4.7. Регулирование вспомогательных и утилизационных котлов
Вспомогательные котлы дизельных танкеров предназначаются для обеспечения паром системы подогрева перевозимого груза и системы паротушения, а также привода грузовых насосов. Как правило, эти котлы имеют большую паропроизводительность, а системы автоматического регулирования их мало чем отличаются от рассмотренных САР главных котлов. Вспомогательные котлы сухогрузных и пассажирских теплоходов предназначены для обеспечения насыщенным паром низкого давления: (4—6 кгс/см2) бытовых нужд судна.
Паропроизводительность, а, следовательно, и расходы топлива у этих котлов невелики, и поэтому вопрос повышения экономичности за счет обеспечения работы котла при малых избытках воздуха является несущественным. В связи с этим в таких котлах регулирование соотношения между топливом и воздухом заменяется установлением определенной зависимости между положениями регулирующих органов воздуха и топлива, при которой обеспечивается бездымное сгорание.
В связи с этим большинство систем автоматического регулирования таких котлов выполнены электромеханическими, работающими либо по двухпозиционной схеме («включено—выключено»), либо по комбинированной схеме, при которой на режиме полных и средних нагрузок котла (100— 30%) осуществляется плавное (непрерывное) регулирование, а на малых нагрузках — двухпозиционное.
В качестве примера рассмотрим САР горения и питания вспомогательных котлов, установленных на пассажирских судах типа т/х «Михаил Калинин».
Электромеханическая САР обеспечивает плавное регулирование процесса горения в пределах от 100 до 15% нагрузки и двухпозиционное — при нагрузке менее 15%. Уровень воды в барабане котла регулируется САР типа «Игема», работающей по двухпозиционной схеме.
Топочное устройство котла оборудовано двумя электроприводными вращающимися форсунками системы «Сааке», одна из которых является главной. Главная форсунка обеспечивает плавное изменение расхода в пределах от 400 до 60 кг/ч. При малых нагрузках котла эта форсунка переходит на режим двухпозиционной работы. Вторая форсунка с расходом топлива 15 кг/ч работает непрерывно и обеспечивает зажигание главной форсунки при двухпозиционном режиме работы ее.
При отсутствии расхода пара САР осуществляет полное прекращение горения как основной, так и запальной форсунки.
Принципиальная схема этой САР показана на рис. 61. В качестве чувствительного элемента давления пара используется контактный манометр 7, стрелка которого через щит управления 5 и усилитель 4 осуществляет управление электродвигателем 8, который через редуктор и механическую передачу изменяет открытие топливорегулирующего клапана 9 и шибера воздуховода.
Рис. 61. Схема САР вспомогательного котла теплохода
При повышении давления пара до 5,8 кгс/см2 клапан 9 и шибер воздуховода находятся в положении, близком к полному закрытию, при этом замыкается конечный выключатель (на схеме не показан), срабатывает электромагнитный клапан 1, прекращается подача топлива к главной форсунке 2. После срабатывания клапана 1 через 20—30 с автоматически останавливаются котельный вентилятор, топливный насос и привод форсунки.
При снижении давления пара до 5 кгс/см2 валик клапана 9 поворачивается в обратную сторону, освобождает конечный выключатель, в результате чего последовательно включаются форсуночный насос, дутьевой вентилятор и привод форсунки, а через 20—30 с после этого открывается электромагнитный клапан 1.
Предусмотрено не только автоматическое регулирование процесса горения, но и защита от повышения давления пара и от обрыва факела, а также регулирование минимального давления дутьевого воздуха.
В том случае, если при повышении давления свыше 5,8 кгс/см2 система автоматического регулирования не сработала и основная форсунка продолжает работать, при достижении давления до 7 кгс/см2 срабатывает реле давления 6 и замыкает цепь аварийной защиты котла. При срабатывании защиты закрываются электромагнитные клапаны 1 и 3 основной и запальной форсунок. После этого котел вводится в действие вручную.
Регулирование уровня воды осуществляется при помощи электромеханического регулятора системы «Игема».
При изменении уровня воды в барабане котла перемещается поплавок А и закрепленная на нем магнитная пластинка g. На направляющих поплавках расположены стеклянные ампулы а, b, d, внутри которых размещены контакты. Расположение ампул с контактами соответствует нормальному и предельно допустимому уровню воды.
При достижении пластинкой g высоты, на которой расположена ампула b, происходит размыкание контактов в этой ампуле, закрытие электромагнитного питательного клапана 4 и прекращение подачи воды в котел.
При достижении пластинкой g ампулы а происходит открытие клапана 4.
При дальнейшем снижении уровня, когда пластинка g достигнет ампулы d, включается аварийная сигнализация и прекращается процесс горения, что осуществляется при срыве факела запальной (дежурной) форсунки, впуске воды либо повышении давления пара до 7 кгс/см2.
Утилизационные котлы, использующие тепло выхлопных газов главных двигателей, обычно оборудуются системами автоматического регулирования уровня воды и давления пара.
Система автоматического регулирования уровня выполняется по типу систем, применяемых на вспомогательных котлах.
Регулирование давления может осуществляться путем перепуска части выхлопных газов помимо утилизационного котла.
В утилизационных котлах с вертикальными дымогарными трубками иногда давление пара регулируют изменением уровня воды, т.е. за счет изменения поверхности, омываемой водой. В этом случае САР уровня воды как таковая отсутствует. Для поддержания постоянного значения давления пара при уменьшении нагрузки уровень воды в котле автоматически понижается, а при увеличении нагрузки — повышается.