Для обеспечения требуемых норм качества питательную воду подвергают различной обработке: фильтрации, деаэрации, дистилляции, электрохимическому и химическому обессоливанию и т. д.

Фильтрация воды и очистка конденсата от масла имеют особо важное значение для судов с паровыми поршневыми механизмами и для котлов дизельных танкеров, где имеется подогрев груза. Для очистки конденсата от масла применяют фильтры, установленные в теплых ящиках или на магистралях питательной воды и состоящие из кокса, люфы, махровой ткани, синтетических материалов (поролона) и т.д. Фильтрующий материал выбирают главным образом по его способности очищать воду от нефтепродуктов. Для этой же цели на некоторых судах теплый ящик имеет внутри ряд перегородок, образующих каскадное движение воды (рис. 1).

Рис. 1. Принципиальная схема теплого ящика судов типа "Вытегралес".

Конденсат отработанного пара по трубопроводу 3 поступает в верхнюю часть теплого ящика и прежде, чем попадет в фильтр 1 , проходит каскадный маслоотделитель 2. По перепускному патрубку 7 конденсат направляется в нижнюю часть теплого ящика, а оттуда по трубопроводу 5 к питательным насосам. В нижней части теплого ящика установлен змеевик 6 для охлаждения питательной воды. Существенным недостатком этой установки является подача добавочной воды в нижнюю часть теплого ящика 4. Это приводит к тому, что если вода в танках запаса содержит механические примеси, то они беспрепятственно попадают в питательную магистраль котла. Особенно интенсивные загрязнения теплого ящика и магистрали наблюдаются в плохую погоду, когда качка судна вызывает переход осадка в танках во взвешенное состояние.

Конденсат к теплому ящику подводится от подогревателей топлива и масла, как правило, через специальную контрольную цистерну, имеющую смотровое стекло для визуального наблюдения за качеством конденсата. В случае необходимости загрязненный конденсат может перепускаться в сточную цистерну. Пар из системы отопления и других потребителей, где нет опасности загрязнения, идет в конденсатор и оттуда конденсат поступает в теплый ящик.

Рис. 2. Конденсатно-питательная система судов типа "Иловайск".

Подвод конденсата от обогрева танков 2 (рис. 2) и других потребителей 3 возможен через охладитель 4 конденсата, если нет опасности загрязнений, минуя контрольную цистерну 12. В тех случаях, когда конденсат направляется через контрольную цистерну, он охлаждается специальным змеевиком, установленным в ней, по которому проходит забортная вода из той же магистрали 1, что и для охладителя конденсата. Кроме того, цистерна 12 расположена в теплом ящике 5 и частично теплота от нее отводится омывающей снаружи водой. Цистерна оборудована смотровым стеклом, патрубками слива нефтепродуктов 11 и осушения 10.

Питание котлов на этих судах может осуществляться автоматически через регуляторы питания (трубопроводы 7 ) или вручную по обводной системе 9. Питательные насосы 8 могут брать воду как из теплого ящика, так и непосредственно из танка. Для ввода в котел химических препаратов обработки воды в системе предусмотрен дозировочный бачок 6 вместимостью 10 л.

Рис. 3. Система охлаждения конденсата на судах типа "Игорь Грабарь".

На судах отдельных серий (преимущественно финской постройки) охладитель конденсата отсутствет, а его роль выполняет змеевик, установленный в теплом ящике (рис. 3). Пароконденсатная смесь от потребителей по трубопроводу 9 поступает в змеевик и только после этого попадает в ящик. В змеевике происходят конденсация остатков пара и охлаждение конденсата. Для охлаждения воды в теплом ящике установлены дополнительно два змеевика, прокачиваемые забортной водой. Подвод забортной воды (трубопровод 1) осуществляется из системы охлаждения главного и вспомогательного двигателей, температура ее на входе в теплый ящик составляет около 20 °С даже в зимнее время. Это приводит к тому, что вода в теплом ящике нагревается до 90 °С, а иногда и выше. Отводится забортная вода через трубу 3. Конденсат от подогрева топлива и масла по магистрали 6 подается через контрольную цистерну 5 , в случае загрязнения его предусмотрен слив 7 . Добавочная вода подается через трубу 8, а на случай переполнения теплого ящика предусмотрен перепуск 2 в танк. Для предотвращения избыточного давления в теплом ящике и контрольной цистерне они оборудованы воздушной трубой 4 .

Деаэрация воды производится с целью удаления растворенных в ней газов. Для СКУ главной задачей этого вида обработки является удаление из воды кислорода и углекислоты. Наиболее эффективный способ удаления растворенных газов из воды - десорбция . Он основан на известных законах Генри - Дальтона, характеризующих зависимость между концентрацией растворенного газа и его парциальным давлением. Концентрация растворенного в воде газа выражается уравнением

С Г = К Г Р Г = К Г (Р О -Р ВП)

где К Г - коэффициент абсорбции газа водой (растворимости); Р Г и Р ВП - парциальное давление газа и водяного пара, МПа; Р О - общее давление над поверхностью воды, МПа.

Из приведенного выражения видно, что концентрация газа в воде уменьшается при увеличении парциального давления водяных паров, чему способствует повышение температуры воды. От температуры воды существенно зависит и коэффициент абсорбции газа водой (растворимость в воде). На рис. 4 показана эта зависимость для кислорода и углекислоты,т. е. наиболее характерных газов для питательной воды СКУ.

Рис. 4. Зависимость растворимости углекислого газа (1) и кослорода (2) в воде от температуры.

Основным коррозионно-активным газом для судовых котлов является кислород. Выбор и использование эффективного способа обескислороживания питательной воды зависят от назначения и типа котельной установки, параметров пара, условий работы и принятой системы питания и водоподготовки, исходной и конечной концентраций растворенного в воде кислорода.

Кислород удаляют из воды десорбционными (физическими) и химическими методами. Применительно к СКУ десорбционный метод реализуется преимущественно на паротурбинных судах (главные котлы) с использованием термических деаэраторов. В деаэраторах вода нагревается до температуры кипения при одновременном распылении и удалении из нее газов. В соответствии с законами Генри и Дальтона (закон Дальтона является частным случаем закона Генри) условиями хорошей работы деаэратора являются нагревание воды до температуры кипения при давлении, поддерживаемом в аппарате, тонкое распыление и равномерное распределение воды по сечению деаэратора, удаление паровоздушной смеси из аппарата.

Для вспомогательных КУ большое распространение получили химические методы деаэрации , основанные на связывании кислорода в коррозионно-инертные вещества в результате окислительно-восстановительных процессов. В качестве восстановителей используют такие реагенты, как сульфит натрия, гидразин.

Обработка воды сульфитом натрия основана на реакции окисления сульфита растворенным в воде кислородом.

Интенсивность реакции зависит от температуры воды и водородного показателя. Наиболее благоприятные условия для ее протекания существуют при температуре воды не менее 80 °С и pH≤8.

Обескислороживание воды гидразином осуществляется с применением преимущественно гидразингидрата N 2 H 4 ·H 2 O, который активно взаимодействует с кислородом, не увеличивая при этом солесодержание воды.

В зарубежной практике используют химические реагенты на основе гидразина с введением катализаторов. Так, в Германии активированный гидразин имеет товарное наименование левоксина, а фирма „Дрю Амероид" (США) выпускает подобный препарат с названием амерзин. Интенсивность обескислороживания гидразином значительно выше, чем при сульфитировании, и быстро увеличивается при повышении температуры воды. В обоих случаях препараты вводят в питательную воду, и температурный режим контролируют по воде в теплом ящике.

Гидразин, вводимый в питательную воду, взаимодействует с оксидами железа и меди, присутствующими в воде и на поверхности металла.

В котловой воде и в пароперегревателях избыток гидразина разлагается с образованием аммиака.

При использовании гидразингидрата необходимо учитывать его свойства. Гидразингидрат - бесцветная жидкость, легко поглощающая из воздуха кислород, углекислоту и водяные пары, хорошо растворим в воде. Гидразин токсичен, а при концентрации более 40% - горюч. При обращении с ним следует строго соблюдать соответствующие правила безопасности труда.

Ионообменную обработку питательной воды производят с целью снижения ее жесткости и предотвращения таким образом накипеобразования в котле. В зависимости от типа применяемых материалов для ионного обмена процесс, происходящий в ионообменном фильтре, может быть катионным и анионным.

В судовой практике чаще всего применяют метод катионирования , сущность которого заключается в замене накипеобразующих ионов Са 2+ , Mg 2+ ионами Na + или Н + при фильтрации жесткой воды через особые материалы, склонные к ионному обмену.

При истощении фильтра катионит подвергается регенерации пропусканием через него 5-10 %-ного раствора поваренной соли для Na-катионита или 2 %-ного раствора серной кислоты для Н-катионита со скоростью 7-10 м/ч. В результате регенерации ионы Са 2+ и Mg 2+ вновь заменяются катионами Na или Н. Регенерация производится, как правило, ежесуточно продолжительностью около 1 ч.

Наиболее распространены Na-катионитовые фильтры. Фильтрующими материалами могут быть естественные (глауконит - минерал, водный алюмосиликат железа и калия сложного химического состава, имеющий зеленоватый оттенок) и искусственные (сульфоуголь).

При Na-катионировании жесткость воды уменьшается, но растет щелочность вследствие образования едкого натра и отпадает необходимость вводить дополнительную щелочь. Однако если обработке Na-катионированием подвергается вода с большой жесткостью, то в котле может появиться избыток щелочи и привести к щелочной коррозии.

Для предотвращения образования избытка щелочи целесообразно использовать смешанное (параллельное или последовательное) катионирование, пропуская воду через Na и Н-катионитовые фильтры.

Сложность оборудования, большие размеры, а также необходимость иметь на судне материалы регенерации являются причинами ограниченного применения этого метода водообработки на судах.

Применительно к малым установкам использование сложных схем водообработки экономически нецелесообразно. В этих случаях рациональное решение проблемы водоподготовки может быть достигнуто путем применения простых и дешевых средств, к числу которых могут быть отнесены физические методы обработки воды (ультразвуковой, электростатический, магнитный и т. д.).

Ввиду простоты применяемых устройств и удобства эксплуатации большое применение находит магнитный метод обработки . В составе отечественного флота этот способ используют на судах типов „Беломорсклес", „Ленинская гвардия", „Игорь Грабарь", „Муром", имеющих магнитные фильтры (постоянные магниты) на магистралях питательной воды.

Как показывает практика эксплуатации магнитных устройств, вода, обработанная в магнитном поле, значительно уменьшает свои накипеобразующие свойства. При этом наблюдается интенсивное разрушение прочных накипных отложений, образовавшихся до применения магнитного метода водоподготовки.

Основная цель магнитного метода водообработки - изменить условия кристаллизации накипеобразователей и обеспечить их выпадение не на поверхности нагрева, а в виде шлама в объеме воды, поступающей в котел. Поэтому результаты применения этого метода в основном зависят от эффективности устройств и мероприятий, обеспечивающих своевременное удаление взвешенных частиц из объема воды. В котле скапливается илообразная масса, которая легко может удаляться продуванием его.

Применение магнитной обработки воды не требует систематического введения химических реактивов внутрь котла.

Исключает регулярное использование водокоррекционных препаратов и ультразвуковая обработка . Приборы ультразвуковой обработки есть и на судах отечественного флота. Например, на судах типа „Красноград", „Краснокамск", „Айнажи" установлены на котлах приборы системы „Крустекс" (Англия). Следует иметь в виду, что эти приборы воздействуют не на воду, а служат для разрыхления уже образующихся отложений. Они предотвращают скопление накипи на поверхностях нагрева, но не препятствуют ее образованию. Разрыхление накипи способствует удалению ее при продувании котла.

0

Питательная система замыкает паросиловой цикл котел - турбина, обеспечивая возможность возвращения отработавшего пара в котел в виде питательной воды. В этой системе имеется четыре главных элемента: котел, турбина, конденсатор и питательный насос. В котле вырабатывается пар, который подается в турбину, и после того, как пар израсходует энергию, он направляется в конденсатор. Там пар превращается в воду (конденсат), которая подается питательным насосом в котел.

Практически в систему включается еще целый ряд элементов, таких как сточная цистерна, куда спускается конденсат из конденсатора и благодаря которому обеспечивается некоторый напор на входе в питательный насос. Для компенсирования утечки воды из системы или для создания некоторого избытка питательной воды в системе предусматривается компенсационный бачок. Если питательная система обслуживает вспомогательный котел, например, на теплоходе, то сточная цистерна или теплый ящик сообщается с атмосферой. Такая система называется открытой. У водотрубных котлов высокого давления питательная система ни в какой своей части не сообщается с атмосферой, и такая система называется закрытой.

ОТКРЫТАЯ ПИТАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Схема открытой питательной системы для вспомогательного котла показана на рис. 5.1. Отработавший пар из различных вспомогательных механизмов конденсируется в конденсаторе, который охлаждается забортной водой. Давление в конденсаторе может поддерживаться атмосферным или чуть ниже атмосферного. Конденсат из него стекает в теплый ящик, оборудованный фильтрами. Если конденсатор работает при небольшом вакууме, то для подачи воды в теплый ящик используется конденсационный насос. В теплый ящик может также поступать конденсат из систем, в которых он может загрязниться, например из топливоподогревателей, из системы подогрева топлива в цистернах и т. д. Загрязненный конденсат может быть обнаружен или на выходе из охладителя конденсатов, или по наблюдениям за контрольной цистерной.

Рис. 5.1. Открытая питательная система:

1 - питательная цистерна; 2 - трубопровод для слива избыточной воды: 3 - теплый ящик с фильтрами; 4 - конденсатор; 5-вентили для подачи пара к механизмам и устройствам;

6 - регулятор питательной воды; 7 - котел; 8 - вспомогательный питательный насос; 9 - главный питательный насос; 10 - подогреватель питательной воды

Контрольная цистерна, если она установлена, позволяет осуществлять такое наблюдение, и если обнаруживается появление загрязненного конденсата, он направляется в цистерну загрязненных сточных вод. В теплом ящике установлены дефлекторы для предварительного отделения масла или топлива от конденсата или питательной воды. Затем для завершения очистки вода пропускается через угольные или матерчатые фильтры. Избыток воды из теплого ящика перепускается в цистерну питательной воды, откуда при необходимости будет пополняться питательная система. Вода из теплого ящика забирается главным и вспомогательным питательными насосами. В главной питательной системе может быть установлен подогреватель питательной воды. Подогреватель может быть поверхностного типа, в котором производится только подогрев воды, и контактного типа, где кроме подогрева воды происходит и ее деаэрация. Деаэрация - это процесс удаления из питательной воды воздуха, содержащего кислород, наличие которого может вызвать коррозионные процессы в котле. Для регулирования подачи воды в котел и поддержания в нем необходимого уровня устанавливают регулятор питательной воды.

