Kazánok tűzálló bélése és szigetelése

A kazán tűzálló bélése tervezett rendszer

A kazánbélés ritkán készül egyetlen anyagból. A forró oldali rétegnek ellen kell állnia a lángsugárzásnak, az égéstermékeknek, a hamunak, a lerakódásoknak és a tisztításnak, míg a háttérszigetelő réteg a burkolat felé irányuló hőáramot szabályozza. A habarcsoknak, rögzítőelemeknek, dilatációs hézagoknak, csőfal-csatlakozásoknak, égőnyílásoknak, ajtóknak és átvezetéseknek mindkét réteggel együtt kell működniük. Egyetlen elem magasabb hőmérséklet-állóságú termékre cserélése nem oldja meg az összeférhetetlen kémiai tulajdonságokat, a nem megfelelő dilatációt, a meghibásodott rögzítéseket vagy a helytelen kiszárító felfűtést.

A tűzálló bélés védi és alakítja az égésteret, de nem része a kazán nyomástartó határolásának. A csövek, dobok, kazántest, gyűjtőcsövek, szelepek és biztonsági berendezések épségét a kazángyártó követelményei és a vonatkozó nyomástartó rendszerre előírt vizsgálati rend szerint kell értékelni. A nyomástartó részek feltételezett korrózióját, repedését vagy szivárgását tilos tűzálló javítóanyaggal elfedni.

Az anyagok feladatai a kazánbélésben

Tömör forró oldali, fugázó- és javítóanyagok

A tömör termékek ott alkalmazhatók, ahol a bélésnek meg kell őriznie alakját, és ellen kell állnia a közvetlen égési igénybevételnek vagy mechanikai kopásnak. Általában több hőt tárolnak és vezetnek, mint a szálas szigetelések, ezért magas hőmérséklet-állóságuk nem jelenti azt, hogy alacsony a hővezetési tényezőjük.

Az alkalmasságot nem kizárólag a hőmérséklet határozza meg. Hasonlítsa össze a térfogatsűrűséget, a látszólagos porozitást, a szilárdságot, a maradó lineáris méretváltozást, a hővezetési tényezőt, valamint a tényleges hamuval és lerakódásokkal szembeni ellenállást. A cirkonbevonat nem használható mozgási hézagok áthidalására, hiányzó bélésvastagság pótlására vagy nem megfelelő alapfelület elfedésére.

Rugalmas szigetelő-, tömítő- és szerelési termékek

A paplantermékek közzétett sűrűsége 128 kg/m³, a szigetelés szükséges vastagságát azonban továbbra is hőátadási számítással kell meghatározni, az adott középhőmérsékleteken érvényes hővezetési adatok alapján. A számításba minden bélésréteget, hézagot, fém rögzítőelemet, a burkolatot, a környezeti feltételeket és a megengedett külső felületi hőmérsékletet is be kell vonni. A paplan maximális hőmérséklete nem jelzi előre a burkolat hőmérsékletét.

A ragasztó és a merevítő kiegészítő termékek, nem helyettesítik a méretezett rögzítőelemeket vagy a tartós tűzálló forró oldali réteget. A szálas felület merevítése nem teszi azt alkalmassá közvetlen lánghatásra, erős részecske-erózióra vagy szerkezeti terhelésre. A négyzet keresztmetszetű üvegszálas tömítőzsinór határhőmérséklete 550 °C; nem választható ennél forróbb helyre pusztán azért, mert a kategória más termékei magasabb hőmérsékletre alkalmasak.

Anyagválasztás kazántípus szerint

Köpenyes és füstcsöves kazánok

Tűzálló bélés lehet az égőtorkoknál, a tűztér homlokfalánál, a fordítókamrákban, az ajtóknál és a füstgázjáratok átmeneteinél. A javítás során meg kell őrizni a hozzáférést, a csővégek körüli hézagokat, a dilatációt és az eredeti égéstér-geometriát. Az új tűzálló bélés mögötti lezárás előtt ellenőrizze a szomszédos csőfalakat, merevített területeket és kazántestfelületeket. Egy helyi béléshiba a láng helytelen beállításának, gázszivárgásnak vagy a fém és tűzálló anyag csatlakozásánál fellépő mozgásnak a látható következménye is lehet.

