книги из ГПНТБ / Воронков, С. Т. Тепловая изоляция энергетических установок учеб. пособие

мастики требуемой консистенции. Для проверки конси­ стенции мастики служит конус, снабженный делениями, каждое из которых соответствует известной степени гу­ стоты мастики. Конус погружают в заготовленную мас­ тику и по соответствующему делению, характеризующе­ му глубину осадки, определяют консистенцию.

Мастику наносят на нагретую изолируемую поверх­ ность отдельными рядами последовательно по мере просыхания каждого предыдущего ряда. Просыхание нане­ сенной мастики, в результате которого происходит выпа­ ривание содержащейся в ней воды, способствует допол­ нительному образованию пор, что благоприятно сказыва­ ется на теплоизоляционных свойствах конструкции.

Известны два способа нанесения мастичного тепло­ изоляционного слоя: шлепками и намазкой. При первом способе каждый ряд выполняют наброской небольших порций мастики в виде отдельных взаимно перекрывае­ мых шлепков. Этот способ на практике получил наи­ большее распространение. При намазке мастику после­ довательно наносят на изолируемую поверхность тонки­ ми слоями. Намазка дает более уплотненную конструк­ цию. Правда, при наброске шлепков имеют место неко­ торые потери мастики, которых нет при намазке.

Применяемая мастика должна быть совершенно одно­ родной, без комков и посторонних включений и строго определенной консистенции. Этого достигают, регулируя количество воды, добавляемой к порошкообразному ма­ териалу. Для различных материалов количество потреб­ ной на затворение воды колеблется в широких пределах. Даже по одному и тому же материалу для различных слоев изоляции часто требуется мастика различной кон­ систенции, а следовательно, меняется и количество до­ бавляемой воды.

Мастику, как и вяжущие растворы, готовят в растворосмесителях различной емкости и производительности. При перемешивании особое внимание должно быть уде­ лено систематическому контролю дозировки воды и кон­ систенции массы. При заготовке на централизованном растворном узле для удобства перевозки мастику приго­ товляют максимальной густоты. Разжижение раствора, если это требуется, выполняют непосредственно на ра­ бочем месте. Добавляя воду, получают нужную плот­ ность мастики.

Наносить основной теплоизоляционный слой начина­

181

ют с прокидки или иабрызга жидкой мастики (12—14 де­ лений конуса). Набрызг выполняют венчиком или кистью. Толщина прокидочного слоя зависит от характе­ ра изоляционной конструкции. Обычно она не превыша­ ет 2—3 мм; в сложных конструкциях, где прокидка рас­ считана на существенное снижение температуры для следующего слоя, толщина может быть больше.

Первый слой, нанесенный непосредственно на горя­ чую поверхность и имеющий значительную толщину, про­ сыхает очень быстро. Поэтому вслед за прокидкой нано­ сят следующий слой, консистенцией 10—12 делений по конусу. Его набрасывают отдельными шлепками, толщи­ на которых колеблется в пределах от 10 до 12 мм при диаметре шлепка 70—80 мм. Шлепки наносят в шахмат­ ном порядке так, чтобы один шлепок накрыл другой. К нанесению каждого последующего слоя приступают лишь после того, как предыдущий слой достаточно просох. По мере наращивания толщины изоляции в связи с падени­ ем температуры слоя удлиняется срок сушки, что удли­ няет срок монтажа изоляции из мастичных материалов.

Как было отмечено, при просыхании удаляемая выпа­ риванием вода способствует увеличению пористости ма­ стичной конструкции. В то же время при просыхании каждого слоя образуются многочисленные трещины, ко­ торые заделываются при нанесении последующего слоя.

Во время работы необходимо систематически прове­ рять толщину основного изоляционного слоя и следить за тем, чтобы она была одинаковой по всей изолируемой поверхности. Для контроля толщины изоляции на трубо­ проводах пользуются специальными маяками и контроль­ ными кольцами, которые устанавливают на расстоянии 2 м друг от друга. Кольца эти должны быть из того же или подобного изоляционного материала на всю задан­ ную толщину изоляции, причем окончательное выравни­ вание колец выполняют тогда, когда толщина нанесен­ ного изоляционного слоя приближается к заданному раз­ меру. При изоляции плоских поверхностей вместо колец можно наносить контрольные полосы, с точно выверен­ ной толщиной изоляционного слоя.

