Привет студент. Судовые котлы Теплый ящик на судне

На судах-теплоходах устанавливаются водотрубные и огнетрубные вспомогательные паровые котлы, а также утилизационные и водогрейные котлы. На современных судах могут быть установлены стояночные и утилизационные термомасляные котлы.

7.3.1. Неисправности, при которых запрещается вводить в работу паровой котел.

1. Неисправный предохранительный клапан, водоуказательный прибор или манометр.

2. Отсутствие двух исправных питательных средств.

3. Неисправные системы и клапана продувания, сажеобдувки, подачи топлива и воздуха.

4. Неисправные аварийные дистанционные приводы предохранительных, стопорных и быстрозапорных клапанов.

5. Незаделанные трещины в ответственных частях котла.

6. Неисправные АПС и защита котла.

7. С числом заглушенных труб и их провисанием, превышающим нормы, установленные Классификационным обществом, с обрывами труб и связей.

8. Течь в трубных решетках.

9. Разрушение обмуровки топки и защищенных частей пароводяных и водных коллекторов.

10. Выпучины на плоских стенках огневых частей, местные выпучины жаровых труб более двух толщин листа, деформация жаровых труб.

11. Местные или общие коррозионные разъедания барабанов, листов, утончение труб.

12. Неисправные конденсаторы, фильтры питательной воды, деаэраторы, дозировочные устройства для ввода химических реагентов в котел и маслоотделители.

7.3.2. Подготовка парового котла к работе.

1. Современные паровые котлы имеют системы автоматического управления, АПС и защиты. Поэтому при подготовке к работе котла, находящегося в эксплуатации, необходимо проверить систему автоматического управления и включить ее.

2. Система автоматического управления состоит из следующих компонентов:

· Система автоматического управления процессом горения.

· Система автоматического управления процессом питания котла.

· Система аварийно-предупредительной сигнализации.

· Система автоматической защиты.

3. АПС котельной установки обычно подает следующие сигналы:

· Низкий уровень воды в котле.

· Низкий уровень воды в теплом ящике.

· Остановка питательного насоса котла.

· Низкая температура топлива.

· Низкое давление топлива.

· Высокая соленость воды в теплом ящике.

4. Защита котла прекращает работу котла в следующих случаях:

· Очень низкий уровень воды в котле.

· Давление пара достигло установленного значения.

· Произошел обрыв факела.

· Остановилась воздуходувка форсунки.

5. При подготовке котла к работе после его чистки необходимо выполнить следующие операции:

· Произвести наружный осмотр котла, топочного устройства, арматуры, аварийных приводов арматуры котла с палубы, манометров, механизмов и систем, обслуживающих котел. Убедиться в открытии воздушного клапана на котле..

· Заполнить котел водой, отвечающей по качеству требованиям заводской инструкции.

· Температура воды при заполнении не должна отличаться от температуры металла более чем на 30° С и во всех случаях должна быть не ниже 5° С.

· Котел заполняется водой до уровня, указанного в заводской инструкции.

· После заполнения котла водой необходимо убедиться в отсутствии течи через неплотности.

7.3.3 Пуск котла.

При пуске котла необходимо выполнить следующие операции:

1. До розжига форсунки необходимо осмотреть топку на предмет отсутствия в ней несгоревшего топлива. Скопления топлива в топке не должно быть. Для удаления взрывоопасной смеси паров топлива топку необходимо провентилировать в течение времени, указанного в заводской инструкции, но не менее 3 минут.

2. Включить систему автоматического управления котлом, которая и произведет розжиг форсунки котла. Если после двух попыток факел в топке не вспыхнет, необходимо прекратить попытки розжига форсунки, выяснить и устранить причину, а затем, провентилировав топку, снова попытаться разжечь форсунку.

3. С момента розжига форсунки должен быть установлен контроль за уровнем воды в котле.

4. Продолжительность подъема давления пара должна быть согласно заводской инструкции.

5. При появлении пара в котле (при появлении непрерывной струи пара из воздушного клапана) необходимо:

Закрыть воздушный клапан;

Продуть манометровую трубку и включить котловой манометр;

Прогреть водоуказательные приборы котла;

6. При давлении пара в котле (не более 5 кг/см 2) необходимо проверить обжатие крышек лазов и горловин без применения рычагов и ударов.

7. После подъема давления пара до рабочего необходимо тщательно осмотреть котел и проверить в действии водоуказательные приборы, клапаны верхнего и нижнего продувания, питательные насосы, теплый ящик. При удовлетворительных результатах осмотра и проверок подъем давления пара в котле считается законченным.

7.3.4. Обслуживание котла во время работы.

1. При работе котла должен быть постоянный контроль за:

· Уровнем воды в котле.

· Горением факела.

· Давлением пара.

· Соблюдением водного режима и водоконтроля.

· Исправным состоянием котла, обслуживающего его оборудования, систем автоматики и КИП.

2. При наблюдении за работой систем автоматического управления котла необходимо периодически проверять правильность их работы. Порядок этих проверок, их периодичность указываются в заводской инструкции. При эксплуатации системы автоматического управления котла возможны отказы ее элементов, которые приводят к ненормальностям в работе котла.

3. Наиболее характерные отказы:

· Автоматика питания не реагирует на изменение уровня воды в котле.

· Уровень воды поддерживается не в заданных пределах.

· Питательный насос не включается.

· Срабатывает защита по низкому уровню при исправных насосах и датчиках.

· Не подается топливо к форсунке.

· Не зажигается форсунка.

· Факел гаснет.

4. Во время работы котла необходимо систематически производить осмотры:

· Котла и его арматуры.

· Топочного устройства.

· Обмуровки топки.

· Видимых поверхностей нагрева.

· Трубопроводов в пределах котла.

· Газовоздушного тракта.

5. Контролировать показания КИП. Давление пара в котле должно контролироваться не менее чем двумя манометрами.

6. Для предупреждения упуска воды необходимо содержать в постоянной исправности питательную систему котла и водоуказательные приборы. Не реже одного раза за вахту производить продувку водоуказательных приборов.

7. Работа котла с неисправными водоуказательными приборами запрещена.

8. При вскипании воды в котле необходимо немедленно снизить нагрузку котла, прикрыть стопорный клапан до прекращения вскипания воды и продуть котел верхним и нижним продуванием. Затем, в зависимости от результатов анализа котловой воды, котел необходимо продуть дополнительно или вывести его из действия до полной смены воды.

9. Необходимо систематически контролировать теплый ящик на отсутствие в нем нефтепродуктов, которые могут попасть в теплый ящик вместе с конденсатом из топливо- и маслоподогревателей, из систем подогрева тяжелого топлива в танках и цистернах, из систем подогрева смазочного масла в цистернах. При попадании нефтепродуктов в котел его необходимо вывести из действия для очистки. В случае невозможности вывода котла из действия необходимо снизить нагрузку котла и проводить усиленные верхние продувания до тех пор, когда появится возможность вывести котел из действия для очистки.

10. Контроль за процессом горения должен осуществляться систематически, путем наблюдения за факелом и дымом, выходящим из дымовой трубы. Наиболее характерные признаки при визуальном контроле следующие:

· Черный дым и пламя темно-красного цвета-причинами могут быть недостаток воздуха, плохой распыл топлива, низкая температура и низкое давление топлива перед форсункой.

· Дым светло-серого цвета, а пламя оранжево-красное-это нормальное соотношение топлива и воздуха.

· Дым белый или с желтоватым оттенком, пламя ярко-белое-это чрезмерный избыток воздуха.

· Факел не должен ударять в обмуровку топки и поверхности нагрева.

· Работа котла с повреждениями обмуровки топки свыше 40% ее толщины не допускается. Это опасно для котла и обслуживающего персонала.

· Если по какой-либо причине произошел перегрев частей котла, необходимо немедленно прекратить горение и питание котла, вывести котел из действия и дать ему медленно остыть.

7.3.5. Меры безопасности при упуске воды.

Упуск воды может быть следствием недостаточного контроля вахты за работой котла, неисправности системы автоматического управления питанием, системы АПС и защиты котла, разрыва трубок котла.

