Новое в конструкции подогревателей газа прямого нагрева
А.А. Асташин, ведущий конструктор
Многолетний опыт производства подогревателей газа прямого нагрева «ГПМ-ПГА» и анализ информации, поступающей от эксплуатирующих организаций, позволили выявить отдельные конструктивные недостатки, одним из которых является футеровка подогревателя из жаропрочного бетона. Основное слабое место жаропрочного бетона — это невозможность должным образом противостоять циклическим термическим напряжениям, что в процессе эксплуатации приводит к разрушению и осыпанию футеровки и, как следствие, к преждевременному ремонту подогревателя, требующему больших капитальных затрат. Кроме того изготовление такой футеровки, требует строго соблюдения технологии, компонентного состава по ГОСТ, времени и условий сушки бетона. Любое отклонение от технологического процесса или некачественные материалы существенно снижают срок службы подогревателя газа.
Эти причины заставили специалистов Завода «Газпроммаш» задуматься вопросом о замене футеровки из жаропрочного бетона на новый современный материал, который не уступал бы по своим характеристикам бетону и был бы более технологичным для футерования подогревателя газа. После проведения сравнительного анализа современных футеровочных материалов, для создания эффективной, экономически выгодной и надежной футеровки для подогревателей «ГПМ-ПГА», был опробован на вариант многослойной футеровки из керамического волокна. Основными преимуществами данного материала являются:
- малый вес;
- низкая теплопроводность и теплоемкость;
- высокое тепловое и химическое сопротивление;
- высокая устойчивость к перепадам температуры;
- отсутствие электропроводности; отличное звукопоглощение;
- хорошая обрабатываемость при монтаже.
Основу предлагаемой к применению многослойной футеровки составляет огнеупорное керамическое волокно на базе оксидов алюминия и кремния. Эти волокна очень легкие, гибкие изоляционные материалы с высокой термостойкостью, низкой теплопроводностью и с высокой химической стабильностью. Равномерная, не содержащая связующего вещества структура, образованная длинными волокнами, обеспечивает материалу хорошие технические характеристики. Одной из основных строительных форм волокнистых футеровок являются маты из керамического волокна, которые выпускаются различной толщины от 6 до 50 мм., что позволяет подобрать практически любую необходимую толщину футеровки с максимальной точностью. Теплоизоляционные маты укладываются отдельными слоями, обеспечивая совмещение стыков соседних слоев. Для крепления многослойной футеровки применяются анкеры из жаропрочной стали, которые монтируются на поверхности по определенной схеме размещения. Маты фиксируются на анкерах шайбами из жаропрочной стали. Для дополнительной защиты волокнистой футеровки от воздействия химических соединений абразивных частиц и высоких скоростей дымовых газов маты покрывают специальным составом.
Сравнительные технические характеристики керамического волокна и жаропрочного бетона приведены в таблице 1.
В настоящее время завод осваивает новую технологию способа футеровки подогревателя, с применением легковесных модульных систем (блоков) из керамического волокна. Модульные блоки представляют собой предварительно спрессованные полосы определенного размера на основе керамического волокна, которые образуют единый модуль, связанный пластиковыми лентами. Сжатие полос увеличивает плотность волокнистых матов. Результатом сжатия является также улучшения теплоизоляционных свойств новой футеровки, компенсация усадки волокон и увеличение стойкости к абразивному износу при повышенных скоростях потоков дымовых газов. Использование модульных блоков позволит исключить расходы на дополнительное покрытие теплоизоляции для предотвращения выдувания волокон и сократит трудозатраты и время на монтаж, кроме того, при необходимости ремонта футеровки подогревателя газа достаточно будет заменить только отдельные блоки, не нарушая остальной теплоизоляции.
Выводы:
Технология футерования подогревателей газа «ГПМ-ПГА» многослойной футеровкой из керамического волокна гораздо проще, чем использование жаропрочного бетона. При этом не требуется приобретения, различных компонентов, составляющих жаропрочный бетон, и нет необходимости в строительном оборудовании оснастки для формования бетона.
По теплотехническим характеристикам применение в подогревателях газа «ГПМ-ПГА» керамического волокна предпочтительнее чем жаропрочный бетон.
Имеющиеся данные по опыту применения матов из керамических волокон позволяют прогнозировать существенное увеличение срока службы подогревателей газа «ГПМ-ПГА», при использовании нового вида футеровки.
Переход на новый вид футеровки из керамического волокна может быть рекомендован с осуществлением авторского надзора за эксплуа- тацией головной партией усовершенствованных подогревателей газа.