Судовые энергетические установки
 Скачать 3.53 Mb.
|
|
2.3.3 Арматура котлов Приборы, установленные на котле и предназначенные для его обслуживания и контроля за его работой, называются арматурой. Различают арматуру парового и водяного пространства. К арматуре парового пространства относятся манометры, предо- хранительные и главные стопорные клапаны, воздушные краники, к арматуре водяного пространства — водоуказательные стекла, пробные краны, краны верхнего и нижнего продувания, кран для определения солености котловой воды. 95 Размещение арматуры на вспомогательном огнетрубном котле показано на рисунке 2.26. Рисунок 2.26 - Расположение арматуры на огнетрубном котле Манометр 3 служит для измерения давления пара в котле. На шкале манометра имеется красная черта, выше которой поднимать давление пара запрещается. Предохранительные клапаны 5 предотвращают превышение нормы давления пара в котле. При повышении давления предохранительные клапаны срабатывают (приоткрываются) и стравливают часть пара до тех пор, пока давление не станет нормальным. Главные стопорные клапаны 4 и 6 служат для сообщения и разобщения котла с паропроводом. Кроме обычного закрытия маховиком предусмотрено дистанционное закрытие (открытие) клапанов. Воздушный кран 7 используется для выпуска воздуха из котла в период подъема пара и при проведении гидравлических испытаний. Эти краны устанавливаются в верхних точках котла. Водоуказательный прибор (водомерное стекло) 8 служит для определения уровня воды в котле. Он представляет собой водомерное стекло, закрепленное в угловых штуцерах. Верхняя часть прибора патрубком сообщается с паровым пространством, нижняя — с водяным. Прибор работает по принципу сообщающихся сосудов. Штуцера имеют краны, с помощью которых стекло отключается от котла и может быть продуто при засорении. Водомерные стекла снабжены указательными стрелками низшего, нормального и высшего уровней воды в котле. Как правило, на котле устанавливают два водоуказательных прибора, причем на видимой и хорошо освещенной стороне. Пробные краны 9 предназначены для определения уровня воды в котле в случае выхода из строя водоуказательных приборов. На каждом котле установлено 96 два-три пробных крана, нижний из которых должен находиться на низшем допустимом уровне воды, а последующие соответственно на 100 и 200 мм выше нижнего. Клапан верхнего продувания 2 соединен трубопроводом, размещенным внутри котла, с воронкой, горловина которой находится на уровне поверхности зеркала воды. Через воронку при открытом кране удаляют с поверхности испарения грязь и масло, попадающие в котел с питательной водой. Эта операция называется верхним продуванием котла. Уровень установки воронки отмечен чер- той на корпусе котла. Клапан нижнего продувания 11 предназначен для удаления из котла грязи и шлама, которые осаждаются в нижней части водяного пространства, а также для полного осушения котла. Трубопроводы нижнего и верхнего продувания выводятся в кингстон продувания 12. Питательные клапаны 1 соединены с насосом и служат для питания котла водой. На каждом котле для надежности устанавливают по два питательных клапана. Клапаны обычно изготовляются невозвратными, благодаря чему при остановке питательного насоса предотвращается выход воды из котла. Кран солености 10 служит для отбора пробной воды с целью определения ее качества (на содержание солей). Для отбора воды можно пользоваться пробными кранами и кранами продувания на водоуказательных приборах. 2.3.4 Основы автоматического регулирования котлов В работающем паровом котле необходимо регулировать количество подаваемого топлива, воздуха и питательной воды в зависимости от изменения расхода пара, уровня воды в котле и давления пара. Современные паровые котлы оборудованы системами автоматического регулирования. В систему автоматического регулирования парового котла входят: — прибор, реагирующий на изменение какого-либо параметра: так называемый чувствительный элемент, или датчик; — устройство для передачи импульса от датчика к исполнительному или регулирующему органу (зачастую импульс усиливается посторонним источником энергии — специальным усилителем); — исполнительный или регулирующий орган, изменяющий режим горения топлива или питания котла водой. Чаще всего усилители конструктивно бывают выполнены заодно с исполнительными механизмами, которые называются сервомоторами. Все вспомогательные котельные установки промысловых судов последних лет постройки оборудованы средствами автоматизации процессов питания и горения. На некоторых судах предусмотрена еще автоматическая защита, т. е. отключение котельной установки, когда