В период с 17 по 23 апреля 2024 года компанией ООО «Веллонс.РУ» выполнены работы по проекту замены огнеупорной футеровки плоского свода термомасляной установки (ТМУ) на площадке Заказчика. Данные работы велись на условиях EPC-контракта, включая инжиниринг, подбор и поставку материалов, а также непосредственно монтажные работы по устройству новой огнеупорной футеровки свода ТМУ.
ИНЖИНИРИНГ.
В рамках договора подряда на выполнение футеровочных работ, специалисты компании ООО «Веллонс.РУ» разработали проект конструкции огнеупорной футеровки плоского свода термомасляной установки, с подбором технических решений и необходимых огнеупорных материалов, анкерной продукции (керамических и металлических анкеров) и их расчетом. На основе проекта были размещены заказы на изготовление огнеупорных, теплоизоляционных материалов, а также на изготовление анкерной продукции. Все материалы были изготовлены в максимально сжатые сроки и доставлены на площадку комбината до начала выполнения работ.
Все материалы подобраны в соответствии с техническими условиями эксплуатации котельной установки и рассчитаны даже на более жесткие температурные режимы. Например, применяемый в рамках данного проекта, огнеупорный бетон с содержанием Al2O3>55% рекомендован для футеровки тепловых агрегатов, имеющих рабочую температуру до 1400°С, керамические анкера с содержанием Al2O3>70% имеют рабочую температуру применения более 1500°С, жаропрочные металлические анкера выполнены из жаропрочной стали AISI 310S, рулонная теплоизоляция Cerablanket-128, при своем незначительном весе, имеет рабочую температуру применения 1250°С. Таким образом, применение данных материалов гарантирует исполнение требований технических условий Заказчика и значительно превышает требования указанного температурного режима 950-1050°С в топке термомасляной установки.
В рамках данного договора был также разработан Проект производства работ (ППР), включающий в себя все необходимы разделы по организации производства работ, технологии выполнения работ, мероприятий по промышленной безопасности и прочие необходимые разделы.
ВЫЛОМКА ОГНЕУПОРА.
Перед началом демонтажных работ, для предотвращения возможного разрушения колосников в результате падения кусков огнеупорной футеровки с большой высоты, были возведены леса и плотный, перекрывающий всё сечение, деревянный настил как вверху, в зоне непосредственной выломки огнеупора, так и в нижней части, у колосников.
Выломка огнеупора осуществлялась через верхние крышки корпуса сводовой части топки котла. Для доступа к теплоизоляционной и огнеупорной футеровки металлические листы основного корпуса, а также металлические защитные пластины укладываемые по поперечным балкам металлоконструкции свода, были демонтированы.
Предварительный осмотр состояния карт горизонтального участка плоского свода топки котла показал наличие двух провисших карт и большого количества трещин в огнеупоре. При проведении выломки огнеупора было обнаружено значительное количество оборванных керамических анкеров (более 60%), что говорит о том, что карты свода фактически держались за счет ранее установленных металлических кляймеров (металлические стержни с наваренной пяткой), смонтированных через просверленные отверстия в бетоне и закрепленных на двутавровых балках металлоконструкций свода. Благодаря им свод не обрушился в процессе эксплуатации.
Лом огнеупорного бетона, материалов теплоизоляционного слоя были удалены из топки котла, вывезены и утилизированы на специализированном полигоне строительных и промышленных отходов компанией, имеющей лицензию по обращению с данными видами отходов. Данные мероприятия подтверждаются договором на утилизацию отходов и сопроводительными документами, копии которых преданы специалистам комбината.
Максимально подробно выломка огнеупора плоского свода котла показана в видеоролике «ЗАМЕНА ФУТЕРОВКИ ПЛОСКОГО СВОДА ТМУ№2. ВЫЛОМКА ОГНЕУПОРА».
ФУТЕРОВОЧНЫЕ РАБОТЫ.
В процессе проведения подготовительных работ, а именно при разметке карт свода, мест установки анкерной продукции обнаружено фактическое несоответствие (как по количеству, так и по расположению) поперечных балок по отношению к оригинальной конструкции завода-изготовителя. Из семи поперечных балок оригинальной конструкции осталось только две штуки! Типоразмер вновь установленных балок также не соответствует проектному – использован обычный узкополочный двутавр с шириной полки 65 мм вместо широкополочного двутавра с шириной полки равной 100 мм.
