ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 139
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
. В котле использую теплоносители: пар или термомасло, отсюда и название котла : паровой или термомасляный.
Нагрузка котла-давление и паропроизводительность, определяются количественными и качественными характеристиками потребителей.
КЛАССИФИКАЦИЯ И РЕЖИМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУДОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПАРА
Любое судно нуждается в обеспечении низкопотенциальной тепловой энергией для обслуживания потребителей :
-элементов СЭУ (подогрев топлива, масла, воды охлаждения двигателей в период бездействия)
-бытовых нужд
-технологических нужд ( рыбопромысловые суда-выработка продукции, наливные суда - подогрев груза при перекачках, зачистка грузовых емкостей).
Режимы использования зависят от:
- элемента рейса ( стоянка в порту, переход, погрузка/разгрузка, работа в промысловом режиме)
-района плавания
-сезонного времени года
Очевидно, что в более холодных условиях эксплуатации судна потребность в выработке пара возрастает.
Существует связь между дедвейтом судна-DW, мощностью главного двигателя-Nе и потребностями пара судна.
Gпотр=0.25 DW, т/час – для сухогрузных судов
Gпотр=0.65 DW, т/час-для танкеров
Для всех типов судов( без учета технологических потребителей):
Gпотр=0.1DW+0.25Ne, т/час
При проектировании котельной установки принимаем район плавания с температурой воздуха ниже -10грС при условии подключения всех судовых потребителей.
Определенный таким образом расход пара на все судовые потребители принимается равным номинальной паропроизводительности вспомогательного судового котла.
Лекция №13
КОНСТРУКЦИИ СУДОВЫХ КОТЛОВ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Основой любого котла с естественной циркуляцией служит корпус котла - совокупность конструктивных элементов, образующих замкнутый контур, разделенный свободным уровнем воды на паровое и водяное пространство. В корпусе размещены внутрикотловые устройства, обеспечивающие передачу теплоты к воде, образование пара, отвод его из котла и естественную циркуляцию воды в котле.
В водотрубных котлах корпус состоит из:
-парообразующих труб ( экранов и конвективных пучков труб)
-опускных труб
-пароводяных барабанов
-водяных коллекторов
Из них образуется замкнутый контур циркуляции воды
В огнетрубных и огнетрубно-водотрубных
котлах основа -цилиндрическая обечайка с днищами (бочка), разделенная свободным уровнем воды на паровое и водяное пространства. В водяном пространстве размещены топка (топочная камера), пучки парообразующих труб с внутренним или внешним обогревом. Естественная циркуляция в таком типе котлов идет за счет свободной конвекции в большом объеме воды. На элементах корпуса (бочках, барабанах, коллекторах) смонтированы арматура, лючки и лазы для инспекции внутренних поверхностей котлов.
В газоходах котлов могут быть установлены дополнительные элементы-пароперегреватели, экономайзеры и воздухоподогреватели (хвостовые поверхности нагрева).
Все перечисленные элементы котла монтируются на каркасе, сваренном из металлических профилей, снаружи облицованы обшивкой. Связь каркаса и элементов котла с высокой температурой из-за разного термического расширения должна быть гибкой. К каркасу также крепится обмуровка топок.
Утилизационные котлы, использующие тепловую энергию продуктов сгорания ДВС, подразделяются на котлы с обычной утилизацией и с глубокой утилизацией.
Как правило, утилизационные котлы - водотрубного типа цилиндрической компоновки.
Широкое применение на транспортных судах нашли комбинированные котлы, в которых огнетрубный и утилизационный котлы объединены в одном корпусе и имеют общее водяное пространство.
Водотрубные котлы- котлы, в которых пар и вода движутся внутри труб, а греющие их продукты сгорания снаружи труб.
По назначению водотрубные котлы делятся на:
-главные котлы
-вспомогательные
Главные котлы – водотрубные, с естественной циркуляцией, вертикальные, однопроточные(по току газов), двухколлекторные, как правило, развитыми хвостовыми поверхностями.
