8. Разработка системы утилизации теплоты для судовой энергетической установки. Утиль котел судовой


8. Разработка системы утилизации теплоты для судовой энергетической установки. Расчёт утилизационного котла судна

Похожие главы из других работ:

Использование вторичных энергоресурсов газотурбинной установки для отопления зданий и сооружений

3.1 Описание системы утилизации тепла

Система утилизации тепла предназначена для теплоснабжения объектов компрессорной станции, а также сторонних потребителей. При этом необходимо учитывать, что КС является нестабильным поставщиком тепла...

Повышение энергетической эффективности судовой энергетической установки

2. Модернизация судовой главной энергетической установки

...

Повышение энергетической эффективности судовой энергетической установки

3. Модернизация судовой вспомогательной энергетической установки

...

Проект модернизации энергетической установки буксирного судна с целью повышения его тягового усилия

4. Расчет систем энергетической установки

Для обеспечения нормальной работы двигатели (главные и вспомогательные) и котельная установка СЭУ оборудуются системами: топливной, масляной, водяного охлаждения, сжатого воздуха и газовыпуска...

Проектирование дизельной установки для лесовоза пр. 1590П

6.5 Система утилизации теплоты

Система служит для уменьшения суммарного расхода теплоты, т.е. для повышения экономичности установки в ходовом режиме. Рис...

Разработка схемы судовой электростанции

2. Разработка схемы судовой электростанции и выбор электрооборудования

...

Разработка схемы судовой электростанции

2.1 Разработка схемы судовой электростанции

При разработке СЭС учитываем число и тип генераторных агрегатов, трансформаторов, предусматриваем возможность параллельной и раздельной работы генераторов, питание ответственных приемников от основных и аварийных генераторов...

Расчет автоматизированной судовой электроэнергетической системы

2. Обоснование состава главной энергетической установки

Целью данного раздела является обоснование и выбор главных двигателей...

Расчёт утилизационного котла судна

2. Характеристики основных элементов энергетической установки судна

1. Марка главных двигателей 6НВД 26А-3. 2. Количество главных двигателей - 2. 3. Номинальная эффективная мощность каждого двигателя Ne = 272 кВт. 4. Номинальная частота вращения ne = 950 мин-1. 5. Сорт топлива - дизельное. 6...

Расчёт утилизационного котла судна

5. Определение количества теплоты, которое может быть использовано в судовой системе утилизации теплоты

...

Расчёт утилизационного котла судна

5.3 Определение количества теплоты, которое может быть принято системой утилизации теплоты

При расчете используются формулы, взятые из [1], стр.33-35. Точка росы, Температура выпускных газов за утилизационным контуром, Расчетная температура выпускных газов перед утилизационным контуром...

Расчёт утилизационного котла судна

7. Анализ существующих и перспективных систем утилизации теплоты

7.1. Схема использования высокопотенциального тепла выпускных газов в турбогенераторе Данная система работает следующим образом. Водяной пар, вырабатываемый утилизационным котлом 1...

Создание методики расчета активности пара ТН второго контура моноблочного ПГА ЯЭУ

1. Описание ядерной энергетической установки

В данной дипломной работе рассматривается ядерная энергетическая установка с двумя моноблочными ПГА мощностью каждый 150 МВт, что обеспечивает мощность на клеммах турбогенераторов 60 000 кВт и тепловую мощность контура теплофикации - 60 000 кВт...

Энергетическая установка ледокола

1.2 Обоснование выбора энергетической установки для ледокола

Выбор применения судовой ЯЭУ на ледоколах объясняется рядом достоинств судовых ЯЭУ отличающие их от ЭУ других типов. К числу основных особенностей судовых ЯЭУ следует, прежде всего, отнести высокую энергетическую концентрацию топлива...

Энергосбережение на предприятиях текстильной и легкой промышленности

Принципы и оборудования для утилизации сбросной теплоты

Утилизация теплоты в зданиях с кондиционированием воздуха может быть разделена на три категории: · Утилизация теплоты вентиляционных выбросов, · Утилизация теплоты систем освещения, · Утилизация сбросной теплоты холодильных машин...

fis.bobrodobro.ru

Эксплуатация утилизационных и водогрейных котлов

Утилизационный судовой котел

Эксплуатация утилизационных и водогрейных котлов должна производиться в соответствии с заводской инструкцией и ПТЭ, содержащими общие, обязательные для выполнения правила.

