Бу және су қыздырғыш қазандықтың қаңқасы деп барабан, кұбыр жүйесін, айналдыра қаптауды, тақтайша және сатыны ұстап тұратын металды құрылымды айтады. Қазандықдықтың металдық бөліктері мен айналдыра қаптаулар іргетасқа тікелей бекітіледі [11].

Көтергіш қаңқа әдетте ошақты құрылғыға және конвективтік қызу беттеріне қатысты бөлінген бөліктер түрінде дайындалады. Бөліктердің әрбірі іргетасқа тірелген және жанында тұрған басқа бөліктердің құрылымдарымен қатты жалғағыштармен байланған металл құрылымды білдіреді (6.1 сурет). Аз ғана бу өнімділігі бар агрегатта бағаналар тек қана оттық пен конвективті шахтаның бұрыштарына орнатылады. Қаңқа көлденең арқалықтармен, беларқалармен байланған ошақ камерасы мен конвективті түтін жолының бұрыштарында орналасқан берік тік тіреулерден тұратын қатты жақтаулы құрылымды білдіреді. Арқалықтарға барабандар, құбырлы жүйе, айналдыра қаптау және басқалар бекітіледі. Жүктелінбеген беларқалар бағаналар аралығында беріктілікті байланыстырып тұрады.

Қаңқа бағаналары катты көлденең фермалармен байланған қазандықдықтың арқауы болып табылады. Айналдыра қалауды және оның металл қаптамаларын бекіту үшін жақтаулар мен металл қалқандар орнатылады. Қалқандар шепті, жақты, салқын құйғыштар, аспалы күмбезді, еңісті төбелі, оттықтар және т.б болып бөлінеді. Бу және су қыздырғыш қазандықтың қаңқасына келесі күштер әсер етеді: біріншісі және негізгісі - агрегаттың салмағынан пайда болады және қаңқа бөліктерінің сығылуы мен майысуын тудырады; екіншісі – кернеу - қыздырудан қаңқаның бірқалыпсыз кеңеюі кезінде пайда болады; үшіншісі - қаңқаның лақтыру күші (мысалы, жер сілкінісі кезінде); төртінші - оттықта немесе газарнасында жарылыс кезінде қысқа уақыттық әсер; бесіншісі - Оңтүстік өңірлерде жүргізілетін  ашық құрастыру кезіндегі желдің күші.

Қаңқаның барлық диагональды байланыстары мен горизонтальды арқалықтарының көбісі бағаналарға берік дәнекерленгендіктен, оның беріктілігі мен тұрақтылығы біршама артады. Қаңқаның жылулық кеңеюі кезінде майысатын бағаналарында қосымша кернеулерді тудыратын арқаулар ғана оңай бекітіледі. Қаңқаның қаттылығы қазандықтың іргетасында бетондалған бағандар арқылы артады. Сейсмикалық обылыстарда жұмыс істейтін агрегаттар үшін арнайы бекітілген фермалар және қаңқаларды көршілес қазандықдықтармен байланыстыру қарастырылған.

1 – оттық  камерасының тасымалданатын бағаналары; 2 - отындық жанарғының тетіктері; 3 – шептік кабырғаның қалқандары; 4 – жоғарғы бөлігінің жабындысы; 5 - конвективтік бөліктердің тасымалданатын бағаналары; 6 – іргетастың  тірек аяқтары; 7 - баспалдақ; 8 - кызмет ету алаңы; 9 - ферма; 10 - тасымалданатын жоғарғы бөліктері; 11 - тіреу; 12 – ригель

6.1 сурет. П - тәріздес бу генераторының қаңқасы

 Қазіргі заманғы қазандықтың қаңқасы күрделі металдық құрылым болып табылады және оны дайындауға үлкен мөлшерде металл жұмсалады. Бу өнімділігі 0,7 - ден 1100 кг/с – ге дейінгі қолданыстағы агрегаттардың кұрылымындағы қаңқаның салмағы барлық агрегаттың салмағының 20 - 40% құрайды. Жанған отын түріне, бу қазандықтың құрылымына тәуелді қаңқадағы металдың шығыны 0,14 кг - нан 0,6 кг – ға дейін ауытқиды. Бағандар әдетте болаттан жасалған төсеніштермен берік қосылған eкi болатты арна немесе қос таврлы арқалықтан жасалған, олар іргетасқа заманауи қазандықтар үшін 100 т және одан да көп болатын күш береді.

