7 семестр (Бормотов А) / Судовые котлы
.pdf
усовершенствованными конструкциями котла СР. Отличие котла модификации СРДВ от котлов типа СР и СРД заключается в том, что топка котла полностью водоохлаждаемая, и применения огнеупорных материалов не требуется.
Разрез общего вида котла «CAHPОД» типа СРДВ-12 показан на рис.3.6.2.
Рис.3.6.1.Котлы «САНРОД» типов СР-15, СРD-25, CPDB-12
1 – дымоход; 2 – элементы «Санрод»; 3 – огнеупорная кладка; 4 – дымогарные котлы
Из сравнения схем конструкции котлов СР в котлах СРД и СРДВ видно, что центральный дымоход заменен рядом дымогарных труб большого диаметра.
Котел СРДВ-12 имеет паропроизводительность 2500 кг/ч, и рабочее давление пара 0,8 МПа.
Патентованные кипятильные трубные элементы «CAHPОД» представленные на рис.3.6.3,а,б,в представляют собой трубу (3.6.3,б) наружная поверхность которой покрыта стальными шипами (рис.3.6.3,в), приваренными к трубе с помощью специальной автоматической сварочной машины. Эти элементы устанавливают внутри дымогарных труб, так что вход в элемент подключен на уровне стенки топки, а выход из него в стенке дымогарной трубы. (рис.3.6.1,а,б)
Судовые котлы «САНРОД» высокой паропроизводительности оборудованы топкой, окруженной мембранным экраном. Трубки экрана нижними концами с тороидным коллектором, а верхние концы труб соединены с паровым коллектором.
Котел большей паропроизводительности типа «САНРОД» СРН-
32
140 – 14000 кг/ч с рабочим давлением пара 0,75 МПа, приведен на рис.3.6.4.
Рис.3.6.2.Общий вид в разрезе вспомогательного парового котла типа «САНРОД»
1 – топка; 2 – канал парообразующего элемента; 3 – дымовые трубы; 4 – парообразующие элементы; 5 – шипы элемента; 6 – верхний канал парообразующего элемента; 7 – паровое пространство; 8 – дымоход; 9 – лаз; 10 – предохранительный клапан; 11 – манометр; 12 – водоуказательные приборы; 13 – форсунка
Отличительной особенностью котла типа СРН-140 является то, что амбразура форсунки охлаждается водой с помощью специального коллектора. Число дымогарных труб диаметром 273х12,5 мм составляет 39 шт. В каждой трубе установлен элемент «САНРОД».
Для обеспечения потребностей судна типа танкера в паре и его паровых вспомогательных механизмов как турбоприводные грузовые насосы и системы подогрева груза, устанавливают котлы типа «CAHPОД» с паропроизводительностью 30-35 т/ч, при рабочем давлением пара 1,8 МПа.
33
Рис.3.6.3.Элемент «САНРОД»
Рис.3.6.4.Котел «САНРОД» типа CPH-140
1 – водоохлаждаемая амбразура форсунки; 2 – тороидальный коллектор; 3
– огнеупорная кладка; 4 – трубы мембранного экрана размером 38х14 мм; 5 – 11 опускных труб размером 76х4 мм; 6 – 39 труб дымохода размером 273х12,5; 7 – элементы «Санрод»
3.7.Вертикальные котлы типа «СПЭННЕР»
На танкерах с дизельными установками получили распространение вертикальные вспомогательные котлы фирмы
«СПЭННЕР» (рис.3.7.1).
Котел цельносварной конструкции с патентованными дымогарными трубами «СВИРЛУФЛОУ» с геликоидальными поверхностями, которые имеют специальное сечение (рис.3.7.1,б) по всей длине, кроме концов. Благодаря турбулизации потока газов,
34
проходящих через такие трубы, существенно увеличивается коэффициент теплоотдачи от газов к стенке.
Рабочее давление пара в котлах «СПЭННЕР» составляет 0,7 МПа, паропроизводительность 450-2270 кг/ч, в зависимости от размеров.
Котлы «СПЭННЕР» в основном устанавливаются на судах канадской, шведской, бельгийской и французской постройки.
3.8.Котлы «КЛАРКСОН» с наперсткообразными трубами
На морских судах довольно часто встречаются вспомогательные вертикальные котлы типа «КЛАРКСОН» о наперсткообразными трубами. Этот тип котла был разработан по результатам опытов, проведенных Кларксоном. Он установил, что можно получать пар, вызывая прерывистое бурное вскипание
воды в горизонтально расположенных зауженных к концу наперсткообразных трубах, обогреваемых снаружи, без применения специальных средств для обеспечения циркуляции воды в трубах.
