ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 СЕ-21.. Изучение конструкции, птэ и принцип действия водотрубных судовых котлов, состав котельной установки и пту
 Скачать 385.52 Kb.
|
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2 ТЕМА: «ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ПТЭ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВОДОТРУБНЫХ СУДОВЫХ КОТЛОВ , СОСТАВ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И ПТУ ». 1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ : Закрепление теоретических и практических навыков по устройству и эксплуатации парового котла и паротурбинной установки. 2.МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ : Схемы паровых котельных установок, методические указания, учебная литература, конспект лекций, видео и схемы на телепанели. 3. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ: Паровой водотрубный котел с естественной циркуляцией (рис. 1) состоит из корпуса, включающего в себя два коллектора (паровой и водяной), и соединяющие их трубы испарительной поверхности нагрева, Водяной коллектор полностью заполнен водой, паровой коллектор - примерно до половины, Уровень воды в паровом коллекторе поддерживается таким, чтобы не происходило оголения труб и срыва циркуляции воды с учетом возможных кренов и дифферентов судна, Пространство котла, заполненное водой, называется водяным, заполненное паром - паровым, Поверхность воды в паровом коллекторе, разделяющая водяное и паровое пространства, называется зеркалом испарения,жидкое топливо сгорает в топке, снабженной одной или несколькими форсунками, Воздух, необходимый для сгорания топлива, поступает в топку через воздухонаправляющие устройства. Теплота в виде высокотемпературного излучения факела воспринимается экранным пучком труб и первыми 3 - 4 прореженными рядами конвективного парообразующего пучка (лучистый теплообмен), Горячие газы, образовавшиеся при сгорании топлива, направляются в газоход котла, омывая по ходу движения поверхности теплообмена: ряды труб конвективного парообразующего пучка, пароперегревателя, водяного экономайзера, и пройдя через трубы воздухоподогревателя выбрасываются в атмосферу, При омывании поверхностей нагрева газы передают свою теплоту: на нагрев и испарение воды в конвективном испарительном пучке труб; на перегрев пара в пароперегревателе; на подогрев воды в экономайзере; на подогрев воздуха в воздухоподогревателе (конвективный теплообмен), В процессе теплообмена температура газов снижается от 1800 - 2000 °С в топке до 190 - 500 °С на выходе из котла. За счет излучающей способности факела и омывания горячими газами в трубах экрана и конвективного парообразующего пучка происходит частичное испарение воды, Образовавшаяся в них пароводяная смесь поднимается в паровой коллектор, Пар собирается в верхней части парового коллектора и по перепускной трубе направляется в верхний коллектор пароперегревателя, Из верхнего коллектора по трубам пароперегревателя пар направляется в нижний коллектор, При движении пара по трубам пароперегревателя повышается его температура (происходит перегрев пара), Перегретый пар из котла отбирается на потребители через главный стопорный клапан, расположенный на нижнем коллекторе пароперегревателя, Насыщенный пар на потребители отбирается непосредственно из парового коллектора через вспомогательный стопорный клапан котла. Масса испарившейся воды восполняется поступлением свежей воды из питательного трубопровода, Предварительно, перед поступлением в паровой коллектор, питательная вода подогревается в экономайзере, В паровом коллекторе «холодная» питательная вода смешивается с котловой водой парового коллектора, и по опускным трубам, располагающимся в необогреваемой зоне за экранным пучком, опускается в водяной коллектор котла.