Футеровка котла что это такое

13.01.202318.02.2023 admin 0 Comments

Что такое футеровка котла и печи — основные способы

Одной из важных стадий работ при строительстве любого типа печи является грамотное обустройство топки, поскольку материал ее кладки подвержен регулярному влиянию открытого огня. Печной кирпич под действием высокой температуры начинает обгорать, что может вызвать его крошение из-за утраты естественной влаги материала. Кроме того, стенкам топки металлического типа печи и котла также необходимо обеспечивать защиту, поскольку перегородки подвержены постепенному прогоранию. Во избежание прогорания и для продления срока эксплуатации отопительных приборов, необходима специальная защита топочной камеры от открытого огня. Что же это такое, футеровка печи?

Что это такое

Футеровка котла, что это? Под футеровкой подразумевается облицовочный процесс всей внутренней поверхности топочной камеры. Задачей является осуществление защиты и предохранение внешних стенок от различных повреждений. Футеровка значиться не отдельной частью, она находится в тесном соприкосновении и с материалом, из которого выкладывается печь, и со средой топки, где происходит процесс горения.

Футеровка топочной камеры печи предназначена для выполнения следующих задач:

Основные способы

Можно проводить различными способами, в зависимости от поставленной цели:

Шамотным кирпичом

Доступная стоимость, качество и теплозащитные свойства шамотных изделий принесли популярный спрос в их использовании для футеровки отопительных приборов. Шамотный кирпич производится из обожжённой при высокой температуре глины.

В результате получается износостойкий материал, который предотвращает усадку, обладает высоким уровнем термостойкости и не растрескивается. Футеровка топки печи шамотным кирпичом может быть выполнена как во время процесса строительства печки, так и после завершения ее сооружения.

Огнеупорными клеями и пастами

На строительном рынке существуют разные материалы, которые могут применяться для процесса футеровки.

Востребован огнеупорный клей, а также другие высокотемпературные составы в пастообразном состоянии — мастики и обмазки. Продаются данные материалы в готовом виде разной фасовкой.

Другие возможные способы

Определяясь со способом выполнение облицовки топки печей и котлов, необходимо учитывать материал, из которого построен прибор.

Выбирая смесь, следует ознакомиться с ее эксплуатационными характеристиками. Для выполнения облицовочного процесса топочной камеры необходимо применять огнеупорную смесь. Жаростойкие составы в большинстве случаев предназначаются для строительства других отделов печного прибора.

Кроме кирпичей и обмазок имеются другие листовые термостойкие материалы для футеровки печей. Они упаковываются в виде рулонов и могут быть в виде следующих изделий из каолина:

Самостоятельная футеровка

Как правило, по вопросам выполнения футеровки обращаются к профессиональным специалистам. Однако, самостоятельно своими руками облицовку топочной камеры печи выполнить возможно, но понадобятся некоторые знания и умения. При каждом виде печи существуют свои особенности. Необходимо разбираться, что такое футеровка печи, и какой тип подойдет.

Кирпичной печи

При работе с кирпичным видом печи укладка футеровки вплотную к кирпичам не допускается. Причиной является тепловое расширение внутреннего слоя, что вызывает процесс растрескивания наружного. Трещины могут быть вызваны перегревом наружных стенок, ошибочным выбором материала и обустройством футеровки, что может привести к утечке угарного газа в помещение.

Обратите внимание! Важным значением при футеровке является качественное состояние швов, на которое влияет используемая глина. Чтобы проверить герметичность швов, необходимо соединить несколько кирпичей и подвергнуть высокой температуре. В случае неудовлетворительного результата следует изменить состав и заново повести испытания.

Металлической печи

При работе с металлическим типом топочной печи следует учесть разницу теплового расширения материалов, а именно то, что при высокой температуре металл начинает расширяться, футеровка в результате чего может разрушаться. Для предотвращения разрушения необходим зазор между слоем футеровки и печными металлическими стенками, заполненный негорючим материалом.

Обратите внимание! Для уплотнения зазора применяется базальтовая вата или асбест, если печь будет устанавливаться в нежилом помещении.

Кладка кирпича с двух сторон с целью улучшения прогрева печи является ошибочным решением.

Другими словами, низкая теплопроводность и высокая теплоемкость кирпича улучшает теплоизоляцию и ограничивает поступление в топочную камеру охлажденного воздуха, вызывая прогорание поверхности.

Парового котла

Различается три разновидности футеровки в котлах:

Футеровка и обмуровка котлов и печей

Чтобы обеспечить предприятие длительной бесперебойной работой при эксплуатации теплотехнических агрегатов, необходима их защита от воздействия внешних факторов. Чтобы защитить котлы и печи от выхода из строя, производится их защита при помощи футеровки и обмуровки.

