СУДОВЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ И ПАРОПРОИЗВОДЯЩИЕ УСТАНОВКИ

Методические указания к практическим занятиям для курсантов специальности 240500 «Эксплуатация судовых энергетических установок»

ПЕТРОПАВЛОВСК 2005 КАМЧАТСКИЙ

УДК 621.181.27:629.12 ББК 39.455.1

Г12

Рецензент:

В.А. Ткаченко,

заведующий кафедрой судовых энергетических установок КамчатГТУ

Гаврилов С.В.

Г12 Судовые котельные и паропроизводящие установки. Методические указания к практическим занятиям для курсантов специальности 240500 «Эксплуатация судовых энергетических установок». – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2005. – 106 с.

Методические указания к практическим занятиям составлены в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта и учебного плана специальности 240500 «Эксплуатация судовых энергетических установок», утвержденного Советом КамчатГТУ.

Методические указания предназначены для использования в ходе обучения курсантов мореходного и студентов заочного факультетов.

Рекомендовано к изданию решением учебно-методического совета КамчатГТУ (протокол № 3 от 23 декабря 2004 г.).

УДК 621.181.27:629.12 ББК 39.455.1

© КамчатГТУ, 2005 © Гаврилов С.В., 2005

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий сборник методических указаний состоит из двух разделов. Первый раздел включает в себя четыре практических занятия, связанные с изучением конструкций судовых вспомогательных и утилизационных паровых котлов и их элементов. Второй раздел представлен восемью расчетными занятиями, выполнение которых позволит закрепить знания, полученные в процессе изучения теоретического курса.

Целью указаний является оказание курсанту методической помощи в изучении и критическом анализе конструкции наиболее распространенных на судах рыбопромыслового флота паровых котлов, выполнении расчетов протекающих в них процессов. Анализ полученных расчетным путем результатов должен быть направлен на определение путей и методов повышения технико-экономических показателей судовых котельных

ипаропроизводящих установок.

Внастоящее время особую актуальность приобретают вопросы рационального использования топливно-энергетических ресурсов. Экономия топлива в судовых энергетических установках может быть достигнута снижением его расхода во вспомогательных котлах и применением систем утилизации тепла отработавших газов судовых двигателей внутреннего сгорания. Особое место в процессе выполнения практических занятий должно уделяться изучению влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на экономичность котлов.

Предлагаемые методические указания могут быть использованы в ходе дипломного и курсового проектирования. Расчеты с использованием персональных компьютеров позволяют сократить время на выполнение рутинных операций и высвободить его для проведения исследований влияний различных конструктивных и эксплуатационных факторов на технико-эксплуатационные показатели котлов.

Методические указания имеют индивидуальную в пределах каждого практического занятия нумерацию таблиц и расчетных зависимостей. В конце каждого практического занятия приводятся контрольные вопросы, ответы на которые позволят более качественно закрепить изученный материал.

Практические занятия оформляются в ученических тетрадях. Все изображения выполняются от руки, ксерокопирование и вырезание листов из учебников не допускаются! Защита занятий производится в часы учебных занятий и на консультациях. Она заключается в докладе о выполнении задания, содержании основных разделов занятия и ответе на вопросы. После защиты ведущий преподаватель подписывает работу, выставляет за нее оценку и возвращает тетрадь курсанту. В конце текущего семестра после сдачи итоговой аттестации тетрадь сдается преподавателю.

3

РАЗДЕЛ 1. КОНСТРУКЦИЯ СУДОВЫХ

КОТЛОВ

Настоящий раздел содержит четыре практических занятия, посвященных рассмотрению конструкции как котлов в целом, так и их отдельных элементов. В результате изучения данного раздела курсанты должны знать основную терминологии в области котельной техники, уметь изображать тепловые схемы котлов и котельных установок и их эскизы, понимать взаимосвязь между конструктивным исполнением отдельных элементов котлов и протекающими в них процессами.

Изучение конструкции котлов проводится в тесной связи с рассмотрением общих принципов их технической эксплуатации.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 1

КОНСТРУКЦИЯ СУДОВЫХ КОТЛОВ. СОСТАВ И СХЕМЫ СУДОВЫХ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Цель занятия: изучение принципа действия и конструкции основных типов вспомогательных и утилизационных котлов, использующихся на рыбопромысловых и транспортных судах. Общее знакомство с составом, назначением и взаимодействием элементов котельных установок.

