защиты от перегрева деталей кожухов применяют изоляционные покрытия. При температуре среды ниже 600°С используют асбест, а в топке – кир­пичную кладку (обмуровку), выполняемую из огнеупорного ша­мотного кирпича, наибольшая рабочая температура которого около 1600°С. В высоконапряженных котлах применяют для об­муровки карборундовые кирпичи с предельной температурой 1700°С.

Кирпичная кладка покрывает все стены газохода котла вплоть до того места, где температура газов не превосходит 600°С. На рис. 7.20 показана кладка переднего фронта. Крепле­ние кирпичей 1 к каркасу осуществляется болтами 3, а в районе пучков труб – на таврах 5 или уголках 2. Кладку производят на огнеупорном растворе. Под шамотным кирпичом обязательно размещают листовой асбест 4, который позволяет исключить растрескивание кирпичей при затяжке и увеличивает тепловое сопротивление изоляции, так как коэффициент теплопроводно­сти асбеста в пять раз меньше, чем шамота.

Для обеспечения нормальной работы обслуживающего пер­сонала в соответствии с Правилами Регистра СССР темпера­тура наружной поверхности стен котла не должна превышать 50°С, а трубопровода – не более 60°С. В связи с этим плоские поверхности котла покрывают совелитовыми плитами, съемные щиты и выступающие наружу части коллекторов – матрацами из асбестовой ткани с порошковым наполнителем; трубопроводы и арматуру–шнуровым асбестом и асботканью. Толщина изо­ляции зависит от температуры изолируемых поверхностей и мо­жет достигать 100–150 мм. Снаружи изоляцию покрывают ли­стами из оцинкованной стали.

Для установки и надежного закрепления котла на судне слу­жат фундаменты, передающие нагрузку на ряд усиленных дни­щевых шпангоутов. На фундаменты котел устанавливают на опорах (Рис. 7.21). Количество опор зависит от габаритов и массы котла. Одна опора делается неподвижной, остальные – подвижными. Они обеспечивают свободу температурных расши­рений котла. Направления перемещений элементов котла ука­заны на схеме стрелками.

Все опоры имеют одинаковую конструкцию. Они состоят из вертикальных пластин 3, поддерживающих постель, закреплен­ную болтами 2 к коллекторам 1, и приваренных к пластинам горизонтальных плит 4. У подвижных опор в нижней части плит 4 имеются латунные прокладки 7, способствующие сниже­нию трения между опорой котла и переходной частью судового фундамента (см. рис. 7.21).

Неподвижная опора 1 (обычно это самая нижняя опора фронта котла или передняя опора пароперегревателя) накрепко затянута болтами 5 к переходной части 6 фундамента, подвиж­ные опоры II–IV – допускают тепловые перемещения коллек­торов и предотвращают сдвиг и опрокидывание котла. Напри­мер, в опоре 11 между плитой 4 и прижимной Г-образной планкой 8 предусмотрен зазор толщиной 12–15 мм, обеспечивающий расширение котла в поперечном направлении. Ограничители 9 препятствуют сдвигу котла в продольном направлении Опора III допускает перемещение коллектора в продольном на­правлении и с помощью ограничителей 10 препятствует сдвигу в поперечном. Опора IV не имеет ограничителей и может пере­мещаться в горизонтальной плоскости в любом направлении. Планки 8 подвижных опор II–IV предотвращают опрокидыва­ние котла при качке.