Топка котла призначена для спалювання органіч - 1 ського палива, часткового охолодження продуктів згоряння і ви-ділення золи. Теплота згоряння палива передається огороджувальних - f щим зсередини топку екранів, в яких рухається робоче тіло. 1 Завдяки екрануванню топки знижуються втрати теплоти j в навколишнє середовище і забезпечується достатня жорсткість # 9632; стін топки при сприйнятті розподіленого навантаження від перепаду,<давлений при работе котла под наддувом или разрежением.
Екрани можуть бути гладкотрубний (рис. 42, а), з Простану - ками рис. 42, б) і плавниковими (рис. 42, в). Екрани з плав-ників труб і труб з проставкамі є газонепроникними, їх називають газощільних. В котлах з ЖШУ в зоні активного горіння для підвищення рівня температур екрани з боку топки виготовляють з ошипованних труб і покривають вогне-наполегливої обмазкой 5 (рис. 42, г). Із зовнішнього боку екрани мають металеву обшивку I, яка оберігає обмурівку 2 від зовнішніх впливів, в котлах з гладкотрубний екранами цим забезпечується, крім того, ще герметичність конструкції.
Основними вимогами до конструкції екранів є наступні. Вони повинні бути газощільних, технологічними у виготовленні, по можливості менше металомістких, транспор-табельними і поставлятися на монтажний майданчик у вигляді за-кінчених заводських блоків, готових до зборки. Конструкція екранів повинна забезпечувати свободу теплового розширення труб при нагріванні і охолодженні щоб уникнути появи в металі внутрішніх залишкових напружень, надійне відведення теплоти від стінки для запобігання перегріву металу, стійкий режим течії середовища без пульсацій і значних нердвномер - ностей по витраті в окремих трубах, малу чутливість до теплових нерівномірності ^ обігріву газами по периметру, і висоті топки.
Екрани барабанних котлів з природною циркуляцією, в яких корисний рушійний натиск невеликий, для зменшення опору виготовляють з труб більшого діаметру (60x4, 60x5, 50x5 мм) з мінімальним числом згинів (рис. 43). Гіби розташовані у верхніх 2 і нижніх 4 збірних колекторів, 86
Мал. 42. Конструкції ек-Ранов:
А - гладкотрубние; б - з про - ставкою; в - плавникові; г - • гладкі ошиповані; 1 - про-шівка; 2 - обмуровка; 3 - тру-ба; 4 - шипи; 5 - вогнетривка обмазка
У місці розташування пальників, в верхній частині топки при наявності верхнього перетискання. Слід зазначити, що пережив в топці виконують для більш повного заповнення продуктами згоряння топкового обсягу, кращого обтікання ними поверхонь нагріву, розташованих на виході з топки.
Для зменшення впливу нерівномірності обігріву по пери-метру топки на надійність циркуляції, екрани секціонуючою шляхом ділення їх на частини - панелі 3, кожна з яких обра-зует свій циркуляційний контур.
Нижні збірні колектора 4 панелей мають дренаж для повного видалення води з контуру при зупинці котла на ремонт. За умовами виготовлення і транспортування панелі повинні бути шириною bn <3,6 м, а длиной не более 28 м. При большей длине экрана его выполняют с монтажным стыком, расположенным вне зоны максимального тепловыделения в топке или вне зоны активного горения (что еще лучше). Материал труб — сталь 20. Однако для высокофорсированных топок в зоне высоких тепловых потоков применяют трубы и из стали 15ХМ или 12Х1МФ.
Крок між трубами (див. Рис. 42) в гладкотрубний екранах S = d + 4 мм, в плавникових S / d - 1,33, в екранах з Простану - ками 5 = d + б (6 = 14; 16; 20 мм ).
В даний час екрани всіх котлів паропродуктивністю-стю D ^ 320 т / ч виконують газощільних.