Vízcsöves kazánok

A vízcsöves kazánoknál tűzálló anyag alkalmazható az égőtorkoknál, a tűztér sarkaiban, a gyűjtőcsöveknél, a padlón, az ellenőrzőnyílásoknál és a membránfalakkal nem teljesen árnyékolt területeken. A csövek mozgása és az eltérő hőtágulás alapvető fontosságú. A tervezett hézagokat nem szabad mereven áthidalni, és a kazán tervezőjének részletes előírása nélkül nem szabad javítóanyagot felvinni a nyomástartó részekre. A nagy sebességű gáz és a pernye a védett háttérszigetelésnél kopásállóbb forró oldali réteget tehet szükségessé.

Biomassza- és fahulladék-tüzelésű kazánok

A tüzelőanyag nedvességtartalma, szemcsemérete, kéregtartalma, szennyezettsége és az égésszabályozás befolyásolja a tűztér hőmérsékletét és a lerakódások kialakulását. A biomasszahamu lúgokat, kloridokat és más összetevőket tartalmazhat, amelyek elősegítik a salakképződést, az üvegesedést vagy a tűzálló bélés kémiai átitatódását. A rostélyok, tüzelőanyag-bevezetési zónák, tűzhelyfelületek és hamueltávolító területek mechanikai kopásnak is ki vannak téve. A kiválasztást ne csupán a hőmérsékleti besorolásra, hanem a tüzelőanyag- és hamuelemzésre, az üzemeltetési előzményekre és a meghibásodott bélés vizsgálatára alapozza.

Olaj- és gáztüzelésű kazánok égőzónái

Az égő környezetét koncentrált sugárzó hő és nagy helyi gázsebesség terheli. Az önthető vagy formázott tűzálló anyagnak meg kell őriznie az égő és a kazán gyártója által előírt geometriát és hézagokat. Az égőtorok megváltozott profilja zavarhatja a láng alakját, a recirkulációt és a hőeloszlást. Az ismétlődő repedéseket vagy túlmelegedési nyomokat az égő üzembe helyezési adatai alapján kell kivizsgálni; a magasabb hőmérsékletre alkalmas tűzálló anyag nem javítja ki a helytelenül beállított vagy a felületre csapódó lángot.

Szilárd tüzelésű és háztartási kazánok javítása

A formázható samottmassza és a kompatibilis habarcs kisebb javításokhoz használható, ha ezt a készülék gyártója engedélyezi, és a megmaradó bélés ép. Általános tűzálló anyagokkal tilos megváltoztatni az égési levegő járatait, a tűztér méreteit, a terelőelemeket vagy a hézagokat. A modern kondenzációs kazánok és a gyártóspecifikus égési rendszerek általában típusspecifikus alkatrészeket és szervizeljárásokat igényelnek a helyszínen felhordott tűzálló anyagok helyett.

Anyagválasztás kazánzóna szerint

Hőmérséklet, tüzelőanyag- és hamukémia

Ne egyetlen kazánbeállításra támaszkodjon, hanem több hőmérsékletet rögzítsen: az égéstermék hőmérsékletét, a forró oldali réteg helyi hőmérsékletét, az egyes bélésrétegek határfelületi hőmérsékletét és a külső burkolat hőmérsékletét. A láng felőli felületen olyan helyi csúcsértékek alakulhatnak ki, amelyeket a gázáramban elhelyezett érzékelő nem jelez. Ugyanakkor az 1600 °C-os vagy 1700 °C-os tűzállósági besorolás nem jelenti azt, hogy a kazánt ilyen hőmérsékleten történő üzemelésre tervezték vagy engedélyezték.