Утилизационный котел
  • На режимах малых нагрузок ГД производить отвод выпускных газов через байпас мимо котла.
  • После включения утиль-котла в работу проверить средства автоматизации и КИП, а также действие предохранительных клапанов.
  • Включение циркуляционных насосов утиль-котла в работу производить после пуска двигателя.
  • Систематически следить за работой водяных затворов утиль-котлов.
  • Очистку утиль-котла от сажи, гудрона и накипи можно производить во время работы двигателя путем осушения котла и его прокаливания выпускными газами в течение 1—2 часов при открытом воздушном клапане, но делать это можно только в строгом соответствии с указаниями заводской инструкции.
  • При длительной остановке ГД и плюсовой температуре в МО утиль-котел и сепаратор пара держать полностью заполненными водой.
  • Запрещается ввод в действие утиль-котла при неисправном устройстве для предотвращения попадания воды в ГД.
Водогрейные котлы
  • Перед вводом водогрейного котла в работу после ремонта его или трубопроводов, систему водяного отопления необходимо промыть до полного осветления воды.
  • При вводе в работу водогрейного котла закрытой системы водяного отопления необходимо проверить систему автоматики и защиты, а также действие предохранительного клапана.
  • Качество воды для подпитки должно удовлетворять требованиям заводской инструкции.
  • Изменение температуры воды на выходе из котла должно производиться постепенно и равномерно (со скоростью не более 30 °С в течение часа).
  • Во время работы водогрейного котла необходимо следить за уровнем воды в расширительном баке и за исправностью устройства для выпуска воздуха из системы водяного отопления.

Метки: Вспомогательные котлы

mirmarine.net

Утилизация теплоты от судовой энергетической установки (СЭУ) на примере двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Библиографическое описание:

Смирнов М. Н. Утилизация теплоты от судовой энергетической установки (СЭУ) на примере двигателя внутреннего сгорания (ДВС) // Молодой ученый. — 2017. — №4. — С. 38-41. — URL https://moluch.ru/archive/138/38674/ (дата обращения: 01.07.2018).



Как известно, даже в самых современных СЭУ около половины энергии, выделяемой при сгорании топлива, отдается окружающей среде с уходящими продуктами сгорания и водой, охлаждающей установку. Коэффициент полезно используемого тепла топлива ДВС составляет 35…40 %. Логичным является желание использовать эту теплоту для снабжения потребителей судна. Утилизация теплоты отходящих продуктов сгорания предусматривает получение пара в утилизационных парогенераторах, а теплота воды, охлаждающей главный двигатель — получение пресной воды. Упомянутые способы утилизации теплоты на морских судах являются общепринятыми, так как источники теплоты характеризуются достаточно высоким уровнем температур. В зависимости от типа двигателя температура газов в выпускном коллекторе поршневых двигателей при номинальной нагрузке равна:

для четырехтактных дизелей:

− без наддува

− с наддувом

Суммарный коэффициент избытка воздуха лежит в пределах от 2,0 до 2,7.

для двухтактных дизелей:

− с наддувом и контурной продувкой

− с прямоточно-клапанной продувкой

Суммарный коэффициент избытка воздуха лежит в пределах от 3,0 до 3,5.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива, определяется по следующей формуле:

где

Величина тепловой мощности утилизируемой теплоты соизмерима с эффективной мощностью двигателя, а утилизация тепла, отводимого с маслом и наддувочным воздухом, позволяет довести коэффициент полезно используемого тепла, вводимого с топливом, до 80…85 %.

Экономия денежных средств очевидна, так как тепло от двигателя не выбрасывается в атмосферу, а непосредственно используется для теплоснабжения объекта, при этом сокращаются закупки топлива для этих нужд. Экономический эффект от применения такой технологии возрастает при ее реализации в условиях постоянного повышения цен на топливо, с учетом затрат на его транспортировку к месту эксплуатации энергоустановки.