Рабочие параметры котла КВГ-5- вспомогательный котел лихтеровоза “Севморпуть”:
-Рк-2.8 Мпа
-Рпер-2.5Мпа
-Тпер-375грС
-Тпит.воды-105грС
-КПД-85.6%
-расход топлива-3920кг/час
Главные котлы паротурбинных судов танкеров постройки 70-80-х годов прошлого века имеют конструктивные особенности:
-отсутствие развитого конвективного пучка труб (пар в основном генерируется в экранных трубах, которыми полностью экранирована топка)
-потолочное расположение топочных устройств
-большие объемы топок
-установка промежуточных пароперегревателей и развитых поверхностей воздухоподогревателей.
Котлы имели высокий КПД-97% и низкий коэффициент избытка воздуха-а-1.03-1.05.
Рпер-9Мпа
-Тпер-510-515грС
Дпер-80-100т/час
Вспомогательные водотрубные котлы по типу рабочего процесса аналогичны главным водотрубным котлам.
Контур циркуляции состоит из:
-пароводяного барабана
-опускных труб
-водяного коллектора
-подъемных обогреваемых труб конвективного пучка и экрана
Отечественные вспомогательные водотрубные котлы:
КВВ, КВС, КВВА, КВ с Дк-1.6-16т/час и Рк-0.5-1.6 Мпа. (плакаты)
Зарубежные вспомогательные водотрубные котлы:
Паропроизводительность-10т/час с давлением пара 0.7Мпа
UNEX NA:
Как правило, вертикальные, цилиндрические, двух коллекторные (в виде колец-прямоугольных тороидов) с естественной циркуляцией с потолочным расположением топочного устройства. Огнестойкая футеровка закрывает проем нижнего тороидного коллектора, образуя под топки. Дымовые газы от центра топки, омывая водогрейные трубы, движутся к каркасу и далее в газоход (плакаты).
Aalborg AQ-9:
Данная компоновка элементов за счет большого объема и высоты парового пространства дает высокую степень сухости пара.
Топка котла цилиндрической формы полностью экранирована.
Снаружи экранных труб изоляция, раскрепленная на сварной конструкции. Нижние концы экранных труб вварены в экранный водяной коллектор тороидного типа круглого сечения. Верхние концы труб экрана вварены в нижнюю трубную доску пароводяной промежуточной камеры тороидального типа прямоугольного сечения.
Внутренняя поверхность этой камеры образует цилиндрический канал подвода газов к конвективным трубам.
Конвективные трубы нижним концом закреплены в верхней трубной доске пароводяной промежуточной камеры, а верхним в верхнем пароводяном коллекторе.
Для организации спирального движения газов в пучке труб участки труб, соединенных перегородками сваркой образуют соответствующее движение газов и далее в газоход. Под топки облицован огнеупорными кирпичами, покрытыми специальной обмазкой. Трубные доски установлены на длинные и короткие связи. Конвективный пучок закрыт газонепронецаемой оболочкой.
За ней смонтированы опускные трубы (плакат).
Естественная циркуляция организована:
Вода по опускным трубам движется вверх из экранного коллектора в промежуточный пароводяную камеру в виде пароводяной смеси, далее по парообразующим трубам в пароводяной коллектор, где происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду, откуда вода по опускным трубам движется вниз в экранный коллектор
Вертикальные огнетрубные котлы (внутри труб двигаются газы)
Паропроизводительность3-5т/час, с давлением пара до 10МПа
Достоинствами огнетрубных паровых котлов являются:
-простота и удобство в обслуживании
-высокая их надежность
Всем огнетрубным котлам присущ один и тот же принцип парообразования в большом объеме с естественной циркуляцией за счет свободной конвекции.
Как правило, корпус представляет собой стальной цилиндр - обечайку с толщиной стенки более 10мм(бочку). В верхнюю часть вварена дымовая коробка, нижний торец которой является трубной доской для вертикальных дымогарных труб. В нижней части размещена топка цилиндрической или сферической формы, верхний торец является трубной доской для нижней части дымогарных труб. Топочная камера снаружи полностью омывается водой. В нее сбоку вмонтировано топочной устройство (плакаты)
Горизонтальные огнетрубные котлы
Паропроизводительность - 0.5-5т/час, с давлением пара-0.3-1.7Мпа
Цилиндрический стальной корпус, расположенный горизонтально, внутри пароводяное пространство, а также жаровая труба - она же топка (гладкостенная или с гофрами), 2,3 хода через дымогарные трубы. Трубные доски подкреплены длинными связями (плакаты)
Огнетрубно-водотрубные котлы
Конструктивно похожи на огнетрубные котлы-вертикальный цилиндрический корпус с топочной камерой сферической формы, расположенной внизу корпуса.