A hamu kémiai összetétele ugyanolyan fontos lehet, mint a csúcshőmérséklet. A lúgok, kloridok, kénvegyületek, vanádiumtartalmú olajhamu és az alacsony olvadáspontú lerakódások reakcióba léphetnek a béléssel vagy behatolhatnak abba. Indításkor, leállításkor vagy nem megfelelő égés esetén oxidáló és redukáló körülmények válthatják egymást. Kérje be a tervezett tűzálló anyag aktuális műszaki adatait, és nagy igénybevételű ipari alkalmazásoknál vesse össze azokat a tüzelőanyag, hamu, lerakódás vagy meghibásodott anyag laboratóriumi elemzésével.

A későbbi füstgázjáratok hűvösebbek lehetnek, de kémiailag súlyosabb igénybevételnek lehetnek kitéve, ha a fém vagy a bélés hőmérséklete a savas vagy vízgőz-harmatpont alá esik. A száraz tűztérben megfelelő anyag nem feltétlenül alkalmas nedves, savas kondenzátumhoz. Minden egyes helyen külön határozza meg a hőmérsékletet és a kémiai környezetet, ahelyett hogy egyetlen anyagot alkalmazna a teljes füstgázútban.

Rögzítések, dilatáció és bélésvastagság

A rögzítéseket a bélésvastagság, az anyagsűrűség, a hőmérséklet-gradiens, az ötvözet üzemi hőmérséklete, a kiosztás, a tájolás és a várható mozgás alapján kell megtervezni. Bontás után vizsgálja meg a megmaradó rögzítéseket; a rejtett oxidáció, deformáció vagy hegesztési hiba egy egyébként megfelelő javítást is veszélyessé tehet. A szálasanyag-ragasztó nem helyettesíti a mechanikai rögzítést ott, ahol rögzítőelemekre van szükség.

Az eredeti terv vagy a mérnökileg kidolgozott javítási részlet szerint alakítsa ki a dilatációs hézagokat és összenyomható csatlakozásokat. A habarccsal kitöltött dilatációs hézagok, a túlzottan összenyomott tömítőzsinór és a mozgó cső- vagy burkolatcsatlakozásokat áthidaló merev javítások feszültséget adhatnak át, ami repedést vagy elmozdulást okozhat. Őrizze meg az égők, érzékelők, ellenőrzőnyílások és a csövek tágulásához szükséges hézagokat.

Beépítés, kötés és szabályozott kiszárító felfűtés

Távolítsa el a laza anyagot egészen az ép tűzálló rétegig, és állapítsa meg, hogy a sérülés helyi jellegű-e, vagy kiterjedtebb meghibásodás része. Bontás előtt rögzítse a bélésrétegeket, méreteket, rögzítéseket, hézagokat és nyílásokat. Az alapfelületeket, zsaluzatot és a nyomástartó részek védelmét a jóváhagyott technológiai utasítás szerint készítse elő.

Önthető tűzálló anyagnál pontosan mérje ki a tiszta vizet, tiszta berendezéssel keverjen, a bedolgozási időn belül helyezze be az anyagot, és szétosztályozódás nélkül tömörítse. A túl sok víz növelheti a porozitást, a zsugorodást és az eltávolítandó nedvesség mennyiségét. A téglahabarcsokat az előírt fugavastagságban kell használni; nem alkalmasak nagyobb üregek kitöltésére. A formázható tűzálló masszát módszeresen kell beépíteni vagy bedöngölni az ép, megfelelően előkészített alapfelületre.

A kötés és a kiszárító felfűtés két különálló szakasz. A kémiai kötésű anyagnak először el kell érnie a tervezett kötést, majd fokozatosan el kell távolítani belőle a szabad és kötött nedvességet. A gyors felfűtés belső gőznyomást, repedést vagy robbanásszerű leválást okozhat. Az ütemtervet a termékutasítások, a javítás vastagsága, a teljes víztartalmú térfogat, a bélés kialakítása, a szellőzés és a kazángyártó indítási korlátozásai alapján kell meghatározni. A szobahőmérsékleten előírt száradási idő letelte nem engedélyezi az azonnali teljes terhelésű felfűtést.