Признаками упуска воды в котле являются:

· Отсутствие уровня воды в водоуказательных приборах и на табло световой индикации уровня воды в котле на пульте ЦПУ; срабатывание световой и звуковой аварийно-предупредительной сигнализации о низком уровне воды в котле.

· Свист сухого пара при открывании нижних пробных кранов.

· Покраснение и побеление от перегрева отдельных труб поверхностей нагрева.

· Заметные провисания групп или отдельных труб.

При упуске воды из котла необходимо немедленно выполнить следующие операции:

· На котлах, имеющих автоматическую систему управления котлом, выключить эту систему и тогда автоматически прекратится горение и питание котла.

· На котлах, не имеющих системы автоматического управления котлом, вручную прекратить горение и питание котла, дополнительно закрыв клапана подачи топлива на топочное устройство котла и питательные клапана. Это нужно делать не раздумывая, не тратя времени ни на что другое, потому что котел имеет серьезную неисправность-не срабатывает защита по очень низкому уровню воды в котле и сколько времени котел работает без подпитки водой и его состояние пока не известно.

· После прекращения горения и питания котла можно убедиться в том, что тревога не была ложной. Для этого нужно продуть водоуказательные приборы и возможно после этого в них появится нормальный уровень воды. Если же этого не произойдет, то необходимо выполнить следующие операции:

· Закрыть стопорный клапан.

· Принять меры к недопущению местного и общего охлаждения котла.

· Вахтенному механику доложить о случившемся старшему механику.

· Старший механик вместе с вахтенным механиком или механиком, в чьем заведовании находится котел, должны тщательно осмотреть котел. Возможно, после этого будет необходимо стравить пар и, при отсутствии видимых повреждений, произвести гидравлическое испытание котла на рабочее давление. Если при этом течей и деформации не будет обнаружено, то котел можно эксплуатировать дальше.

7.3.6. Докотловая обработка питательной воды.

1. Докотловая обработка питательной воды производится для очистки ее от нефтепродуктов и механических примесей, для удаления кислорода (деаэрация), солей и накипи.

1. Нефтепродукты удаляются из воды путем фильтрации ее через фильтры, установленные в теплом ящике и на напорной магистрали. В качестве фильтрующих материалов в теплом ящике применяются пенополиуретан (поролон), древесная стружка, манила, сезаль, махровая ткань, кокс, активированный уголь. Периодичность замены фильтрующих материалов зависит от режима работы питательной системы и содержания нефтепродуктов в воде. При эксплуатации фильтров, устанавливаемых на напорной магистрали питательной воды, смену фильтрующих материалов следует производить по мере повышения давления перед фильтром до установленного предела.

2. Докотловая обработка питательной воды производится и с помощью химических препаратов, выпускаемых различными фирмами. Химическую обработку воды осуществляют по инструкциям, разработанным фирмами для каждого препарата, Правильность дозировки препаратов и эффективность их действия периодически контролируют с помощью судовых экспресс-лабораторий. В качестве такого препарата применяется CONDENSATE CONTROL, выпускаемый фирмой NALFLEET. Он нейтрализует кислоту в системах конденсата и питательной воды, предотвращая коррозию элементов системы. Вводится в теплый ящик или цистерну возврата конденсата.

2. Удаление кислорода из питательной воды применяется в котельных установках с рабочим давлением пара более 2 МПа. Содержание кислорода в питательной воде открытых систем питания составляет 4,5-10,0 мг/л. Растворимость кислорода зависит от температуры воды. С повышением температуры растворимость кислорода падает. В кипящей воде растворимость кислорода равна нулю. Поэтому для максимально возможного удаления кислорода из питательной воды в открытых системах питания необходимо поддерживать температуру воды в теплом ящике не ниже 55--65° С. Это обеспечивает содержание кислорода в питательной воде не более 5,0 мг/л. Для удаления кислорода из питательной воды может также применяться химический препарат OXYTREAT 79600. Лучше всего добавлять его непрерывным впрыскиванием в теплый ящик. Может применться для защиты котлов в режиме хранения. Также для удаления кислорода используются следующие химические препараты: гидразин-гидрат N 2 H 2 H 2 O, гидразин сернокислый N 2 H 2 H 2 SO 4 и сульфит натрия кристаллический Na 2 SO 4 /

Внутрикотловая обработка воды.

Целью внутрикотловой обработки воды является обеспечение таких качественных показателей воды, которые препятствуют накипеобразованию и коррозии в котлах.

Основные режимы внутрикотловой обработки воды-это фосфатно-щелочной и фосфатно-нитратный.

Фосфатно-щелочной режим применяется в котлах с давлением пара до 2 Мпа. При этом режиме необходимо поддерживать в котловой воде определенное соотношение между щелочностью и общим солесодержанием, получившим название относительной щелочности. Относительная щелочность котловой воды должна быть не менее чем в 5 раз выше ее щелочного числа. Практически, это значит, что в паровых котлах, работающих при давлении пара до 4 Мпа, содержание хлоридов в котловой воде должно превышать значение щелочного числа не менее чем в 3 раза.

Фосфатно-нитратный режим применяется в водотрубных котлах с давлением пара до 6МПа, работающих на питательной воде улучшенного качества.

Химические препараты, применяемые для внутрикотловой обработки воды.

В состав химических препаратов зарубежных фирм для фосфатно-нитратной и фосфатно-щелочной внутрикотловой обработки воды входят следующие химические препараты: а) Известный механикам тринатрийфосфат (Na 3 PO 4 12H 2 O). Предназначен для поддержания содержания фосфатов и щелочей в котловой воде паровых котлов низкого и среднего давления с целью предотвращения образования накипи и коррозии металла. Дозировку контролируют по показателю концентации фосфатов в котловой воде. б) Селитра калиевая техническая (KNO 3) или селитра натриевая (NaNO 3). Предназначена для предотвращения межкристаллитной коррозии металла в паровых котлах низкого и среднего давления. Дозировку контролируют по показателю концентрации нитратов в котловой воде.

Кроме этих известных препаратов применяются еще следующие химические препараты, выпускаемые различными фирмами для обработки котловой воды.

Фирма «UNITOR»:

COMBITREAT-обеспечивает фосфатный режим, препятствует образованию накипи.

HARDNESS CONTROL-поддерживает оптимальное значение фосфатного уровня, препятствует образованию накипи.

ALKALINITY CINTROL-применяется для обеспечения рекомендованных щелочных условий в котловой воде, содействует свертыванию нефтяного загрязнения котловой воды.

BOILER COAGULANT-для предотвращения накипи и свертывания небольшого количества нефти, попавшей в котельную воду.

Фирма «DREW AMEROID»:

AMEROID AGK-100-предотвращает коррозию и образование накипи.

AMEROID GC-также предотвращает коррозию и образование накипи.

LIQUID COAGULANT-предотвращает отложения на поверхностях нагрева нефти, попадающей в котел с питательной водой.

Фирма «DREW AMEROID MARINE»:

SAFASIO-сульфаминовая кислота для удаления отложений накипи и ржавчины в паровых котлах, испарителях и теплообменных аппаратах.

AMEROID HDI 777-применяется для предварительной очистки внутренних поверхностей паровых котлов от маслянистых загрязнений перед их очисткой от накипи и коррозии с помощью кислоты.

Метод применения и дозировка каждого препарата указывается в фирменных инструкциях.

Остановка и охлаждение котла.

1. Остановка и охлаждение котла должны производиться в соответствии с указаниями заводской инструкции по эксплуатации.

2. В случае отсутствия таких указаний необходимо выполнить следующее:

· Произвести, по возможности, обдувку всех поверхностей нагрева.

· Снять нагрузку. Вывести из действия систему автоматического управления, защиты и сигнализации.

· Произвести верхнее и нижнее продувание с последующей подпиткой.

· Если не предполагается спуск воды, довести показатели качества котловой воды до норм, указанных в инструкции по эксплуатации.

· Охлаждение котла производить медленно. Продолжительность и порядок охлаждения, а также удаление воды из котла производить согласно указаниям инструкции по эксплуатации. Запрещается для ускорения охлаждения котла подпитывать котел холодной водой с последующей продувкой, открывать топочные дверцы, регистры и т.п.

