Kazánok
2., javított kiadás
5.7. Falazatok, hőszigetelések
-
A minden esetben tűzálló téglából készült belső réteg feladata a láng terelése, a nagy hőmérsékletnek, vegyi és koptató hatásoknak történő ellenállás, a falhőmérsékletnek a hőszigetelő réteg megengedett alkalmazási hőmérséklete alá csökkentése. Erre a célra tűzálló (≥17 SK1, >1500 °C), illetve erősen tűzálló (≥37 SK, >1830 °C) anyagokat alkalmaznak (5.38. táblázat). A falazatot érő hatások lényegesen eltérőek attól függően, hogy a falazat a kazán melyik részén helyezkedik el. A tüzelőanyag feladásánál elsősorban a koptató hatással, gyakori hőmérséklet-ingadozásokkal, az égési zónában nagy hőmérséklettel, az esetlegesen falra tapadó tüzelési maradványok vegyi hatásaival, a füstgázjáratokban az égéstermékek alkotóinak korróziós hatásával kell számolni. Ezek a hatások a tüzelőanyagoktól függően változhatnak. A leggyakrabban alkalmazott, jó hőingadozás-tűrőképességű samott a legtöbb tüzelőanyagnak megfelel, de nagyobb koptató igénybevétel esetén korund, erősen lúgos tüzelési maradványok esetén magnezit, szeméttüzelés esetén szilícium-karbid alkalmazására van szükség [5.34], [5.41]. Különleges (például hulladék-, lúgtüzelésű, vegyipari hőhasznosító stb.) kazánoknál a gyakorlatban bevált, tűzállóanyag gyártók által ajánlott anyagokat kell beépíteni. Korábban a tűzálló falazat készítésére általában idomtéglákat alkalmaztak (régi kazánok felújításánál esetenként ezek pótlása is szükséges), ma általános a kisméretű falazótégláknak megfelelő méretű tűzálló téglák felhasználása. Amennyiben a várható szilárdsági igénybevétel alacsony (mennyezeteknél, tűztérfenék-takarásoknál, visszaszívó aknáknál stb.), az úgynevezett könnyű anyagok is felhasználhatók. A falazat egyes rétegeinek eltérő felmelegedéséből adódó hőtágulást lehetővé kell tenni, ezért vízszintesen 1,5–2 méterenként, függőlegesen legalább 3 méterenként tágulási hézagokat kell készíteni [5.34]. A tágulási hézagokat a várható hőmérsékletnek megfelelően ásványgyapot, alumínium-szilikát vattával, filccel tömíteni kell. Olyan esetben, amikor a falazat állékonyságát a három réteg együttműködése nem biztosítja – különösen a felfűtésnél, lehűlésnél bekövetkező lényegesen eltérő hőtágulás következtében – a tűzálló réteget az eltérő hőtágulásból adódó elmozdulást lehetővé tevő, megfelelő távolságokra elhelyezett, a várható hőmérsékleten még kellő szilárdságú, az előforduló füstgáz korróziós hatásának ellenálló anyagból készített tartó-, kihorgonyzó vasalással kell a teherbíró réteghez kapcsolni. Erre a célra 350 °C hőmérsékletig betonvas, öntöttvas, 560 °C hőmérsékletig melegszilárd acélöntvény, efelett hőálló acél, acélöntvény alkalmazása jöhet szóba [5.34].
-
A hőszigetelő réteg feladata a hőmérséklet külső, teherbíró réteg szilárdsági tulajdonságainak megfelelő értékre csökkentése, a hőveszteség minimalizálása. Ennek a jó hőszigetelő tulajdonságú anyagféleségek (kovaföld, kalciumszilikát, perlitbeton, 5.39. táblázat) felelnek meg. Ezen anyagok teherbíró képessége kicsi, így az erőhatások közvetítésében alig vesznek részt. Tartó-, kihorgonyzó vasalással épített tűzálló falazatok esetén gyakori a levegő mint szigetelőréteg alkalmazása is, amely a tartógerendák, vasalás hűtését is biztosíthatja.
-
A teherbíró réteg feladata a tűzálló, hőszigetelő rétegek megtámasztása, állékonyságuk biztosítása és a konstrukciós kialakításból adódó terhelések alapozásba vezetése, valamint a légtömörség biztosítása. Utóbbira a 6. fejezetben térünk ki részletesebben. Leggyakrabban hagyományos kisméretű tömör téglából, esetenként (régebbi kazánok felújításánál) klinkertéglából készül.