Описанная выше система является типовой, и для каждой конкретной установки в ней могут быть некоторые различия.

ЗАКРЫТАЯ ПИТАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

На рис. 5.2 показана схема закрытой питательной системы водотрубного котла высокого давления, снабжающего паром главную паровую турбину.

Пар из турбины поступает в конденсатор, где поддерживается высокий вакуум. Здесь применяется конденсатор регенеративного типа, в котором конденсация осуществляется с минимальным перепадом температур. Конденсатный насос откачивает конденсат из конденсатора и подает его к воздушному эжектору.

Проходя через эжектор, конденсат подогревается. Воздушный эжектор, служащий для откачки воздуха из конденсатора, представляет собой пароструйный эжектор.

Рис. 5.2. Закрытая питательная система:

1 - цистерна питательной воды; 2 конденсатные насосы; 3- конденсатор; 4 - трубопровод для воздуха и газов; 5 - воздушный эжектор; 6 - конденсатор системы уплотнения; 7 - рециркуляционная труба; 8- вентили для подачи пара к механизмам и устройствам; 9 - охладитель дренажных конденсатов; 10 - подогреватель низкого давления; 11- экономайзер; 12 - котел; 13 - пароперегреватель; 14 - подогреватель высокого давления; 15 - питательные насосы; 16 - деаэратор; 17-дренажный насос; 18 - атмосферная сточная цистерна

Затем конденсат пропускается через конденсатор системы уплотнения, где он подогревается дополнительно. В этом конденсаторе конденсируется пар из системы уплотнения турбины, и конденсат из него стекает в сточную цистерну. Далее конденсат главной системы проходит через подогреватель низкого давления, который питается паром из отбора турбины. Применение всех вышеперечисленных подогревателей улучшает к. п. д. установки за счет регенерированной теплоты, а увеличение при этом температуры воды способствует ее деаэрации.

В деаэраторе происходит непосредственный контакт питательной воды с паром, где они фактически смешиваются. При смешивании вода подогревается, из нее выходят все растворенные газы, в частности кислород. Нижняя часть деаэратора представляет собой емкость, откуда вода забирается непосредственно одним из питательных насосов, подающих воду в котел.

Вода после этого поступает к подогревателю питательной воды высокого давления, затем к экономайзеру, а оттуда - в паровой коллектор. В системе имеется соединенная с атмосферой сточная Цистерна для слива в нее избыточной питательной воды и питательная.цистерна, откуда при недостатке воды будет пополняться питательная система. В сточную цистерну также поступает конденсат от многих вспомогательных систем, таких как система уплотнения турбин, конденсат отработавшего рабочего пара воздушных эжекторов и т. д. Для обеспечения прохождения питательной воды через воздушный насос и конденсатор системы уплотнения на режимах небольшой мощности и во время маневрирования судна в системе предусмотрена рециркуляционная перемычка.

Данная схема также является типовой, и для каждой конкретной установки в ней могут быть некоторые различия.

ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ПИТАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Система предназначена для воспроизведения пара из конденсата от вспомогательных механизмов и устройств, может выполняться как отдельно - в виде открытой или закрытой системы, так и заодно с главной питательной системой, составляя ее часть.

В тех случаях, например, когда у палубных механизмов применяется паровой привод, для конденсации отработавшего пара используют конденсатор, работающий при давлении, близком к атмосферному (рис. 5.3). Конденсат конденсатным насосом подается к воздушному эжектору, пройдя через который, вода поступает в главную питательную магистраль между конденсатором уплотнительной системы и охладителем дренажных конденсатов. Для работы на малой мощности предусмотрена рециркуляция, а для регулирования уровня воды в конденсаторе имеется регулятор уровня.

Рис. 5.3. Вспомогательная питательная система:

1 - регулятор уровня; 2- рециркуляционная труба; 3 - вспомогательный конденсатор; 4 - воздушный эжектор 5 - конден-сатный насос; 6 - охладитель дренажных конденсатов; 7 - конденсатор системы уплотнения; I - подвод отработавшего пара от вспомогательных механизмов и устройств

Рис. 5.4. Питательная система парогенератора:

1 - подогреватель питательной воды; 2 - парогенератор; 3 - трубопровод для пара низкого давления; 4 - вентили для подачи пара к вспомогательным механизмам и устройствам; 5 - цистерна загрязненных конденсатов; 6 - питательные насосы; I- спуск конденсата в главную питательную систему; II - подвод пара

Если в установке существует опасность загрязнения питательной воды, для парогенератора может быть создана отдельная система (рис. 5.4). Пар низкого давления из парогенератора подается для различных судовых нужд, таких, например, как подогрев топлива, а конденсат возвращается в теплый ящик. Питательными насосами вода подается к подогревателю питательной воды, который одновременно служит охладителем конденсата, полученного от подогревающего пара парогенератора. Отсюда вода поступает непосредственно в парогенератор.

Многими фирмами выпускаются питательные системы в модульном исполнении, т. е. на едином фундаменте монтируются различные элементы системы. Иногда там размещается весь комплект механизмов и устройств или некоторая его часть.

ЭЛЕМЕНТЫ ПИТАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Конденсатор. Это теплообменный аппарат, в котором от отработавшего пара отнимается скрытая теплота, в результате чего пар превращается в конденсат, направляемый обратно в котел. Конденсация должна осуществляться с минимальным переохлаждением, т. е. температура конденсата должна минимально отличаться от температуры пара. Конденсатор устроен таким образом, что из него удаляются различные газы и пары, которые выделяются при конденсации водяного пара.

На рис. 5.5 показан вспомогательный конденсатор. Круглый в сечении корпус закрыт с обеих сторон крышками, устроенными так, что забортная вода в конденсаторе совершает два хода. В водяных полостях крышек установлены протекторы, необходимые для предохранения от электрохимической коррозии. Пар в конденсатор поступает сверху в центральной части корпуса и через окна во входной коробке, расположенной под кожухом, разделяется на два потока. Пар конденсируется на поверхности трубок, через которые проходит забортная вода. Для крепления трубок в середине конденсатора по длине устроена диафрагма, которая в свою очередь крепится при помощи анкерных болтов. Конденсат накапливается в отстойнике, находящемся под пучками водяных трубок. Предусмотрена откачка воздуха, газов и паров, выделяющихся при конденсации водяного пара.

Главные конденсаторы, работающие совместно с главными паровыми турбинами, это конденсаторы регенеративного типа. Часть пара в них проходит сквозь трубки и соприкасается с конденсатом в отстойнике. Конденсат, таким образом, имеет одинаковую c паром температуру, благодаря чему повышается к. п. д. конденсатора. На рис. 5.6 показан один из проектов регенеративного конденсатора. В центре его имеется канал, по которому пар проходит к отстойнику и, конденсируясь, подогревает конденсат.

Рис. 5.5. Вспомогательный конденсатор:

1 - патрубок возврата конденсата; 2 - протекторы; 3 - лаз со смотровым люком; 4 - анкерный болт; 5 - входная водяная коробка; 6 - фланец подвода циркуляционной воды; 7 - смотровые лючки; 8 - фланец отвода воды; 9 - заглушенный штуцер; 10 - кожух на входе пара в конденсатор; 11 - патрубок входа влажного пара; 12 - патрубок от клапана верхнего продувания котла; 13, 27 - патрубки для термометра; 14. 30 - патрубки для крана щелочных добавок; 15 - воздушный кран; 16 - патрубок для вакуумметра; 17 - водяная коробка; 18 - запасной паровой патрубок; 19 - корпус конденсатора; 20 - водомерное стекло; 21- отстойник; 22 - патрубок отвода воздуха; 23 - диафрагма; 24 - трубная доска; 25 разделяющая перегородка; 26- спускная пробка; 28 - патрубок клапана спуска; 29 пат рубок выхода конденсата

рис. 5.6. Конденсатор регенеративного типа:

1 - трубки; 2 - корпус конденсатора; 3- патрубок отсоса газов и воздуха; 4 - отводящая перегородка; 5 - центральный канал; 6 - уровень конденсата; I - отработавший пар; II - пар к конденсатному насосу отвода

Для выделяющихся газов и паров имеются перегородки. В трубных досках с обеих сторон установлено множество трубок, опирающихся на промежуточные опоры. Заборная вода в трубках совершает два хода.

Конденсатный насос. Этот насос предназначен для откачки воды из конденсатора, в котором поддерживается вакуум. На выходе из насоса создается напор для подачи воды в деаэратор или к питательному насосу. По конструкции конденсатные насосы, как правило, центробежные, двухступенчатые, с вертикальным валом. Устройство насосов описано в гл. 6. Для нормальной работы этих насосов необходим определенный минимальный напор на всасывании, а также некоторый контролируемый уровень конденсата в конденсаторе. В первую ступень насоса поступает вода, которая почти кипит в условиях вакуума, существующего во всасывающей трубе. Во вторую ступень вода поступает уже с некоторым положительным давлением, а на выходе из второй ступени вода имеет заданное давление.

В конденсаторах, где уровень конденсата может колебаться или если отстойник почти сухой, можно применять саморегулирующиеся конденсатные насосы. Саморегуляция в них происходит во время кавитации, возникающей, когда напор на всасывании падает до очень малого значения. Кавитация представляет собой процесс возникновения и разрушения пузырьков пара, в результате которого подача насоса падает до нуля. По мере повышения напора на всасывании кавитация исчезает, и насос снова начинает подавать воду. При кавитации, как правило, возникают различные повреждения (см. гл. 11), но при низком давлении, существующем в конденсатных насосах, повреждений не наблюдается. Кроме того, крыльчатку насоса можно сконструировать так, что будет происходить сверхкавитация, т. е. разрушение пузырьков после выхода их c крыльчатки.

Воздушный эжектор. С помощью воздушного эжектора отсасываются воздух и пары, которые выделяются из конденсирующегося в конденсаторе пара. Если не удалять воздух из системы, то в котле может возникнуть коррозия. Кроме того, наличие воздуха в конденсаторе осложняло бы процесс конденсации и приводило к созданию в нем противодавления, из-за которого потребовалось бы увеличить давление пара на выходе из турбины, что приводит к снижению термического к. п. д.

На рис. 5.7 показан сдвоенный двухступенчатый воздушный эжектор. На первой ступени этот пароструйный эжектор действует как насос, отсасывая воздух и газы из конденсатора. Затем паровоздушная смесь поступает в конденсирующую часть, где циркулирует питательная вода. Питательная вода подогревается, а большая часть паров конденсируется. Конденсат отсюда спускается в главный конденсатор, а пары и газы проходят во вторую ступень эжектора, где процесс повторяется. Оставшиеся после прохождения этой ступени воздух и газы через вакуумный обратный клапан выпускаются в атмосферу.

Рис. 5.7. Воздушный эжектор:

1-завальцованные концы труб: 2 - дистанционная трубка: 3 - анкерный болт; 4 - конденсатор первой ступени; 5 - корпус конденсатора; 6 - скользящая опора; 7 - паровое сопло первой ступени; 8 - соплодержатель; 9 - паровое сопло второй ступени; 10 - разделяющая перегородка: 11-конденсатор второй ступени; 12 - трубки конденсатора; 13 - перегородка водяного ящика; I, II - вход и выход воздуха: III, IV - вход и выход охлаждающей воды

Рис. 5.8. Охладитель дренажных конденсатов:

1 - крышка коробки; 2 - распределительная коробка, 3 - воздушный кран: 4 - предохранительный клапан; 5 - манометр; 6 - U-образные трубки; 7 - анкерные болты; 8 - опорная лапа; 9 - корпус; 10 - диафрагмы; 11- спускной клапан; 12 - разделительные перегородки; I - выход конденсата; II - вход пара; III, IV - выход и вход питательной воды

Питательная вода в обеих ступенях циркулирует через U-образные трубки. В каждой ступени имеется по два эжектора, хотя для удовлетворительной работы установки достаточно работы одного из них.

Теплообменные аппараты. Конденсатор системы уплотнения, охладитель дренажных конденсатов и подогреватель питательной воды низкого давления - все это теплообменные аппараты трубчатого типа. В каждом из них тем или иным способом отбирается теплота от отработавшего пара и благодаря этому нагревается питательная вода, циркулирующая в трубках аппарата.

В конденсатор системы уплотнения турбин поступают пар, газы и воздух, которые охлаждаются водой, и пар при этом конденсируется. Конденсат возвращается в систему через петлевой водяной затвор или конденсационный горшок, а оставшиеся воздух и газы выпускаются в атмосферу. Питательная вода в теплообменнике протекает по U-образным трубкам.

Отработавший пар от различных вспомогательных механизмов и устройств поступает в охладитель дренажных конденсатов, в котором пар конденсируется, и конденсат возврашается в питательную систему.

1 -вода; 2 - пар; 3- водяные струи; 4 - крышка горловины; 5 - патрубок воздушной трубы; 6 - входной водяной коллектор; 7 - форсунки; 8 - перегородка верхней водоохладительной камеры; 9 - перегородка нижней водоохладительной камеры; 10 - направляющий конус; 11 - конусы деаэратора; 12 - корпус; 13 - направляющая; 14 - крышка лаза; 15 - лапы; I- слив воды; II - подвод пара; III- подвод воды.

Циркуляционная питательная вода проходит в аппарате по прямым трубкам, закрепленным в трубных досках. Диафрагмы и перегородки служат для направления потока пара в аппарате и одновременно для крепления трубок (рис. 5.8).