· После спуска воды из котла необходимо убедиться в том, что все клапаны парового и водяного пространства котла плотно закрыты.

· Перед вскрытием лазов необходимо убедиться в отсутствии давления в котле по манометру и по воздушному клапану.

Характерные неисправности паровых котлов, их

1. Давление пара в котле падает или растет, одновременно понижается уровень воды в водоуказательных приборах, возможен хлопок в топке, выход пара из дымовой трубы.

Причинами этого могут быть:

· Лопнула испарительная или дымогарная труба в котле.

· Неисправен предохранительный клапан.

· Свищи в трубах.

· Неисправны автоматические регуляторы.

2. Уровень воды в водоуказательных приборах повышается или понижается.

Причины и способы устранения.

· Водоуказательный прибор показывает неправильный уровень-продуть водоуказательный прибор.

· Ненормально работает регулятор питания-перейти на ручное управление питанием.

· Ненормально работает питательный насос-перейти на второй насос.

3. Уровень воды в водоуказательном приборе резко колеблется.

Причины и способы устранения.

· «Вскипание» воды-снизить уровень воды в котле.

· В котел попали нефтепродукты-явление подобно «вскипанию» и те же действия.

4. Уровень воды в водоуказательном приборе не колеблется или отличается от уровня в другом приборе и медленно восстанавливается после продувания.

Причины и способы устранения.

· Засорены каналы в водоуказательном приборе или неправильно установлены прокладки-заменить прибор запасным.

· Засорены каналы к водоуказательному прибору-снять прибор, очистить каналы досекущих клапанов.

5. Распыливание топлива неудовлетворительное.

· Причины и способы устранения.

· Низкая температура и низкое давление топлив.

· Топливные каналы форсунки засорились.

· Плохое перемешивание топлива с воздухом из-за неправильной установки воздухонаправляющих устройств.

· Форсунки или диффузор неправильно установлены вдоль оси фурмы.

· Подтекает топливо в форсунке.

6. Пульсация и хлопки факела, вибрация фронта котла.

· Причины.

· В топливе много воды.

· Причины, указанные в предыдущем пункте.

· Колебания давления топлива из-за неисправности топливного насоса.

7. Шипение и затухание факела.

· Причины.

· В топливе вода.

· В топливе повышенное содержание механических примесей.

8. Появление рваного пламени с искрами.

· Причины.

· Чрезмерный перегрев топлива.

9. Мощный хлопок с выбросом топочных газов из топки.

· Причина и способы действия.

· Взрыв газов в топке-прекратить горение, провентилировать топку в течение 5 минут, осмотреть котел и газоходы; только после этого можно зажечь форсунку.

10.Перегрев обшивки котла.

* Причины и способы устранения.

* Догорание топлива в газоходах-произвести сажеобдувку и при выводе котла из действия произвести наружную чистку поверхностей нагрева котла.

* Обмуровка топки разрушилась, изоляция прогорела-устранить дефекты обмуровки топки и изоляции.

Эксплуатация утилизационных и водогрейных котлов.

Утилизационный котел

1. На режимах малых нагрузок ГД производить отвод выпускных газов через байпас мимо котла.

2. После включения утиль-котла в работу проверить средства автоматизации и КИП.

3. Включение циркуляционных насосов утиль-котла в работу производится после пуска двигателя.

4. Систематически следить за работой водяных затворов утиль-котла.

5. Очистку утиль-котла от сажи, гудрона и накипи можно производить во время работы двигателя путем осушения котла и его прокаливания выпускными газами в течение 1-2 часов при открытом воздушном клапане, но делать это можно только в строгом соответствии с указаниями заводской инструкции.

6. При длительной остановке ГД и плюсовой температуре в машинном отделении утиль-котел и сепаратор пара держать полностью заполненными водой.

7. Запрещается ввод в действие утиль-котла при неисправном устройстве для предотвращения попадания воды в ГД.

Водогрейные котлы

1. Перед вводом водогрейного котла в работу после ремонта его или трубопроводов систему водяного отопления необходимо промыть до полного осветления воды.

2. При вводе в работу водогрейного котла закрытой системы водяного отопления необходимо проверить систему автоматики и защиты, а также действие предохранительного клапана.

3. Качество воды для подпитки должно удовлетворять требованиям заводской инструкции.

4. Изменение температуры воды на выходе из котла должно производиться постепенно и равномерно (со скоростью не более 30° С в течение часа).

5. Во время работы водогрейного котла необходимо следить за уровнем воды в расширительном баке и за исправностью устройства для выпуска воздуха из системы водяного отопления.

Термомасляные стояночные и утилизационные котлы.

В термомасляных котлах в качестве теплоносителя используется масла и котельная установка с термомасляными стояночным и утилизационным котлами работает следующим образом.

1. Змеевики в обоих котлах, во всех потребителях тепла, все трубы масляной системы постоянно заполнены маслом, что обеспечивается расширительной цистерной. Расширительная цистерна находится в фальш-трубе, выше утиль-котла. Уровень масла в ней контролируется визуально и датчиками максимального и минимального уровня. В случае утечки масла из системы расширительная цистерна пополняется насосом, который запускают и останавливают датчики уровня в расширительной цистерне.

2. При работе стояночного и утилизационного котла масло в системе циркулирует с помощью одного из циркуляционных насосов. Второй насос автоматически запускается при остановке первого, сигнал на запуск насос получает от датчиков расхода. Насос поддерживает давление масла в системе в пределах 9,6-10 бар.

3. Стояночный насос запускается и останавливается автоматически. Сигнал на запуск и остановку котла дают датчики температуры масла, Запускается котел при температуре масла 170° С, останавливается при температуре 180° С, предельная максимальная температура в эксплуатации 250° С. Значения температуры запуска и остановки котла можно оперативно регулировать.

4. На стоянке форсунка котла работает приблизительно 50% стояночного времени зимой и приблизительно 30% летом. Топливо перед топливным насосом топочного устройства греется постоянно до температуры, задаваемой заводской инструкцией.

5. На ходу утиль-котел работает постоянно, стояночный котел не работает. На малых нагрузках ГД, при недостатке тепла, стояночный котел может быть запущен. Температура масла при работе утиль-котла регулируется автоматическим клапаном подачи масла на теплообменный аппарат, работающий от системы охлаждения ГД. Количество охлаждающей воды на теплообменный аппарат также автоматически регулируется в зависимости от температуры масла.

6. Расход масла при подключении и отключении потребителей тепла автоматически регулируется байпасирующим клапаном с электроприводом. Сигнал на клапан поступает от датчиков расхода.

Контроль на вахте стояночного и утиль-котла.

Во время вахты необходимо контролировать на термомасляном стояночном котле:

1. Работу циркуляционного насоса.

2. Уровень масла в расширительной цистерне.

3. Давление и температуру масла в системе.

4. Отсутствие утечек масла.

5. Работу топочного устройства котла.

6. Уровень топлива в расходной цистерне топлива.

7. Отсутствие утечек топлива, температуру его нагрева.

8. Работу систем автоматики, АПС и защиты.

При работеутилизационного котла необходимо контролировать то же самое, что и при работе стояночного котла, за исключением позиций, связанных с работой топочного устройства котла.

Защиты термомасляного стояночного и утилизационного котла.

1. Утечки масла при разрушении змеевиков. Сигнал подается датчиком уровня емкостного типа.

2. Уменьшение скорости движения масла в системе. Сигнал подается датчиком расхода.

3. Уменьшение или увеличение уровня масла в расширительной цистерне.

4. Остановка стояночного котла при достижении температуры масла установленного значения. Сигнал от датчика температуры масла.

5. Сброс масла из утиль-котла на маслоохладитель при достижении температуры масла установленного значения. Сигнал-отдатчика температуры масла.

6. Сброс масла из расширительной цистерне при пожаре (аварийный сброс). Сигнал-от системы пожарной сигнализации.

7. Защита топочного устройства обычная-по обрыву факела, по низкому давлению топлива, по открытию дверцы топочного устройства.