|
|
Alkalmazási hőmérséklet
|
SK
|
(1000 °C-nál)
|
Nyomó-szilárdság
|
||
|
|
°C
|
|
kg/m3
|
W/mK
|
N/mm2
|
10–6/°C
|
|
Téglák, idomdarabok
|
||||||
|
Samott
|
1100–1350
|
28–34
|
1800–2200
|
1,2–1,4
|
10–50
|
4–6
|
|
Korund
|
1600–1850
|
38–41
|
2950–3200
|
2,0–3,5
|
>50–70
|
6–9
|
|
Szilícium-karbid
|
1500–1600
|
37–39
|
2400–2500
|
5,2–13,0
|
>50
|
4
|
|
Magnezit
|
1650
|
>42
|
2900–3000
|
4,0
|
>60
|
13–14
|
|
Könnyű samott
|
1200–1250
|
17–32
|
495–1200
|
0,21–0,6
|
1,2–8
|
4–6
|
|
Tűzálló masszák
|
||||||
|
Samottbeton
|
1200–1400
|
|
1900–2300
|
0,8–1,4
|
|
|
|
Könnyű beton, samott
|
1100–1450
|
|
700–1400
|
0,3–0,7
|
|
|
|
Korundbeton
|
1400–1700
|
|
2300–3000
|
1,4–3,3
|
|
|
|
Szilícium-karbid massza
|
1700
|
|
2600–2700
|
8–12
|
|
|
|
Magnezitmassza
|
1600
|
|
2700–2800
|
1,5–3,5
|
|
|
|
|
Alkalmazási hőmérséklet
|
Nyomó-szilárdság
|
||||
|
200 °C-nál
|
400 °C-nál
|
600 °C-nál
|
||||
|
|
°C
|
kg/m3
|
W/mK
|
N/mm2
|
||
|
Szilárd építőanyagok
|
||||||
|
Kovaföld lap
|
<1000
|
400–500
|
0,12–0,13
|
0,135–0,15
|
0,155–0,18
|
0,5–1
|
|
Kovaföld-beton granulátum
|
<1000
|
800–900
|
0,175–0,2
|
0,185–0,21
|
0,21–0,23
|
6–8
|
|
Kalcium-szilikát lap
|
650–1000
|
175–300
|
0,065–0,07
|
0,09–0,095
|
0,12–0,13
|
0,5–1,2
|
|
Perlitbeton massza
|
<800
|
90–300
|
0,095–0,12
|
0,13–0,14
|
0,175–0,18
|
0,3–0,9
|
|
Benézőüveg
|
<430
|
140–150
|
0,1
|
|
|
0,65
|
|
|
Alkalmazási hőmérséklet
|
|||||
|
200 °C-nál
|
300 °C-nál
|
500 °C-nál
|
800 °C-nál
|
|||
|
|
°C
|
kg/m3
|
W/mK
|
|||
|
Szálas hőszigetelő anyagok
|
||||||
|
Ásványgyapot vatta
|
700
|
100–150
|
0,07–0,095
|
0,095–0,12
|
|
|
|
Ásványgyapot paplan
|
700
|
100–130
|
0,07–0,095
|
0,095–0,12
|
|
|
|
Ásványgyapot lap
|
700
|
240–300
|
0,06–0,08
|
0,08–0,10
|
0,12–0,14
|
|
|
Alumínium-szilikát paplan, szövet
|
1250
|
130–160
|
0,058
|
0,07
|
0,105
|
0,175–0,2
|
|
közeghőmérséklet a falazat belső oldalán [°C],
|
|
|
környezeti levegő hőmérséklete [°C],
|
|
|
falazat külső hőmérséklete [°C],
|
|
|
hőátadási tényező a falazat belső oldalán [W/m2K],
|
|
|
kazánburkolat hőátadási tényezője [W/m2K],
|
|
|
a falazat i-edik rétegének vastagsága [m],
|
|
|
a falazat i-edik rétegének hővezetési tényezője a réteg átlagos hőmérsékletén [W/mK].
|
-
A VDI-Wärmeatlas [5.36] a természetes légáramlás hatására bekövetkező konvektív hőátadásra középértékként
-
beltéri, szigetelt felületekre az
-
-
-
szigetelt csővezetékekre nyugvó levegőben az
-
-
A VGB [5.42] kiadványában 15 °C levegő-hőmérsékletre megadott falazati veszteségekre illesztett közelítő görbe (R2 = 0,99906) alapján az eredő hőátadási tényező
-
A kemencetechnikában [5.37] a falazati veszteség számításához a konvektív és a sugárzásos hőátadás együttes figyelembevételével az alábbi kifejezések alkalmazása szokásos:
-
függőleges téglafal, függőleges acéllemez-borítás:
-
-
-
vízszintes téglafal, vízszintes acéllemez-borítás:
-
-
-
függőleges alumíniumlemez-borítás:
-
-
-
vízszintes alumíniumlemez-borítás:
-
-
Kisebb hősugárzásigény esetén a falazat tűz- és szükség szerint korrózióálló idomtéglákból készíthető, amelyeket a membránfalaktól a felületi egyenlőtlenségek kiegyenlítésére kittréteg választ el (5.32. ábra).