Схема утилизационной установки при таком варианте утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания представлена ниже. Отображена совместная работа вспомогательного котла ВК и утилизационного парогенератора УПГ (кожухотрубного типа), что исключает нарушение снабжения судовых потребителей паром при уменьшении оборотов и остановке главного двигателя.

Рис. 1. Утилизационная установка

Принцип работы схемы утилизационной установки.

Отработавшие газы главного двигателя последовательно проходят поверхности нагрева пароперегревателя 4, испарительных (кипятильных) змеевиков 2 и экономайзера 1 утилизационного парогенератора 3. Пароводяная смесь из испарительной поверхности УПГ поступает или в паровой коллектор 6 или в сепаратор 7, где отделяется от воды. Вода из водяного коллектора 17 и из сепаратора 7 циркуляционным насосом 18 отправляется в экономайзер 1. Отделившийся от воды сухой насыщенный пар из сепаратора и парового коллектора 6 отправляется в пароводяную магистраль 5, откуда его часть отправляется в пароперегреватель УПГ, а оставшаяся часть идет к потребителям 11, где конденсируется и через водоотделители 12, возвращается в теплый ящик 15. Перегретый пар отправляется в турбину 9 электрогенератора 10. После турбины отработавший пар конденсируется в конденсаторе 13 и конденсатным насосом 14 через охладитель эжектора 8 поступает тоже в теплый ящик (эжектор служит для создания вакуума в конденсаторе, и для его работы используется перегретый пар). Питательный насос 16 подает конденсат из теплого ящика в ВК и УПГ.

Достаточно высокий потенциал имеет также надувочный воздух после компрессоров, имеющий температуру 90÷160°С (его необходимо охлаждать перед подачей в цилиндры для увеличения весового заряда воздуха). Самым простым видом утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания является использование этой теплоты для работы водогрейных котлов. Этот вид утилизации применяется на вспомогательных судах, не имеющих потребителей пара.

Наибольшая эффективность такого варианта утилизации достигается при работе утилизационного котла на утилизационный турбогенератор, что позволяет на ходовых режимах частично или полностью отключить дизельгенераторы, что повышает экономичность СЭУ до 12 %.

Опыт утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания показал, что в СЭУ с главными двигателями мощностью более 6000 кВт и имеющими температуру отходящих продуктов сгорания за турбинами более 320ºС, утилизационный турбогенератор достигает мощности, позволяющей полностью обеспечивать потребности СЭУ в электроэнергии и производимого пара достаточно для всех судовых нужд.

При наличии в составе СЭУ длинноходовых двухтактных двигателей (которые имеют температуру отходящих продуктов сгорания до 280ºС) даже при мощности более 10000 кВт получить перегретый пар с параметрами и в количестве, необходимом для нормальной работы утилизационного турбогенератора, достаточно трудно. В этом случае применяют систему утилизации, использующую весь комплекс источников бросовой теплоты: отходящие продукты сгорания, надувочный воздух и охлаждающую воду.

В этом случае, для полного использования теплоты надувочного воздуха, охладители выполняют двух– или трехсекционными. При этом первые две секции охлаждаются пресной водой и считаются высокотемпературными, а последняя (низкотемпературная, теплота которой уже не может быть использована) охлаждается забортной водой.

Для повышения эффективности таких комплексных систем утилизации теплоты судовые потребители комплектуют по группам (в зависимости от температурного потенциала бросовой теплоты).

Таблица 1

Судовые потребители

№группы

потребители

1 группа1

глубоковакуумные опреснительные установки

подогреватели воздуха в системе вентиляции

подогреватели конденсата УК

2 группа2

подогреватели питательной воды УК

подогреватели масла в цистернах

подогреватели питьевой и мытьевой воды

3 группа3

подогреватели топлива и масла перед сепарацией

подогреватели пресной воды системы охлаждения

паровое отопление

4 группа4

потребители теплоты перегретого пара УК

1В первую группу входят потребители теплоты системы охлаждения главного двигателя. 2Во вторую группу входят потребители, использующие теплоту высокотемпературных секций охладителей надувочного воздуха. 3К третьей группе относятся потребители, использующие теплоту высокого потенциала. 4Четвертой группой потребителей являются потребители теплоты самого высокого потенциала.

