§ 9. Парогенераторы

9.1. Особенности паровых котлов

На современном морском судне имеется большое количество потреби­телей тепловой энергии, необходимой для обогрева жилых и служебных по­мещений в зимнее время, подогрева груза в танкерах, подогрева топлива для главных двигателей и воды для бытовых нужд, работы камбуза и др. Источни­ками тепловой энергии являются парогенераторы (котлы).

Паровые котлы различного типа и назначения являются обязатель­ным компонентом СЭУ. На морских судах с главными паротурбинными энер­гетическими установками паровые котлы предназначены для получения пара, необходимого для работы главных паровых турбин и других вспомога­тельных потребителей. Эти котлы называются главными. В них получается пар заданного давления и температуры и в заданном количестве (p , МПа; t ,°С; D , т/ч). Совокупность котельного агрегата и вспомогательных устройств, и механизмов, необходимых для производства пара, называется котель­ной установкой.

Современные судовые котлы по относительному движению теплообменивающих сред – дымовых газов и воды – могут быть разделены на водотрубные и газотрубные (или огнетрубные). В водотрубных котлах внутри труб движутся вода и пароводяная смесь, а нагретые дымовые газы омыва­ют эти трубы снаружи. В газотрубных котлах, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода окружает трубы с наружной стороны. По принципу движения воды и пароводяной смеси все котлы можно разделить на агре­гаты с естественной и принудительной циркуляцией. Принудительный ток воды и пароводяной смеси в котлах создается специальным циркуляцион­ным насосом. Естественная циркуляция происходит за счет разности плот­ностей воды и пароводяной смеси и правильной компоновки парообразую­щих элементов. Современные главные судовые котлы выполняют водотруб­ными с естественной циркуляцией.

К основным эксплуатационным показателям главных паровых котлов относят: полную паропроизводительность; расход топлива; испарительность топлива; рабочее давление пара в барабане; давление и температуру пе­регретого пара; КПД; температуру питательной воды; температуру воздуха, поступающего в топку; тепловое напряжение топочного объема; относитель­ное водосодержание.

В зависимости от мощности ПТУ полная производительность одного главного котла при нормальной нагрузке, соответствующей полному ходу судна, может составлять 10...80 тыс. кг/ч и более. Расход топлива является основным показателем, характеризующим нагрузку котла и, вместе с паропроизводительностью, его эффективность.

9.2. Испарительность топлива

Испарительность топлива пред­ставляет собой отношение паропроизводительности котла к расходу топли­ва: u = D /B, т.е. количество пара, производимого при сжигании 1 кг топлива. Для главных котлов испарительность топлива составляет 13…14 кг/кг

Относительное водосодержание характеризуется отношением коли­чества воды в парообразующих элементах к полной паропроизводительности котла. Для судовых водотрубных котлов относительное водосодержа­ние обычно составляет 0,25...0,40, а иногда и выше. Показателем экономич­ности котельного агрегата является его КПД, т. е. отношение количества теплоты, использованной на парообразование, к количеству теплоты, вы­деляющейся при сгорании топлива. В современных главных котлах КПД до­стигает 96 %.