Водотрубная часть, как правило, состоит из гладкостенных парообразующих труб ( плакаты).
Вопрос естественной циркуляции в этих котлах решается по разному:
1.В котлах AQ-3-в пучке парообразующих труб смонтированы две опускные трубы большого диаметра на периферии пучка, гидравлическое сопротивление которых мало. Питательная вода, подаваемая в этом районе гарантировано идет в нижнюю часть водяного пространства.
2. Опускные труб могут размещаться в необогреваемой зоне котла за газоплотным корпусом котла, обеспечивая надежное движение воды в опускных трубах плакаты).
Огнетрубные котлы с водотрубным элементом Санрод (вертикальные оребренные трубы), ввареные в стенки дымогарных труб большого диаметра(плакаты)
Утилизационные котлы
Используют теплоту продуктов сгорания ДВС для выработки пара разных параметров.
Различают:
- утилизационные котлы с обычной утилизацией ( 0.4-0.7Мпа) –насыщенный пар для обеспечения общесудовых нужд, нужд СЭУ
С глубокой утилизацией (1.5Мпа с температурой 260-280грС) перегретый пар для привода турбомашин. При этом удельная паропроизводительность утилькотла - Дк/Ne=0.5-0.65 кг/кВт-ч
Применяются утилизационные котлы, как правило, с принудительной циркуляцией, с цилиндрической или прямоугольной компоновкой.
При цилиндрической компоновке змеевики расположены горизонтально и вварены в вертикальные входной и выходной коллекторы. Утилькотел, установленный в газоходе ГД, имеет перепускную заслонку, обеспечивающую регулировку паропроизводительности котла на ходу судна.
При прямоугольной компоновке змеевики имеют плоскую зигзагообразную форму и расположены вертикально, параллельно к движению газов.
Нагрузка котла-давление и паропроизводительность, определяются количественными и качественными характеристиками потребителей.
КЛАССИФИКАЦИЯ И РЕЖИМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУДОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПАРА
Любое судно нуждается в обеспечении низкопотенциальной тепловой энергией для обслуживания потребителей :
-элементов СЭУ (подогрев топлива, масла, воды охлаждения двигателей в период бездействия)
-бытовых нужд
-технологических нужд ( рыбопромысловые суда-выработка продукции, наливные суда - подогрев груза при перекачках, зачистка грузовых емкостей).
Режимы использования зависят от:
- элемента рейса ( стоянка в порту, переход, погрузка/разгрузка, работа в промысловом режиме)
-района плавания
-сезонного времени года
Очевидно, что в более холодных условиях эксплуатации судна потребность в выработке пара возрастает.
Существует связь между дедвейтом судна-DW, мощностью главного двигателя-Nе и потребностями пара судна.
Gпотр=0.25 DW, т/час – для сухогрузных судов
Gпотр=0.65 DW, т/час-для танкеров
Для всех типов судов( без учета технологических потребителей):
Gпотр=0.1DW+0.25Ne, т/час
При проектировании котельной установки принимаем район плавания с температурой воздуха ниже -10грС при условии подключения всех судовых потребителей.
Определенный таким образом расход пара на все судовые потребители принимается равным номинальной паропроизводительности вспомогательного судового котла.
Лекция №13
КОНСТРУКЦИИ СУДОВЫХ КОТЛОВ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Основой любого котла с естественной циркуляцией служит корпус котла - совокупность конструктивных элементов, образующих замкнутый контур, разделенный свободным уровнем воды на паровое и водяное пространство. В корпусе размещены внутрикотловые устройства, обеспечивающие передачу теплоты к воде, образование пара, отвод его из котла и естественную циркуляцию воды в котле.
