ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

СУРГУТСКИЙ ФИЛИАЛ

Факультет: Промышленная теплоэнергетика

Реферат по предмету «Введение в специальность»

Тема: «Барабан и внутребарабанные устройства»

Выполнил: Овчинников С.В.

Студент 1-го курса

гр. ЗТЭ-129

Проверил:

Сургут 2009

План:

1.Устройство и изготовление барабана.

2.Влияние технологии изготовления барабанов на их прочность.

3.Сепарационные устройства.

4.Список используемой литературы.

Устройство и изготовление барабана.

Барабан представляет собой цилиндр со сферическими днищами. Диаметр барабана выбирается из условий хорошей очистки пара. В современных котлоагрегатах большой мощности применяются барабаны с внутренним диаметром 1500 – 1800 мм. Толщина стенки барабана достаточно велика: для котлов 100 ата она составляет до 90 – 100 мм, а при сверхвысоком давлении – еще выше. Длина барабана при фронтальном расположении его несколько превышает ширину топки.

В настоящее время барабаны выполняются сварными. На специальных прессах выгибают листы, которые затем сваривают продольными и поперечными швами. Днище выполняется штампованным. В средней части днища имеется отверстие (лаз), которое во время работы котла запирается специальным затвором.

Изготовление сварных барабанов по сравнению с цельноковаными обходится значительно дешевле и с меньшей затратой металла.

Присоединение труб к барабану и коллекторам выполняется при помощи вальцовки или на сварке. В отверстие в стенке барабана вставляется труба. Далее при помощи вальцовки труба

раскатывается и плотно прижимается к образующей отверстия, имеющего по толщине одну – две кольцевые выточки. Вальцовку трубы производят из полости барабана.

В котлах высокого давления вместо вальцовочных соединений применяется сварка, что дороже, но увеличивает надежность работы.

При приварке тонкой трубы к массивному коллектору или барабану возможен пережог труб. Для устранения этого применяются промежуточные штуцера с более толстой стенкой, привариваемые непосредственно к барабану. После приварки

штуцеров для снятия термических напряжений барабан отжигается. Затем к штуцерам привариваются трубы. В котлах высокого давления штуцера мало отличаются по толщине от экранных труб.

Для уменьшения диаметра отверстия в барабане штуцера устанавливаются впритык и привариваются к наружней поверхности.

В зарубежных котлах высокого давления иногда применяют комбинированный способ крепления труб к барабану котла: вальцовку трубы с последующей обваркой. Расстройства плотности вальцовочного соединения при обварке не происходит, так как уплотняющая дорожка находится у образующей барабана. Обварка трубы позволяет обеспечить абсолютную плотность соединения.

Барабан крепится к каркасу котла на подвижных опорах, допускающих его перемещения во время нагревания.

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 большей толщины на гидравлическом прессе. У советских котлов высокого давления большинство обечаек состоит из нескольких звеньев, которые сгибают на мощных вальцах. Конечно, во всех случаях листы изгибают, нагревая их до высокой температуры.

Днища штампуют (также в нагретом состоянии) из стальной заготовки на гидравлическом прессе большой мощности.

Соединения между собой отдельных элементов барабана осуществляется при помощи электросварочных машин. Раньше сварку кромок изогнутых стальных листов производили путем

многократного наложения небольшого слоя присадочного металла. Такая операция отнимала много времени. Кроме того, для снятия возникающих при сварке внутренних напряжений требовался промежуточный нагрев барабана в печи после наложения нижней половины каждого из сварных швов. Ввиду этого изготовление барабанов еще более усложнялось и удорожалось.

В настоящее время котлостроительные заводы освоили так называемую электрошлаковую сварку, при которой звено барабана устанавливается вертикально и сварочный аппарат медленно движется вдоль шва снизу вверх. Привычная для сварщиков электрическая дуга здесь отсутствует. Действие электрического тока заключается в нагревании слоя присадочного материала (шлака), покрывающего сварной шов. При этом выделяется во много раз большее количество тепла, чем при нагреве металла электрической дугой. Столь большой подвод тепла делает возможным создание в сварном шве широкой ванны жидкого металла, ограниченной с двух сторон свариваемыми кромками

стальных листов, а с других двух сторон – медными пластинами, которые непрерывно охлаждаются проточной водой. Присадочная проволока подается особым автоматическим устройством и расплавляется под поверхностью жидкого шлака.

Движение вверх сварочного аппарата рассчитано так, что из - под

аппарата освобождается уже застывший металл. Сварочный аппарат лишь один раз перемещается вдоль шва.

Днища котельных барабанов в настоящее время изготовляют из стального листа, имеющего толщину, примерно вдвое большую, чем у обечайки. Расчет показывает, что толщину стальной заготовки можно было бы значительно уменьшить, если бы днище не было ослаблено лазовым отверстием, вокруг которого резко увеличивается напряжение в металла. Вследствие этого заготовка должна иметь в середине гораздо большую толщину и по ее краям приходится удалять значительную часть металла.

Днище можно изготовлять и из плоского листа, но тогда его среднюю часть приходится усиливать путем присоединения электросваркой дополнительного стального кольца.

При изготовлении котельных барабанов необходимо считаться с тем, что металл, из которого он выполняется, имеет не вполне однородное строение. Объясняется это условиями затвердевания жидкой стали после ее выпуска из металлургической печи. Сначала затвердевает поверхностный слой стального слитка, внутренняя же его часть остается расплавленной более длительное время. Находящиеся в стали примеси распределяются при таком остывании неравномерно по толщине слитка. После проката, когда стальной слиток принимает вид толстого листа, в нем остаются

зоны с повышенным содержанием серы, имеющие пониженную прочность.

Все котельные барабаны после изготовления подвергаются термической обработке; однако и после нее структура металла в

швах, а также вблизи швов значительно отличается от структуры

основного металла. Трещины в направленном металле возникают чаще, чем в основном металле. В сварном шве допустимо сверление лишь единичных отверстий малого диаметра, поскольку у стенок отверстий возникают тем большие дополнительные

напряжения, чем больше диаметр отверстий.

Перед изготовлением барабана качество металла проверяется отдельно у каждого стального листа. В готовом барабане при помощи рентгеновских аппаратов проверяют качество сварных швов. Однако иногда необнаруженные дефекты выявляют при монтаже или ремонте котла. Они должны немедленно полностью устраняться, поскольку разрыв стенки барабана может привести к очень большим разрушениям.

Барабаны обычно не обогреваются дымовыми газами, и температура их стенок не может быть выше температуры кипения воды в котле; поэтому для изготовления барабанов обычно применяют качественную углеродистую или слабо легированную сталь.

В СССР у первых котлов высокого давления барабаны были изготовлены из молибденовой стали марки 15М, содержащей около 0,5% молибдена. До последнего времени наиболее часто применяли сорта стали марок 22К и 16ГНМ.