В подогреватель питательной воды низкого давления обычно поступает пар из отбора турбины низкого давления. Подогрев питательной воды способствует процессу деаэрации. Благодаря отбору пара из турбины низкого давления не только улучшается термический к. п. д. установки, но и можно уменьшить высоту лопаток последних ступеней, так как уменьшается масса парового потока. В этих аппаратах могут применяться как прямые, так и U-образные трубки, а в водяной части трубки могут быть одно- и многопроходными.

Деаэратор. В деаэраторе завершается процесс удаления воздуха и паров из питательной воды, начавшийся в конденсаторе. В то же время деаэратор служит и подогревателем питательной воды, но в нем вода и подогревающий пар вступают в непосредственный контакт. Питательная вода подогревается до температуры, близкой к температуре кипения, при которой из нее выделяются все растворенные в ней газы, и эти газы тут же удаляются.

На рис. 5.9 показана одна из конструкций деаэратора. Питательная вода подается в деаэратор через несколько распылителей. Распыленная вода имеет очень большую поверхность соприкосновения с подогревающим паром. Большая часть воды падает сверху на поверхность верхнего конуса, где продолжается процесс подогревания ее паром. Затем вода попадает в центральный канал и выходит из него через небольшое отверстие, которое - выполняет роль эжектора, всасывающего пар вместе с водой. Питательная вода и конденсат рабочего пара скапливаются в накопителе, составляющем нижнюю часть деаэратора. Рабочий пар поступает в деаэратор, проходит через него, нагревая питательную воду, и, превратившись в конденсат, смешивается с питательной водой. Выделившиеся газы через патрубок воздушной трубы выходят в конденсатор паровоздушной смеси. Пар, попавший туда вместе с воздухом, конденсируется и возвращается в систему. В трубках конденсатора паровоздушной смеси циркулирует питательная вода, и оттуда она сразу поступает в деаэратор.

Температура питательной воды в деаэраторе очень близка к температуре пара при существующем в деаэраторе давлении, и поэтому возможно при каком-либо падении давления мгновенное превращение воды в пар. Это может привести к «загазованности», т. е. к образованию пара во всасывающей части питательного насоса. Чтобы избежать этого, деаэратор располагают в верхней части машинного отделения, обеспечивая тем самым определенный положительный напор на входе в питательный насос. Но иногда непосредственно на выходе из деаэратора устанавливается откачивающий или бустерный насос.

Питательный насос. Предназначен для создания давления питательной воды, при котором она поступает в котел. Для вспомогательных котлов, потребляющих небольшое количество питательной воды, в качестве питательного может применяться поршневой насос с паровым приводом. Насос такого типа описывается в гл. 6. Насосом другого типа, который часто применяется в агрегатной котельной установке, является электропитательный насос. Это многоступенчатый центробежный насос с приводом от электродвигателя постоянного тока.

В установках с водотрубными котлами высокого давления применяются питательные насосы с турбинным приводом. Показанный на рис. 5.10 двухступенчатый горизонтальный центробежный насос, приводимый в действие активной турбиной, помещается в общем с ней корпусе. Пар к турбине поступает непосредственно от котла и выходит в магистраль, из которой пар может быть направлен для подогрева воды. Подшипники насоса смазываются фильтрованной водой, которая отбирается после первой ступени насоса. На насосе установлены регулятор для поддержания заданного давления и предельный выключатель, срабатывающий при превышении частоты вращения.

Рис. 5.10. Питательный насос с турбинным приводом:

1 - выходной паровой фланец; 2- гнездо вестового клапана; 3- расцепляющий механизм регулятора предельной частоты вращения; 4- турбинный диск; 5 - стяжной болт вала турбины; 6 - сменная крышка, 7 - муфта Хирса; 8 - перегородка; 9 - сопловая коробка; 10- патрубок к манометру давления в сопле; 11 - трубка Вентури; 12 - нагнетательный водяной патрубок; 13 - груз регулятора предельной частоты вращения; 14 - вал; 15 - уравновешивающий поршень; 16 - кольцевая секция; 17 - рабочие колеса насоса; 18-патрубок к манометру давления воды на приемном водяном патрубке; 19 - канал к уравновешивающему поршню; 20 - приемный водяной патрубок; 21 - водозаборник; 22 - рычаг взведения регулятора предельной частоты вращения; 23 - рукоятка экстренного выключения

Подогреватель питательной воды высокого давления. Подогреватель трубчатого типа и служит для дополнительного подогрева питательной воды перед входом в котел. Поскольку давление воды после питательного насоса повышается, появляется возможность дополнительного подогрева воды без ее вскипания. Поступающая в подогреватель вода циркулирует по U-образным трубкам, омываемым подогревающим паром. Имеются диафрагмы, служащие для крепления трубок и для направления потока пара внутри аппарата. Для обеспечения полной конденсации пара установлен конденсационный горшок. В качестве подогревающего используется пар из отбора турбины.

Обслуживание питательной системы. Во время непрерывного действия установки на рабочем режиме необходимо соблюдать равенство масс вводимой в котел питательной воды и выходящего из него пара, при этом уровень воды в котле должен поддерживаться в пределах нормы.

В водяных полостях крышек конденсатора, где проходит забортная вода, установлены протекторы из низкоуглеродистой стали. Их нужно периодически заменять. В то же время производится осмотр трубок с целью обнаружения эрозии, которая может возникнуть, если скорость циркуляции будет очень высокой. Утечка в водяных трубках может привести к загрязнению питательной воды, поэтому при малейшем подозрении о наличии утечки необходимо конденсатор подвергнуть испытанию. В гл. 7 приводится объем и содержание работ при испытании конденсаторов.

Необходимо регулярно проверять исправность уплотнений конденсатных насосов во избежание попадания воздуха в систему. Для насосов всех типов небольшая протечка воды через уплотнительное устройство, способствующая смазке подшипника и сальника, является допустимой и нормальной.

У воздушного эжектора снижается эффективность работы, если на его сопле появляется налет или следы эрозии, поэтому сопла эжектора следует регулярно осматривать и при необходимости заменять. Также нужно периодически проверять герметичность корпуса эжектора и плотность закрытия вакуумного клапана.

Следует периодически проверять, нет ли утечек в теплообменных аппаратах и следить за чистотой теплообменных поверхностей.

Пуск питательных насосов с турбинным приводом должен производиться при закрытом нагнетательном клапане, чтобы давление в нагнетательном трубопроводе резко поднялось и гидравлически уравновесилось с давлением в котле. Турбинные приводы насосов перед работой должны быть прогреты при открытых клапанах спуска и переводятся на работу после закрытия спускных клапанов. Необходимо регулярно проверять исправность действия регулятора предельной нагрузки. Также необходимо контролировать осевые зазоры в турбине, для чего применяются специальные щупы.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Изобретение предназначено для докотловой очистки питательной воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Теплый ящик содержит аккумуляторную полость, полость грязных конденсатов, полость очищенных конденсатов, снабженную переливной кромкой в верхней части и сообщающуюся с аккумуляторной полостью, полость сбора нефтепродуктов, полость отстоя нефтепродуктов, снабженную переливной трубой нефтепродуктов, верхняя оконечность которой размещена выше поверхности раздела сред полости очищенных конденсатов, а нижняя сообщена с полостью сбора нефтепродуктов, механические и коалесцирующие фильтры, приемную полость добавочной воды и примыкающие к внутренней стенке приемной полости добавочной воды две буферные выгородки добавочной воды. Над приемной полостью добавочной воды установлен корпус гидрозатвора, к которому присоединен патрубок подвода добавочной воды и вентиляционное приспособление. Горизонтальный участок днища корпуса выполнен с шириной и длиной в плане менее 0,1 ширины корпуса теплого ящика и сопряжен со своими боковыми стенками подъемными участками днища с углом наклона более 15°. Переливная труба гидрозатвора верхней оконечностью размещена в днище корпуса гидрозатвора на уровне не ниже 100 мм от горизонтального участка днища, а нижней оконечностью - в приемной полости добавочной воды на уровне ниже середины высоты корпуса теплого ящика. Подъемный участок колена гидрозатвора выполнен с высотой не менее половины высоты корпуса теплого ящика, своей нижней оконечностью сообщен с внутренней полостью корпуса гидрозатвора на уровне ниже 50 мм от верхней оконечности переливной трубы гидрозатвора, а опускной участок колена гидрозатвора сообщен с аккумуляторной полостью. Полость очищенных конденсатов размещена между аккумуляторной полостью и полостью отстоя нефтепродуктов. Нижняя оконечность переливной трубы нефтепродуктов полости отстоя нефтепродуктов расположена над днищем полости сбора нефтепродуктов, а верхняя оконечность свободного среза переливной трубы нефтепродуктов расположена выше уровня вогнутого участка переливной кромки разделительной стенки и оснащена установленным снаружи нее протяженным цилиндрическим патрубком с внутренним диаметром более 2-3 диаметров переливной трубы нефтепродуктов. Отстояние верхней оконечности среза этого патрубка от вогнутого участка переливной кромки разделительной стенки превышает в 2,5-3 раза отстояние от последнего верхней оконечности свободного среза переливной трубы нефтепродуктов, а нижняя оконечность этого патрубка оснащена фланцем, боковые поверхности которого с наклоном вниз составляют относительно горизонта угол, превышающий 15°. Изобретение обеспечивает повышение надежности котельной установки. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к сборникам грязных и чистых конденсатов отработанного пара и добавочной воды, и может быть использовано в судовых и стационарных котельных установках с паровыми котлами.

Известен теплый ящик котельной установки, содержащий аккумуляторную полость, ограниченную корпусом, патрубки подвода чистого и грязного конденсатов и добавочной воды и отвода питательной воды и нефтепродуктов, механические и коалесцирующие фильтры, подогреватель добавочной воды, полости отстоя и отвода нефтепродуктов (см. Сень Л.И., Тихомиров Г.И. Способ докотловой обработки вод в теплом ящике котельной установки и устройство для его осуществления. Патент RU №2088841, Бюл. №24 от 27.08.97).

Недостатками известного теплого ящика являются: отвод нефтепродуктов вручную по результатам наблюдения уровня раздела сред через смотровое стекло; конструктивная сложность подогревателя добавочной воды; "залповый" отвод питательной воды приводит к заполнению освобождающегося пространства аккумуляторной полости теплого ящика атмосферным воздухом, что способствует его растворению в воде с усилением коррозионных процессов оборудования с водяной стороны.

Известен теплый ящик для докотловой очистки питательной воды, являющийся прототипом (см. Сень Л.И. Оптимизация технико-экономических решений при проектировании и эксплуатации котельных установок малой мощности. Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2004, 146 с., стр.80-83), включающий корпус с боковыми стенками, передней и задней торцевыми стенками корпуса, днищем и крышкой, содержащий аккумуляторную полость; патрубки подвода добавочной воды (поз.3), чистого и грязного конденсатов (поз.2) и отвода питательной воды и нефтепродуктов; полость грязных конденсатов (поз.3) (в описании она поименована приемной полостью); полость очищенных конденсатов (ограничена перегородками 8 и 11), снабженную переливной кромкой в верхней части и сообщающуюся с аккумуляторной полостью; полость сбора нефтепродуктов (поз.14); полость отстоя нефтепродуктов (поз.9), снабженную переливной трубой нефтепродуктов, верхняя оконечность которой размещена выше поверхности раздела сред полости очищенных конденсатов, а нижняя сообщена с полостью сбора нефтепродуктов; а также встроенные в полости механические и коалесцирующие фильтры и подогреватель добавочной воды (поз.4).

Недостатками известного теплого ящика-прототипа являются:

Подогреватель добавочной воды обеспечивает недостаточный подогрев ее вследствие размещения его вне аккумуляторной полости, особенно при "залповом" подводе добавочной воды, что снижает эффективность деаэрации добавочной воды;

- "залповый" отвод питательной воды приводит к заполнению освобождающегося пространства аккумуляторной полости атмосферным воздухом, что способствует его растворению в воде с усилением коррозионных процессов оборудования с водяной стороны;

Качка судна с установленным теплым ящиком или негоризонтальная установка теплого ящика в стационарных условиях затрудняет отвод углеводородов через переливную трубу нефтепродуктов в полость сбора нефтепродуктов и может приводить к переливу нефтепродуктов из полости отстоя в полость очищенных конденсатов через верхнюю кромку полости отстоя нефтепродуктов или через нижнюю кромку сообщающихся полостей отстоя нефтепродуктов и очищенных конденсатов с дальнейшим поступлением нефтепродуктов в аккумуляторную полость и питательную воду.

Таким образом, в теплом ящике-прототипе не обеспечивается высокая эффективность нагрева и деаэрации добавочной воды, особенно при "залповых подводах добавочной воды и отводах питательной воды, и недостаточная надежность отвода углеводородов из питательной воды, что в конечном итоге снижает надежность работы котельной установки.

Технической задачей предлагаемого теплого ящика для докотловой очистки питательной воды является устранение указанных недостатков, а именно получение питательной воды высокого качества независимо от качки судна или негоризонтальной установки теплого ящика, что обеспечивает повышение надежности работы котельной установки.