Наращивают изоляцию указанным способом до тех пор, пока толщина ее не будет на 10 мм меньше задан­ ной. Получив эту толщину, слой заглаживают и прида­ ют ему форму, соответствующую конфигурации изоли­ руемой поверхности. После того как заглаженный слой

182

высох, накладывают последний, так называемый заделочный или гипсовый слой. Чтобы последний слой был большей плотности и повышенной механической прочно­ сти, его наносят более густой мастикой (8—10 делений конуса), сушат и зачищают. После зачистки заделочного слоя получается ровная, гладкая поверхность изоля­ ции, которая должна точно соответствовать конфигура­ ции изолируемой поверхности.

При нанесении шлепков необходимо тщательно сле­ дить, чтобы не оставалось пустот, т. е. незаполненных изоляционным материалом пространств между шлепка­ ми, так как они ухудшают теплозащитные свойства кон­ струкции.

При работе асбодиатомитовыми мастичными материа­ лами полезно предварительно добавлять в них неболь­ шое количество извести (в пределах до 5% от массы ма­ териала). Затворение мастики водой ведут до консистен­ ции, соответствующей 12 делениям конуса. Малоизвест­ ковые мастики обладают способностью быстро густеть, поэтому, если мастику приготовляют впрок, консистен­ ция ее должна соответствовать 15 делениям конуса. Че­ рез 6—24 ч масса густеет и приобретает нормальную консистенцию.

Качество мастичной изоляции тем зыше, чем ниже температура воды для затворения мастики. Теплую во­ ду применяют только при работе в осенне-зимних усло­ виях.

§ 40. Монтаж основного теплоизоляцион­ ного слоя напылением

Технология напыления тепловой изоляции состоит из подготовки материалов, предназначенных для работы, тщательного их дозирования, смешения и нанесения на изолируемую поверхность с помощью установки, описан­ ной в главе 4.

Наиболее эффективно нанесение тепловой изоляции методом напыления на поверхности сложной конфигура­ ции: поверхности цилиндров турбин, коллекторов и др. Напыленная изоляция обладает высокой устойчивостью к вибрации и сотрясениям. Напыленные конструкции легко режутся ножовкой и позволяют производить ре­ монт изоляции наращиванием распыленной массы до

183

проектной толщины. В состав основного слоя напыляе­ мой тепловой асбоперлитовой изоляции входят следую­ щие компоненты:

асбест марки П-3-50 для изоляции турбин или асбест марки М-5-60 для изоляции прочего оборудования;

раствор калийного жидкого стекла плотностью 1,2— 1,26 г/см3;

перлитовый крупный обожженный песок фракции 0,5—5,0 мм объемной массой 80 кг1м3.

При отсутствии перлита заменителем может быть вспученный вермикулит фракции 3—8 мм объемной мас­ сой 100 кг/м3.

Перед использованием все материалы испытывают для определения их соответствия требованиям ГОСТ или ТУ. Материалы должны храниться в закрытых сухих по­ мещениях и быть защищены от попадания влаги и по­ сторонних примесей.

Первый слой изоляции толщиной 15—20 мм наносят непосредственно на изолируемую поверхность с расстоя­ ния 0,3—0,4 мм. Дальнейшее нанесение распыляемой изоляции производится с расстояния 0,8 м. В труднодо­ ступных местах можно наносить изоляцию с более близ­ кого расстояния, при этом допускается получение изоля­ ционного слоя с несколько большей объемной массой.

При нанесении изоляции на вертикальные поверхно­ сти пистолет держат в горизонтальном положении и плавно перемещают в горизонтальном, а затем в верти­ кальном направлениях. Во время работы пистолет рас­ полагают перпендикулярно изолируемой поверхности. При наклонном расположении пистолета относительно изолируемой поверхности одновременно с повышением пылеобразования увеличивается количество отскакиваю­ щих (рикошетирующих) частиц асбеста и перлита. При нанесении изоляции на горизонтальные, потолочные по­ верхности пистолет держат под уголом не менее чем 30° от вертикали, чтобы раствор не затекал в шланги.

