Конструкция и обмуровка водогрейных котлов КВГМ-100

Водогрейные стационарные котлы КВГМ-100 (116,3/150) теплопроизводительностью 116,3 МВт предназначены для получения горячей воды с номинальной температурой 150°С, используемой в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения промышленного и бытового назначения, а также для технологических целей.

Котлы КВГМ-100 теплопроизводительностью 116,3 МВт имеют П-образную компоновку, топочную камеру (L=6208мм) и конвективную шахту (L=3200мм).

Топочная камера экранирована трубами диаметром 60×3 мм с шагом 64 мм, которые соответственно образуют:

- передний (фронтовой) экран (90 труб, D60х3) – вертикальные трубы, приваренные к верхнему, нижнему, а также двум (верхнему и нижнему) промежуточным коллекторам; промежуточные коллекторы по краям соединены между собой перепускными трубами, а между коллекторами установлены горелки;

- левый боковой экран (97 труб, D60х3) – вертикально-изогнутые трубы, приваренные к верхнему и нижнему коллекторам, которые экранируют левую боковую стенку и потолок топки до середины, причем верхний коллектор длиннее нижнего на 1/3 и эта удлиненная часть коллектора находится в конвективной шахте, являясь одновременно верхним коллектором бокового экрана конвективной поверхности нагрева;

- правый боковой экран (97 труб, D60х3)– выполнен аналогично левому;

- промежуточный экран (88 труб, D60х3) – вертикальные (укороченные) трубы, приваренные к верхнему и нижнему коллекторам, которые выполнены в виде газоплотного экрана, разделяющего топку от конвективной шахты; причем промежуточный экран не доходит до потолка топки, оставляя окно для прохода топочных газов из топки в конвективную шахту.

В соответствующих местах верхнего и нижнего коллекторов боковых топочных экранов установлены заглушки для обеспечения многоходового движения воды по экранным трубам – вниз и вверх.

Конвективный блок (конвективная шахта) котла КВГМ-100 имеет:

- правую боковую стенку шахты – вертикальные стояки-трубы диметром 83 х 3,5 мм, установленные с шагом 128 мм, приваренные к верхним и промежуточным коллекторам, а в эти стояки вварены три пакета горизонтально расположенных U-образных ширм, выполненных из труб диаметром 28 х 3 мм; кроме того, все стояки сдвинуты относительно друг друга поперек продольной оси экрана на 64 мм, что обеспечивает размещение U-образных пакетов ширм в виде гребенок – в шахматном порядке с шагом s1 = 64 и s2 = 40 мм;

- правый потолочный экран конвективной шахты – изогнутые трубы, которые экранируют правую стенку и потолок до середины конвективной шахты, и приварены соответственно к промежуточному и верхнему коллекторам конвективной шахты;

- левую боковую стенку и левый потолочный экран конвективной шахты – выполнены аналогично правой стенки;

- заднюю стенку (90 труб, D60х3)– вертикальные трубы диаметром 60 х 3 мм, установленные с шагом 64 мм, которые приварены к верхнему и нижнему коллекторам задней стенки шахты.

Все экранные трубы топки и стояки конвективной шахты приварены непосредственно к коллекторам-камерам диаметром 273 х 11 мм. Все верхние коллекторы топки и конвективной шахты имеют воздушники для выпуска воздуха, а нижние – спускные вентили.

Агрегаты не имеют каркаса. Обмуровка котла КВГМ-100 (116,3/150) облегченная, натрубная, толщиной 110 мм, состоит из трех слоев: шамотобетона, совелитовых плит, минераловатных матрацев и магнезиальной обмазки.

Взрывные предохранительные клапаны установлены на потолке топочной камеры. Нижние коллекторы фронтового, промежуточного и заднего экранов, а также боковых стен конвективной шахты опираются на портал.

Опора, расположенная в середине нижнего коллектора промежуточного экрана, является неподвижной, а остальные опоры – скользящие. На фронтовой стенке котлов установлены три газомазутные горелки с ротационными форсунками.

Газовоздушный тракт котла КВГМ-100 - Топливо и воздух подаются в горелки, а в топке образуется факел горения.

Теплота от топочных газов в топке, за счет радиационного и конвективного теплообмена, передается всем экранным трубам (радиационным поверхностям нагрева), и от труб теплота передается воде, циркулирующей по экранам.

Из топки, огибая сверху промежуточный газоплотный экран, топочные газы входят в конвективную шахту, где теплота передается воде, циркулирующей по пакетам секций (ширм), и, пройдя шахту сверху вниз, топочные газы дымососом удаляются в дымовую трубу, а затем в атмосферу.

Для удаления загрязнений, летучей сажи и отложений с наружной поверхности труб конвективной шахты агрегата оборудуются очистительной установкой, использующей чугунную дробь, которая подается в конвективную шахту сверху – дробеочистка.

Принудительная циркуляция воды в котле КВГМ-100 (116,3/150) возможна в основном (70…150 °С) и пиковом (100…150 °С) режимах работы.

Боковые стены конвективного газохода закрыты трубами D83х3,5 мм с шагом S=128 мм и являются одновременно стояками конвективных полусекций. С целью повышения газоплотности котлоагрегата экранные трубы с внешней стороны обшиты стальным листом толщиной 2 мм.

Котлы КВГМ-100 в зависимости от теплопроизводительности и модификации оборудованы: тремя газомазутными горелками РГМГ-30 или тремя газомазутными горелками с паромеханическими форсунками типа ПГМГ-40.

Агрегаты могут быть оборудованы зарубежными и отечественными газовыми горелками соответствующей производительности. Обслуживание горелочного устройства, его описание и технические характеристики даны в документации, прилагаемой к горелочным устройствам.