Питательная система замыкает паросиловой цикл котел - турбина, обеспечивая возможность возвращения отработавшего пара в котел в виде питательной воды. В этой системе имеется четыре главных элемента: котел, турбина, конденсатор и питательный насос. В котле вырабатывается пар, который подается в турбину, и после того, как пар израсходует энергию, он направляется в конденсатор. Там пар превращается в воду (конденсат), которая подается питательным насосом в котел.

Практически в систему включается еще целый ряд элементов, таких как сточная цистерна, куда спускается конденсат из конденсатора и благодаря которому обеспечивается некоторый напор на входе в питательный насос. Для компенсирования утечки воды из системы или для создания некоторого избытка питательной воды в системе предусматривается компенсационный бачок. Если питательная система обслуживает вспомогательный котел, например, на теплоходе, то сточная цистерна или теплый ящик сообщается с атмосферой. Такая система называется открытой. У водотрубных котлов высокого давления питательная система ни в какой своей части не сообщается с атмосферой, и такая система называется закрытой.

ОТКРЫТАЯ ПИТАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Схема открытой питательной системы для вспомогательного котла показана на рис. 5.1. Отработавший пар из различных вспомогательных механизмов конденсируется в конденсаторе, который охлаждается забортной водой. Давление в конденсаторе может поддерживаться атмосферным или чуть ниже атмосферного. Конденсат из него стекает в теплый ящик, оборудованный фильтрами. Если конденсатор работает при небольшом вакууме, то для подачи воды в теплый ящик используется конденсационный насос. В теплый ящик может также поступать конденсат из систем, в которых он может загрязниться, например из топливоподогревателей, из системы подогрева топлива в цистернах и т. д. Загрязненный конденсат может быть обнаружен или на выходе из охладителя конденсатов, или по наблюдениям за контрольной цистерной.

Рис. 5.1. Открытая питательная система:

1 - питательная цистерна; 2 - трубопровод для слива избыточной воды: 3 - теплый ящик с фильтрами; 4 - конденсатор; 5-вентили для подачи пара к механизмам и устройствам;

6 - регулятор питательной воды; 7 - котел; 8 - вспомогательный питательный насос; 9 - главный питательный насос; 10 - подогреватель питательной воды

Контрольная цистерна, если она установлена, позволяет осуществлять такое наблюдение, и если обнаруживается появление загрязненного конденсата, он направляется в цистерну загрязненных сточных вод. В теплом ящике установлены дефлекторы для предварительного отделения масла или топлива от конденсата или питательной воды. Затем для завершения очистки вода пропускается через угольные или матерчатые фильтры. Избыток воды из теплого ящика перепускается в цистерну питательной воды, откуда при необходимости будет пополняться питательная система. Вода из теплого ящика забирается главным и вспомогательным питательными насосами. В главной питательной системе может быть установлен подогреватель питательной воды. Подогреватель может быть поверхностного типа, в котором производится только подогрев воды, и контактного типа, где кроме подогрева воды происходит и ее деаэрация. Деаэрация - это процесс удаления из питательной воды воздуха, содержащего кислород, наличие которого может вызвать коррозионные процессы в котле. Для регулирования подачи воды в котел и поддержания в нем необходимого уровня устанавливают регулятор питательной воды.

Описанная выше система является типовой, и для каждой конкретной установки в ней могут быть некоторые различия.

ЗАКРЫТАЯ ПИТАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

На рис. 5.2 показана схема закрытой питательной системы водотрубного котла высокого давления, снабжающего паром главную паровую турбину.

Пар из турбины поступает в конденсатор, где поддерживается высокий вакуум. Здесь применяется конденсатор регенеративного типа, в котором конденсация осуществляется с минимальным перепадом температур. Конденсатный насос откачивает конденсат из конденсатора и подает его к воздушному эжектору.

Проходя через эжектор, конденсат подогревается. Воздушный эжектор, служащий для откачки воздуха из конденсатора, представляет собой пароструйный эжектор.

Рис. 5.2. Закрытая питательная система:

1 - цистерна питательной воды; 2 конденсатные насосы; 3- конденсатор; 4 - трубопровод для воздуха и газов; 5 - воздушный эжектор; 6 - конденсатор системы уплотнения; 7 - рециркуляционная труба; 8- вентили для подачи пара к механизмам и устройствам; 9 - охладитель дренажных конденсатов; 10 - подогреватель низкого давления; 11- экономайзер; 12 - котел; 13 - пароперегреватель; 14 - подогреватель высокого давления; 15 - питательные насосы; 16 - деаэратор; 17-дренажный насос; 18 - атмосферная сточная цистерна

Затем конденсат пропускается через конденсатор системы уплотнения, где он подогревается дополнительно. В этом конденсаторе конденсируется пар из системы уплотнения турбины, и конденсат из него стекает в сточную цистерну. Далее конденсат главной системы проходит через подогреватель низкого давления, который питается паром из отбора турбины. Применение всех вышеперечисленных подогревателей улучшает к. п. д. установки за счет регенерированной теплоты, а увеличение при этом температуры воды способствует ее деаэрации.

В деаэраторе происходит непосредственный контакт питательной воды с паром, где они фактически смешиваются. При смешивании вода подогревается, из нее выходят все растворенные газы, в частности кислород. Нижняя часть деаэратора представляет собой емкость, откуда вода забирается непосредственно одним из питательных насосов, подающих воду в котел.

Вода после этого поступает к подогревателю питательной воды высокого давления, затем к экономайзеру, а оттуда - в паровой коллектор. В системе имеется соединенная с атмосферой сточная Цистерна для слива в нее избыточной питательной воды и питательная.цистерна, откуда при недостатке воды будет пополняться питательная система. В сточную цистерну также поступает конденсат от многих вспомогательных систем, таких как система уплотнения турбин, конденсат отработавшего рабочего пара воздушных эжекторов и т. д. Для обеспечения прохождения питательной воды через воздушный насос и конденсатор системы уплотнения на режимах небольшой мощности и во время маневрирования судна в системе предусмотрена рециркуляционная перемычка.

Данная схема также является типовой, и для каждой конкретной установки в ней могут быть некоторые различия.

ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ПИТАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Система предназначена для воспроизведения пара из конденсата от вспомогательных механизмов и устройств, может выполняться как отдельно - в виде открытой или закрытой системы, так и заодно с главной питательной системой, составляя ее часть.

В тех случаях, например, когда у палубных механизмов применяется паровой привод, для конденсации отработавшего пара используют конденсатор, работающий при давлении, близком к атмосферному (рис. 5.3). Конденсат конденсатным насосом подается к воздушному эжектору, пройдя через который, вода поступает в главную питательную магистраль между конденсатором уплотнительной системы и охладителем дренажных конденсатов. Для работы на малой мощности предусмотрена рециркуляция, а для регулирования уровня воды в конденсаторе имеется регулятор уровня.

Рис. 5.3. Вспомогательная питательная система:

1 - регулятор уровня; 2- рециркуляционная труба; 3 - вспомогательный конденсатор; 4 - воздушный эжектор 5 - конден-сатный насос; 6 - охладитель дренажных конденсатов; 7 - конденсатор системы уплотнения; I - подвод отработавшего пара от вспомогательных механизмов и устройств

Рис. 5.4. Питательная система парогенератора:

1 - подогреватель питательной воды; 2 - парогенератор; 3 - трубопровод для пара низкого давления; 4 - вентили для подачи пара к вспомогательным механизмам и устройствам; 5 - цистерна загрязненных конденсатов; 6 - питательные насосы; I- спуск конденсата в главную питательную систему; II - подвод пара

Если в установке существует опасность загрязнения питательной воды, для парогенератора может быть создана отдельная система (рис. 5.4). Пар низкого давления из парогенератора подается для различных судовых нужд, таких, например, как подогрев топлива, а конденсат возвращается в теплый ящик. Питательными насосами вода подается к подогревателю питательной воды, который одновременно служит охладителем конденсата, полученного от подогревающего пара парогенератора. Отсюда вода поступает непосредственно в парогенератор.

Многими фирмами выпускаются питательные системы в модульном исполнении, т. е. на едином фундаменте монтируются различные элементы системы. Иногда там размещается весь комплект механизмов и устройств или некоторая его часть.