Іргетасқа шамадан тыс меншікті кысымдарды түсірмеу үшін, бағаналар болаттан жасалған бұрыштықтар мен тіректі табандармен жабдықталады. Табандардың төменгі жазықтығын іргетас материалының сығылу кернеуі үшін есептейді және тексеруден кейін іргетасқа табандарды бұрандамалармен немесе беріктілігін жоғарлату үшін іргетасқа бағандармен бекітеді (6.2 сурет). Іргетастың тіректі ауданын негіздегі рұқсат етілген қысым мен топырақтың сипаттамасына тәуелді шарттарында анықтайды. Қазандықдықтың іргетасын ғимараттың іргетасымен әдетте байланыстырмайды, себебі олардың әрқайсысының өзіне тән шөгу қасиеттері бар. Іргетасты топыраққа отырғызу тереңдігін, оның беріктілігі мен аз ғана шөгуін қамтамасыз ететін шарттарда таңдайды.

1- айналдыру (траверс); 2- бұтақтар; 3 - жұқа тақтайша; 4 - диафрагма; 5 - қабырға; 6 - тipey тақтайшасы; 7 - бұранда астындағы тесік

6.2 сурет. Бағанның тіреу бөлігі

Іргетастың биіктігі әртүрлі болуы мүмкін. Көлденең қазандықдар үшін олардың іргетасын көбінесе жер деңгейіне дейін жеткізеді, ал тік орналасқан қазандықдар үшін  көбінесе екінші кабаттың деңгейіне дейін жеткізеді (жұмыс жасау алаңы). Іргетастың жерден екінші қабатқа дейін шығып тұратын бөлігін темір бетонды кұрылым түрінде жасайды. Бip қаңқалы жүйені кұрайтын нeгізгi көлденең арқалықтарды бағаналарға қатты дәнекерлейді. Арқалықтардың көлденең бөлігі еркін бағаналарға бұрандалармен бекітілді. Байланған көлденең арқалықтар болатты арна типтестілерден және бұрыштықтан, қоставрдан жасалады. Қазіргі заманауи жоғарғы өнімділікті қазандықдардың нeгізгі бағандары мен арқалықтары дәнекерленген кұрылым түрінде жасалады.

Қазандықтарға тиімді және қауіпсіз қызмет көрсету үшін қаңқаларға тұрақты алаңдар мен шарбақтарға биіктігі 1м болатын сатылар бекітіледі. Шарбақтардың төменгі бөлігі биіктігі 1000мм болат беттермен тұтас қапталған. Арматураға, бақылау - өлшеу кұралдарына және басқа жұмыстарда кызмет көрсету үшін еркін өтетін алаңдардың енін 800мм тең етіп алады. Сатылардың ені 600мм - ден аз болмау керек, сатылар арасындағы биіктік 200мм-ге дейін, баспалдақтар eнi 80мм. Алаңдар мен сатылардың ұяшықтары өлшемі 30×30мм болатын, беттері бедерлі немесе сызықты болаттан дайындайды. Алаңдар металл жақтаушалардан тұрады.

Агрегатқа кызмет көрсетуге қажетті тақтай тұғыр (алаңша), қаңқаның беріктілігін жоғарлататын көлденең горизонтальды фермалар сияқты жұмыс жасайды. Олар болат иректелген беттермен арна типтес дәнекерленген жақтау түрінде бекітілген. Қауіпсіздік кызметіне сай сатылардың бұрылу бұрышы 45°- тан аспайды. Термиялдық кернеуді  азайту үшін қаңқаның негізгі элементі жылыту аймағынан, қаптаудың сыртына  шығарылған, ол төменгі температураны камтамасыз ететін металл жұмысын жеңілдетеді, осыдан қаңқаның жекеленген бөліктерінің жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Қаңқаның бағандарына жүктеме агрегет бөліктерінен ғана келмейді, сонымен бірге көлденең арқалықтан пайда болған бұралатын және майысатын бөліктерден де түседі. Кейде қазандықтың артқы бөлігіндегі қыздыру бетін ұстап тұратын арқалықтары газаралық арқылы өтеді және ыстық газбен жуылады. Температуралық тәртіпті қамтамасыз ету үшін аркалықтың бip жағын жылжып бара жаткан тірекке бекітеді.

Қалқандар аз көміртекті болатты қоспалардан әзірленеді. Бірақ құрастыру алаңына әдетте бөлек элементтермен жеткізіледі, бірақ-та қалқанды блоктық түрде зауыттан жеткізу біршама пайдалы болып табылады. Бұл жағдайда блоктарды кұрастыру кезінде жұмыс көлемін азайтады және құрастыру сапасын жақсартады. Қазандықты сапалы құрастыру оның салмағының негізгі жүктемесіне байланысты іргетасты даярлау дәлдігіне тәуелді болады.

