1.2. Схемы котельных установок.

Главная паротурбинная установка

Суда оборудованные ГПК, в качестве главного двигателя используют, как правило, паровую турбину, при этом чаще двухкорпусную. Принцип работы такой установки показан на рисунке 1.2.

Рис. 1.2 Схема главной паротурбинной установки

Отработанный в турбине высокого давления (ТВД) 9 перегретый пар, выработанный в пароперегревателе 3 главного котла 4, перепускается по ресиверу 11 в турбину низкого давления (ТНД) и затем направляется в конденсатор 15, по конденсаторным трубкам, которого прокачивается забортная охлаждающая вода от циркуляционного насоса 16. Конденсат, образовавшийся в результате конденсации пара, откачивается из конденсатора конденсатными наосами 17, прокачивается через холодильник эжектора 13 и подается в деаэратор 19.

Эжекторы представляют собой пароструйные насосы, предназначенные для откачки воздуха и других газов из конденсаторов и поддержания в конденсаторах разрежения. Благодаря поддерживаемому разрежению в конденсаторах турбины, создается возможность расширения пара в турбине до давления ниже атмосферного, и поэтому повышается мощность и экономичность турбины.

С помощью деаэраторов удаляется растворенный газ (в частности кислород) из воды, учитывая то, что кислород способствует разъеданию металла котла и других конструкционных элементов. Деаэратор выполняет роль подогревателя воды и сборника конденсата.

Вода из деаэраторов питательными насосами 20 через подогреватель высокого давления 21 направляется в котел через экономайзер 2.

Топливо из расходной цистерны 5, топливными насосами 6 подается через подогреватели 7 и фильтры 8 к форсункам в топку котла 14.

Необходимый для работы котла воздух нагнетается котельным вентилятором через воздухоподогреватель 1, в котором подогревается горячими газами, уходящими из котла.

В корпусе ТНД смонтирована турбина заднего хода (ТЗХ), пар к которой подводится по паропроводу 12.

Передача крутящего момента от турбины на гребной винт осуществляется через зубчатый редуктор 10.

Турбоустановка с использованием утилизационного ходового турбогенератора.

При установке на судне достаточно мощного дизеля теплоты и расхода выхлопных газов дизеля становится достаточным для получения пара от утилизационного котла.

Питательный насос 9 подает воду котел 1, в котором вода нагревается уходящими выхлопными газами главного дизеля. Образовавшийся сухой насыщенный пар направляется потребителям пара 2, включая вспомогательный утилизационный турбогенератор 4. При достаточном расходе и температуре выхлопных газов, можно получить перегретый пар. В результате возможна работа вспомогательного турбогенератора.

Установка такого типа называется установкой с глубокой утилизацией теплоты.

Образующийся конденсат в конденсаторе турбины 6, откачивается конденсатными насосами 7 в теплый ящик 8. Теплый ящик представляет собой цистерну, предназначенную для сбора отработавших конденсатов. Одновременно, эта цистерна используется как водяной фильтр. Собранный в теплом ящике конденсат, насосом 9, направляется в котел 1.

Котельная установка с комбинированным отоплением

Вспомогательный котел 4, через клапан 3 по паропроводам 2 подает насыщенный пар потребителям.

Горячая вода и пароводяная смесь подается циркуляционным насосом 8 в змеевики утилизационного котла 1, в котором получают сухой насыщенный пар, после чего направляется в основной котел для подсушки, после чего направляется потребителям.

Отработавшие конденсаты после потребителей направляются в теплый ящик 9 по трубам 10. При этом охладитель 11, охлаждаемый забортной водой, служит для уменьшения парения отработавших конденсатов.

КУ с комбинированным отоплением более проста по конструкции, легче, дешевле, компактнее и быстрее разводится. Преимуществом такой установки является возможность получения пара только от вспомогательного котла или только от утилизационного котла или от обоих котлов одновременно. Недостаток – при выходе из строя любого элемента установки, например трубы, установка не может быть использована ни в вспомогательном ни в утилизационном элементах.

Насос 5 является добавочным насосом, обеспечивающим компенсацию протечек воды в контуре.

Питание вспомогательного котла 4 осуществляется питательным насосом 6, через питательные клапаны 7.

Преимущественное распространение получили КУ, в которых применены вспомогательные котлы (газотрубные, водотрубные, с комбинированным отоплением, вертикальные, горизонтальные и т.д.). Такие котлы имеют небольшую массу и размеры при большой площади поверхности нагрева, свободу компоновки, быстрый подъем пара, безопасность форсировки. Вспомогательные котлы размещают в машинном отделении, а утилизационные – в районе газохода главного двигателя. Поэтому, утилизационные котлы одновременно используют как глушители шума выпуска. Вспомогательные котлы устанавливают для самостоятельной работы, а утилизационные, только для работы с главным двигателем, и включаются в работу для повышения экономичности судовой установки.