Глава 5. Вспомогательные и утилизационные котлы

 

§ 5.1. Вспомогательные котлы

На современных теплоходах и га- зотурбоходах котельная установка состоит, как правило, из вспомога­тельного и утилизационного котлов.

Вспомогательные котлы по срав­нению с главными конструктивно более простые. Они имеют неболь­шую паропроизводительность и ра­ботают с невысокими параметрами пара. У вспомогательных котлов бо­лее низкие экономические показате­ли, поскольку эти котлы обычно не оборудуются хвостовыми поверхнос­тями нагрева или они у них развиты слабо.

Вспомогательные котлы подразде­ляются на газотрубные, водотрубные и газоводотрубные. На современных теплоходах в качестве вспомогатель­ных наибольшее распространение по­лучили двухколлекторные одноходо­вые по газу водотрубные котлы с естественной циркуляцией. Газо­трубные и газоводотрубные котлы применяют при сравнительно неболь- 60 ших потребностях в паре и преиму­щественно на судах зарубежной по­стройки.

Вспомогательные котлы должны удовлетворять следующим основным условиям: минимальные масса и раз­меры, простота устройства, надеж­ность в эксплуатации, сравнительно невысокие требования к качеству пи­тательной воды, возможность работы при безвахтенном обслуживании в автоматическом режиме, достаточно высокая маневренность, т. е. быстрый переход с одного режима на другой.

Из всех типов морских судов с главной дизельной энергетической установкой танкеры и балктанкеры (нефтерудовозы) имеют наиболее насыщенное вспомогательное паро­энергетическое оборудование, что связано с эксплуатационными осо­бенностями этих судов и в значитель­ной степени со стояночным режимом при выгрузке.

Груз в порту назначения выкачи­вают судовыми средствами в тече­ние 8—10 ч, а это возможно только

 

при условии, что грузовые насосы имеют привод большой мощности. В зависимости от грузоподъемности судна мощность насосов может со­ставлять 10 000 кВт и более. Электро­приводы в данном случае применять нельзя, так как не хватит мощности судовой электростанции и поэтому в качестве приводов ставят вспомо­гательные паровые турбины.

Потребителями пара являются также зачистные паровые поршневые насосы типа ПНП, которые включа­ются, когда у центробежных грузо­вых турбоприводных насосов к концу выкачки груза произойдет срыв вса­сывания.

Кроме того, танкеры оборудуют паровыми системами подогрева гру­за, подогрева воды при мойке тан­ков, системами пропаривания танков после выкачки из них груза. В целях пожарной безопасности широко ис­пользуют палубные механизмы с па­ровыми приводами. Естественно, при столь развитом пароэнергетическом хозяйстве необходимо устанавливать высокопроизводительные вспомога­тельные котлы. Необходимость об­служивания их питательными сред­ствами и подогревателями питатель­ной воды часто обусловливает при­менение в качестве приводов к пи­тательным насосам вспомогательных паровых турбин. В настоящее время продукты сгорания топлива от вспо­могательной. котельной установки ис­пользуют в системе инертных газов, где ими для снижения пожароопас­ности заполняют цистерны и танки.

Вспомогательные котлы на крупно­тоннажных дизельных танкерах по размерам, компоновке поверхностей нагрева и параметрам близки к глав­ным котлам.

На судах с паротурбинными уста­новками вспомогательные котлы, как правило, не ставят. На них обычно устанавливают два главных котло­агрегата, которые на ходу обеспе­чивают паром главные двигатели и вспомогательные паровые потреби­тели. На стоянке в работе оставляют только один котел, нагрузка которого определяется в зависимости от по­требностей в паре на стояночных ре­жимах. Исключение составляют лишь отдельные транспортные и пас­сажирские суда, а также современ­ные крупнотоннажные танкеры, у которых предусмотрена установка только одного главного котла. Рабо­та одного высокопроизводительного главного котла на стоянке неэконо­мична. Всякие профилактические ра­боты по нему становятся дорого­стоящими, трудоемкими, а зачастую невыполнимыми. Поэтому примене­ние вспомогательного котла с доста­точной производительностью для обеспечения действия всех паровых потребителей на стоянке в такой установке становится обязательным. Кроме того, такой вспомогательный котел в случае аварийного выхода из строя главного двигателя должен обеспечить работу главной турбины с такой мощностью, при которой суд­но имело бы скорость 7—8 уз и не потеряло управляемость.

