Файл: Воронков, С. Т. Тепловая изоляция энергетических установок учеб. пособие.pdf

несенной изоляции может быть укреплена сетка с раз­ мером ячейки 15X15 или 20x20 мм, на которую наносят штукатурный слой толщиной 10—12 мм.

§ 41. Изоляция внешних поверхностей па­ рогенератора и его вспомогательного обо­ рудования

Тепловая изоляция внешних поверхностей парогене­ ратора и его вспомогательного оборудования включает большое количество изолируемых объектов. Теплоноси­ телями изолируемых объектов парогенераторного цеха являются пар, вода, газ, воздух, пылеугольное и жидкое топливо с температурами 60—600°С. Изолируемые объ­ екты могут быть расположены как внутри помещений, так и на открытом воздухе. Конфигурация и размеры объектов разнообразны.

Кроме перечисленных в предыдущих главах требова­ ний к тепловой изоляции, следует особо подчеркнуть, что в связи с выполнением значительного объема тепло­ изоляционных работ на укрупнительно-сборочной пло­ щадке изоляционные конструкции должны выдерживать условия транспортировки изолированного оборудования

имеханические воздействия при его монтаже.

Квнешним поверхностям парогенератора относятся: ограждающие поверхности топочной камеры и газо­

ходов; перепускные трубы топочных экранов;

перепускные трубы пароперегревателя высокого дав­ ления;

соединительные коллекторы пароперегревателя вы­ сокого давления; коллекторы (экранов, радиационного и промежуточного пароперегревателей, водяного эконо­ майзера и др.);

барабаны парогенератора; коробка воздухоподогревателя и перепускные короба

горячего воздуха; трубопроводы в пределах парогенератора (паропро­

воды острого пара, промперегрева, РОУ и БРОУ, пита­ тельные трубопроводы; пылепроводы в пределах паро­ генератора; мазутопроводы в пределах парогенератора).

Каждый вид трубопровода или оборудования в силу различных параметров и вида теплоносителя, формы, рас­

185

положения и назначения требует особого решения кон­ струкции тепловой изоляции. Особое внимание должно быть обращено на выполнение тепловой изоляции объек­ тов с высокими и сверхвысокими параметрами пара и с вибрирующими поверхностями.

Рассмотрим особенности выполнения тепловой изоля­ ции некоторых узлов парогенератора.

Перепускные трубы топочных экранов расположены пучком на небольшом расстоянии от обмуровки пароге­ нератора, поэтому тепловая изоляция их должна быть выполнена так, чтобы был доступ к самому парогенера­ тору. Кроме того, тепловая изоляция на перепускных трубах должна быть эластичной, т. е. не должна препят­ ствовать тепловым перемещениям трубопроводов и кол­ лекторов, так как это может привести к разрыву труб. Самой рациональной конструкцией тепловой изоляции для этих объектов является изоляция из гибких материа­ лов с прочным защитным покрытием.

Перепускные трубы пароперегревателя высокого дав­ ления имеют высокие параметры пара и расположены в стесненных условиях, поэтому требуют применения высо­ коэффективной тепловой изоляции, устроенной пакетным способом на специальных креплениях.

Соединительные коллекторы пароперегревателя вы­ сокого давления требуют такой изоляции, которая не за­ щемляла и не препятствовала бы их свободному тепло­ вому расширению, а в местах расположения лючков должна быть съемной для проведения ревизии в период ремонтов.

Коллекторы (экранов, радиационного, ленточного и промежуточного пароперегревателей, водяного эконо­ майзера и др.), места сварных стыков, установки сопел для подвода воды и лючков должны иметь съемную изо­ ляцию. Изоляцию коллекторов выполняют напылением теплоизоляционных масс.

Короба воздухоподогревателя и перепускные коро­ ба горячего воздуха требуют виброустойчивой изоляции с прочным защитным покрытием. На горизонтальных участках изоляцию нужно выполнять с уклоном по сто­ ронам для быстрого стока воды в случае ее попадания.

Паропроводы и арматуру для сверхвысоких парамет­ ров пара изолируют без применения мокрых процессов. Установка крепежных элементов приваркой на таких па­ ропроводах запрещается.

186

К исполнению тепловой изоляции питательных трубо­ проводов особых требований не предъявляют, но флан­ цевые соединения обязательно должны быть закрыты съемной изоляцией с металлическим кожухом, особенно в местах хождения людей, так как возможно пробива­ ние прокладок.