Футеровка котлов и печей

Футеровка – это защита котлов и печей промышленного назначения от высоких температур и прочих повреждений путем создания кладки из огнеупорных материалов. Чаще всего для этих целей используется шамотный кирпич, но есть еще множество аналогов. Из кирпича производится кладка внутри агрегата. Процесс достаточно трудоемкий и требует профессионального выполнения.

Футеровка нужна не только для защиты печи от износа. Шамотный кирпич защищает печь от тепловых ударов, надолго сохраняет тепло, тем самым снижая затраты на производство и удешевляя себестоимость продукции.

Обмуровка котлов и печей

Обмуровка – это внешняя защита агрегатов от тепловых потерь. Этот процесс позволяет сохранять тепло внутри котла, снижая энергопотребление.

Обмуровка котла может быть легкой и тяжелой. При легкой изоляции обмуровка производится при помощи жаростойких бетонных плит. Тяжелая обмуровка предполагает более масштабный цикл работ, где толщина бетонных плит намного больше. Такой процесс необходим для изоляции котлов малых мощностей. При обмуровке необходимо учесть масштабы помещения, высоту потолка и толщину стен.

Обмуровка используется для защиты помещения от высоких температур, исходящих от котла, а также работающих в помещении людей. Процесс достаточно трудоемкий и сложный. Обмуровочная плита должна быть герметичной, не должна пропускать тепло, поэтому важно предусмотреть качество используемого материала для экрана и швов. Экран выполняется из шамотного кирпича, швы промазываются огнеупорной глиной. В месте непосредственной близости котла от экрана необходима более мощная изоляция, не допускается использование кирпича с трещинами и сколами.

Специализированные компании производят все виды работ по тепловой изоляции на производствах различных мощностей. Профессиональные рабочие быстро и качественно производят любые работы по футеровке и обмуровке котлов и других агрегатов.

Также компании предлагают услуги по строительству и ремонту промышленных печей. Организации предлагают выкладку тепловых котлов широкого спектра использования: нагревательные и плавильные печи, специального назначения и для обжига строительных материалов, а также котлы любых объемов и мощностей.

Источник

Что такое и зачем нужна футеровка печи?

Стены топочной камеры в кирпичных печах подвергаются постоянному воздействию высоких температур, поэтому для её сооружения применяют только огнеупорные материалы.

Но и они не способны выстоять перед потоком тепловой энергии, выделяющейся при горении топлива. Обычный печной кирпич со временем высыхает и может растрескаться, что повлечёт за собой медленное разрушение конструкции. Поэтому для дополнительной защиты от воздействия открытого огня проводят футерование стен топки.

Что такое «футеровка»?

Футеровка печи — это устройство облицовочного слоя на внутренних плоскостях топочного отдела, находящихся в постоянном контакте с открытым огнём. В его функцию входит защита внешних стен от повреждений термического, механического, химического или физического характера. Футерование выполняют не только для отопительных устройств бытового назначения, такую технологию применяют при изготовлении металлургических плавильных печей, паровых котлов, ковшей и т. п.

Кроме огнезащиты, жаростойкий материал выполняет теплоизоляционную функцию — снижение потерь тепла. Однако, здесь существует некоторая опасность: слишком толстый слой футеровки приведёт к снижению КПД прибора, так как потоки тепловой энергии будут «улетать» через дымоотвод на улицу, а не распространяться внутрь помещения.

Способы выполнения

Футеруют топочные бункеры, в зависимости от стройматериала изготовления основной конструкции, несколькими способами:

Используемые материалы

Огнеупорные материалы для футеровки печей в зависимости от входящих в сырьевой состав ингредиентов подразделяются на следующие классы:

Изделия и составы для футеровки печи класса В (кирпич, блоки, мастики и т.п.), основу которых составляет обожжённая шамотная глина доступны, стоят недорого, и поэтому пользуются наибольшей популярностью. Для повышения жаростойкости в сырьё при их производстве могут вводиться порции кварцевого песка, песчаника и других видов горных пород, прочность которых остаётся неизменной при любых значениях температур нагрева.

В качестве дополнительной защиты к шамотным изделиям применяются материалы в форме рулона, плиты или листа. Они укладываются между слоями кладки из жаропрочных и керамических изделий. В перечень таких материалов для футеровки печи, основу которых составляет белая глина, входят:

муллито — кремнеземистые маты;

вермикулит и ряд других изделий.