Рассмотрим основные типы вспо­могательных паровых котлов, полу­чивших преимущественное распрост­ранение на морских теплоходах. На судах отечественной постройки име­ют широкое распространение котлы типа КВВА. Разработан ряд типо­размеров этих котлов паропроиз- водительностью от 1 до 12 т/ч на давление от 0,5 до 2,8 МПа. Котлы серийно выпускаются без хвостовых поверхностей нагрева и при необхо­димости могут доукомплектовывать­ся пароперегревателем и экономай­зером в виде отдельно устанавливае­мых узлов.

Марка таких котлов расшифровы­вается так: буквенная часть пред­ставляет собой сокращение, состоя­щее из начальных букв слов «Котел водотрубный вспомогательный авто­матизированный», цифра в числителе указывает паропроизводительность при нормальной нагрузке (т/ч), цифра в знаменателе — рабочее дав­ление пара (кгс/см²). Для примера рассмотрим котел КВВА 2,5/5 (рис. 5.1). Паропроизводительность котла
2,5 т/ч при рабочем давлении 0,5 МПа (5 кгс/см²). Котел вертикальный, двухколлекторный, однопроточный с естественной циркуляцией. КПД котла примерно 80%.

Подъемными являются трубы эк­рана 8 и конвективного пучка 12 диаметром 29 X 2,5 мм. Отпускные трубы 7, расположенные за экраном, имеют диаметр 44,5Х 3 мм. Все трубы соединяются с паровым 5 и водяным 10 коллекторами. Питательная вода подается к патрубку 6, над которым смонтирован успокоительный дыр­чатый щит 2. У парозаборного па­трубка 3 тоже предусмотрен паровой дырчатый щит 4.

Топочное устройство оборудовано двумя форсунками 9. Для наблюде­ния за процессом горения топлива имеется смотровой лючок И с защит­ным стеклом. Сажеобдувочные уст­ройства 1, предназначенные для об­дувки поверхностей нагрева паром, используются также и для мытья их водой при чистке котла с газовой стороны. Аналогичную конструкцию имеют широко применяемые в на­стоящее время на судах отечествен­ной постройки котлы типа КАВ, по которым также разработан ряд типо­размеров. На судах, в частности, по­лучили применение котлы КАВ паро- производительностью от 1,6 до 6,3 т/ч при давлении 0,7 МПа и паропроиз- водительностью 10 и 16 т/ч при дав­лении пара 1,6 МПа. Это полностью автоматизированные, двухколлек­торные, одноходовые по газу водо­трубные агрегаты, рассчитанные на эксплуатацию без постоянной вахты. На режимах малых нагрузок (при­мерно до 20% номинальной) подача топлива в топку регулируется по­зиционно, а на режимах более вы­соких нагрузок — пропорционально паропроизводительности. На рис. 5.2 показан котлоагрегат КАВ 6,3/7, марка которого расшифровывается так: котел автоматизированный во­дотрубный, паропроизводительность 6,3 т/ч при давлении 0,7 МПа. КПД котла примерно 80%

В состав котлоагрегата, помимо котла, входят системы топливная, воздушная, питательная, зажигания топлива, автоматического управле­ния, защиты и сигнализации, КИП.

Рис. 5.1. Котел КВВА-2,5/5 62

Рис. 5.2. Внешний вид котла КАВ 6,3/7

Снаружи агрегата установлены топливный блок 3 с регулирующим блоком 2 и кнопочным постом «пуск— стоп», устройство системы автома­тического управления и приборы контроля. Топочное устройство 10 оборудовано паромеханической фор­сункой. Для визуального контроля процесса горения и состояния кладки имеется смотровое отверстие 11 с двумя синими жаростойкими стек­лами, закрываемыми изнутри и сна­ружи крышками.

На паровом коллекторе установ­лены стопорный клапан 6, пред­охранительные клапаны 4 и 5 (глав­ный и импульсный), питательный клапан 7, водоуказательные приборы 8, термогидравлический регулятор уровня 9, воздушный клапан, кла­пан верхнего продувания и другая арматура. На водяном коллекторе 12 имеется клапан нижнего продувания. Котел крепится к судовому фунда­менту с помощью четырех опор 13 и переходных стульев 1. Питатель­ный насос, вентилятор и блок авто­матического управления смонтиро­ваны отдельно.

