§ 62. Монтаж паровых котлов и теплообменных аппаратов

Главные судовые водотрубные котлы, наиболее широко применяемые на современных судах, вследствие большого веса и габаритов поставляют с завода-изготовителя на судостроительный завод не в полном сборе, а со снятыми отдельными узлами и деталями. Поэтому монтаж таких котлов включает в себя не только их установку и закрепление на судовом фундаменте, но и ряд операций окончательной сборки на судне. Вспомогательные котлы обычно поступают на судно в собранном виде, их закрепление на фундаменте является простой операцией, поэтому монтаж таких котлов будет рассмотрен как разновидность монтажа теплообменных аппаратов.

Монтаж главных водотрубных котлов. Монтаж главных судовых котлов производят тремя основными способами: на пригоняемых вручную монтажных плитах, на переходных частях и на переходных рамах. Первый способ — наиболее старый и трудоемкий. Сущность его заключается в следующем. Фундамент под водотрубный котел, имеющий сложную конфигурацию коробчатой формы, тщательно выверяют до диаметральной плоскости судна и по осям водяных коллекторов, указанных в чертеже. При этом отклонения от положения фундамента, предусмотренного чертежом, допускаются ± 2 мм, а по ширине ±5мм. К выверенному фундаменту 3 (рис. 154) после его приварки к набору корпуса судна приваривают монтажные плиты 1 толщиной 15—20 мм, которые подгоняют под линейку с точностью до 0,1 мм.

До погрузки котла на судно с нижней части его опор 2, пригнанных в цехе к водяным коллекторам 4, снимается шаблон, по которому сверлят маломерные отверстия для крепления опор к фундаменту. После погрузки котел выравнивают на фундаменте 3 при помощи домкратов, совмещая отверстия в опорах 2 котла с отверстиями в монтажной плите 1, развертывают отверстия и закрепляют нижнюю часть котла при помощи болтов 7. Учитывая тепловые деформации котла при работе, часть его опор делают неподвижными, а остальные — подвижными. Неподвижная опора (уз. А, рис. 154) крепится жестко к монтажной плите при помощи призонных болтов, а подвижная (уз. Б) удерживается прижимными планками б, позволяющими опоре котла перемещаться в продольном и поперечном направлениях. Для лучшего перемещения к нижней части опоры крепят латунную планку 5 толщиной 8—10 мм, что способствует уменьшению трения.

Рис. 154. Фундамент для судового водотрубного котла.

Если котел монтируется на четырех опорах (рис. 155, а), то неподвижной делают одну из опор 1 со стороны переднего фронта котла, а при шести опорах (рис. 155,6)—две средние опоры 2, расположенные симметрично. Существуют и другие конструкции котельных опор: со свободно лежащим коллектором на концевых опорах, с овальными отверстиями для болтов и т. д. Но все они требуют тщательной слесарной пригонки монтажной плиты, что является трудоемкой операцией, связанной с большим количеством замеров контакта пригоняемых поверхностей и поднятий котла на домкратах.

Рис. 155. Расположение подвижных опор водотрубного котла.

Трудоемкость работ по монтажу котла значительно сокращается с применением способа установки его на переходных частях фундаментов. В этом случае сборку котла ведут в цехе на сборочном приспособлении, на котором опоры 1 котла закрепляют окончательно при помощи прижимных планок 2 на заранее обработанной плите 6 переходной части 3 (рис.156). Стенки переходной части делают с припуском по высоте на 20—30 мм. После погрузки котла вместе с переходными частями на судно и выверки его положения с помощью домкратов 5 переходные части размечают рейсмусом по фундаменту 4, обрезают (газовой резкой) припуск и окончательно приваривают их к фундаменту. Перед сваркой проверяют зазор между кромкой переходной части и судовым фундаментом: он не должен превышать 2 мм. Для удержания переходной части в определенном положении во время сварки применяют распорные домкраты, которые после сварки удаляют.

Рис. 156. Переходная часть водотрубного котла.

Более совершенным является способ монтажа водотрубного котла на переходных рамах. После обработки верхних опорных поверхностей рамы 1 (рис. 157) на станке на ней в цехе полностью монтируют котел, вплоть до кирпичной кладки, изоляции и обшивки, и затем грузят вместе с рамой на судно. Переходную раму после выравнивания котла с помощью домкратов крепят болтами к судовому фундаменту 2. Отверстия для болтов сверлят в фундаменте по шаблону, снятому с опорной поверхности рамы.

Рис. 157. Переходная рама водотрубного котла.

Применение переходной рамы сокращает трудоемкость монтажа котла в несколько раз, улучшает условия труда рабочих и упрощает процесс монтажа. Кроме того, переходные рамы значительно повышают жесткость котла при монтаже, что гарантирует сохранение его водонепроницаемости и качества цеховой сборки.

Единственным недостатком последних двух способов является го, что котел приходится устанавливать несколько выше, чем при монтаже на плитах.