Задание. 1. Используя макеты, составить эскизы и тепловые схемы следующих типов судовых котлов:

—газотрубного оборотного;

—вертикального водотрубного.

2. Изучить конструкцию, изобразить конструктивные схемы, классифицировать, описать принцип действия, перечислить составные части

ипривести основные параметры следующих судовых котлов:

—вспомогательного газотрубного горизонтального котлоагрегата ти-

па КВА 0,4/3 (КГВ 0,4/0,3);

—вспомогательного водотрубного котла с естественной циркуляцией типа КАВ (КВВА);

—утилизационного водотрубного котла с принудительной циркуляцией типа КУП-40 (КУП-20, КУП-80).

3. Составить схемы судовых котельных установок, состоящих из вспомогательного и утилизационного котлов (с сепаратором пара и без, с утилизационным котлом с принудительной и естественной циркуляцией). Описать принцип их действия, указать характерные режимы работы этих установок.

4

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

Настоящее практическое занятие выполняется в три этапа. Первый этап проводится в кабинете судовых котельных установок и заключается в изучении конструкции макетов судовых котлов и составлении их тепловых схем и эскизов в натуры.

Второй этап посвящен знакомству с конструкцией вспомогательного газотрубного котлоагрегата типа КВА 0,4/3 (КГВ 0,4/0,3). Для осмотра внутренних частей пароводяного и газового пространств котлоагрегат разбирают. После составления эскизов и схем, иллюстрирующих его устройство, его вновь собирают.

В ходе изучения конструкции необходимо обратить внимание на следующие особенности котлоагрегата:

—на способ подвода в топку воздуха;

—на путь газов в дымогарных трубах;

—на способы крепления дымогарных труб к корпусу котла;

—на установку связей, подкрепляющих днища корпуса;

—на состав и назначение устройств, расположенных в пароводяном пространстве;

—на расположение и назначение патрубков, предназначенных для установки арматуры и средств автоматизации;

—виды теплоизоляции и способы ее установки.

Третий этап заключается в самостоятельном изучении конструкции и принципа действия указанных в п. 2 задания типов судовых котлов. Он осуществляется как в лаборатории в часы аудиторных занятий, так и самостоятельно. При выполнении этого этапа должна использоваться литература, рекомендованная настоящими методическими указаниями, макеты и натурные образцы котлов и их элементов, плакаты и стенды.

В результате выполнения настоящего практического занятия курсант должен самостоятельно изучить следующие вопросы:

—принцип действия судовых газо- и водотрубных котлов. Комбинированные котлы. Основные понятия: газовое, паровое, водяное пространство, зеркало испарения, поверхность нагрева [10, с. 6—22], [11, с. 5—13], [3, с. 6—14], [8, с. 21—33];

—классификацию судовых котлов, требования к ним, их основные параметры. Схемы вспомогательных котельных установок, взаимодейст-

вие их элементов [8, с. 10—21], [10, c. 23—31], [11, с. 88—93], [12, с. 23— 38];

—конструкцию водотрубных котлов с естественной циркуляцией ти-

пов, КАВ (КВВА) [10, c. 151—161], [11, c. 75—76], [8, c. 29—30];

5

—устройство вспомогательных газотрубных котлоагрегатов типа КВА (КГВ) [10, c. 171—174,] [11, c. 65—67], [12, c. 61—64];

—конструкцию утилизационных котлов с принудительной циркуляцией типа КУП-40, КУП-80 и сепараторов пара [10, c. 187], [3, c. 169], [11, c. 85—86].

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ И РАБОТЕ СУДОВЫХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

2.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Вспомогательным котлом называется устройство, производящее водяной пар с давлением выше атмосферного для использования его вне самого устройства. Пар в нем производится за счет тепла органического топлива, сгорающего в топочной камере.

Утилизационным котлом называется устройство, в котором водяной пар получается за счет тепла отработавших газов дизелей.

