книги из ГПНТБ / Рябов П.И. Передвижные паровые котлы

Площадь сечения болта

дится в соответствии с требованиями действующих Правил

Котлонадзора, утвержденных технических условий (ТУ) и стандартов (ГОСТ).

В Правилах Котлонадзора изложены общие требова­ ния, предъявляемые при изготовлении котлов, требования

к материалам, к сварке элементов котла и контролю каче­ ства сварных соединений, а также требования к допускам,

которые должны соблюдаться при изготовлении котла. Технические условия на изготовление уточняют отдель­

ные статьи Правил Котлонадзора, а также содержат ряд

дополнительных требований, предъявляемых к изготовле­ нию передвижных паровых котлов вообще и данного котла в частности. Технические условия определяют: основные характеристики и размеры котла, комплектность, собствен­ но технические требования на изготовление, правила при­

емки и методы заводских испытаний, маркировку, упаков­ ку и транспортировку котла, если котел сдается отдельно (без пароиспользующей установки).

Для осваиваемых котлов в технических условиях, кроме того, оговаривается следующий порядок изготовления за­ казанной партии. Вначале изготовляется головной образец заказанной партии по чертежам, разработанным проект­ ной организацией или самим заводом-изготовителем. В про­

цессе изготовления головного образца чертежи уточняют­ ся и дорабатываются заводом-изготовителем. Изготовлен­

ный головной образец подвергается заводским испытаниям по специальной программе, разработанной заказчиком. Вы­ явленные в процессе осмотра и заводских испытаний голов­ ного образца конструктивные и технологические недостатки устраняются заводом-изготовителем, отражаются в черте­

жах, после чего головной образец котла представляется для утверждения заказчику. Утвержденный головной об­ разец служит эталоном для изготовления всей заказанной партии передвижных котлов.

282

Передвижные паровые котлы в отличие от стационар­ ных монтируют в собранном виде, т. е. монтаж передвиж­

ного парового котла представляет собой крепление его на

раме ходовой части или временном фундаменте, являю­

щемся основанием котла. Котел опирается на раму непо­ средственно или при помощи специального каркаса. Скреп­ ляющими деталями обычно служат болты. Одновременно с креплением котла или вслед за ним монтируют питатель­

ные устройства и баки, всасывающие и нагнетательные

водопроводы, главный паропровод и его ответвления и прочее вспомогательное оборудование.

Независимо от типа и конструктивных особенностей передвижного парового котла монтаж его должен произ­

водиться с учетом следующих основных требований:

1)прочность крепления, необходимая при транспортиро­ вании котла по любым дорогам:

2)удобство обслуживания котла и всего вспомогатель­ ного оборудования, а также обслуживания и управления ходовой частью;

3)возможность полного опорожнения системы от воды, исключающего замораживание ее при низких температу­ рах окружающего воздуха;

4)сохранение эксплуатационно-технических свойств ходовой части (грузоподъемность, клиренс, распределение веса по осям, скорость движения, поворотливость, устойчи­

вость на ходу и т. д.);

5)пожарная безопасность;

6)удобство демонтажа.

Для передвижных паровых котлов, монтируемых на од­ ноосных и двухосных автоприцепах, кроме того, должна

быть учтена возможность удобной и 'легкой сцепки прице­ па с автомобилем или другим тягачом, а также возмож­

ность движения прицепа назад.

Рама, служащая основанием для монтажа передвижно­ го парового котла, связывает верхнее строение автомоби­

ля (прицепа) с его ходовой частью. Как и всякое основа­ ние, рама ходовой части должна обладать достаточной

прочностью и иметь такую жесткость, которая исключала бы значительные перекосы верхнего строения, а значит, и чрезмерные напряжения в деталях крепления и элементах самого котла. Прочность рамы зависит от длины и профи­

ля лонжеронов, жесткость — от количества и профиля по­ перечных брусьев (траверс). Практически для монтажа передвижных паровых котлов раму ходовой части исполь-

283

зуют в готовом виде без каких-либо переделок, и лишь в отдельных случаях жесткость ее может быть повышена пу­ тем введения дополнительных траверс.

