Классификация, конструкция, рабочие параметры судовых вспомогательных паровых котлов.

Вспомогательные судовые паровые котлы служат для обеспечения паром вспомогательных механизмов, для обогрева помещений, для других нужд на судах, где в качестве главных двигателей установлены двигатели внутреннего сгорания (дизели или газовые турбины). Часто на теплоходах устанавливают вспомогательные котлы, использующие тепло отработанных газов двигателей внутреннего сгорания. Такие котлы называются утилизационными.

На всех теплоходах, наряду с утилизационными котлами, работающими только на ходу судна, устанавливают вспомогательные паровые котлы, обеспечивающие паром потребителя на стоянке, или водотрубные комбинированные котлы, работающие на ходу судна как утилизационные, а на стоянке – как обычные вспомогательные котлы, отапливаемые жидким топливом.

по способу использования;

– на автономные, имеющие собственную топливную систему и систему подвода воздуха, и использующие для выработки пара теплоту продуктов сгорания, образующихся при сжигании органического топлива в топке;

– утилизационные, использующие теплоту выхлопных газов ДЭУ или ГТУ;

– комбинированные, в которых подогрев воды и ее испарение могут осуществляться как от собственной топливной и воздушной систем, так и от теплоты продуктов сгорания других типов ЭУ;

• по конструкции;

– на водотрубные, в которых вода и пароводяная смесь движутся внутри труб, омываемых снаружи горячими газами;

– огнетрубные, в которых горячие газы движутся внутри труб, омываемых снаружи водой;

– комбинированные, имеющие в своем составе водотрубную и огнетрубную части;

• по принципу организации движения воды и пароводяной смеси;

– на котлы с естественной циркуляцией (ЕЦ), в которых движение воды и пароводяной смеси по контуру циркуляции происходит за счет разности плотностей питательной воды и образующейся при испарении воды пароводяной смеси;

– котлы с принудительной циркуляцией (ПЦ), в которых движение воды и пароводяной смеси в контуре циркуляции происходит за счет работы специального циркуляционного насоса.

В свою очередь паровые котлы с ПЦ по кратности циркуляции делятся на котлы;

- прямоточные;

- с принудительной циркуляцией малой кратности (ПЦМК);

- с многократной принудительной циркуляцией (МПЦ);

• по способу организации движения воздуха;

– на котлы с вентиляторным дутьем (открытым и закрытым), в топке которых топливо сгорает при давлении, незначительно превышающем атмосферное, а подача воздуха в топку осуществляется котельным вентилятором;

– котлы с компрессорным наддувом (высоконапорные котлы), в топке которых топливо сгорает при давлении, существенно превышающем атмосферное; 0,2 ^ 0,4 МПа (2^4 кгс/см ), а нагнетание воздуха в топку производится с помощью специального компрессорного агрегата;

• по типу используемого топлива;

– на котлы, работающие на твердом топливе (уголь и угольная пыль);

– котлы, работающие на жидком топливе (мазуты, дизельное топливо);

– котлы, работающие на газообразном топливе (природные и синтетические газы);

Для работы судовых и корабельных паровых котлов обычно применяется жидкое топливо; мазуты или (значительно реже) дизельные топлива. В исключительных случаях на судах-газовозах с ПТУ могут использоваться паровые котлы с газовым отоплением, работающие на перевозимом судном газе.

• по расположению топочных устройств;

– на котлы с однофронтовым отоплением, в которых топочные устройства располагаются на одном, переднем (со стороны обслуживания) фронте котла;

– с двухфронтовым отоплением, в которых топочные устройства расположены на переднем и заднем фронтах котла;

– с потолочным расположением топочных устройств;

– с боковым расположением топочных устройств;

Судовые паровые котлы также могут классифицироваться и по другим признакам, характеризующим их конструктивные особенности;

– по типу применяемых поверхностей нагрева; испарительных пучков труб, экономайзера, воздухоподогревателя и пароперегревателя;

– по наличию или отсутствию хвостовых поверхностей нагрева (экономайзеров и воздухоподогревателей);

– по взаимному размещению поверхностей нагрева;

– по количеству коллекторов;

– по организации топочного процесса, и др.

Основными величинами, характеризующими работу паровых котлов, являются паропроизводительность, давление и температура пара, КПД котла, поверхность нагрева котла и его узлов, масса котла.

ПаропроизводительностьD – массовое количество пара, вырабатываемое котлом в единицу времени в течение длительного периода. Она измеряется в т/ч, а для котлов малой мощности – в кг/ч.

Степень сухости является очень важной величиной, особенно, когда котел вырабатывает только насыщенный пар. Обычно она выражается в процентах.

Параметры вырабатываемого пара –давление и температура. Давление пара, измеряемое манометрами, называется избыточным, или манометрическим. Действительное давление в котле выше манометрического на величину барометрического давления. Оно носит название абсолютного давления. В технике используется величина, которая называется технической атмосферой. Она соответствует давлению 0,1 МПа (1 кгс/см2). Температура пара, как правило, выражается в градусах Цельсия (С).

КПД котла – это отношение полезного тепла, использованного на подогрев, испарение воды и перегрев пара, к общему количеству тепла, которое может выделить (при сгорании без тепловых потерь) топливо, затраченное для получения необходимого количества пара. КПД обычно выражается в процентах и характеризует экономичность работы парового котла. Величина его зависит от типа котла, его конструкции, назначения, режима работы и др. У высоконапряженных котлов с мазутным отоплением КПД составляет 77–83 %, а у слабонапряженных–88–93 %.

Поверхность нагрева котла – это поверхность его стенок, с одной стороны омываемая водой, с другой – горячими газами. Через нее передается тепло, полученное при сгорании топлива. Поверхность нагрева измеряется в м2 и подсчиты-вается со стороны прохода газов. Поверхность, на которой происходит образование пара, называется испарительной, или парообразующей. При наличии экранов их поверхность обычно входит в испарительную.

Масса котла, заполненного водой до среднего уровня по водомерному стеклу, измеряется в рабочем состоянии с полностью установленной штатной арматурой, гарнитурой и приборами.

Масса воды в котле – это масса объема воды, необходимого для заполнения котла до среднего уровня по водомерному стеклу.

Кроме рассмотренных характеристик есть и другие (производные): удельный паросъем, относительная масса, относительный объем, удельная тепловая нагрузка топочного объема и др. Эти характеристики применяются при сравнении однотипных котлов.