Монтаж утилизационной установки

Технология монтажа зависит от вида крепления и габарита. Утилизационный парогенератор обычно имеет креплением в двух плоскостях, что усложняет координацию фундаментов. Фундаменты горизонтального крепления представляют собой отдельные прямоугольные площадки и реже кольцевые поверхности типа фланцев, параллельные основной плоскости судна. Вертикальное крепление включает опорные площадки фундамента, расположенные перпендикулярно основному горизонтальному креплению.

Парогенератор устанавливают на переходных частях фундамента или применяют компенсирующие подкладки. Базирование его необходимо осуществлять довольно точно, так как в противном случае положение газовыпускного трубопровода главного двигателя придется определять по месту.

Парогенератор испытывают в сборе с арматурой гидравлическим давлением (при Р=11,5 МПа), а с газовой стороны — воздухом (протечки не должны превышать 1 % от расхода воздуха на номинальном режиме работы).

При монтаже утилизационного парогенератора необходимо:

− обеспечить вертикальность парогенератора с отклонением не более 1 мм на 1 м высоты;

− согласовать расположение его с выпускным патрубком главного двигателя;

− выдержать расстояние от парогенератора до корпусных конструкций не менее 10 мм;

− иметь достаточные тепловые зазоры в подвижных опорах.

Литература:
  1. В. П. Алексеев, В. Ф. Воронин, л. В. Греков. Двигатели внутреннего сгорания. — Ленинград: Машиностроение, 1990. — 284 с.
  2. Н. Х. Дьяченко. Теория двигателей внутреннего сгорания. — Ленинград: Машиностроение, 1974. — 552 с.
  3. Н. И. Пушкин, Д. И. Волков, К. С. Дементьев, В. А. Романов, А. С. Турлаков. Судовые парогенераторы. — Ленинград: Судостроение, 1977. — 519 с.
  4. В. С. Кравченко. Монтаж судовых энергетических установок. —2. — Ленинград: Судостроение, 1975. — 239 с.
  5. Г. А. Артемов. Судовые энергетические установки. — Ленинград: Судостроение, 1987. — 328 с.

Основные термины (генерируются автоматически): отходящий продукт сгорания, главный двигатель, надувочный воздух, утилизационная установка, утилизационный парогенератор, перегретый пар, утилизационный турбогенератор, теплый ящик, бросовая теплота, высокий потенциал.

moluch.ru

3.13. Утилизация теплоты на морских судах

Даже в самых современных СЭУ около половины энергии, выделяемой при сгорании топлива, отдается окружающей среде с отходящими продуктами сгорания и охлаждающей водой. Логичным является желание использовать эту теплоту. Утилизация теплоты отходящих продуктов сгорания предусматривает получение пара в утилизационных парогенераторах, а теплоты охлаждающей главный двигатель воды – получение пресной воды. Упомянутые способы утилизации теплоты на морских судах являются общепринятыми, так как источники теплоты характеризуются достаточно высоким уровнем температур:

– отходящие продукты сгорания за газовой турбиной у двухтактных ДВС имеют температуру 265÷350°С и у четырехтактных – 380÷500°С;

– вода системы охлаждения дизелей имеет температуру 65÷85°С.

Достаточно высокий потенциал имеет также надувочный воздух после компрессоров, имеющий температуру 90÷160°С (его необходимо охлаждать перед подачей в цилиндры для увеличения весового заряда воздуха).

Самым простым видом утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания является использование этой теплоты для работы водогрейных котлов. Этот вид утилизации применяется на вспомогательных судах, не имеющих потребителей пара.

Наибольшая эффективность такого варианта утилизации достигается при работе утилькотла на утилизационный турбогенератор, что позволяет на ходовых режимах частично или полностью отключить дизельгенераторы, что повышает экономичность СЭУ до 12%.

Схема утилизационной установки при таком варианте утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания показана на рис. 34.

Отработавшие газы главного двигателя последовательно проходят поверхности нагрева пароперегревателя 4, испарительных (кипятильных) змеевиков 2 и экономайзера 1 утилизационного парогенератора 3.