Совместно со специалистами комбината принято решение об использовании существующих балок, установленных по факту, по причине отсутствия подготовительных работ, необходимых для восстановления металлоконструкций в проектное положение, а также по причине значительного увеличения срока ремонта (минимум до 3-5 дней при условии наличия всех необходимых материалов, а именно двутавра широкополочного 100 мм в необходимом количестве).
В связи с этим, мы вынуждены внести небольшие изменения, не влияющие на конструктивную прочность огнеупорной футеровки. Внесены изменения в размер и порядовку карт, а также в схему расстановки металлических анкеров и их крепления.
1. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФУТЕРОВКИ СТЕН.
В процессе обсуждения конструкции существующих балок свода котла был затронут вопрос восстановления кирпичной кладки стен. Обращаем ваше внимание, что ни один кирпич при демонтаже огнеупорного бетона свода не был разрушен, все кирпичи находились на своих местах в целости и сохранности. В месте с этим, на боковых стенах над технологическим люком (правая стена) и на стыке панелей в верхней части (левая стена) имелись большие сколы кирпича, образовавшиеся в процессе технической эксплуатации котла. Мы восстановили данные участки стен до нормального технического состояния из огнеупорного кирпича имеющегося в наличии на складе комбината.
2. ФУТЕРОВКА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО УЧАСТКА ПЛОСКОГО СВОДА ТОПКИ КОТЛА:
Подготовка керамических анкеров: до начала проведения работ по устройству футеровки карт свода топки котла необходимо подготовить керамические анкера к установке путем нанесения битумной мастики в один слой (толщина слоя мастики до 1 мм.). Слой мастики наносится на рабочую поверхность анкера, т.е. на высоту погружения анкера в рабочий слой огнеупора с небольшим запасом. В нашем случае на ~250 мм. Данную работу необходимо выполнить заранее, для обеспечения твердения данного слоя, до момента установки анкеров по месту.
Данный битумный слой выполняет функцию теплового шва между телом керамического анкера и слоем огнеупорного бетона. Данный слой необходим для компенсации различных тепловых расширений анкера и бетона, т.к. материалы имеют различный химический состав и, соответственно, различные коэффициенты теплового расширения.
Дополнительная теплоизоляция балок корпуса топки котла – в процессе производства работ было обнаружено отсутствие теплоизоляционного слоя на границе бетон свода / верхние несущие балки топки котла, т.е. в период предыдущих работ теплоизоляционный слой был удален, а огнеупорный бетон рабочего слоя был непосредственно залит до несущей балки квадратного сечения топки котла. Для предотвращения воздействия высоких температур на несущие металлоконструкции топки за счет высокой теплопроводности огнеупорного бетона, специалистами компании ООО «Веллонс.РУ» был выполнен теплоизоляционный слой с использованием рулонной теплоизоляции (Cerablanket-128), толщиной 50 мм и огнеупорного кирпича толщиной 65 мм.
Установка анкерной продукции: разметка и установка анкеров (керамических и металлических) производится на основании чертежа проекта №VB56.01-01-01, по месту, по причине фактического изменения расположения поперечных балок металлоконструкций горизонтального участка сводовой части топки котла. Металлические анкера приваривались по месту непосредственно к балкам свода горизонтального участка.
Для обеспечения максимально надежного крепления керамических анкеров крайнего ряда карт свода (4-й ряд, граница сопряжения горизонтального и наклонного участков плоского свода), установлен дополнительно один ряд тавровых балок для навески анкеров. Использование существующей балки не представляется возможным по причине того, что анкер попадает практически на температурный шов карты и такая установка анкера не обеспечит распределение равномерной нагрузки огнеупора на все анкера карты. Риск образования трещин и сколов, а также обрыв анкеров, в этом случае, многократно увеличивается.