Котел (рис. 5.3) состоит из труб первого ряда бокового экрана 11 и конвективного пучка 16. Опускны­ми являются три ряда труб 10, рас­положенных за первым рядом экра­на. Все трубы соединяются с паро­вым 1 и с водяным 12 коллекторами. Трубы крепятся к коллектору с по­мощью развальцовывания. На зад­нем днище парового и на обоих днищах водяного коллекторов имеются лазы 13. Каркас 15 состоит из стенок, выполненных из листового и профильного проката. Между наружной и внутренней стенкой об­разуется межобшивочное простран­ство, по которому проходит воздух перед поступлением в топку. Для жесткости каркаса предусмотрены трубные связи 2, перегородки 3 и рас­порные скобы 5. Для доступа к труб­ной части в кожухе имеются отвер­стия с плотно закрывающимися крышками 14.

Кирпичная кладка 7 выполнена из огнеупорных шамотных кирпичей, установленных на слой асбестового картона. В кладке сделаны фурма для форсунки 6 и отверстие 4 для

Рис. 5.3. Котел КАВ 6,3/7

 

смотрового устройства. Боковые, по­толочные и фронтовые стенки, сво­бодные от кирпичной кладки, изоли­рованы асбестовым картоном, кото­рый со стороны газов покрыт листами из нержавеющей стали. Открытые наружные поверхности коллекторов изолированы совелитовыми плитами. Опоры 8 болтами и гайками крепятся к переходным стульям 9. Одна опора неподвижная, остальные — подвиж­ные. Переходные стулья приварены к судовому фундаменту.

Двухколлекторные вспомогатель­ные водотрубные котлы типа «Ваг­нер» достаточно широко распростра­нены на судах постройки ГДР. Так, на пассажирских теплоходах типа «Михаил Калинин» паропроизводи- тельность котла 3,5 т/ч при давлении 0,6 МПа, КПД около 85%.

У этого котла (рис. 5.4) все обо­греваемые трубы подъемные. Для по­вышения надежности естественной циркуляции опускные трубы 8 диа­метром 76X4 мм отгорожены от бо­кового экрана 6 щитом 5. Кроме того, предусмотрено дополнительно шесть необогреваемых опускных труб диа­

метром 95X4 мм, установленных по три с каждой торцевой стороны (на рис. 5.4 не показаны). Конвективный пучок труб 1 имеет диаметр 29Х X 2,5 мм.

В топке создан более сложный путь газов, чем у агрегата КАВ. Предусмотрен продольный щит 2, идущий от переднего фронта, но не на всю длину котла. Топочные газы -движутся к заднему фронту, затем поворачиваются на 180° в горизон­тальной плоскости, входят в конвек­тивный пучок труб /, осуществляя его поперечное омывание, после чего поворачиваются вверх на 90° в сто­рону пластинчатого воздухоподогре­

вателя 3, также расположенного на части длины котла. Воздухоподогре­ватель выполнен одноходовым по газу и двухпроточным по воздуху. Котел оборудован двумя ротацион­ными форсунками — основной 7 и растопочной 4.

На новой серии многоцелевых су­хогрузных судов типа «ло-ро» ^[V] (го­ловное судно теплоход «Астрахань», построенный на судоверфи Варне- мюнде в ГДР) устанавливаются вспомогательные водотрубные авто­матизированные котлы ESH 4,0 с естественной циркуляцией (рис. 5.5), оборудованные двумя ротационными форсунками — основной и растопоч­ной, работающей на дизельном топ­ливе.

Основные характеристики котла

Паропроизводитель- ность кг/ч       4000

Диапазон рабочих давле­ний, МПа  0,5—0,7

Поверхность нагрева, м ²..... 78,5

Масса котла, кг......................... 16 450

Котел такого типа относится к так называемым одноколлекторным. Он состоит из трубчатого каркаса, кото­рый обеспечивает жесткость, креп­ление элементов котла и образует топку. Кроме того, в задней наклон­ной трубе смонтировано оборудо­вание, предназначенное для цир­куляции воды.

Котел достаточно сложный, гро­моздкий с большим количеством различных труб и патрубков. Боль­шое число сварных соединений и де­талей вызывает сомнение в его аб­солютной надежности. Паровой кол­лектор котла 4 общей длиной 3600 мм с наружным диаметром 928 мм имеет толщину стенки коллектора 14 мм. Основа каркаса состоит из двух вер­тикальных и двух угловых труб диа­метром 159X6 мм. Коллекторная труба 2, соединенная трубами 3 с паровым коллектором, и нижний эк-

