Конструкция вспомогательных парогенераторов
В качестве вспомогательных широко используются водотрубные парогенераторы однопроточного типа, имеющие более простую конструкцию, чем главные.
На рис. 13 показана распространенная конструкция водотрубного вспомогательного парогенератора. Он состоит из верхнего пароводяного коллектора 1, нижнего водяного коллектора 7 и кипятильных трубой. Трубки 3 образуют поверхность экрана. Часть поверхности, воспринимающая теплоту от раскаленного слоя топлива или светящегося факела и протекающих газов, называется радиационной поверхностью нагрева.
Рис. 13. Вспомогательный водотрубный парогенератор.
Пароводяная смесь, имеющая большую плотность, перемещается, опускаясь по опускным трубкам 5, а менее плотная пароводяная смесь поднимается по подъемным трубкам 8. Так осуществляется естественная циркуляция пароводяной смеси.
Основная паромеханическая и запальная форсунки расположены в отверстии 4 передней стенки топки. Воздух для горения подводится через патрубок 2 с регулирующей заслонкой, продукты сгорания выходят из парогенератора через патрубок. Змеевик, расположенный вдоль парогенератора, предназначен для подсушки пара, идущего к паромеханической форсунке. Парогенератор соединен с фундаментом при помощи четырех опор 6. Основные параметры парогенератора: паропроизводительность 1,6 т/ч, давление пара 0,55—0,70 МН/м2 (5,5—7,0 кгс/см2). Поверхность нагрева у такого парогенератора 74,1 м2; КПД 80%.
Некоторые теплоходы оборудуются вспомогательными огнетрубными оборотными парогенераторами. Устройство такого парогенератора показано на рис. 14. Парогенератор имеет сварную конструкцию; поверхность нагрева у него составляет 65 м2, давление пара 1,2 МН/м2 (12 кгс/см2). Переднее днище 1 и заднее 12 сварены с цилиндрическим корпусом 4. В нижней части корпуса расположена волнистая (для обеспечения эластичности) жаровая труба 13 (число их может доходить до трех), в которой находится топка. Передняя часть жаровой трубы соединяется с передним днищем, а задняя — с огневой камерой 10. Над жаровой трубой расположены дымогарные трубы 2, закрепленные концами в отверстиях передней стенки огневой камеры и в отверстиях переднего днища. Переднее и заднее днища предохраняются от деформации длинными связями 3 и шайбами 6. Задняя стенка 11 и верхняя стенка 9 огневой камеры сделаны плоскими. Боковые стенки огневой камеры образованы листом 14. Задняя и боковые стенки огневой камеры укреплены распорными связями 8, которые соединяют их с задним днищем и с цилиндрическим корпусом парогенератора. Потолок огневой камеры укреплен потолочными скобами 7.
Рис. 14. Вспомогательный огнетрубный парогенератор.
Продукты сгорания из топки идут в огневую камеру, затем, изменив направление на обратное, поступают в дымогарные трубы. Из них газы через дымовую коробку (на рисунке не показана) уходят в дымовую трубу. Вода, соприкасаясь с горячими поверхностями дымогарных труб, жаровой трубы и огневой камеры, нагревается и превращается в пар, направляемый в сухопарник 5 и далее к потребителю.
Утилизационными называются парогенераторы, использующие теплоту отработавших газов двигателей внутреннего сгорания или газовых турбин. Их устанавливают на магистрали отвода газов, и они выполняют также функцию искрогасителей и глушителей шума двигателей. Особенность утилизационных парогенераторов заключается в отсутствии топки и работе испарительной поверхности нагрева в области температур 300—400°С (573—673 К). Поэтому давление пара, вырабатываемого в таких парогенераторах, не превышает 1,0 Мн/м2 (10 кгс/см2).
Стандартные утилизационные парогенераторы могут функционировать только при работе главных двигателей. При неработающем главном двигателе или при работе двигателя на режиме малой мощности, когда производительность утилизационной установки недостаточна, необходимо иметь вспомогательный парогенератор, действующий независимо от судовых двигателей, что не всегда выгодно и усложняет установку. Поэтому на некоторых теплоходах устанавливают один парогенератор комбинированного типа: на ходовом режиме он работает как утилизационный, а при неработающем главном двигателе в его топке сжигается жидкое топливо, и пар вырабатывается, как в обычном вспомогательном парогенераторе.
На рис. 15 показан комбинированный утилизационный парогенератор, предназначенный для совместной работы с двигателем внутреннего сгорания. Парогенератор состоит из двух частей: утилизационной, работающей на отработавших газах главного двигателя, и топливной, работающей на мазуте (левая часть).
Рис. 15. Комбинированный парогенератор.
Поверхность, обогреваемая продуктами сгорания топлива, состоит из кипятильных трубок конвективного пучка 2 и экрана 3; все эти трубки — подъемные. Вода из пароводяного барабана поступает в водяной барабан 4 по необогреваемым опускным трубам 5. Топливо подается к форсунке (на рисунке не показана), сгорает и подогревает пароводяную смесь, а образовавшийся пар из пароводяного коллектора 1 направляется к потребителям. Утилизационная часть парогенератора состоит из пучка кипятильных трубок 6. В утилизационной части вода из пароводяного коллектора поступает в водяной коллектор 8 по опускным кипятильным трубам. Подогреваясь, она направляется в пароводяной коллектор по подъемным кипятильным трубам. Топливная и утилизационная части парогенератора разделены щитом 7.