Файл: Грузберг, Я. Ю. Судовые парогенераторы учебник.pdf

позволяют повысить температуру стенки труб до значений, значи­ тельно уменьшающих вероятность появления точки росы.

При низкой температуре уходящих газов содержащиеся в них во­ дяные пары (Н 20) конденсируются, соединяются с серным ангидридом (S03), образуя пары серной кислоты (H2S04), что вызывает коррозию труб хвостовых поверхностей нагрева.

Наивысшая температура, при которой начинают конденсироваться содержащиеся в дымовых газах пары, называется точкой росы. На точку росы дымовых газов влияет наличие в их составе серы. Резуль­ таты экспериментальных исследований показывают, что в зависимо­ сти от содержания серы в топливе, общей компоновки и состояния эле­ ментов парогенератора точка росы может достигать 120—130°С. Эффективная защита хвостовых поверхностей нагрева от коррозион­ ного действия возможна лишь в том случае, если температура их тепло­ обменных поверхностей будет выше точки росы при всех режимах ра­ боты парогенератора. Это достигается применением на судах более сложных схем включения воздухоподогревателей и экономайзеров (например, трехходовой газовый воздухоподогреватель с предвари­ тельным подогревом воздуха в коробке парогенератора или в паровом воздухоподогревателе, экономайзер с предварительным подогревом воды в подогревателе высокого давления, а также другие комбиниро­ ванные схемы).

Существенного уменьшения степени заноса и низкотемпературной коррозии труб воздухоподогревателя добиваются применением новых конструкций топочных устройств, предназначенных для обеспечения полноты сгорания топлива при малых коэффициентах избытка воз­ духа (а — 1,03 — 1,05). С целью обеспечения долговечности труб и предохранения их от низкотемпературной коррозии ведутся работы по применению в судовых парогенераторах антикоррозийных фторо­ пластовых покрытий труб.

В регенеративных воздухоподогревателях вероятность появления точки росы отсутствует, так как в них используется нестационарный теплообмен; сначала стенки его поверхности нагреваются от дымовых газов, а затем охлаждаются воздухом. Установка регенеративного воздухоподогревателя на парогенераторе приведена на рис. 15.

Глава IV

ДЕТАЛИ СУДОВЫХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ

§ 12. Коллекторы

Коллекторы парогенератора предназначены для сбора и распреде­ ления по трубам и змеевикам поверхностей нагрева воды, пароводя­ ной смеси или пара. Коллекторы большого диаметра, имеющие в попе­ речном сечении круглую форму, служат для присоединения к ним во­

62

догрейных труб основной испарительной поверхности нагрева. К ним относятся верхний пароводяной и нижние водяные коллекторы кон­ вективной и экранной поверхностей нагрева. Коллекторы малого диа­ метра могут иметь круглое или прямоугольное сечение. На современ­ ных парогенераторах устанавливают коллекторы круглой формы.

Основные части коллектора (рис. 41): обертка 1, трубная доска 5 и днища 4, 6. Обертки и трубные доски коллекторов изготовляют пу­ тем вальцовки из проката и сварки, а их днища — методом горячей штамповки. Коллекторы малого диаметра выполняют цельнокован-

I

Рис. 41. Коллектор парогенератора и его конструктивные элементы

ными. Для экономии металла стенки трубной доски и обертки делают разной толщины. Трубная доска является той частью коллектора, к которой крепят трубы поверхностей нагрева.

Водогрейные трубы закрепляют в трубных досках развальцовкой. Наименьшая толщина стенки трубной доски, исходя из условий на­ дежной развальцовки, равна Ѵ8 размера наружного диаметра труб (dH) плюс 5 мм, т. е.

(5)

Испарительные трубы комплектуют в пучки. Расстояние (в милли­ метрах) между осями соседних труб в одном ряду, расположенном в плоскости, перпендикулярной к направлению потока газов, назы­ вается поперечным шагом tx. Продольным шагом t2 называют расстоя­ ние между рядами труб, по их центрам. Шаговые отношения t j d a и /2/й?н имеют большое значение для теплообмена, поэтому расчетные величины tx и 12 должны быть строго выдержаны при изготовлении и эксплуатации парогенератора.

63

Отверстия в трубной доске для установки труб сверлят диаметром, на 0,1 — 0,2 мм превышающим наружный диаметр трубы. В стенках отверстия делают одну-две кольцевые канавки для увеличения проч­ ности вальцовочного соединения. При развальцовке испарительные трубы должны быть вдвинуты внутрь коллектора на расстояние 6— 8 мм от внутренней стенки трубной доски и развальцованы в ней «на колокольчик». При очень толстой стенке коллектора трубы обычно развальцовывают только на 40 мм. Эту толщину называют шириной вальцовочного пояса.

Днища коллекторов бывают выпуклые и плоские. Плоские днища применяют только в коллекторах малых диаметров. Для доступа внутрь коллектора на днищах предусмотрены отверстия эллиптической формы, называемые лазами. Размеры лаза назначаются 300 X 400 или 280 X 380 мм. Лазы размещены посредине днища и закрываются лазовыми затворами 3.

Для присоединения арматуры к коллекторам сделаны отверстия 2, укрепляемые штуцерами или наварышами.

Внутренние устройства пароводяного коллектора предназначены для обеспечения правильной раздачи питательноай воды, поддер­ жания необходимого качества парогенераторной воды и насыщенного пара и в некоторых случаях для регулирования температуры пере­ гретого пара и охлаждения пара, идущего на вспомогательные меха­ низмы.

На рис. 42 показан пароводяной коллектор парогенератора типа КВГ. Основные его элементы: питательная труба 10 и водораспреде­ лительные щиты 9\ сепарирующие и пароотводящие устройства, вклю­ чающие дырчатые успокоительные щиты 7 (под уровнем воды), и се­ парирующий щит 5 (потолочный); вспомогательный пароохладитель 6; система верхнего продувания 3.