Трубы (экранный и конвективный испарительные пучки), по которым вода и пароводяная смесь поднимается из водяного коллектора в паровой, называются подъемными; трубы, по которым вода опускается вниз из парового коллектора в водяной, называются опускными,  Рис. 1. Схема и принцип действия водотрубного котла с естественной циркуляцией. ---- ► движение воды по опускным и подъемным трубам, пароводяной смеси по подъемным трубам, пара по трубам пароперегревателя; ...... ► излучение факела, воспринимаемое радиационными поверхностями нагрева; ---- ► движение газов через поверхности нагрева котла. ВП - воздухоподогреватель; ЭК - водяной экономайзер; ПП - пароперегреватель; ИСП - конвективный испарительный (парообразующий) пучок труб; Э - экранный пучок труб; ОП - опускной пучок труб; ГСК - главный стопорный клапан; ВСК - вспомогательный стопорный клапан; ЗИ - зеркало испарения; ВК - верхний коллектор пароперегревателя; Ф - футеровка котла (кладка из огнеупорного кирпича); Gпв - подача питательной воды; БПЕ - отбор перегретого пара; Dнас - отбор насыщенного пара. Таким образом при работе котла с ЕЦ вода и пароводяная смесь постоянно движутся по замкнутому контуру: паровой коллектор - опускные трубы - водяной коллектор - подъемные трубы - паровой коллектор, Совокупность элементов котла, в которых осуществляется замкнутое движение воды и пароводяной смеси, называется контуром циркуляции, а само движение воды и пароводяной смеси по контуру циркуляции называется естественной циркуляцией, Отношение веса воды, поступившего в подъемные трубы контура, к весу образовавшегося в них пара называется кратностью циркуляции: В физическом смысле кратность циркуляции показывает: сколько раз должен пройти по контуру циркуляции объем содержащейся в нем воды, чтобы полностью превратиться в пар при данной нагрузке (паропроизводительности) котла, Значение кратности циркуляции в современных водотрубных котлах с ЕЦ обычно составляет от 40 - на минимальной нагрузке, до 4 - на максимальной. Комбинированный котел типа «Ольборг AQ-5» Котел с комбинированным отоплением «Ольборг AQ-5» разработан на основе популярного котла AQ-З . Рабочее давление пара котла 0,7 МПа (рис. 2). Бочка котла выполнена из трех цилиндрических секций. В нижней секции расположена топка; центральная секция, ограниченная двумя трубными досками, образует основное водяное пространство, а верхняя секция — пароводяное пространство котла. Трубная доска нижней секции и нижняя трубная доска средней секции ограничивает огневую камеру отапливаемой части котла; верхняя трубная доска центральной секции и трубная доска верхней секции образуют границы утилизационной секции. Секции соединены между собой прямыми простыми и связными трубами. Две опускные трубы большого диаметра с целью обеспечения надежной циркуляции соединяют верхнюю и нижнюю секции. В этом типе котлов в период эксплуатации особое внимание требуют связные элементы, соединяющие секции между собой.  Рис. 2. Котел с комбинированным отоплением «Ольборг AQ-5»: 1- длинные связи; 2 - опускная труба для циркуляции воды; 3 - дымоход утилизационной части; 4 - дымоход топливной части; 5 - отверстие для форсунки; 6 - топка; 7 - водогрейные трубки топливной части; 8 - нижняя трубная доска; 9 - водогрейные трубки утилизационной части; 10- верхняя трубная доска; 11 - пароводяное пространство. Упрощенная принципиальная схема главной котельной установки.  Компоненты системы: 1 топка 2 форсунка 3 воздухопровод 4 пароохладитель 5 паропровод 6 дымоход 7 воздухоподогреватель 8 дутьевой вентилятор 9 водоподогреватель газовый (экономайзер) 10 пароперегреватель 11 паропровод 12 магистраль охлажденного пара 13 котел 14 водоподогреватель паровой 15 расходная цистерна топлива 16 подогреватель 17 питательный трубопровод 18 топливный насос 19 питательный насос 20 топливный фильтр 21 тёплый ящик 22 конденсат 23 трубопровод 24 насос подпитки тёплого ящика 25 цистерны котловой воды Рис 3. Схема главной котельной установки Из расходной цистерны 15 топливо топливным насосом 18 подается через фильтр 20, подогреватель 16 и топливную форсунку 2 в топку 1 котла 13. Необходимый для горения топлива воздух по воздухопроводу 3 нагнетается дутьевым вентилятором 8 через воздухоподогреватель 7, где он подогревается горячими газами, уходящими из котла по дымоходу 6. Котел вырабатывает насыщенный пар, который через клапан, называемый стопорным, по паропроводу 5 подается к потребителям. Для повышения экономичности пароэнергетической установки главные и некоторые вспомогательные паровые двигатели работают на перегретом паре. Для его получения в рассматриваемой схеме насыщенный пар из котла поступает в пароперегреватель 10, где уходящие из парогенератора газы передают ему часть своей теплоты и, выходя из пароперегревателя, он имеет более высокую температуру. Некоторые паровые механизмы энергетической установки рассчитаны на работу на перегретом паре, но с температурой меньшей, чем ее имеет пар, выходящий из пароперегревателя. Такой