Это достигается тем, что в известном теплом ящике для докотловой очистки питательной воды, включающем корпус с боковыми стенками, передней и задней торцевыми стенками корпуса, днищем и крышкой; содержащий аккумуляторную полость; патрубки подвода добавочной воды, чистого и грязного конденсатов и отвода питательной воды и нефтепродуктов; полость грязных конденсатов; полость очищенных конденсатов, снабженную переливной кромкой в верхней части и сообщающуюся с аккумуляторной полостью; полость сбора нефтепродуктов; полость отстоя нефтепродуктов, снабженную переливной трубой нефтепродуктов, верхняя оконечность которой размещена выше поверхности раздела сред полости очищенных конденсатов, а нижняя сообщена с полостью сбора нефтепродуктов; а также встроенные в полости механические и коалесцирующие фильтры, в отличие от него, заявляемый дополнительно оборудован приемной полостью добавочной воды, размещенной вдоль задней торцевой стенки корпуса и ограниченной внутренней стенкой этой полости, сообщающейся с патрубком подвода добавочной воды и имеющей поверхность раздела сред, воздушное пространство которой сообщено с атмосферой; а также примыкающими к внутренней стенке приемной полости добавочной воды двумя буферными выгородками добавочной воды, встроенными в корпус теплого ящика вдоль его боковых стенок, вертикально ориентированными, ограниченными соответственно этими боковыми стенками и противоположными им внутренними стенками каждой из выгородок добавочной воды, которые в нижней части посредством поддона сопряжены с боковыми стенками корпуса над днищем корпуса, а в верхней части имеют переливную кромку, расположенную ниже уровня переливной кромки полости очищенных конденсатов. Полость грязных конденсатов ограничена передней торцевой стенкой корпуса, противоположной ей внутренней стенкой этой полости, нижний торец которой отстоит от днища корпуса на уровне упомянутого поддона, одной из боковых стенок корпуса и противоположной, относительно этой боковой стенки корпуса, перегородкой, нижний торец которой также отстоит от днища корпуса на уровне поддона, отделяющей полость грязных конденсатов от смежной, симметрично расположенной, относительно нее, в корпусе теплого ящика полости чистых конденсатов, соответственно ограниченной этой перегородкой, противоположной, относительно перегородки, другой боковой стенкой корпуса, передней торцевой стенкой корпуса и противоположной, относительно передней торцевой стенки корпуса, внутренней стенкой этой полости, нижний торец которой также отстоит от днища корпуса на уровне поддона; при этом к полостям соответственно грязных и чистых конденсатов подведены патрубки подвода грязного и чистого конденсатов, а общее днище обеих полостей расположено на уровне упомянутого поддона. Внутренняя стенка приемной полости добавочной воды в нижней части сопряжена посредством упомянутого поддона с задней торцевой стенкой корпуса над днищем корпуса, имеет вблизи ее примыкания к боковым стенкам корпуса отверстия, сообщающие приемную полость добавочной воды с буферными выгородками добавочной воды, а в верхней части эта внутренняя стенка полости примыкает к крышке корпуса. Над приемной полостью добавочной воды дополнительно установлен корпус гидрозатвора, включающий днище, имеющее форму опрокинутой усеченной пирамиды, боковые стенки и крышку, к которому присоединены колено гидрозатвора, переливная труба гидрозатвора, патрубок подвода добавочной воды и вентиляционное приспособление, при этом горизонтальный участок днища корпуса выполнен с шириной и длиной в плане менее 0,1 ширины корпуса теплого ящика и сопряжен со своими боковыми стенками подъемными участками днища с углом наклона более 15°. Переливная труба гидрозатвора верхней оконечностью размещена в днище корпуса гидрозатвора на уровне не ниже 100 мм от горизонтального участка днища, а нижней оконечностью - в приемной полости добавочной воды на уровне ниже середины высоты корпуса теплого ящика, подъемный участок колена гидрозатвора выполнен с высотой не менее половины высоты корпуса теплого ящика, своей нижней оконечностью сообщен с внутренней полостью корпуса гидрозатвора на уровне ниже 50 мм от верхней оконечности переливной трубы гидрозатвора, а опускной участок колена гидрозатвора сообщен с аккумуляторной полостью, при этом патрубок подвода добавочной воды подведен к верхней части корпуса гидрозатвора. Полость очищенных конденсатов размещена между аккумуляторной полостью и полостью отстоя нефтепродуктов, ограничена от первой разделительной стенкой, сопряженной с боковыми стенками корпуса и днищем корпуса и имеющей в верху переливную кромку криволинейного профиля с вогнутым к оси корпуса участком, а от второй ограничена перегородкой, также сопряженной с боковыми стенками корпуса, нижняя оконечность которой расположена на уровне упомянутого поддона, а верхняя - на уровне, превышающем высоту переливной кромки разделительной стенки в месте ее примыкания к боковой стенке корпуса. Полость отстоя нефтепродуктов ограничена упомянутой перегородкой, боковыми стенками корпуса и внутренними стенками соответственно полости грязных конденсатов и полости чистых конденсатов. Нижняя оконечность переливной трубы нефтепродуктов этой полости расположена над самым днищем полости сбора нефтепродуктов, а верхняя оконечность свободного среза переливной трубы нефтепродуктов расположена выше уровня вогнутого участка переливной кромки разделительной стенки и оснащена установленным снаружи нее протяженным цилиндрическим патрубком с внутренним диаметром более 2-3 диаметров переливной трубы нефтепродуктов, при этом отстояние верхней оконечности среза этого патрубка от вогнутого участка переливной кромки разделительной стенки превышает в 2,5-3 раза отстояние от последнего верхней оконечности свободного среза переливной трубы нефтепродуктов, а нижняя оконечность этого патрубка оснащена фланцем, боковые поверхности которого с наклоном вниз составляют относительно горизонта угол, превышающий 15°, и примыкают к боковым стенкам корпуса, внутренним стенкам полостей грязных и чистых конденсатов и перегородке полости отстоя нефтепродуктов. Коалесцирующий фильтр встроен в полость грязных конденсатов. Конструктивно оправдано такое выполнение теплого ящика, при котором полость сбора нефтепродуктов размещена под днищем корпуса и оснащена вентиляционным приспособлением, верхняя оконечность которого расположена на уровне выше середины корпуса теплого ящика. Технологически целесообразна такая форма переливной кромки криволинейного профиля полости очищенных конденсатов, при которой эта переливная кромка выполнена с горизонтальным участком по оси корпуса шириной менее 0,1 ширины торцевой стенки корпуса и подъемными участками с углом наклона более 15° и протяженностью от концов горизонтального участка до боковых стенок корпуса.

Предложенный теплый ящик котельной установки и совокупность элементов корпуса обеспечивают достаточный подогрев добавочной воды в буферных выгородках, ее глубокую деаэрацию от коррозионно-активных газов, исключают пропуск углеводородов в питательную воду даже при качке судна или при негоризонтальной установке теплого ящика, что повышает надежность работы котельной установки.

Так, в частности:

1. Наличие двух буферных выгородок и приемной полости добавочной воды, имеющих каждая внутреннюю стенку в контакте с аккумуляторной полостью, позволяет иметь запас добавочной воды внутри теплого ящика и обеспечить ее нагрев за счет теплообмена между питательной водой аккумуляторной полости и добавочной водой буферных выгородок и приемной полости. При этом коррозионно-активные газы выделяются из добавочной воды в пространство над поверхностью раздела сред аккумуляторной полости и в атмосферу.

2. При "залповом" отборе питательной воды со снижением ее уровня в аккумуляторной полости давление в ней снижается и создается вакуум, при этом относительно холодная добавочная вода из приемной полости под действием атмосферного давления через отверстия в задней стенке вытесняется в буферные выгородки, из которых она через переливные кромки стекает в аккумуляторную полость. При этом перетекание добавочной воды происходит с поверхности буферных выгородок, где она наиболее нагрета, а холодная вода приемной полости стекает в нижнюю часть буферных выгородок, где происходит ее нагрев в течение данного промежутка времени. При вакууме в аккумуляторной полости происходит также подъем уровня воды в переливной трубе гидрозатвора и подъем уровня нефтепродуктов в переливной трубе нефтепродуктов без подсоса воздуха в аккумуляторную полость.

3. При "залповом" подводе добавочной воды она вначале заполняет приемную полость, где несколько подогревается, наиболее холодная часть воды на нижнем уровне буферных выгородок и приемной полости перетекает в буферные выгородки с последующим нагревом ее и переливом в аккумуляторную полость. Выделяющиеся из добавочной воды газы вследствие ее нагрева и подъема уровня воды в аккумуляторной полости вытесняются через опускной и подъемный патрубки колена гидрозатвора во внутреннее пространство корпуса гидрозатвора и далее в атмосферу.

4. При изменении угла наклона боковых стенок корпуса теплого ящика до 15° в отношении к горизонту, за счет малой длины приосевого горизонтального участка переливной кромки разделительной стенки полости очищенных конденсатов и увеличения высоты ее подъемного участка по направлению к одной из боковых стенок и за счет еще большей по сравнению с ней высотой перегородки полости отстоя нефтепродуктов, уровень конденсата в полости очищенных конденсатов и нижний уровень столба нефтепродуктов в полости отстоя нефтепродуктов уменьшаются несущественно, что предотвращает поступление нефтепродуктов из полости отстоя нефтепродуктов в полость очищенных конденсатов.

5. При колебаниях уровней сред в полостях теплого ящика, вызванных качкой судна, снабжение верхней оконечности переливной трубы нефтепродуктов наружным протяженным патрубком с внутренним диаметром более 2-3 диаметра переливной трубы в совокупности с отстоянием верхней оконечности среза патрубка от уровня горизонтального участка переливной кромки разделительной стенки полости очищенных конденсатов, в 2,5-3 раза превышающим отстояние от него верхней оконечности свободного среза переливной трубы нефтепродуктов, и конусообразным фланцем в нижней части, закрывающим за счет примыкания к стенкам корпуса полости отстоя нефтепродуктов сверху, позволяет уменьшить и предотвратить динамический выброс нефтепродуктов из полости отстоя в полость очищенных конденсатов.

6. Кроме того, снабжение нижней оконечности этого патрубка наклонными поверхностями, установленными под углом более 15° к горизонту в нижнем направлении и сопряженными с боковыми стенками корпуса теплого ящика, перегородкой и стенками полости отстоя нефтепродуктов, уменьшает площадь поперечного сечения столба нефтепродуктов в полости отстоя нефтепродуктов и уменьшает инерционную силу верхней части столба нефтепродуктов при качке судна, что снижает самоколебание верхнего уровня нефтепродуктов в полости отстоя нефтепродуктов и вероятность его пропуска в полость очищенных конденсатов.

7. Размещение нижней оконечности переливной трубы нефтепродуктов над самым днищем полости сбора нефтепродуктов в совокупности с вентиляционным приспособлением позволяет использовать "залповые" отборы питательной воды и подвода добавочной воды без опасности всасывания нефтепродуктов из полости сбора в полость отстоя под действием вакуума и предотвратить поступление пара из аккумуляторной полости через переливную трубу в полость сбора нефтепродуктов.

Таким образом, обеспечивается достижение поставленной задачи - получение питательной воды высокого качества независимо от качки судна или негоризонтальной установки теплого ящика с повышением надежности работы котельной установки.

Предлагаемый теплый ящик для докотловой очистки питательной воды поясняется иллюстрациями: на фиг.1 представлена схема теплого ящика с продольным сечением; фиг.2 - то же, с поперечным сечением А-А (фиг.1); на фиг.3, 4 и 5 - то же, с поперечными сечениями соответственно Б-Б, В-В и Г-Г(фиг.1).

Теплый ящик для докотловой очистки питательной воды содержит аккумуляторную полость 1 с поверхностью раздела сред 2 и ограничен корпусом с боковыми 3, передней 4 и задней 5 торцевыми стенками корпуса, днищем 6 и крышкой 7 и снабжен патрубком отвода питательной воды 8.

В корпус теплого ящика встроены две буферные выгородки 9 (фиг.3) добавочной воды, которые ограничены соответственно боковыми 3 и противоположными внутренними 10 стенками выгородки, снабженными в верхней части переливными кромками 11, а в нижней части посредством поддона 12 сопряженными со стенками 3 на уровне 50-100 мм выше днища 6 корпуса.

Теплый ящик содержит приемную полость 13 добавочной воды с поверхностью раздела сред 14 (фиг.2), которая ограничена задней торцевой стенкой корпуса 5 и ее внутренней стенкой 15, а в нижней части - поддоном 12. Стенка 15 в верхней части примыкает к крышке 7, а воздушное пространство над поверхностью раздела сред 14 сообщено с атмосферой посредством гусака 16. В нижней части полости 13 вблизи поддона 12 на внутренней ее стенке 15 вблизи ее стыков с боковыми стенками 3 размещены отверстия 17, сообщающие полость 13 с буферными выгородками 9.

В корпус встроена полость очищенных конденсатов 18, которая отделена от полости 1 разделительной стенкой 19, сопряженной с боковыми стенками 3 и днищем 6, а верхняя часть этой разделительной стенки 19 содержит переливную кромку в форме приосевого горизонтального участка 20 (фиг.3) и двух примыкающих к нему подъемных участков 21 с углом наклона более 15° к горизонту.

От полости 18 перегородкой 22 отделена полость отстоя нефтепродуктов 23, также сопряженной с боковыми стенками 3, верхняя оконечность которой размещена на уровне несколько выше верхней оконечности подъемного участка 21 переливной кромки разделительной стенки 19, а нижняя оконечность - на уровне поддона 12.

В корпус встроены отсек чистых конденсатов 24 (фиг.5) с патрубком подвода чистых конденсатов 25 и механическими фильтрами 26 и отсек грязных конденсатов 27 с патрубком подвода грязных конденсатов 28 и коалесцирующим фильтром 29. Отсеки 24 и 27 разделены друг от друга перегородкой 30, сопряженной с передней торцевой стенкой корпуса 4, и отделены от полости 23 внутренней стенкой этой полости 31, сопряженной с боковыми стенками корпуса 3 и перегородкой 30. В верхней части перегородка 30 и боковые стенки корпуса 3 снабжены соосными смотровыми стеклами 32.

Под днищем 6 размещена полость сбора нефтепродуктов 33, которая содержит боковые стенки и днище 34, патрубок отвода нефтепродуктов 35 и снабжена патрубком воздушного гусака 36, верхний срез которого установлен на уровне выше середины высоты теплого ящика, а нижний срез гусака связан с верхней частью полости сбора нефтепродуктов. На середине высоты полости сбора нефтепродуктов на боковых стенках размещены смотровые стекла 37.

На крышке 7 над приемной полостью 13 установлен корпус гидрозатвора 38, включающий днище 39 (фиг.2), имеющее форму опрокинутой усеченной пирамиды, боковые стенки 40 и крышку 41. К корпусу присоединены колено гидрозатвора с подъемным 42 и опускным 43 участками, сообщающее его полость с аккумуляторной полостью, переливная труба 44, патрубок подвода добавочной воды 45 и воздушный гусак 46.

Полость отстоя нефтепродуктов оснащена переливной трубой нефтепродуктов 47 (фиг.4), размещенной верхней оконечностью свободного среза на 20-30 мм выше уровня горизонтального участка переливной кромки разделительной стенки 19 полости очищенных конденсатов, а нижней оконечностью, размещенной на 10-15 мм выше его днища 34 и снабженной внешним вертикальным патрубком 48 длиной не менее 150 мм с внутренним диаметром более 2-3 диаметров переливной трубы 47. При этом верхняя оконечность патрубка 48 размещена на 50-100 мм выше уровня горизонтального участка 20 переливной кромки разделительной стенки 19 полости очищенных конденсатов, а нижняя оконечность снабжена в качестве фланца наклонными пластинами 49, установленными под углом более 15° к горизонту в нижнем направлении и сопряженными со стенками 31, 22 и 3.