ЭЛЕМЕНТЫ ПИТАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Конденсатор. Это теплообменный аппарат, в котором от отработавшего пара отнимается скрытая теплота, в результате чего пар превращается в конденсат, направляемый обратно в котел. Конденсация должна осуществляться с минимальным переохлаждением, т. е. температура конденсата должна минимально отличаться от температуры пара. Конденсатор устроен таким образом, что из него удаляются различные газы и пары, которые выделяются при конденсации водяного пара.

На рис. 5.5 показан вспомогательный конденсатор. Круглый в сечении корпус закрыт с обеих сторон крышками, устроенными так, что забортная вода в конденсаторе совершает два хода. В водяных полостях крышек установлены протекторы, необходимые для предохранения от электрохимической коррозии. Пар в конденсатор поступает сверху в центральной части корпуса и через окна во входной коробке, расположенной под кожухом, разделяется на два потока. Пар конденсируется на поверхности трубок, через которые проходит забортная вода. Для крепления трубок в середине конденсатора по длине устроена диафрагма, которая в свою очередь крепится при помощи анкерных болтов. Конденсат накапливается в отстойнике, находящемся под пучками водяных трубок. Предусмотрена откачка воздуха, газов и паров, выделяющихся при конденсации водяного пара.

Главные конденсаторы, работающие совместно с главными паровыми турбинами, это конденсаторы регенеративного типа. Часть пара в них проходит сквозь трубки и соприкасается с конденсатом в отстойнике. Конденсат, таким образом, имеет одинаковую c паром температуру, благодаря чему повышается к. п. д. конденсатора. На рис. 5.6 показан один из проектов регенеративного конденсатора. В центре его имеется канал, по которому пар проходит к отстойнику и, конденсируясь, подогревает конденсат.

Рис. 5.5. Вспомогательный конденсатор:

1 - патрубок возврата конденсата; 2 - протекторы; 3 - лаз со смотровым люком; 4 - анкерный болт; 5 - входная водяная коробка; 6 - фланец подвода циркуляционной воды; 7 - смотровые лючки; 8 - фланец отвода воды; 9 - заглушенный штуцер; 10 - кожух на входе пара в конденсатор; 11 - патрубок входа влажного пара; 12 - патрубок от клапана верхнего продувания котла; 13, 27 - патрубки для термометра; 14. 30 - патрубки для крана щелочных добавок; 15 - воздушный кран; 16 - патрубок для вакуумметра; 17 - водяная коробка; 18 - запасной паровой патрубок; 19 - корпус конденсатора; 20 - водомерное стекло; 21- отстойник; 22 - патрубок отвода воздуха; 23 - диафрагма; 24 - трубная доска; 25 разделяющая перегородка; 26- спускная пробка; 28 - патрубок клапана спуска; 29 пат рубок выхода конденсата

рис. 5.6. Конденсатор регенеративного типа:

1 - трубки; 2 - корпус конденсатора; 3- патрубок отсоса газов и воздуха; 4 - отводящая перегородка; 5 - центральный канал; 6 - уровень конденсата; I - отработавший пар; II - пар к конденсатному насосу отвода

Для выделяющихся газов и паров имеются перегородки. В трубных досках с обеих сторон установлено множество трубок, опирающихся на промежуточные опоры. Заборная вода в трубках совершает два хода.

Конденсатный насос. Этот насос предназначен для откачки воды из конденсатора, в котором поддерживается вакуум. На выходе из насоса создается напор для подачи воды в деаэратор или к питательному насосу. По конструкции конденсатные насосы, как правило, центробежные, двухступенчатые, с вертикальным валом. Устройство насосов описано в гл. 6. Для нормальной работы этих насосов необходим определенный минимальный напор на всасывании, а также некоторый контролируемый уровень конденсата в конденсаторе. В первую ступень насоса поступает вода, которая почти кипит в условиях вакуума, существующего во всасывающей трубе. Во вторую ступень вода поступает уже с некоторым положительным давлением, а на выходе из второй ступени вода имеет заданное давление.

В конденсаторах, где уровень конденсата может колебаться или если отстойник почти сухой, можно применять саморегулирующиеся конденсатные насосы. Саморегуляция в них происходит во время кавитации, возникающей, когда напор на всасывании падает до очень малого значения. Кавитация представляет собой процесс возникновения и разрушения пузырьков пара, в результате которого подача насоса падает до нуля. По мере повышения напора на всасывании кавитация исчезает, и насос снова начинает подавать воду. При кавитации, как правило, возникают различные повреждения (см. гл. 11), но при низком давлении, существующем в конденсатных насосах, повреждений не наблюдается. Кроме того, крыльчатку насоса можно сконструировать так, что будет происходить сверхкавитация, т. е. разрушение пузырьков после выхода их c крыльчатки.

Воздушный эжектор. С помощью воздушного эжектора отсасываются воздух и пары, которые выделяются из конденсирующегося в конденсаторе пара. Если не удалять воздух из системы, то в котле может возникнуть коррозия. Кроме того, наличие воздуха в конденсаторе осложняло бы процесс конденсации и приводило к созданию в нем противодавления, из-за которого потребовалось бы увеличить давление пара на выходе из турбины, что приводит к снижению термического к. п. д.

На рис. 5.7 показан сдвоенный двухступенчатый воздушный эжектор. На первой ступени этот пароструйный эжектор действует как насос, отсасывая воздух и газы из конденсатора. Затем паровоздушная смесь поступает в конденсирующую часть, где циркулирует питательная вода. Питательная вода подогревается, а большая часть паров конденсируется. Конденсат отсюда спускается в главный конденсатор, а пары и газы проходят во вторую ступень эжектора, где процесс повторяется. Оставшиеся после прохождения этой ступени воздух и газы через вакуумный обратный клапан выпускаются в атмосферу.

Рис. 5.7. Воздушный эжектор:

1-завальцованные концы труб: 2 - дистанционная трубка: 3 - анкерный болт; 4 - конденсатор первой ступени; 5 - корпус конденсатора; 6 - скользящая опора; 7 - паровое сопло первой ступени; 8 - соплодержатель; 9 - паровое сопло второй ступени; 10 - разделяющая перегородка: 11-конденсатор второй ступени; 12 - трубки конденсатора; 13 - перегородка водяного ящика; I, II - вход и выход воздуха: III, IV - вход и выход охлаждающей воды

Рис. 5.8. Охладитель дренажных конденсатов:

1 - крышка коробки; 2 - распределительная коробка, 3 - воздушный кран: 4 - предохранительный клапан; 5 - манометр; 6 - U-образные трубки; 7 - анкерные болты; 8 - опорная лапа; 9 - корпус; 10 - диафрагмы; 11- спускной клапан; 12 - разделительные перегородки; I - выход конденсата; II - вход пара; III, IV - выход и вход питательной воды

Питательная вода в обеих ступенях циркулирует через U-образные трубки. В каждой ступени имеется по два эжектора, хотя для удовлетворительной работы установки достаточно работы одного из них.

Теплообменные аппараты. Конденсатор системы уплотнения, охладитель дренажных конденсатов и подогреватель питательной воды низкого давления - все это теплообменные аппараты трубчатого типа. В каждом из них тем или иным способом отбирается теплота от отработавшего пара и благодаря этому нагревается питательная вода, циркулирующая в трубках аппарата.

В конденсатор системы уплотнения турбин поступают пар, газы и воздух, которые охлаждаются водой, и пар при этом конденсируется. Конденсат возвращается в систему через петлевой водяной затвор или конденсационный горшок, а оставшиеся воздух и газы выпускаются в атмосферу. Питательная вода в теплообменнике протекает по U-образным трубкам.

Отработавший пар от различных вспомогательных механизмов и устройств поступает в охладитель дренажных конденсатов, в котором пар конденсируется, и конденсат возврашается в питательную систему.

1 -вода; 2 - пар; 3- водяные струи; 4 - крышка горловины; 5 - патрубок воздушной трубы; 6 - входной водяной коллектор; 7 - форсунки; 8 - перегородка верхней водоохладительной камеры; 9 - перегородка нижней водоохладительной камеры; 10 - направляющий конус; 11 - конусы деаэратора; 12 - корпус; 13 - направляющая; 14 - крышка лаза; 15 - лапы; I- слив воды; II - подвод пара; III- подвод воды.