В водотрубных котлах корпус состоит из:
-парообразующих труб ( экранов и конвективных пучков труб)
-опускных труб
-пароводяных барабанов
-водяных коллекторов
Из них образуется замкнутый контур циркуляции воды
В огнетрубных и огнетрубно-водотрубных
котлах основа -цилиндрическая обечайка с днищами (бочка), разделенная свободным уровнем воды на паровое и водяное пространства. В водяном пространстве размещены топка (топочная камера), пучки парообразующих труб с внутренним или внешним обогревом. Естественная циркуляция в таком типе котлов идет за счет свободной конвекции в большом объеме воды. На элементах корпуса (бочках, барабанах, коллекторах) смонтированы арматура, лючки и лазы для инспекции внутренних поверхностей котлов.
В газоходах котлов могут быть установлены дополнительные элементы-пароперегреватели, экономайзеры и воздухоподогреватели (хвостовые поверхности нагрева).
Все перечисленные элементы котла монтируются на каркасе, сваренном из металлических профилей, снаружи облицованы обшивкой. Связь каркаса и элементов котла с высокой температурой из-за разного термического расширения должна быть гибкой. К каркасу также крепится обмуровка топок.
Утилизационные котлы, использующие тепловую энергию продуктов сгорания ДВС, подразделяются на котлы с обычной утилизацией и с глубокой утилизацией.
Как правило, утилизационные котлы - водотрубного типа цилиндрической компоновки.
Широкое применение на транспортных судах нашли комбинированные котлы, в которых огнетрубный и утилизационный котлы объединены в одном корпусе и имеют общее водяное пространство.
Водотрубные котлы- котлы, в которых пар и вода движутся внутри труб, а греющие их продукты сгорания снаружи труб.
По назначению водотрубные котлы делятся на:
-главные котлы
-вспомогательные
Главные котлы – водотрубные, с естественной циркуляцией, вертикальные, однопроточные(по току газов), двухколлекторные, как правило, развитыми хвостовыми поверхностями.
Рабочие параметры котла КВГ-5- вспомогательный котел лихтеровоза “Севморпуть”:
-Рк-2.8 Мпа
-Рпер-2.5Мпа
-Тпер-375грС
-Тпит.воды-105грС
-КПД-85.6%
-расход топлива-3920кг/час
Главные котлы паротурбинных судов танкеров постройки 70-80-х годов прошлого века имеют конструктивные особенности:
-отсутствие развитого конвективного пучка труб (пар в основном генерируется в экранных трубах, которыми полностью экранирована топка)
-потолочное расположение топочных устройств
-большие объемы топок
-установка промежуточных пароперегревателей и развитых поверхностей воздухоподогревателей.
Котлы имели высокий КПД-97% и низкий коэффициент избытка воздуха-а-1.03-1.05.
Рпер-9Мпа
-Тпер-510-515грС
Дпер-80-100т/час
Вспомогательные водотрубные котлы по типу рабочего процесса аналогичны главным водотрубным котлам.
Контур циркуляции состоит из:
-пароводяного барабана
-опускных труб
-водяного коллектора
-подъемных обогреваемых труб конвективного пучка и экрана
Отечественные вспомогательные водотрубные котлы:
КВВ, КВС, КВВА, КВ с Дк-1.6-16т/час и Рк-0.5-1.6 Мпа. (плакаты)
Зарубежные вспомогательные водотрубные котлы:
Паропроизводительность-10т/час с давлением пара 0.7Мпа
UNEX NA:
Как правило, вертикальные, цилиндрические, двух коллекторные (в виде колец-прямоугольных тороидов) с естественной циркуляцией с потолочным расположением топочного устройства. Огнестойкая футеровка закрывает проем нижнего тороидного коллектора, образуя под топки. Дымовые газы от центра топки, омывая водогрейные трубы, движутся к каркасу и далее в газоход (плакаты).
Aalborg AQ-9:
Данная компоновка элементов за счет большого объема и высоты парового пространства дает высокую степень сухости пара.
Топка котла цилиндрической формы полностью экранирована.
Снаружи экранных труб изоляция, раскрепленная на сварной конструкции. Нижние концы экранных труб вварены в экранный водяной коллектор тороидного типа круглого сечения. Верхние концы труб экрана вварены в нижнюю трубную доску пароводяной промежуточной камеры тороидального типа прямоугольного сечения.
