СЭУ-последний Кирис Учебное пособие. Н. А. Козьминых Судовые энергетические установки и электрооборудование судов учебник

• Название: Н. А. Козьминых Судовые энергетические установки и электрооборудование судов учебник
• Анкор: СЭУ-последний Кирис Учебное пособие.doc
• Дата: 08.05.2017
• Размер: 11.94 Mb.
• Имя файла: СЭУ-последний Кирис Учебное пособие.doc
• Тип: Учебник; #7258
• страница: 8 из 35

2.2. Газотрубные котлы

Газотрубные котлы делятся на горизонтальные (их длина существенно превосходит высоту) и вертикальные (наоборот).

Наиболее известными горизонтальными цилиндрическими котлами являются шотландские, длина которых достигала 6 м и более. Основными частями шотландского котла являются бочка 1, днища, жаровые трубы 2, огневые камеры 3 и дымогарные трубы 4 (рис. 10). В жаровых трубах сгорает топливо и продукты сгорания через огневую камеру проходят через дымогарные трубы в выхлопную трубу. Бочка заполнена кипящей водой. Образующийся пар отбирается из сухопарника в верхней части котла.

До середины прошлого столетия (до ≈1950 г.) эти котлы использовались как в качестве главных, так и вспомогательных. В последее время цилиндрические котлы большой производительности почти полностью вытеснены водотрубными котлами, а котлы небольшой производительности (D ≤ 1500 кг/ч и p ≤ 1,72 МПа) изготавливают в виде одного агрегата, готового к работе после установки в машинном отделении и подключении к необходимым судовым системам – топливной, питательной воды, паровой, сжатого воздуха, дымоходу и судовому паропроводу.

Вертикальные газотрубные котлы имеют как правило горизонтальные дымогарные трубы 2 (рис. 11).



В данном случае горение топлива происходит в топке 1, имеющей сферическую форму (термические напряжения в топке такой формы минимальные), которая имеет достаточно большую поверхность нагрева.

Огневая камера 3 служит для догорания топлива и направления продуктов сгорания в дымогарные трубки, после которых продукты сгорания через дымник (или дымовую коробку) 4 удаляются в выхлопную трубу.

Встречаются также газоводотрубные вспомогательные паровые котлы (ВПК), схема работы которых приведена на рис. 12.

Водотрубная парообразующая поверхность нагрева представляет собой вертикальные прямые трубы 7, закрепленные в трубных досках 5 и 8, которые служат плоскими днищами верхней 3 и нижней 1 частей корпуса.

Огневая камера 2 образована свободным от труб пространством между трубными досками, закрытым сверху подкрепленным листом 4, и соединяется с топкой патрубком 9. Трубы 7 омываются снаружи поперечным потоком продуктов сгорания. Огнетрубная парообразующая поверхность представ-лена трубными досками, патрубком 9 и потолочной стенкой (овальной формы) топки 6.

К газотрубным котлам относятся также водогрейные котлы, которые применяются в качестве вспомогательных на небольших судах, где в качестве грею-щего агента вместо пара используется горячая вода.

Представленный на рис. 13 водогрейный котел состоит из передней 2 и задней 8 плоских стенок, в которых крепятся дымогарные трубы 10, 12, жаровой трубы 4, приемного коллектора 1 и полой крышки 6, соединенной с межтрубным водяным пространством перепускной трубой 5.

Образующиеся продукты сгорания движутся по жаровой трубе 4 (справа жаровой трубы показана форсунка, к которой поступает топливо Т и воздух В, штриховыми линиями из носика форсунки показан факел распыла топлива), омывают крышку 6, делают поворот на 180° в газовой камере 7 и по дымогарным трубам 12 направляются в газовую камеру 3, откуда через трубы 10 поступают в дымник 9 и далее в дымовую трубу.

Охлажденная (в результате нагрева, например, судовых помещений) вода ОВ из системы теплоснабжения забирается насосом и подается в приемный патрубок, охлаждает (нагреваясь при этом) снаружи дымогарные трубки и далее через трубу 5 поступает во внутреннюю полость крышки 6. Нагревшись до температуры 75...95°С горячая вода (ГВ) опять возвращается к потребителям.


Рис. 13. Водогрейный котел

2.3. Принцип работы водотрубного котла

Простейший вертикальный водотрубный котел (котлы такого типа наиболее распространены на флоте) имеет два барабана, соединенных трубками (рис. 14).

Эти трубки внутри заполнены водой или образующейся пароводяной смесью (поэтому это водотрубный котел) и снаружи обогреваются продуктами сгорания, которые образуются в точке 6 в результате горения смеси топлива с воздухом, поступающей в топку через форсунку 8 и окружающее ее отверстие воздухонаправляющего устройства 7. Продукты сгорания удаляются через дымовую трубу (показано стрелкой).

В соответсвии с законами теплопередачи очевидно, что при горении топлива в топке теплота излучением (радиацией) будет передаватся всем поверхностям, окружающим топку. В кипятильных 5 и экранных трубках 8 (здесь и далее рис. 15) будет происходить кипение воды, и образующаяся пароводяная смесь поднимается вверх и попадает в пароводяной барабан, откуда отбирается пар. На место поднимающейся вверх пароводяной смеси, которая образуется из воды водяного коллектора 10, в этот коллектор должна возвращаться вода из пароводяного барабана. Это осуществляется посредством опускных труб 7, которые, хотя и находятся в топке, защищены от излучения экраном, функции которого выполняют кипятильные трубки 8.

Таким образом, в топке котла теплота продуктов сгорания передается кипятильным трубкам двумя механизмами: конвекцией и излучением.

Естественная циркуляция воды и пароводяной смеси осуществляется за счет разницы плотностей воды в опускных трубках и пароводяной смеси в подъемных кипятильных трубках.