Қаңқаны құрастыруды eкі кезеңге бөліп қарастыруға болады:

1) жиналған арқаулардың өлшемдерінің дұрыстығы мен іргетастың дайындығын тексеруді, жұмыс жоспарына сәйкес механизмдер мен қондырғыларды дайындауды қамтамасыз ететін дайындық жұмыстары;

2) жүк көтеру механизмінің әсер ету аймағына арқауларды тасымалдауды, жоба жағдайына оны орнатуды, арқауды бекітуді, қаңқаның арқауларының бір-бірімен жалғануын, қаңқа түйіндерін дәнекерлеу мен элементтерін орнатуды қамтамасыз ететін қаңқаны құрастыру.

Қазандық қаңқасын құрастыру кезінде оның зақымдануын болдырмау үшін жобалық құрылымынан және сызба өлшемдерінен ауытқымау керек. Құрастырудан немесе толық жөндеуден кабылдау кезінде, ошақ камерасының жоғарғы бөлігінен газдың шығып кетпеуіне жол бермей, қалыпты жағдайы мен ашып-жапқыштық тығыздығын және қаптауды кадағалау керек.

Қазандық агрегатының айналдыра қаптау, ошақ камерасы мен газ арнасын тығыз оқшаулағышпен қоршау болып табалады. Негізгі қаптаудың қоршау беттері мен жану өнімдеріне сыртқы ауаның аз сорылуы арқылы қоршаған ортаға жылудың аз шығындалуын камтамасыз етуге негізделген. Қазіргі заманауи қазандықты қаптау кезінде оның барлық тәртіптерінде қызмет көрсетушілер үшін қол жетімді орындарында сыртқы ауа температурасы +45°С жоғары емес, ал қалғандары үшін қоршаған орта температурасы +25°С болған кезде +55°С-дан жоғары болмайтындай қамтамасыз ету керек. Бұл кезде қоршаған ортаға бөлінетін меншікті жылу шығыны 350 Вт/м² жоғары болмау керек.

Қазандық жұмысының үнемді көрсеткіштеріне қаптаудың тығыздығы үлкен ықпал етеді. Қазандық бөлік бөлімдері бойынша Da=0,2 шамасына сорудың жоғарлауы, қазандықның ПӘК-ін 0,8-1% -ға төмендетеді. Егер бұл процесстердің ошақ қондырығысы жұмысынының нашарлауына және тарту күшіне электр энергияның аса шығындалуына әсерін ескермесек, онда мазутпен жұмыс істейтін ДКВР-20 үш қазандықдықпен жұмыс істейтін қазандықтың орталығындағы шығатын газдармен бірге тек жылу шығынының жоғарлауы есебінен, отынға жұмсалатын жылдық шығын 1млн. теңгені құрауы мүмкін. Ауаның жоғары сорылуын болдырмау үшін қаптауды үнемі сыртынан калыңдығы 2 мм болатын болат кесектерімен қаптайды немесе нығыздағыш сылақпен сылайды.

Қаптау құрылымы оның ішкі бетінінің температурасына және оған қождың химиялық әсерінің қарқындылығына тәуелді болады. Экрандалған оттықтарда қаптау жұмысының шарттары жеңілденеді, сәйкесінше, экрандау дәрежесі де қаптау құрылымына әcep етеді. Оттықта температура жоғары болатын қазандықтың газ арнасындағы газдардың жүрісі бойынша қаптаудың ішкі бөлігін (газ жағынан) жоғары сапалы отқа төзімді шамотты кірпіштен жасайды; қаптаудың бұл бөлімін қаптама деп атайды. Қаптаудың қалған бөлігін диатомитті кірпіштен және басқа да жылу оқшаулағыш  бұйымдар мен материалдардан жасайды.

Қазандық агрегатының қуаттылығы мен құрылымына байланысты ауыр немесе жеңілдетілген қаптау қолданылады. Ауыр қаптауды қызыл кірпіштен, жеңілдетілгенді жоғары температура аймағында отқа төзімді шамотты кірпіштен жасайды. Қаптаудың бұл түрі құрылымы бойынша қарапайым, бipaқ айтарлықтай қалыңдыққа (640мм-дейін), салмаққа (1200 кг/м² - дейін) ие. Орта және үлкен өнімділікті қазандықтар үшін, қаптаудың бұл түрі салмағы өте жоғары, ауқымы үлкен, бағасы қымбат және құрастыруда қолайсыз болғандықтан қолданылмайды.