Ellenőrzés és karbantartás

• Kövesse nyomon a burkolat hőmérsékletét: azonos terhelési és környezeti feltételek mellett hasonlítsa össze a mért értékeket, és vizsgálja ki az új vagy növekvő forró pontokat.
• Vizsgálja meg a forró oldali réteget: térképezze fel a nyitott fugákat, elmozdult téglákat, repedéseket, leválásokat, üvegesedést, kémiai behatolást és keresztmetszetvesztést.
• Ellenőrizze az égőkörnyéki területeket: keresse a láng közvetlen ráhatásának, az erodálódott égőtorkoknak, a megváltozott geometriának és a nyílások körüli hőkárosodásnak a jeleit.
• Értékelje a rögzítéseket és csatlakozásokat: a szabaddá vált, deformálódott vagy korrodált rögzítések, valamint a fémcsatlakozásoknál visszatérő repedések mélyebb meghibásodásra utalhatnak.
• Vizsgálja meg a tömítéseket: cserélje ki a megkeményedett, kirojtosodott, maradandóan összenyomódott vagy az előírt zárást már nem biztosító zsinórtömítést.
• A nyomástartó részeket külön ellenőrizze: a tűzálló bélés állapota nem igazolja a csövek, dobok, kazántest, gyűjtőcsövek vagy biztonsági berendezések épségét.
• Dokumentálja a munkát: őrizze meg a termék gyártási tételére, helyére, vastagságára, vízadagolására, beépítésére, kötésére, kiszárító felfűtésére és az indítás utáni ellenőrzésre vonatkozó adatokat.

A kisebb, stabil repedések nem mindig igényelnek azonnali cserét, míg egy mozgással, forró gázok beszivárgásával vagy rögzítési hibával összefüggő keskeny repedés jelentős lehet. Értékelje a helyét, mélységét, szélességét, időbeli változását és a forró oldali réteg mögötti állapotot. Ismétlődő meghibásodás esetén az egymást követő felületi foltozások helyett gyökérokelemzésre van szükség.

Nyomástartó rendszerek és karbantartási biztonság

A Nagy-Britanniában munkahelyen használt kazánok esetében a vonatkozó nyomástartó rendszerekhez biztonságos üzemi határértékeket és megfelelő írásos vizsgálati programot kell meghatározni a Pressure Systems Safety Regulations 2000 előírásai szerint. A jogszabályi vizsgálat nem helyettesíti a rendszeres karbantartást, a tűzálló bélés karbantartása pedig nem helyettesíti a nyomástartó rendszer vizsgálatát. A munkát szükség szerint össze kell hangolni a kazán tulajdonosával vagy használójával, az illetékes szakemberrel és a berendezés gyártójával.

Belépés vagy bontás előtt válassza le és biztosítsa a tüzelőanyag-, elektromos, mechanikai, gőz-, forróvíz- és nyomási energiaforrásokat. Jóváhagyott biztonságos munkarend szerint hűtse le, ürítse le és szellőztesse ki a berendezést, valamint állapítsa meg, szükség van-e zárt térre vonatkozó óvintézkedésekre és légkörvizsgálatra. A biomassza-tárolók külön szén-monoxid- és oxigénhiány-veszélyt jelenthetnek.

A tűzálló és szálas termékek vágása, keverése, szórása, seprése vagy eltávolítása előtt tekintse át az aktuális biztonsági adatlapokat, és végezzen feladatspecifikus COSHH-kockázatértékelést. Alkalmazzon megfelelő porlekötést vagy elszívást, valamint az előírt légzés-, szem- és bőrvédelmet. A régebbi kazánokban és kazánházakban azbeszttartalmú szigetelés, zsinór, tömítés, csőszigetelés vagy lap lehet; a meglévő anyagok megbontása előtt tisztázza az azbeszt jelenlétét.

Gyakran ismételt kérdések

Milyen tűzálló anyagot használnak kazánokban?