некоторые параметры становятся предельными. Например, на БКРТ типа «Наталья Ковшова» имеется защита, отключающая котел при превышении предельного давления пара, предельного 97 уровня воды, при отсутствии воздуха, срыве факела в топке и исчезновении напряжения в сети автоматики. Чувствительные элементы (датчики) в системах автоматического регулирования и защиты реагируют на изменение уровня, давления, температуры и других параметров. На рисунке 2.27 показаны некоторые виды датчиков. В схеме чувствительного поплавкового элемента уровня (рисунок 2.27, а) поплавок 1 выполняют в виде пустотелого шаровидного тела. Своими патрубками датчик соединен с барабаном котла. При изменении уровня воды в котле перемещается стержень 2, который через сервомотор открывает или закрывает клапан, расположенный на питательной магистрали. На рисунке 2.27, б показана схема мембранного чувствительного элемента давления. Мембрана 3 представляет собой диск из эластичного материала, зажатый по окружности между половинками корпуса 6. В средней части мембрана зажата между двумя алюминиевыми дисками 5, к которым крепится подвижный шток 2. Полость Л, соединенная с паровым пространством котла, герметична, а усилие давления на мембрану уравновешивается пружиной 1. Во избежание провисания и перекосов диски подвешены на нити 4, которая компенсирует вес подвижных частей мембран. Такие датчики используются в системах автоматического регулирования горения и автоматической защиты по предельному давлению пара. Регулирование горения производится следующим образом. Предположим, что давление пара в котле снизилось. Мембрана в этом случае переместится вправо, а шток 2 воздействует на два клапана, один из которых увеличит подачу мазута к форсунке, а другой увеличит подачу пара к турбине, вращающей котельный вентилятор. В результате в котел будет поступать больше топлива и воздуха. Горение станет более интенсивным, давление пара возрастет. Чувствительный элемент датчика температуры сильфонного типа изображен на рисунке 2.27, в. Датчики такого типа устанавливают, например, в системах автоматического регулирования температуры мазута. Рисунок 2.27 - Схемы чувствительных элементов приборов сигнализации: а — поплавкового типа; б — мембранного типа; в — сильфонного типа. Термобаллон 1, заполненный определенным количеством легкоиспаряющейся жидкости 2, помещается в мазут. Над уровнем жидкости в 98 термобаллоне всегда имеется паровое пространство 3. При повышении температуры мазута давление в термобаллоне увеличивается. Увеличение давления по капиллярной трубке 4 передается в полость под кожухом 5. В результате подвижный торец 6 сильфона 7 перемещается вниз, а шток 9 воздействует на клапан, установленный в паровой магистрали подогревателя. Вследствие этого начинает уменьшаться количество пара, отводимого на подо- греватель, и температура мазута понижается. При падении температуры мазута ниже нормы шток перемещается в исходное положение под действием пружины 8. Датчиком в системах автоматической защиты по срыву факела в топке является фотоэлемент. 2.3.5 Гарнитура котла Для обеспечения безопасной работы котлов на них оборудуется ряд устройств, которые обычно называют гарнитурой котла. К гарнитуре котла относятся следующие устройства. 1. Предохранительные клапаны. На котле устанавливают два предохранительных клапана, которые препятствуют повышению давления в котле. После того как в присутствии ответственного лица будет установлено давление срабатывания клапана, его пломбируют. Изменять самостоятельно давление срабатывания клапана запрещается. Клапан открывается автоматически, если давление достигает определенного установленного значения. 2. Главный стопорный клапан. Этот клапан обычно невозвратного типа, устанавливается на главном паропроводе. 3. Вспомогательный стопорный клапан. Устанавливается на вспомогательном трубопроводе. Клапан меньшего размера, как правило, невозвратный. 4. Питательный клапан. Обычно устанавливают два питательных клапана: один — главный, другой — вспомогательный, или резервный. По конструкции клапан невозвратный, он должен быть снабжен указателем открытого и закрытого положения. 5. Водомерное стекло. Обычно устанавливают два водомерных стекла по обе стороны котла. Конструкция стекол зависит от расчетного давления котла. 6. Манометровые штуцера. Там, где это необходимо, на паровом коллекторе, пароперегревателе и в других местах, устанавливают манометры для контроля давления. 7. Воздушные краны. Их устанавливают на паровых коллекторах и в других частях котла для выпуска воздуха из водяной полости при заполнении котла водой и при первом пуске котла. 