teplotekhnika (852911), страница 60
Текст из файла (страница 60)
В приведенной на рис. 15.1 схеме добавочная вода засасывается конденсатным насосом.Природная вода в большей или меньшей степени всегда содержитразличные примеси. Особенно нежелательными являются соли, находящиеся в состоянии истинного раствора.
Чтобы исключить возможностьобразования накипи на поверхностях нагрева парового котла, природнаявода должна подвергаться предварительной обработке или обработкевнутри котла.При работе установки в конденсатор поступает некоторое количествовоздуха. Он попадает в конденсатор по двум каналам в соизмеримых количествах: через неплотности фланцевых соединений и с питательнойводой. Растворенный в питательной воде воздух заносится в котел, проходит с паром через турбину и поступает вместе с ним в конденсатор, гдепар превращается в конденсат, последний отводится, а воздух накапливается. Присутствие воздуха в конденсаторе ухудшает теплообмен и приводит к снижению вакуума.
Для нормальной работы из конденсатора необходимо непрерывно удалять воздух струйными насосами (эжекторами) 4.Как видно из рис. 15. І , перегретый пар подается не только к главнымдвигателям, но и к вспомогательным турбогенераторам ВТ, представляющим собой судовую электростанцию. Вырабатываемая ею электрическая энергия используется для привода электрифицированных вспомогательных механизмов, освещения, обеспечивает работу элементов автоматики и общесудовые нужды.Источником теплоты высокой температуры (теплоотдатчиком) в Цикле такого теплового двигателя, как паросиловая установка, являются газообразные продукты сгорания топлива, движущиеся по газоходам котла, а источником теплоты низкой температуры (теплоприемником) - охлаждающая вода, циркулирующая по трубкам конденсатора и уносяшаябольше половины теплоты, подведенной к пару в котле.
Отвод такогобольшого количества теплоты в окружающую среду (забортную воду всудовых условиях) в соответствии со вторым законом термодинамикиобеспечивает превращение остальной части теплоты в работу. Поэтомупри данных параметрах пара в котле и конденсаторе и отсутствии необратимых потерь уменьшение количества отводимой теплоты невозможно.Схема котельной установки. В котельную установку (рис.
15.2) входяткотел и вспомогательное оборудование, необходимое для его работы.Собственно котел состоит из двух пучков водогрейных труб 3 и 10, закрепленных в корпусе пароводяного 9 и водяного 2 коллекторов, труб топочного экрана 12, присоединенных к пароводяному коллектору вверхуи к экранному коллектору 15 внизу. Топочный экран представляет собойсплошной ряд соприкасающихся труб, воспринимающих теплоту, пере324даваем у ю изл у чением. П у чки 3и 10 состоят из труб, располо-женных одна за другой с опреде-ленным интервалом. В интервалах между трубами в попереч-65ном к ним направлении движут-4смесь в трубах совершает Цирку-3ся газы (на рисунке показанострелками). Вода и пароводянаяляцию - в пучке труб 10 и в рядах пучка 3, находящихся в зоневысоких температур поднимается (подъемные трубы), а в тру-21_ ёёоёёп/Ч°1І"°7>''/І Ё- ''/'_ -_°о_'_8/\910_/ -.\ ,(М\і "°//“,12___1314бах пучка 3, расположенных в15'\зоне более низких температур,\\вода опускается (опускные тру17 16бы).
Аналогично в трубах топочРис. 15.2. Схема судовой котельнойного экрана нагреваемая среда установкидвижется вверх - в пароводянойколлектор, а опускается по трубам, расположенным за экраном.Топка І 7служит для сжигания топлива.В пароперегревателе І І происходят подсушка и перегревание пара. Впарообразуюшей части котла пар находится в равновесии с жидкостью ипоэтому не может иметь температуру выше температуры кипения, соответствующей давлению пара в котле. Так, например, при абсолютном давлении 1,6 МПа эта температура равна 201,4 °С. В целях повышения термического КПД цикла пар перегревают до 300 400 °С.В водяном экономайзере 4 подогревается питательная вода. Для подогрева воздуха используется часть теплоты, уносимой газообразнымипродуктами сгорания топлива.В воздухоподогревателе 6 подогревается воздух, необходимый длясгорания топлива.