Циркуляционная питательная вода проходит в аппарате по прямым трубкам, закрепленным в трубных досках. Диафрагмы и перегородки служат для направления потока пара в аппарате и одновременно для крепления трубок (рис. 5.8).

В подогреватель питательной воды низкого давления обычно поступает пар из отбора турбины низкого давления. Подогрев питательной воды способствует процессу деаэрации. Благодаря отбору пара из турбины низкого давления не только улучшается термический к. п. д. установки, но и можно уменьшить высоту лопаток последних ступеней, так как уменьшается масса парового потока. В этих аппаратах могут применяться как прямые, так и U-образные трубки, а в водяной части трубки могут быть одно- и многопроходными.

Деаэратор. В деаэраторе завершается процесс удаления воздуха и паров из питательной воды, начавшийся в конденсаторе. В то же время деаэратор служит и подогревателем питательной воды, но в нем вода и подогревающий пар вступают в непосредственный контакт. Питательная вода подогревается до температуры, близкой к температуре кипения, при которой из нее выделяются все растворенные в ней газы, и эти газы тут же удаляются.

На рис. 5.9 показана одна из конструкций деаэратора. Питательная вода подается в деаэратор через несколько распылителей. Распыленная вода имеет очень большую поверхность соприкосновения с подогревающим паром. Большая часть воды падает сверху на поверхность верхнего конуса, где продолжается процесс подогревания ее паром. Затем вода попадает в центральный канал и выходит из него через небольшое отверстие, которое - выполняет роль эжектора, всасывающего пар вместе с водой. Питательная вода и конденсат рабочего пара скапливаются в накопителе, составляющем нижнюю часть деаэратора. Рабочий пар поступает в деаэратор, проходит через него, нагревая питательную воду, и, превратившись в конденсат, смешивается с питательной водой. Выделившиеся газы через патрубок воздушной трубы выходят в конденсатор паровоздушной смеси. Пар, попавший туда вместе с воздухом, конденсируется и возвращается в систему. В трубках конденсатора паровоздушной смеси циркулирует питательная вода, и оттуда она сразу поступает в деаэратор.

Температура питательной воды в деаэраторе очень близка к температуре пара при существующем в деаэраторе давлении, и поэтому возможно при каком-либо падении давления мгновенное превращение воды в пар. Это может привести к «загазованности», т. е. к образованию пара во всасывающей части питательного насоса. Чтобы избежать этого, деаэратор располагают в верхней части машинного отделения, обеспечивая тем самым определенный положительный напор на входе в питательный насос. Но иногда непосредственно на выходе из деаэратора устанавливается откачивающий или бустерный насос.

Питательный насос. Предназначен для создания давления питательной воды, при котором она поступает в котел. Для вспомогательных котлов, потребляющих небольшое количество питательной воды, в качестве питательного может применяться поршневой насос с паровым приводом. Насос такого типа описывается в гл. 6. Насосом другого типа, который часто применяется в агрегатной котельной установке, является электропитательный насос. Это многоступенчатый центробежный насос с приводом от электродвигателя постоянного тока.

В установках с водотрубными котлами высокого давления применяются питательные насосы с турбинным приводом. Показанный на рис. 5.10 двухступенчатый горизонтальный центробежный насос, приводимый в действие активной турбиной, помещается в общем с ней корпусе. Пар к турбине поступает непосредственно от котла и выходит в магистраль, из которой пар может быть направлен для подогрева воды. Подшипники насоса смазываются фильтрованной водой, которая отбирается после первой ступени насоса. На насосе установлены регулятор для поддержания заданного давления и предельный выключатель, срабатывающий при превышении частоты вращения.

Рис. 5.10. Питательный насос с турбинным приводом:

1 - выходной паровой фланец; 2- гнездо вестового клапана; 3- расцепляющий механизм регулятора предельной частоты вращения; 4- турбинный диск; 5 - стяжной болт вала турбины; 6 - сменная крышка, 7 - муфта Хирса; 8 - перегородка; 9 - сопловая коробка; 10- патрубок к манометру давления в сопле; 11 - трубка Вентури; 12 - нагнетательный водяной патрубок; 13 - груз регулятора предельной частоты вращения; 14 - вал; 15 - уравновешивающий поршень; 16 - кольцевая секция; 17 - рабочие колеса насоса; 18-патрубок к манометру давления воды на приемном водяном патрубке; 19 - канал к уравновешивающему поршню; 20 - приемный водяной патрубок; 21 - водозаборник; 22 - рычаг взведения регулятора предельной частоты вращения; 23 - рукоятка экстренного выключения

Подогреватель питательной воды высокого давления. Подогреватель трубчатого типа и служит для дополнительного подогрева питательной воды перед входом в котел. Поскольку давление воды после питательного насоса повышается, появляется возможность дополнительного подогрева воды без ее вскипания. Поступающая в подогреватель вода циркулирует по U-образным трубкам, омываемым подогревающим паром. Имеются диафрагмы, служащие для крепления трубок и для направления потока пара внутри аппарата. Для обеспечения полной конденсации пара установлен конденсационный горшок. В качестве подогревающего используется пар из отбора турбины.

Обслуживание питательной системы. Во время непрерывного действия установки на рабочем режиме необходимо соблюдать равенство масс вводимой в котел питательной воды и выходящего из него пара, при этом уровень воды в котле должен поддерживаться в пределах нормы.

В водяных полостях крышек конденсатора, где проходит забортная вода, установлены протекторы из низкоуглеродистой стали. Их нужно периодически заменять. В то же время производится осмотр трубок с целью обнаружения эрозии, которая может возникнуть, если скорость циркуляции будет очень высокой. Утечка в водяных трубках может привести к загрязнению питательной воды, поэтому при малейшем подозрении о наличии утечки необходимо конденсатор подвергнуть испытанию. В гл. 7 приводится объем и содержание работ при испытании конденсаторов.

Необходимо регулярно проверять исправность уплотнений конденсатных насосов во избежание попадания воздуха в систему. Для насосов всех типов небольшая протечка воды через уплотнительное устройство, способствующая смазке подшипника и сальника, является допустимой и нормальной.

У воздушного эжектора снижается эффективность работы, если на его сопле появляется налет или следы эрозии, поэтому сопла эжектора следует регулярно осматривать и при необходимости заменять. Также нужно периодически проверять герметичность корпуса эжектора и плотность закрытия вакуумного клапана.

Следует периодически проверять, нет ли утечек в теплообменных аппаратах и следить за чистотой теплообменных поверхностей.

Пуск питательных насосов с турбинным приводом должен производиться при закрытом нагнетательном клапане, чтобы давление в нагнетательном трубопроводе резко поднялось и гидравлически уравновесилось с давлением в котле. Турбинные приводы насосов перед работой должны быть прогреты при открытых клапанах спуска и переводятся на работу после закрытия спускных клапанов. Необходимо регулярно проверять исправность действия регулятора предельной нагрузки. Также необходимо контролировать осевые зазоры в турбине, для чего применяются специальные щупы.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Судовая энергетическая установка независимо от назначения судна и типа применяемого главного двигателя должна непрерывно обеспечивать энергией все судовые потребители как в море, так и на стоянке в порту. С этой целью СЭУ вырабатывают энергию различных видов (механическую, электрическую, тепловую), которая хранится на судне в виде скрытой химической энергии органического топлива.

Тепловая энергия вырабатывается в основном в котельных установках, являющихся составными элементами СЭУ. Теплопроизводительность (тепловая мощность) котельной установки полностью определяется суммарной тепловой мощностью потребителей теплоты, работающих в данный момент. Обычно носителем тепловой энергии является водяной пар (редко - органические теплоносители).

Состав потребителей пара, их конструктивные особенности и технико-экономические характеристики зависят от назначения и района плавания судна, типа и мощности ГД и других факторов. В общем случае все потребители пара могут быть разделены следующим образом.