Влюбом паровом котле независимо от его конструкции принято различать следующие основные поверхности и пространства:

— водяное пространство — часть внутреннего объема котла, заполненная водой;

— паровое пространство — часть внутреннего объема котла, заполненная паром;

— газовое пространство — часть внутреннего объема котла, используемая для движения воздуха и газов;

— поверхность нагрева — поверхность, через которую происходит теплообмен между газом и водой;

— зеркало испарения — граница раздела парового и водяного пространств, через которую пар отделяется от воды.

Взависимости от принципа действия, принято различать водотрубные

игазотрубные котлы. В водотрубных вода движется внутри труб, а газы омывают их снаружи, в газотрубных — горячие газы направляются внутри труб и камер, образующих поверхность нагрева, а вода омывает их снаружи. Некоторые конструкции котлов сочетают в своей конструкции оба принципа, их называют комбинированными.

Водотрубный котел состоит из следующих элементов: водяного коллектора 1, водяного (экранного) коллектора 2, конвективного пучка труб 3, экранного пучка труб 4, топочного устройства 5, пароперегревателя 6,

6

экономайзера 7, воздухоподогревателя 8, футеровки и теплоизоляции 9, каркаса и кожуха 10 (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Схема действия водотрубного котла

Собственно котел (корпус) образован конвективным и экранным пучками труб, пароводяным и водяным коллекторами. Остальные поверхности нагрева (экономайзер, пароперегреватель, воздухоподогреватель) называются дополнительными или хвостовыми. В большинстве вспомогательных котлов малых габаритов и мощностей они отсутствуют, что приводит к значительному снижению их экономичности.

Тепловая схема рассмотренного котла представлена на рис. 1.2. Топливо от расходной цистерны посредством насоса 1 под давлением поступает к форсунке 2, где мелко распыливается и смешивается с закрученным потоком воздуха, подаваемым котельным вентилятором 3.

7

Рис. 1.2. Тепловая схема котла

Воздух от вентилятора поступает в межкожуховое пространство котла, образованное стенками его внутреннего и наружного кожухов, подогревается и направляется в воздухоохладитель 4. Горячий воздух, выходящий из воздухоподогревателя, подходит к воздухонаправляющему устройству 5. Температура подогрева воздуха достигает 130—200 оС. Это позволяет увеличить температурный напор в топке, улучшить протекание процессов смесеобразования и сгорания и повысить экономичность котла. Горячие газы, образовавшиеся в результате горения топлива, омывают поверхности нагрева, отдавая им свое тепло. Отработавшие газы с температурой 170—400 оС отводятся в атмосферу.

Питательная вода, поступающая в пароводяной коллектор и поддерживающая в нем постоянный уровень, предварительно подогревается в экономайзере 8. Температура воды на выходе из экономайзеров судовых котлов на 30—50 оС ниже температуры насыщения. В испарительной поверхности нагрева 6, образованной конвективным и экранным пучками, вода доводится до кипения. Отделение влажного насыщенного пара происходит в пароводяном коллекторе. Образовавшийся пар поступает в пароперегреватель 7, перегретый — к потребителям. Вспомогательные котлы, как правило, не имеют пароперегревателей и производят влажный насыщенный пар.

Большинство водотрубных котлов имеют естественную циркуляцию. Она обеспечивается за счет разности плотностей не кипящей воды, находящейся в опускных трубах 11 и пароводяной смеси, заполняющей подъемные трубы испарительной поверхности нагрева. Опускные трубы расположены за экранными, которые защищают их от тепловосприятия из топки. По этим трубам вода из пароводяного коллектора опускается вниз в водяной коллектор, а затем поступает в подъемные трубы. Выходящая из них пароводяная смесь поступает в пароводяной коллектор, где происходит отделение пара от воды. Неиспарившаяся вода смешивается с

8

непрерывно поступающей питательной водой и вновь направляется в опускные трубы.

Газотрубный котел, рис. 1.3, образован цилиндрическим корпусом, состоящим из обечайки 1, переднего 2 и заднего 3 днищ. Внутри корпуса расположены: жаровая труба 4, передняя и задняя огневые камеры 5 и 6, пучки дымогарных труб первого и второго ходов газа 7, 8.