Внутренние части крепят продольными и поперечными опорными угольниками 2.

Питательная труба 10 расположена в водяном объеме коллектора над опускными трубами притопочного циркуляционного контура. Для отделения опускных труб от подъемных установлены продольные и поперечные разделительные щиты 9, образующие выгородку.

Дырчатый успокоительный щит 7, размещенный вдоль коллектора на 100 мм ниже среднего уровня воды, обеспечивает равномерное рас­ пределение выходящего пара по всему зеркалу испарения. Погружен­ ный дырчатый щит также противодействует набуханию уровня и яв­ ляется успокоителем воды при качке судна. Количество отверстий в щите принимают из расчета скорости пара в них 2—3 м/с, при ко­ торой обеспечивается достаточное сопротивление для эффективной сепарации пара.

Дырчатый сепарирующий щит 5 находится в верхней части паро­ вого объема коллектора и обеспечивает равномерный отбор пара. К пароотборной трубе пар поступает через отверстия сепарирующего щита и прорези в стакане 4.

Вспомогательный пароохладитель 6 установлен в водяном1про­ странстве коллектора и предназначен для охлаждения пара, идущего

64

на вспомогательные механизмы до температуры 270—330° С. Для дре­ нажа пароохладителя предусмотрена продувочная труба 8.

Система верхнего продувания, служащая для отвода из-под зеркала испарения парогенераторной воды с наибольшей концентрацией со­ лей, состоит из трубы продувания 3 и двух воронок 1, соединенных

к паросборной трубе. Такие сепараторы обеспечивают солесодержа-

Каркас предназначен для крепления обшивки, кирпичной кладки, пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и других элементов парогенератора. Каркас должен быть достаточно жестким и прочным и в то же время не должен препятствовать тепловому уд­ линению элементов парогенератора.

На рис. 44 приведена конструкция каркаса вертикального двух­ коллекторного парогенератора с двухслойной обшивкой. Набор кар­ каса, сваренный из стальных профилей, полос и листов, образующих решетку для крепления обшивки, определяет форму обшивки и слу­ жит основанием для крепления щитов. В верхней и нижней частях каркас крепится к коллекторам угольниками с помощью болтов, про­ ходящих через овальные отверстия, чем обеспечивается свободное расширение коллекторов.

Обшивка парогенератора предназначена для образования газохо­ дов и создания герметичности, предотвращающей утечку газов или

66

Рис. 45. Съемные щиты обшивки парогенератора и их крепление

67

воздуха. Обшивка крепится к каркасу и может быть выполнена в виде съемных или несъемных щитов. Съемные щиты устанавливают в местах частого освидетельствования поверхностей нагрева парогенератора и в местах необходимого доступа в топку и воздуховоды.

На рис. 45, а показана конструкция съемных щитов каркаса па­ рогенератора. К основному стальному листу 1 толщиной 3—4 мм с внутренней стороны газохода прикреплена на винтах 3 изоляция из асбестового картона 2 толщиной 10 мм. С наружной стороны лист 1 щита изолирован воздушной прослойкой толщиной 25 мм, образован­ ной алюминиевым листом 4, который крепится болтами 6 с распорными втулками 5. В зонах с высокой температурой газов съемные щиты внутренней обшивки изолируют огнеупорным кирпичом. Съемные щиты наружной обшивки изоляции не имеют. Обшивку крепят шпильками и гайками или специальными устройствами, позволяющими быстро снять щит. Съемный щит прикреплен к каркасу 8 шпильками 7. Крепление щита шпильками и гайками обеспечивает достаточную герметичность, но требует много времени на съемку щитов и установку их на место. С этой точки зрения более удобны клиновые или другие задрайки.

На рис. 45, б показано крепление съемного щита к каркасу шты­ рями 7 и чеками 8 (остальные обозначения такие же, как на рис. 45, а), а на рис. 45, в — крепление съемного щита к каркасу задрайками. Основной лист 1 щита имеет по контуру канавку, в которую уклады­ вается асбестовый шнур 2. Задрайки 3 при помощи гаек 4 хорошо обжимают щит, асбестовый шнур заполняет пространство в канавке и уплотняет щит по контуру. Применение задраек обеспечивает до­ статочное уплотнение и быстрое снятие щита.

§ 14. Обмуровка и изоляция

Обмуровка и изоляция предназначены для защиты металлических частей обшивки парогенератора от воздействия на них топочных га­ зов и уменьшения потерь тепла во внешнюю среду. Тем самым обеспе­ чиваются увеличение экономичности парогенератора и нормальные условия работы для обслуживающего персонала. В соответствии с пра­ вилами Регистра СССР температура наружной поверхности изоляции не должна превышать для парогенераторов 50° С, а для трубопрово­

дов 60° С.

Внутренняя часть обмуровки топки, соприкасающаяся с факелом, называется футеровкой. При футеровке топки применяют кирпич вы­ сокой огнеупорности, выдерживающий температуру 1700— 1800° С. Огнеупорные кирпичи имеют большую плотность (до 2000 кг/м3) и относительно большую теплопроводность. Чтобы уменьшить тепло­ потери, толщину кирпича принимают равной 100 мм. С целью сниже­ ния массы футеровки кирпич иногда изготовляют пустотелым. В сов­ ременных судовых парогенераторах топка имеет широко развитую экранную поверхность, а ее наружные стены омываются воздухом, поступающим от вентилятора. Это позволяет не только довести до ми­ нимума толщину обмуровки, но и вообще отказаться от нее, заменив ее легкими изоляционными материалами.

68