Қазіргі заманға сай қазандықтарда әдетте қазандық каңқасының агрегатына бекітіліп және шамот пен қызыл кірпіштен және оқшаулау материалдар қабатынан тұратын (диатомитті кірпіш, совелит, вермикулит т.б) және қалыңдығына байланысты 400кг/м² – дейін салмаққа ие, жеңілдетілген қаптауды колданады. Соңғы жылдары жаңа қазандықтардағы ошақты жоғары дәрежеде экрандауда қалыңдығы 130-180мм, салмағы 120-200кг/м² болатын құбырлы қаптауды қолданады.

Жылулық оқшау. Жылу шығындарын төмендету және жұмыстың санитарлық-гигиеналық шарттарын жақсарту мақсатында, қаптауға арналған және 70°С-ден жоғары температураға ие болатын қазандықтың барлық бөлшектері, міндетті түрде жылулық оқшауланады. Сонымен қатар, әcipece қазандықты жағу кезінде жылуды шығармау есебінен аз температуралық кернеу тудыратындықтан, жылу оқшаулау массивті бөлшектердің (дабылдардың, коллекторлардың және т.б) жұмыс көлемін біршама жеңілдетеді.

Жылу оқшаулау төсемелі, қалыптық, мастикалық және оралатын болып бөлінеді. Төсемелі жылу оқшаулау дайындау тәсілі бойынша өте қарапайым және арзан болып табылады, бірақ оны орындаудағы еңбек шарты ауыр, өйткені респираторларда жұмыс icтеуді талап етеді. Қалыптық  оқшаулаудың элементтерін даярлау үшін (сегменттерді, қабықтарды) ньювельді (85% жеңіл магнезия  және 15% азбесті),  минералды мақтаны, трепел, диатомит, көбікті шыны, пеностекло, совелит және т.б. қолданады. Совелитті плиталарды қалыңдығы 30, 40 және 50мм, ұзындығы 500мм және eнi 170мм болатын доломитті өңдеу жолымен алынатын қоспалардан әзірлейді және 450°С жоғары емес температурада қолданылады.

Асбестен жасалған бұйымдардың отқа төзімділігі 1500°С, жылу өткізгіштігі λ= 0,4 кДж/(м×сағ×град) (t = 600°С кезінде). Минералды мақта және одан жасалған бұйымдар дегеніміз -шихталық металл және жағармайлық қалдықтардан, таулы кендер мен басқа силикатты материалдардың сұйық балқымамен тозаңдау жолымен алынған өте жұқа шыны тәрізді талшықтан жасалған материал. Мастикалық оқашаулау тығыз сылақты және газ өткізбейтін сылақ түрінде қолданылады.

Нығыздалатын сылақ әртүрлі құрамды болады %:

1) шамотты ұнтақ - 40, үлпілдек асбест -10, сұйық шыны -10;

2) сазбалшықты цемент - 15, үлпілдек асбест - 15, диатомитті ұнтақ - 70;

3) пластикалық сазбалшық -15, үлпілдек асбест - 40, шамотты ұнтақ - 40, сазбалшықты цемент немесе портландцемент - 5.

Газ өткізбейтін сылақ негізінен eкі кұрамда болады,%:

1) кварцты құм - 20, асбест - 20, тас көмірлі қоспа - 15, кұм - 40, кремний-фторлы натрий -5;

2) минералды толықтырғыш -70 ( құрамы: сазбалшық -50 және асбест - 50), сұйық фаза - 30 (құрамы: минералды май - 32, кузбасслак - 34, битум - 34).

Төсеніш материалдар. Құбырлар мен арматураның фланецтік жалғағыштарының саңылауларын нығыздау үшін ортаның түріне және оның параметрлеріне байланысты асбестен, парониттен, резеңкеден және картоннан жасалған төсемелер қолданады. Асбестті картонды газ ауалық бөлік бөлімдерді нығыздау үшін және отқа төзімді, жылуоқшаулағыш және электр оқшаулағыш материал ретінде қолданады. Асбесті суланудан және бұзылудан алдын-ала сақтау үшін оны машинаға пайдаланатын  майға сіңдіреді. Паронитті су жүйелерінде 7,0 МПа - ға дейінгі қысымда және 350°С - ге дейінгі температурада, сонымен қатар булы жүйелерде 6,0 МПа - ға дейінгі қысымда және 425°С - ге дейінгі температурада қолдануға болады. Паронитті төсенішті әдетте екі жағын құрғақ графитпен жағады, өйткені фланецтар жазықтығына жабысып калмауынан корғайды. Паронитті қалыңдығы 0,4 тен 6 мм - ге дейінгі нығыздалған қабаттар түрінде әзірлейді. Паронит құрамына асбестті талшық, каучук, ақ саз балшық, графит және басқа да минералды қоспалар кіреді.