1. Потребители (будем называть их машинными), обеспечивающие нормальное функционирование элементов СЭУ, следующие.

Главный двигатель:

- паровые спутники топливной системы;

- паровые турбина и машина, ходовые турбогенераторы;

- системы обогрева топливных и масляных запасных, отстойных, переливных и расходных цистерн и др.

Котельная установка:

- системы обогрева запасных, отстойных и расходных топливных цистерн;

- подогреватели топлива и питательной воды, турбоприводы питательных насосов и других мехнизмов;

- паромеханические форсунки,

- сажеобдувочные устройства,

- система очистки котлов.

Другие вспомогательные устройства:

- турбогенераторы, испарительная установка;

- подогреватель сепаратора льяльных вод;

- локальная система пожаротушения в МО.

2. Потребители общесудовые, работающие в следующих направлениях.

Нормальные условия обитания экипажа и пассажиров, а также хозяйственно-бытовые нужды:

- подогреватели пресной и забортной воды (общего назначения);

- система отопления жилых и служебных помещений.

Безопасность судна:

- системы обогрева балластных танков, кингстонных ящиков, патрубков забортной воды, якорей

и т. п.;

- система паротушения служебных и грузовых помещений.

Перевозка грузов, другие технологические нужды:

- системы обогрева грузовых танков и мойки танков;

- турбоприводы грузовых насосов;

- подогреватели воздуха в системе вентиляции грузовых помещений;

- системы предотвращения загрязнения моря с судна.

На конкретных судах используют только те потребители, применение которых обусловлено назначением судна, типом и мощностью ГД и некоторыми специфическими требованиями. В остальном классификация не требует дополнительных комментариев.

Для выбора теплопроизводительности котельной установки, кроме состава и характеристик потребителей пара, необходимо иметь информацию о режимах их использования - периодичности и продолжительности циклов непрерывной работы потребителя с той или иной тепловой мощностью (нагрузкой). Режимы использования потребителей имеют вероятностный характер, что в принципе исключает возможность заранее устанавливать их нагрузку, периодичность и продолжительность работы. Здесь воз-

можны только некоторые общие соображения, базирующиеся на анализе опыта эксплуатации транспортных морских судов.

Режимы работы машинных потребителей пара зависят от того, где находится судно - в море (на ходу) или на стоянке. Очевидно, что на ходу судна используются все машинные потребители пара, а их нагрузка определяется в основном режимом работы ГД и временем года (зимой она максимальная). Отличительной особенностью режимов использования потребителей пара, обслуживающих КУ, является то, что они работают непрерывно как на ходу, так и на стоянке. Это обусловлено тем, что работа общесудовых потребителей пара зависит от других факторов (района плавания, вида перевозимого груза, времени года, специфических требований).

Таким образом, вероятностный характер режимов использования потребителей пара не позволяет дать однозначные рекомендации по выбору паропроизводительности КУ и параметров пара. При проектировании обычно считают, что все потребители работают одновременно с номинальной тепловой мощностью. В большинстве случаев это приводит к завышению паропроизводительности и, следовательно, стоимости КУ. Очевидно, нужны другие подходы к выбору характеристик установки, которые учитывали бы вероятностный характер работы потребителей пара.

Выбор параметров пара (давления и температуры) базируется на одном из главных требований – обеспечении высокой экономичности комплекса котельная установка - потребители пара. При этом в основе лежит принцип термодинамической целесообразности, сущность которого состоит в том, чтобы в создаваемых устройствах максимально эффективно использовалась располагаемая тепловая энергия рабочего тела (пара). С этой точки зрения для потребителей, в которых рабочее тело (пар) в процессе выполнения работы не изменяет своего агрегатного состояния (в турбинах, машинах и т. п.), целесообразно повышать начальные давление и температуру пара (с учетом технической целесообразности и безопасности): для вспомогательных турбоприводов (насосов, генераторов и т. п.) до pПЕ = 3 - 3,5 МПа и tПЕ = 300 - 350 "С, а для ГТЗА паротурбинных судов - до рПЕ = 8 - 10 МПа и tПЕ = 510 - 520 °С..

Для большей части судовых потребителей, в которых пар в процессе теплообмена изменяет свое агрегатное состояние (конденсируется), с учетом указанного принципа целесообразно понижать начальные давление и температуру пара до определенных минимальных значений. Объясняется это тем, что при снижении давления возрастает теплота парообразования, передающаяся нагреваемой среде при конденсации пара. Например, если при конденсации насыщенного пара давлением 1 МПа выделяется 2018 кДж/кг теплоты, то при давлении 0,5 МПа это значение составит 2110 кДж/кг (т. е.почти на 5 % больше). Однако понижение давления пара ограничивается гидравлическим сопротивлением паропроводов и самих потребителей пара. В настоящее время эти гидравлические сопротивления составляют 0,1-0,3 МПа, поэтому для рассматриваемых потребителей используют насыщенный пар давлением 0,5- 0,7 МПа. На теплоходах, где, кроме обычных потребителей насыщенного пара, установлены турбоприводные механизмы, используется пар двух уровней давления - перегретый давлением до 1,5 МПа (реже до 3 МПа) и насыщенный давлением 0,5 МПа (для понижения давления используют редукционные устройства).

1.2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, СОСТАВ И ОСНОВНЫЕ СИСТЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Судовая котельная установка называется главной, если потребителями пара являются главные двигатели, и вспомогательной, если пар используется во вспомогательном оборудовании судна.

Основным составным элементом любой котельной установки является котел, тип и конструктивные особенности которого определяют состав и характеристики вспомогательного оборудования обслуживающих его систем. В состав главной котельной установки входит один или несколько главных котлов. При использовании на судне только одного ГК обычно предусматривается установка одного - двух вспомогательных котлов, обеспечивающих потребности судна в паре на стоянках и в экстремальных ситуациях в море. Вспомогательные котельные установки в зависимости от назначения судна и типа СЭУ состоят из одного или нескольких вспомогательных и утилизационных котлов.

Принцип действия парового котла определяется сущностью его рабочего процесса, который состоит в том, чтобы путем подвода определенных количеств теплоты и воды генерировать заданное количество пара требуемого качества.

Существуют два источника получения теплоты в котле: непосредственное сжигание органического топлива в топках котла; использование тепловой энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания или газотурбинной установки.

В первом случае котельная установка не зависит от других судовых установок, во втором - утилизационный котел неразрывно связан с ДВС или ГТУ и образует утилизационный контур котельной установки, режимы работы которого определяются режимами использования главного двигателя.

Паровой котел в агрегатированном исполнении может состоять из топки, парообразующих элементов, пароперегревателя, экономайзера и воздухоподогревателя. Во вспомогательных котлах в зависимости от назначения из трех последних элементов могут использоваться либо любые их комбинации, либо не использоваться никакие.

В топке котла сжигается органическое топливо. Выделившаяся теплота передается нагреваемым теплоносителям, в результате чего в котельных элементах происходит парообразование, а в пароперегревателе - превращение влажного насыщенного пара в перегретый до заданной температуры. Экономайзер служит для подогрева воды, поступающей в котел, а воздухоподогреватель - для подогрева воздуха, поступающего в топку. Нагревающей средой в парообразующих элементах, пароперегревателе и экономайзере являются дымовые газы, а в воздухоподогревателях могут использоваться как дымовые газы, так и водяной пар.

Паровой котел на жидком топливе обслуживают следующие системы: питательная, топливная, подачи воздуха и отвода дымовых газов, автоматического регулирования и сигнализации, продувки котла

и ввода химических реагентов. Рассмотрим их на примере вспомогательной котельной установки с утилизационным контуром (рис. 1.1).