8. Арматура для взятия проб. На питательном трубопроводе устанавливают кран отбора с охлаждающим устройством для взятия проб воды и ее анализа. Конструкция крана может предусматривать возможность ввода в питательный трубопровод различных химических добавок. 9. Клапан продувки котла. С помощью этого клапана обеспечивается продувка или спуск воды из котла. Клапан может использоваться для частичного и 99 для полного осушения котла. 10. Стопорный клапан свистка. Это небольшой невозвратный клапан на трубопроводе от парового коллектора котла к паровому свистку. Гарнитура водотрубных котлов. На водотрубных котлах, в связи с тем, что в них имеется меньшее количество воды по отношению к производимому пару, требуется установка некоторых сле- дующих дополнительных устройств. 1. Автоматический регулятор питательной воды. Его устанавливают до главного питательного клапана. Служит для обеспечения постоянного уровня воды в котле независимо от расхода пара. В козлах с высокой интенсивностью парообразования используется многоимпульсная система регулирования подачи воды в котел (см. гл. 15). 2. Сигнализатор минимального уровня. Это устройство, подающее звуковой сигнал при снижении уровня воды до минимального. 3. Перепускной клапан пароперегревателя. Через него проходит пар при разжигании котла и повышении давления пара в котле. 4. Сажеобдувочное устройство. Применяется для удаления сажи и других продуктов сгорания с поверхности трубок. Работает на паре или сжатом воздухе. Несколько таких устройств монтируется в наиболее важных частях котла. Затем их включают в работу, выдувают сажу. После работы сажеобдувочные приспособления вынимают. Водомерные стекла. По водомерному стеклу можно визуально наблюдать за уровнем воды в котле, если этот уровень в пределах нормы. Если уровень воды в котле резко повысится, вода может попасть в паропровод и серьезно повредить механизмы, работающие на паре. Если уровень воды в котле понизится, то теплопередающие поверхности, оказавшиеся без воды, могут выйти из строя, Поэтому важно постоянно следить за уровнем воды в котле. Так как судно подвержено качке, необходимо для правильного суждения об уровне воды в котле иметь два водомерных стекла с обеих сторон котла. 100 В зависимости от значения давления в котле существуют водомерные стекла двух различных типов. При давлении до 1,7 МПа в котлах применяют водомерное стекло с круглой стеклянной трубкой. Такое стекло при помощи штуцеров, на которых стоят краны, крепится на корпусе котла (рисунок 2.28). Рисунок 2.28 - Водомерное стекло со стеклянной трубкой: 1- шариковый клапан; 2 — гайка; 3 — стеклянная трубка; 4—уплотнительное устройство; 5 — паровой кран; б— фланец дляприсоединения к корпусу котла; 7 — рукоятка крана; 8 — водяной кран; 9 — спускной кран; 10 —трубка спуска в трюм Для уплотнения мест присоединения и предотвращения утечки устанавливают уплотнительные кольца. Обычно вокруг трубки помещают кожух, защищающий стекло от случайных повреждений, а также обслуживающий пер- сонал от возможных травм при повреждении стекла. На трубках, ведущих в паровое и водяное пространство, ставят разобщительные клапаны. Кроме того, устанавливают спускной кран. На случай повреждения трубки снизу устанавливают шариковый невозвратный клапан, отсекающий воду при резком увеличении скорости потока. Для котлов с рабочим давлением свыше 1,7 МПа применяются водомерные приборы с плоскими стеклами. Вместо стеклянной трубки здесь используют сборку 101 из плоского стекла, помещаемого в металлический корпус. Сборка напоминает многослойный пирог. Спереди и сзади установлены металлические плитки, затем стеклянные плитки, а между ними — снова металлическая плитка. Между металлическими и стеклянными плитками имеются уплотнения, а на поверхности стекла, соприкасающейся с водой и паром, накладывается слой слюды. Слюда выполняет роль надежного изолятора, который предохраняет стекло от поломки при очень высоких температурах. При сборке этой конструкции, затяжку болтов нужно производить равномерно по кругу и с большой осторожностью. При затяжке болтов во время сборки стекло может быть повреждено, и появится утечка. По мимо визуальные наблюдения за уровнем воды в котле, существуют дистанционные указатели уровня в центральном посту управления Поскольку нельзя предотвратить закупоривание паровых и водяных трубок кусочками окалины и твердыми частицами, водомерные стекла могут давать непра- вильные показания. Для контроля за чистотой парового и водяного каналов необходимо их периодически продувать. Для водомерного стекла, показанного на рисунке 4.9, при закрытии водяного крана и