Вестник МГТУ. 2015, №1.

ВестникМГТУ, том 18, № 1, 2015 г. стр. 17-19 УДК 621.182.9 А.И. Петров Оценка причин повреждений обмуровок в топках судовых паровых котлов A.I. Petrov Estimation of reasons of refractory damage in ship steam boilers’ furnaces Аннотация. Интенсивность процессов сгорания в топке парового котла оказывает значительное влияние на обмуровку. Для правильной оценки влияния сгорания необходимо знать теплофизические свойства материалов и учитывать их при выборе технологии ремонта. В статье рассматриваются некоторые экспериментальные данные с целью разработки более совершенной технологии ремонта обмуровок. Abstract. The intensity of combustion processes in the furnace of the steam boiler has a significant impact on the refractory. It is necessary to know the thermophysical properties of materials and take them into account in the choice of repair technology for proper evaluation of burning influence. In the paper some experimental data have been considered in order to develop better technology for refractory repair. Ключевые слова: обмуровка, растрескавшийся, разъедание, скалывание, огнеупорный материал, глазурь, пористый, шлак, коррозия, эрозия, тепловая нагрузка Key words: refractory, cracked, corroding, breaking off, fireproofmaterial, glaze, porous, slag, corrosion, erosion, heat load 1. Введение Многолетняя практика эксплуатации паровых котлов показывает, что разрушение обмуровочных поверхностей топок остается одной из самых распространенных причин аварий, которые сопровождаются, как правило, выходом котлов из строя и большими экономическими потерями, обусловленными простоем судна и ремонтом установки {Орехов, 1982). Характер повреждений во многом зависит от протекающих в топке физико-химических процессов, которые, в свою очередь, являются следствиями: - реально установившихся или непроизвольно изменившихся тепловых нагрузок; - сжигания топлива плохого качества (с высоким процентным содержанием во фракционном составе Na, V, Са, Mg); - эксплуатационных ошибок (неправильного выбора сопел форсунок, неудовлетворительной центровки форсунок, поддержания минимальной производительности за счет многократного гашения и розжига факела); - несовершенства технологии ремонта или нарушения условий ее выполнения, особенно при выборе материалов. Если повреждения, обусловленные неправильно выбранными режимами эксплуатации, легко устранимы, то последствия от агрессивного воздействия высоковязких сортов дешевого мазута (который в настоящее время широко используется) или выбора несовершенных технологических процессов ремонта более разрушительны и требуют значительных усилий для их устранения. 2. Причины разрушений обмуровки Принято считать, что в среднем ресурс обмуровки до ее замены составляет примерно 15 000­ 20 000 часов. Однако часты случаи, когда обмуровка выходит из строя уже через 4 000-6 000 часов, а иногда ее фурменную часть меняют и через 2-3 месяца {Залкинд, 1972; Орехов, 1982). Процесс разрушения обмуровки из-за агрессивного воздействия продуктов сгорания называется шлакоразъеданием. В этом процессе одновременно действуют взаимосвязанные эрозия и коррозия. Химический состав золы топлива и огнеупорного материала, структура огнеупора и уровень действующих температур определяют скорость развития процесса разрушения. Соединения Са, Na, V и Mg, входящие в состав шлаков на поверхности огнеупоров, растворяют вещества, содержащиеся в составе огнеупорного материала. Сначала растворяется SiC>2, который переходит в шлак, при этом соединения щелочных металлов насыщают поверхностный слой огнеупора и резко снижают температуру его плавления. Например, содержание в материале обмуровки пятиокиси ванадия и его комплексных соединений с натрием (до 80 %) снижает температуру плавления с 1600 до 700 °C {Кощеев, 2003). Очень 17