Конусность наперсткообразных труб способствует лучшей компоновке их по горизонтальному сечению жаровой трубы и облегчает выход пузырьков пара из труб. Закрепления наперсткообразных труб одним концом в трубные решетки устраняет термические напряжения в трубах и течь их вальцованных соединений при резких переменах нагрузки котла.
35
Рис.3.8.1.Котлы «КЛАРКСОН» с наперсткообразными трубами
1 – трубы второго хода газов через периферические наперсткообразные трубы; 2, 8 – соответственно водяное и паровое пространства котла; 3 – фланец для установки форсунки; 4 – обмуровка топки; 5 – трубы первого хода газов через центральные наперсткообразные трубы; 6 – нейтральный газонаправляющий цилиндр; 7 – съемный кожух
Схемы конструкции котлов «КЛАРКСОН» с наперсткообразными трубами разных модификаций показаны на pис.3.9.1,а,б и рис.3.9.2. Внутри бочки котла установлена цилиндрическая труба, к стенкам которой крепят наперсткообразные водогрейные трубы. Центральная труба в верхней части сужается, являясь дымоходом, и крепится к верхнему днищу котла; в нижней части труба крепится к бочке котла. В дымоходе между трубами установлен пустотелый съемный цилиндр, назначение которого – направлять поток газов к водогрейным трубам. Такие котлы могут долго работать без очистки внутреннего пространства.
Котлы этого типа надежны в эксплуатации и занимают малую площадь в машинном отделении.
3.9.Вертикальные огнетрубные котлы типа «УБИГАУ»
На рис.3.9.1 и 3.9.2 показаны схемы конструкции вертикальных огнетрубных котлов типа «УБИГАУ»; первый изготовленный отечественной промышленностью, второй в Германии. В конструкциях этих котлов сочетается преимущества большой поверхности нагрева, характерной для горизонтальных котлов шотландского типа и компактность вертикальных котлов типа «КОХРАН».
36
Рис.3.8.2.Котел «КЛАРКСОН» с наперсткообразными трубами
1 – дымовая труба; 2 – водяное пространство; 3 – цилиндрическая трубная доска; 4 – опускная труба большого диаметра; 5 – топочное устройство; 6 – под топки выложенный огнеупорным материалом; 7 – топка; 8, 9 – наперсткообразные водогрейные трубки; 10 – лаз для осмотра пароводяного пространства
Рис.3.9.1.Вспомогательный огнетрубный паровой котел типа «УБИГАУ»
1 – клапан нижнего продувания; 2 – корпус котла; 3 – таблица-паспорт; 4 – фирменная табличка; 5 – манометр; 6 – клапан водоуказателя; 7 – водоуказательный прибор; 8 и 9 – пробные краны; 10 и 16 – комбинированные клапана питания; 11 – пароотборный клапан; 12 – питательный трубопровод; 13 – регулятор уровня воды; 14 – регулирующий клапан; 15 – предохранительный клапан; 17 – огневой шуруп; 18 и 28 – лючки; 19 – приемная воронка к крану верхнего продувания; 20 – верхнее днище котла; 21 – клапан для манометра; 22 – воздушный клапан; 23 – потолок камеры; 24 – буек; 25 – цилиндр-успокоитель; 26 – трубная решетка; 27 – дымогарная трубка; 23 – топка; 30 – футеровка топки; 31 – трубка циркуляции воды; 32 – воздухопровод от вентилятора; 33 – фронтон
37
В цилиндрическом вертикальном корпусе котла с верхним выпуклым днищем располагается топочная камера, имеющая сложную конфигурацию.
К корпусу котла, в его средней части, присоединен горизонтальный цилиндрический патрубок, в котором размещены горизонтальные дымогарные трубки. Топочные газы из топки проходят по дымогарным трубкам в дымник и далее – в дымовую трубу. Для очистки дымогарных трубок от сажи у дымника предусмотрена прогарная дверца. Данный котел имеет регулятор уровня воды. В дымовой трубе установлен водяной экономайзер трубчатого типа.
Паропроизводительность котлов «УБИГАУ» составляет 7501000 кг/ч, рабочее давление пара 0,5 МПа.
Такие котлы применяют и устанавливают в качестве вспомогательных на больших траулерах, где требуется получение максимальной паропроизводительности при минимальной площади в машинном отделении, занимаемой котлом.