открытии спускного крана из последнего пойдет сильная струя пара. Если закрыть паровой кран и открыть водяной кран, то из спускного крана пойдет сильная струя воды. Если струи нет, то канал, на котором открыт кран, засорен. Предохранительные клапаны. Эти клапаны устанавливают обычно по два на одной клапанной коробке. Каждый клапан рассчитан так, что он может выпустить весь пар, который вырабатывается в котле в установленный период времени, при условии, что давление в котле за это время поднимается не более чем на 10%. На судах устанавливают клапаны, нагруженные пружинами, так как они лучше работают в условиях качки. Клапаны располагают в области парового пространства парового коллектора. Традиционный предохранительный клапан показан на рисунке 2.29. Рисунок 2.29 - Предохранительный клапан, нагруженный пружиной: 1 — седло клапана; 2 — тарелка клапана; 3 —втулка; 4 — шпиндель клапана; 5 — спиральная пружина; 6 — пружинное кольцо; 7 — нажимная гайка; 8—колпак; 9 102 — чека; 10 — замок; 11 — разгрузочное устройство; 12 — патрубок выхода пара; 13—патрубок входа пара Клапан закрыт под действием спиральной пружины, затяжка которой регулируется при помощи гайки, расположенной в верхней части клапана. Установленная в присутствии ответственного лица затяжка пружины клапана фиксируется и пломбируется. Когда давление пара превышает установленное значение, пружина сжимается и клапан открывается. Выходящий пар через отводную трубу выходит в дымовую трубу и далее в атмосферу. По сравнению с усилием, при котором происходит первоначальное открытие клапана, требуется несколько большее усилие для дальнейшего перемещения клапана в сторону открытия и для сжатия пружины. Эта проблема решается путем применения специального кольцевого выступа на тарелке клапана, благодаря которому при открытии клапана площадь тарелки увеличивается. Предусмотрено также^ аварийное открытие клапана при помощи разгрузочного устройства с ручным приводом. В конструкцию пружинных предохранительных клапанов вносятся различные усовершенствования, направленные на увеличение высоты подъема клапана. В усовершенствованной конструкции с увеличенной высотой подъема клапана (рисунок 2.30) сделаны изменения в конструкции нижней тарелки пружины клапана, выполненной в виде поршня, на который пар действует снизу. Полое кольцо вокруг поршня выполняет роль парового цилиндра. Окна для прохода пара выполнены в днище цилиндра, которое : служит направляющей для штока. Пар после прохода через открытый клапан воздействует на нижнюю тарелку пружины, создавая дополнительное усилие, в результа те которого клапан поднимается дальше вверх. Когда после стравливания пара его давление станет нормальным, клапан под действием пружины резко закроется. Что бы смягчить удар при посадке клапана на седло, в седле имеются специальные выемки, которые смягчают удар. Рисунок 2.30 - Усовершенствованная конструкция предохранительного клапана с увеличенной высотой подъема: 103 1 — пружина; 2.— шток клапана; 3 — нижняя тарелка пружины; 4 — свободно сидящее кольцо (цилиндр); 5 — спускное отверстие; 6 — окно для входа пара; 7 — тарелка клапана; 8 — седло клапана; I — пар из котла; II — выход пара В наружной полости клапана имеются спускные отверстия для конденсата, который в случае накапливания над клапаном мог бы затруднить его открытие при превышении расчетного давления. 2.3.6 Процесс сгорания топлива Сгорание — это процесс сжигания топлива с целью получения теплоты. Для полного и эффективного сгорания нужно, чтобы в топку были введены топливо и воздух в пропорции, при которой масса воздуха должна примерно в 14 раз превышать массу топлива. Топливо и воздух должны быть тщательно перемешаны. Для полного сгорания топлива необходимо, чтобы количество воздуха было немного больше теоретически требуемого. При недостатке воздуха сгорание получается неполным и выходящие газы приобретают черный оттенок. Подача воздуха. Перепад давлений, при котором воздух проходит через топку котла, называют тягой. Судовые котлы имеют принудительную тягу, т. е. воздух нагнетается в топку вентиляторами. Существует ряд конструкций топок с принудительной тягой. Обычная конструкция — это большой вентилятор, от которого по воздухопроводу воздух подается к переднему фронту топки. Со стороны переднего фронта оборудуется камера коробчатой формы, называемая воздушным регистром, в, которой осуществляется регулирование подачи воздуха в топку. Воздухопровод к регистру на каком-то участке проходит через дымоход, и благодаря этому воздух немного подогревается. Тягу называют искусственной, если вентилятор расположен в дымоходе и всасывает