Розглянемо особливості окремих вузлів екранів. Рассредо-точений купівлю (продаж) екранних труб в колектора (з кол
Мал. 43. Екрани котла з природною циркуляцією (топка з ЖШУ): / - барабан; 2 і 4 - верхні і нижні збірні колектора; 3 - панель екран 5 - опускна труба; 6 - паровідвідна труба
Лекторів) виконують для зменшення ослаблення стінки отвер стіямі.
Схеми вузлів верхнього виступу топки показані на рис. 44 Для топок, що спалюють газ, може бути застосована схема рис. 44, а, б. Викорис тання схеми, показаної на рис. 44, а, для пилоподібних Топл може привести до налипання золи на ділянках з збільшені відстанню 5Х між вигнутими трубами виступу.
Мал. 46. Підвіска екрану:
I - балка каркаса; 2 - тя-га; 3 - труба екрану; 4 і В - важливі в верхяай колектора; 6 <— пружин-ная подвеска; 7 —■ крюк
Для забезпечення жорсткості екранів в напрямку нормалі до їх поверхні застосовують пояса жорсткості 2 (рис. 45). Вони фіксують труби 1 я 3 в горизонтальній площині, але позво-ляють їм вільно переміщатися по вертикалі при нагріванні і охолодженні.
Труби 3 екранів підвішують до балок 1 каркаса котла або будівлі котельні за верхні колектора за допомогою тяг 2 (рис. 46).
Залежно від способу шлаковидалення нижня частина - екранів топки утворює або під, або холодну воронку. Труби пода в котлах з ЖШУ повинні бути нахилені до горизонту під кутом не менше 15 °, щоб не відбувалося розшарування парово-дяного потоку і, отже, не виникала небезпека пере-Гревьє і розриву труб. Кут нахилу екранів холодної воронки в котлах з ТШУ 52 °.
Нижні колектора протилежних екранів для предотвра-щення розпрямлення згинів труб в області переходу до поду або екранів холодної воронки жорстко пов'язують між собою.
У котлах, де теплота сприйнята екранами витрачається прак-тично тільки на випаровування води (р з 9,8 МПа), задній екран 1 виконують з розводкою труб 1 - фестини (рис. 47). В котлах з більш високим тиском - у вигляді однорядного фестони з кроком S / d = 3,5 - f - 4 і установкою проміжного колектора 2. Діаметр труб однорядного фестони 133 або 159 мм, поздовжній Крок багаторядного фестони 5а = 150 мм.
Екрани прямоточних котлів конструктивно виконують у вигляді стрічкової навивки Рамзина, горизонтально-підйомної навивки багатоходових підйомно-опускних і багатоходових підйомних панелей.
Мал. 47. Схеми фестонів. а - однорядного; б «- багато-рядного
У навивці Рамзина (див. Рис. 10) "підйом стрічки або стрічок осу-ється за двома або чотирма стін топки на кут 15-20 °.
Мал. 48. Схеми екранів прямоточних котлів
Екрани такої конструкції мають малий гідравлічний опору-тивление, нечутливі до нерівномірності обігріву по пери-метру топки, допускають приріст ентальпії робочого середовища без організації її перемішування до 1200 кДж / кг, мають меншу металоємність через відсутність проміжних колекторів. Однак зважаючи на значну кількість зварювальних робіт при монтажі знижується надійність і збільшується термін введення обладнання. Навивка Рамзина застосовується в котлах докріті - чеського (D <1800 т/ч) и сверхкритического давления.
Горизонтально-підйомна навівка (рис. 48, а) мало чутливих-тельна до теплової нерівномірності обігріву по ширині топки, допускає блочне виготовлення, володіє хорошими самокомпен-саціоннимі тепловими властивостями. Однак технологічно вона складніше навивки Рамзина, має велике гідравлічне опору-тивление і підвищену металоємність. Зважаючи на значний числа згинів труб її не застосовують під газощільних котлах.