На схеме показана совместная работа вспомогательного котла ВК и утилизационного парогенератора УПГ, что исключает нарушение снабжения судовых потребителей паром при уменьшении оборотов и остановке главного двигателя.

Пароводяная смесь из испарительной поверхности УПГ поступает или в пароводяной барабан 6 или в сепаратор 7, где отделяется от воды. Вода из водяного барабана 17 и из сепаратора 7 циркуляционным насосом 18 отправляется в економайзер 1.

Отделившийся от воды сухой насыщенный пар из сепаратора и пароводяного барабана отправляется в пароводяную магистраль 5, откуда его часть отправляется в пароперегреватель УПГ, а оставшвяся часть идет к потребителям 11, где конденсируется и через водоотделители 12 возвращается в теплый ящик 15.

Перегретый пар отправляется в турбину 9 электрогенератора 10. После турбины отработавший пар конденсируется в конденсаторе 13 и конденсатным насосом 14 через охладитель эжектора 8 поступает тоже в теплый ящик (эжектор служит для создания вакуума в конденсаторе, и для его работы используется перегретый пар). Питательный насос 16 подает конденсат из теплого ящика в ВК и УПГ.

Опыт утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания показал, что в СЭУ с главными двигателями мощностью более 6000 кВт и имеющими температуру отходящих продуктов сгорания за турбинами более 320ºС, утилизационный турбогенератор достигает мощности, позволяющей полностью обеспечивать потребности СЭУ в электроэнергии и производимого пара достаточно для всех судовых нужд.

При наличии в составе СЭУ длинноходовых двухтактных двигателей (которые имеют температуру отходящих продуктов сгорания до 280ºС) даже при мощности более 10000 кВт получить перегретый пар с параметрами и в количестве, необходимом для нормальной работы утилизационного турбогенератора, достаточно трудно. В этом случае применяют систему утилизации, использующую весь комплекс источников бросовой теплоты: отходящие продукты сгорания, надувочный воздух и охлаждающую воду.

В этом случае, для полного использования теплоты надувочного воздуха, охладители выполняют двух– или трехсекционными. При этом первые две секции охлаждаются пресной водой и считаются высокотемпературными, а последняя (низкотемпературная, теплота которой уже не может быть использована) охлаждается забортной водой.

Для повышения эффективности таких комплексных систем утилизации теплоты судовые потребители комплектуют по группам (в зависимости от температурного потенциала бросовой теплоты).

В первую группу входят потребители теплоты системы охлаждения главного двигателя. Это глубоковакуумные опреснительные установки, подогреватели воздуха в системах вентиляции, подогреватели конденсата утилькотла.

Во вторую группу входят потребители, использующие теплоту высокотемпературных секций охладителей надувочного воздуха – подогреватели питательной воды утилькотлов, топлива и масла в цистернах, питьевой и мытьевой воды.

К третьей группе относятся потребители, использующие теплоту высокого потенциала – подогреватели топлива и масла перед сепарацией, подогреватели пресной воды системы охлаждения, паровое отопление.

Четвертой группой потребителей являются потребители теплоты самого высокого потенциала – теплоты перегретого пара утилькотлов.

Утилизационные котлы работают, как это было отмечено выше, на отходящих продуктах сгорания и производят насыщенный пар для общесудовых нужд и подогрева топлива, и перегретый пар, который расходуется на привод утилизационных турбогенераторов. В некоторых случаях этот перегретый пар приводит в действие паровую турбину, кинематически связанную с коленчатым валом главного дизеля. Такая турбина может развивать до 10% от мощности дизеля и позволяет экономить до 9% топлива.

studfiles.net

Утилизационные паровые котлы и их характеритсики

В утилизационных котлах получение пара и подогрев воды осуществляются за счет теплоты газов, поступающих от главных двигателей. Поэтому их главная особенность - отсутствие топки. Так как в УПК топливо не сжигается, их КПД следует рассматривать как показатель, характеризующий степень использования теплоты выпускных газов.