Рис.1.1. Принципиальная схема вспомогательной котельной установки с утилизационным контуром

Питательная система служит для подготовки и подачи воды в котел. В состав питательной системы входят теплый ящик 21, питательные насосы (один резервный) 17, трубопроводы, путевая и регулирующая арматура и КИП. В теплый ящик конденсат поступает через конденсатор 18охладитель чистого конденсата от потребителей пара, в которых отсутствует возможность контакта воды с топливом и маслом, через конденсатор 19 - охладитель грязных конденсатов и контрольно-смотровую цистерну 20. Предусмотрены заполнение теплого ящика и подпитка его насосом 22 из цистерны 23 добавочной воды. Так как в теплом ящике питательная вода имеет непосредственный контакт с атмосферным воздухом (открытая система питания), то создаются благоприятные условия для насыщения воды кислородом,

обусловливающим интенсивную коррозию металла трубопроводов, арматуры и элементов котла. В главных и вспомогательных КУ ответственного назначения применяют закрытые системы питания, в которых вместо теплого ящика устанавливают деаэратор.

Топливная система служит для подготовки и подачи топлива к форсункам котла. Из отстойнорасходной цистерны 8 топливо забирается топливным насосом 10 к подается им через подогреватель 11 к форсункам 16. На топливном трубопроводе установлены фильтры холодного 9 и горячего 12 топлива, путевая и регулирующая арматура и КИП. В цистерну 8 топливо подается из бункера (танка) 4 топливоперекачивающим насосом 7. Для снижения вязкости топлива перед его перекачиванием топливный трубопровод 6 на участке между танком и отстойно-расходной цистерной смонтирован вместе с паровым спутником 5 системы подогрева топлива в емкостях и трубах.

Воздушно-газовая система служит для подачи воздуха в топку котла и отвода из него дымовых газов. В ее состав входят котельный вентилятор 13, воздухопровод 15 с заслонками 14 и газоход котла.

В систему автоматического регулирования, сигнализации и защиты входят подсистемы регулирования питания котла, горения и температуры перегретого пара, элементы сигнализации и защиты котла (принцип их действия рассмотрен далее).

Система продувки предназначена для периодического удаления из котла накапливающихся в котловой воде солей и шлама.

Система ввода в котел химических реагентов, состоящая из дозерного бачка, насоса и трубопроводов с арматурой, предназначена для ввода химических реагентов с целью предотвращения накипеобразования и коррозии.

В утилизационном котле отсутствуют топливная и воздушная системы, а конструктивные особенности остальных систем, обслуживающих УК, определяются типом и назначением котла. Так, в утилизационном контуре (см. рис. 1.1) использован утилизационный котел 2 с принудительной циркуляцией. Питательная система состоит из собственно питательной и циркуляционной систем, объединенных сепаратором пара 3. Питательная вода из теплого ящика 21 подается питательным насосом 17 в сепаратор пара 3, откуда циркуляционный насос 1 забирает воду и подает ее в парообразующую часть УК. Пароводяная смесь из утилизационного котла поступает в сепаратор, где пар отделяется от воды и направляется к потребителям пара.

1.3. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ КОТЛОВ

Сравнительную оценку конструктивных решений и теплотехнических характеристик паровых котлов производят в соответствии с их классификацией. Обычно судовые котлы классифицируют по нескольким признакам:

а) принципу организации относительного движения теплообменивающихся сред:

- дымовых газов и воды (это главный признак, определяющий не только конструктивные особенности котлов, но и их различия по экономичности и безопасности);

- водотрубные и огнетрубные. В водотрубном котле внутри труб движутся вода и пароводяная смесь, а горячие дымовые газы омывают трубы снаружи. В огнетрубном котле органическое топливо сжигается в размещенных в водяных объемах котла жаровых трубах (отсюда огнетрубный -" огонь в трубе) и топочных камерах, а дымовые газы движутся внутри дымогарных труб. Стремление использовать достоинства и водотрубных, и огнетрубных котлов привело к созданию огнетрубно-водотрубных котлов, в которых применены оба принципа организации относительного движения теплообменивающихся сред;

б) назначению

Главные;

- вспомогательные;

в) характеру движущих сил, определяющих движение воды и пароводяной смеси - с естественной циркуляцией и принудительным током воды. Процесс естественной циркуляции, т.

е. движение воды и пароводяной смеси по замкнутому контуру, происходит вследствие разности плотностей воды и пароводяной смеси и соответствующей компоновки парообразующих элементов. Принудительный ток воды и пароводяной смеси в котле создается специальным насосом. Различают котлы прямоточные, в которых принудительный ток теплоносителя создается питательными насосами, и с искусственной циркуляцией (или многократно принудительной), создаваемой отдельным циркуляционным насосом;

г) способу подачи воздуха для горения топлива, т. е. по давлению в топке

"..."Теплый ящик" - замкнутое пространство, примыкающее к котлу, в котором расположены вспомогательные элементы (коллекторы, камеры, входные и выходные участки экранов и др.)..."

Источник:

Постановление Госгортехнадзора РФ от 18.03.2003 N 9 "Об утверждении правил безопасности систем газораспределения и газопотребления" (Зарегистрировано в Минюсте РФ 04.04.2003 N 4376)

• - резкое, скачкообразное уменьшение поперечного размера области, заполненной разрядным током, возникающее при превышении нек-рого критич...

  Физическая энциклопедия

• - определение растворенных в воде газов. Содер...

  Геологическая энциклопедия

• - добыча природного газа и подача его в магистральный газопровод за счет естественной пластовой энергии на ...

  Нефтегазовая микроэнциклопедия

• - Группа модулей газового пожаротушения, объединенных общим коллектором и устройством ручного пуска...
• - УПГК-1 предназначен для контроля с помощью отечественных и зарубежных индикаторных трубок содержания АХОВ в воздухе, на различных поверхностях и в грунте в полевых условиях, стационарных лабораториях и в...

  Словарь терминов черезвычайных ситуаций

• - Установка газового пожаротушения, в которой баллоны с газом размещены в помещении станции пожаротушения...

  Словарь терминов черезвычайных ситуаций

• - Gas centrifuge process процесс разделения изотопов, основывающийся на различиях в скорости перемещения газовых молекул под действием центробежных сил, создаваемых внутри быстро вращающегося вокруг своей оси цилиндра...

  Термины атомной энергетики

• - "...Дефекты ВДГО - неисправности, повреждения, указанные в акте осмотра ВДГО, выявленные в результате осмотров и подлежащие устранению в предписанные сроки..." Источник: Закон Московской области от 16.04...

  Официальная терминология

• - группа модулей газового пожаротушения, объединенных общим коллектором и устройством ручного пуска. Источник: "Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006...

  Строительный словарь

• - баллон с запорно-пусковым устройством для хранения и выпуска газовых огнетушащих веществ. Источник: "Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006...

  Строительный словарь

• - установка газового пожаротушения, в которой баллоны с газом размещены в помещении станции пожаротушения. Источник: "Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006...

  Строительный словарь

• - 1. Постепенное заполнение нефтяного пласта водой, содер. в этом пласте за контуром нефтеносности, вследствие истощения пластов в процессе разработки. 2...

  Геологическая энциклопедия

• - систерна для хранения теплой воды, откачиваемой воздушным насосом из холодильника машины. Т. Я. соединяется трубопроводом с питательными помпами, подающими воду в котлы...

  Морской словарь

• - "...3.10. : группа модулей газового пожаротушения, объединенных общим коллектором и устройством ручного пуска..." Источник: "СП 5.13130.2009. Свод правил. Системы противопожарной защиты...

  Официальная терминология

• - ".....

  Официальная терминология

• - ".....

  Официальная терминология

"Теплый ящик газового котла" в книгах

Иван Уханов ШТУРМ ГАЗОВОГО ВАЛА

Иван Уханов ШТУРМ ГАЗОВОГО ВАЛА Рис. В. ПястоловаВетреным ноябрьским днем 1966 года бригада Степана Дмитриевича Иванова несла предпраздничную трудовую вахту. Ее разведочная скважина № 13 находилась в степной равнине, в пятидесяти километрах к юго-западу от Оренбурга, на

1 Открытие, сделанное при свете газового фонаря

1 Открытие, сделанное при свете газового фонаря Ранние сумерки осеннего вечера упали на Манхэттен, и тьму за углами домов разгонял свет, струившийся от газовых фонарей, мягкое сияние которых скоро должно было уступить место яркому электрическому сиянию XX века. Под одним

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ ДВА СМЕРТЕЛЬНЫХ ВЫСТРЕЛА ИЗ ГАЗОВОГО ПИСТОЛЕТА