Футерування котлів. Теплоізоляція парових труб, димаря

Футерівка – це захисний шар з вогнетривкого матеріалу, мета якого захистити огороджені поверхні (печі, котла, топки, боровів, труб) від впливу високих температур. До футерованих матеріалів відносяться: вогнетривкі блоки, цегла, мати, бетони, набивні маси.

Футурування котельного устаткування широко застосовується в енергетиці, ЖКГ, хімічній, нафтопереробній, металургійній, харчовій і інших галузях промисловості. У енергетиці об'єктами теплової ізоляції є парові котли, газові турбіни, теплообмінники, баки-акумулятори гарячої води, труби димові, труби парові. 

Футерування парових котлів, теплоізоляція труб газоходів

Теплоізоляція елементів котла забезпечує можливість проведення процесів горіння при заданих параметрах, дозволяє створити безпечні умови праці на виробництві, знижує втрати тепла. Поганий тепловий бар'єр істотно понизить віддачу калорій в теплоносій. Неабияка доля виробленої теплоти розчиниться в атмосфері з вихлопними газами. Для гарантованої і безвідмовної роботи потрібний матеріал з особливими властивостями, коли стінки теплового агрегату можуть розігріватися до багатьох сотень градусів.

Матеріали для фурерування, повинні мати наступні якості:

1. Високими теплоізоляційними властивостями і механічною міцністю при високих температурах
2. Достатньою гнучкістю в умовах значної зміни температури
3. Можливістю використання для багатошарової ізоляції

Конструктивно ізоляція котельних агрегатів виконується різними способами. У котлах старих типів роль теплової ізоляції виконувало саме обмурування, що складається з внутрішнього вогнетривкого шару (шамотної цеглини) і зовнішнього шару з червоної цеглини завтовшки до 500-750 мм. Для зменшення тепловтрат і зниження температури зовнішньої поверхні обмурування проводять модернізацію парових котлів старого типу і застосовують обмуровочные матеріали, що мають кращі теплоізоляційні властивості.

Останніми роками, за рахунок застосування сучасних теплоізоляційних матеріалів, склад обмурування абсолютно змінився як по габаритах, так і по вазі.

Сучасні котли мають великі поверхні нагріву. Стінки паливневих камер і газоходів котла складають 75-80% загальгої площі поверхні обгороджування. Щільне екранування створює потрібні температурні умови на внутрішній поверхні обмурування, де температура за екранними трубами не перевищує 400° С. Таку конструкцію обмурування сучасного потужного котла можна розглядати як газощільну ізоляцію, тісно пов'язану з конструкцією котла.

Внаслідок різкого зниження температури за екранами котла, змінилося співвідношення окремих шарів обмурування: замість товщини вогнетривкого шару 125-250 мм в старих цегляних обмуруваннях товщина вогнетривкого або жаротривкого шару в обмуруванні сучасних котлів не перевищує 50 мм, а вага вогнетривкіх матеріалів зменшилася з 80% до 40%. Але футерівка котла знаходиться у важчих умовах, оскільки температура газу при горінні досягає 700-1000° С. В таких зонах газового котла має бути передбачений вогнетривкий шар з більшою тепловою стійкістю.

Значне зменшення ваги вогнетривкіх матеріалів сприяло поширенню нових способів футерування, в яких вага повністю передається на екранні труби (натрубне футерування) або полегшений каркас (накаркасне обмурування).

Натрубне футерування виконують з шару вогнетривкого бетону або шару хромітових мас, що наносяться безпосередньо на екранні труби, шару теплової ізоляції і штукатурки.

Накаркасне обмурування виконують зі збірних щитів-панелей, що заповнюються жаротривким і теплоізоляційним бетоном або теплоізоляційними плитами, захищеними із зовнішнього боку штукатуркаю.

Сучасні виробники котельних агрегатів сьогодні пропонують використання нових вогнетривких бетонів і набивних мас для теплоізоляції, що дозволяє майже усе обмурування сучасного котла виконати монолітним без застосування вогнетривкої цегли. У складі такого обмурування відсутня металева обшивка, а замість дефіцитних шамотних матеріалів застосовуються дешеві і малодефіцитні вогнетривкі маси і бетон. Така теплоізоляція має високу міцність, оскільки екранні труби армують обмурування, а велика кількість шарів теплоізоляції і відсутність температурних швів забезпечують високу щільність.

Вибір типу теплоізоляції котла вирішується в комплексі з конструкцією трубних грат і умовами виробництва монтажних робіт. Якісно виконані роботи по облаштуванню теплоізоляції дозволять понизити втрати тепла в котлі і запобіжать перевищенню встановленої температури в приміщенні котельної, що в сукупності забезпечує підвищення ефективності котельної установки. Розробка рішень по облаштуванню ізоляції повинна здійснюватися з урахуванням типу котла і з дотриманням технічних умов, встановлених виготівником.

ІЗОЛЯЦІЯ СТІНОК КОТЕЛЬНИХ ТРУБ

Ізоляцію труб, повітропроводів і інших вузлів котельної установки належить виконувати з теплоізоляційних матеріалів і виробів, які мають високу температуростійкість і не змінюють своїх показників при тривалій дії робочих температур, мають мінімальну об'ємну вагу, низький коефіцієнт теплопровідності, достатню механічну міцність при тривалому нагріві.  Зважаючи на високі температури парових труб, димарів, потрібно укладання ізоляції два-три шари для забезпечення достатньої товщини і міцності ізоляції трубопроводу. При монтажі труб парової котельної, установці димарів, особлива увага також повинна приділятися стійкості до дії вібрації. Матеріал для теплоізоляції котельних труб повинен мати достатню пластичність і забезпечувати можливість теплового розширення конструкції. Між шарами ізоляції слід прокласти алюмінієву фольгу для стримання тепла від труби. Вогнетривкі матеріали на основі базальтової вати мають хороші теплоізоляційні характеристики, витримують дуже високі температури, а також значні перепади температур між елементами конструкції котла.

Коли утеплення котла роблять за допомогою плит базальтової або мінеральної вати, потрібно заздалегідь виготовити металевий каркас. Обрешетування, на яке кріпитимуться плити утеплювача, приварюється безпосередньо до корпусу котла. На підготовлений каркас монтується теплоізоляційний шар, який необхідно зміцнити за допомогою металевої сітки. Згори наноситься тонкий шар вапняно-шлаковий розчин.

Важливим аспектом при утепленні котла є теплоізоляція його димаря. На трубу монтуються теплоізоляційні плити мінеральної або базальтової вати, які кріпляться до димаря за допомогою стандартних кріпильних елементів або фольгірованого скотча. Згори теплоізоляційний шар закривається металевим каркасом, елементи якого з'єднуються, щоб запобігти між ними проміжків, що порушують цілісність зовнішньої обшивки термоізоляційного шару.  Згори утеплювач, який знаходиться між металевим кожухом і димохідною трубою замазується цементним розчином.

Довговічність теплоізоляції залежить від їх конструктивних особливостей і умов експлуатації, що включають місцерозташування об'єкту, що ізолюється, режим роботи устаткування, міру агресивності довкілля, інтенсивність механічних дій. Термін служби теплоізоляційного матеріалу і теплоізоляційної конструкції в цілому значною мірою визначається якістю захисного покриття.