Подобно экономайзеру воздухоподогреватель устанавливается на пути движения газообразных продуктов сгорания топлива.Оборудование питательной системы включает систему трубопрово-дов, механизмов и устройств, предназначенных для подготовки подачипитательной воды в котел. В оборудование питательной системы входятпитательные насосы, фильтры, установка для дообработки (обессоливание или умягчение добавочной воды) и подогреватели питательной воды, находящиеся вне котла.Устройства для сжигания, подачи и хранения топлива при использовании жидкого топлива представляют собой топливные насосы 14, 6, перекачиваюшие насосы, форсунки 16, фильтры, емкости для хранения топлива (расходные цистерны и танки), при использовании твердого топ-325лива - механизмы, обслуживающие механические топки, или инструменты для ручного обслуживания топки, а также водяной эжектор дляудаления из котельного отделения шлаков и бункеры топлива.В котельную установку, кроме того, входят аппаратура и устройствадля автоматического регулирования и защиты парового котла, а такжеарматура-клапаны и краны, установленные непосредственно на котле, иизмерительные приборы, необходимые для наблюдения за его работой.В установке используется тепловая изоляция 5 и 13 котла, ее устанавливают на опору І и фундамент.Для подачи воздуха в топку обычно применяется дутьевой вентилятор8, а для удаления продуктов сгорания - вытяжной вентилятор (дымосос)7, устанавливаемый в начале дымовой трубы.
В некоторых случаях дутьеи интенсификация тяги осуществляются струйными аппаратами. В простейшем случае ограничиваются естественной тягой (самотягой). Движущим напором естественной тяги является разность весов столба холодного воздуха рвд/т и столба газов в дымовой трубе рг311:Н=зй(р,,-рг),(15.1)где Н - движущийся напор естественной тяги; Іт - высота дымовой трубы, измеряемая для котлов на твердом топливе от пода топки, а для котлов, работающих на жидком или газообразном топливе, - от оси нижнейфорсунки до верхнего среза дымовой трубы, м; рв и рг - плотности соответственно наружного воздуха и газов в дымовой трубе, кг/м3.При этом сила тяги, приходящаяся на единицу площади, выражаетсяв паскалях.
Из (15.1) видно, что сила естественной тяги прямо пропорциональна высоте дымовой трубы.Рабочий процесс котла можно рассматривать как состоящий из нескольких отдельных процессов превращения энергии, которые происходят в воздушно-газовом и пароводяном трактах. Носителями энергии являются материальные потоки (воды, пара, топлива, воздуха), взаимодействие которых в элементах котла образует три подпроцесса, неразрывносвязанных между собой и составляющих рабочий процесс (рис. 15.3).Основным из них является сгорание топлива І в топке, для реализации которого необходимы непрерывный подвод топлива и воздуха, распыление топлива и образование смеси топливо-воздух, собственно горение и отвод продуктов сгорания (дымовых газов).
Факторы, влияющиена полноту сгорания топлива, рассматривались в гл. 14.Процессы сгорания и отвода дымовых газов сопровождаются процессами теплообмена 2, т.е. передачей теплоты от продуктов сгорания к нагреваемой среде (воде, пару, воздуху).Котел представляет собой сложный теплообменный аппарат, в кото-ром имеются все способы передачи теплоты: излучение, конвекция, теплопроводность.326Н а и бол ее сл о ж нь|м являетс ятеплообмен в топке. Происходяшие в ней явления представляютсобой комплекс взаимосвязанных физико-химических процессов смесеобразования и горения,теплообмена и аэродинамики,которые затрудняют изучениепроцессов теплообмена.
Основная часть теплоты в топке передается излучением, поэтому поверхноститеплообменадымовые ГазыПарЁ_Питательнаяводатопки(экранные трубы и трубы притопочного пучка) называются ради-ационными или лучевоспринимаюшими.Рис. 15.3. Схемы процессов и матеЭкранная поверхность, расриальных потоков в водотрубном котположенная в топке, играет сулещественную роль в тепловом балансе котла, она воспринимаетоколо 40% всей теплоты, передаваемой котельным поверхностям нагрева.По мере движения по газоходу продукты сгорания отдают теплоту поверхностям нагрева, и их температура понижается, а конвективная составляющая в суммарном теплообмене растет.
Если средняя температурапотока газов не превышает 350 °С, то их излучением можно пренебречь.К конвективным поверхностям относятся пучки труб, расположенные в газоходах, через которые проходят газы. Это парообразуюшие пучки, пароперегреватель, экономайзер и воздухоподогреватель.Парообразуюшие трубы, расположенные в выходном сечении топки(трубы притопочного пучка), вместе с лучистой энергией воспринимаюттакже теплоту конвекцией при проходе через них газов, покидаюшихтопку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