Жылуға берік резеңкеден жасалған төсеніштерді судың 100°С - ге дейінгі  және су буының 140°С - ге дейін температураларында су құбырлары мен олардың арматураларын, жылу желілерінің фланецтік жалғағыштарын нығыздау үшін қолданады. Қалыңдығы 0,3-2,5мм қабаттар түріндегі картонды төсегіштер 100°С - ден жоғары емес температураға ие мұнай құбырларын, су құбырларын, ауа өткізгіштерді нығыздауда қолданылады.

Қаптаудың жылулық есебін жүргізу кезінде келесі негізгі міндеттер шешіледі:

1) қаптаудың ішкі бетінің температуралық тәртібі анықталады және осыған байланысты қаптау үшін материал таңдап алынады;

2) ережеге сәйкес қоршаған орта температурасы 25°С кезінде сыртқы бетінің температурасын 50°С – ден жоғары болмауын қамтамасыз ететін қабаттың қалыңдығы (немесе қаптау қабаттары) есептелінеді.

Коллекторда, кұбырда, қорапта және т.б. ағып өтетін ортаның температурасы бірдей болғандықтан оқшаулауды жылулық есептеуде бірінші міндт қарастырылмайды. Экрандалған ошақтың ішкі бетіндегі қаптаудың ең жоғарғы температурасы (К) келесі формуламен анықталады:

,                                      (6.1)

мұндағы

 - қабырға мен алаудың арасындағы бұрыштық қатынас;  - жалынның және қаптау материалдарының немесе құбырлардың сипаттамалық  қаралау дәрежесі;

 - газ ағыны мен құбырлар қабырғаның температуралары, К.

Алаудың температурасын келесі өрнекпен анықтауға болады:

,                                                                           (6.2)

мұндағы

жанудың теориялық температурасы. К;  

 - ошақтан шығатын газдардың температурасы, К.

1 кесте

Жалынның сипаттамасына байланысты алаудың анықтамалық дәрежесінің сипаттамасы

Камера аймағы мен ошақ төбесін қаптау үшін , ал қождық шұңғырлар үшін  Практикалық есептеулер үшін  (мұндағы - судың немесе экрандалған құбырлардағы бу аралас су коспаның температурасы). Алау және қаптау материалының анықтамалық дәрежесінің  коэффициенттері 1 және 2 кестелердегі берілгендер бойынша алынады.

Бұрыштық қатынасты келесі формуламен анықтайды:

                     (6.3)

мұндағы

экрандық кұбырлардың арасындағы салыстырмалы қадам;

2e/d – құбырлар осьтерінің екі есе ара-қашықтығының қаптау бетінің диаметріне қатынасы.

2 кесте

Ошақ материалына тәуелді қаптау материалдарының қаралық дәрежесінің коэффициенті

Бу қыздырғыштардың және су экономайзерінің түтіктері орналасқан газ өткізгіштерінің ішкі бетінің температурасы келесі формуламен анықтайды:

      (6.4)

мұндағы

газ өткізгіштің берілген қимадағы газ ағынының температурасы, К;

Т₂ = t +273 (мұндағы t кұбырлардың ішінде ағып өтетін орта ағынының температурасы);

конвекция арқылы қабырғаға берілген  жылудың меншікті мөлшері;

 қабырға арқылы өтетін жылу ағынының тығыздығы (әдетте алдын ала қабылдайды, бірақ 350 Вт/м² –тан артық емес).

1.Бу және су қыздыратын қазандықтардың қаңқасы дегеніміз не?

2. Көтергіш каркас қалай  дайындалады?

3. Қазандықтықтың іргетасының қасиеттері.

4. Қаңқаны құрастырудың кезеңдерін айтып беріңіз.

5.  Қаптау материалдары мен олардың тағайындалуы.

6. Азбестен жасалған бұйымардың  температурасы 600°С кезіндегі жылу өткізгіштігі қандай?

7. Мастикалық оқашалау қандай түрде қолданылады?

8. Қазандықтарға тиімді және қауіпсіз қызмет көрсету үшін не істеу керек?

9. Құбырлар мен арматураның фланцтық жалғағыштарының саңылауларын нығыздау үшін қандай материалдар қолданылады?

10. Жылуға берік резеңкеден жасалған төсеніштер қанадай мақсатта қолданылады?

11. Қаптаудың жылулық есебін жүргізуде қандай параметрлер анықталады?

12. Бу қыздырғыштардың және су экономайзерінің түтіктері орналасқан газ өткізгіштерінің ішкі бетінің температурасы қалай анықталады?