До монтажа передвижного парового котла и его вспо­

могательного оборудования необходимо тщательно прове­ рить ходовую часть путем внешнего осмотра, обмера ра­ мы и опробования отдельных механизмов. При этом осо­ бое внимание обращают на рессоры.

Убедившись в исправном состоянии рамы и ходовой части в целом, приступают к подготовке монтажной пло­ щадки соответственно общей схеме размещения оборудо­ вания, типу и конструкции передвижного парового котла. Подготовка монтажной площадки состоит в установке до­

Положение передвижного парового котла на раме хо­

довой части определяют общей планировкой оборудования

передвижной установки, исходя из ее особенностей. В це­ лях более полного использования монтажной площадки и удобства обслуживания котел обычно размещают на одном из концов рамы, а остальное оборудование — впе­ реди или позади его. Для защиты котла от ударных на­ грузок расположение его спереди (по ходу движения ав­ томобиля) выгоднее, чем сзади.

Для большей устойчивости во время передвижения па­ ровой котел опускают ниже лонжеронов, если позволяют его размеры и не затруднено обслуживание топки. При опре­ делении глубины опускания котла должны быть учтены максимальный прогиб рессор и клиренс ходовой части.

Крепление передвижного парового котла производят на­

глухо. Ослабление затяжки гаек и отвертывание их в бол­ товых соединениях предупреждают подкладными шайбами

(обыкновенными или типа Гровера), контргайками и шплинтами. Все же, как показывает опыт эксплуатации передвижных паровых котлов, периодическая проверка

болтовых крепежных соединений необходима, особенно

когда котел транспортируют по плохим дорогам и осно­ ванием его является безрессорная повозка. Поэтому все гайки должны быть доступными для подтяжки.

Крепежные болты испытывают наибольшее напряжение в момент быстрого торможения ходовой части, когда котел

стремится опрокинуться или сдвинуться с места вследствие действия сил инерции. Если ходовой частью является по-

284

возка с конной или тракторной тягой, скорость которой не превышает 6—10 км/ч, то усилия, возникающие при тро­ гании с места, весьма незначительны. Когда паровой ко­ тел смонтирован на автомобиле или автоприцепе, крепеж­ ные болты при резком торможении испытывают значитель­ ные напряжения даже в том случае, если при остановке автомобиля постепенно снижают скорость.

Для определения действующей силы, приложенной в

центре тяжести котла, воспользуемся уравнением количе­

Если в частном случае центр тяжести передвижного парового котла расположен в плоскости крепления ее, то

болты надо рассчитывать на срез. При расположении цен­ тра тяжести выше или ниже плоскости крепления, что ча­ ще всего имеет место в действительности, болты надо рас­ считывать на срез и растяжение. На срез будут работать все крепежные болты, а на растяжение — все, кроме передних (по ходу автомобиля) при торможении и задних при тро­ гании. Наибольшему растяжению будут подвергаться бли­ жайшие к переднему краю (по ходу) болты, которые обыч­ но и рассчитывают.

Основным требованием, которое должно быть выпол­ нено при монтаже вспомогательного оборудования пере­ движного парового котла, является удобство его обслужи­ вания и демонтажа. Поэтому питательные устройства и запорные приспособления водо- и паропроводов монтиру­ ют с фронта, в непосредственной близости к котлу. Пита­ тельные баки, баки для жидкого топлива и прочее вспомо­

гательное оборудование размещают с учетом типа котла,

пароиспользующего оборудования, а также самой пере­ движной базы.

