Учебн. пособие по СВМ с тит стр.. Судовые вспомогательные механизмы, системы и устройства
 Скачать 6.42 Mb.
|
|
170 весьма не желательна, а в последней, по условиям охлаждения, она не мо- жет быть ниже 40–36 о С. В этом диапазоне возможное число ступеней не превышает трех, т. к. температурный напор в каждой ступени должен быть не менее 20 градусов во избежание чрезмерного увеличения поверхностей нагрева. Рис. 6.2. Схема двухступенчатой опреснительной установки кипящего типа: 1 – испаритель первой ступени; 2 – испаритель второй ступени; 3 – конденсатор; 4 – дистиллятный насос; 5 – рассольный насос Регенерация тепла в компрессорных опреснителях. Частичная реге- нерация тепла вторичного пара была предложена Вербелом еще в 1981 го- ду. Часть вторичного пара сжималасьв пароструйном эжекторе и в смеси с рабочим паром использовалась в качестве греющего пара. Пароструйный эжектор, играющий роль компрессора, называют сейчас термокомпрессо- ром, в отличие от более поздних механических компрессоров. В связи с этим и опреснитель, работающий по описанной схеме (рис. 6.3), называет- ся термокомпрессорным. В этих опреснителях при наиболее благоприят- ных условиях удается использовать около половины вторичного пара и со- ответственно на 40–45 % сократить расход свежего греющего пара. В лучших установках этого типа удельный расход пара составляет 0,68–0,7 кг/кг. Достижим еще меньший расход рабочего пара при пониже- нии его давления, но для этого требуется более развитая поверхность нагревательной батареи. Известные вакуумные испарители с термокомпрессором работают при давлении греющего пара, незначительно превышающем атмосферное дав- ление, когда еще возможен гравитационный сток конденсата. Так, в испарителях фирмы «Скам» на паротурбинных судах типа «Сер- гей Боткин» при работе в стояночном режиме: давление греющего пара Р 1 =1,16 кг/см 2 ; давление испарения Р 2 = 0,61 кг/см 2 ; давление рабочего па- ра Р Р = 5 кг/см 2 ; удельный расход свежего (рабочего) пара составляет 0,86 кг/кг. Однако перевод работы испарителя в вакуумный режим здесь сопряжен с дополнительным усложнением установки в связи с необходи- мостью применения вакуумных рассольных и дистиллятных насосов. 171 Основной недостаток термо- компрессорного испарителя – не- возможность использовать всю его производительность для по- полнения запасов пресной воды, так как часть конденсата вторич- ного пара, которая засасывается термокомпрессором используется для пополнения утечек в парокон- денсатном цикле паротурбинной установки, величина которой при работе на стоянке незначительна. Поэтому широкого применения термокомпрессоры не получили. Наиболее экономичная работа опреснителя достигается при ис- пользовании его вторичного пара, Рис. 6.3. Принципиальная схема опреснительной установки с термокомпрессором после сжатия механическими компрессорами, в качестве греющего в той же ступени, т. е. при организации его работы по принципу теплового насо- са. Такие опреснители получили название компрессорных (рис. 6.4). Рис. 6.4. Схема компрессорной опреснительной установки: 1 – испаритель; 2 – компрессор; 3 – электромотор; 4 – подогреватель питательной воды; 5 – дополнительный электроподогреватель Основной потребитель энергии в этой установке – компрессор. Поэто- му степень сжатия, от которой зависит потребляемая мощность, принима- ется по возможности малой и при чистых поверхностях теплообмена не превышает 1,2. Типичные значения температур давлений указаны на схеме (рис. 6.4). Разность температур насыщения первичного и вторичного пара здесь составляет 5–8 о С, в то время как в обычных испарителях она равна 20–30 о С. Поэтому для компрессорных испарителей требуется соответ- ственно и большая поверхность нагрева. Увеличение поверхности нагрева- тельных батарей отчасти компенсируется тем, что отпадает необходимость в специальном конденсаторе вторичного пара. Тем не менее габаритный 172 объем этих опреснителей оказывается в 1,7–1,8 раза, а вес – в 2,1 раза большим, чем для обычных испарителей атмосферного давления. В крупных установках для дополнительного подогрева испаряемой во- ды стремятся применять паровой подогрев, а в автономных установках с дизель-компрессорами используется тепло системы высокотемпературного охлаждения дизеля. В лучших установках этого типа на 1 т топлива удает- ся получить 120–130 т дистиллята. На судах, как правило, используются установки с электроприводом и с электрическим подогревом, что позволяет получить 40–70 т дистиллята на 1,0 т топлива. При этом электрические секции нагревательной батареи (до- полнительный подогреватель 5) используются также для разогрева испари- теля при пуске. Такие опреснители нашли преимущественное применение на подводных лодках. К существенным эксплуатационным недостаткам этих испарителей от- носится интенсивное накипеобразование, связанное с относительно высо- кой температурой кипения 100–102 о С. При этом наиболее уязвимым уз- лом компрессорных опреснителей являются электрические нагреватели рассола 5. По мере нарастания теплового сопротивления слоя накипи уве- личивается и температура тепловыделяющих элементов, что в конце кон- цов приводит к их пережогу. С увеличения слоя накипи повышается давление, создаваемое компрес- сором, что вызывает перегрузку двигателя. При электроприводе предель- ная толщина слоя накипи определяется максимальной силой тока, когда срабатывает тепловая защита электромотора. Поэтому все современные компрессорные опреснители с давлением, близким к атмосферному, снаб- жаются оборудованием для введения химических противонакипных при- садок. 6.4.2. Опреснительные установки кипящего типа Для обычных транспортных судов могут быть применены более про- стые установки или вакуумные опреснители, утилизирующие теплоту охлаждающей воды главных или вспомогательных ДВС. Такие опресните- ли называют утилизационными. Рассмотрим работу такой опреснительной установки на примере ваку- умного одноступенчатого опреснителя кипящего типа серии Д (рис. 6.5), который по конструкции аналогичен блочному вакуумному опреснителю датской фирмы «Атлас», использующему утилизационную теплоту охла- ждающей системы дизелей и работающему по идентичному циклу. Тепловая схема утилизационной опреснительной установки производи- тельностью 5 т/сут, установленной на БМРТ «Север», показана на рис. 6.6. Забортная вода прокачивается насосом 1 через конденсатор 6, откуда она поступает к рассольно-воздушному эжектору 2. Часть этой воды через невозвратно-запорный клапан 3 и ротаметр 4 направляется в испаритель 5. Греющая вода из системы охлаждения дизеля циркулирует в межтрубном |