\r\n \r\n

Производительность УПК определяется количеством выпускных газов в двигателе и их температурой. Следовательно, он зависит от мощности двигателя и других его теплотехнических характеристик. Параметры пара, паропроизводительность и компоновка поверхностей нагрева УПК определяются их назначением. УПК, предназначенные для теплоснабжения, имеют только парообразующую поверхность нагрева и давление пара 0,5-0,7 МПа. УПК, используемые в схемах с глубокой утилизацией и предназначенные для электро- и теплоснабжения, имеют пароперегревательную, парообразующую и экономайзерную поверхности нагрева, расположенные в такой же последовательности по ходу газов.Выбор оптимальных параметров в таких УПК - непростая задача, особенно если парогенератор устанавливают за газовой турбиной. Правильное решение задачи может быть выполнено на основе технико-экономического сопоставления многих вариантов параметров пара с учетом всех элементов установки: главной и утилизационной турбин, ПК и конденсатора. Паропроизводительность и параметры рассматриваемых утилизационных ПК, устанавливаемых на современных судах, характеризуются следующими значениями: паропроизводительность - 0,8-7 кг/с, давление пара - 0.7-1,2 МПа, температура перегретого пара 260-310 градусов Цельсия.Температура газов, а следовательно и средний температурный напор в УПК, намного меньше, чем в ВПК, поэтому утилизационные поверхности нагрева получаются более громоздкими. Так, например, парообразующая поверхность ВПК при паропроизводительности 10000 кг/ч составляет 174 квадратных метра; в УПК такой же паропроизводительности эта поверхность вместе с экономайзерной больше в 5,8 раза.

www.sealib.com.ua

Вспомогательные, утилизационные и водогрейные паровые котлы.

Вспомогательные паровые котлы предназначены для обеспечения паром работы вспомогательных механизмов, аппаратов и устройств. Так, энергия пара на судах используется для отопления жилых и служебных помещений, обогрева цистерн масла и воды, топлива перед его очищением и подачи к двигателям и в котлы и т.д.

При аварии главной котельной установки пар от вспомогательного котла может использоваться для обеспечения аварийного движения судна (на судах с ПТУ).

Автоматизированные котлоагрегаты типа КАВ применяются на судах для подогрева грузов, привода паровых насосов и др. нужд. Эти котлоагрегаты могут работать на различных видах топлива: дизельном, моторном и мазуте.

Паровые котлы типа КВ имеют более высокие параметры пара и производительность. Они по многим параметрам близки к главным котлам и устанавливаются на нефтерудовозах и танкерах в качестве генераторов инертных (выхлопных) газов с концентрацией кислорода не более 5% объемных, что позволяет использовать такие газы в системах пожаробезопаности в порожних танках (цистернах) судов, перевозящих нефть и нефтепродукты.

В утилизационных и водогрейныхкотлах (Рис. 9.2), работающих только на ходу судна, используется теплота отработанных газов главных двигателей. Приэтом утилизация теплоты может давать экономию топлива от 8% до 15% и более.

При чем излишек теплоты, производимой ГЭУ увеличивается с увеличением мощности установки и используется в утилизационном котле.

Как правило, производительность утилизационных котлов на устойчивых ходовых режимах при мощности главных двигателях более 85% от номинальной, является достаточной для всех потребностей судна не только в паре,но и в электроэнергии.

Таким образом, утилизационная ЭУ, состоящая из котла, турбогенератора, конденсатора и других элементов, входящих обычно в состав ПТУ, может полностью заменить на основных ходовых режимах вспомогательный котел и дизель-генератор.

На судах часто используют утилизационные водогрейные котлы газотрубного типа, так как они по сравнению с водотрубными отличаются большим содержанием воды и большим постоянством температуры воды на выходе. Широко на судах применяются водогрейные утилизационные котлы типов КАУ и КУВ, а также газоводотрубные комбинированные котлы AQ-16 Combi датской постройки.

Конструкция котла AQ-16 Combi такова, что он является компактным глушителем дизеля. Вода в этом котле подогревается до 50…95°С. Автоматическое поддержание температуры воды осуществляется путем регулирования расхода горячих газов.

 

Рис. 9.2 Вспомогательная парогенераторная установка:

1 – утилизационный котел; 2 – вспомогательный котел;

3 – отработавшие газы от главного дизеля; 4 – дымовая труба;

5 – питательная вода; 6 – пар; 7 – топливо.