воздух в топку. Существует также уравновешенная тяга, когда устанавливаются вентиляторы обоих типов и тогда давление в топке становится близким к атмосферному. Подача топлива. Современные паровые котлы отапливаются низкосортным жидким топливом. Хранится топливо обычно в цистернах междудонного пространства, откуда топливоперекачивающим насосом оно подается в отстойные цистерны. В отстойниках из топлива выделяется вода, которая затем спускается. Из отстойников топливо через фильтры подается к топливным насосам, которые нагнетают его через топливоподогреватели к фильтрам тонкой очистки. Процесс подогрева топлива должен тщательно контролироваться, так как при повышенной температуре может произойти распад молекул нефти. В схеме предусмотрена возможность подачи к форсунке дизельного топлива для разжи- гания котла или для его работы на малой мощности. От фильтров тонкой очистки топливо подается к форсунке, в которой оно мелко распыливается и в таком виде подается в топку. Для разогрева топлива перед разжиганием котла предусмотрена труба рециркуляции. Сгорание топлива. Топливо к форсунке подается под высоким давлением и выходит из нее мелко распыленной струей (рисунок 2.31). Благодаря завихряющей 104 пластине струя приобретает форму вращающегося конуса и в таком виде поступает в топку. Существуют различные конструкции форсунок. Упомянутая выше форсунка известна под названием механической (рисунок рисунок 2.31, а). В форсунке с вращающейся головкой (рисунок 2.31. б) распиливание и завихрение топлива производится посредством срывания топлива с кромок вращающегося конического колпачка. В паровой форсунке (рисунок 2.31, в) топливо распыливается и завихряется струей пара, обладающей высокой скоростью. Пар подводится в форсунку через центральную втулку. Рисунок 2.31 - Типы форсунок: а — механическая; б —с вращающейся головкой; в — паровая; 1 — корпус форсунки; 2 — завихряющие каналы; 3 — колпачковая гайка; -4 — диафрагма; 5 — завихряющая камера; 6 — отверстие; 7 — завихряющая пластина; 8 — вращающийся конус; 9 — вентилятор; 10 — электродвигатель; 11 — привод вращения конуса; 12 — подшипник; 13 — заслонка; 14 — распиливающее сопло; 15 — наружный корпус; 16 — внутренний корпус; 17 — прокладки; I— подача топлива; II — выход воздуха; III — выход топлива; IV — подача воздуха; V — подача пара Воздушный регистр представляет собой комплект заслонок и направляющих, расположенных вокруг форсунок в пространстве между кожухами котла. Регистром устанавливаются размеры проходного сечения для поступления воздуха из воздушного короба. Отсечка воздуха осуществляется с помощью поворотной воздушной заслонки. Воздух обтекает форсунку, и при помощи завихрителя ему придается вращательное движение, противоположное тому, в котором вращается топливная струя. Благодаря этому обеспечивается перемешивание топлива с воздухом (рисунок 2.32). 105 Рисунок 2.32 - Воздушный регистр: 1 — труба подвода пара; 2 — Т-образная рукоятка; 3 — блок управления; 4 — нажимной винт; 5 — распыливающее устройство; 6 - направляющая Т-образной рукоятки; 7 — лючок; 8 — смотровое окно; 9 — наружная плита форсунки; 10— наружный кожух; 11 — опорная трубка диффузора; 12 — внутренний кожух; 13 — сменный наконечник; 14 — диффузор или завихритель; 15 — наконечник форсунки; 16 — направляющее кольцо; 17 — трубка Вентури; 18 —поворотная втулка Топливо, поступающее из форсунки, необходимо сначала воспламенить. После воспламенения в процессе горения вначале сгорают легкие фракции, образуя первичный факел. Благодаря теплоте первичного факела во вторичном факеле сгорают тяжелые фракции топлива. К этим факелам подводится соответственно первичный и вторичный воздух. 2.3.7 Обеспечение чистоты питательной воды В современных паровых котлах, работающих при высоких давлениях и температурах и имеющих высокую паропроизводительность, необходимо, чтобы питательная вода обладала высокой степенью чистоты. Даже в самой чистой воде растворены соли, которые выделяются при кипячении. Эти соли в виде накипи откладываются на нагревательных поверхностях и уменьшают теплоотдачу, что может вызвать местный перегрев и повреждение трубки. Некоторые соли остаются в растворе и образуют кислоты, действующие агрессивно на металлические элементы котла. Избыток в воде солей в совокупности с возникающими при работе котла напряжениями приводит к состоянию металла котла, именуемому каустической хрупкостью. Металл становится хрупким, из-за чего могут возникнуть серьезные повреждения котла. Наличие растворенных в питательной воде кислорода и углекислого газа может вызвать сильную коррозию котла и его питательной системы. Если