1. Введение

Утилизационные котлы (УК) с развитыми поверхностями нагрева существенно улучшают использование топлива на современных морских дизельных судах.

Принцип искусственной или (принудительной многократной циркуляции) применяют, как правило, только в утилизационных котлах теплоходов. Эти агрегаты часто называют котлами типа «Ла Монт».

Общая компоновка, так же как и параметры пара УК, зависит от его назначения. Утилизационные котлы, помимо их основного назначения, выполняют также дополнительные функции искроулавливателя и глушителя газодинамического шума дизеля (в ряде случаев для этой цели устанавливают еще и специальные устройства).

В современной практике на транспортных судах с дизельными установками применяют две схемы утилизации тепла уходящих газов главного двигателя:

первая – система с обычной утилизацией тепла, в которой насыщенный пар сравнительно низкого давления, примерно 0,4-0,6 МПа, расходуется на бытовые и общественные потребители;

вторая – система с глубокой утилизацией тепла, где утилизационный котел генерирует пар, основным потребителем которого является турбогенератор. Для высокой эксплуатационной эффективности установки требуется давление примерно 0,6-0,12 МПа и его перегрев около 260-280 С, а также возможно низкая температура уходящих газов за котлом для увеличения его паропроизводительности и соответственно мощности турбогенератора. Для количественной оценки этого условия в первом приближении можно использовать накопленные опытом значения удельной паропроизводительности утилизационного котла / = 0,50,65 кг/(кВтч) и удельный расход пара на турбогенератор / = 6,512 кг/(кВтч), где и - паропроизводительность и расход пара, кг/ч; и - мощности главного дизеля и турбогенератора, кВт.

Первая схема простая, ее применяют практически на всех морских теплоходах. В этой схеме утилизационный котел часто имеет общую компоновку цилиндрической формы, поверхность нагрева которого выполняется в виде спиральных трубчатых змеевиков.

Для котлов с искусственной циркуляцией необходима дополнительная пароводяная емкость для отделения пара от воды, которой может быть отдельный сепаратор, а также можно использовать пароводяной барабан вспомогательного котла.

Утилизационные установки, выполненные по схеме глубокой утилизации, работают только на ходовом режиме; это позволяет обеспечить экономию в расходе топлива примерно 4-6% и заменить один дизель-генератор турбогенератором.

В настоящее время, как в отечественной, так и в зарубежной практике получили широкое распространение дизельные установки, в которых нагрузка электростанции на ходовом режиме обеспечивается турбогенератором, работающим паром от утилизационного котла.

В установках с утилизационным турбогенератором обычной является конструктивная схема с прямоугольной компоновкой котла, у которого поверхности нагрева элементов выполняют из змеевиковых пучков гладких труб. Однако в некоторых случаях для уменьшения габарита и массы применяют оребренные трубы. Эксплуатационное преимущество утилизационных котлов с искусственной циркуляцией – это возможность ввода их в действие из сухого состояния без остановки дизеля, так как змеевиковые пучки, приваренные к коллекторам, хорошо компенсируют тепловые изменения при подводе в них воды с невысокой температурой.

Нашей промышленностью создан ряд типоразмеров утилизационных котлов с прямоугольной компоновкой для дизельных судов с турбогенераторами. В конструкции котлов использованы унифицированные узлы. Наиболее часто применяют котлы КУП 700, КУП 660/7 и КУП 1100 (котел утилизационный паровой с поверхностью нагрева соответственно около 700, 660 и 1100 , а цифра 7 соответствует рабочему давлению 0,7 МПа). Имеются модернизированные варианты этих котлов: КУП 700-1 и КУП 660/7-1.