285

Ручные питательные насосы можно крепить к корпусу передвижного парового котла, его опорам или непосред­ ственно на раме ходовой части. При любом из указанных способов крепления ручного насоса необходимо учитывать возможность быстрого присоединения и отсоединения вса­

сывающего рукава, подтяжки болтов и удобство работы с насосом. Нагнетательный водопровод монтируют верти­

кально или с максимальным уклоном в сторону спуска во­ ды. Это требование обусловлено необходимостью обеспе­ чить полный сток воды по окончании работы котла. Во из­ бежание замерзания воды нагнетательная труба насоса должна быть минимальной длины. Если имеется возмож­ ность, то желательно приблизить ее непосредственно к котлу или защитить от ветра.

Инжекторы и пароструйные элеваторы для надежности их работы необходимо монтировать так, чтобы корпус их не только не соприкасался с паровым котлом, но и был изолирован от воздействия лучистой теплоты.

Горизонтальные участки главного паропровода и его ответвлений монтируют с максимальными уклонами в сто­ рону спускных вентилей или соединительных гаек. Направ­

ление трубопроводов и радиусы гибов выбирают по месту.

При передвижении котельной установки, особенно по плохим дорогам с препятствиями, рама ходовой части по­ лучает сильные перекосы, которые приводят к расшатыва­ нию и ослаблению крепления котла и всего транспортиру­ емого оборудования. Поэтому стальные паропроводы к потребителям пара, расположенным вне котла, следует

соединять с главным паропроводом котла посредством гиб­ ких резинотканевых рукавов или же—в случае повышен­

перекосов ходовой части. Жесткие соединения посредством

фланцев и фитингов, как показывает эксплуатационный

опыт, очень часто нарушаются.

Глава тринадцатая

ИСПЫТАНИЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

Испытания передвижных паровых котлов бывают трех видов:

1) заводские или приемочные;

2)теплотехнические;

3)пробеговые (ходовые).

386

Заводским (приемочным) испытаниям подвергается каж­ дый изготовленный передвижной паровой котел. Эти испы­

тания имеют своей целью проверить соответствие котла чертежам и техническим условиям на изготовление.

Теплотехническим и пробеговым испытаниям подверга­ ются опытные и головные образцы осваиваемой партии,

а также отдельные образцы передвижных паровых котлов

серийного изготовления. Цель теплотехнических испыта­ ний—определение основных показателей, характеризующих передвижной паровой котел с тепловой стороны, а также проверка работы вспомогательного оборудования и экс­ плуатационных свойств котла.

Пробеговые испытания проводятся с целью проверки

прочности крепления оборудования, подверженного удар­ ным нагрузкам в пути, и выявления ходовых свойств ко­ тельной установки.

13-1. ЗАВОДСКИЕ (ПРИЕМОЧНЫЕ) ИСПЫТАНИЯ

К заводским (приемочным) испытаниям предъявляются

передвижные паровые котлы в собранном виде и в состоя­

дятся на стенде завода-изготовителя и включают: наруж­

ный осмотр котла, проверку размеров, гидравлическое испытание повышенным давлением и внутренний осмотр

котла, проверку водяной емкости и опорожнения котла, паровое испытание котла, паропроводов и вспомогательного оборудования. Один котел из числа заказанной партии подвергается взвешиванию. Перед взвешиванием котел полностью освобождают от воды.

Наружный осмотр передвижного’ парового котла про­ изводится в собранном виде до и после окраски. При ос­ мотре проверяют внешнее состояние котла, качество изго­

товления отдельных деталей и правильность сборки узлов,

качество сварных швов, исправность арматуры.

Размеры котла (габаритные, отдельных узлов и дета­ лей) проверяют по чертежам или специальным шаблонам.

Особое внимание уделяют расчетным размерам, а также

тем конструктивным и монтажным, от соблюдения которых зависят уклон труб, необходимый для обеспечения стока воды при опорожнении котла, распределение веса котла по осям передвижной базы, просвет установки и т. д.