Продукты сгорания топлива последовательно проходят по жаровой трубе в заднюю огневую камеру, затем по дымогарным трубам первого хода газов — в переднюю огневую камеру и по трубам второго хода в дымовую коробку 9. Затем газы уходят в атмосферу. Образующийся влажный насыщенный пар отводится к потребителям из верхней части корпуса.

Рис. 1.3. Схема газотрубного котла

Корпус выполнен сваркой, его днища дополнительно подкреплены длинными связями 10. Газотрубные котлы, как правило, имеют паропроизводительность не выше 1,5 т/ч, при рабочем давлении не выше 1,0 МПа. Дополнительными поверхностями нагрева они обычно не оборудуются. Газотрубные котлы характеризуются неупорядоченной естественной циркуляцией, так как в них не выделяются подъемные и опускные элементы контура циркуляции.

Утилизационные котлы используют тепло уходящих газов дизелей, температура которых достигает 350—450 оС. Использование части этого тепла позволяет заметно снизить расход топлива на нужды СЭУ. Наиболее распространенными являются котлы с принудительной циркуляцией, схема одного из них приведена на рис. 1.4.

9

Рис. 1.4. Принцип работы утилизационного котла с принудительной циркуляцией

Уходящие газы поступают в приемную камеру корпуса котла 1, последовательно омывают пароперегреватель 2, испаритель 3, экономайзер 4 и поступают в камеру глушения 5, откуда они отводятся в атмосферу. Питательная вода при помощи питательного насоса 6 подается в сепаратор пара 7 и смешивается с находящейся в нем водой. При помощи циркуляционного насоса 8 вода поступает в экономайзер котла 4, затем в испаритель 3. Выходящая из испарителя пароводяная смесь направляется в сепаратор пара, где происходит её разделение. Часть образовавшегося насыщенного пара отводится непосредственно к потребителям, остальная — направляется в пароперегреватель 2, затем перегретый пар поступает к потребителям.

Паропроизводительность утилизационного котла определяется температурой и расходом газов, то есть зависит от режима работы дизеля. При пусках и остановках дизеля, а также при их работе на малых нагрузках, рекомендуется перепускать газы мимо котла во избежание загрязнения и развития сернистой коррозии поверхности нагрева.

Регулируют паропроизводительность следующими способами:

—изменением расхода газа через котел при помощи заслонок;

—изменением площади работающей поверхности нагрева;

—сбросом излишком пара в конденсатор;

—изменением температуры и расхода циркуляционной воды;

—изменением давления пара.

2.2.КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА КОТЛОВ

10

Классификация судовых котлов осуществляется по следующим основным признакам:

—по назначению: главные, вспомогательные;

—по рабочему давлению Рк: низкого давления (Рк < 2 МПа), среднего давления (Рк= 2—4 МПа), повышенного давления (Рк= 4—6 МПа), высокого давления (Рк > 6 МПа);

—по принципу действия: газотрубные, водотрубные, комбинированные агрегаты;

— по способу организации движения воды и пароводяной смеси:

сестественной или принудительной циркуляцией, прямоточные;

—по размещению топочных устройств: с фронтальным и потолоч-

ным расположением;

—по виду теплоносителя: обычные паровые (производящие водяной пар), водогрейные (производящие горячую воду), двухконтурные, термомасляные.

На судах транспортного и рыбопромыслового флота используются вспомогательные котлы типов КАВ, КВВА, КВ, КВА (КГВ) отечественного производства и котлы различных зарубежных фирм. Они выпускаются в виде мощностных рядов, то есть по единой компоновочной схеме, но с разными характеристиками, размерами поверхности нагрева и параметрами производимого пара. Так, мощностной ряд котлов типа КАВ представлен моделями КАВ 1,6/7, КАВ 2,5/7, КАВ 4/7, КАВ 6,3/7 и др.

Примеры маркировки вспомогательных котлов:

1. КВА 0,63/5 — котлоагрегат вспомогательный автоматизированный паропроизводительностью 0,63 т/ч с рабочим давлением пара 5 кгс/см2 (5 бар или

0,5 МПа);

2.КГВ 0,4/0,3 — котлоагрегат газотрубный вспомогательный паропроизводительностью 0,4 т/ч с рабочим давлением пара 0,3 МПа);

3.КВВА 2,5/5 — котлоагрегат водотрубный вспомогательный автоматизированный паропроизводительностью 2,5 т/ч с рабочим давлением пара 5 кгс/см2

(0,5 МПа).