За один прием наносят изоляцию на площадь 1,5— 2 м2 при толщине слоя 50—60 мм, после чего укрепляют ряды армирующей проволоки и сушат изоляцию. Поверх­ ность высушенной изоляции смачивают раствором жид­ кого стекла и наносят следующий слой толщиной 80 мм, который также сушат. Операции по нанесению и крепле­ нию последующих слоев выполняют аналогично до по­ лучения слоя заданной толщины. Поверх высохшей на-

184

несенной изоляции может быть укреплена сетка с раз­ мером ячейки 15X15 или 20x20 мм, на которую наносят штукатурный слой толщиной 10—12 мм.

§ 41. Изоляция внешних поверхностей па­ рогенератора и его вспомогательного обо­ рудования

Тепловая изоляция внешних поверхностей парогене­ ратора и его вспомогательного оборудования включает большое количество изолируемых объектов. Теплоноси­ телями изолируемых объектов парогенераторного цеха являются пар, вода, газ, воздух, пылеугольное и жидкое топливо с температурами 60—600°С. Изолируемые объ­ екты могут быть расположены как внутри помещений, так и на открытом воздухе. Конфигурация и размеры объектов разнообразны.

Кроме перечисленных в предыдущих главах требова­ ний к тепловой изоляции, следует особо подчеркнуть, что в связи с выполнением значительного объема тепло­ изоляционных работ на укрупнительно-сборочной пло­ щадке изоляционные конструкции должны выдерживать условия транспортировки изолированного оборудования

имеханические воздействия при его монтаже.

Квнешним поверхностям парогенератора относятся: ограждающие поверхности топочной камеры и газо­

ходов; перепускные трубы топочных экранов;

перепускные трубы пароперегревателя высокого дав­ ления;

соединительные коллекторы пароперегревателя вы­ сокого давления; коллекторы (экранов, радиационного и промежуточного пароперегревателей, водяного эконо­ майзера и др.);

барабаны парогенератора; коробка воздухоподогревателя и перепускные короба

горячего воздуха; трубопроводы в пределах парогенератора (паропро­

воды острого пара, промперегрева, РОУ и БРОУ, пита­ тельные трубопроводы; пылепроводы в пределах паро­ генератора; мазутопроводы в пределах парогенератора).

Каждый вид трубопровода или оборудования в силу различных параметров и вида теплоносителя, формы, рас­

185

положения и назначения требует особого решения кон­ струкции тепловой изоляции. Особое внимание должно быть обращено на выполнение тепловой изоляции объек­ тов с высокими и сверхвысокими параметрами пара и с вибрирующими поверхностями.

Рассмотрим особенности выполнения тепловой изоля­ ции некоторых узлов парогенератора.

Перепускные трубы топочных экранов расположены пучком на небольшом расстоянии от обмуровки пароге­ нератора, поэтому тепловая изоляция их должна быть выполнена так, чтобы был доступ к самому парогенера­ тору. Кроме того, тепловая изоляция на перепускных трубах должна быть эластичной, т. е. не должна препят­ ствовать тепловым перемещениям трубопроводов и кол­ лекторов, так как это может привести к разрыву труб. Самой рациональной конструкцией тепловой изоляции для этих объектов является изоляция из гибких материа­ лов с прочным защитным покрытием.

Перепускные трубы пароперегревателя высокого дав­ ления имеют высокие параметры пара и расположены в стесненных условиях, поэтому требуют применения высо­ коэффективной тепловой изоляции, устроенной пакетным способом на специальных креплениях.

Соединительные коллекторы пароперегревателя вы­ сокого давления требуют такой изоляции, которая не за­ щемляла и не препятствовала бы их свободному тепло­ вому расширению, а в местах расположения лючков должна быть съемной для проведения ревизии в период ремонтов.

Коллекторы (экранов, радиационного, ленточного и промежуточного пароперегревателей, водяного эконо­ майзера и др.), места сварных стыков, установки сопел для подвода воды и лючков должны иметь съемную изо­ ляцию. Изоляцию коллекторов выполняют напылением теплоизоляционных масс.

Короба воздухоподогревателя и перепускные коро­ ба горячего воздуха требуют виброустойчивой изоляции с прочным защитным покрытием. На горизонтальных участках изоляцию нужно выполнять с уклоном по сто­ ронам для быстрого стока воды в случае ее попадания.

Паропроводы и арматуру для сверхвысоких парамет­ ров пара изолируют без применения мокрых процессов. Установка крепежных элементов приваркой на таких па­ ропроводах запрещается.

