Strona17
Wykład 4 dn. 28 . 11. 2008
KOTŁY POMOCNICZE siłowni parowych i siłowni spalinowych.
Kotły wolnostojące na paliwo płynne i kotły utylizacyjne.
Podział ze względu na konstrukcję:
- płomieniówkowe
-wodnorurkowe z cyrkulacją naturalną
-wodnorurkowe z cyrkulacją wymuszoną, kombinowane, specjalne
Odbiory pary do innych celów niż napęd główny, stosowanie osobnych kotłów pomocniczych ze względu na niebezpieczeństwo zanieczyszczenia obiegu kotła głównego paliwem i olejami:.
podgrzewanie paliwa w zbiornikach,
podgrzewanie paliwa i oleju przed wirówkami,
podgrzewanie odoliwiaczy,
podgrzewanie ładunku płynnego,
podgrzewanie wody sanitarnej,
podgrzewanie wody w CO i klimatyzacji,
podgrzewanie wody w wyparownikach,
napędy pomp, wciągarek itp.
napędy T/G,
instalacje ppoż.
1. Kotły płomieniówkowe
Wolnostojący kocioł typu Cohran str 140.
2. Kotły opłomkowe.
Kocioł typu Clarkson mała sprawność 67%, wydajność 2 t/h, p = 0,69 MPa. Były produkowane w Polsce też.
Pionowo umieszczony palnik z parowo-mechanicznym rozpylaniem paliwa 7 umożliwia pionowy kierunek strumienia spalin pierwszego przepływu. Komora spalania 2 jest tu całkowicie opromieniowana opłomkami 9 pobierającymi ciepło od spalin. W górnej części komory spalania opłomki rozchylają się co umożliwia swobodny przepływ spalin do wewnętrznego przewodu spalinowego 3, skąd przedostają się przez okna przelotowe 6 do zewnętrznego przewodu spalinowego. Odpowiednio rozmieszczone zdmuchiwacze sadzy pozwalają utrzymać czystość rurek podczas pracy kotła.
Wydajność 1÷2 t/h, p=0,69MPa, sprawność ok. 67 %.
Kocioł typu VX - najpopularniejszy 0,5÷0,7 MPa, 400÷5000 kg/h sprawność 82÷84%
VX jest to kocioł pionowy z dużą komorą spalania 5 i pionowymi opłomkami 1 .Górna część walczaka zamontowana jest pionowym pęku opłomek co uodparnia kocioł na naprężenia termiczne. Czasami montowany jest dodatkowo podgrzewacz powietrza i wody.
Kocioł VX3
Na statkach PŻM montowane są zazwyczaj kotły VX3 produkowane przez Stocznię Gdańską. Parametry: 1,8 t/h, 0,7 MPA, Kocioł składa się z dwóch części cylindrycznych: dolnej oraz górnej. Dolna ma płaszcz 1 wykonany z blachy o grubości 12 mm oraz ścianę sitową 2 z blachy o grubości 22 mm. Górna część kotła ma ścianę boczną z z blachy o grubości 12 mm, natomiast zarówno ściana sitowa 4 jak i tłoczone górne dno 3 są z blachy 22 mm. Część górna jest połączona z dolną za pomocą 416 opłomek 5 oraz 120 opłomek wzmocnionych tzw kotwicznych 6. Komora spalania 7 wykonana jest w kształcie dzwonu z blachy o grubości 15 mm i zamocowana w dolnej części kotła. Dolna jej część ma obmurze 8 z cegły ogniotrwałej. Spaliny przepływają przez komorę paleniskową następnie przez rurę 9 łączącą komorę paleniskową z częścią wodnorurkową kotła. Tam omywają one opłomki w czterokrotnym przepływie uzyskiwanym dzięki specjalnym przegrodom kierującym 25.
W części dolnej wmontowany jest rurociąg szumowania dolnego 15 mający cztery końcówki. Do obu części kotła można dostać się przez włazy 17 o średnicy 305 x 405 mm.
Kocioł jest wyposażony w typową armaturę tj zawory bezpieczeństwa 18, wodowskazy 20, manometry itp. Regulacja zasilania oraz awaryjne wyłączenie palnika odbywa się za pomocą regulatora Mobrey.
Kotły VX używane są jako kotły pomocnicze , stanowią samodzielne wytwornice pary, lub są połączone z kotłami utylizacyjnymi w jeden system pary pomocniczej
Kocioł Sunrod - producent Svenska Maskinverken , podobna konstrukcja jak VX. Dodatkowo zastosowano miedziane mostki cieplne na rurach grzewczych zwiększając współczynnik wymiany ciepła o 6 razy. Mycie kotła od strony ogniowej wodą.
