Лекция 9. Вспомогательные СЭУ

Характеристики и параметры потребителей тепловой энергии. Типы и параметры судовых паровых котлов.

Вспомогательные котлы предназначены для обеспечения паром или горячей водой следующих потреби­телей: системы парового (водяного) отопления, камбуза, душе­вых, прачечной, системы обогрева кингстонов забортной воды, системы подогрева тяжелого топлива, системы паротушения. Общие требования к вспомогательным котлам — малые габа­риты и масса, простота конструкции, безотказная и надежная работа, возможность применения комплексной автоматиза­ции.

Вспомогательные котлы бывают паровые, которые выраба­тывают пар, и водогрейные, в которых вода нагревается до заданной температуры. Как паровые, так и водогрейные котлы могут быть автономные, работающие на топливе утилизацион­ные, работающие за счет теплоты выпускных газов главных двигателей, и комбинированные, работающие на ходу судна на выпускных газах, а в период стоянки — на топливе.

По конструкции котлы делятся на огнетрубные (газотруб­ные) и водотрубные. В огнетрубных котлах горячие газы (про­дукты сгорания топлива или отработавшие газы главных дви­гателей) проходят внутри трубок, которые снаружи омываются водой. В водотрубных котлах вода перемещается внутри тру­бок, которые снаружи омываются горячими газами.

Основными параметрами котлов являются: паропроизводительность (в паровых) или теплопроизводительность (в водо­грейных), максимальное давление пара или температура воды и поверхность нагрева.

Паропроизводительность определяется количеством пара, вырабатываемого котлом в час. Она колеб­лется в пределах 120—2000 кг/ч.

Теплопроизводительность (или мощность) водогрейных котлов определяется количеством теп­лоты, переданной от газа к воде. Она находится в пределах 11,6-232 кВт (11.6 - 232 Дж/с).

Максимальное, или рабочее давление пара, которое по ус­ловиям прочности может поддерживаться в котлах, обычно со­ставляет 0,2—0,8 МПа, а температура воды в водогрейных котлах 90 - 120°С. Поверхность нагрева котлов определяется как площадь стенок, омываемая с одной стороны газами, а с другой — водой, т.е. поверхность, через которую осущест­вляется передача теплоты от газов к воде. Поверхность нагрева вспомогательных котлов 1,5 — 20 м².

Устройство вспомогательных котлов. Автономные котлы. В качестве водогрейных автономных котлов широкое распространение получили ав­томатизированные котлы КОАВ-68 и КОАВ-200, имеющие оди­наковую конструкцию, но различающиеся габаритами и теплопроизводительностью. Теплопроизводительность котлов КОАВ-68 равна 79 кВт, а котлов КОАВ-200 составляет 232 кВт.

Корпус котлов (рис. 9.1) имеет форму овала, большая ось которого расположена вертикально. Котел представляет собой бочку 3 с передним 2 и задним 6 днищем. В днищах сделаны отверстия для крепления дымогарных труб 4 и 10и цилиндрической жаровой трубы (топки) 13. Во избежание пережога стенок внутренняя поверхность топки покрыта огнеупорным изолирующим материалом 11. К передней части топки (фрон­тону) 14 крепится форсунка, обеспечивающая распыливание топлива, устройство для его воспламенения и направляющий трубопровод для подачи воздуха. С днищами соединяются приставные коробки 1 и 9, причем задняя коробка разделена пере­городкой 8 на верхнею и нижнюю части. При сгорании топлива газы из топки поступают в нижнюю часть камеры в, по тру­бам 10 проходят в камеру а, откуда по трубам 4 направляются в камеру б и дымовую трубу 7. Через патрубок 12 вода по­дается в котел, через патрубок 5 нагретая вода направляется к потребителям. Циркуляция воды через котел и систему по­требления осуществляется с помощью насоса.

Утилизационные кот­лы. Количество и темпе­ратура выпускных газов главных двигателей за­висят от режима их ра­боты. Во время стоянки судна выпускные газы от­сутствуют, что вызывает неравномерность в ра­боте утилизационных кот­лов и не позволяет заме­нить ими полностью вспо­могательные котлы. Поэтому, как правило, уста­навливают и утилизационные, и вспомогательные котлы. Обычно тип утилизационного котла соответствует типу вспомогатель­ного котла.

Арматура вспомогательных котлов.Совокупность приборов и приспособлений, обеспечивающих безопасность работы котла и позволяющих вести контроль за его работой, называется арматурой котла. Различают арматуру парового пространства и арматуру водяного пространства.

Карматуре парового пространства относятся: манометры, предохранительные клапаны, разобщительный клапан и воз­душный кран. Наибольшее распространение имеют механические мано­метры с трубчатой пружиной. На шкале манометра красной чертой отмечается разрешенное давление пара в котле. Трех­ходовой кран служит для присоединения контрольного мано­метра и для продувки трубки, соединяющей манометр с котлом. На котле должно быть не менее двух манометров.

Рис. 9.1 Водогрейный огнетрубный котел КОАВ-68

Во избежание повышения давления пара выше нормального на котле устанавливают предохранительные клапаны (рис. 9.2). Предохранительные клапаны регулируются на давление, превышающее рабочее не более чем на 3—5 %.

Разобщительный клапан служит для соединения парового пространства котла с трубопроводом пара (по нему пар по­дается к потребителям). При необходимости доступ пара в тру­бопровод можно прекратить, закрыв разобщительный клапан.

Воздушный кран устанавливают в верхней части котла. Он служит для удаления воздуха из внутренней полости котла во время наполнения его водой и подъема пара.

К арматуре водяного пространства относятся указатели уровня воды, пробные краны, питательная коробка, краны нижнего и верхнего продувания.

Указатели уровня воды предназначены для определения уровня воды в котле. Принцип их работы основан на законе сообщающихся сосудов. Наибольшее распространение получили водоуказательные приборы с плоским числом. Схема установки и конструкция водоуказателя с плоским стеклом показана на рис 10.

Корытообразный корпус 4 фланцами присоединяется к патрубкам 2 и 3. Вырез закрывается стеклом 6, которое крепится к корпусу рамкой 7 и шпильками 5. Во время работы кран 1 закрыт, краны 2 и 3 открыты. Периодическая продувка стекла ведется в таком порядке. Закрывается кран 3, открываются краны 1 и 3 – осуществляются продувка паром.

Питательная коробка (рис.9.4)обеспечивает подачу воды в котел. В корпусе 2 расположены разобщительный клапан 6 и невозвратный клапан 3, который не пропускает воду из котла, когда питательный насос не работает. Невозвратный клапан хвостовиком 4 входит в направляющее устройство крышки 5. Это направляющее устройство одновременно служит и ограничителем подъема невозвратного клапана. Во время работы котла разобщительный клапан всегда открыт. Фланцем 7 питательная коробка соединяется с водяным пространством котла, а фланцем 1 с трубопроводом от питательного насоса.

Устройство коробки позволяет при закрытом разобщительном клапане осматривать и ремонтировать невозвратный клапан.

Краны верхнего продувания предназначены для удаления с зеркала испарений пены, масла, кран нижнего продувания — для удаления грязей и шлама, которые осаждаются и скапли­ваются в нижней части котла.

Рис. 9.2 Пружинные предохранительные клапаны

Рис. 9.3 Схема установки и конструкция плоского водомерного стекла

Рис. 9.4 Питательная коробка

Вопросы для самопроверки:

Для каких целей устанавливают котлы?

Какие требования предъявляются к вспомогательным котлам?

Каковы основные параметры котла?

Что входит в арматуру парового пространства котла?