в питательной воде имеются взвешенные частицы, избыток солей или если туда попадает масло, то может произойти интенсивное образование пены на 106 поверхности воды в паровом барабане котла. Это приводит к выбросу воды из котла вместе с уходящим паром. Даже небольшое количество воды при попадании в турбину может вызвать в ней значительные повреждения. Примеси, содержащиеся в воде. В воде в различном количестве присутствуют соли. К ним относятся хлориды, сульфаты, бикарбонат кальция или магния. Иногда в воде встречается сера. Содержание солей в воде определяет ее жесткость. В наибольшей степени на жесткость воды влияет наличие солей кальция и магния. Бикарбонаты кальция и магния при нагревании выделяются из воды и образуют накипь. Эти соли создают так называемую временную жесткость. Хлориды, сульфаты и нитраты при кипении воды не выделяются и создают так называемую постоянную жесткость. Общая жесткость — это сумма временной и постоянной жесткости, и ею оценивается количество накипеобразующих солей в питательной котельной воде. 2.3.8 Обслуживание паровых котлов Обслуживание паровых котлов, установленных на судах промыслового флота, регламентировано заводскими инструкциями и правилами обслуживания паровых котлов на судах флота рыбной промышленности. В этих правилах подробно освещены все вопросы эксплуатации судовых котлов при различных условиях работы. Практика показывает, что в большинстве случаев аварии котлов бывают результатом нарушения обслуживающим персоналом правил технической эксплуатации. Ниже приводятся основные требования по обслуживанию судовых паровых котлов. Приготовление к растопке. Вначале необходимо проверить, открыт ли дымоход, повернуть все заслонки и установить их в надлежащее положение. Открыть все вентиляционные краны, краны к приборам, указателям, аварийным устройствам. Открыть клапан перепуска к пароперегревателю и спускные краны, чтобы убедиться в том, что пар будет поступать к пароперегревателю. Все другие краны продувки и спуска должны быть проверены на закрытие. Заполнить котел горячей деаэрированной водой чуть ниже рабочего уровня. По мере появления воды из воздушных кранов водяных коллекторов краны должны быть закрыты. Необходимо проверить экономайзер, убедиться в его заполнении водой и полном выходе из него воздуха. Проверить работу вентилятора. Для воздухоподогревателей универсальных котлов обеспечить перепуск выпускных газов, минуя воздухоподогреватель. Затем проверить правильность положения клапанов и других элементов топливной системы котла. После этого, включив топливную систему на циркуляцию, подо- греть топливо. Растопка котла. Пустить вентилятор и в течение нескольких минут продувать воздухом топку, чтобы очистить ее от остатков продуктов сгорания и масляных паров. Воздушные заслонки на всех регистрах, за исключением заслонок растопочной форсунки, должны быть закрыты. Открыть подачу топлива растопочной форсунке, зажечь ее и отрегулировать факел так, чтобы горение было 107 небольшим, но с полным сгоранием топлива. При таком режиме горения форсунки нужно отрегулировать давление топлива и дутьевого воздуха, добиваясь устойчивого пламени. Как только появится пар из спускных кранов коллектора пароперегревателя, их следует закрыть. Когда давление в паровом коллекторе достигнет 0,21 МПа, необходимо закрыть его воздушный кран. Давление, пара в котле доводить до рабочего медленно, чтобы обеспечить постепенное тепловое расширение конструкции, избежать перегрева отдельных элементов пароперегревателя и пов- реждения огнеупорной кладки. При поставке котла фирма-изготовитель, как правило, прикладывает к нему табличку, на которой графически показано увеличение давления в паровом коллекторе в зависимости от времени после, зажигания факела. После этого нужно прогреть главный и вспомогательный трубопроводы и закрыть на них краны продувки, продуть водомерные стекла и проверить правильность их показаний. Когда давление пара будет на 0,3 МПа меньше рабочего, необходимо приоткрыть разгрузочное устройство и выпустить немного пара. Когда давление в котле достигнет рабочего, к нему можно подключить нагрузку и закрыть клапан перепуска на пароперегревателе. Необходимо тщательно следить за уровнем воды в котле и за правильной работой автоматического регулятора подачи воды. Уход за котлом во время эксплуатации. Во время работы котла в нем необходимо поддерживать постоянное давление пара, постоянный уровень воды и бездымное горение в топке. Давление пара в котле измеряют манометром 3. Не следует допускать снижения давления пара более чем на 5% нормального. Если давление пара в котле возрастает, необходимо