Гидравлическое испытание или гидравлическая проба повышенным давлением имеют своей целью проверку проч-

287

пости деталей котла и трубопроводов, а также плотности сварных швов, фланцевых соединений и арматуры. Гидрав­ лическое испытание котла производится после рентгено-

контроля и термообработки сварных швов и сочетается

с внутренним его осмотром. Перед испытанием котла не­

обходимо заглушить предохранительные клапаны. Само гидравлическое испытание сводится к 'постепенному нагне­ танию насосом воды при всех закрытых вентилях и кранах,

кроме верхнего вентиля для удаления воздуха. Как только появится вода, этот вентиль также закрывают и повышают давление до испытательной величины. Последняя для пере­

движных паровых котлов с рабочим давлением до 5 ати

должна быть в 1,5 раза больше рабочего давления,

но не менее 2 ати. Под пробным гидравлическим давле­ нием котел находится в течение 5 мин. По истечении этого

срока постепенно открывают верхний вентиль и снижают гидравлическое давление до рабочего. Под этим давлением котел находится все время, необходимое для его внутрен­ него осмотра. -

При отсутствии признаков разрыва, течи или выхода воды в виде мелких капель через швы и арматуру, а так­ же остаточных деформаций передвижной паровой котел считается выдержавшим гидравлическое испытание.

Результаты гидравлического испытания заносят в пас­ порт котла.

Водяная емкость передвижного парового котла (в хо­ лодном его состоянии) определяется количеством воды, за­ качанной из мерного бака при различных видимых уров­ нях ее: наинизшем, среднем (рабочем) и наивысшем. Пол­ ная водяная емкость котла определяется до перелива во­ ды через главный разборный паропровод. Перед закачкой воды в котел необходимо открыть спускной вентиль и пробные краны, а также запорный вентиль на главном па­

пают к закачке измеряемой воды.

Опорожнение передвижного парового котла от воды

с целью проверки надежности ее стока производят через спускной вентиль, который должен быть полностью открыт

(при открытом вентиле на паропроводе или верхнем проб­ ном кране для возможности поступления воздуха в котел).

Воду спускают в мерный бак. Если уровень или вес ее со­ ответствует первоначальному (до заполнения котла), то сток воды можно считать полным, и следовательно, воз-

288

можность замораживания воды в котле в зимнее время ис­ ключается.

Паровому испытанию (пробе) при рабочем давлении подвергаются: паровой котел, паропроводы, вспомогатель­ ные пароиспользующие механизмы и оборудование, арма­ тура.

Целью парового испытания являются проверка работы котла и вспомогательных механизмов и устройств, регули­ ровка предохранительных клапанов, топливной форсунки,

сифона и т. п. При паровом испытании головных образцов осваиваемой серии передвижных паровых котлов допол­ нительно производится проверка основных характеристик котла (паропроизводительности, расхода топлива, срока готовности и т. д.).

Результаты заводских испытаний передвижного парово­ го котла заносятся в типовой паспорт, составляемый на

каждый котел.

13-2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

Основные показатели, определяемые при теплотехнических испытаниях. Теплотехниче­ ские испытания, которым подвергаются передвижные па­ ровые котлы, бывают полными и сокращенными.

Полные теплотехнические испытания (обычно опытных

и головных образцов новой серии) имеют своей целью наи­ более глубокое и всестороннее исследование тепловой ра­ боты котла. Данные, полученные при этих испытаниях,

проводимых при различных нагрузках топки, позволяют выявить основные характеристики и составить тепловой баланс котла. Сокращенные испытания передвижного па­ рового котла преследуют более узкую цель и ограничи­ ваются обычно выявлением некоторых теплотехнических

показателей и чаще всего для одного режима топки.

При полных теплотехнических испытаниях передвижно­ го парового котла определяют:

1)срок готовности котла к работе (с момента растоп­ ки до получения пара рабочего давления);

2)паропроизводительность котла (среднечасовую);

3)расход топлива (среднечасовой);

4)параметры пара (давление в котле, влажность пара

при выходе из котла, температура пара за пароперегрева­ телем) ;

5)температуру газов в топке (перед конвективными поверхностями нагрева), за котлом, водоподогревателем

19 П. И. Рябов

(пароперегревателем) и т. и., а также температуру и со­ став уходящих газов;

6)величины тяги и сопротивлений по газовому тракту;

7)температуру наружных поверхностей ограждения

котла;

8)температуру питательной воды;

9)температуру окружающего воздуха.

