Судовые паровые котлы и котельные установки. Назначение, состав, классификация. Работа котельной установки

Паровым котлом называют теплообменный аппарат,

Предназначенный для превращения воды в пар заданных параметров за счет тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива.

Принцип действия парового котла определяется сущностью рабочих процессов, происходящих в нем. Рабочие процессы в паровых котлах протекают в воздушно-газовом тракте, в пароводяном тракте, и тесно взаимосвязаны друг с другом.

Существует два основных источника получения тепла в паровом котле;

1. Непосредственное сжигание органического топлива в топке котла (основной способ). При этом образуется большой объем горячих продуктов сгорания (дымовых газов), которые являются теплоносителем, передающим теплоту нагреваемой и испаряемой воде и перегреваемому пару;

2. Использование теплоты отработавших газов других типов тепловых двигателей; дизельного двигателя или газотурбинной установки.

Судовые паровые котлы можно классифицировать по следующим признакам;

• по назначению;

— на главные, обеспечивающие паром главный двигатель (паровую турбину) и все потребители пара на ходу судна (корабля);

— вспомогательные, обеспечивающие паром все потребители судна на стоянке при неработающих главных котлах, а также используемые для ввода в действие главных котлов. На судах с ГТУ и ДЭУ вспомогательные котлы работают и на ходовых режимах для обеспечения паром всех потребителей судна;

• по способу использования;

— на автономные, имеющие собственную топливную систему и систему подвода воздуха, и использующие для выработки пара теплоту продуктов сгорания, образующихся при сжигании органического топлива в топке;

— утилизационные, использующие теплоту выхлопных газов ДЭУ или ГТУ;

— комбинированные, в которых подогрев воды и ее испарение могут осуществляться как от собственной топливной и воздушной систем, так и от теплоты продуктов сгорания других типов ЭУ;

• по конструкции;

— на водотрубные, в которых вода и пароводяная смесь движутся внутри труб, омываемых снаружи горячими газами;

— огнетрубные, в которых горячие газы движутся внутри труб, омываемых снаружи водой;

— комбинированные, имеющие в своем составе водотрубную и огнетрубную части;

• по принципу организации движения воды и пароводяной смеси;

— на котлы с естественной циркуляцией (ЕЦ), в которых движение воды и пароводяной смеси по контуру циркуляции происходит за счет разности плотностей питательной воды и образующейся при испарении воды пароводяной смеси;

— котлы с принудительной циркуляцией (ПЦ), в которых движение воды и пароводяной смеси в контуре циркуляции происходит за счет работы специального циркуляционного насоса.

В свою очередь паровые котлы с ПЦ по кратности циркуляции делятся на котлы;

- прямоточные;

- с принудительной циркуляцией малой кратности (ПЦМК);

- с многократной принудительной циркуляцией (МПЦ);

• по способу организации движения воздуха;

— на котлы с вентиляторным дутьем (открытым и закрытым), в топке которых топливо сгорает при давлении, незначительно превышающем атмосферное, а подача воздуха в топку осуществляется котельным вентилятором;

37. Тепловой баланс вспомогательного парового котла, основные характеристики парового котла.

Тепловой баланс — это сравнение между полезным теплом, используемым для получения пара или горячей воды, тепловыми потерями и общим количеством теплоты, поступивши в топку.
Виды теплового баланса котлов
1. Уравнение прямого баланса устанавливает зависимость между расходом топлива и теплопроизводительностью котла.
При этом обязательно замеряются параметры и количество выработанного пара или воды.
2. Уравнение обратного теплового баланса устанавливает зависимость между КПД котла и тепловыми потерями (величины выражаются в процентах).
Слагаемые теплового баланса

Тепловой баланс котла может быть записан в виде равенства Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, где Q — это полное количество теплоты, поступившей в топку. Оно складывается из теплоты сгорания топлива, его физического тепла, а также тепла, поступившего в топку с паром и подаваемым на горение воздухом: Q = Qн + Qф.т + Qф.в + Qпар.
Qн — низшая теплота сгорания топлива, которая выделяется при полном сгорании без учета теплоты конденсации водяных паров.
Qф.т — физическое тепло топлива, учитывается при условии подогрева топлива перед подачей в топку.
Qф.в — тепло воздуха, внесенного в топку, учитывается в том случае, когда на котельной установлены воздухонагреватели.
Qпар — тепло пара, поступившего в топку.
Правая часть уравнения представляет собой сумму тепла, израсходованного на получение пара или воды (Q1) и тепловых потерь (Q2 + Q3 + Q4 + Q5)