своевременно уменьшить интенсивность горения, чтобы избежать излишних подрывов предохранительных клапанов и подпитать котел водой. Уровень воды в водоуказательных приборах должен равномерно колебаться около отметки «Рабочий уровень». Не допускается отклонение за пределы допустимых высшего и низшего уровней, отмеченных на водоуказательных приборах. Утечка воды и превышение наибольшего уровня недопустимы, так как в первом случае оголяются и перегреваются поверхности нагрева, что приводит к повреждению котла, а во втором случае уменьшается зеркало испарения и вода попадает в паропроводы. О качестве горения в топке судят по цвету пламени и дыма: признаком хорошего горения топлива служит соломенцо-желтый цвет пламени. Во избежание засорения подводящих каналов во время каждой вахты продувают водоуказательные стекла. Для очистки поверхностей зеркала испарения от грязи и масла клапаном 2 (см. рисунок 32) производят верхнее продувание котла. Для удаления шлама, скопившегося в нижнем барабане, с определенной периодичностью, указанной в инструкции по обслуживанию котла, клапаном 11 производят нижнее продувание. При стоянке судна в течение 1—2 сут главные котлы не выводят из действия, а переводят на режим поддержания пара, который характеризуется ослабленным 108 горением топлива при избыточном давлении в котле без расходования пара. При этом в работе оставляют одну форсунку. Прекращение действия котла. Порядок прекращения действия котлов следующий: — закрывают стопорный клапан и выключают форсунки, одновременно снижая частоту вращения вентилятора; — останавливают топливный насос и выключают подогреватели топлива; — подпитывают котел и останавливают питательный насос; — выключают котельные вентиляторы. Не ранее чем через 2 ч после выключения форсунок начинают постепенно снижать давление пара; одновременно делают верхнее продувание. Затем в течение нескольких часов сливают воду. Если котел выводится из действия на срок свыше 30 сут, то после спуска воды его тщательно подсушивают жаровнями с древесным углем и плотно закрывают все клапаны, лазы и горловины. Для поглощения влаги устанавливают противни с негашеной известью, хлористым кальцием или силикагелем. Поверхности нагрева со стороны огня смазывают малосернистым мазутом. Особенности обслуживания автоматизированных котлов. Перед разводкой огня в котле все регуляторы автоматики устанавливают в положение «Ручное управление» и подготовляют котел к действию, как было описано выше. Затем установкой соответствующих выключателей и переключателей в рабочее положение включают систему автоматического управления. Происходит воспламенение топлива и начинается подъем пара. В этот период проверяют дей- ствие отдельных элементов системы автоматического регулирования и при необходимости осуществляют их подрегулировку. Во время работы котла кроме выполнения рассмотренных ранее операций периодически проверяют визуально состояние систем автоматики. Перед выключением котельной установки регулирующие устройства переводят на ручное управление и в указанной выше последовательности выводят котел из действия. Учет расхода топлива. Расход жидкого топлива учитывает старший механик ежедневно по расходным цистернам или измерительным приборам и проверяет по остаткам в цистернах основного запаса. Данные о фактическом расходе топлива регулярно заносятся в машинный вахтенный журнал. Кроме того, ежедекадно производится замер остатков топлива во всех хранилищах, а один раз в месяц составляется акт о наличии топлива на первое число месяца, следующего за отчетным. Техника безопасности при обслуживании котельных установок. К обслуживанию паровых котлов допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и имеющие удостоверение о сдаче экзаменов по техминимуму. Обслуживающий персонал котельной установки должен иметь соответствующую спецодежду и обувь на кожаной подошве (во избежание скольжения). В котельном отделении должен быть отдельный независимый выход на палубу. Котлы, дымоходы и паропроводы изолируют, чтобы предохранить работающих от ожогов и от излучения тепловой энергии. Водоуказательные 109 приборы и манометры должны быть хорошо освещены и видны с поста управления котлом. На шкале манометра красной чертой отмечается допустимое рабочее давление пара в котле. Перед зажиганием форсунок необходимо тщательно провентилировать топку. При поднесении к форсунке факела или электрозапальника котельный машинист во избежание ожогов должен стоять сбоку от котла. При авариях котельной установки личный состав должен принять все меры к немедленному устранению повреждений. Запрещается при нахождении котла под