Утилизационные котлы с принудительной циркуляцией отечественного производства имеют индекс КУП, который расшифровывается как «котел утилизационный паровой», например:

КУП 40/6СИ — котел утилизационный паровой с площадью поверхности нагрева 40 м2 (округленно), рабочее давление пара 6 кгс/см2 (0,6 МПа), стандартный

сискрогасителем.

2.3.ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОТЛОВ

11

Производство котлом пара является следствием непрерывно протекающих в нем следующих процессов:

—аэродинамического (движения воздуха и газов);

—топочного (образования и горения топливовоздушной смеси);

—циркуляции (движения воды и паровой смеси);

—теплообмена.

Для оценки качества их протекания, конструктивных и эксплуатационных особенностей котла, используются следующие параметры.

—паропроизводительность Dк, т/ч, кг/ч, кг/с — количество пара,

производимое агрегатом в единицу времени;

—полезная тепловая мощность Q1, кВт — количество тепла, уноси-

мое из котла с паром в течение 1 секунды. Для котла, производящего насыщенный пар, тепловая мощность равна:

Q1 = Dк(iх – iпв),

где iх, iпв — энтальпии влажного насыщенного пара и питательной воды, кДж/кг.

—рабочее давление Рк, МПа — максимально допустимое давление при нормальном протекании рабочего процесса в продолжительном режиме, за исключением допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительных клапанов.

—температура перегретого пара tпп, оС.

—расход топлива В, кг/ч, кг/с.

—коэффициент полезного действия ηк, % — отношение количества тепла, уносимого из котла с паром, к количеству тепла, внесенного в топку, выраженное в процентах, то есть:

ηк = 100Q1/(ВQр),

где В — расход топлива, кг/с; Qр — тепло, внесенное в топку, кДж/кг.

—температура питательной воды tпв, оC.

—температура уходящих газов tух, оС.

—тепловая нагрузка топочного объема qv, кВт/м3 — количество теп-

ла, выделяющееся в 1 м3 топочного пространства в течение одной секунды. Величина qv характеризует степень форсировки котла;

—коэффициент избытка воздуха α — величина, показывающая, во сколько раз объем воздуха, подаваемый в топку, больше теоретически необходимого.

—водосодержание ω, ч — отношение количества воды Vк, т, содержащейся в котле, к номинальной паропроизводительности Dк, т/ч:

ω = Vк/Dк.

Водосодержание характеризует аккумулирующую способность котла. Его физический смысл заключается в том, что оно показывает, за какое

12

время вода, находящаяся в котле, работающем с номинальной паропроизводительностью, полностью испарится при отсутствии подпитки. Чем ниже водосодержание котла, тем заметнее колебания уровня воды и давления пара при изменении его нагрузки.

3.СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Вотчете необходимо привести ответы на поставленные в задании во-

просы. Ответы должны сопровождаются иллюстрациями, эскизами и схемами, выполненными от руки.

13

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Охарактеризуйте понятие «паровой котел» Поясните, какие процессы в нем протекают? Из каких элементов состоит собственно котел? Что такое «дополнительные поверхности нагрева»?

2.Поясните принцип действия и устройство водотрубного вертикального котла с естественной циркуляцией и хвостовыми поверхностями нагрева.

3.Назовите основные признаки, в соответствии с которыми осуществляется классификация судовых котлов. Перечислите основные параметры котлов, кратко охарактеризуйте их.

4.Проведите сравнительный анализ конструкций водотрубных и газотрубных котлов, поясните, в чем заключаются их различия?

5.Поясните, что означает выражение «маневренные качества котла»? Как они связаны с его конструкцией?

6.Какие материалы используются для изготовления элементов корпусов котлов? Как осуществляется крепление труб испарительной поверхности нагрева

кколлекторам?

7.Поясните, как осуществляется естественная циркуляция воды в водотрубных котлах?

8.Назовите составные части и охарактеризуйте принцип действия газотрубного котла. Почему котлоагрегат типа КВА (КГВ) называется «трехходовым по газам»?

9.Назовите составные части и поясните принцип действия водотрубного котла типа КАВ. Перечислите основные параметры судовых котлов.