Тепловая изоляция пылепроводов должна обладать повышенной механической прочностью, часто ее выпол­ няют с применением бетонирования, так как металл пы­ лепроводов сильно подвержен быстрому механическому износу из-за абразивного действия транспортируемой по пылепроводам топливной пыли.

Тепловая изоляция мазутопроводов должна быть тщательно обшита металлическим покрытием в противо­ пожарных целях.

Тепловую изоляцию остальных трубопроводов в пре­ делах парогенератора выполняют с учетом следующих требований: она не должна препятствовать компенсации трубопроводов, должна обеспечивать свободный доступ к трубопроводам и оборудованию, а в местах прохода людей изоляция должна быть защищена металлически­ ми защитными кожухами.

Вспомогательное оборудование парогенераторного це­ ха (углеразмольные мельницы, дымососы, вентиляторы, электрофильтры, сепараторы, циклоны, газопроводы, ко­ роба горячего воздуха и пр.) имеет цилиндрические и плоские поверхности и ребра жесткости. Часть оборудо­ вания (мельницы, дымососы, вентиляторы, газопроводы) во время эксплуатации вибрируют. Поэтому тепловая изоляция их должна быть виброустойчивой и съемной, обеспечивающей нормальный режим работы вращаю­ щихся механизмов, а при ремонтах — их быстрый де­ монтаж.

В дымососах изоляции подлежат только торцевые стенки с целью защиты подшипников от возможного на­ гревания. Изоляция мельниц должна выдерживать удар­ ные нагрузки. Тракты уходящих газов, короба газоходов и электрофильтры изолируют несъемными конструкция­ ми тепловой изоляции. Наличие в отходящих газах золы, в особенности при отсутствии золоуловителей, приводит к быстрому износу корпусов дымососов и необходимости их замены при ремонтах. Поэтому их изоляция должна быть съемной, многократной оборачиваемости. Изоля­ цию электрофильтров выполняют в основном на цдоских

187

вертикальных стенах, на которых необходимо предусмот­ реть соответствующие разгрузочные опоры. Лазы элек­ трофильтров требуют съемной изоляции. Короба подво­ да топочных газов к мельницам изнутри должны быть футерованы огнеупорной изоляцией, а снаружи — защи­ щены металлическим кожухом, особенно в местах про­ кладки электрических и измерительных кабелей.

§ 42. Изоляция паровых турбин

Турбинные установки с агрегатами большой единич­ ной мощности являются основной частью современных тепловых электростанций. В настоящее время находятся в эксплуатации и вновь сооружаются крупные тепловые электростанции с паровыми турбинами мощностью 200, 300, 500 и 800 Мет. Проектируется уникальный турбо­ агрегат мощностью 1200 Мет. Ввод новых установок больших мощностей, а также непрерывный процесс мо­ дернизации действующих турбинных установок предо­ пределяют большой объем теплоизоляционных работ.

Тепловая изоляция паровых турбин работает в весь­ ма сложных условиях. Резкие температурные изменения, колебания (вибрация) оборудования и сотрясения при­ водят к нарушению структуры тепловой изоляции, изме­ нению ее качественных показателей и, в конечном сче­ те, к ухудшению условий работы турбины. Практика по­ казывает, что при несовершенной изоляции в период ос­ тановки турбины происходит неравномерное остывание корпуса, которое опасно тем, что может вызвать темпе­ ратурную деформацию и нарушение зазоров в проточной части турбины. Поэтому при повторном пуске турбины ее вращающиеся части начинают задевать о неподвиж­ ные детали, что приводит к повреждению агрегата.

При остановке турбины особо неблагоприятное поло­ жение создается в результате более интенсивного осты­ вания нижних частей корпуса турбины по сравнению с верхними, в результате чего возникает разность темпе­ ратур «верх—низ», что также может привести к теплово­ му перекосу частей турбины, уменьшению в ней радиаль­ ных зазоров и появлению при последующем пуске заде­ ваний. Таким образом, наиболее опасное положение соз­ дается не в период работы агрегата, когда при подаче пара в турбину быстро происходит выравнивание темпе-

188

ратур в целом по корпусу, а во время остановки и осты­ вания, когда возникают разности температур «верх—■ низ» в различных поперечных сечениях корпуса, а также и в продольных его частях.

