Паровой котел. Паровым котлом называют теплообменный аппарат, предназначенный для превращения воды в пар заданных параметров за счет тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива.
Принцип действия парового котла определяется сущностью рабочих процессов, происходящих в нем. Рабочие процессы в паровых котлах протекают в воздушно-газовом тракте, в пароводяном тракте, и тесно взаимосвязаны друг с другом.
Существует два основных источника получения тепла в паровом котле: - непосредственное сжигание органического топлива в топке котла (основной способ). При этом образуется большой объем горячих продуктов сгорания (дымовых газов), которые являются теплоносителем, передающим теплоту нагреваемой и испаряемой воде и перегреваемому пару; - использование теплоты отработавших газов других типов тепловых двигателей: дизельного двигателя или газотурбинной установки.
Судовые паровые котлы можно классифицировать по следующим признакам: по назначению: — на главные, обеспечивающие паром главный двигатель (паровую турбину) и все потребители пара на ходу судна (корабля); — вспомогательные, обеспечивающие паром все потребители судна на стоянке при неработающих главных котлах, а также используемые для ввода в действие главных котлов.
На судах с ГТУ и ДЭУ вспомогательные котлы работают и на ходовых режимах для обеспечения паром всех потребителей судна; по способу использования: — на автономные, имеющие собственную топливную систему и систему подвода воздуха, и использующие для выработки пара теплоту продуктов сгорания, образующихся при сжигании органического топлива в топке; — утилизационные, использующие теплоту выхлопных газов ДЭУ или ГТУ; — комбинированные, в которых подогрев воды и ее испарение могут осуществляться как от собственной топливной и воздушной систем, так и от теплоты продуктов сгорания других типов ЭУ; по конструкции: — на водотрубные, в которых вода и пароводяная смесь движутся внутри труб, омываемых снаружи горячими газами; — огнетрубные, в которых горячие газы движутся внутри труб, омываемых снаружи водой; — комбинированные, имеющие в своем составе водотрубную и огнетрубную части; по принципу организации движения воды и пароводяной смеси: — на котлы с естественной циркуляцией (ЕЦ), в которых движение воды и пароводяной смеси по контуру циркуляции происходит за счет разности плотностей питательной воды и образующейся при испарении воды пароводяной смеси; — котлы с принудительной циркуляцией (ПЦ), в которых движение воды и пароводяной смеси в контуре циркуляции происходит за счет работы специального циркуляционного насоса.
В свою очередь паровые котлы с ПЦ по кратности циркуляции делятся на котлы: - прямоточные; - с принудительной циркуляцией малой кратности (ПЦ МК); - с многократной принудительной циркуляцией (МПЦ); по способу организации движения воздуха: — на котлы с вентиляторным дутьем (открытым и закрытым), в топке которых топливо сгорает при давлении, незначительно превышающем атмосферное, а подача воздуха в топку осуществляется котельным вентилятором; — котлы с компрессорным наддувом (высоконапорные котлы), в топке которых топливо сгорает при давлении, существенно превышающем атмосферное: 0,2 ÷ 0,4 МПа (2 ÷ 4 кгс/см2), а нагнетание воздуха в топку производится с помощью специального компрессорного агрегата; по типу используемого топлива: — на котлы, работающие на твердом топливе (уголь и угольная пыль); — котлы, работающие на жидком топливе (мазуты, дизельное топливо); — котлы, работающие на газообразном топливе (природные и синтетические газы); Для работы судовых и корабельных паровых котлов обычно применяется жидкое топливо: мазуты или (значительно реже) дизельные топлива.
В исключительных случаях на судах-газовозах с ПТУ могут использоваться паровые котлы с газовым отоплением, работающие на перевозимом судном газе. по расположению топочных устройств: — на котлы с однофронтовым отоплением, в которых топочные устройства располагаются на одном, переднем (со стороны обслуживания) фронте котла; — с двухфронтовым отоплением, в которых топочные устройства расположены на переднем и заднем фронтах котла; — с потолочным расположением топочных устройств; — с боковым расположением топочных устройств; Судовые паровые котлы также могут классифицироваться и по другим признакам, характеризующим их конструктивные особенности: — по типу применяемых поверхностей нагрева: испарительных пучков труб, экономайзера, воздухоподогревателя и пароперегревателя; — по наличию или отсутствию хвостовых поверхностей нагрева (экономайзеров и воздухоподогревателей); — по взаимному размещению поверхностей нагрева; — по количеству коллекторов; — по организации топочного процесса, и др. Как правило, в состав КТЭУ входит несколько котлоагрегатов.
Один или несколько котлоагрегатов, обеспечивающих выработку пара заданных параметров, вместе с обслуживающими их системами, вспомогательными механизмами и устройствами, называются судовой котельной установкой. 1.2.