ранный коллектор 14 связаны рядом вертикальных парообразующих труб 15, воспринимающих лучистую энер­гию от факела форсунки. Они сов­местно с парообразующими трубами образуют топку. У задней стенки котла вертикальная труба 1 соедине­на с угловой трубой 8 нижней экран­ной коллекторной трубой 12 диамет­ром 133X5 мм. При этом в угловой трубе на наклонном участке, где при­соединяются трубы заднего экрана, вмонтирована вставная труба 16,

Рис. 5.5. Котел ЛЕ SH 4,0 судов типа «Астрахань»

3 Зак. 592

в результате чего образуются два канала (см. узел / на рис. 5.5). Наружный канал — для отвода па­роводяной смеси и внутренний — опускной. Следует отметить также недостаточную надежность этого уз­ла. Задняя угловая труба и нижний коллектор соединяются трубами 9, образующими задний экран (на рис. 5.5 показан штрихпунктирными ли­ниями). Пучки экранных труб 13 топочной камеры имеют газонаправ­ляющие щиты 10 для обеспечения газонепроницаемости топочной ка­меры, а также направления газов в конвективный пучок труб. Поэтому трубы 13 в верхней части топки в районе задней стенки котла разре­жены. Конвективный пучок состав­лен из отдельных секций. Каждая секция состоит из коллекторной уг­ловой трубы 5 диаметром 76X4 мм, подсоединенной к паровому коллек­тору и вертикальной трубе 7 того же диаметра и подключенной к водяному коллектору 11. Каждая труба 5 и 7 соединяются прямыми парообра­зующими трубами б. На котле уста­новлена 31 секция, расположенная на участке между опускными тру­бами 1 и 8 по всей длине парового коллектора.

Для установки на фундамент котел имеет шесть опор. Для контроля за горением форсунки предусмотрены три смотровых отверстия, а также отверстие для розжига форсунки от ручного факела. Для доступа к эле­ментам конструкции котла имеются лазы, лючки, съемные щиты. Армату­ра и КИП установлены в соответ­ствии с Правилами и нормами Ре­гистра СССР.

Как уже указывалось, вспомога­тельные котлы на крупнотоннажных танкерах по конструкции и харак­теристикам близки к главным па­ровым котлам. Отечественная про­мышленность для таких судов соз­дала ряд вспомогательных котлов типа КВ (котел вспомогательный).

Рассмотрим устройство котла марки КВ-1 (рис. 5.6), установлен­ного на головном балктанкере «Бо­рис Бутома». Котел водотрубный вер­тикальный, однопроточный, двухкол­лекторный. Паропроизводительность 35 т/ч насыщенного пара при дав­лении 2,7 МПа, КПД до 95%, тем­пература уходящих газов 145° С. Котел используется для подогрева груза, обеспечения паром грузовых турбонасосов и зачистных паровых насосов, а также для направления продуктов сгорания в систему инерт­ных газов. Для общесудовых нужд установлен котел КАВ 6,3/7.

Температура газов, поступающих для заполнения танков, должна быть не более 150® С, а содержание кис­лорода в них не более 5%, поэтому у котла КВ-1 предусмотрены раз­витые хвостовые поверхности нагре­ва и процесс сжигания топлива ве­дется с малым избытком воздуха. Хвостовыми поверхностями нагрева являются экономайзер 4 и газовый воздухоподогреватель 2.

Контур циркуляций котла образо­ван из подъемных труб экрана 8, конвективного пучка труб 5 и опуск­ных труб 9, расположенных за пер­вым рядом экрана. Все трубы под­ключены к паровому коллектору / и водяному коллектору 6. Котел снаб­жен сажеобдувочными устройствами 3 и водоподотревателем 7, который установлен внутри водяного кол­лектора б и служит для подогрева питательной воды, направляемой в экономайзер, используя теплоту ко­тельной воды. Это предусмотрено для повышения температуры стенок экономайзерных труб и устранения низкотемпературной коррозии. По­верхность нагрева экономайзера 345 м². Водоподогреватель представ­ляет собой теплообменник, состоя­щий из двух коллекторов, соединен­ных змеевиками. Коллекторы изго­товлены из труб диаметром 89X6 мм, а змеевики — из труб диаметром 29X3 мм. Экономайзер состоит из двух секций, разделенных по высоте пазухой, предназначенной для осмот­ра и ремонта змеевиков. Воздухо­подогреватель двухсекционный, вы­полнен одноходовым по воздуху и пятиходовым по газу. Он имеет поверхность нагрева 850 м² и обес­печивает температуру горячего воз­духа 120 °C. Топочное устройство оборудовано двумя паромеханиче­скими форсунками.

