Общая характеристика котельного агрегата, котельной установки. Элементы, входящие в состав котельного агрегата. Тракты котла. Состав и параметры продуктов сгорания. Тепловой баланс котла, страница 48

Каркасом котла называют металлическую конструкцию, которая воспринимает массы барабана, поверхностей нагрева, обмуровки, лестниц и площадок, а также вспомогательных элементов установки и передает их на фундамент (рис. 20.1).

Рис. 20.1. Каркас котла и его элементы: а - общий вид; б - башмак; в - сочленение балок с раскосами; 1 - колонны; 2 - раскосы-связи; 3 - опорный башмак; 4 - накладки; 5 - горизонтальные фермы (площадки); 6 - балки потолочного перекрытия; 7 - опорная плита; 8 - ребра жесткости

Каркас представляет собой рамную конструкцию, выполненную из стандартных металлических профилей, изготовленных и малоуглеродистой стали марки 3, и состоит из ряда основных и вспомогательных колонн и соединяющих их горизонтальных балок, воспринимающих нагрузку от барабанов, трубной системы поверхностей нагрева, а также горизонтальных и диагональных балок, служащих для придания прочности и жесткости системе каркаса.

Колонны выполняют обычно их двух стальных швеллеров или двутавровых балок, жестко соединенных между собой накладками их листовой стали.  во избежание чрезмерных удельных давлений на фундамент нижняя часть колонны снабжается башмаками, имеющими большее поперечное сечение, чем колонна. Они выполнены из листовой стали и угольников. Опорную плоскость башмаков закрепляют в фундаменте болтами или заделывают в нем. Основные горизонтальные балки приваривают к колоннам, образуя рамную систему. Несущие и распорные горизонтальные балки выполняют из стальных швеллеров, двутавров или угольников.

Частью каркаса являются помосты, необходимые для обслуживания котла, которые работают как горизонтальные фермы и увеличивают жесткость каркаса. Помосты выполняют и рам прокатных профилей и приваренных к ним листов рифленой стали. Лестницы между помостами выполняют из стальных полос, между которыми приварены ступени. Угол наклона лестниц не должен превышает 50° к горизонту, а ширина должна быть не менее 600 мм.

В целях предотвращения перегрева элементов каркаса его колонны, горизонтальные балки и фермы располагают обычно за пределами обмуровки.

Барабаны котла, коллекторы экранов, пароперегревателей и экономайзеров при нагреве удлиняются, и для предупреждения возникновения в них и в элементах каркаса, на которых они закрепляются, больших температурных напряжений необходимо предусмотреть возможность свободного их расширения.

С этой целью барабаны устанавливают на специальных подвижных опорах, закрепленных на горизонтальных балках каркаса (рис. 20.2), или подвешивают к этим балкам. Барабаны котлов средней и большой мощности обычно устанавливают на двух - трех подвижных опорах, коллекторы экранов, пароперегревателей и экономайзеров крепят к каркасу шарнирными подвесками или свободно опирают на скользящие опоры, закрепленные на каркасе.

Рис. 20.2. Подвижная опора барабана: 1 - подушка; 2 - плита; 3 - обойма; 4 - поперечные ролики; 5 - продольные ролики

Обмуровкой котла называют систему ограждений, отделяющую топочную камеру и газоходы от окружающей среды.

Основным назначением обмуровки являются направление потока продуктов сгорания, а также тепловая и гидравлическая его изоляция от окружающей среды.

Тепловая изоляция необходима для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду и для обеспечения допустимой температуры наружной поверхности обмуровки, которая по условиям безопасной работы персонала должна быть не выше 55 °С [Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов].

Гидравлическая изоляция необходима для предотвращения присоса холодного воздуха в газоходы или выбивания продуктов сгорания при разнице давлении в газоходах и снаружи (при работе котла с разрежением и с давлением в газовом тракте).

Элементы обмуровки котла работают в различных условиях. Наружная поверхность обмуровки имеет низкую и относительно постоянную температуру; внутренняя ее поверхность находится в области высокой и переменной температуры, снижающейся по ходу потока газов.