A kazánok forró oldali rétegében tömör samott téglák vagy önthető tűzálló anyagok, a téglafugákban kompatibilis habarcs, meghatározott javításokhoz formázható tűzálló massza, a forró oldali réteg mögött pedig szigetelésre vagy mozgások felvételére szálas anyagok használhatók. A megfelelő kombináció a kazán kialakításától és az adott zónától függ.

Samott téglát vagy önthető tűzálló betont használjak a kazánban?

A téglazat szabályozott méretű elemeket és fugákat biztosít, továbbá helyileg cserélhető. Az önthető anyag monolit formákat képez az égők, ajtók és összetett csatlakozások körül, de megfelelő rögzítést, pontos keverést, kötést és kiszárító felfűtést igényel. Sok kazánbélés mindkettőt alkalmazza.

Szigetelőanyag az 1600-as minőségű önthető tűzálló beton?

Ez egy tömör tűzálló beton, amelyet forró oldali és szerkezeti bélésfeladatokra terveztek. Az 1600 °C-os besorolás nem teszi egyenértékűvé a kis sűrűségű szálas szigeteléssel. A szigetelőréteg tervezéséhez mért vagy közzétett hővezetési adatokat használjon.

Használhatom mindenütt a legmagasabb hőmérsékletre alkalmas terméket?

Nem. A magasabb hőmérsékleti besorolás nem garantálja a szükséges hővezetési tényezőt, hősokkállóságot, kopásállóságot, hamukompatibilitást vagy mozgásfelvevő képességet. Minden zónát a tényleges igénybevétel és mechanikai feladat alapján kell specifikálni.

Mi a különbség az 1200 °C-os, 1260 °C-os és 1430 °C-os szálpaplanok között?

Ezek különböző szálminőségek, eltérő közzétett maximális hőmérsékletekkel. A kiválasztásnál figyelembe kell venni a tervezett folyamatos üzemhez tartozó zsugorodási, hővezetési, sűrűségi, osztályozási és kezelési adatokat is. Ne kizárólag a kiemelt hőmérsékleti érték alapján válasszon.

Érheti közvetlenül a kazán lángja a kerámiaszál-paplant?

Csak akkor, ha a teljes kialakítás igazoltan megfelel a helyi hőmérsékletnek, lángképnek, gázsebességnek, kémiai környezetnek és rögzítési rendszernek. A védett háttérszigetelésként sikeresen alkalmazott rugalmas paplan megtámasztás nélküli forró oldali rétegként erodálódhat vagy összezsugorodhat.

Mire használható a kerámiaszál-merevítő?

Megkeményíti a kompatibilis kerámiaszálas anyag külső felületét, és mérsékelheti a kisebb felületi eróziót. Nem alakítja a paplant szerkezeti tűzálló anyaggá, és nem teszi alkalmassá erős közvetlen égőhatásra. Közzétett határhőmérséklete 1000 °C.

Helyettesítheti a kerámiaszál-ragasztó a kazánbélés rögzítőelemeit?

Nem, ha a kialakítás mechanikai megtartást igényel. A ragasztó egy előírt ragasztási megoldás része lehet, de a bélés terheit a megfelelő típusú, ötvözetű, kiosztású és szakszerűen beépített rögzítőelemeknek kell viselniük, a hőmérséklet és a mozgások figyelembevételével.

Használható négyzet keresztmetszetű üvegszálas tömítőzsinór kazánajtó tömítésére?

Alkalmas lehet, ha a szükséges keresztmetszet, összenyomás, zárási kialakítás és igénybevétel az 550 °C-os határértéken belül marad. Ellenőrizze a kazángyártó által előírt tömítésprofilt, és megfelelő igazolás nélkül ne használja forróbb vagy közvetlen lánghatásnak kitett helyen.

Milyen tűzálló habarcsot kell használni samott téglákhoz?