Внутренняя поверхность этой камеры образует цилиндрический канал подвода газов к конвективным трубам.
Конвективные трубы нижним концом закреплены в верхней трубной доске пароводяной промежуточной камеры, а верхним в верхнем пароводяном коллекторе.
Для организации спирального движения газов в пучке труб участки труб, соединенных перегородками сваркой образуют соответствующее движение газов и далее в газоход. Под топки облицован огнеупорными кирпичами, покрытыми специальной обмазкой. Трубные доски установлены на длинные и короткие связи. Конвективный пучок закрыт газонепронецаемой оболочкой.
За ней смонтированы опускные трубы (плакат).
Естественная циркуляция организована:
Вода по опускным трубам движется вверх из экранного коллектора в промежуточный пароводяную камеру в виде пароводяной смеси, далее по парообразующим трубам в пароводяной коллектор, где происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду, откуда вода по опускным трубам движется вниз в экранный коллектор
Вертикальные огнетрубные котлы (внутри труб двигаются газы)
Паропроизводительность3-5т/час, с давлением пара до 10МПа
Достоинствами огнетрубных паровых котлов являются:
-простота и удобство в обслуживании
-высокая их надежность
Всем огнетрубным котлам присущ один и тот же принцип парообразования в большом объеме с естественной циркуляцией за счет свободной конвекции.
Как правило, корпус представляет собой стальной цилиндр - обечайку с толщиной стенки более 10мм(бочку). В верхнюю часть вварена дымовая коробка, нижний торец которой является трубной доской для вертикальных дымогарных труб. В нижней части размещена топка цилиндрической или сферической формы, верхний торец является трубной доской для нижней части дымогарных труб. Топочная камера снаружи полностью омывается водой. В нее сбоку вмонтировано топочной устройство (плакаты)
Горизонтальные огнетрубные котлы
Паропроизводительность - 0.5-5т/час, с давлением пара-0.3-1.7Мпа
Цилиндрический стальной корпус, расположенный горизонтально, внутри пароводяное пространство, а также жаровая труба - она же топка (гладкостенная или с гофрами), 2,3 хода через дымогарные трубы. Трубные доски подкреплены длинными связями (плакаты)
Огнетрубно-водотрубные котлы
Конструктивно похожи на огнетрубные котлы-вертикальный цилиндрический корпус с топочной камерой сферической формы, расположенной внизу корпуса.
Водотрубная часть, как правило, состоит из гладкостенных парообразующих труб ( плакаты).
Вопрос естественной циркуляции в этих котлах решается по разному:
1.В котлах AQ-3-в пучке парообразующих труб смонтированы две опускные трубы большого диаметра на периферии пучка, гидравлическое сопротивление которых мало. Питательная вода, подаваемая в этом районе гарантировано идет в нижнюю часть водяного пространства.
2. Опускные труб могут размещаться в необогреваемой зоне котла за газоплотным корпусом котла, обеспечивая надежное движение воды в опускных трубах плакаты).
Огнетрубные котлы с водотрубным элементом Санрод (вертикальные оребренные трубы), ввареные в стенки дымогарных труб большого диаметра(плакаты)
Утилизационные котлы
Используют теплоту продуктов сгорания ДВС для выработки пара разных параметров.
Различают:
- утилизационные котлы с обычной утилизацией ( 0.4-0.7Мпа) –насыщенный пар для обеспечения общесудовых нужд, нужд СЭУ
С глубокой утилизацией (1.5Мпа с температурой 260-280грС) перегретый пар для привода турбомашин. При этом удельная паропроизводительность утилькотла - Дк/Ne=0.5-0.65 кг/кВт-ч
Применяются утилизационные котлы, как правило, с принудительной циркуляцией, с цилиндрической или прямоугольной компоновкой.
При цилиндрической компоновке змеевики расположены горизонтально и вварены в вертикальные входной и выходной коллекторы. Утилькотел, установленный в газоходе ГД, имеет перепускную заслонку, обеспечивающую регулировку паропроизводительности котла на ходу судна.
При прямоугольной компоновке змеевики имеют плоскую зигзагообразную форму и расположены вертикально, параллельно к движению газов.