Теплый ящик для докотловой очистки питательной воды работает следующим образом.

Чистые горячие конденсаты подводятся по патрубку 25 в отсек чистых конденсатов 24, очищаются от механических примесей посредством фильтров 26 и далее на уровне между нижним торцом внутренней стенки 31 и днищем 6 поступают в полость очищенных конденсатов 18. Далее чистые конденсаты переливаются через участок 20 переливной кромки, расположенной на верхней части разделительной стенки 19, и сливаются в аккумуляторную полость 1.

Грязные горячие конденсаты с капельной примесью углеводородов подводятся по патрубку 28 в отсек грязных конденсатов 27. В нижней части этого отсека расположен коалесцирующий фильтр 29. Проходя через фильтр 29, капельная примесь углеводородов коалесцирует (коагулирует) с образованием сплошной пленки углеводородов без примеси капель, которая на выходе из фильтра перемещается потоком очищенного конденсата в сторону полости отстоя нефтепродуктов 23. За счет низкой скорости движения пленки нефтепродуктов в направлении полости 23 и меньшей плотности нефтепродуктов по сравнению с плотностью воды пленка нефтепродуктов прилипает к поверхности стенки 31 и поднимается по ней в верхнюю часть полости 23 и накапливается в этой полости с более высоким уровнем по сравнению с уровнем участка 20 переливной кромки разделительной стенки 19 полости 18 (нефтепродукты в полостях на схеме обозначены крестами в отличие от воды, обозначенной горизонтальными штрихами). При достаточно большой высоте столба нефтепродуктов в полости 23 уровень нефтепродуктов достигает верхней оконечности среза переливной трубы нефтепродуктов 47 с последующим сливом поступающих в полость 23 нефтепродуктов по трубе 47 в полость сбора нефтепродуктов 33. Очищенный от нефтепродуктов конденсат проходит из полости 23 в полость очищенных конденсатов 18 с последующим сливом в аккумуляторную полость 1.

Раздельный подвод чистых и грязных конденсатов в соответствующие полости 24 и 27 позволяет сократить размеры коалесцирующего фильтра соответственно относительной доле грязных конденсатов в общем потоке конденсатов.

Добавочная холодная вода подводится по патрубку 45 в приемную полость корпуса гидрозатвора 38. Уровень воды в корпусе гидрозатвора определяется положением верхней кромки переливной трубы 44, через которую вода поступает в приемную полость добавочной воды 13. Здесь холодная вода несколько подогревается за счет теплообмена поверхности поддона 12 и внутренней стенки 15, которые имеют контакт с горячими конденсатами аккумуляторной полости 1. Далее подогретая вода поступает через отверстия 17 в буферные выгородки добавочной воды 9, в которых она дополнительно подогревается в контакте с поверхностью поддона 12 и их внутренних стенок 10 за счет теплоты горячих конденсатов аккумуляторной полости 1. Нагретая добавочная вода из буферных выгородок 9 через переливные кромки 11 поступает в аккумуляторную полость 1. Нагрев добавочной воды сопровождается выделением из нее газов, которые через колено гидрозатвора с опускным 43 и подъемным 42 участками поступают в корпус гидрозатвора 38 и далее удаляются в атмосферу через гусак 46. Использование приемной полости добавочной воды 13 в совокупности с буферными выгородками добавочной воды 9 позволяет обеспечить подогрев холодной добавочной вода и ее деаэрацию с удалением коррозионно-активных газов.

Одновременно с нагревом добавочной воды в приемной полости 13 и буферных выгородках 9 происходит пристенное охлаждение воды в аккумуляторной полости 1. При этом за счет разности плотностей относительно холодная вода вдоль стенок 15 и 10 опускается в нижнюю часть аккумуляторной полости 1, откуда она по патрубку 8 отводится к питательному насосу (на схеме не показан). Охлаждение воды перед питательным насосом предотвращает возможный срыв подачи вследствие вскипания воды на входе в насос. Так обеспечивается увеличение надежности работы питательной системы котельной установки.

При "залповом" отводе питательной воды из аккумуляторной полости 1 поверхность раздела сред 2 (уровень воды) снижается и в полости 1 над уровнем вода давление паровоздушной смеси также снижается, и полость 1 соответственно вакууммируется. При этом происходит снижение уровня несколько подогретой воды в приемной полости 13 за счет вытеснения ее атмосферным давлением через отверстия 17 в буферные полости 19 с дальнейшим подогревом воды и поступлением ее через переливные кромки 11 в полость 1. Предельное снижение уровня воды в полости 13 может происходить до нижнего среза переливной трубы 44, достижение которого сообщит полость 1 с атмосферой. Одновременно с вакууммированием полости 1 будет происходить подъем уровня воды в подъемном участке 42 колена гидрозатвора, а также заполнение переливной трубы нефтепродуктов 47 с нижней оконечности до заданного уровня, соответствующего глубине вакуума. Глубина достижимого вакуума в полости 1 определяется высотой подъемного участка колена гидрозатвора над уровнем воды в корпусе гидрозатвора 38 (уровень воды примерно соответствует верхнему срезу переливной трубы 44) и углублением нижнего среза переливной трубы 44 относительно уровня переливной кромки 11. Вакууммирование полости 1 при "залповом" отводе питательной воды, во-первых, способствует деаэрации воды, а во-вторых, не допускает чрезмерного снижения поверхности раздела сред 2 с уменьшением аккумулирующей способности теплого ящика.

Изменение угла наклона корпуса теплого ящика относительно вертикальных осей продольного или поперечного сечений, вызванных не горизонтальной установкой или качкой судна, приводит к изменению или колебанию уровней поверхности раздела сред в полостях рабочих сред. Разность отклонения уровня в крайних положениях полостей зависит от угла наклона вертикальной оси и длины горизонтальной поверхности.

Отклонение корпуса теплого ящика от вертикали для продольного сечения (фиг.1) приводит к изменению уровня воды в полости 13, соответственно снижению крайних положений переливных кромок 11, примыкающих к стенке 15 или 19. Однако такое отклонение несущественно для работы теплого ящика, поскольку высота уровня в полости 13 достаточно велика по сравнению с величиной отклонения. Изменение уровней сред в полостях 18, 23, 24 и 27 также несущественно для работы теплого ящика вследствие малой длины горизонтальной протяженности этих уровней.

Отклонение корпуса теплого ящика от вертикали для поперечных сечений А-А, Б-Б, В-В и Г-Г (фиг.3, 4 и 5) также приводит к изменению положения уровней сред в полостях относительно боковых стенок 3. При этом поступление добавочной воды в полость 1 будет осуществляться через одну из буферных выгородок 9, что не приведет к существенному изменению работоспособности теплого ящика. Сохранение уровня воды в полости 18 и ее работоспособность при наклонах в горизонтальной плоскости обеспечиваются путем подъемных участков 21 переливной кромки разделительной стенки 19. Сохранение уровня углеводородов в полости отстоя нефтепродуктов 23 обеспечивается сокращением протяженности его горизонтального участка путем установки вокруг свободного среза переливной трубы 47 внешнего вертикального патрубка 48, снабженного в нижней оконечности наклонными пластинами 49. При этом, во-первых, обеспечивается отвод углеводородов и предотвращается отвод воды через переливную трубу 47 независимо от угла наклона оси теплого ящика от вертикального положения, а во-вторых, предотвращается перелив нефтепродуктов из полости отстоя 23 в полость чистых конденсатов 18 через верхнюю кромку или через нижнюю оконечность разделительной стенки 22. Изменение уровней воды в отсеках чистых конденсатов 24 и грязных конденсатов 27 при наклонах корпуса теплого ящика несущественно влияет на работоспособность отсеков.

Таким образом, обеспечивается повышение эффективности процессов нагрева и деаэрации добавочной воды, в том числе и при "залповых" подводах добавочной воды и отводах питательной воды. При этом также обеспечивается высокая надежность отвода углеводородов из грязных конденсатов и предотвращается возможность их поступления в питательную воду с повышением надежности работы котельной установки.

1. Теплый ящик для докотловой очистки питательной воды, ограниченный корпусом с боковыми стенками, передней и задней торцевыми стенками корпуса, днищем и крышкой, содержащий аккумуляторную полость, патрубки подвода добавочной воды, чистого и грязного конденсатов и отвода питательной воды и нефтепродуктов, полость грязных конденсатов, полость очищенных конденсатов, снабженную переливной кромкой в верхней части и сообщающуюся с аккумуляторной полостью, полость сбора нефтепродуктов, полость отстоя нефтепродуктов, снабженную переливной трубой нефтепродуктов, верхняя оконечность которой размещена выше поверхности раздела сред полости очищенных конденсатов, а нижняя сообщена с полостью сбора нефтепродуктов, а также встроенные в полости механические и коалесцирующие фильтры, отличающийся тем, что он дополнительно оборудован приемной полостью добавочной воды, размещенной вдоль задней торцевой стенки корпуса и ограниченной внутренней стенкой этой полости, сообщающейся с патрубком подвода добавочной воды и имеющей поверхность раздела сред, воздушное пространство которой сообщено с атмосферой, а также примыкающими к внутренней стенке приемной полости добавочной воды двумя буферными выгородками добавочной воды, встроенными в корпус теплого ящика вдоль его боковых стенок, вертикально ориентированными, ограниченными соответственно этими боковыми стенками и противоположными им внутренними стенками каждой из выгородок добавочной воды, которые в нижней части посредством поддона сопряжены с боковыми стенками корпуса над днищем корпуса, а в верхней части имеют переливную кромку, расположенную ниже уровня переливной кромки полости очищенных конденсатов; полость грязных конденсатов ограничена передней торцевой стенкой корпуса, противоположной ей внутренней стенкой этой полости, нижний торец которой отстоит от днища корпуса на уровне поддона, одной из боковых стенок корпуса и противоположной относительно этой боковой стенки корпуса перегородкой, нижний торец которой также отстоит от днища корпуса на уровне поддона, отделяющей полость грязных конденсатов от смежной, симметрично расположенной относительно нее в корпусе теплого ящика полости чистых конденсатов, соответственно ограниченной этой перегородкой, противоположной, относительно перегородки другой боковой стенкой корпуса, передней торцевой стенкой корпуса и противоположной относительно передней торцевой стенки корпуса внутренней стенкой этой полости, нижний торец которой также отстоит от днища корпуса на уровне поддона, при этом к полостям соответственно грязных и чистых конденсатов подведены патрубки подвода грязного и чистого конденсатов, а общее днище обеих полостей расположено на уровне упомянутого поддона; внутренняя стенка приемной полости добавочной воды в нижней части сопряжена посредством упомянутого поддона с задней торцевой стенкой корпуса над днищем корпуса, имеет вблизи ее примыкания к боковым стенкам корпуса отверстия, сообщающие приемную полость добавочной воды с буферными выгородками добавочной воды, а в верхней части эта внутренняя стенка полости примыкает к крышке корпуса; над приемной полостью добавочной воды дополнительно установлен корпус гидрозатвора, включающий днище, имеющее форму опрокинутой усеченной пирамиды, боковые стенки и крышку, к которому присоединены колено гидрозатвора, переливная труба гидрозатвора, патрубок подвода добавочной воды и вентиляционное приспособление, при этом горизонтальный участок днища корпуса выполнен с шириной и длиной в плане менее 0,1 ширины корпуса теплого ящика и сопряжен со своими боковыми стенками подъемными участками днища с углом наклона более 15°, переливная труба гидрозатвора верхней оконечностью размещена в днище корпуса гидрозатвора на уровне не ниже 100 мм от горизонтального участка днища, а нижней оконечностью - в приемной полости добавочной воды на уровне ниже середины высоты корпуса теплого ящика, подъемный участок колена гидрозатвора выполнен с высотой не менее половины высоты корпуса теплого ящика, своей нижней оконечностью сообщен с внутренней полостью корпуса гидрозатвора на уровне ниже 50 мм от верхней оконечности переливной трубы гидрозатвора, а опускной участок колена гидрозатвора сообщен с аккумуляторной полостью, при этом патрубок подвода добавочной воды подведен к верхней части корпуса гидрозатвора; полость очищенных конденсатов размещена между аккумуляторной полостью и полостью отстоя нефтепродуктов, ограничена от первой разделительной стенкой, сопряженной с боковыми стенками корпуса и днищем корпуса и имеющей вверху переливную-кромку криволинейного профиля с вогнутым к оси корпуса участком, а от второй ограничена перегородкой, также сопряженной с боковыми стенками корпуса, нижняя оконечность которой расположена на уровне упомянутого поддона, а верхняя - на уровне, превышающем высоту переливной кромки разделительной стенки в месте ее примыкания к боковой стенке корпуса; полость отстоя нефтепродуктов ограничена упомянутой перегородкой, боковыми стенками корпуса и внутренними стенками соответственно полости грязных конденсатов и полости чистых конденсатов, нижняя оконечность переливной трубы нефтепродуктов этой полости расположена над самым днищем полости сбора нефтепродуктов, а верхняя оконечность свободного среза переливной трубы нефтепродуктов расположена выше уровня вогнутого участка переливной кромки разделительной стенки и оснащена установленным снаружи нее протяженным цилиндрическим патрубком с внутренним диаметром более 2-3 диаметров переливной трубы нефтепродуктов, при этом отстояние верхней оконечности среза этого патрубка от вогнутого участка переливной кромки разделительной стенки превышает в 2,5-3 раза отстояние от последнего верхней оконечности свободного среза переливной трубы нефтепродуктов, а нижняя оконечность этого патрубка оснащена фланцем, боковые поверхности которого с наклоном вниз составляют относительно горизонта угол, превышающий 15°, и примыкают к боковым стенкам корпуса, внутренним стенкам полостей грязных и чистых конденсатов и перегородке полости отстоя нефтепродуктов, причем коалесцирующий фильтр встроен в полость грязных конденсатов.