На котлах КВГМ-100 (116,3/150) горелки устанавливаются на воздушном коробе котла, который крепится на фронтовом экране к горизонтальным коллекторам. Каждая горелка типа РГМГ имеет вентилятор первичного воздуха.

Для горелки РГМГ-30 устанавливается вентилятор 30ЦС85. На фронтовой стене устанавливаются три горелки с шиберами и индивидуальным подводом воздуха. Короба воздуховодов крепятся на рамы горелок, которые в свою очередь привариваются косынками к поясам жесткости трубной системы.

Рекомендуемый вентилятор центробежный дутьевой правого вращения ВДН-20 с производительностью Q=162500 м//ч. и электродвигателем ДА 304-400У-6МУ1 n = 1000 об/мин — один на все горелки. Рекомендуемый дымосос ДН-22х0,62ГМ с двигателем ДА304 450УК-8МУ1 n = 750 об/мин.

Фронтовой, промежуточный, задний экраны, а также боковые стены конвективного газохода опираются на портал. Нижние камеры указанных экранов имеют опоры. Опора, расположенная посредине нижней камеры промежуточного экрана, является неподвижной.

Котлы КВГМ-100 имеют облегченную обмуровку и теплоизоляцию. Обмуровочные и изоляционные материалы в поставку завода не входят. Котлы комплектуются устройством отбора проб пара и воды.

Обмуровка котла КВГМ-100

Обмуровка элементов котла КВГМ-100 производится до установки их в рабочее положение. На котлах, оборудованных горелками РГМГ- 10,20,30, а также горелками ПГМГ-30, 40 экраны, на которых располагаются амбразуры, должны быть обмурованы до установки на них коробов воздушных. При этом следует обратить особое внимание на формирование профиля амбразуры.

В отверстия планок, приваренных к экранным трубам, вставляются и привариваются штыри.

На штыри экранов накалывается крафт-бумага, покрытая жидким стеклом. Затем натягивается стальная сетка № 20-2,0. Допускается проводить обмуровку без использования крафт-бумаги.

В местах установки лазов, гляделок и пр. к трубам приваривается арматура из проволоки диаметром 5 мм, с размером ячеек не более 100х100 мм.

Между стояками конвективной шахты проволокой крепятся полосы из фанеры или другого материала с тем, чтобы зазоры были полностью закрыты. В местах закрытых плавниками, полосы не устанавливаются.

Подвижные крепления змеевиков конвективного блока плотно изолируются асбестовым шнуром или другим теплоизоляционным материалом.

По поверхности стояков конвективного блока натягивается сетка №45 - 3,0. Допускается использование сетки №20-2,0.

Перед укладкой бетонной смеси должна быть проверена правильность установки и надежность закрепления сеток и арматуры.

По поверхности нагрева из труб D60 шамотобетон укладывается толщиной 20мм. На поверхности стояков Ø83 конвективной шахты бетон укладывается толщиной 30 мм.

При выполнении обмуровки котлов КВГМ-100 отдельных блоков до их монтажа по краям блоков (по их длине) бетон не укладывается. Ширина не забетонированных краев сетки должна составлять около 50 мм.

Приготовление жароупорного шамотобетона рекомендуется производить в бетономешалке принудительного действия, в барабан которой загружают все сухие материалы, тщательно их перемешивают в течение 1 минуты.

Дозировка цемента производится с точностью ± 1% по массе, а заполнителей с точностью ± 2%. После этого заливают затворитель (воду) и перемешивают бетонную смесь до полной однородности, но не менее 5 мин.

При температуре окружающего воздуха +25С и выше вода для затворения должна быть холодной. Время с момента изготовления бетонной смеси до момента её укладки не должно превышать 45 мин. Приготовление и укладку жароупорного бетона на глиноземистом цементе следует производить при температуре не ниже 7°С.

Укладка бетонной смеси, в том числе и в районе амбразур горелок котла КВГМ-100, должна проводиться равномерным слоем. Бетонирование должно вестись непрерывно (перерыв между окончанием уплотнения одной и подачей следующей порции бетона не должен превышать 1 часа).

Уплотнение шамотного бетона производится при помощи поверхностных и внутренних вибраторов или па виброплощадках. В местах недоступных для уплотнения вибраторами допускается уплотнение жароупорного бетона ручным трамбованием.

Сушка бетона требует определенного температурного режима. Благоприятной по условию твердения является температура воздуха от +15 до +25ºС, а минимальная температура воздуха, при которой допускается твердение бетона, не должно быть ниже 7ºС. Если температура воздуха превышает +15ºС, то поверхность уложенной бетонной смеси должна быть покрыта увлажненными рогожей, мешковиной, слоем опилок или песка.

Поверх шамотобетона устанавливается маты минераловатные прошивные по ГОСТ 211880-94 допускается замена матов на другие теплоизоляционные материалы с соответствующими теплотехническими свойствами. Перед установкой матов необходимо проверить качество слоя шамотобетона и устранить все дефекты (трещины, выкрашивание кусков и др.).

Установка теплоизоляционного материала производится после достижения бетоном 70% его окончательной прочности.

Наружная поверхность полос теплоизоляционного материала тщательно выравнивается, и оно сшиваются проволокой. Пустоты между полосами плотно забивают минеральной ватой или ватой из другого теплоизоляционного материала.

В местах установки гарнитуры теплоизоляции разрезается по месту. Края сетки подгибаются и сшиваются. Крепление теплоизоляции осуществляется при помощи проволоки D5 мм, привариваемой к стальным деталям гарнитуры.

Поверхности коллекторов, обращенные в топку, торкретируются шамотобетоном, если этого требует чертеж.

Арматура из проволоки D5мм. в виде скоб длиной 150-200 мм. приваривается к коллекторам таким образом, чтобы образовывались ячейки размером 100х100 мм.