Назначение, состав, принцип действия и классификация судовых котельных установок.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 12Следующая ⇒

Судовая энергетическая установка независимо от назначения судна и типа применяемого главного двигателя должна непрерывно обеспечивать энергией все судовые потребители, как на ходу судна, так и на стоянке в порту. С этой целью СЭУ вырабатывает 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.

Назначение. Комплекс устройств и агрегатов, обеспечивающий преобразование химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды требуемых параметров, называется котельной установкой (пароэнергетической установкой).

Состав. Котельная установка состоит из котла, обслуживающих его механизмов и систем:

- питательной системы, которая служит для подготовки и подачи питательной воды в котел;

- топливной системы, которая служит для подготовки и подачи топлива к форсункам котла;

- воздушно-газовой системы, которая служит для подготовки и подачи воздуха в топку котла и отвода из него дымовых газов.

- системы продувки, которая предназначена для периодического удаления из котла накапливающихся в котловой воде солей и шлама;

- системы ввода в котел химических реагентов с целью предотвращения накипи и образования коррозии;

- системы автоматического регулирования, сигнализаций и защиты, в которую входят системы регулирования питания котла, давление и температуры пара, элементы сигнализации и защиты.

В паровом котле протекает процесс преобразования энергии органического топлива в тепловую (потенциальную) энергию, производимого пара, который сопровождается горением топлива, теплообменом между продуктами горения и рабочими средствами, парообразования, циркуляцией воды и пароводяной смеси, сепарацией пара, движением сред (пара, воды, воздуха).

На судах применяют главные, вспомогательные котельные установки. В главной котельной установке энергия используется для приведения в действие движителей судна. Вспомогательные котельные установки, обеспечивают энергией вспомогательные технические средства, нормальное функционирование главной энергетической установки и другие судовые потребители.

Паровые котлы теплоходов и газотурбоходов предназначены для производства пара необходимых параметров, расходуемого:

- на эксплуатационные нужды (подогрев топлива, масла, обогрев кингстонов, опреснение забортной воды и др.);

- на общесудовые нужды (отопление, камбуз, прачечные, душевые, систему паротушения и др.);

- на технологические нужды (на промысловых судах);

- для подогрева жидкого груза на танкерах;

- на работу турбогенераторов и вспомогательных механизмов.

В котлах для производства пара используется химическая энергия топлива (вспомогательные котлы), но может использоваться и теплота отработавших газов двигателей (утилизационные котлы).

Рассмотрим процесс производства пара на примере парового водотрубного котла (рис. 1). Каждый котлоагрегат имеет два самостоятельных тракта - воздушно-газовый и пароводяной.

В воздушно-газовом тракте происходит непрерывный подвод воздуха и топлива, горение топлива и отводных продуктов сгорания. В топке 10 стенки 11 которой выложены огнеупорным кирпичом, сжигается топливо. Образующиеся при этом топочные газы проходят между трубами 7, передавая значительную часть своей теплоты циркулирующей воде, и уходят через газоход 1 в дымовую трубу. Газовый тракт котла отделен от атмосферы обшивкой, наружные поверхности которой, а также коллекторов 6 и 12 покрыты теплоизолирующими материями.

Через поверхность нагрева котла теплота от газов передается нагреваемой среде (воде, пару, воздуху).

В пароводяном тракте осуществляются: подвод питательной воды и ее подогрев до кипения, парообразование, перегрев пара и его отвод к потребителям. Пароводяной 6 и водяной 12 коллекторы соединены пучками парообразующих (подъемных) труб 7 и не обогреваемых (опускных) труб 8. Котел имеет один контур циркуляции (направление циркуляции воды и пароводяной смеси показано стрелками).

1 -газоход

2-паропровод

3-паровое пространство котла

4-трубопровод подачи питательной воды

5-водяное пространство котла

6-пароводяной коллектор

7-парообразующие (подъемные) трубы

8-опускные трубы

9-топочное устройство

10-топка

11-стенка топки

12-водяной коллектор

Пароводяной коллектор заполнен примерно наполовину. Образующийся в трубах пар собирается в верхней части пароводяного коллектора, называемой паровым пространством котла 3, откуда он отводится через паропровод 2. Нижняя часть внутреннего пространства пароводяного коллектора, заполненная водой, называется водяным пространством котла 5.

Поверхность воды, разделяющая паровое и водяное пространство котла называется зеркалом испарения. Для пополнения воды, израсходованной на получение пара, в пароводяной коллектор 6 по трубопроводу 4 подается питательная вода.

Топочное устройство 9 для сжигания топлива состоит из форсунок, к которым топливо подается насосом и воздухонаправляющих устройств, через которые непрерывно подаваемый вентилятором воздух поступает в топку.

В паровом котле производство пара непрерывно сопровождается следующими процессами:

- топочным — горение топлива в топке;

- аэродинамическим — подача в топку воздуха и удаление из газоходов газообразных продуктов горения топлива;

- теплопередачи - передача теплоты от газов к нагреваемой среде через поверхность нагрева;

- циркуляции - движение пара и воды вдоль поверхности нагрева котла.

Тип и компоновка вспомогательной котельной установки теплохода или газотурбохода зависят в основном от паропроизводительности и условий размещения на судне.

Котельная установка, применяемая на отечественный судах (рис.2), состоит из вспомогательного котла 11 и утилизационного котла 6 с обслуживающими их системами и оборудованием. Топливо в топку вспомогательного котла подают из цистерны 18 через фильтр 17 и подогреватель 15 шестеренным насосом 16, а воздух-вентилятором 1. Питательная вода из теплого ящика 14 в пароводяной коллектор вспомогательного котла и паровой сепаратор 9 утилизационного котла подается одним из насосов 10. Из сепаратора циркуляционными насосами 8 вода подается к поверхностям нагрева утилизационного котла, омываемого выпускными газами двигателя. Пароводяная смесь от утилизационного котла подается к паровому сепаратору 9, откуда пар направляется к потребителям насыщенного пара по трубопроводу 2 и в пароперегреватель утилизационного котла, после которого по трубопроводу 7 поступает к утилизационному турбогенератору. Пар от вспомогательного котла направляется к потребителям также по трубопроводу 2. Излишки пара из сепаратора 9 посредством регулятора давления 5 сбрасывают в конденсатор, откуда конденсатным насосом подают в теплый ящик, подпитку которого водой осуществляют посредством насоса 12 через трубопроводы 13.

Трубопровод 4 предназначен для подачи пара к станции паротушения, а электромагнитные клапаны 3 - для отключения потребителей насыщенного пара при резком уменьшении нагрузки или внезапной остановке двигателя.

1-ветилятор

2-трубопровод насыщенного пара

3-электромагнитный клапан

4-трубопровод подачи пара к станции паротушения

5-регулятор давления

6-утилизационный котел

7-трубопровод перегретого пара

8-циркуляцинные насосы

9-сепаратор пара

10-питательные насосы

11-вспомогательный котел

12-насос подпитки теплого ящика

13-трубопровод подпитки теплого ящика

14-теплый ящик

15-подогреватель топлива

16-топливный насос

17-фильтр

18-расходная топливная цистерна

На судах речного флота, за исключением крупных пассажирских судов и танкеров, а также на некоторых морских сухогрузных судах каботажного плавания и небольших промысловых судах в качестве теплоносителя применяется не пар, а горячая вода. Замена пара горящей водой в системах теплоснабжения судна явилась прогрессивным техническим решением, позволившим перейти на более компактные и простые по устройству и эксплуатации водогрейные котлы, оборудованные более простой и дешевой системой автоматического регулирования в сравнении с паровым вариантом.

Турбомашины

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