10.Назовите составные части и поясните принцип действия утилизационного котла с принудительной циркуляцией. Укажите способы регулирования их паропроизводительности.

11.Дайте определение следующим понятиям: «газовое пространство», «паровое пространство», «водяное пространство», «зеркало испарения», «поверхность нагрева».

12.Назовите признаки, по которым производится классификация судовых котлов. Расшифруйте маркировку и классифицируйте котлы следующих типов:

КАВ 4/7, КВА 1/5, КУП-40СИ.

13.Назовите виды циркуляции воды, которые применяются в судовых паро-

вых котлах. На примере котлов типов КАВ и КУП-40 поясните, каким образом организованы эти виды циркуляции.

14. Перечислите основные устройства, входящие в состав судовой котельной установки, поясните их назначение. Укажите системы, обслуживающие котельную установку.

13

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 2

ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА КОТЛОВ

Цель занятия: изучение принципа действия и устройства различных типов форсунок. Знакомство с особенностями конструкции и эксплуатации элементов топочных устройств судовых котлов.

Задание. 1. Рассмотреть принцип действия и конструкцию, выполнить эскизы и схемы следующих элементов топочных устройств:

—воздухонаправляющих устройств с неподвижными лопатками;

—механических нерегулируемой и регулируемой форсунок;

—паромеханической форсунки;

—ротационной форсунки.

2.Изучить устройство и работу автоматизированного топочного устройства типа «Монарх», составить его схему.

3.Рассмотреть и охарактеризовать различные способы регулирования производительности форсунок и расхода воздуха, подаваемого котельным вентилятором в топку.

4.Рассмотреть основные неисправности элементов топочных устройств и охарактеризовать их причины и способы устранения.

5. Изучить и записать правила Морского Регистра Судоходства

вчасти, касающейся топочных устройств, их конструкции, блокировки

изащиты.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВАХ

Топочное устройство (ТУ) вспомогательного парового котла, иначе называемое горелкой, состоит из воздухонаправляющего устройства, форсунки и элементов управления и регулирования.

Воздухонаправляющее устройство (ВНУ) предназначено для подачи в топку воздуха, образования топливовоздушной смеси, создания турбулентного потока горящей смеси топлива и топочных газов. Оно обеспечивает непрерывное зажигание горючей смеси, ее устойчивое горение, возможность изменения размеров и формы топливного факела. Основное применение во вспомогательных судовых котлах находят ВНУ устройства с неподвижными направляющими лопатками.

Форсунка предназначена для подачи жидкого топлива в топку и его распыливания. В настоящее время на судах находят применение механические, паромеханические и ротационные форсунки.

Элементы управления горением представлены датчиками наличия пламени в топке, уровня воды в котле, содержания кислорода в уходящих газах, давления пара, а также усилительными и исполнительными

14

устройствами. Они обеспечивают качественное горение топлива на всех нагрузках котла, осуществляют его защиту при отклонении параметров от нормальных значений. Элементы управления горением могут обеспечивать как пропорциональное управление, так и позиционное — по принципу «включено — выключено».

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

Настоящее практическое занятие выполняется аналогично предыдущему. На первом этапе курсанты должны ознакомиться с составом

ипринципом действия топочных устройств котлоагрегата типа КГВ 0,4/3

иводотрубного котла. Для этого необходимо указанные устройства разобрать, составить с натуры эскизы и схемы, поясняющие работу составляющих их элементов. В ходе работы рекомендуется использовать стенды, чертежи, макеты форсунок и натурные образцы, имеющиеся в кабинете котельных установок.

Разборка и сборка элементов ТУ производится при помощи слесарного инструмента с соблюдением правил техники безопасности.

На втором этапе, используя рекомендованную литературу, необходимо самостоятельно изучить и законспектировать, снабдив необходимыми иллюстрациями, следующие основные вопросы:

—ВНУ котлов. Подвод воздуха к котлу. Регулирование подачи воздуха в топку. Управление сгоранием по внешним признакам [3, c. 39— 42], [6, c. 86—95], [11, c. 109—111], [10, c. 64—67];

—топочное устройство вспомогательного котла. Типы, устройство

ипринцип действия форсунок. Конструкция топочного устройства типа «Монарх». Топливный быстрозапорный клапан [3, c. 36—39, 42—43], [6, c. 80—86], [10, c. 66—71], [11, c. 102—109];

—характерные неисправности и эксплуатация ТУ. Топливная систе-

ма СКУ и ее эксплуатация [11, c. 103], [12, c. 190];

—Правила Морского Регистра Судоходства в части, касающейся то-

почных устройств [4, c. 557, 676—677].

3. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчете необходимо привести краткие ответы на поставленные в задании вопросы. Ответы следует сопроводить эскизами и схемами. При их составлении нет необходимости копировать иллюстрации, приведенные в соответствующих разделах учебников. Показателем усвоения материала является умение курсанта самостоятельно изобразить устройство того или иного узла или детали, с упрощениями, не искажающими представлений об их действии и устройстве.

15

Ошибкой является широко распространенное переписывание отчетов курсантами друг у друга. Игра в такой «испорченный телефон» не дает тех твердых знаний, которые приобретаются в процессе самостоятельной работы с книгой и технической документацией. Кажущаяся «экономия» времени при этом оборачивается слабым знанием предмета и требует значительных затрат сил, нервов и времени при защите задания. В ходе подготовки к защите настоящего практического занятия рекомендуется самостоятельно дать ответы на приведенные ниже контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Укажите назначение, назовите состав и перечислите основные типы топочных устройств судовых котлов.

2.Охарактеризуйте устройство и работу ВНУ устройства с неподвижными лопатками. Поясните, как изменяют через него расход воздуха?

3.Опишите принцип действия механической центробежной форсунки. Поясните, что такое «глубина регулирования» форсунки. Какими способами осуществляется регулирование производительности форсунок?

4.Назовите характерные неисправности механической форсунки, их внешнее проявление и способы устранения. Как влияют дефекты форсунок на техническое состояние котла и его экономичность?

5.Поясните принцип действия и устройство паромеханической форсунки, укажите, чем она отличается от механической. Какие преимущества эта форсунка имеет перед механической центробежной?

6.Поясните принцип действия ротационной форсунки, сравните ее с механической центробежной и паромеханической. Укажите преимущества и недостатки этой форсунки. Назовите конструктивные и эксплуатационные особенности ротационных форсунок.

7.Как проверяют и регулируют форсунки в судовых условиях?

8.Поясните состав и работу топочного устройства типа «Монарх». Как с его помощью обеспечивается защита котла по достижению предельного нижнего уровня воды?

9.Сформулируйте правила Морского Регистра Судоходства, относящиеся к защите и блокировке топочных устройств. В чем заключается разница понятий «защита» и «блокировка»? В каких случаях они должны срабатывать?

16

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3

АРМАТУРА И ВНУТРИКОЛЛЕКТОРНЫЕ УСТРОЙСТВА

Цель занятия: изучение назначения, состава, расположения, принципа действия и особенностей конструкции арматуры судовых котлов и устройств, расположенных в пароводяном пространстве.

Задание. 1. Составить схему расположения арматуры на вспомогательном водотрубном котле, обозначить ее элементы. Привести классификацию арматуры по назначению и расположению.

2.Изучить устройство и принцип действия следующих видов котельной арматуры:

—предохранительного клапана прямого действия;

—предохранительного клапана непрямого действия;

—стопорного парового клапана;

—комплекта питательных клапанов;

—клапанов верхнего и нижнего продувания;

—водоуказательных приборов.

3.Изучить и законспектировать правила Морского Регистра Судоходства в части, касающейся арматуры, перечисленной в п. 2.

4.Составить схемы размещения устройств, расположенных в пароводяном и водяном коллекторах водотрубных котлов.

5.Изучить принцип действия и особенности работы следующих внутриколлекторных устройств:

—погружного и потолочного дырчатых щитов;

—питательной трубы;

—труб и воронок продувания;

—различных видов сепараторов пара.

6.Рассмотреть особенности технической эксплуатации и обслуживания котельной арматуры и внутриколлекторных устройств. Охарактеризовать их основные неисправности, причины возникновения.