Сухие смеси используются для изготовления огнестойкого раствора, которым обмазывают плоскости топочного бункера и другие элементы кладки. Ими заполняют полости технологических просветов и зазоров, компенсирующих линейное расширение конструктивных деталей печи из металла.

К огнеупорным материалам для футеровки печей можно отнести и термостойкую алюмосиликатную клеевую массу, с помощью которой приклеивают огнеупоры в листовой или рулонной форме. Такой клей также применяют для кладки из шамота, для обмазки тонким слоем стен из кирпича с низкой термостойкостью.

О клее и растворе

На долговечность и эффективность футеровки печи кроме качества и технических характеристик материалов оказывает влияние их правильная укладка. Любые нарушения в технологии внутренних облицовочных работ топки могут привести к изменению свойств и структуры окружающих стройматериалов, выходу угарных газов в жилые комнаты.

Раствор

При обмазке топки термостойкими растворами на стенках образуется монолитный очень тонкий защитный слой, являющейся лучшим ограждением рабочей поверхности от воздействия огня. Однако такому монолиту быстрее потребуется ремонт, чем для кладки из штучных изделий.

Для изготовления футеровки по такой технологии существует несколько правил:

Консистенция раствора для футеровки

Огнеупорный клей

Клеевая масса наносится только на предварительно увлажнённую поверхность шпателем. Толщина слоя не должна превышать 3-х мм.

Если планируется обмазывать клеем всю полость топки, то обмазку выполняют слоями с временным промежутком между нанесением не менее 15 минут.

Для приклеивания базальтового картона на горизонтальные участки клеевой состав можно разбавить водой на 15%, но не позднее, чем за 12 ч до начала работы с клеем.

В зависимости от структуры обрабатываемой поверхности и толщины клеевого слоя на 1 м² расходуется от 1 до 4 кг клея.

Время полного застывания слоя клеевой массы с толщиной в 3 мм при температуре выше 25ºС составляет 24 часа, при температуре свыше 90ºС — 6 часов.

Нужно ли замачивать шамотный кирпич перед кладкой?

Даже у опытных печников нет однозначного ответа на этот вопрос. Однако, изучив физические свойства шамота, можно убедиться, что в некоторых случаях, перед тем, как сделать футеровку печи, увлажнять кладочный материал просто необходимо:

Инструменты для работы

Для обустройства футеровки печи потребуется комплект следующих инструментов:

Инструкции по футеровке

Для устройства футеровки домашней печки лучше воспользоваться услугами специалистов, но при наличии хотя бы минимальных навыков и старания этот вид работы печного мастера можно выполнить своими руками.

Кирпичной печи

Футерование топки кирпичной печи с использованием шамота выполняется следующим образом:

Источник

Что такое и для чего нужна футеровка печи

Чтобы узнать, что такое футеровка и для чего она нужна, необходимо понимать, что в любой печи при сжигании топлива образуется высокая температура. Воздействие высоких температур приводит к изменению структуры и свойств материала. Материалы, из которых изготовлена печь, хоть и являются в большинстве огнеупорными, тоже нуждаются в защите.

Защита наружная, внутренняя

Защиту внутренних стенок топливника можно осуществить несколькими способами:

Теплозащита и теплоизоляция – разница есть

Существует огромная разница между теплозащитными и теплоизоляционными принципами. При теплоизоляции тепло, выработанное в рабочей зоне, никуда не удаляется. Для этого и служит теплоизоляция.

В отличие от нее, теплозащита предназначена защищать определенный участок от теплового излучения рабочей зоны. Из всего сказанного становится понятным, что теплозащита совершенно не предназначена для сохранения тепла.

Кирпич для футеровки: шамот — идеальное решение

Шамотный кирпич

Если устанавливается внешняя защита в виде экрана в котлах обогрева, применение такого метода будет очень расточительным, так как большая часть тепла будет расходоваться совершенно напрасно. Но этот метод прекрасно подходит для установки банных печей.

Ранее, при СССР, частникам в основной массе был известен простой строительный кирпич ГОСТ 530-95. Данный кирпич предназначен для возведения промышленных, жилых строений и никоим образом для использования в печах и котлах отопления. Кстати, многие до сих пор используют его для строительства печей и котлов.

Многим умельцам в то время удавалось раздобыть кирпич данного ГОСТ, но более высокой марки М – 300, в простонародном выражении «печной». Этим кирпичом обкладывалась топочная часть печей для защиты от высоких температур.

Позже для массового применения стал доступен шамотный кирпич ГОСТ 390 – 96.

Наша справка: шамотные материалы изготавливаются из глины, смешанной с порошком из обожженной глины и последующим обжигом при высоких температурах.