парами выполнять на нем ремонтные работы, связанные с ударами, сверлением отверстий, сваркой и т. д. Перед выполнением ремонтных работ на всех опасных местах обязательно следует вывешивать плакаты и предупредительные надписи, указывающие безопасные методы работы. Одним из основных требований правил техники безопасности является соблюдение чистоты и порядка в машинно-котельном отделении. Грязь, разбросанный инструмент, беспорядок, загромождение проходов нередко служат причиной несчастных случаев. Сравнительная эксплуатационная оценка паровых котлов. К судовым котлам предъявляется ряд требований. Они должны отличаться высокой надежностью, т. е. обеспечивать выдачу пара определенных параметров при различных условиях (при качке, креке, дифференте, при резких изменениях режима работы судна или его технологического цеха и т. д.). Котлы должны иметь простую и удобную в обслуживании конструкцию, а также высокую экономичность при минимальных ' возможных габаритах и массе. Они должны обеспечивать быструю готовность к действию и быть безо- N пасными в работе. Наиболее полно этим требованиям отвечают водотрубные вертикальные котлы. Это обусловлено следующими их преимуществами. 1. Время подъема пара (обеспечения готовности к действию) у водотрубных котлов составляет 1—2 ч и меньше, причем благодаря эластичности водогрейных труб быстрота проведения этой операции не отражается на плотности и прочности соединений. В то же время жесткость конструкции огнетрубных котлов не допускает резких тепловых изменений, вследствие чего подъем пара в главных огнетрубных котлах длится 10—12 ч (иногда более — в зависимости от размеров котла), а во вспомогательных котлах—3—4 ч. 2. Водотрубные котлы значительно легче огнетрубных, проще по конструкции и менее сложны в изготовлении. Кроме того, водотрубные котлы занимают меньше места и их легче разместить в машинно-котельном отделении. 3. Водотрубные котлы менее опасны при взрыве, чем огнетрубные. 4. Водотрубные котлы по сравнению с огнетрубными более надежны в условиях качки, крена и дифферента, так как вероятность оголения мест входа водогрейных труб в пароводяные барабаны у водотрубных котлов меньше, чем вероятность оголения потолка огневой камеры у огнетрубных котлов. Кроме того, в водяном пространстве пароводяных барабанов некоторых водотрубных котлов устанавливают поперечные перегородки, препятствующие перемещению массы воды в условиях бортовой качки и крена, если котел установлен поперек судна. 110 5. Масса воды в водотрубных котлах в 5—10 раз меньше, чем в огнетрубных. Малое водосодержание водотрубных котлов сокращает время на подъем паров и их остановку. Для обеспечения надежной работы котел снабжают системой автоматического регулирования уровня воды; следует иметь в виду, однако, что средства автоматизации на большинстве промысловых судов требуют постоянного наблюдения и обслуживания. В частности, при качке возможно периодическое ложное срабатывание поплавковых автоматов питания, которые обеспечивают постоянный уровень воды во вспомогательных котлах. 6. С другой стороны, малое водосодержание водотрубных котлов является их недостатком, так как при резком изменении режима работы судна или его технологического цеха в водотрубных котлах происходят сильные колебания давления пара. У огнетрубных котлов отсутствует этот недостаток, они отличаются большой аккумулирующей способностью, т. е. создают большой запас теплоты в воде, благодаря чему обеспечивают малые изменения давления пара и уровня воды даже при резких колебаниях погрузки, что очень важно для таких судов, как буксиры или траулеры. 7. Водотрубные котлы предъявляют более высокие требования к качеству питательной воды, чем огнетрубные. Это обстоятельство послужило одной из причин установки на многих дизельных танкерах вспомогательных огнетрубных котлов, в водяное пространство которых не исключено попадание нефтепродуктов, разогреваемых паром из котлов. Контрольные вопросы: 1. Поясните, в чем заключается принципиальное отличие газо- и водотрубных котлов? Назовите достоинства и недостатки, присущие этим видам котельной техники. 2. Перечислите основные показатели, характеризующие паровой котел как теплообменный аппарат. 3. Перечислите основные элементы, образующие газо- водотрубные котлы, поясните их назначение. 4. Назовите виды и сроки освидетельствования паровых котлов Регистром. 5. Перечислите основную котельную арматуру и поясните ее назначение. 6. Что такое «упуск воды»? Назовите его основные причины и последствия. 7. Перечислите основные правила техники безопасности при эксплуатации паровых котлов. Литература [3, 4, 5, 6, 8, 9] |