ОГРАЖДЕНИЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

КОНСТРУКЦИИ УЗЛОВ ЦЕЛЬНОСВАРНЫХ ГАЗОПЛОТНЫХ ЭКРАНОВ

Существует несколько способов изготовления цельно­сварных газоплотных экранов: из плавниковых труб ме­таллургического производства, из труб с приваренными

Плавниками, из гладких труб с вваркой между ними про- ставок, из гладких труб с наплавкой между ними метал­ла и нз сваренных между собой гладких труб. Попереч­ные разрезы таких экранов показаны на рнс. 7-1. Наибо­лее широко распространены способы изготовления цельносварных экранов из плавниковых труб металлурги­ческого производства и нз гладких труб с вваркой между ними проставки или с приварными плавниками [7-4]. Геометрическая форма плавников труб металлургиче­ского производства может быть прямоугольной и трапе­цеидальной с симметричным расположением плавников по оси трубы и со смещением.

Проведенные в ЦКТИ работы [7-5], посвященные вы­бору способа изготовления цельносварных экранов кот­лов сверхкрнтнческого давления, показали, что прн от­сутствии отечественных плавниковых труб перспектив­ным является изготовление экранов путем двусторонней приварки проставок к гладким трубам под слоем флюса.

На котлостроительных заводах ЗиО, ТКЗ, БКЗ и БелКЗ освоены как изготовление газоплотных панелей нз плав­никовых труб металлургического производства, так и способ вваркн полосы между гладкими трубами.

Герметичность ограждения — одно из основных пре­имуществ газоплотиых котлов — достигается за счет цельносварных экранов, поэтому при их проектировании конструкциям соединения узлов газоплотных экранов уделяется основное внимание. Для обеспечения герме­тичности важно создание надежных узлов уплотнения прохода труб через ограждения, стыковки экранов, вы­хода экранных труб в сборные коллекторы и т. д.

Газоплотность котлов, предназначенных для работы под наддувом, обеспечивается в большинстве случаев применением двух контуров уплотнений: надежной свар­кой в единую камеру всех газоплотных панелей и систе­мой дополнительных газоплотных сварных коробов, ко­торые привариваются к экранам в местах возможных протечек газов через уплотнения первого контура, на­пример на потолке котла, в узлах разъемов экранов топки и т. д. Во второй уплотняющий коитур может пода­ваться воздух дутьевым вентилятором. Давление уплот­няющего воздуха должно несколько превышать избыточ­ное давление в топке; это позволяет защитить помеще­ние котельной от продуктов сгорания в случае неплот­ностей в цельносварной топке.

Ниже приводятся некоторые конструктивные реше­ния основных узлов цельносварных экранов, предназна­ченных для обеспечения плотности конструкции. Эти уз­лы постоянно совершенствуются по мере накопления опыта их эксплуатации и технологии изготовления. Уз­лы, предназначенные для обеспечения прочности цельно­сварных экранов, например балки жесткости, и вариан­ты нх крепления к экранам не рассматриваются.

На рис. 7-2 представлены варианты углового соеди­нения мембранных панелей топки или конвективной шах­ты котла. При применении в угловой сварке газоплот­ных экранов гладких труб с учетом ручной сварки их берут с толщиной стенки не менее 6 мм.

На рис. 7-3 показано соединение вертикального и на­клонного участков газоплотных экранов с помощью кли­новидных вставок 3 и вертикального и горизонтального экранов с помощью приварной гребенки 3. В последнем случае соединение может быть выполнено встык или вна­хлестку. Узлы прохода перлитных и аустеннтиых труб через мембранную стенку показаны на рнс. 7-4. Обварка труб при проходе через мембранную стенку допустима при разнице температур металла труб, не превышающей

Рис. 7-2. Угловой стык панелей. а — с гладкими трубами; 6—с плавникоными трубами.

50—75°С. При большей разнице температур трубы не свариваются; для обеспечения газоплотностн устанав­ливается наружная металлическая обшивка, а выходы

Камеры уплотняются лин­зовым компенсатором. На рис. 7-5 показаны конст­рукции узла прохода гладких труб ширмового пароперегревателя че­рез плавниковую экран-

Рис. 7-3. Соединение цельно­сварных экранов.

О — вертикального с паклопиым: б — вертикального с горизонталь­ным: 1 — нЛВБКИКоаыП цертикаль - пый экран; 2 — нлнвинконый гори­зонтальный или наклонный экран: 3 — привврнан уплотняющая де­таль.