На судах-теплоходах устанавливаются водотрубные и огнетрубные вспомогательные паровые котлы, а также утилизационные и водогрейные котлы. На современных судах могут быть установлены стояночные и утилизационные термомасляные котлы.

7.3.1. Неисправности, при которых запрещается вводить в работу паровой котел.

1. Неисправный предохранительный клапан, водоуказательный прибор или манометр.

2. Отсутствие двух исправных питательных средств.

3. Неисправные системы и клапана продувания, сажеобдувки, подачи топлива и воздуха.

4. Неисправные аварийные дистанционные приводы предохранительных, стопорных и быстрозапорных клапанов.

5. Незаделанные трещины в ответственных частях котла.

6. Неисправные АПС и защита котла.

7. С числом заглушенных труб и их провисанием, превышающим нормы, установленные Классификационным обществом, с обрывами труб и связей.

8. Течь в трубных решетках.

9. Разрушение обмуровки топки и защищенных частей пароводяных и водных коллекторов.

10. Выпучины на плоских стенках огневых частей, местные выпучины жаровых труб более двух толщин листа, деформация жаровых труб.

11. Местные или общие коррозионные разъедания барабанов, листов, утончение труб.

12. Неисправные конденсаторы, фильтры питательной воды, деаэраторы, дозировочные устройства для ввода химических реагентов в котел и маслоотделители.

7.3.2. Подготовка парового котла к работе.

1. Современные паровые котлы имеют системы автоматического управления, АПС и защиты. Поэтому при подготовке к работе котла, находящегося в эксплуатации, необходимо проверить систему автоматического управления и включить ее.

2. Система автоматического управления состоит из следующих компонентов:

· Система автоматического управления процессом горения.

· Система автоматического управления процессом питания котла.

· Система аварийно-предупредительной сигнализации.

· Система автоматической защиты.

3. АПС котельной установки обычно подает следующие сигналы:

· Низкий уровень воды в котле.

· Низкий уровень воды в теплом ящике.

· Остановка питательного насоса котла.

· Низкая температура топлива.

· Низкое давление топлива.

· Высокая соленость воды в теплом ящике.

4. Защита котла прекращает работу котла в следующих случаях:

· Очень низкий уровень воды в котле.

· Давление пара достигло установленного значения.

· Произошел обрыв факела.

· Остановилась воздуходувка форсунки.

5. При подготовке котла к работе после его чистки необходимо выполнить следующие операции:

· Произвести наружный осмотр котла, топочного устройства, арматуры, аварийных приводов арматуры котла с палубы, манометров, механизмов и систем, обслуживающих котел. Убедиться в открытии воздушного клапана на котле..

· Заполнить котел водой, отвечающей по качеству требованиям заводской инструкции.

· Температура воды при заполнении не должна отличаться от температуры металла более чем на 30° С и во всех случаях должна быть не ниже 5° С.

· Котел заполняется водой до уровня, указанного в заводской инструкции.

· После заполнения котла водой необходимо убедиться в отсутствии течи через неплотности.

7.3.3 Пуск котла.

При пуске котла необходимо выполнить следующие операции:

1. До розжига форсунки необходимо осмотреть топку на предмет отсутствия в ней несгоревшего топлива. Скопления топлива в топке не должно быть. Для удаления взрывоопасной смеси паров топлива топку необходимо провентилировать в течение времени, указанного в заводской инструкции, но не менее 3 минут.

2. Включить систему автоматического управления котлом, которая и произведет розжиг форсунки котла. Если после двух попыток факел в топке не вспыхнет, необходимо прекратить попытки розжига форсунки, выяснить и устранить причину, а затем, провентилировав топку, снова попытаться разжечь форсунку.

3. С момента розжига форсунки должен быть установлен контроль за уровнем воды в котле.

4. Продолжительность подъема давления пара должна быть согласно заводской инструкции.

5. При появлении пара в котле (при появлении непрерывной струи пара из воздушного клапана) необходимо:

Закрыть воздушный клапан;

Продуть манометровую трубку и включить котловой манометр;

Прогреть водоуказательные приборы котла;

6. При давлении пара в котле (не более 5 кг/см 2) необходимо проверить обжатие крышек лазов и горловин без применения рычагов и ударов.

7. После подъема давления пара до рабочего необходимо тщательно осмотреть котел и проверить в действии водоуказательные приборы, клапаны верхнего и нижнего продувания, питательные насосы, теплый ящик. При удовлетворительных результатах осмотра и проверок подъем давления пара в котле считается законченным.

7.3.4. Обслуживание котла во время работы.

1. При работе котла должен быть постоянный контроль за:

· Уровнем воды в котле.

· Горением факела.

· Давлением пара.

· Соблюдением водного режима и водоконтроля.

· Исправным состоянием котла, обслуживающего его оборудования, систем автоматики и КИП.

2. При наблюдении за работой систем автоматического управления котла необходимо периодически проверять правильность их работы. Порядок этих проверок, их периодичность указываются в заводской инструкции. При эксплуатации системы автоматического управления котла возможны отказы ее элементов, которые приводят к ненормальностям в работе котла.

3. Наиболее характерные отказы:

· Автоматика питания не реагирует на изменение уровня воды в котле.

· Уровень воды поддерживается не в заданных пределах.

· Питательный насос не включается.

· Срабатывает защита по низкому уровню при исправных насосах и датчиках.

· Не подается топливо к форсунке.

· Не зажигается форсунка.

· Факел гаснет.

4. Во время работы котла необходимо систематически производить осмотры:

· Котла и его арматуры.

· Топочного устройства.

· Обмуровки топки.

· Видимых поверхностей нагрева.

· Трубопроводов в пределах котла.

· Газовоздушного тракта.

5. Контролировать показания КИП. Давление пара в котле должно контролироваться не менее чем двумя манометрами.

6. Для предупреждения упуска воды необходимо содержать в постоянной исправности питательную систему котла и водоуказательные приборы. Не реже одного раза за вахту производить продувку водоуказательных приборов.

7. Работа котла с неисправными водоуказательными приборами запрещена.

8. При вскипании воды в котле необходимо немедленно снизить нагрузку котла, прикрыть стопорный клапан до прекращения вскипания воды и продуть котел верхним и нижним продуванием. Затем, в зависимости от результатов анализа котловой воды, котел необходимо продуть дополнительно или вывести его из действия до полной смены воды.

9. Необходимо систематически контролировать теплый ящик на отсутствие в нем нефтепродуктов, которые могут попасть в теплый ящик вместе с конденсатом из топливо- и маслоподогревателей, из систем подогрева тяжелого топлива в танках и цистернах, из систем подогрева смазочного масла в цистернах. При попадании нефтепродуктов в котел его необходимо вывести из действия для очистки. В случае невозможности вывода котла из действия необходимо снизить нагрузку котла и проводить усиленные верхние продувания до тех пор, когда появится возможность вывести котел из действия для очистки.

10. Контроль за процессом горения должен осуществляться систематически, путем наблюдения за факелом и дымом, выходящим из дымовой трубы. Наиболее характерные признаки при визуальном контроле следующие:

· Черный дым и пламя темно-красного цвета-причинами могут быть недостаток воздуха, плохой распыл топлива, низкая температура и низкое давление топлива перед форсункой.

· Дым светло-серого цвета, а пламя оранжево-красное-это нормальное соотношение топлива и воздуха.

· Дым белый или с желтоватым оттенком, пламя ярко-белое-это чрезмерный избыток воздуха.

· Факел не должен ударять в обмуровку топки и поверхности нагрева.

· Работа котла с повреждениями обмуровки топки свыше 40% ее толщины не допускается. Это опасно для котла и обслуживающего персонала.

· Если по какой-либо причине произошел перегрев частей котла, необходимо немедленно прекратить горение и питание котла, вывести котел из действия и дать ему медленно остыть.

7.3.5. Меры безопасности при упуске воды.

Упуск воды может быть следствием недостаточного контроля вахты за работой котла, неисправности системы автоматического управления питанием, системы АПС и защиты котла, разрыва трубок котла.

Признаками упуска воды в котле являются:

· Отсутствие уровня воды в водоуказательных приборах и на табло световой индикации уровня воды в котле на пульте ЦПУ; срабатывание световой и звуковой аварийно-предупредительной сигнализации о низком уровне воды в котле.

· Свист сухого пара при открывании нижних пробных кранов.

· Покраснение и побеление от перегрева отдельных труб поверхностей нагрева.

· Заметные провисания групп или отдельных труб.

При упуске воды из котла необходимо немедленно выполнить следующие операции:

· На котлах, имеющих автоматическую систему управления котлом, выключить эту систему и тогда автоматически прекратится горение и питание котла.

· На котлах, не имеющих системы автоматического управления котлом, вручную прекратить горение и питание котла, дополнительно закрыв клапана подачи топлива на топочное устройство котла и питательные клапана. Это нужно делать не раздумывая, не тратя времени ни на что другое, потому что котел имеет серьезную неисправность-не срабатывает защита по очень низкому уровню воды в котле и сколько времени котел работает без подпитки водой и его состояние пока не известно.

· После прекращения горения и питания котла можно убедиться в том, что тревога не была ложной. Для этого нужно продуть водоуказательные приборы и возможно после этого в них появится нормальный уровень воды. Если же этого не произойдет, то необходимо выполнить следующие операции:

· Закрыть стопорный клапан.

· Принять меры к недопущению местного и общего охлаждения котла.

· Вахтенному механику доложить о случившемся старшему механику.

· Старший механик вместе с вахтенным механиком или механиком, в чьем заведовании находится котел, должны тщательно осмотреть котел. Возможно, после этого будет необходимо стравить пар и, при отсутствии видимых повреждений, произвести гидравлическое испытание котла на рабочее давление. Если при этом течей и деформации не будет обнаружено, то котел можно эксплуатировать дальше.

7.3.6. Докотловая обработка питательной воды.

1. Докотловая обработка питательной воды производится для очистки ее от нефтепродуктов и механических примесей, для удаления кислорода (деаэрация), солей и накипи.

1. Нефтепродукты удаляются из воды путем фильтрации ее через фильтры, установленные в теплом ящике и на напорной магистрали. В качестве фильтрующих материалов в теплом ящике применяются пенополиуретан (поролон), древесная стружка, манила, сезаль, махровая ткань, кокс, активированный уголь. Периодичность замены фильтрующих материалов зависит от режима работы питательной системы и содержания нефтепродуктов в воде. При эксплуатации фильтров, устанавливаемых на напорной магистрали питательной воды, смену фильтрующих материалов следует производить по мере повышения давления перед фильтром до установленного предела.

2. Докотловая обработка питательной воды производится и с помощью химических препаратов, выпускаемых различными фирмами. Химическую обработку воды осуществляют по инструкциям, разработанным фирмами для каждого препарата, Правильность дозировки препаратов и эффективность их действия периодически контролируют с помощью судовых экспресс-лабораторий. В качестве такого препарата применяется CONDENSATE CONTROL, выпускаемый фирмой NALFLEET. Он нейтрализует кислоту в системах конденсата и питательной воды, предотвращая коррозию элементов системы. Вводится в теплый ящик или цистерну возврата конденсата.

2. Удаление кислорода из питательной воды применяется в котельных установках с рабочим давлением пара более 2 МПа. Содержание кислорода в питательной воде открытых систем питания составляет 4,5-10,0 мг/л. Растворимость кислорода зависит от температуры воды. С повышением температуры растворимость кислорода падает. В кипящей воде растворимость кислорода равна нулю. Поэтому для максимально возможного удаления кислорода из питательной воды в открытых системах питания необходимо поддерживать температуру воды в теплом ящике не ниже 55--65° С. Это обеспечивает содержание кислорода в питательной воде не более 5,0 мг/л. Для удаления кислорода из питательной воды может также применяться химический препарат OXYTREAT 79600. Лучше всего добавлять его непрерывным впрыскиванием в теплый ящик. Может применться для защиты котлов в режиме хранения. Также для удаления кислорода используются следующие химические препараты: гидразин-гидрат N 2 H 2 H 2 O, гидразин сернокислый N 2 H 2 H 2 SO 4 и сульфит натрия кристаллический Na 2 SO 4 /

Внутрикотловая обработка воды.

Целью внутрикотловой обработки воды является обеспечение таких качественных показателей воды, которые препятствуют накипеобразованию и коррозии в котлах.

Основные режимы внутрикотловой обработки воды-это фосфатно-щелочной и фосфатно-нитратный.

Фосфатно-щелочной режим применяется в котлах с давлением пара до 2 Мпа. При этом режиме необходимо поддерживать в котловой воде определенное соотношение между щелочностью и общим солесодержанием, получившим название относительной щелочности. Относительная щелочность котловой воды должна быть не менее чем в 5 раз выше ее щелочного числа. Практически, это значит, что в паровых котлах, работающих при давлении пара до 4 Мпа, содержание хлоридов в котловой воде должно превышать значение щелочного числа не менее чем в 3 раза.

Фосфатно-нитратный режим применяется в водотрубных котлах с давлением пара до 6МПа, работающих на питательной воде улучшенного качества.

Химические препараты, применяемые для внутрикотловой обработки воды.

В состав химических препаратов зарубежных фирм для фосфатно-нитратной и фосфатно-щелочной внутрикотловой обработки воды входят следующие химические препараты: а) Известный механикам тринатрийфосфат (Na 3 PO 4 12H 2 O). Предназначен для поддержания содержания фосфатов и щелочей в котловой воде паровых котлов низкого и среднего давления с целью предотвращения образования накипи и коррозии металла. Дозировку контролируют по показателю концентации фосфатов в котловой воде. б) Селитра калиевая техническая (KNO 3) или селитра натриевая (NaNO 3). Предназначена для предотвращения межкристаллитной коррозии металла в паровых котлах низкого и среднего давления. Дозировку контролируют по показателю концентрации нитратов в котловой воде.

Кроме этих известных препаратов применяются еще следующие химические препараты, выпускаемые различными фирмами для обработки котловой воды.

Фирма «UNITOR»:

COMBITREAT-обеспечивает фосфатный режим, препятствует образованию накипи.

HARDNESS CONTROL-поддерживает оптимальное значение фосфатного уровня, препятствует образованию накипи.

ALKALINITY CINTROL-применяется для обеспечения рекомендованных щелочных условий в котловой воде, содействует свертыванию нефтяного загрязнения котловой воды.