Kocioł KW produkcji Stoczni Gdańskiej. Kotły te produkują parę nasyconą lub po zamontowaniu przegrzewaczy parę przegrzaną. Stocznia produkuje typoszereg kotłów - tabela 4.2 na str 154
Jest to typowy kocioł D, dwuprzepływowy, składa się z dwóch walczaków połączonych konwekcyjnymi pękami rur parownika. W walczaku parowo-wodnym zamontowano blachę sitową jako oddzielacz wody od pary
rys. kotła na str. 152 i 153
Parametry: w zależności od typu od 0,7 do 3,2 MPa, wydajność 5÷63 t/h
Dwuobiegowe wolnostojące kotły pomocnicze są stosowane głównie na tankowcach, ze względu na możliwość zanieczyszczenia obiegu przez paliwo z ładunku. Zasada budowy i pracy identyczna jak kotłów głównych.
Wolnostojące kotły kombinowane - Przykładowy Cohran zbudowany jest jako utylizacyjny i jednocześnie opalany olejem. Jest to kocioł płomieniówkowy - str. 158
Wodnorurkowy kocioł kombinowany np. VL produkcji polskiej (4 t/h pary nasyconej, 0,7 MPa)
Rys kotła VL - str 160
Zbudowany z trzech walczaków i dwóch pionowych grup opłomek. Dolne ogrzewane są tylko palnikiem, górne spalinami z SG. Na dolocie spalin do kotła jest zamontowana klapa regulacyjna. Praca automatyczna łącznie z magnetycznym urabianiem wody i automatycznym szumowaniem
Kotły Utylizacyjne
Straty ciepła w spalinach wynoszą 31÷ 38 % ciepła z paliwa. Odzyskanie części ciepła jest możliwe przez zastosowanie kotłów ogrzewanych spalinami. Schłodzenie spalin nie może być niższe niż temperatury punktu rosy niektórych składników tych spalin (160oC) ze względu na zagrożenie korozją niskotemperaturową. Budowa dużych statków z silnikami o dużej mocy uzasadnia stosowanie kotłów utylizacyjnych , zasilających także T/G.
(ważne - zasady uruchamiania T/G odwodnienia!, uruchamianie pompy próżniowych skraplaczy)
Regulacja wydajności kotłów utylizacyjnych: klapa, sekcje, grzanie zbiorników dennych.
Dawniej bywały kotły utylizacyjne płomieniówkowe - np. Cochran. Przepływ spalin poziomy.
Współczesne kotły budowane są głównie jako wodnorurkowe - przykładowy La Monta - rys str 172
Kocioł utylizacyjny musi współpracować z oddzielnym zbiornikiem mającym przestrzeń wodno-parową.
Dla zobrazowania stopnia wykorzystania ciepła dzięki zastosowaniu kotła utylizacyjnego przedstawiono wykresy bilansu cieplnego silnika Sulzer:
Kotły utylizacyjne wodnorurkowe
Stocznia Gdańska produkowała kotły LA z przymusową cyrkulacją wody. Kocioł ten najczęściej współpracuje z kotłem VX. Rysunki kotła są na str. 174 i 175. Poniżej jest przedstawiony schemat połączeń w kotle.
Powierzchnię ogrzewalną stanowią 4 pakiety wężownic 12, które są podłączone do komory zbiorczej 16 i wylotowej 17. Doloty wody do wężownic są odcinane zaworami 1.Każda komora jest odpowietrzana zaworkiem 5. Pomiędzy komorą zbiorczą wylotową i kolektorem 3 umieszczone są zawory zwrotne 2 typu GESTRA. Kolektor 3 ma połączenie z manometrem i zaworami bezpieczeństwa. Między sekcjami wężownic są zamontowane zdmuchiwacze sadzy. Podział na nierówne sekcje pozwala na regulację wydajności w bardzo szerokim zakresie.
Współpraca z pompa obiegową i walczakiem VX.
Inny kocioł - Sunrod
Stosowanie w nowych kotłach utylizacyjnych płyt grzewczych zamiast rurek
Na małych statkach stosowanie kotłów utylizacyjnych jest bez sensu. Małe zapotrzebowanie na parę, krótkie przeloty, nieproporcjonalnie wysoki koszt kotła , brak miejsca w siłowni.
Małe angliki - mały statek a dwa kotły!!
Układy:
a) jednociśnieniowy produkujący parę nasyconą
b) jednociśnieniowy z przegrzewaczem pary
c) jednociśnieniowy z przegrzewaczem pary i podgrzewaczem wody zasilającej typu woda-woda
d) jednociśnieniowy z przegrzewaczem pary i podgrzewaczem wody zasilającej typu para-woda
e) dwuciśnieniowy z przegrzewaczem pary wysokiego ciśnienia i podgrzewaczem wody zasilającej obiegu wysokociśnieniowego typu para-woda
f) dwuciśnieniowy z wytwornicą pary niskiego ciśnienia i dwustopniowym podgrzewaczem wody zasilającej typu woda-woda
g) dwuciśnieniowy z sekcjami odparowania wysokiego i niskiego ciśnienia w kotle utylizacyjnym
h) z wolnostojącym pomocniczym kotłem dwuciśnieniowym i podgrzewaczem typu para-para jednociśnieniowy z kotłem pomocniczym opalanym olejem i wodnorurkowym kotłem utylizacyjnym o wymuszonej cyrkulacji.
marcin0732