-
Hűtendő terek (például utóégető tér) vagy nagyobb korróziós igénybevételek esetén döngölt massza, tűzálló beton alkalmazása célszerű (5.33. ábra (a)). Tűzálló beton esetén a falazattal való kapcsolat bekötővasakkal is biztosítható, döngölés esetén mindig tüskézésre van szükség. A tüskék száma a falazat hűtésének szükséges mértékétől függ, 500–3000 tüske/m2 között változhat.
-
Szárítóboltozatok, égésterek esetén a tűzálló falazat a nagyobb belső falhőmérséklet biztosítására rendszerint kétrétegű (5.33. ábra (b)). A belső, tűzálló téglából készült falazatot a szokásos, 75 mm osztású membránfalból kihúzott, elgőzölögtető csövek tartják. A külső, tűzálló betonréteg és a belső idomtéglaréteg között levegővel átjárt rés van.
| 1 | Seger-kúp (gúla) (SK): Seger német keramikus által feltalált, és róla elnevezett agyag, mészkő, földpát, és más anyagok különböző keverékéből készült, a több komponensből álló, fokozatosan lágyuló, olvadó anyagok hőmérsékletének jelzésére használt 2,5–6 cm magasságú, karcsú gúlasorozat elemeinek sorszáma. Az eltérő keverési arányból adódóan a kúpok különböző hőmérsékleten lágyulnak meg. A sorszámozás 1000 °C-tól indul, az elemek között mintegy 20–30 °C hőfoklépcső van. A sorszámhoz tartozó hőmérséklet elérését a csúcs lekonyulása jelzi. |
Tartalomjegyzék
- Kazánok
- Impresszum
- Előszó a második kiadáshoz
- Bevezetés
- 1. Kazánok általános jellemzői
- 2. Kazántípusok általános ismerte
- 3. Kétfázisú hőátadás, áramlás fűtött felületen
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 3.2. Forrás végtelen térben [3.1]
- 3.3. Hőátadás és gőzfejlesztés csőben
- 3.4. A kétfázisú közeg áramlásának alapjai
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 4. Vízoldali folyamatok, vízelőkészítés, gőztisztaság
- 5. Hőtechnikai számítások
- 6. Füstgázoldali folyamatok, légtechnikai számítások
- 7. Gőzkazánok elemeinek szilárdsági számítása
- 8. A gőzkazánok üzemeltetése
- Függelék
- 1. függelék
- 2. függelék
- 3. függelék
- 4. függelék
- 5. függelék
- Szerkezeti anyagok
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- b) Hagyományos lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- c) Növelt szilárdságú lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- d) Jellemző dobanyagok tartamszilárdsága [7.63]
- e) Kamrák lemezanyagainak tartamszilárdsága [7.63]
- f) Rozsdamentes lemezanyagok folyáshatára [7.65]
- g) Rozsdamentes lemezanyagok tartamszilárdsága [7.65]
- h) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok folyáshatára [7.70]
- i) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- j) Hagyományos csőanyagok folyáshatára [7.70]
- k) Hagyományos csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- l) Növelt szilárdságú csőanyagok folyáshatára [7.70]
- m) Növelt szilárdságú csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- n) Rozsdamentes csőanyagok folyáshatára [7.71]
- o) Rozsdamentes csőanyagok tartamszilárdsága [7.71]
- p) Korszerű anyagok folyáshatára [7.30], [7.74, 7.75, 7.76], [7.79, 7.80], [7.83]
- q) Korszerű anyagok tartamszilárdsága [7.25], [7.74, 7.75], [7.79, 7.80, 7.81, 7.82, 7.83]
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- Szerkezeti anyagok
- Irodalom
Kiadó: Akadémiai Kiadó
Online megjelenés éve: 2020
ISBN: 978 963 454 492 0
Háztartásokban, ipari üzemekben, erőművekben széleskörűen alkalmaznak tüzelőanyag elégetésével vagy más módon bevezetett hőmennyiség hőhordozó közeggel történő hasznosítására szolgáló berendezéseket: kazánokat. A könyv ezek tervezésének, üzemeltetésének, vizsgálatának szerteágazó konstrukciós, hőtechnikai, áramlástani, szilárdságtani, vegyészeti és más ismereteit foglalja össze, az egyetemi oktatásban és a gyakorlati életben is hasznosítható módon. Az elméletet élő gyakorlattal ötvözve elsősorban erőműi, ipari, távhőszolgáltató kazánokkal foglalkozik, de a folyamatokra, szerkezeti kialakításra, gyakorlati viselkedésre vonatkozó utalások kisebb berendezéseknél is alkalmazhatók.
Hivatkozás: https://mersz.hu/gerse-kazanok//
BibTeXEndNoteMendeleyZotero