BOILER COAGULANT-для предотвращения накипи и свертывания небольшого количества нефти, попавшей в котельную воду.

Фирма «DREW AMEROID»:

AMEROID AGK-100-предотвращает коррозию и образование накипи.

AMEROID GC-также предотвращает коррозию и образование накипи.

LIQUID COAGULANT-предотвращает отложения на поверхностях нагрева нефти, попадающей в котел с питательной водой.

Фирма «DREW AMEROID MARINE»:

SAFASIO-сульфаминовая кислота для удаления отложений накипи и ржавчины в паровых котлах, испарителях и теплообменных аппаратах.

AMEROID HDI 777-применяется для предварительной очистки внутренних поверхностей паровых котлов от маслянистых загрязнений перед их очисткой от накипи и коррозии с помощью кислоты.

Метод применения и дозировка каждого препарата указывается в фирменных инструкциях.

Остановка и охлаждение котла.

1. Остановка и охлаждение котла должны производиться в соответствии с указаниями заводской инструкции по эксплуатации.

2. В случае отсутствия таких указаний необходимо выполнить следующее:

· Произвести, по возможности, обдувку всех поверхностей нагрева.

· Снять нагрузку. Вывести из действия систему автоматического управления, защиты и сигнализации.

· Произвести верхнее и нижнее продувание с последующей подпиткой.

· Если не предполагается спуск воды, довести показатели качества котловой воды до норм, указанных в инструкции по эксплуатации.

· Охлаждение котла производить медленно. Продолжительность и порядок охлаждения, а также удаление воды из котла производить согласно указаниям инструкции по эксплуатации. Запрещается для ускорения охлаждения котла подпитывать котел холодной водой с последующей продувкой, открывать топочные дверцы, регистры и т.п.

· После спуска воды из котла необходимо убедиться в том, что все клапаны парового и водяного пространства котла плотно закрыты.

· Перед вскрытием лазов необходимо убедиться в отсутствии давления в котле по манометру и по воздушному клапану.

Характерные неисправности паровых котлов, их

1. Давление пара в котле падает или растет, одновременно понижается уровень воды в водоуказательных приборах, возможен хлопок в топке, выход пара из дымовой трубы.

Причинами этого могут быть:

· Лопнула испарительная или дымогарная труба в котле.

· Неисправен предохранительный клапан.

· Свищи в трубах.

· Неисправны автоматические регуляторы.

2. Уровень воды в водоуказательных приборах повышается или понижается.

Причины и способы устранения.

· Водоуказательный прибор показывает неправильный уровень-продуть водоуказательный прибор.

· Ненормально работает регулятор питания-перейти на ручное управление питанием.

· Ненормально работает питательный насос-перейти на второй насос.

3. Уровень воды в водоуказательном приборе резко колеблется.

Причины и способы устранения.

· «Вскипание» воды-снизить уровень воды в котле.

· В котел попали нефтепродукты-явление подобно «вскипанию» и те же действия.

4. Уровень воды в водоуказательном приборе не колеблется или отличается от уровня в другом приборе и медленно восстанавливается после продувания.

Причины и способы устранения.

· Засорены каналы в водоуказательном приборе или неправильно установлены прокладки-заменить прибор запасным.

· Засорены каналы к водоуказательному прибору-снять прибор, очистить каналы досекущих клапанов.

5. Распыливание топлива неудовлетворительное.

· Причины и способы устранения.

· Низкая температура и низкое давление топлив.

· Топливные каналы форсунки засорились.

· Плохое перемешивание топлива с воздухом из-за неправильной установки воздухонаправляющих устройств.

· Форсунки или диффузор неправильно установлены вдоль оси фурмы.

· Подтекает топливо в форсунке.

6. Пульсация и хлопки факела, вибрация фронта котла.

· Причины.

· В топливе много воды.

· Причины, указанные в предыдущем пункте.

· Колебания давления топлива из-за неисправности топливного насоса.

7. Шипение и затухание факела.

· Причины.

· В топливе вода.

· В топливе повышенное содержание механических примесей.

8. Появление рваного пламени с искрами.

· Причины.

· Чрезмерный перегрев топлива.

9. Мощный хлопок с выбросом топочных газов из топки.

· Причина и способы действия.

· Взрыв газов в топке-прекратить горение, провентилировать топку в течение 5 минут, осмотреть котел и газоходы; только после этого можно зажечь форсунку.

10.Перегрев обшивки котла.

* Причины и способы устранения.

* Догорание топлива в газоходах-произвести сажеобдувку и при выводе котла из действия произвести наружную чистку поверхностей нагрева котла.

* Обмуровка топки разрушилась, изоляция прогорела-устранить дефекты обмуровки топки и изоляции.

Эксплуатация утилизационных и водогрейных котлов.

Утилизационный котел

1. На режимах малых нагрузок ГД производить отвод выпускных газов через байпас мимо котла.

2. После включения утиль-котла в работу проверить средства автоматизации и КИП.

3. Включение циркуляционных насосов утиль-котла в работу производится после пуска двигателя.

4. Систематически следить за работой водяных затворов утиль-котла.

5. 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.

6. При длительной остановке ГД и плюсовой температуре в машинном отделении утиль-котел и сепаратор пара держать полностью заполненными водой.

7. Запрещается ввод в действие утиль-котла при неисправном устройстве для предотвращения попадания воды в ГД.

Водогрейные котлы

1. Перед вводом водогрейного котла в работу после ремонта его или трубопроводов систему водяного отопления необходимо промыть до полного осветления воды.

2. При вводе в работу водогрейного котла закрытой системы водяного отопления необходимо проверить систему автоматики и защиты, а также действие предохранительного клапана.

3. Качество воды для подпитки должно удовлетворять требованиям заводской инструкции.

4. Изменение температуры воды на выходе из котла должно производиться постепенно и равномерно (со скоростью не более 30° С в течение часа).

5. Во время работы водогрейного котла необходимо следить за уровнем воды в расширительном баке и за исправностью устройства для выпуска воздуха из системы водяного отопления.

Термомасляные стояночные и утилизационные котлы.

В термомасляных котлах в качестве теплоносителя используется масла и котельная установка с термомасляными стояночным и утилизационным котлами работает следующим образом.

1. Змеевики в обоих котлах, во всех потребителях тепла, все трубы масляной системы постоянно заполнены маслом, что обеспечивается расширительной цистерной. Расширительная цистерна находится в фальш-трубе, выше утиль-котла. Уровень масла в ней контролируется визуально и датчиками максимального и минимального уровня. В случае утечки масла из системы расширительная цистерна пополняется насосом, который запускают и останавливают датчики уровня в расширительной цистерне.

2. При работе стояночного и утилизационного котла масло в системе циркулирует с помощью одного из циркуляционных насосов. Второй насос автоматически запускается при остановке первого, сигнал на запуск насос получает от датчиков расхода. Насос поддерживает давление масла в системе в пределах 9,6-10 бар.

3. Стояночный насос запускается и останавливается автоматически. Сигнал на запуск и остановку котла дают датчики температуры масла, Запускается котел при температуре масла 170° С, останавливается при температуре 180° С, предельная максимальная температура в эксплуатации 250° С. Значения температуры запуска и остановки котла можно оперативно регулировать.

4. На стоянке форсунка котла работает приблизительно 50% стояночного времени зимой и приблизительно 30% летом. Топливо перед топливным насосом топочного устройства греется постоянно до температуры, задаваемой заводской инструкцией.

5. На ходу утиль-котел работает постоянно, стояночный котел не работает. На малых нагрузках ГД, при недостатке тепла, стояночный котел может быть запущен. Температура масла при работе утиль-котла регулируется автоматическим клапаном подачи масла на теплообменный аппарат, работающий от системы охлаждения ГД. Количество охлаждающей воды на теплообменный аппарат также автоматически регулируется в зависимости от температуры масла.

6. Расход масла при подключении и отключении потребителей тепла автоматически регулируется байпасирующим клапаном с электроприводом. Сигнал на клапан поступает от датчиков расхода.

Контроль на вахте стояночного и утиль-котла.

Во время вахты необходимо контролировать на термомасляном стояночном котле:

1. Работу циркуляционного насоса.

2. Уровень масла в расширительной цистерне.

3. Давление и температуру масла в системе.

4. Отсутствие утечек масла.

5. Работу топочного устройства котла.

6. Уровень топлива в расходной цистерне топлива.

7. Отсутствие утечек топлива, температуру его нагрева.

8. Работу систем автоматики, АПС и защиты.

При работеутилизационного котла необходимо контролировать то же самое, что и при работе стояночного котла, за исключением позиций, связанных с работой топочного устройства котла.

Защиты термомасляного стояночного и утилизационного котла.

1. Утечки масла при разрушении змеевиков. Сигнал подается датчиком уровня емкостного типа.

2. Уменьшение скорости движения масла в системе. Сигнал подается датчиком расхода.

3. Уменьшение или увеличение уровня масла в расширительной цистерне.

4. Остановка стояночного котла при достижении температуры масла установленного значения. Сигнал от датчика температуры масла.

5. Сброс масла из утиль-котла на маслоохладитель при достижении температуры масла установленного значения. Сигнал-отдатчика температуры масла.

6. Сброс масла из расширительной цистерне при пожаре (аварийный сброс). Сигнал-от системы пожарной сигнализации.

7. Защита топочного устройства обычная-по обрыву факела, по низкому давлению топлива, по открытию дверцы топочного устройства.

Докотловая обработка питательной воды предусматривает : очистку ее от масла и механических примесей; удаление кислорода (деаэрация), солей (умягчение, термическое обессоливание) и накипи (магнитная обработка).

Очистка конденсата от масла и механических примесей особенно важна на судах, имеющих паровые поршневые насосы и другие паровые машины, на танкерах, рыбообрабатывающих плавбазах и транспортных рефрижераторах, использующих пар для подогрева нефтяных грузов с прямым возвратом конденсата этого пара в котел, а также на всех добывающих и рыбообрабатывающих судах, имеющих рыбомучные и жиротопные установки.

Масло, находящееся в виде капель и пленок, удаляется из воды путем фильтрации ее через механические фильтры, установленные в теплом ящике и на напорной питательной магистрали. Эмульгированное масло, составляющее около 10 ... 20 % общего маслосодержания конденсата, почти не задерживается механическими фильтрами и может быть удалено из конденсата путем фильтрации его через сорбционные фильтры (например фильтры с активированным углем, диатомитовые фильтры и др.). Правильная эксплуатация механических фильтров позволяет снизить содержание масла в питательной воде до установленного нормой. Одновременно производится очистка конденсата от механических примесей. Характеристика фильтрующих материалов, применяющихся в механических фильтрах, приведена в табл. 3.6.

Существуют различные конструкции теплых ящиков. Одна из наиболее совершенных и простых с классической схемой расположения фильтрующих материалов (волокнистые, зернистые, тканевые) приведена на рис. 3.3. В первом по ходу конденсата отсеке на решетку укладывается манила, сизаль или люфа слоем 2 ... 3 см. Далее загружается древесная стружка или куски поролона в сетках размерами 15 х 20 х 20 мм и устанавливается железная решетка. На решетку кладется лист поролона толщиной 15 мм, который собирает всплывшее масло.

Во второй отсек входят три ящика с решетчатыми днищами, установленные один на другой. В каждый ящик загружаются куски кокса размерами 15x15 мм. Сверху кокса укладываются куски поролона размерами 15 х 20 х 20 мм слоем 2 ... 3 см. Ящик без усилия (чтобы не сжать поролон) закрывается решеткой. Для сбора плавающего масла на поверхности воды по размерам отсека укладывается лист поролона толщиной 25 мм.

Третий отсек содержит матерчатые фильтры и ящик с коксом размерами 15 х 15 мм. Сверху кокса укладываются куски поролона размерами 15 х 20 х 20 мм слоем 8 ... 10 см. Коксовый ящик закрывается решеткой (не сжимая поролон).

Матерчатые фильтры состоят из двенадцати стаканов, на которые одеваются мешки из махровой ткани, так называемые чулки. Каждый чулок сшивается с одной стороны и одевается на стакан вверх дном. Внизу стакана ткань для уплотнения закрепляется проволокой или веревкой. Собранные таким образом стаканы аккуратно вставляются конической частью в гнезда теплого ящика. На поверхность конденсата укладываются листы поролона для сбора плавающего масла. Обслуживание теплого ящика заключается в периодической смене фильтрующих материалов.

Периодичность смены фильтрующих материалов зависит от режима работы питательной системы и содержания масла в конденсате. При круглосуточной работе питательной системы на номинальном режиме и содержании масла в конденсате (до теплого ящика) около 15 мг/л плавающие листы поролона в первом и втором отсеках рекомендуется через 24 ч переворачивать и через 48 ч заменять. В третьем отсеке указанные операции проводятся соответственно через 2 и 4 сут.

Стружку и манилу в первом отсеке следует менять через 24 ч, а если вместо стружки был заложен поролон в сетках, то смену его производить через 3 сут. Поролон в ящиках второго отсека рекомендуется менять следующим образом: через 48 ч работы снять верхний ящик, сменить поролон, поставить ящик на место. Через следующие 48 ч снять два верхних ящика, поставить верхний на место второго, во втором сменить поролон и поставить на место первого. Через следующие 48 ч снять все три ящика, поставить верхний ящик вниз, затем второй ящик и, сменив поролон, поставить сверху третий ящик. В дальнейшем цикл смены фильтромате-риалов повторяется. В третьем отсеке поролон в коксовом ящике необходимо менять по одному через каждые 24 ч работы. При смене фильтрующего тканевого элемента до постановки нового необходимо закрывать отверстие посадочного гнезда заранее приготовленной заглушкой. В зависимости от степени загрязнения фильтров, но не реже чем через каждые 20 сут производить смену кокса во всех отсеках с полной промывкой всех деталей фильтров и теплого ящика.