A habarcsot a tégla kémiai összetételéhez, hőmérsékletéhez, kötési módjához és az előírt fugavastagsághoz kell igazítani. A Silcas A és a Vitset 45 eltérő közzétett hőmérsékleti besorolással rendelkezik, és különböző feladatokra lehet alkalmas. A habarcs fugázóanyag, nem helyettesíti a hiányzó téglavastagságot.

Javítható a repedt kazánbélés formázható tűzálló masszával?

Egy meghatározott terület javítható vele, ha a megmaradó tűzálló anyag, a rögzítések és az alapfelület épek. Távolítsa el a laza anyagot, állapítsa meg a hiba okát, és kövesse az előírt előkészítési, tömörítési és felfűtési eljárást. Sérült nyomástartó részeket tilos foltozással elfedni.

Miért reped meg a kazán tűzálló bélése?

Az okok közé tartozhatnak a hőciklusok, a gátolt hőtágulás, a túl sok beépítési víz, a túl gyors kiszárító felfűtés, a meghibásodott rögzítések, a láng közvetlen ráhatása, a vegyi korrózió, a rezgés és a fémcsatlakozásoknál fellépő mozgás. A repedés szélessége önmagában nem határozza meg az okot vagy a szükséges javítást.

Miért van szükség kiszárító felfűtési ütemtervre?

Az önthető anyagok és habarcsok beépítési nedvességet tartanak vissza. Túl gyors felfűtéskor a gőznyomás megrepesztheti a bélést, vagy robbanásszerű leválást okozhat. A kiszárításnak figyelembe kell vennie a terméket, a vastagságot, a javítás teljes térfogatát, a szellőzést és a kazán indítási korlátozásait.

Mi okozza a kazánburkolaton kialakuló forró pontot?

Lehetséges ok a hiányzó vagy összenyomódott szigetelés, a nyitott fuga, a repedt tűzálló bélés, a meghibásodott rögzítés, a forró gáz beszivárgása vagy a láng közvetlen ráhatása. A javítás kiválasztása előtt hasonlítsa össze a hőmérsékleteket hasonló terhelés mellett, vizsgálja meg a bélést, és ellenőrizze az égési rendszert.

Más tűzálló bélésre van szükség a biomassza-kazánokban?

Szükség lehet rá. A biomasszahamu lúgokat és kloridokat tartalmazhat, a tüzelőanyag változó tulajdonságai pedig befolyásolják a hőmérsékletet, a salakképződést és a lerakódásokat. A rostélyok és a hamukezelés további mechanikai kopást okoznak. A tényleges igénybevételt tüzelőanyag- és hamuelemzés, valamint az üzemeltetési előzmények alapján határozza meg.

Megelőzheti a tűzálló bevonat a kazánkorrózió minden formáját?

Nem. A bevonat teljesítménye az alapfelülettől, a felhordástól, a hőmérséklettől és az adott kémiai környezettől függ. A cirkonbevonat nem védi a nem látható nyomástartó részeket, nem ellensúlyozza a savas kondenzációt, és megfelelő alátámasztó bizonyíték nélkül nem állítja helyre a szerkezetileg hibás bélést.

A tűzálló bélés javítása megfelelteti a kazánt a nyomástartó rendszerekre vonatkozó jogszabályoknak?

Nem. A tűzálló bélés karbantartása és a nyomástartó rendszer megfelelősége külön követelmény. A munkahelyen használt, szabályozás alá tartozó kazánhoz meghatározott biztonságos üzemi határértékek és megfelelő írásos program szerinti vizsgálat szükséges a rendszeres karbantartás és biztonságos üzemeltetés mellett.

Milyen adatok szükségesek a kazánbélés specifikálásához?

Adja meg a kazán gyártóját és típusát, a kazán kialakítását, a tüzelőanyag- és hamuelemzést, a rajzokat, az üzemi és rendellenes hőmérsékleteket, az égő adatait, a gázsebességet, a meglévő bélés rétegrendjét, a sérüléstérképet, a rögzítések állapotát, a burkolat célhőmérsékletét, a rendelkezésre álló leállási időt, valamint a szükséges kötési és kiszárító felfűtési feltételeket.