Конструкция поперечных балок. Обращая ваше внимание ранее на различие в типоразмерах поперечных балок оригинальной конструкции (широкополочные) и балок, установленных в предыдущие ремонты свода (узкополочные), мы предполагали, что это станет возможной проблемой в навеске керамических анкеров. При навеске на соседние балки нижний уровень керамических анкеров не совпадает по плоскости ~ на 20 мм из-за разницы ширины полки двутавровых балок – это не приемлемо, т.к. не позволяет обеспечить горизонтальную плоскость монолитной футеровки свода при устройстве опалубки и заливки огнеупорного бетона рабочего слоя. Для выравнивания горизонта керамических анкеров принято решение о дополнительной установки металлической полосы толщиной 6 мм (ширина 40 мм, длина ~ 200 мм) на узкополочный двутавр поперечной балки для выравнивания ширины нижней полки балок и, соответственно выравнивания нижней границы керамических анкеров по горизонту.
На этапе установки анкерной продукции необходимо обратить внимание на крепление керамических анкеров. После подвески керамических анкеров в проектное положение они раскрепляются клиньями, которые после укладки огнеупора рабочего слоя, снятия опалубки, удаляются в обязательном порядке.
В связи с наличием продольных несущих балок потолочного перекрытия топки котла, часть креплений керамических анкеров боковых карт установлены при помощи сварки одной стороной подвесных элементов, во избежание резки несущих конструкций и, соответственно, возможного снижения несущей способности данных балок перекрытия. Данные, вынужденные мероприятия не оказывают отрицательного воздействия на конструкцию футеровки плоского свода в целом.
Перед установкой опалубки на торцевую часть керамических анкеров наклеивается прокладка из теплоизоляционного рулонного материала толщиной 5-10 мм для предотвращения попадания бетона между анкером и опалубкой. Торцевая часть керамического анкера должна остаться чистой, без слоя бетона. Данное мероприятие необходимо для предотвращения возможных сколов при тепловых расширениях керамического анкера.
После устройства опалубки производится заливка предварительно подготовленной бетонной массы BORTCAST-55W. Для уплотнения бетонной массы используют погружной вибратор. Для формирования температурных швов боковые поверхности карт обклеиваются рулонным теплоизоляционным материалом.
Процесс устройства футеровки продолжается по всему горизонтальному участку плоского свода котла согласно процедуре, описанной выше.
Устройство теплоизоляционного слоя. После окончания заливки огнеупорного бетона рабочего слоя приступают к укладке теплоизоляционного слоя толщиной 200 мм из рулонного теплоизоляционного материала. Рулонный материал раскраивается в размер и укладывается максимально плотно. Последующий слой укладывается со смещением, с перекрытием швов.
По окончании укладки теплоизоляционного материала производится установка защитных металлических пластин поверх теплоизоляционного слоя. По окончании работ рабочее пространство перекрывается металлическими листами обшивки горизонтального участка плоского свода котла.
Максимально подробно устройство огнеупорной футеровки плоского свода котла показана в видеоролике «ЗАМЕНА ФУТЕРОВКИ ПЛОСКОГО СВОДА ТМУ№2. УСТРОЙСТВО ФУТЕРОВКИ».
ПОРТФОЛИО РАБОТ ПО ЗАМЕНЕ ФУТЕРОВКИ ПЛОСКОГО СВОДА ТМУ №2.
РЕЗЮМЕ ПРОЕКТА:
За счет использования высококвалифицированных специалистов-футеровщиков, а также помощи специалистов комбината при решении организационных вопросов, проект замены огнеупорной футеровки горизонтального участка свода ТМУ №2 был выполнен в максимально сжатые сроки. Работы по данному проекту от начала работ по выломке огнеупора и до окончания работ заняли 7 суток, что значительно меньше утвержденного графика ремонта термомасляной установки №2.
Объем работ по договору подряда по замене огнеупорной футеровки горизонтального участка топки термомасляной установки выполнен в полном объеме.
Рекомендации по устройству поперечных балок металлоконструкций горизонтального участка плоского свода ТМУ: в связи с тем, что в процессе ранее проведенных ремонтов по замене футеровки свода были внесены значительные изменения в металлоконструкции свода (по количеству балок, по их типоразмеру, по расстоянию между балками и т.п.), мы настоятельно рекомендуем отобразить требования к изготовлению и монтажу новых поперечных балок в новом техническом задании на проведение будущих ремонтов (или например, ремонта свода ТМУ №1), с целью формирования «правильных» карт по всей площади горизонтального участка. Т.е. исполнитель должен подобрать необходимое расстояние между поперечными балками для равномерной навески керамических анкеров, для одинаковой длины / ширины карт с целью равномерного распределения нагрузки от огнеупора на металлоконструкции свода топики котла.