Схожую конструкцию имеют вспо­могательные котлы КВ35/25-1 паро­турбинных танкеров типа «Крым». Они имеют такие же характеристики и отличаются от котлов КВ-1 лишь тем, что у них вместо ^экономайзера установлен пароперегреватель.

На последующих судах типа «Бо­рис Бутома» стали устанавлийать котлы марки КВ1-1 (рис. 5.7), кото­рые отличаются от котлов КВ-1 на­личием двухколлекторного паро­перегревателя, расположенного не в газоходе, а сразу за конвективным пучком 7 парообразующих труб кот­ла, и отсутствием экономайзера. Пароперегреватель выполнен из труб диаметром 29 X 3 мм и имеет поверх­ность нагрева 422 м². Паропроизво- дительность котла 30 т/ч, рабочее давление пара 2,6 МПа, температура перегретого пара 320 °C, КПД 93%. В коллекторах пароперегревателя 2

 

3*

Рис. 5.6. Котел КВ-1

67

 

 

и 9 установлены по четыре попереч­ные перегородки, поэтому насыщен­ный пар по трубе 3 из парового кол­лектора котла 1 поступает в верхний коллектор 2 пароперегревателя и, сделав восемь ходов в пределах пуч­ка труб 8, отводится перегретым тоже из верхнего коллектора. Для устра­нения вибрации пучков труб 7 и 8 предусмотрено поддерживающее уст­ройство 6 в виде гребенки. Топка котла оборудована двумя пароме­ханическими форсунками. Саже­обдувочные устройства 5 автомати­зированы и имеют дистанционное управление. На рис. 5.7 показаны также: 4 — воздухоподогреватель; 10 — водяной коллектор; 11 — трубы экрана; 12 — опускные трубы.

Вспомогательными котлами серии типа КВ оборудован ряд отечест­венных судов, в частности, танкеры типа «Победа». На них установлены два котла КВ-2 паропроизводитель- ностью по 25 т/ч с рабочим дав­лением 1,75 МПа, температурой пе­регретого пара 225 °C, КПД 84%. Отличие котлов КВ-2 от рассмотрен­ных выше состоит в применении, двухколлекторного горизонтального пароперегревателя, выполненного из одного ряда петель и расположен­ного в верхней части газохода перед воздухоподогревателем.

На танкерах типа «Маршал Буден­ный» постройки РП вспомогатель­ная котельная установка состоит из двух котлоагрегатов. Один котел имеет паропроизводительность 40 т/ч при давлении 1,6 МПа, другой — соответственно 10 т/ч и 0,8 МПа.

Устройство котла паропроизводи- тельностью 40 т/ч показано на рис. 5.8. Вертикальный водотрубный двухколлекторный котел с естествен­ной циркуляцией состоит из паро­вого 4 и водяного 6 коллекторов, сое­диненных трубами. Топка. 2 пол­ностью экранирована. Она скомпоно­вана из труб /, которые образуют верхний, боковой и нижний экраны, а также из двух торцевых экранов, составленных из двух рядов труб. Два ряда труб 3 образуют плотную

Рис. 5.8. Котел паропроизводительностью 40 т/ч судов типа «Маршал Буденный»

 

стенку, отделяющую топку от конвек­тивного пучка труб 5.

Топка котла обслуживается меха­ническими вращающимися (рота­ционными) форсунками, размещен­ными на переднем фронте. Поскольку топка полностью экранирована, в местах установки форсунок передний торцевой экран и один ряд труб за экраном разрежены в виде фестонов. Продукты сгорания топлива движут­ся в топке от переднего фронта к заднему, попадают в рецесс, повора­чиваются на 180° и, омывая конвек­тивный пучок труб 5, выходят из кот­ла.

Для возможности работы на воде сравнительно невысокого качества, особенно в случаях, когда она может быть загрязнена нефтепродуктами, иногда используют вспомогательные двухконтурные котлы. Ими, в частно­сти, оборудованы танкеры типа «Май­коп» и «Луганск».

Паропроизводительность котла на танкерах типа «Майкоп» 15 т/ч при давлении в первом контуре 5 МПа, во втором — 1,8 МПа. На танкере типа 69

«Луганск» эти параметры соответст­венно будут 16 т/ч, 5,1 и 1,6 МПа.