Зная перечисленные величины, можно определить:

к. п. д. котла и потери тепла, весовое или тепловое напря­ жение колосниковой решетки, тепловое напряжение то­ почного объема, коэффициент избытка воздуха, напряже­ ние поверхности нагрева и др. Если испытания проводи­ лись при различных нагрузках топки, то по полученным данным строят кривые, изображающие изменения паропроизводительности, к. п. д. котла -и др. в зависимости от величины расхода топлива или напряжения топочного объема.

Особенности теплотехнических испыта­

ний. Методика теплотехнических испытаний передвижно­ го парового котла в основном не отличается от методики подобных испытаний, которым подвергается стационарный паровой котел. Однако теплотехнические испытания пере­ движных паровых котлов имеют ряд особенностей.

Прежде всего теплотехнические испытания передвижно­ го парового котла должны проводиться в условиях его нормальной эксплуатации или близких к ним, с тем чтобы выявить действительные характеристики тепловой работы.

По этим соображениям демонтаж котла с передвижного

основания и установка его в лаборатории, где внешние условия отличаются от естественных, нежелательны. Прак­ тика показывает, что теплотехнические испытания котла, проведенные в отрыве от передвижной базы и пароисполь­ зующего оборудования, не могут быть признаны предста­ вительными, так как они не позволяют определить истин­ ные значения ряда взаимозависимых величин.

Вторая особенность теплотехнических испытаний пере­

движного парового котла заключается в том, что устано­ вить заданный режим работы в течение короткого време­ ни, особенно при отоплении котла дровами, не удается.

При работе передвижного парового котла на жидком то­ пливе тепловое равновесие наступает значительно раньше

и держится более устойчиво, но все же влияние указанных факторов на заданный режим велико. Следовательно, дли­ тельность опыта при теплотехнических испытаниях пере-

290

движного парового котла должна составлять не менее 3 ч,

когда топливом служат дрова и различные суррогаты, и не

менее 2 ч при жидком топливе. Замеры во время испыта­ ния должны производиться как можно чаще и во всяком случае не реже чем через 5 мин. До начала фиксирован­ ных испытаний новый котел (не бывший в эксплуатации)

должен проработать в заданном режиме не менее 2 ч. Это время используется для освоения, изучения специфиче­ ских особенностей и наладки котла, а также для проверки измерительных приборов.

Перед тем как проводить теплотехническое испытание передвижного парового котла, необходимо:

1)очистить наружные поверхности нагрева от всех за­ грязнений, а топку, колосниковую решетку и зольник— от

золы и остатков топлива;

2)проверить плотность соединений листов ограждения котла, дымовой трубы и др., через которые может подса­ сываться холодный воздух; все обнаруженные щели в этих

соединениях, а также в патрубках, через которые вставля­ ются измерительные приборы, должны быть заделаны тем

или иным способом; 3) исключить пропуск пара через предохранительные

клапаны при испытательном давлении, для чего несколько подтянуть их пружины.

Перед началом испытания нужно отметить уровень во­ ды в котле (по водоуказательному стеклу), который дол­ жен быть несколько ниже середины высоты стекла при ра­ бочем давлении в котле и полностью закрытом вентиле на

главном паропроводе. К этой отметке при тех же условиях приводят уровень воды в конце испытания.

В продолжение всего опыта нужно стремиться поддер­ живать постоянное давление пара и средний уровень воды в котле (в момент выпуска пара). При высоком уровне

вместе с паром выбрасывается значительное количество воды и паропроизводительность котла искусственно завы­ шается.

Методика измерений. Паропроизводительность

передвижного котла определяется одним из следующих способов:

1) измерение (взвешивание) питательной воды, расхо­ дуемой на испарение;

2) измерение (взвешивание) конденсата, полученного

д результате полного охлаждения пара;