Библиотека технической литературы

На рис. 34 схематически показано, что в ©кране па­рового котла парообразование происходит только в обо­греваемых трубах 4, находящихся в топке, а в наруж­ных необогреваемых трубах 2 находится вода. Поэтому внутреннюю часть соединенных между собой труб экра­на можно уподобить сообщающимся сосудам, причем в левых сосудах находится вода, а в правых —смесь воды и пара. В обогреваемых трубах более легкая пароводяная смесь дви­жется вверх, а на ее место по. на­ружным необогреваемым трубам поступает вода, которая в обо­греваемых трубах частично испа­ряется и также перемещается на­верх, в барабан котла.

При обычных условиях эксплуатации котлы среднего и высокого давлений должны работать без отложения накипи неограниченно длительное время. Выпадание накипи у таких котлов обычно вызывается какими-либо нарушениями правильного водного режима. В экранных трубах накипь отлагается на стороне, обращенной к топ­ке, и преимущественно в зоне наиболее сильного обо­грева, т. е. в зоне, где расположено ядро факела.

Змеевики пароперегревателя омываются изнутри па­ром, который хуже, чем вода, отводит тепло от. металла и который нагрет до более высокой температуры по сравнению с водой и пароводяной смесью, омывающем другие поверхности нагрева. Поэтому в нормальным условиях работы наиболее высокий нагрев металла про! исходит в пароперегревателе котла. Наибольшее количе-1 ство повреждений возникает в последней по ходу пара! части пароперегревателя, т. е. там, где как пар, так и 52 Трубы нагреты до наиболее высокой температуры Эти повреждения могут быть вызваны различными причи­нами, из которых рассмотрим лишь следующие: 1. Наибольшее .количество повреждений возникает по причине того, что пар в одних трубах нагревается зна­чительно больше, чем в других.

Эрозией называется постепенное разрушение поверх­ностного слоя металла под влиянием механического воз­действия. Наиболее распространенным видом эрозии стальных элементов — парового котла является их истира­ние твердыми частицами золы, движущейся вместе с ды­мовыми газами. При длительном истирании происходит постепенное уменьшение толщины стенок труб, а затем их деформация и разрыв под действием внутреннего давления.

Изготовление барабана котла является, пожалуй, наиболее сложным и ответственным процессом во всем котлостроении. Цилиндрическая часть (обечайка) бара­бана изготовляется различными способами. Иногда она состоит из двух полуцилиндров, которые получаются при сгибании стальных листов большой толщины на гидрав­лическом прессе (рис. 45,а). У советских котлов высоко­го давления большинство обечаек состоит из нескольких Звеньев (рис.

Имеется много примеров повреждения барабанов и коллекторов в результате чрезмерно большого напряже­ния в металле Это напряжение может быть вызвано действием внешних механических сил, неравномерным нагреванием или охлаждением. Опасными являются да­же весьма малые трещины, около которых возникает концентрация напряжений и которые в дальнейшем по­степенно увеличиваются. Рост втих трещин под дей­ствием коррозии может продолжаться и после устране­ния вызвавшей их причины.

Еще в первой половине XIX в. без видимой причины! ломались после многолетней работы, валы машин, оси колес и т. п. Причину таких повреждений долго не могли объяснить. Сначала предполагали, что с течением време­ни изменяется структура стали. Однако многочисленные исследования показали, что в местах поломки строение кристаллической решетки стали не отличается от обыч­ного.

Питательная вода паровых котлов должна очищать­ся от кислорода (деаэрироваться) очень тщательно. Для котлов высокого давления содержание кислорода в ней не должно превышать 0,015 мг/л. Иными словами, кисло­рода должно быть не более 1,5 г на 100 м3 воды. Из­вестны случаи, когда при отсутствии деаэрации пита­тельной воды котлы быстро выходили из строя. При неудовлетворительной деаэрации питательной воды происходит коррозия питательного тракта (трубо­проводов, насосов, арматуры, подогревателей и т. п.) и в котел вносятся окислы, являющиеся продуктами этой коррозии, а также возникает коррозия экономайзера.

В настоящей книге рассматриваются конкретные во­просы, связанные с работой стальных деталей парового котла. Но для изучения этих сугубо практических вопро­сов необходимо знать общие сведения, касающиеся строения стали и ее ‘ свойств. В схемах, показывающих строение металлов, атомы иногда изображают в виде соприкасающихся друг с дру­гом шаров (рис. 1). Такие схемы по­казывают расстановку атомов в ме­талле, но в них трудно наглядно пока­зать расположение атомов друг отно­сительно друга.

При температуре выше 400° С возможно непосред­ственное химическое взаимодействие железа с — водяным паром. При этом реакция протекает по формуле 3Fe + 4H20 = Fes04 + 4H2. В результате этого металл покрывается тонкой плен­кой окиси железа, которая при температуре 400—450° С способна предохранять металл от дальнейшего разруше­ния. Такая пленка образуется, например, на лопатках первых ступеней паровых турбин. При этом происходит потемнение (воронение). Вороненые лопатки турбин ра­ботают без коррозионного разъедания очень длительное время.