Закрепив нижнюю часть котла на судовом фундаменте любым из трех способом, приступают к выполнению следующих работ: монтажа поддона котла, его обшивки и кирпичной кладки (если она не выполнена при сборке котла в цехе), монтажа верхних креплений котла, монтажа арматуры котла и проводов к ней. Монтаж поддона выполняют, если из-за особенностей конструкции его невозможно осуществить в цехе. В этом случае между боковыми стенками труб фундамента монтируют сварной жесткий каркас из швеллерных балок, имеющий возможность теплового расширения. К этому каркасу крепят болтами через эллиптические отверстия подколлекторные листы, листы наружной и внутренней обшивок. Внутренние поверхности топочного пространства котла (поддон, передний и задний фронты) закрывают листами асбокартона толщиной 10 мм, облицовывают огнеупорным шамотным кирпичом высокого качества и обмазывают его шамотной глиной. Такие работы в последний период монтажных работ на судне крайне нежелательны, но они являются в некоторых случаях вынужденными из-за недостаточной жесткости котла, а иногда и недостаточной грузоподъемности крановых средств. Применение переходных рам и полная сборка на них котла в цехе позволяют избежать монтажа кирпичной кладки котла на судне.

Верхние крепления котла (рис. 158) предназначены для повышения прочности при воздействии эксплуатационных и аварийных нагрузок. Наиболее распространены крепления с помощью кронштейна (рис. 158, а) и с помощью растяжек (рис. 158,6). В первом случае крепление кронштейна 3 осуществляется посредством монтажной плиты 5 (или без нее), закрепляемой болтами к специальному фундаменту 4. Зазор между штырем 2 и эллиптическим отверстием в обухе 1 выдерживают по чертежу, вводя стальные мерные пластины перед приваркой обуха к паровому коллектору котла. Во втором случае пригонку обухов 3 производят в период предварительной сборки. При установке растяжек 1 отверстия в обухах 3 размечают по месту, при этом расстояния от центров отверстий до края растяжки должны быть не меньше, чем диаметр отверстия для штыря 4. Необходимый натяг растяжек с учетом теплового расширения котла создается при помощи талрепов 2, имеющих правую и левую резьбы.

Рис. 158. Верхние крепления водотрубного котла.

Арматуру котла обычно монтируют при сборке котла на заводе-изготовителе. Но иногда, исходя из условий транспортировки или погрузки на судно, монтаж арматуры приходится выполнять после закрепления котла на судовом фундаменте. Перед установкой арматуры производят ее расконсервацию. Устанавливают арматуру в соответствии со сборочным чертежом особенно тщательно, чтобы обеспечить сохранение водонепроницаемости котла в период эксплуатации. Особое внимание обращают на качество, уплотнительных прокладок, правильное положение шпилек и обжатие гаек. Затягивание гаек должно производиться в последовательности крест-накрест ключом с регулируемым моментом на рычаге.

Для дистанционного управления арматурой котла предусмотрены валиковые и тросиковые приводы, аналогичные приводам судовой арматуры и с такими же техническими требованиями на монтаж.

Завершающая операция монтажа котла — монтаж систем автоматического регулирования, который состоит из трех основных этапов, выполняемых в соответствии с техническими требованиями:
—       установка и закрепление аппаратуры на соответствующих крепежных площадках, при этом автоматику главных котлов устанавливают на специальных фундаментах вне котлов, а автоматику вспомогательных котлов — непосредственно на котлах;
—       наладка системы регулирования на действующем котле; проверка работы системы при испытании котла в действии и сдача заказчику всей установки.

Завершив монтаж котла, его готовят к гидравлическим испытаниям. Для этого проверяют проходимость котельных труб, т. е. отсутствие в них каких-либо посторонних предметов (пакля, тряпки, болты и т. д.), бросанием в каждую трубу стального шарика диаметром на 2— 3 мм меньше внутреннего диаметра трубы. Аналогичным способом проверяют проходимость труб пароперегревателя, но в этом случае шарик прогоняется через каждую петлю сжатым воздухом. Проверка проходимости труб — ответственная операция; она проводится обязательно в присутствии мастера ОТК или представителя заказчика.

После такой проверки котел испытывают гидравлическим давлением, равным 1,25 рабочего давления. Перед испытанием все клапаны и краны котла закрывают, кроме двух: одного — для выпуска воздуха из котла, другого —для присоединения гидравлического насоса. Заполнив котел водой, поднимают давление постепенно в течение 5—10 мин, выдерживают котел под пробным давлением около 10 мин, наблюдая за манометром, а также за всеми уплотнениями и возможными местами пропуска воды. Исправление обнаруженных дефектов производят только после снятия давления или полного удаления воды из котла, а затем повторяют испытание.

Кроме гидравлических испытаний, котел проверяют также паровой пробой, т. е. постепенной разводкой котла до получения рабочего давления пара. Паровую пробу стараются производить непосредственно перед швартовными испытаниями, чтобы не держать длительное время котел заполненным водой.

Монтаж теплообменных аппаратов и вспомогательных котлов. Монтаж маслоохладителей, водо- и топливоподогревателей, испарителей и других аппаратов, не имеющих движущихся частей, заключается в установке на заранее обработанную опорную поверхность фундамента. Качество обработки поверхности проверяют щупом по линейке. После погрузки теплообменный аппарат устанавливают и выравнивают на фундаменте, проверяют щупом качество сопряжения опорных поверхностей, размечают и сверлят отверстия для крепежных болтов, а затем закрепляют аппарат.

С опорной поверхности крупногабаритных теплообменных аппаратов и вспомогательных котлов в цехе снимают шаблон, по которому сверлят отверстия в фундаменте. Затем аппарат грузят на судно, выравнивают опорные поверхности и закрепляют его на фундаменте с помощью болтов. Иногда перед закреплением между опорными поверхностями фундамента и теплообменного аппарата прокладывают слой асботкани или парусины, пропитанной суриком. Дополнительным креплением некоторых теплообменных аппаратов на судовом фундаменте служат охватывающие их накидные хомуты, закрепляемые нижним концом к полкам фундамента.