Фильтры, устанавливаемые на напорной магистрали питательной воды, также разнообразны по своей конструкции. Одна из наиболее совершенных и простых приведена на рис. 3.4. Обычно устанавливается по два фильтра, которые могут работать параллельно и по одному. При эксплуатации фильтров смену фильтрующих материалов следует производить по мере повышения давления перед фильтром до установленного предела (что характеризует загрязнение фильтрующих материалов). В целом работа нагнетательных фильтров не является эффективной. Удаление кислорода из питательной воды предусматривается для котельных установок с рабочим давлением пара более 2 МПа. Содержание кислорода в питательной воде открытых систем питания составляет 4,5 ... 10,0 мг/л. Растворимость кислорода зависит от температуры воды. С повышением температуры воды растворимость кислорода падает (рис. 3.5). В кипящей воде растворимость кислорода равна нулю. Поэтому для максимально возможного удаления кислорода из питательной воды в открытых системах питания необходимо поддерживать температуру воды в теплом ящике не ниже 55 ... 65 °С,что обеспечит содержание кислорода в питательной воде не более 5,0 мг/л. Следует отметить, что подогрев питательной воды в водоподогревателях, устанавливаемых на напорных участках питательных систем, не приводит к снижению содержания кислорода, так как не обеспечивается его отвод из воды.

На многих типах судовых котлов (КВВА-2,5/5; VX; КВС-30/П-А; КВА-1,0/5 и др.) с рабочим давлением пара до 2 МПа наблюдается сравнительно интенсивная кислородная коррозия. Поэтому на судах с указанными типами котлов необходимо внимательно следить за температурой воды в теплых ящиках,особенно в период работы котлов на пониженных нагрузках. Нельзя.допускать переохлаждения конденсата в водоохладите-лях, а в ряде случаев целесообразно оборудовать теплые ящики змееви-ками-подогревателями, работающими на отработавшем паре.

Для водотрубных котлов с давлением пара выше 2 МПа используются только закрытые системы питания с термическими деаэраторами, принцип действия которых основан на „нулевой” растворимости кислорода в кипящей воде. Применяются вакуумные и безвакуумные деаэраторы, которые одновременно являются подогревателями питательной воды. Схема простейшего безвакуумного одноступенчатого деаэратора представлена на рис. 3.6.

Уровень воды в деаэраторе поддерживается регулятором 1. Вода поступает по трубопроводу 9 к разбрызгивающей головке 2 через охладитель выпара 3, где она немного подогревается. В разбрызгивающую головку по трубопроводу 5 через регулятор 4 подается также греющий пар. Для обеспечения быстрого нагрева поступающей питательной воды необходимо, чтобы поверхность соприкосновения паровой и жидкой фаз была максимальной. В головке 2 это обеспечивается с помощью разбрызгивающих устройств в виде форсунок либо перфорированных тарелок, что увеличивает поверхность контакта воды и пара. Пар, двигаясь навстречу струям воды, нагревает воду до температуры кипения, что способствует интенсивному выделению из нее газов. В процессе нагрева воды значительная часть греющего пара конденсируется. Смесь выделившихся газов и части несконденсировавшегося пара, называется выпаром, идет в охладитель выпара 3, где пар конденсируется и стекает в бак-аккумулятор 7, а газы отводятся в атмосферу.

Время пребывания воды в разбрызгивающей головке деаэратора мало, поэтому стекающая из нее в бак-аккумулятор деаэрированная вода может содержать некоторое количество растворенного газа. Для его удаления через воду в баке с помощью барботажного устройства дополнительно пропускают пар, что способствует более полной деаэрации.

еаэрированная- вода по трубопроводу 8 забирается питательным насосом котла. Для обеспечения надежной работы насоса деаэратор располагают на 8 ... 10 м выше всасывающего патрубка питательного насоса.

При термической деаэрации остаточное содержание кислорода не превышает 30 мг/л. Однако при работе паротурбинных установок на пониженных нагрузках качество деаэрации питательной воды ухудшается. Для удаления из питательной воды остатков кислорода обычно применяют химические методы. Наибольшее распространение получил ввод в питательную воду гидразина N2H4 после деаэратора. При этом происходит реакция

N2 Н4 + 02--- 2H20+N2.

Расход гидразина составляет около 0,1 ... 0,2 г на 1 т деаэрированной питательной воды. Избыточная концентрация его в котловой воде должна находиться в пределах 0,02 ... 0,03 мг/л. Гидразин токсичен и огнеопасен, поэтому обращаться с ним надо очень осторожно. Для ввода гидразина в обрабатываемую воду применяются специальные герметичные устройства, обеспечивающие непрерывную подачу его в трубопровод питательной воды непосредственно после деаэратора.

Умягчение питательной воды применяется для паровых котлов низкого давления путем пропускания ее через натрийкатионитовый фильтр. Фильтрующим веществом является катионит КУ-2-8, выпускаемый по ГОСТ 20298-74. По внешнему виду он представляет сферические зерна от желтого до коричневого цветов размером 0,315 ... 1,25 мм. Динамическая обменная емкость имеет вместимость не менее 500 г-экв/м3. Катионит КУ-2-8 нерастворим в воде, растворах минеральных кислот, щелочей и органических растворителях. Он хорошо сохраняет свою работоспособность при температуре до 100 ... 120 °С, не взрывоопасен, не воспламеняется и не оказывает токсического воздействия на человека.

Схема серийно выпускаемого фильтра представлена на рис. 3.7. На нижнюю решетку фильтра загружается дренажная подложка 6 из нержавеющей стали или сплава титана (рубленная проволока диаметром 2 мм). Щелевые колпачки 4 и дренажная подложка 6 в нижней решетке предназначены для предотвращения попадания катионита 3 в питательную воду. Щелевые колпачки 2, установленные в верхней решетке, предназначены для равномерного распределения потока питательной воды и предотвращения уноса катионита в период взрыхления и регенерации его. При этом проходное сечение штатных щелевых колпачков верхней решетки увеличено с 0,3 до 1,0 мм. Фильтр имеет пропускную способность 2 м3/ч, рабочее давление 0,7 МПа при температуре питательной воды до 80 °С. Потеря напора в фильтре 0,005 МПа. Высота фильтрующей загрузки 910 мм, объем загрузки катионита 60 л и объем дренажа 4,5 ... 5,0 л. Принципиальная схема включения фильтра в систему трубопроводов питательной воды котлоагрегата КВА-1,0/5 приведена на рис. 3.8.

Сущность катионирования заключается в замене накипеобразующих ионов Са2+ и Mg2+ катионами. В результате реакций в котел поступает вода, лишенная накипеобразующих солей. Соли натрия, имея высокий коэффициент растворимости, не являются источником образования накипи и шлама в паровых котлах. После истощения фильтра производится его регенерация (восстановление) морской забортной водой. В результате регенерации ионы Са2+ вновь заменяются катионитом Na+.

При переходе на натрийкатионитовую обработку питательной воды необходимо выполнить ряд подготовительных мероприятий. Осмотреть и очистить теплый ящик, фильтр и щелевые колпачки от грязи, промыть чистой пресной водой. Загрузить дренажную подложку и разравнять

по всей площади нижней решетки фильтра. Высота слоя дренажной подложки должна доходить до уровня среза разгрузочного штуцера 5, т. е. закрывать щелевые колпачки 4 нижней решетки (см. рис. 3.7). Фильтр заполнить до половины объема 5 %-ным раствором поваренной соли, предварительно приготовленным в металлической таре вместимостью 200 л. Катионит в количестве 50 кг засыпать в фильтр и в течение 1 ч выдержать под слоем солевого раствора для набухания (во избежание механического разрушения структуры зерен). Произвести перевод загруженного в фильтр катионита из водородносолевой формы в натриевую с помощью 5 %-ного раствора поваренной соли. Для перевода 50 кг катионита в натриевую форму необходимо пропустить через него 1 т раствора. Емкость с раствором подключить гибким шлангом к клапану 8 фильтра (см. рис. 3.8). Раствор проходит через фильтр и далее через клапан 15 стекает в льяла. После окончания перевода катионита в натриевую форму фильтр промывается потоком пресной (питательной) воды. Отмывка катионита от соли производится до тех пор, пока содержание хлоридов в пробах промывочной воды, отобранных до и после фильтра, не сравняется.

После окончания подготовительных работ фильтр подключается к системе питательной воды котлоагрегата (см. рис. 3.8). Уход за работой фильтра заключается в контроле качества воды и перепада давлений. Качество питательной воды проверяют до и после фильтра путем анализа отобранных проб в судовой экспресс-лаборатории. Отбор проб и анализ производят не менее 1 раза в сутки. Контролируемыми показателями являются: общая жесткость, которая должна быть не более 0,3 до фильтра и 0,01 мг-экв/л после фильтра; содержание ионов хлора - не более 15 мг/л; гидравлическое сопротивление фильтра определяют по показаниям манометров, установленных до и после фильтра; перепад давления не должен превышать 0,12 МПа. Если общая жесткость питательной воды после фильтра превысит указанную выше, а сопротивление фильтра достигнет предельного значения (0,12 МПа), то это будет свидетельствовать

О потере фильтром работоспособности. Для приведения фильтра в исходное (рабочее) состояние необходимо произвести его регенерацию путем временного подключения фильтра к магистрали забортной воды с давлением не менее 0,4 МПа, например, к пожарной магистрали. Процесс регенерации состоит из трех этапов: взрыхления, собственно регенерации и отмывки.

Взрыхление и регенерация фильтра производятся одновременно противотоком забортной морской воды и только в открытом море. При этом работающий котлоагрегат и система его питания с натрийкатионитовым фильтром выводятся из действия. На период регенерации в работу вводится резервный котел со своей системой питания и натрийкатионитовым фильтром. На фильтре, выведенном из действия, необходимо закрыть клапаны 6 и 13 (см. рис. 3.8). К штуцеру клапана 14 закрепить резиновый шланг, другой конец шланга подсоединить к клапану 11 на пожарной магистрали. Открыть клапан 11 для подачи соленой забортной воды в фильтр 9. После того как давления в фильтре и пожарной магистрали сравняются, медленно открыть клапан 8 для сброса воды в льяла.

Скорость воды в фильтре установить такой, чтобы не было уноса катионита вместе с водой в льяла. Скорость воды в фильтре регулируется клапаном 9, при этом клапан 77 на пожарной магистрали находится постоянно в открытом положении.

Контроль за предотвращением уноса катионита ведется путем периодического (не менее 3 раз) отбора проб воды, сбрасываемой после фильтра. Наличие катионита в пробе определяется визуально. Продолжительность этапов взрыхления и регенерации в среднем составляет около

3 ч. По окончании регенерации фильтр отключается от пожарной магистрали и отсоединяется резиновый шланг. Далее фильтр отмывают питательной водой котла. Для этого следует открыть клапаны 14 и 15 сброса воды из фильтра в дренаж. Затем, медленно открывая клапан 6 подвода питательной воды к фильтру, через клапан 8 удалить воздух из фильтра. Клапаном 6 отрегулировать количество воды, требуемой для отмывки. Отмывку катионита в фильтре производить до тех пор, пока содержание ионов хлора по результатам анализа проб отмывочной воды, отобранных до и после фильтра, не сравняется. Продолжительность отмывки в среднем составляет 45 ... 60 мин. После этого фильтр готов к подключению в работу или остается в качестве резервного.

Катионит КУ-2-8 в натриевой форме в период эксплуатации длительно сохраняет свою работоспособность (до 3 лет и более). Однако в процессе работы зерна катионита покрываются масляной пленкой, окисными отложениями продуктов железа и меди, механически повреждаются и т. д. Указанные факторы снижают обменный контакт между ионами солей жесткости и натрия. Катионит частично теряет обменную емкость. Кроме того, в период взрыхления и регенерации фильтра имеет место некоторый унос зерен катионита и таким образом требуется его частичное пополнение. Необходимо производить контрольное вскрытие фильтра с полной выгрузкой катионита и промывкой его горячей пресной водой (60 °С). После промывки катионит загрузить в фильтр и добавить свежий, предварительно переведя его в натриевую форму.

Отбор проб и передача на анализ в береговую теплохимическую лабораторию для определения динамической обменной емкости производится 1 раз в год. Проба отбирается с глубины 200 мм от поверхности слоя катионита в чистую стеклянную банку вместимостью 0,5 л. На этикетке банки следует указать: наименование судна, марку катионита, число часов работы, дату отбора пробы.

Термический метод обработки используется как основной способ получения добавочной воды из забортной в судовых опреснителях при длительном нахождении судов в море. Общее солесодержание дистиллята морской воды обычно не превышает 10 ... 20 мг/л. При двухкратном испарении (бидистиллят) солесодержание может быть снижено до

0,5 ... 1,0 мг/л, т. е. такой бидистиллят пригоден в качестве добавочной воды для большинства высоконапряженных водотрубных котлов. Дистиллят получают в глубоковакуумных или адиабатных опреснителях, использующих тепло охлаждающей воды ДВС на дизельных судах.

Магнитная обработка воды относится к физическим методам предотвращения накипеобразования. Под влиянием магнитного поля кристаллическая структура солей и их физико-химические свойства изменяются, и при последующем нагревании воды в пересыщенных растворах эти соли выпадают в виде мелкодисперсного шлама,. который находится во взвешенном состоянии и удаляется продувкой. Магнитная обработка питательной воды способствует также разрушению накипи, ранее образовавшейся на поверхностях нагрева.

Магнитная обработка воды производится с помощью специальных аппаратов, которые классифицируются (по способу создания магнитного поля) на аппараты с постоянными магнитами и электромагнитами. Первые подразделяются на аппараты с постоянным и регулируемым рабочими зазорами (для поддержания оптимальной скорости воды в пределах 1 ... 2 м/с). Вторые делятся на аппараты с постоянной и переменной напряженностями магнитного поля.

В питательной воде не исключено содержание ферромагнитных загрязнений, которые отлагаются на внутренних полостях аппарата и снижают напряженность магнитного поля в рабочем зазоре аппарата. Вместе с тем судовые котлы работают в широком диапазоне нагрузок, из-за чего скорость питательной воды в рабочем зазоре аппарата не всегда является оптимальной. Жесткость котловой воды при магнитной обработке повышается до 15 ... 18 мг-экв/л. Отсутствие достоверных методов текущего контроля эффективности магнитной обработки воды и безнакипного режима привело к тому, что рассматриваемый метод не получил признания как самостоятельный вид водообработки. Независимо от наличия аппаратов магнитной обработки питательной воды на всех судах устанавливаются обычные реагентные внутрикотловые воднохимические режимы.

---