Нуга поверхность. К трубам плавникового экрана (ва­риант а) привариваются гофрированные коробки по одной на каждый ряд труб. К коробке сверху привари­вается линзовый компенсатор, к которому через втулки
привариваются трубы ширмового пароперегревателя. Гофры на коробке делаются для компенсации различных температурных расширений участков цельносварной ко­робки, примыкающих с одной стороны к экрану, а с дру-

Гой контактирующих с наружным воздухом. Вариант б представляет более простую конструкцию узла уплотне­ния прохода труб через плавниковую экранную поверх­ность. В этом случае цельносварная коробка имеет по­перечные разрезы, в которые вставляются U-образные компенсаторы. Эти компенсаторы значительно проще в изготовлении по сравнению с линзовым н позволяют од­новременно отказаться от гофрировки коробки.

Уплотнение разводок труб в плавниковом экране по­казано на рис. 7-6. Освоение на котельных заводах гнбов плавниковых труб в плоскости плавника может значи­тельно упростить выполнение этого узла.

Требует разработки надежного уплотнения узел сты­ковки газоплотных панелей на участке разъема экрана н на входе плавниковых труб в сборные коллекторы. На котле TK3 ТГМП-324 разъемы топки (стык НРЧ—СРЧ, СРЧ—ВРЧ) были уплотнены приваркой к плавниковым трубам фигурных планок толщиной 6 мм из стали 12Х1МФ, установленных в плоскости плавников труб

(рис. 7-7,а). Вывод труб экранов к коллекторам выпол­нен на разных отметках через две трубы. Для защиты планок был установлен дополнительный экраи, покры­тый огнеупорной обмазкой, нз двух сваренных между со­бой плавниковых труб, включенных в общую схему кот­ла. Опыт эксплуатации таких уплотнений показал их

Ненадежность, а расчеты подтвердили нерациональность такого узла уплотнения.

На ЗнО были проведены стендовые исследования температурного режима работы аналогичного узла уплотнения прн смещении уплотняющей фигурной план­ки в иеобогреваемую часть экрана (рис. 7-7, б) и прн выводе труб в коллектор через одну и через две трубы. Для создания плотности устанавливались боковые плас­тины, которые приваривались к смещенной планке и плавникам расположенных рядом прямих труб, образуя цельносварную коробку, через которую осуществляется передача нагрузки от ипжних экранов на верхние. Не­достатком данной конструкции следует считать появле­ние изгибающего момента при передаче массовой на­

Грузки на экраны. При смещении уплотняющей плаики примерно на 40 мм ее температура значительно снижа­ется. Превышение максимальной температуры планки над температурой рабочей среды прн qx 105 ккал/(ч м®) составляло около 130°С. Повторное испытание пане­ли проводилось при той же тепловой нагрузке после укрытия уплотняющей планки карборундовой массой на связке из ортофосфорной кислоты. Для удержания мас­сы к трубам были приварены шипы из стали Х6СЮ диа-
метром 10 мм, высотой 15 мм. При укрытии планки ее температура не превышала температуру лобовой точки неутепленной плавниковой трубы. Набивная масса при небольшом количестве шипов охлаждается недостаточ­но, что может привести к ее разрушению при более вы­соких тепловых потоках, В области умеренных теп­ловых потоков [до 105 ккал/(ч-м2)] данная конструкция уплотнения экранов может приме­няться без утепления уплотняющей планки.

Представлят интерес разработанная в ЧССР конструкция узла разъе­ма (рис. 7-7, в), в кото­рой использованы кова­ные или литые колена [7-5]. Ковано-сверленые колена свариваются друг с другом по горизонтали

И с расположенными рядом в вертикальной плоскости плавниковыми прямыми трубами.

В газоплотиых котлах большое внимание следует уделять плотности гарнитуры, которая должна быть спе­циальной конструкции. Жаропрочное стекло / гляделок (рис. 7-8) охлаждается струей сжатого воздуха через патрубок 2, образуя воздушную завесу. Опыт эксплуа­тации. газоплотных котлов показал, что воздушная заве­са не обеспечивает защиту стекла гляделки от повреж­дения излучением из топочного объема. Поэтому необхо­димо устанавливать защитную заслонку 3, которая от­крывается в момент пользования гляделкой.