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОТЕЛЬНОЙ АРМАТУРЕ

Арматурой называются приборы и устройства, установленные на котле, и предназначенные для контроля протекающих в нем процессов, их регулирования и управления. В зависимости от назначения, различают следующие виды арматуры:

— управляющая — служащая для изменения режима работы котла и расходов его рабочих сред. К ней относятся главный и вспомогательный стопорные клапаны, клапаны продувания, питательные клапаны, воздушные и дренажные клапаны;

17

— контрольная — предназначенная для контроля за процессами, протекающими в котле (водоуказательные приборы, термометры

иманометры, тягонапоромеры, газоанализаторы, дистанционные указатели уровня);

—предохранительная — служащая для защиты котла при отклонении его параметров от расчетных значений. Эту роль выполняют предохранительные и быстрозапорные клапаны;

—для физико-химического контроля рабочих сред — клапаны для отбора проб котловой воды и ввода химических реагентов для внутрикотловой водообработки, устройства для взятия проб дымовых газов.

Кроме этого, в зависимости от места размещения различают арматуру парового и водяного пространств.

Конструкция арматуры, ее расположение и количество должны удовлетворять требованиям Морского Регистра Судоходства.

Внутриколлекторные устройства обеспечивают подвод и распреде-

ление питательной воды, продувание котла, отсутствие значительных уносов воды с паром. Их наличие повышает надежность циркуляции

икачество производимого котлом пара.

2.МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Впроцессе выполнения практического занятия курсант должен ис-

и последующее составление эскизов и схем с натуры позволяет понять принцип ее действия, правильное взаимное расположение состaвныx частей и их взаимодействие.

Отчет должен содержать краткие, исчерпывающие ответы на поставленные в задании вопросы. Он включает необходимые для пояснения принципа действия или устройства эскизы и схемы.

Рекомендуемая литература:

— схема расположения арматуры на котле [10, c. 178], [11, c. 160],

c.114—118];

—Правила Морского Регистра Судоходства в части касающейся ко-

тельной арматуры [4, c. 671—675], [11, c. 161—163];

—внутриколлекторные устройства котлов [12, c. 113], [10, c. 140], [11, c. 170—174];

18

— особенности технической эксплуатации арматуры и внутриколлек-

торных устройств [11, c. 215—216, 241, 258].

В ходе подготовки к защите настоящего практического занятия рекомендуется самостоятельно дать ответы на приведенные ниже контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Классифицируйте котельную арматуру по месту ее размещения и выполняемым функциям. Укажите состав, назначение и размещение арматуры на водотрубном вспомогательном котле.

2.Поясните устройство водоуказательного прибора с плоским стеклом. Назовите способы и периодичность проверки исправности прибора. Охарактеризуйте признаки исправной работы прибора.

3.Укажите характерные отказы водоуказательного прибора, которые могут возникнуть в процессе работы котла

4. Назовите время, которое могут работать газо- и водотрубные котлы

содним действующим водоуказателем при выходе второго из строя?

5.Поясните работу предохранительного клапана прямого действия. Укажите способы и периодичность проверки исправности клапана. Назовите давление, при котором должен происходить автоматический подрыв клапана.

6.Чем по принципу действия и конструкции различаются предохранительные клапаны прямого и непрямого действия? Дайте их сравнительную характеристику.

7.Поясните методику проверки исправности и регулировки предохранительных клапанов?

8.Чем объясняется различие конструкций клапанов верхнего и нижнего продувания? Почему в качестве клапанов нижнего продувания предпочтительнее использование дисковых или пробковых кранов?

9.В каком случае стопорный клапан выполняется невозвратным?

10.Поясните работу и устройство различных сепараторов пара. Что общего в их принципе действия?

11.Перечислите требования Морского Регистра Судоходства к предохранительным и стопорным клапанам судовых котлов.

12.Перечислите требования Морского Регистра Судоходства к питательным клапанам и водоуказательным приборам судовых котлов.

13.Перечислите основные дефекты котельной арматуры. Назовите их причины, последствия, предпринимаемые для их ликвидации меры.

14.Объясните, как устроены и работают питательные клапаны?

15.Поясните принцип действия сепараторов пара.

16.Какие конструктивные меры для повышения надежности циркуляции воды предпринимаются в водотрубных котлах?

17.Поясните расположение и назначение внутриколлекторных устройств.

19