ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО СКУ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.

«ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И СОСТАВА КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК, ОБОРУДОВАННЫХ КОТЛАМИ ТИПА КАВ».

Цель работы. Подробно и внимательно изучить устройство котлоагрегата типа КАВ. Самостоятельно разобраться с конструкцией и системами любого другого котла.

1.Содержание лабораторной работы.

Судовые вспомогательные автоматизированные котлоагрегаты (КАВ)

выпускаются следующих типоразмеров: 1,6/7; 2,5/7; 4/7; 6,3/7; 10/16; 16/16. В

числителе указана производительность (т/ч), в знаменателе - давление пара

(кг/см2).

Давление по требованию заказчика может устанавливаться ниже или выше обозначенного в марке котла, например, в пределах 0,55 - 0,75 МПа (5,5 - 7,5 кг/см2).

Перечисленные типоразмеры котлоагрегатов не имеют существенных различий в конструкции как самого котла, так и элементов его системы. Поэтому все они могут изучаться по данному пособию.

2.Основные понятия и определения по конструкции котла типа КАВ.

Котлоагрегат типа КАВ полностью автоматизирован и рассчитан на эксплуатацию без постоянной вахты. В нем сжигают различные виды топлива: дизельное, моторное, мазуты. При нагрузках до 20 % подача топлива в топку регулируется позиционно (включено - выключено). При нагрузках более 20 % осуществляется плавное (пропорциональное) регулирование, то есть расход топлива и соответствующее ему количество воздуха изменяются пропорционально паропроизводительности.

В зависимости от условий размещения котлоагрегаты могут быть правой или левой модели, что определяется расположением выходного патрубка газохода справа или слева от смотрящего на переднюю стенкукотла.

Котлоагрегаты КАВ поставляются комплексно с основными элементами систем, его обслуживающих: топливной, питательной, аварийной защиты и сигнализации (АЗС), автоматизированной системы управления (АСУ), зажигания топлива (БТЗ), а также с контрольно-измерительными приборами (КИП).

Система аварийной защиты автоматически выводит котлоагрегат из действия при:

Аварийном нижнем уровне воды в котле (на 120 мм ниже среднего уровня) – «АВАРИЙНЫЙ НИЖНИЙ УРОВЕНЬ»

(АНУ);

Отсутствии факела – «НЕТ ФАКЕЛА»;

Снижении давления воздуха за котельным вентилятором – «НЕТ ВОЗДУХА»;

Обесточивании АСУ.

При этом в ЦПУ судна выдается обобщенный сигнал «АВАРИЯ», а на блоке автоматического управления (БАУ) зажигается соответствующее табло.

Система предупредительной сигнализации выдает световую и звуковую сигнализации по следующим параметрам:

Верхний уровень воды в пароводяном барабане на 120 мм выше среднего уровня - «АВАРИЙНЫЙ ВЕРХНИЙ УРОВЕНЬ» (АВУ);

Нижний уровень воды в пароводяном барабане на 90 мм ниже среднего уровня - «ПРЕДЕЛЬНЫЙ НИЖНИЙ УРОВЕНЬ»

(ПНУ);

Минимальное давление распыливающей среды 0,1 МПа (1,0 кг/см2) – «НЕТ РАСПЫЛА»;

Предельное давление пара в котле 0,78 МПа (7,8 кг/см2) – «ПРЕДЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ ПАРА»;

Максимальная вязкость топлива – «МАЗУТ ХОЛОДНЫЙ».

По любому из указанных параметров на БАУ загорается соответствующее табло, а в ЦПУ судна выдается обобщающий сигнал «НЕИСПРАВНОСТЬ».

Устройство котла показано на поперечном разрезе рис.1. Корпус котла состоит из испарительных труб конвективного пучка 3, экрана 12 и опускных труб 13, замкнутых на паровой и водяной коллекторы. Конвективный пучок состоит из 11 рядов труб шахматного строения. Экран образован одним сплошным рядом труб, концы которых в районе присоединения к коллекторам разведены на два ряда.

Опускные трубы образуют три ряда и расположены в шахматном порядке за экранным рядом труб. Крепление труб выполнено с помощью вальцовки. Размеры всех труб 29*2,5 мм, материал - сталь марки 10. У котлоагрегатов типа КАВ с паропроизводительностью более 4 т/ч размер опускных труб 44,5*3 мм.