Схема двухконтурного котла пока­зана на рис. 5.9. Первый контур представляет собой обычный двух­коллекторный вертикальный водо­трубный одноходовой по газу котел с естественной циркуляцией, топка которого обычно оборудуется топоч­ным устройством с механической центробежной или ротационной фор­сункой 8. В первом контуре цирку­лирует одна и та же дистиллирован­ная вода, поэтому нет опасений, что в водогрейных трубах образуется на­кипь. Пополнять водой первый кон­тур практически не требуется, так.как нет необходимости в его продувках. Насыщенный пар, выработанный пер­вым контуром, по трубам 3 посту­пает в петлевой испаритель 5, разме­щенный в паровом коллекторе 4, и отдает свою теплоту воде второго контура. Затем этот пар, превратив­шись в конденсат, стекает по трубам 7 в водяной коллектор 10.

Рис. 5.9. Схема двухконтурного котла

 

В паровой коллектор 4 второго кон­тура поступает от насоса 9 питатель­ная вода. Эта вода, испаряясь, превращается во вторичный пар и направляется к потребителям. Котел может быть оборудован также паро­перегревателем 1 и воздухоподогре­вателем 2. Давление в паровом кол­лекторе 6 примерно в 2—3 раза выше, чем в коллекторе 4, при этом разность температур первичного (греющего) и вторичного (рабочего) пара состав­ляет примерно 50° С. Испаряющаяся во втором контуре вода образует отложения, которые удаляют продув­кой. По мере загрязнения наружных поверхностей испаритель вынимают и очищают.

Особенность двухконтурного котла заключается в том, что при сильных загрязнениях и даже упуске воды из второго контура аварии не произой­дет. КПД котлов находится в преде­лах 80—84%. Однако по сравнению с обычными водотрубными (однокон­турными) котлами эти котлы имеют более высокую стоимость, большие размеры и большую массу.

На среднетоннажных танкерах ши­роко используют котлы КВВА и КАВ. Например, на всех танкерах ти­па «Великий Октябрь» установлено по два вспомогательных котла КВВА-12/15.

На танкерах более ранней построй­ки могут встретиться секционные вспомогательные котлы (например, танкеры типа «Сплит») и даже гори­зонтальные газотрубные котлы (на­пример, танкеры типа «Алтай»), схе­мы которых показаны на рис. 1.6, а и 1.7, а.

На теплоходах отечественной по­стройки, где расход пара на вспомо­гательные нужды не превышает 1 т/ч, достаточно широко используют газо­трубные котлы типа КВА. Промыш­ленность выпускает несколько типо­вых моделей котлов, различающихся в основном паропроизводительностью и системами автоматического регу­лирования и управления. Котел КВА-1/5М (рис. 5.10) —компакт­ный и полностью автоматизирован-

ный агрегат. Его паропроизводитель- ность 1 т/ч при давлении пара 0,5 МПа, КПД примерно 80%.

Все обслуживающие механизмы, устройства (кроме питательных насо­сов и ионообменных фильтров) и си­стемы автоматического регулирова­ния, управления, защиты, сигнализа­ции и КИП размещены вместе с котлом на фундаментной раме /. Си­стема автоматики обеспечивает без- вахтенное обслуживание котла, включая розжиг, автоматическое уп­равление процессами горения и пита­ния, прекращение работы, а также включение аварийно-предупредитель­ной сигнализации при аварийных си­туациях.

Сварной корпус котла состоит из цилиндрической обечайки <?, передне­го 16 и заднего 6 днищ, в трубных решетках которых вварены трубы 22, 23 и жаровая труба (топка) 4. Дни­ща подкреплены продольными связя­ми 9. Газы из топки попадают в газо­вую (огневую) камеру 5, выполняют в ней поворот на 180° и, проходя по трубам 23, попадают в газовую (ды­мовую) камеру 18. В ней газы вновь поворачиваются на 180°, по трубам 22 направляются в дымник 7 и далее через дымоход в атмосферу.

Для доступа внутрь с целью осмот­ров и очистки со стороны водяного пространства предусмотрен лаз 24 с крышкой. На рис. 5.10 также даны следующие элементы котла: клапан нижнего продувания 2, успокоители воды 8 при качке судна, предохра­нительный клапан 10, воронка верх­него продувания 11, парозаборная труба 12, стопорный клапан 13, ука­затель низшего уровня 14, водоука­зательный прибор 15, клапан верхне­го продувания 21, топочное устройст­во с механической центробежной форсункой 17, дутьевой электровен­тилятор 20, топливный насос 19, пи­тательный клапан 25.