Причинами возникновения температурных разностей являются:

недостаточная или низкокачественная изоляция низа цилиндров, отставание и проседание изоляции низа как результат неправильного проектирования и некачествен­ ного монтажа изоляции;

усиленный отвод тепла от низа корпуса турбины че­ рез трубопроводы отборов пара, дренажные перепускные трубопроводы, особенно у турбин ПТ-50-130 и К-200-130, имеющих снизу разветвленную сеть трубопроводов, при некачественной изоляции этих трубопроводов;

наличие восходящих конвективных потоков воздуха, идущих из конденсационного помещения турбинного це­ ха, и отсутствие специальных перекрытий (ширм).

Износ и повреждение тепловой изоляции турбоагрега­ тов происходят вследствие небрежного обращения с ней при монтаже и ремонте оборудования и выражаются в разрушении отдельных участков изоляции, а также смя­ тии и раздавливании изоляции при нагрузке на нее пос­ торонних предметов и при хождении по изоляции. Меха­ нические повреждения изоляционным конструкциям на­ носятся также при отсутствии съемной изоляции на час­ тях оборудования, которые разбираются для осмотра и ремонта.

Размывание изоляции паром и водой также приводит к местным разрушениям. Увлажнение изоляции вызыва­ ет ее набухание, снижение теплоизоляционных свойств, отставание от изолируемой поверхности и разрушение. При увлажнении изоляции происходит интенсивное ржавление и разрушение крепежных элементов конст­ рукций.

Пропитывание маслом снижает теплоизоляционные свойства изоляции и делает ее огнеопасной.

Вибрация оборудования также значительно ускоряет износ изоляции. При вибрации слой изоляции отстает от изолируемой поверхности, ускоряете? растяжение и обрыв каркаса, усиливается растрескивание и уплотне­ ние изоляционного слоя и образуются провисания.

Отсутствие температурных швов значительно снижа­ ет долговечность изоляционных конструкций. Различные

189

коэффициенты теплового расширения металла и тепло­ изоляционных материалов, а также неодновременный прогрев металла и изоляционного слоя вызывают возник­ новение в изоляционном и покровном слоях внутренних напряжений и деформаций, которые приводят к обрыву каркаса, растрескиванию конструкции, разрыву покров­ ного слоя и оклейки.

Небрежное выполнение монтажных работ, несоблю­ дение технических условий и применение некачественных материалов значительно ускоряют разрушение тепловой изоляции. Наиболее частыми последствиями недоброка­ чественного монтажа являются провисание изоляции на нижних участках цилиндров и сползание на вертикаль­ ных участках. Эти дефекты изоляционных конструкций объясняются недостаточной прочностью крепления и от­ сутствием или редким расположением разгрузочных опор, а также вытягиванием и обрывом каркаса.

Кроме того, изоляционные материалы в конструкци­ ях с течением времени подвергаются старению, в резуль­ тате чего изменяются их качественные показатели, объ­ емная масса, гигроскопичность, механическая прочность и теплопроводность. Пористость, определяющая объем­ ную массу изоляционных материалов, уменьшается, а теплопроводность увеличивается из-за постепенного за­ сорения пор пылью и частицами разрушенного материа­ ла, а также из-за объемной усадки, происходящей вслед­ ствие изменения структуры материала под влиянием длительного теплового воздействия. Перерождение мате­ риала изоляционных конструкций приводит к увеличе­ нию температуры на поверхности изоляции, а также теп­ ловых потерь и температурных разностей верха и низа цилиндров.

Срок службы изоляционных конструкций в значитель­ ной мере зависит от своевременного проведения их капи­ тального ремонта и поддерживания их в исправном сос­ тоянии. Наблюдение за состоянием тепловой изоляции должно быть постоянным.

В настоящее время тепловую изоляцию турбин выпол­ няют штучными пористо-зернистыми изделиями, матра­ цами из базальтового волокна и напылением асбоперлитовой смеси. Общим в технике монтажа изоляции на тур­ бинах, независимо от принятых проектных решений, яв­ ляется:

190

устройство специального каркаса для крепления изо­ ляции;

закрытие фланцевого разъема, стопорных и регулиру­ ющих клапанов, паровых коробок и других участков, под­ вергающихся частой ревизии, съемными матрацами;

устройство защитного покрытия по специально уста­ навливаемой металлической сетке.