Похожие статьи:

poznayka.org

 

Полезная модель относится к энергетике, в частности, к утилизационным паровым котлам, утилизирующим тепло отходящих газов дизелей, газовых турбин и печей разного назначения. Задачей полезной модели является уменьшение габаритов и массы котла, упрощение технологии изготовления, монтажа и ремонта котла, исключение из конструкции котла наружных перепускных трубопроводов с арматурой. Поставленная задача решается объединением раздающих и собирающих коллекторов пакетов труб экономайзера и испарительной части в один коллектор большого диаметра, имеющего доступ во внутрь коллектора и расположенного в пазухе между экономайзерными и испарительными пакетами, а также объединением раздающих и собирающих коллекторов пакетов труб пароперегревателя в одни коллектор большого диаметра, расположенный в газоходе котла и имеющий доступ во внутрь коллектора.

Полезная модель относится к энергетике, в частности, к утилизационным паровым котлам, утилизирующим тепло отходящих газов дизелей, газовых турбин и печей разного назначения.

Известны судовые утилизационные котлы, у которых раздающие и собирающие коллекторы поверхностей нагрева (экономайзеров, испарительных и пароперегревательных) расположены непосредственно в газоходе котла (Судовые котельные установки. В.И. Енин, Н.И. Денисенко, И.И. Костылев. Москва «Транспорт» 1993 г., стр. 117, Рис 7.12 (2), стр. 119, Рис. 7.13, стр. 115-123).

).

Коллекторы расположены в пазухах между трубными пакетами. Для обеспечения доступа к коллекторам при изготовлении, монтаже, эксплуатации и ремонте, пазухи должны иметь существенные размеры (до 70% объема и высоты котла), чтобы обеспечить доступ к коллекторам человека.

Задачей полезной модели является уменьшение габаритов и массы котла, упрощение технологии изготовления, монтажа и ремонта котла, исключение из конструкции котла наружных перепускных трубопроводов с арматурой.

Поставленная задача достигается объединением раздающих и собирающих коллекторов пакетов труб экономайзера и испарительной части в один коллектор большого диаметра, имеющего доступ внутрь коллектора и расположенного в пазухе между экономайзерными и испарительными пакетами, а также объединением раздающих и собирающих коллекторов пароперегревателя в один коллектор большого диаметра, расположенного в газоходе котла и имеющего доступ во внутрь коллектора.

Применение предлагаемой конструкции котла:

- уменьшит габариты и массу котла за счет значительного уменьшения пазух между пакетами труб;

- исключит из конструкции котла наружные перепускные трубопроводы с арматурой между раздающими и собирающими коллекторами;

- упростит технологию поиска и замены поврежденных змеевиков при ремонте, а также технологию изготовления и монтажа котла, так как все работы будут производиться изнутри коллекторов.

Конструкция судового утилизационного котла представлена на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3, где:

- на фиг. 1 - схематически изображен общий вид судового утилизационного котла;

- на фиг. 2 - вид по стрелке А-А на фиг. 1;

- на фиг. 3 - изображена принципиальная схема утилизационной установки, причем в котле одна половина условно не показана.

Поверхность нагрева утилизационного парового котла водотрубного типа с многократной принудительной циркуляцией состоит из двух симметричных пакетов труб экономайзера 1, расположенных последними по ходу газов, двух пакетов труб испарительной части 2, а также двух пакетов труб пароперегревателя 3, расположенных первыми по ходу газов.

Разбивка всех пакетов труб на две симметричные секции, подключенные по пароводяному тракту параллельно, выполнена с целью упрощения технологии изготовления и монтажа трубной части котла.

Входные и выходные концы труб пакетов испарительной части 2 и экономайзера 1 приварены изнутри к коллектору 4, внутри которого по всей его длине выполнены две съемные выгородки 5 и 6. В изолированную камеру, образованную в коллекторе 4 выгородкой 5, подключены входные трубы пакетов экономайзера 1, а в камеру, образованную выгородкой 6, подключены входные концы труб пакетов испарительной части. Выходные концы труб пакетов экономайзера 1 и испарительной части 2 подключены к свободной полости коллектора 4, соединенной с сепаратором пара.