Преимуществами такого агрегата являются простота устройства и На­дежность, однако из-за более высо­ких массовых показателей, жест­кости конструкции и неупорядочен­

ной естественной циркуляции он су­щественно уступает водотрубным котлам.  -

Горизонтальный агрегатирован- ный газотрубный котел с поворотным движением газов оригинальной кон­струкции финской постройки «Унекс ВН-2200» судов типа «Владимир Фаворский», «Михаил Черемных» и др. показан на рис. 5.11. Паропроиз- водительность котла 2,2 т/ч при дав­лении 0,7 МПа, КПД около 86%. Ко­тел имеет дополнительный паросбор­ник /, соединенный с основным кор­пусом 4 тремя патрубками 3 боль­шого диаметра с двумя секущими клапанами 2 на каждом. Между кла­панами установлены расширитель­ные компенсаторы. Газы, образую­щиеся в топке 5 от сгорания топлива, подаваемого вместе с воздухом топ­ливно-форсуночным агрегатом 6, поступают в огневую камеру 9, пово­рачиваются в ней на 180°, направ­ляются по трубам 8 и из дымовой камеры 7 отводятся по дымоходу в атмосферу. При такой компоновке улучшаются условия работы системы автоматического регулирования пи­тания, но уменьшается циркуляция между основным корпусом и паро­сборником, поэтому надежность сни­жается.

На котле размещены арматура и КИП: стопорный клапан 16, сдвоен­ные предохранительные клапаны 10 и 14, установленные соответственно на корпусе и на паросборнике, питатель­ные клапаны 12 и 22, клапаны нижне­го продувания 11 и 21, также уста­новленные соответственно на паро­сборнике и корпусе, клапан верхнего продувания 13, клапан на автоматику 15, клапан к манометру 17, водоука- затели 18. Поскольку котел работает совместно с утилизационным котлом и выполняет роль сепаратора (см. § 5.2), имеются также клапаны 19 и 20 к системе принудительной цирку­ляции.

В качестве вспомогательных на теплоходах до настоящего времени продолжают устанавливать верти­кальные газотрубные котлы, скомпо- 71

Рис. 5.10. Газотрубный котел КВА-1 /5М

Рис. 5.11. Котел «Унекс ВН-2200»: а — устройство; б — схема расположения арматуры

 

 

нованные по схеме, показанной на рис. 1.7, б.

Несмотря на простоту конструк­ции, эти котлы имеют ряд сущест­венных недостатков. Они неэконо­мичны, из-за отсутствия хвостовых поверхностей нагрева температура уходящих газов у них достигает 35.0° С и выше. Котлы имеют боль­шую массу, невысокую паропроиз- водительность. Довольно сложна очистка поверхностей их нагрева с водяной стороны. КПД агрегатов не превышает 75%. Примерно такую же конструкцию имеют отечественные котлы типа КОВ и зарубежные типа «Линдхольмен», вертикальные типа «Спэннер» и др. Несколько улучшен­ную конструкцию котла такого типа со сферическим днищем топочной ка­меры представляют котлы финской постройки типа «Унекс СН» (рис. 5.12). Цилиндрический корпус 5 кот­ла имеет верхнее 3 и нижнее 9 днища. Внутри корпуса размещена цилинд­рическая топочная камера 7 со сфе­рической нижней частью, которая омывается со всех сторон водой и увеличивает площадь поверхности нагрева котла. Топочная камера име­ет патрубок 11 для установки топлив­но-форсуночного агрегата 14. В верх­ней части корпуса размещена дымо­вая камера 4, из которой газы отво­дятся в дымоход 2. Топочная и ды­мовая камеры соединены прямыми парообразующими трубами 6. Для лучшей теплоотдачи примерно в 30% парообразующих труб установлены спиралевидные ленты, которые при очистке труб могут выниматься.

Жесткость нижнего днища обеспе­чена благодаря топочной камере, установленной на опорах 8 в виде радиально расположенных косынок. Жесткость верхнего днища, имеюще­го вид кольца, достигнута путем вварки ее в цилиндрический корпус и дымовую камеру. Патрубок 10 в топочной камере служит для дрена­жа воды при мойке котла с газовой стороны. Отвод газов из котла в ды­моход предусмотрен боковой для то­го, чтобы на дымовой камере можно было установить съемные щиты 1 для осмотра и очистки парообразующих труб. Котел покрыт теплоизоляцией, которая снаружи обшита тонкими стальными листами 13. Крепится ко­тел на судовом фундаменте нижним фланцем. В верхней части котла имеются также две проушины 12 для дополнительного крепления тягами и талрепами к судовым конструкциям. Котел оборудован необходимой ар­матурой, контрольно-измерительны- 73

Рис. 5.12. Газотрубный котёл типа «Унекс СН»: а поперечный разрез; б — вид спереди

ми приборами, смотровыми устрой­ствами, лазами,горловинами и авто­матикой, которая обеспечивает без- вахтенное обслуживание.