Багатоходові підйомно-опускні панелі (рис. 48, б) допус-кают розташування вхідного колектора як вгорі, так і внизу. Зміною числа ходів можна вибрати необхідну ширину па-нелі. Екрани цього типу виготовляють у вигляді блоків, вони мають самокомпенсаціоннимі тепловими свойс + вами. Металоємність їх менше, ніж металоємність горизонтально-підйомних пане-лей, але більше, ніж металоємність екранів з навивкой Рамзина. Гідравлічний опір таке ж, як у горизонтально - - підйомних панелей. Газощільних виготовлення котлів з такими екранами утруднено в зв'язку з наявністю великого числа згинів. Тепловоспріятіе окремого ходу більш чутливо до тепло-вої нерівномірності.
Як показала експлуатація котлів СКД, відсутність переме-вування середовища в області високих локальних теплових потоків призводило до частих розривів екранних труб в зоні їх максі-мального обігріву.
Необхідність організації проміжного перемішування середовища привела до створення багатоходових підйомних панелей (рис. 48, в). Вони технологічні, допускають блочне виготовлення в газоплотном виконанні, хоча і мають підвищену метало-
Ємністю і значним гідравлічним опором через наявність додаткових опускних труб-стояків і проміжних колекторів.
Розглянемо окремі вузли екранів прямоточних котлів. У газощільних котлах панелі екранів топки не пов'язані з вер-тікальнимі балками каркасу котла, 'а підвішуються один / до одного. Верхні панелі тягами кріплять до верхніх горизонталь-балках каркаса котла або будівлі котельні.
Сполучення окремих ділянок екранів вертикальних па-Нелею уніфіковано (рис. 49). Щілини між трубами 1 в зоні сполучення ущільнюють проставкамі 3, а колектора 2 укладають в ущільнювальний короб 5 (теплий ящик).
Теплове переміщення екранів походить від місця кріпл-ня 4 підвіски у вертикальному напрямку. У ряді випадків верхню частину екранів підвішують до балок, а. нижню опи-рают на каркас. Теплове розширення нижньої частини екранів в цьому випадку відбувається знизу вгору.
Пристрій 6 запобігає прогин екрану.
При організації руху середовища в один хід, т. Е. При одно-тимчасової подачі середовища в кількості, близькому до паропроізводі-ності котла, по всьому периметру топки, швидкість робочого тіла в трубах теплових екранів підйомних панелей навіть на номінальному навантаженні виявляється малої. Відведення теплоти від стінки труби в найбільш теплонапружених частині екрана може виявитися недостатнім. Тому рух робочого тіла в колі-честве D в НРЧ екранів такої конструкції організовується в два ходи (рис. 50). В якості першого I вибирають найбільш тепло - напружені панелі.
Робоче тіло в кількості DT направляється спочатку в центральні панелі фронтового 1 і заднього 2 екранів і в дві центральні
Панелі на кожній з бічних стін 3. Останнє пояснюється динамічним впливом на екрани при зустрічній компо-новке факелів крайніх горе-лок, що призводить до більш ви-соким локальним значенням 'теплових потоків. Масова швидкість середовища рш = 2500 - f - 3000 кг / (мг-с).
Надійність роботи екранів з вертикальних підйомних панелей багато в чому визначається термічними напруженнями в металі, що виникають в місці зварювання окремих панелей між собою. Допустимий перепад температур стінок повинен складати, А ^<30. Рассмотрим температурные условия в местах сварного соеди-нения обогреваемых вертикальных панелей 1, имеющих необогре - - Ваемые перепускные трубы 2 при различных схемах организации движения рабочего тела (рис. 51). В схеме рис. 51, а различие в температурах труб в месте сварки панелей будет максимальным: А= t'<— t — І2 — t<и Л4ых = tl — t'
В котлах СКД розподіл теплосприй між НРЧ, СРЧ і ВРЧ відповідно 55-45, 30-35 і 15-20%. Незважаючи Йа відсутність жорстких вимог по рівню теплосприй НРЧ в більшості котлів СКД ентальпія г'нрч на виході з НРЧ приймається менше ентальпії, що відповідає максималь-ному значенню теплоємності ср
Труби панелей екранів прямоточних котлів виготовляють зі сталі 12Х1МФ діаметром 32x6, 42x5 мм і навіть 50x5 мм.