186

К исполнению тепловой изоляции питательных трубо­ проводов особых требований не предъявляют, но флан­ цевые соединения обязательно должны быть закрыты съемной изоляцией с металлическим кожухом, особенно в местах хождения людей, так как возможно пробива­ ние прокладок.

Тепловая изоляция пылепроводов должна обладать повышенной механической прочностью, часто ее выпол­ няют с применением бетонирования, так как металл пы­ лепроводов сильно подвержен быстрому механическому износу из-за абразивного действия транспортируемой по пылепроводам топливной пыли.

Тепловая изоляция мазутопроводов должна быть тщательно обшита металлическим покрытием в противо­ пожарных целях.

Тепловую изоляцию остальных трубопроводов в пре­ делах парогенератора выполняют с учетом следующих требований: она не должна препятствовать компенсации трубопроводов, должна обеспечивать свободный доступ к трубопроводам и оборудованию, а в местах прохода людей изоляция должна быть защищена металлически­ ми защитными кожухами.

Вспомогательное оборудование парогенераторного це­ ха (углеразмольные мельницы, дымососы, вентиляторы, электрофильтры, сепараторы, циклоны, газопроводы, ко­ роба горячего воздуха и пр.) имеет цилиндрические и плоские поверхности и ребра жесткости. Часть оборудо­ вания (мельницы, дымососы, вентиляторы, газопроводы) во время эксплуатации вибрируют. Поэтому тепловая изоляция их должна быть виброустойчивой и съемной, обеспечивающей нормальный режим работы вращаю­ щихся механизмов, а при ремонтах — их быстрый де­ монтаж.

В дымососах изоляции подлежат только торцевые стенки с целью защиты подшипников от возможного на­ гревания. Изоляция мельниц должна выдерживать удар­ ные нагрузки. Тракты уходящих газов, короба газоходов и электрофильтры изолируют несъемными конструкция­ ми тепловой изоляции. Наличие в отходящих газах золы, в особенности при отсутствии золоуловителей, приводит к быстрому износу корпусов дымососов и необходимости их замены при ремонтах. Поэтому их изоляция должна быть съемной, многократной оборачиваемости. Изоля­ цию электрофильтров выполняют в основном на цдоских

187

вертикальных стенах, на которых необходимо предусмот­ реть соответствующие разгрузочные опоры. Лазы элек­ трофильтров требуют съемной изоляции. Короба подво­ да топочных газов к мельницам изнутри должны быть футерованы огнеупорной изоляцией, а снаружи — защи­ щены металлическим кожухом, особенно в местах про­ кладки электрических и измерительных кабелей.

§ 42. Изоляция паровых турбин

Турбинные установки с агрегатами большой единич­ ной мощности являются основной частью современных тепловых электростанций. В настоящее время находятся в эксплуатации и вновь сооружаются крупные тепловые электростанции с паровыми турбинами мощностью 200, 300, 500 и 800 Мет. Проектируется уникальный турбо­ агрегат мощностью 1200 Мет. Ввод новых установок больших мощностей, а также непрерывный процесс мо­ дернизации действующих турбинных установок предо­ пределяют большой объем теплоизоляционных работ.

Тепловая изоляция паровых турбин работает в весь­ ма сложных условиях. Резкие температурные изменения, колебания (вибрация) оборудования и сотрясения при­ водят к нарушению структуры тепловой изоляции, изме­ нению ее качественных показателей и, в конечном сче­ те, к ухудшению условий работы турбины. Практика по­ казывает, что при несовершенной изоляции в период ос­ тановки турбины происходит неравномерное остывание корпуса, которое опасно тем, что может вызвать темпе­ ратурную деформацию и нарушение зазоров в проточной части турбины. Поэтому при повторном пуске турбины ее вращающиеся части начинают задевать о неподвиж­ ные детали, что приводит к повреждению агрегата.

При остановке турбины особо неблагоприятное поло­ жение создается в результате более интенсивного осты­ вания нижних частей корпуса турбины по сравнению с верхними, в результате чего возникает разность темпе­ ратур «верх—низ», что также может привести к теплово­ му перекосу частей турбины, уменьшению в ней радиаль­ ных зазоров и появлению при последующем пуске заде­ ваний. Таким образом, наиболее опасное положение соз­ дается не в период работы агрегата, когда при подаче пара в турбину быстро происходит выравнивание темпе-

188

ратур в целом по корпусу, а во время остановки и осты­ вания, когда возникают разности температур «верх—■ низ» в различных поперечных сечениях корпуса, а также и в продольных его частях.

