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.
Рубрика: МЕТАЛЛ ПАРОВОГО КОТЛА
ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭКРАННЫХ ТРУБ ПРИ НАЛИЧИИ В НИХ НАКИПИ
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.
ПОВРЕЖДЕНИЯ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ
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.
ЭРОЗИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
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.
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ НА ИХ ПРОЧНОСТЬ
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.
ВЛИЯНИЕ ЧРЕЗМЕРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В МЕТАЛЛЕ
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.
ТЕПЛОВАЯ УСТАЛОСТЬ КОТЕЛЬНОЙ СТАЛИ
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.
КИСЛОРОДНАЯ КОРРОЗИЯ
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.
СТРОЕНИЕ (СТРУКТУРА) ЖЕЛЕЗА
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.
ПАРОВОДЯНАЯ КОРРОЗИЯ
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.