§ 14.   Схемы питания и поддержания горения в котлах

Нормальная работа главной или вспомогательной судовой котельной установки возможна только в случае непрерывной подачи веществ, необходимых для работы котла, и удаления остатков от переработки этих веществ. Поэтому каждый судовой котел с естественной циркуляцией воды обслуживается следующими системами:
питательной — для подачи питательной воды в котел; топливной — для подачи топлива в топку котла; воздухоподводящей — для подачи воздуха к форсункам с целью улучшения горения топлива;
газоотводящей — для отвода дымовых газов из котла; продувания — для удаления верхнего слоя воды с пенообразующими солями из пароводяного коллектора и удаления шлама (осадков солей) из водяных коллекторов;
химической обработки воды — для фосфатирования питательной воды во время работы котлов и сульфатирования воды в бездействующих котлах;
автоматического регулирования рабочих процессов котла. Эти системы состоят из комплекса вспомогательных механизмов, теплообменных аппаратов, приборов, различных трубопроводов и путевой арматуры, предназначенных для подачи, отвода и регулирования воды, пара, топлива, воздуха, продуктов горения и других веществ, участвующих в работе котла.

Рассмотрим схемы и характеристики двух основных систем — питательной и топливной, как наиболее важных для работы котла.

Питательная система. Эта система служит для подготовки питательной воды и подачи ее в котел. В питательную воду при конденсации отработавшего пара, а также через неплотности в соединениях труб могут попасть различные вещества: воздух, углекислота, соли, минеральные и растительные масла. Так как кислород и другие вещества являются причиной коррозии и разъедания внутренних поверхностей водогрейных труб котла и последующего их пережога, к качеству питательной воды предъявляют жесткие требования. Например, содержание кислорода в питательной воде для котлов повышенного и высокого давления допускается не более 0,03—0,05 мг на 1 л воды.

Чтобы предотвратить попадание кислорода в питательную воду, применяют так называемую систему закрытого питания (рис. 24). Основным элементом этой системы является специальный прибор—деаэратор 5, в котором питательная вода при кипении освобождается от растворенного в ней кислорода. Давление в деаэраторе может быть ниже атмосферного (вакуумные деаэраторы) и выше атмосферного (деаэраторы с избыточным давлением). В деаэраторах вода сильно нагревается и, если ее забирать непосредственно питательным насосом, она будет при всасывании вскипать. Поэтому воду из деаэратора с помощью специального бустерного насоса 4 направляют в приемную часть питательного насоса 6. Бустерный насос обычно размещается на одном валу с конденсатным насосом 2, и оба насоса приводятся в действие от одного двигателя.

Рис. 24. Схема закрытого питания котла.

1 — главный конденсатор; 2 — конденсатный насос; 3 — воздушный пароструйный насос; 4— бустерный насос; 5 — деаэратор; 6 — питательный насос; 7 — подогреватель питательной воды; 8 — главный паровой котел.

При деаэраторе с избыточным давлением конденсат нагревается до 115—120°С, поэтому специальный подогреватель питательной воды не требуется. При вакуумном деаэраторе вода подогревается до 70—80° С, что считается недостаточным; в этом случае в схеме предусматривают подогреватель питательной воды 7.

Систему закрытого питания, включающую в себя двухступенчатые или одноступенчатые деаэраторы, применяют только на судах большого и среднего водоизмещения, имеющих главные котлы с высокими параметрами пара. Это объясняется тем, что деаэраторы, особенно двухступенчатые, являются сложными и тяжелыми устройствами, включающими в себя несколько автоматов, перекачивающий насос и пр. Кроме того, деаэратор приходится ставить в машинном отделении довольно высоко, чтобы обеспечить подпор бустерному насосу. Поэтому на судах малого водоизмещения и для вспомогательных котельных установок используют системы открытого питания котлов, в состав которых вместо деаэратора входит теплый ящик или уравнительная цистерна, лишенные недостатков деаэратора, но значительно уступающие последнему по качеству очистки питательной воды от воздуха.

Топливная система. Эта система, или топливно-форсуночный трубопровод, является частью нефтяного трубопровода судна и служит для подачи жидкого топлива (мазута) от расходных топливных цистерн к форсункам котла.

На рис. 25 изображена схема нефтяного трубопровода в котельном отделении небольшого грузового судна. Нефтяные отсеки 5 наполняют нефтью или непосредственно с палубы наливом через палубную втулку 13 и трубы 14, 4, 7 и 6, или с помощью нефтеперекачивающего насоса 9, принимающего нефть через палубную втулку 13, трубу 12, нефтяной фильтр 11 с подогревом нефти и трубы 10 и 6. По трубе 6 нефтеперекачивающий насос 9 может принимать нефть из отсеков 5 и подавать ее по трубе 4 в расходные топливные цистерны 1, из которых нефть по трубе 3 забирается форсуночными насосами 23, проходит через двойной фильтр холодной нефти 2 по трубе 24 и подается по трубе 21 в нефтеподогреватель 19. Затем через фильтр горячей нефти 18 по трубе 17 поступает к нефтяным форсункам 15 парового котла 16. Излишняя нефть от форсунок стекает по трубе 25 в приемную трубу 24 форсуночных насосов 23.

На нагнетательной трубе 21 форсуночных насосов установлен предохранительный байпасный клапан 22, перепускающий излишнюю нефть при повышении давления в приемную часть насосов, а также воздушный клапан 20, выравнивающий давление нефти. Нефтеперекачивающий насос 9 может также выкачивать нефть из отсеков 5 по трубам 6, 8 я 14 через палубную втулку 13 на палубу.

Рис. 25. Схема нефтяного трубопровода в котельном отделении небольшого грузового судна.