Причинами возникновения температурных разностей являются:

недостаточная или низкокачественная изоляция низа цилиндров, отставание и проседание изоляции низа как результат неправильного проектирования и некачествен­ ного монтажа изоляции;

усиленный отвод тепла от низа корпуса турбины че­ рез трубопроводы отборов пара, дренажные перепускные трубопроводы, особенно у турбин ПТ-50-130 и К-200-130, имеющих снизу разветвленную сеть трубопроводов, при некачественной изоляции этих трубопроводов;

наличие восходящих конвективных потоков воздуха, идущих из конденсационного помещения турбинного це­ ха, и отсутствие специальных перекрытий (ширм).

Износ и повреждение тепловой изоляции турбоагрега­ тов происходят вследствие небрежного обращения с ней при монтаже и ремонте оборудования и выражаются в разрушении отдельных участков изоляции, а также смя­ тии и раздавливании изоляции при нагрузке на нее пос­ торонних предметов и при хождении по изоляции. Меха­ нические повреждения изоляционным конструкциям на­ носятся также при отсутствии съемной изоляции на час­ тях оборудования, которые разбираются для осмотра и ремонта.

Размывание изоляции паром и водой также приводит к местным разрушениям. Увлажнение изоляции вызыва­ ет ее набухание, снижение теплоизоляционных свойств, отставание от изолируемой поверхности и разрушение. При увлажнении изоляции происходит интенсивное ржавление и разрушение крепежных элементов конст­ рукций.

Пропитывание маслом снижает теплоизоляционные свойства изоляции и делает ее огнеопасной.

Вибрация оборудования также значительно ускоряет износ изоляции. При вибрации слой изоляции отстает от изолируемой поверхности, ускоряете? растяжение и обрыв каркаса, усиливается растрескивание и уплотне­ ние изоляционного слоя и образуются провисания.

Отсутствие температурных швов значительно снижа­ ет долговечность изоляционных конструкций. Различные

189

коэффициенты теплового расширения металла и тепло­ изоляционных материалов, а также неодновременный прогрев металла и изоляционного слоя вызывают возник­ новение в изоляционном и покровном слоях внутренних напряжений и деформаций, которые приводят к обрыву каркаса, растрескиванию конструкции, разрыву покров­ ного слоя и оклейки.

Небрежное выполнение монтажных работ, несоблю­ дение технических условий и применение некачественных материалов значительно ускоряют разрушение тепловой изоляции. Наиболее частыми последствиями недоброка­ чественного монтажа являются провисание изоляции на нижних участках цилиндров и сползание на вертикаль­ ных участках. Эти дефекты изоляционных конструкций объясняются недостаточной прочностью крепления и от­ сутствием или редким расположением разгрузочных опор, а также вытягиванием и обрывом каркаса.

Кроме того, изоляционные материалы в конструкци­ ях с течением времени подвергаются старению, в резуль­ тате чего изменяются их качественные показатели, объ­ емная масса, гигроскопичность, механическая прочность и теплопроводность. Пористость, определяющая объем­ ную массу изоляционных материалов, уменьшается, а теплопроводность увеличивается из-за постепенного за­ сорения пор пылью и частицами разрушенного материа­ ла, а также из-за объемной усадки, происходящей вслед­ ствие изменения структуры материала под влиянием длительного теплового воздействия. Перерождение мате­ риала изоляционных конструкций приводит к увеличе­ нию температуры на поверхности изоляции, а также теп­ ловых потерь и температурных разностей верха и низа цилиндров.

Срок службы изоляционных конструкций в значитель­ ной мере зависит от своевременного проведения их капи­ тального ремонта и поддерживания их в исправном сос­ тоянии. Наблюдение за состоянием тепловой изоляции должно быть постоянным.

В настоящее время тепловую изоляцию турбин выпол­ няют штучными пористо-зернистыми изделиями, матра­ цами из базальтового волокна и напылением асбоперлитовой смеси. Общим в технике монтажа изоляции на тур­ бинах, независимо от принятых проектных решений, яв­ ляется:

190