К изоляции корпуса турбины разрешается приступить лишь после установки всех точек отбора импульсов, ис­ пытания на плотность вакуумной системы турбины, за­ крытия турбины и горячей обтяжки фланцевого соеди­ нения. Стопорные и регулирующие клапаны турбины, пе­ репускные паропроводы и паропроводы отбора пара изо­ лируют после окончания их монтажа и гидравлического испытания паропроводов.

До начала работ по изоляции должны быть установ­ лены все предусмотренные термопары для замера темпе­ ратур поверхности металла, корпуса турбоагрегата, ко­ торые должны быть на 100—200 мм больше толщины изоляционного слоя. Установленные термопары для за­ мера температуры парового пространства должны быть затянуты и опрессованы. Тепловую изоляцию корпуса турбины устанавливают в период между закрытием под­ шипников и началом пуска агрегата и заканчивают к началу опробования турбины.

Изоляция штучными известково-кремнеземистыми из­ делиями или перлитовыми изделиями на цементной связ­ ке. Большое распространение получила тепловая изоля­ ция паровых турбин, выполненная из высокоэффектив­ ных штучных изделий. Особенностью этой конструкции изоляции является выполнение сплошного теплоизоляци­ онного слоя на поверхностях, не подлежащих периодиче­ скому вскрытию (верх и низ цилиндров), а на фланце­ вом разъеме, паровых коробах и клапанах съемными теплоизоляционными матрацами из асбестовой или асбе­ стостеклянной ткани, заполненными перлитовым песком или вермикулитовой крошкой.

Несъемная конструкция из пористо-зернистых изде­ лий выполняется плотной их пригонкой, промазкой швов быстротвердеющей теплоизоляционной мастикой на жид­ ком стекле и представляет собой прочный сплошной блок, выдерживающий вибрационные нагрузки и не препятст­ вующий температурному расширению при нагреве и ос­ тывании турбины. Для выравнивания температурных пе­

191

репадов «верх—низ» цилиндров толщину изоляции низа корпуса турбины выполняют на 100 мм больше, чем верха.

Крепят тепловую изоляцию при помощи специального каркаса, который представляет собой ряд бандажей из полосовой стали, установленных с определенным шагом и прикрепленных к изолируемой поверхности болтами. К бандажам радиально приваривают шпильки, которые имеют на конце резьбу для подтягивания последних сло­ ев изоляции гайками. Под гайки устанавливают алюми­ ниевые прокладки в виде шайб. Крепление каждого слоя изделий к крепежным деталям выполняют вязальной проволокой; швы между изделиями уплотняют мастикой; каждый верхний слой должен перекрывать швы ниже­ лежащего слоя.

Изоляция фланцевого разъема сконструирована так, чтобы при поднятии крышки цилиндра она не разруша­ лась, для чего по длине разъема устанавливают две до­ полнительные разгрузочные полки облегченной конструк­ ции. Сборно-разборную конструкцию из двух-трех слоев теплоизоляционных матрацев, установленную по фронту шпилек фланцевого разъема, закрепляют крестообразно по монтажным крючкам между собой и прикрепляют к корпусу турбины латунной проволокой диаметром 0,8 мм. Образующееся между матрацами пространство уплотня­ ют на стыках мятой алюминиевой фольгой или асбопухшнуром. Наружные матрацы заполняют минеральной ватой.

После пуска турбины поверхность сплошной тепло­ вой изоляции оклеивают тканью и окрашивают масля­ ной краской. Тепловая изоляция такой конструкции обе­ спечивает надежную работу и обслуживание турбины, не препятствует температурным расширениям при нагре­ ве и остывании, выдерживает вибрационные нагрузки, не вызывает коррозии металлических поверхностей кор­ пусов.

Для примера рассмотрим технологию монтажа тепло­ вой изоляции турбины К-300-240 Харьковского турбоге­ нераторного завода. Описание монтажа этой турбины в равной мере относится и к турбине Ленинградского ме­ таллического завода с той лишь разницей, что на ниж­ них полуцилиндрах высокого и среднего давления турбо­ агрегата ЛМЗ по конструкции машины отсутствуют мес­ та расположения гаечных соединений шпилек цилиндров.

192