Большинство других типов вертикальных цилиндрический котлов, применяемых в настоящее время на морских судах, аналогично рассмотренным. Небольшое отличие в таких элементах котла, как форма топки и дымохода, естественны, поскольку изготовители котлов стремятся получить наиболее экономичную конструкцию.
3.10.Вертикальный парогенератор низкого давления
Вертикальный парогенератор низкого давления с паровым обогревом представлен на рис.3.10.1.
Рис.3.10.1.Вертикальный огнетрубный котел для применения на траулерах
1 – пароводяное пространство; 2 – верхнее днище котла; 3 – огневая камера; 4 – короткие связи; 5 – топка; 6 – отверстие для форсунки; 7 – трубная решетка; 8 – дымогарные трубки
38
Рис.3.10.2.Вертикальный парогенератор низкого давления
1 – стопорный клапан; 2 – предохранительные клапаны; 3 – регулятор питания; 4 – кран солености; 5 – водомерное стекло; 6 – трубопровод подвода греющего пара
Поверхность нагрева парогенератора состоит из змеевиков, установленных друг над другом. В зависимости от давления обогреваемого пара поверхности нагрева, материал труб змеевиков изготавливают из меди, стали или из медно-никелевых труб, развальцованных в коллекторах, или змеевики подключают к коллекторам с помощью штуцерного соединения, так, что каждый змеевик может быть демонтирован независимо от других.
Парогенераторы выпускаются паропроизводительностью до 4500 кг/ч, с рабочим давлением пара до 0,825 МПа.
В качестве греющего пара используют пар с давлением 1,6 МПа.
39
Раздел 4. Вспомогательные водотрубные однопроточные котлы
4.1.Общие сведения
На теплоходах с большой мощностью главных двигателей, танкерах и пассажирских судах, где потребность в паре велика, устанавливают вспомогательные котельные установки, включающие преимущественно водотрубные котлы с естественной и принудительной циркуляцией. При этом встречаются три основные схемы организации вспомогательной котельной установки теплоходов.
При первой схеме на судно устанавливается один вспомогательно-утилизационный котел, барабаны которого объединяют вспомогательную и утилизационную поверхности нагрева, т.е. котел выполнен как единое целое с раздельными газоходами.
При второй схеме вспомогательная котельная установка состоит из самостоятельных вспомогательных и утилизационных котлов, объединенных только паровыми магистралями.
Третья схема предусматривает установку утилизационных котлов с искусственной циркуляции.
Вторая и третья схемы применяются для вспомогательных котельных установок с двигателями средней и большой мощности.
На судах отечественной постройки с различными типами энергетических установок широко применяются вспомогательные котельные установки с водотрубными котлами типа КВВА. Этот нормализованный ряд включает котлоагрегаты паропроизводительностью 1000-12000 кг/ч при рабочем давлении пара от 0,5 до 2,8 МПа.
4.2.Водотрубный однопроточный котел типа «КВВА-1,5/5»
На рис.4.9.1 показан вспомогательный водотрубный однопроточный котел типа КВВА 1,5/5. Паропроизводительность котла составляет 1500 кг/ч при рабочем давлении пара 0,5 МПа. Он не имеет хвостовых поверхностей нагрева и является причиной низкого К.П.Д (70-78).
Испарительная поверхность котла образована конвективным пучком и экраном, за которым расположены необогреваемые опускные трубы. Котел имеет один контур циркуляции. Отопление котла осуществляется одной паромеханической форсункой,
40
производительность которой регулируется давлением топлива в зависимости от нагрузки котла по пару. Давление топлива перед форсункой меняется от 0,004 до 0,8 МПа. Для улучшения процесса распыла топлива топочное устройство оборудовано турбулизатором.
Подовод воздуха от вентилятора осуществляется непосредственно в кожух котла, который выполнен двухслойным. Расход воздуха регулируется шибером, установленным в приемном воздушном патрубке.
Котлы ряда КВВА имеют аналогичную компоновку и отличаются в основном габаритами и производительностью.
Рис.4.2.1.Вспомогательный водотрубный котел типа
«КВВА-1,5/5»
1 – паровое пространство пароводяного барабана; 2 – паросборная труба; 3 – питательная труба; 4 – необгреваемые опускные трубы; 5 – трубы экрана; 6 – водяной барабан; 7 – воздушное пространство кожуха котла; 8
– конвективный пучок труб
41