пар называется охлажденным. Для его получения в котлах служит пароохладитель 4. Определенное количество перегретого пара после пароперегревателя по паропроводу 11 отбирается в пароохладитель, где пар отдает часть своей теплоты воде котла и уже с пониженной температурой поступает в магистраль 12 охлажденного пара. Отработавший пар от большинства паровых потребителей в виде конденсата по трубам 22 отводится в тёплый ящик 21, откуда питательным насосом 19 по питательному трубопроводу 17 через паровой водоподогреватель 14 и газовый, называемый экономайзером, водоподогреватель 9 поступает обратно в котел. Вследствие утечек количество воды в системе уменьшается. Насос 24 добавляет воду в цистерну 21 из цистерны запаса котловой воды 25 по трубопроводу 23. Поддержание заданного режима работы котла, количества подаваемого топлива, воздуха и воды в современных установках обеспечивается системами автоматики. В случаях отклонения от заданного режима работы срабатывает автоматическая система защиты и сигнализации Схема и принцип действия ПТУ. Паровой котел – основной элемент судового энергетического комплекса, упрощенная схема которого приведена на рис. 4. Весь комплекс можно условно разделить на две установки: турбинную (машинную) и котельную. В состав турбинной установки входят главный турбозубчатый агрегат (ГТЗА) 5 и вспомогательные турбоагрегаты (турбогенераторы) 4, главный 7 и вспомогательный 6 конденсаторы и обслуживающие их системы (на рис. 3 не показаны). Котельная установка включает паровой котел 1 и обеспечивающие его работу системы: – питательную, состоящую из подогревателей питательной воды (ППВ) 10, 13, 14, питательного насоса 12. трубопроводов 11 от паровых магистралей, конденсатных насосов 8, 9, измерительных приборов и арматуры; – паровую, предназначенную для отвода пара потребителям по трубопроводам 2, 3 с арматурой и контрольно-измерительными приборами; – топливную, состоящую из расходных цистерн 16, топливного насоса 15, топливных фильтров 17, подогревателя топлива 18, трубопроводов с измерительными приборами и арматурой; – газовоздушную, включающую газоход 20, дымовую трубу (на схеме непоказана), вентилятор 19 с воздухоприемником, воздушные коробы и др. Котельная установка оснащена также системами автоматического регулирования подачи воды, топлива и воздуха в котел, водоподготовки, дистанционного управления и защиты ПК, которые на схеме не показаны. Бóльшая часть пара поступает в главный турбозубчатый агрегат 5, остальная направляется к вспомогательному турбоагрегату 4. Отработавший в турбине ГТЗА 5 пар поступает в главный конденсатор 7, где конденсируется и насосом 8 в виде конденсата (воды) нагнетается в ППВ 10. Сюда же насосом 9 подается конденсат от вспомогательного конденсатора 6, а также греющий пар (стрелки на трубопроводах 11) от отборов турбины ГТЗА 5. Вода в ППВ 10 смешивается с паром и нагревается до температуры кипения. Растворенные в ней газы удаляются в атмосферу, то есть смесительный подогреватель 10 служит также деаэратором питательной воды. Из подогревателя-деаэратора 10 питательным насосом 12 вода нагнетается в паровой котел 1 (через ППВ 13 и 14, обогреваемые паром из отборов турбины ГТЗА 5). Здесь теплота, выделившаяся при сжигании органического топлива, передается от дымовых газов к воде и пару. Топливо в топку котла 1 подается из расходной цистерны 16 насосом 15 через фильтры 17 и подогреватель топлива 18. Туда же вентилятором 19 из атмосферы подается воздух, а образующиеся при сгорании топлива дымовые газы отводятся (стрелка 20) в дымовую трубу. Рис. 4. Принципиальная схема судового паротурбинного энергетического комплекса . 4. ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ : 1. Какие виды теплообмена используются в водотрубном котле? 2. Какие виды циркуляции используются в паровых котлах? 3. Назовите основные элементы конструкции котла? 4. Для чего служат водоуказательные приборы котла? 5. Для чего служат предохранительные клапана? 6. Что входит в состав современного котельного агрегата? 7. Что обеспечивают вспомогательные устройства котельной установки? 8. Опишите по схеме рис.1 работу водотрубного котла. 9. Используя рис.2 поясните работу котла «Ольборг». 10.Что нужно периодически контролировать во время работы котла? 11. Используя рис.3 поясните работу главной котельной установки. 12. Опишите по схеме рис. 4 работу котлотурбинной установки. |