Использование шамота и есть футеровка

Из-за того, что все фракции имеют однородный химический состав, все шамотные изделия имеют высокую степень термостойкости и не растрескиваются от воздействия высоких температур.

Обкладывание топочной части шамотным материалом для защиты теплового агрегата от воздействия высокой температуры в топочной части называется футеровкой.

Футеровка топочной части

Производственная футеровка и свойства материалов

На производстве, в металлургии, футеровка индукционной печи выполняется с использованием особых, прессованных шамотных кирпичей. Они очень износостойкие, не дают усадки и хорошо выдерживают термоудары. Применение шамотного кирпича позволило добиться большой экономии средств и намного удешевить процесс производства металлов.

Индукционная печь

В таблице приведены свойства некоторых огнеупорных материалов

Материал	Плотность кг/м3	Максимальная рабочая температура °С
Шамот	1800-2000	1300
Кирпич глиняный	1600	700
Вермикулит	150-250	1100
Базальтовая вата	100	750
Каолин плотный	2400-2500	1400

Бытовые проблемы – футеровка как решение

В быту людям обычно приходится решать более простые задачи. На самом последнем этапе, догорание углей, происходит перегрев низа металлической печки, иногда докрасна. Человек решает своими руками обложить изнутри перегревающуюся стенку.

Но и в этом случае приходится решать вопрос, до какого уровня выполнить футеровку, оставить ли зазор и как при этом закрепить кирпичи?

Конкретно в данной ситуации вопрос можно решить следующим образом:

Устройство футеровки: температура и металл

Особое внимание стоит обратить на то, что термическое линейное расширение металла намного больше, чем у кирпича. Поэтому все металлические части, подверженные нагреву, должны иметь свободное пространство для расширения.

Наша справка: отсутствие зазора между металлической стенкой печи и футеровкой приводит к разрушению футеровки.

При устройстве данной футеровки зазор уплотняется базальтовой или каолиновой ватой, скрученной в жгуты, шнуры или виде спрессованного полотна. Можно для этой цели использовать асбест.

Ошибочная защита. Последствия

Очень часто встречается такая картина. Металлическая печь обкладывается кирпичом с применением глинистого раствора, да еще и без зазора. Мотивируется это обеспечением безопасности и улучшением прогрева печи.

Это совершенное заблуждение!

Кирпич просто исполняет роль теплозащиты. Основное тепло, вырабатываемое печью, из-за переизбытка в топке просто вылетает в трубу.
Ко всему прочему, отсутствие зазора мешает проникновению охлаждающего воздуха к металлическим стенкам печи, что однозначно приводит к их прогару, а расширение металла приведет к растрескиванию кирпичной защиты.

Как итог, угарные газы начнут поступать в помещение.

Не всегда кирпич: смеси для футеровки

В последнее время большой популярностью стали пользоваться банные «лепные» печи различных форм. В основном такие печи устанавливаются в банях, выполненных в стилизованном «сказочном стиле». Изготавливают такие печи, используя старинный метод, называемый – глинобитным.

После естественной просушки глины производится обжиг печи изнутри с применением дров. Наружная часть обжигается с помощью паяльных ламп до образования корочки. Очень удобно выполнить футеровку таких печей, применяя специальные составы.

Это могут быть сухие смеси:

Данные составы можно прекрасно использовать для изготовления прямо на месте различных огнеупорных изделий, футеровок в том числе. Сплошная, монолитная футеровка, изготовленная из данных материалов, намного превосходит по своим качествам шовные футеровки печи, выполненные с помощью шамотного кирпича.

Футеровка без отрыва от производства

В настоящее время существует ряд технологий, при которых футеровка или восстановление футеровки производится без остановки печи. Составы наносятся с помощью «набрызга» прямо на раскаленную поверхность или методом торкретирования.

Наша справка: торкретирование – метод, при котором бетонная или иная смесь наносится послойно на конструкцию с помощью сжатого воздуха и специальной торкретной установки.

Данный способ в основном применяется на производстве, что позволяет без остановки процесса производства выполнить при необходимости футеровочные работы.

Кирпичная печь: проблемы «перетопов»

Мы уже рассмотрели необходимость футеровки топочной части металлических печей, а как дела обстоят у кирпичных печей? Что происходит с кирпичными печами при «перетопах»?

Существует понятие – термическое растрескивание. Это явление относится как к самому материалу печи, так и к ее швам.

Местный раствор: основные недостатки

Стоит обратить внимание, что в кирпичной печи для соединения кирпичей между собой применяется глина. Поэтому происходит разрыв или самих швов, или контактности с кирпичами из-за низкой адгезии. В любом случае шов, в котором применялся раствор с большим содержанием песка, будет расширяться значительно больше чем кирпич.

