КОНДЕНСАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ

1. Назначение

Конденсационные установки в судовых паросиловых установ­ках служат:

1) для создания и поддержания требуемого разрежения в конце расширения пара в машине или турбине;

2) для конденсации отработавшего пара, используемого в даль­нейшем в качестве питательной воды для котлов.

На морских судах применяются конденсаторы исключительно поверхностного типа, в которых пар омывает трубки снаружи, кон­денсируется на них и стекает вниз; охлаждающая забортная во­да прокачивается циркуляционным насосом внутри трубок. Одна­ко для получения разрежения в конденсаторе недостаточно одного отнятия тепла.

В конденсатор вместе с отработавшим паром, а также через различного рода неплотности соединений, находящихся под разре­жением, поступает «воздух, который, как неконденсирующийся газ может постепенно заполнить весь объем конденсатора при атмос­ферном давлении и разрежения в конденсаторе не получится. По­этому необходимо весь воздух, поступающий в конденсатор, отса­сывать.

В зависимости от способа удаления воздуха применяемые на судах конденсационные установки подразделяются на установ­ки с совместным удалением конденсата и воздуха и с раздельным отсасыванием воздуха и конденсата.

Схема конденсационной установки с раздельным удалением конденсата и воздуха изображена на рис. 1. Она состоит из сле­дующих частей:

1. конденсатора, в котором происходит конденсация отработав­шего пара, поступающего из паровой машины или турбины;

2. насосов, отсасывающих конденсат и воздух;

3. циркуляционного насоса, подающего воду в конденсатор для охлаждения пара.

Рис. 1. Схема конденсационной установки с раздельным удалением конденсата и воздуха

Отработавший пар из паровой машины или турбины поступает в конденсатор 1, где он проходит между трубками и, встречаясь с их холодными стенками, 'превращается в воду. Вода для конден­сации пара подается из-за борта центробежным циркуляционным насосом (на схеме не показан). Конденсат откачивается конденсатным насосом 2 и направляется через охладители 3 и 4 в теп­лый ящик 12. Для удаления воздуха из конденсатора установлен двухступенчатый пароструйный эжектор. С целью понижения тем­пературы воздуха, удаляемого из конденсатора, в нем установлена специальная перегородка 5, которая выделяет часть трубок кон­денсатора, где происходит охлаждение воздуха, отсасываемого че­рез патрубок 6. Эта часть трубок называется воздухоохладителем.

Пароструйный эжектор первой ступени состоит из сопла 7, .к ко­торому подводится свежий пар, камеры смешения 8 и диффузора 9. Аналогично устроен и эжектор второй ступени. Свежий пар, рас­ширяясь в сопле 7, выходит из него с большой скоростью и увлекает за собой воздух, создавая разрежение в камере смешения и кон­денсаторе. Затем паровоздушная смесь сжимается в диффузоре 9 и направляется в охладитель первой ступени 3, прокачиваемый конденсатом, где рабочий пар конденсируется, а воздух отсасы­вается эжектором второй ступени 10 и через охладитель второй ступени 4 удаляется по патрубку 11 в атмосферу.

При этом конденсат, поступающий в охладитель, нагревается за счет теплоты, отнятой от конденсирующего в нем рабочего пара. Конденсат рабочего пара эжекторов из охладителя 3 по трубопро­воду 13 стекает в конденсатор. Для того, чтобы вместе с конден­сатом из охладителя эжектора первой ступени в конденсатор не возвращался воздух, устраивается гидравлический затвор 14. Он представляет собой колено или петлю длиной. до 2,5—3 м на тру­бопроводе, по которому конденсат отводится из охладителя 3 з конденсатор.

Высота столба h (м) соответствует разности давлений в охла­дителе эжектора и конденсаторе. При поступлении конденсата в правое колено, соответствующее количество его перетечет в кон­денсатор, после чего вновь установится равновесие.

На приведенной схеме изображен так называемый регенератив­ный конденсатор, позволяющий уменьшить переохлаждение конден­сата. В обычном поверхностном конденсаторе температура конден­сата {t_K) оказывается ниже температуры насыщенного пара (t_n), поступающего в конденсатор на 5—6° С. Эта разность температур At_K=t_n — t_H называется переохлаждением конденсата.

Переохлаждение конденсата вызывает пережог топлива, так как конденсат используется для питания котлов. При переохлаж­дении в конденсате растворяется воздух, который приходится уда­лять в специальных деаэраторах, чтобы избежать коррозии ме­талла паровых котлов.

Причинами переохлаждения конденсата являются наличие воз­духа в конденсаторе и паровое сопротивление конденсатора, кпд которым понимается разность абсолютных давлений паровоздуш­ной смеси при входе в конденсатор и по выходе из него.

Конструктивной особенностью такого конденсатора, помимо раздельного удаления конденсата и воздуха, является наличие на­клонной перегородки 5, образующей воздухоохладитель. Уменьше­ние переохлаждения конденсата достигается тем, что часть отра­ботавшего пара поступает по свободному от трубок проходу 15 не­посредственно в нижнюю часть конденсатора, где, соприкасаясь с конденсатом, стекающим с наиболее холодных нижних трубок, по­догревает его. Подогревание стекающих капелек конденсата продолжается на всем пути движения паровоздушной смеси к местам отсоса воздуха.

В регенеративных конденсаторах переохлаждение конденсата не превышает 0,3—0,5° С. Вакуум в конденсаторе с двухступенча­тым пароструйным эжектором может быть достигнут до 94—97%.