Паровой и водяной коллекторы выполнены сварными и состоят из обечаек и двух штампованных днищ. Материал коллекторов - сталь марки 20К. На заднем днище парового коллектора и на обоих днищах водяного коллектора имеются отверстия с лазовыми затворами размером 300*400 мм. Лазовый затвор состоит из крышки с приварной шпилькой, рым-болта и скобы.

Внутри парового коллектора расположены потолочный дырчатый щит 9, погружной дырчатый щит 10, питательная труба 11, воронка и труба верхнего продувания 8, две поплавковые системы 7. Потолочный дырчатый щит служит для равномерного отбора пара из парового коллектора и снижения влажности пара. Погружной дырчатый щит служит для выравнивания нагрузки парового пространства.

Питательная труба установлена под погружным щитом и служит для равномерной раздачи питательной воды по длине коллектора. Раздача воды осуществляется через отверстия диаметром 10 мм, расположенные по длине трубы в один ряд и направленные в сторону опускных труб.

Воронка верхнего продувания обеспечивает верхнее продувание котла с целью поддержания солесодержания котловой воды в пределах нормы и удаления пены из парового коллектора.

Поплавковые системы, работающие совместно с указателем уровня, состоят из направляющего стакана, поплавка и закрепленного на нем стержня с магнитом. При перемещении поплавка с магнитом снаружи немагнитной трубы замыкаются контакты, через которые на БАУ поступает сигнал об уровне воды.

На переднем днище парового коллектора расположены (см. рис.2) импульсный генератор 11 термогидравлического регулятора питания, водомерная колонка 10 и клапаны подвода питательной воды 9.

На обечайке парового коллектора располагаются (см. рис.3) стопорный клапан 17, предохранительный клапан 11, клапан верхнего продувания 8, воздушный клапан 12, "гребенка" с клапанами импульсных трубок датчиков давления 10, клапан 14, сообщающий паровой коллектор с баком мокрого хранения котла 14 (см. рис. 2), а также клапан к регулятору давления распыливающего пара 16 (см. рис. 2).

Котлоагрегат крепится к судовому фундаменту с помощью четырех опор 31 (см. рис.3) и переходных стульев болтами, и гайками. Две опоры приварены к водяному коллектору 1 (см. рис.2), а две другие - к кожуху.

Одну из опор закрепляют неподвижно, три другие для обеспечения температурных деформаций делают подвижными. За неподвижную обычно выбирают опору, которая в плане располагается ближе к стопорному клапану с целью уменьшения влияния теплового расширения конструкции котла на деформацию главного паропровода. Следующая опора, установленная на одной с ней линией, параллельной оси коллектора, подвижна только в направлении этой линии. Третья опора подвижна в поперечном, а четвертая - в продольном и поперечном направлениях. Подвижность опор обеспечивается тем, что отверстия под болты делают овальными. На болты всех опор надеты дистанционные втулки, высота которых на 1 мм больше толщины плиты опор. Переходные стулья привариваются к судовому фундаменту.

Кожух котла сварной, газоплотный, образован двойными фронтовыми (передней, задней), боковыми и потолочными стенками, выполненными из

листового и профильного проката. Наружные и внутренние стенки кожуха образуют межобшивочное (межкожуховое) пространство, в котором подогревается воздух на пути его движения от приемного шибера к воздухонаправляющему устройству топки. Жесткость конструкции кожуха обеспечивается установкой распорных скоб, трубных связей и перегородок. На внутренних и наружных стенках кожуха имеются окна, плотно закрываемые крышками 30 (см. рис.3) с помощью задраек. Окна служат для доступа к трубным поверхностям нагрева и в межобшивочное пространство. На задних стенках кожуха расположено лазовое отверстие для проникновения внутрь топки.

Сцелью наблюдения за горением и состоянием кладки в передней и задней стенках кожуха сделаны смотровые окна 6 (см. рис.1), соединенные патрубком с головкой специального смотрового устройства. Корпус головки, где находится обойма с двумя синими жаростойкими стеклами, имеет внутреннюю и наружную крышки, защищающие стекла от перегрева со стороны топки и от механических повреждений со стороны котельного отделения.