Данная ситуация усложняется еще и тем, что в основном термический коэффициент у кирпичей и швов имеет большое различие между собой. Это и понятно, ведь в основной массе печной раствор готовится непосредственно на месте. Печники добиваются в первую очередь пластичности раствора на ощупь и отсутствия растрескивания при высыхании и сжатии.

Наша справка: правильную оценку раствора на соответствие с используемыми кирпичами можно проверить следующим образом. Раствором скрепляются два кирпича, после просушки производится прокалка испытуемого блока в печи, с последующей оценкой на адгезию, растрескивание и отслаивание.

Методы и варианты приготовления правильных растворов

Конечно, такой метод требует определенных временных затрат, ведь не факт, что с первого раза у вас получится требуемый раствор.

Поэтому если вы все же решите использовать данный метод проверки, приготовьте сразу несколько «блоков» для испытания с различными растворами. После вам только останется выбрать самый оптимальный. Главное — не перепутать и не забыть, где какой раствор.

Еще одним хорошим вариантом является использование для раствора самых обычных глин, с примесью порошка, приготовленного из молотого кирпича.

Если при топке вы будете использовать только дрова, использование специальных шамотных глин с большим содержанием каолинита не совсем целесообразно, так как температура дров недостаточна для того, чтобы каолин спекся в муллит. Но если вы будете применять уголь, тогда такой вариант будет вполне оправдан.

Футеровка: вопросов больше нет

Рассмотрев данный вопрос, можно сделать вывод, что футеровка печей, используемых в бытовых целях, в основном представляет собой защиту конструкции печи от разрушающего воздействия высоких температур. Это своего рода экран, препятствующий тепловому потоку открытого огня напрямую воздействовать на стенки печи.

В отличие от «бытовой» футеровки, футеровка в промышленности, к примеру, футеровка индукционной печи, предназначается для значительного уменьшения тепловых потерь, предохранения кожуха печи от прямого воздействия высоких температур и защиты от прямого контакта с расплавленным металлом.

Рассмотрев данный вопрос, надеемся, вы сделаете правильный вывод, который поможет вам при сооружении печей своими руками.

Источник

Футеровка котла

На первый взгляд, футеровка противоречит здравому смыслу, поскольку существенно снижает теплопроводность стенок топки. Однако при более глубоком рассмотрении физических процессов, протекающих в твердотопливном котле в различных условиях, выясняется, что можно создать конструкцию, в которой футеровка не только не снижает полноту поглощения тепла от горящего топлива, но и улучшает другие характеристики котла.

Футеровка шамотным кирпичом

Готовые сухие смеси для футеровки имеют на упаковке инструкции производителя и информацию о точном назначении состава. Облицовка топочных отделов печей требует огнеупорных смесей, а для остальных отделов можно применить и жаростойкие растворы. Огнеупорные составы значительно дороже, но только их следует применять для футеровки топок, тем более, что раствора потребуется немного – можно брать из расчета 70 кг сухого вещества на 100 шт. кирпича.

При футеровке шамотным кирпичом замачивать его перед укладкой следует не всегда, а в определенных случаях:

Сухой шамотный кирпич для кладки предпочтительнее, поэтому вместо замачивания кирпича можно сделать растворную смесь чуть менее густой, чтобы иметь небольшое время для выправления возможных огрехов кладочных работ.

Преимущества футеровки

Действительно, через футеровочную плиту, изготавливаемую из термостойкого теплоизолирующего материала, к стенке топки проходит меньше тепловой энергии. Однако за счет того, что из камеры сгорания фактически убирается периферийная зона с низкой температурой вдоль ее стенок, увеличивается горячее ядро и тем самым повышается средняя температура. А поскольку мощность теплового излучения, согласно закону Стефана-Больцмана, зависит от четвертой степени температуры тела, то даже небольшое увеличение средней температуры приводит к существенному росту мощности теплового излучения и повышению температуры дымовых газов.

Так, например, увеличение температуры в топке на 20 % приводит почти к двукратному росту мощности теплового излучения. Конфигурация газового тракта пиролизных котлов «Суворов» и «Суворов-М» устроена так, что часть этого излучения поглощается непосредственно его теплообменной поверхностью. В результате таких конструкционных особенностей:

Благодаря футеровке отложения практически не образуются в топке и только частично появляются на теплообменных поверхностях газового тракта при работе на небольших мощностях. В итоге повышается экономичность котла и упрощается его обслуживание (за счет уменьшения площади, подлежащей чистке, и увеличения периода между обработками поверхности газового тракта).