Котлы типа «Унекс СН» установле­ны на ряде отечественных судов за­рубежной постройки. Например, на крупнотоннажном ролкере «Смо­ленск» установлен газотрубный котел «Унекс СН-3500-10» паропроизводи- тельностью 3,5 т/ч при рабочем дав­лении 0,7 МПа (допускается давле­ние до 1,0 МПа), с поверхностью нагрева 72 м². На отечественных су­дах, построенных в РП, широко применяют вспомогательные верти­кальные газоводотрубные котлы ти­па VX (рис. 5.13). Разработан ряд типоразмеров паропроизводитель- ностью от 0,3 до 3,3 т/ч при давлении пара 0,5—1,0 МПа, КПД 75%.

Котел сварной конструкции со­стоит из нижнего 11 и верхнего 2 ци- 74

линдрических корпусов с трубными решетками 3 и 5, к которым приваре­ны трубы 13. В нижний корпус вва­рена сфероконическая топка 7, име­ющая огневой патрубок 12 для выхо­да газов, и патрубок 9, предназначен­ный для размещения топочного уст­ройства. Там же расположены трубы нижнего продувания 10. В верхнем корпусе размещены питательная тру­ба 14, парозаборное устройство 1, труба 18 с воронкой 15 для верхнего продувания. Газотрубную часть по­верхности нагрева образуют стенки топочной камеры и патрубок 12, во­дотрубную часть — трубы 13.

Продукты сгорания из топочной камеры по огневому патрубку на­правляются в межтрубное простран­ство, огражденное снаружи корпусом газохода 4. Газонаправляющая пере­городка /6' с отверстием 17 обеспе­чивает двустороннее движение газов.

	4-4

Рис. 5.13. Газоводотрубный котел типа VX

 

В качестве топочного устройства наиболее часто применяют топливно- форсуночный агрегат 8 типа «Мо­нарх», обеспечивающий работу котла в автоматическом безвахтенном ре­жиме. Для доступа внутрь корпусов предусмотрены лазы 6.

Такие котлы, в частности, уста­новлены на серии лесовозов типа «Волголес», на учебно-производст­венных судах типа «Профессор Щеголев», на ролкерах, на ряде серий рыбопромысловых судов. Ос­новным преимуществом котлов типа VX является простота устройства, од­нако из-за отсутствия хвостовых по­верхностей нагрева КПД таких кот­лов невысок.

Схожую конструкцию имеют котлы AQ-3 датской фирмы «Ольборг». Отличие этих котлов состоит в до­полнительных связях, подкрепляю­щих трубные решетки, форме газо­выпускного патрубка топки и нали­чии двух опускных труб.

Газоводотрубный котел типа «Сан- род» шведской фирмы «Машинвер- кен» показан на рис. 5.14. Цилиндри­ческий корпус 11 котла имеет верхнее 9 и нижнее 14 днища. Внутри корпу­са размещена цилиндрическая топоч­ная камера 1 со сферической верхней частью и патрубком 12 для установки топливно-форсуночного агрегата 13.

Топочная камера и верхнее днище соединены прямыми парообразующи­ми трубами 5 большого диаметра. Поверхность топочной камеры и па­рообразующие трубы 5 образуют га­зотрубную часть котла. Внутри паро­образующих труб установлены испа­рительные элементы «Санрод» в виде труб 4, соединенных патрубками 2 и 6 соответственно с водяным 10 и па­ровым 7 пространствами котла. Эти элементы образуют водотрубную часть котла. Их особенность заклю­чается в том, что для увеличения конвективной поверхности нагрева они имеют снаружи приваренные по всей длине стальные прутки 3 в виде лучей. Поперечное сечение трубного элемента представляет собой как бы солнцевидную форму. На нижних участках труб прутки более короткие, что делается' с целью уменьшения их перегрева со стороны более горячих газов, входящих в парообразующую трубу из топки'. Продукты сгорания, двигаясь вверх по трубам, омывают снаружи испарительные элементы и выходят в дымоход 8. Жесткость нижнего днища обеспечивается то­почной камерой, установленной на

Рис. 5.14. Газоводотрубный котел «Санрод»