Внутри коллектора большого диаметра пароперегревателя 7 по всей его длине выполнена съемная перегородка 8, которая делит коллектор 7 на две изолированные камеры, к которым подключены входные и выходные концы труб пакетов пароперегревателя 3.

В коллекторе 4 и 7 имеются лазы, непоказанные на чертеже, для обеспечения доступа внутрь коллекторов. Съемные выгородки и перегородки 5, 6, 8 прикреплены к коллекторам, например, с помощью шпилек, приваренных к коллектору. Для удобства монтажа и выема из коллектора указанные выгородки могут быть изготовлены из нескольких частей. Все трубные пакеты заключены в общей кожух 9.

К коллектору 4 приварены патрубки входа питательной воды 10, патрубки выхода пароводяной смеси 11, патрубки входа циркулирующей воды 12, а к коллектору 7 - патрубки входа насыщенного пара 13 и патрубки выхода перегретого пара 14. Все патрубки приварены попарно с двух сторон коллекторов для улучшения раздачи рабочей среды по трубам. Арматура котла условно не показана.

В состав утилизационной установки, обеспечивающей работу котла, входят: питательный насос 15, теплый ящик 16, сепаратор пара 17, циркуляционный насос 18 и соединительные трубопроводы с арматурой, непоказанной на чертеже.

Во время работы выхлопные газы омывают снаружи поверхности нагрева утилизационного котла. Питательная вода из теплого ящика 16 питательным насосом 15 через патрубки 10 подается в камеру, образованную выгородкой 5 в коллекторе 4, и раздается по трубам экономайзера 1. Из экономайзера вода выходит с небольшим недогревом до кипения и поступает в свободную полость коллектора 4.

Циркуляционный насос 18, имея производительность в несколько раз превышающую паропроизводительность котла, забирает из сепаратора 17 воду, которая имеет небольшой недогрев до кипения, и через патрубки 12 подает ее в камеру, образованную выгородкой 6, из которой вода раздается по трубам испарительной части. В испарительной части горячая вода частично испаряется; пароводяная смесь, состоящая из пара и воды, поступает в свободную полость коллектора 4, где перемешивается с водой, выходящей из экономайзера, и через патрубки 11 выходит из коллектора 4 и далее поступает в сепаратор пара 17.

В сепараторе пара 17 происходит разделение пара и воды; насыщенный пар через патрубки 13 поступает в верхнюю камеру коллектора пароперегревателя 7, раздается по трубам пароперегревателя и после перегрева до требуемой температуры поступает в нижнюю камеру коллектора 7, из которой через патрубки 14 идет к потребителю.

Таким образом, предложенная конструкция значительно уменьшает габариты и массу котла, исключает из конструкции котла наружные перепускные паропроводы с арматурой между коллекторами, упрощает технологию изготовления, монтажа и ремонта котла.

1. Судовой утилизационный паровой котел с многократной принудительной циркуляцией, с подачей питательной воды непосредственно в экономайзер, имеющий в своем составе экономайзерные, испарительные и пароперегревательные пакеты труб, выполненные из двух симметричных секций, подключенных по пароводяному тракту параллельно и заключенных в общий кожух, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы котла, а также упрощения его конструкции, эксплуатации и технологии изготовления и ремонта, раздающие и собирающие коллекторы пакетов труб испарительной части и экономайзера объединены в один коллектор большого диаметра, внутри которого по всей его длине выполнены две съемные выгородки, образующие изолированные камеры, к которым подключены входные концы труб пакетов испарительной части и экономайзера, а выходные концы труб этих пакетов подключены к свободной полости коллектора, из которой горячая вода, выходящая из экономайзера и пароводяная смесь из испарителя подаются в сепаратор пара.

2. Судовой утилизационный паровой котел по п. 1, отличающийся тем, что раздающие и собирающие коллекторы пакетов труб пароперегревателя объединены в один коллектор большого диаметра, внутри которого по всей его длине выполнена съемная перегородка, образующая в нем две изолированные полости, к которым подключены входные и выходные концы труб пакетов труб пароперегревателя.

poleznayamodel.ru


Смотрите также