На стенках кожуха крепятся топочное устройство, аппаратура системы управления, топливоподогреватели, регуляторы и другие элементы котлоагрегата.

Сцелью наблюдения за горением и состоянием кладки в передней и задней стенках кожуха сделаны смотровые окна 6 (см. рис.1), соединенные патрубком с головкой специального смотрового устройства. Корпус головки, где находится обойма с двумя синими жаростойкими стеклами, имеет внутреннюю и наружную крышки, защищающие стекла от перегрева со стороны топки и от механических повреждений со стороны котельного отделения.

На стенках кожуха крепятся топочное устройство, аппаратура системы управления, топливоподогреватели, регуляторы и другие элементы котлоагрегата.

В нижней части боковых стенок имеются штуцера для слива обмывочной воды и протечек топлива из топки и штуцера для слива протечек топлива из межобшивочного пространства.

Регулирующая воздушная заслонка 7 (см. рис.2) в котлах старой модификации установлена на всасывании вентилятора и расположена на передней стенке котла. У котлов новой модификации она установлена в напорном канале межобшивочного пространства перед подачей воздуха на воздухонаправляющее устройство (ВНУ). Различен и принцип автоматического регулирующего воздействия на заслонку: у котлов старой модификации она поворачивается в зависимости от давления топлива на форсунку, в новых котлах - от перемещения привода топливного золотника.

Кирпичная кладка выполнена из огнеупорных шамотных кирпичей, установленных на слой асбестового картона. Для кладки используют кирпичи: квадратные с центральными и смещенными отверстиями для болтов, фасонные для фурмы и смотровых устройств и трехгранные. Кирпичи крепятся к кожуху котла крючьями и болтами, головки которых утоплены внутрь кирпичей и замазаны раствором мертеля. В районе пучков труб кирпичи крепят на таврах или угольниках. Все кирпичи скрепляются между собой раствором шамотного мертеля.

Боковые и потолочные стенки, а также передние и задние стенки кожуха, свободные от кирпичной кладки, изолируют слоем асбестового картона, который со стороны газов покрыт листами из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Открытые наружные поверхности коллекторов изолируются совелитовыми плитами, укладываемыми на слой совелитовой подмазки. Плиты обтягивают металлической сеткой и покрывают слоем совелитовой штукатурки. Изоляцию обечаек коллекторов закрывают оцинкованными стальными листами, на днищах пароводяного коллектора ее оклеивают тканью и окрашивают. Торцы водяного коллектора имеют патрубки, на которые устанавливают наружные крышки.

Топочное устройство состоит из паромеханической форсунки 5 (рис.4), воздухонаправляющего устройства 1 с тангенциальным лопаточным завихрителем воздуха 9, блока электродов 12; датчика горения и фурмы 11. У котлов новой модификации в состав топочного устройства входит еще топливно-рециркуляционный клапан (ТРК) и быстрозапорное автоматическое устройство (УБЗА).

Форсунка распыливает топливо во всем диапазоне изменения давления топлива от 0,07 до 1,6 МПа. Она состоит из корпуса 1 (рис.5) с топливным 3, паровым 2 каналами, распылителя с шайбой, распылителя 5 и прижимного стакана 4. Основным рабочим элементом форсунки, определяющим ее характеристики и качество работы, является распылитель с шайбой, состоящий из собственно распылителя 6 с топливными и паровыми тангенциальными каналами и паровой шайбы 7.

Топливо из отверстия в распылителе попадает в камеру завихрителя, где приобретает вращательное движение и выходит через сопло в мелкодисперсном состоянии в виде пустотелого конуса. Пар поступает к паровым каналам и способствует улучшению распыливания на малых нагрузках при низком давлении топлива.

Воздухонаправляющее устройство 1 (см. рис.4) служит для подвода в топку воздуха закрученным потоком, обеспечивающим качественный и устойчивый процесс горения. Оно состоит из воздушного завихрителя 9, форсуночной трубы, диффузора 10 и втулки форсунки. Диффузор играет роль стабилизатора горения и защищает корень факела от срыва воздушным потоком. Втулка форсунки имеет каналы для подвода топлива и пара к форсунке. В каждом канале размещен шарик, который при снятой форсунке закрывает выход топлива или пара из канала втулки. Форсунка вставляется в форсуночную трубу и прижимается к втулке с помощью откидного стопора 4.