ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО СКУ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5.

«ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОАГРЕГАТОВ ТИПА КАВ». «Ввод котлоагрегата в действие на автоматическом и ручном

управлениях».

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

АЗС - автоматическая системы защиты и сигнализации. БАУ - блок автоматического управления.

БТЗ - блок трансформатора зажигания. ГСК - главный стопорный клапан.

КИП - контрольно-измерительные приборы. РДП - регулятор давления пара.

РДРП - регулятор давления распыливающего пара. РПДТ - регулятор перепада давления топлива. СУ - средний уровень воды в котле.

ТГРУ - термогидравлический регулятор уровня. ТРК - топливный рециркуляционный клапан. УБЗА - устройство быстрозапорное автоматическое. УНЗ - устройство невозвратно-запорное.

Цель работы. Подробное и внимательное изучение операций, связанных с вводом котлоагрегата типа КАВ в действие в автоматическом и ручном режимах. Разобраться с вопросами эксплуатации судового вспомогательного котла.

Ввод котлоагрегата в действие на автоматическом управлении.

Подается питание на БАУ. Переключатели ставятся в положение «АВТ». При этом должны светиться контрольные лампы «ПИТАНИЕ ПОДАНО», «АВТОМАТ», «ОТКЛЮЧ. ПОТРЕБИТ.», «МАЗУТ ХОЛОДНЫЙ». Следует убедиться в том, что питательный насос включен. Нажимают кнопку «ПУСК».

Проверяют включение вентилятора и насоса тяжелого топлива. Время вентиляции топки 30 - 45 сек. Убеждаются, что насос дизельного топлива включен, электровоспламенитель сработал и появился факел. Проверяют показания манометров давления топлива, воздуха, питательного насоса.

С появлением пара закрывают клапан выпуска воздуха. Продувают водоуказатель. Примерно через 15 минут после пуска проверяют загорание на блоке управления табло «ОТБОР ПАРА РАЗРЕШЕН» и остановку насоса дизельного топлива. В это время котел должен уже работать на мазуте. Световые табло «ОТКЛЮЧ. ПОТРЕБИТ.», «МАЗУТ ХОЛОДНЫЙ» должны погаснуть.

Проверяют качество горения в топке. Горение считается удовлетворительным, если пламя имеет светло-оранжевый цвет и заканчивается в пределах топки, не наблюдается крупных искр, клубов дыма

(недостаток воздуха), темных полос (нарушение распыливания топлива) и нарастания кокса. При этом допускается наличие едва заметного светло-серого дыма на срезе дымовой трубы.

Открывают подвод распыливающего пара к форсунке и закрывают клапан подачи воздуха на распыл топлива.

При нагрузке котла не более 25-30 % последовательно проверяют действие защит по факелу, аварийному нижнему уровню.

Поочередно проводят верхнее и нижнее продувание котла по 5 мин. Корректируют, если необходимо, качество котловой воды.

Ввод котлоагрегата на ручном управлении.

Растопка котла из холодного состояния производится в следующей последовательности:

-убеждаются в закрытии невозвратно-запорного клапана 17.1 (см. Рис. 6, JI. Р. № 1) на трубопроводе дизельного топлива;

-открывают клапан подачи распыливающего воздуха;

-устанавливают переключатель на блоке управления в положение «BKJI», «РУЧН.»; при этом должны засветиться табло «ПИТАНИЕ ПОДАНО»

и«РУЧН.»; переключают ТРК на линию рециркуляции (рукоятка в верхнем положении); убеждаются в закрытии УНЗ;

-пускают вентилятор и подготовительный насос тяжелого топлива, должно засветиться табло «МАЗУТ ХОЛОДНЫЙ». При полностью открытой воздушной заслонке вентилируют топку; после появления сигнала «ВЕНТ. ОКОНЧ.» маховиком регулирующего топливного клапана приводят воздушную заслонку в прикрытое положение, соответствующее 20 %- ной нагрузке, устанавливают перепад давления на топливном золотнике регулятора давления пара 0,3 МПа; включают насос дизельного топлива. Пуск насоса при открытом невозвратно-запорном клапане 17.1 недопустим, так как при розжиге факела возможен взрыв в топке; подают питание на электроды зажигания, нажав кнопку на переднем фронте котла, и открывают клапан 17.1. Если в течение 5 сек. Факел не воспламеняется, закрывают клапан 17.1, снимают питание с электродов зажигания; вентилируют топку в течение не менее 3 мин. И только после этого повторяют зажигание; после погасания табло «МАЗУТ ХОЛОДНЫЙ» вручную открывают ТРК на форсунке; выключают насос дизельного топлива и закрывают клапаны 17.1 и 17.2; при достижении рабочего давления пара в котле пускают питательный насос и открывают главный стопорный клапан; открывают клапан подачи распыливающего пара 14.1 и закрывают клапан подачи распыливающего воздуха 14.2.

При работе котла на ручном управлении действует световая сигнализация по: погасанию факела; отсутствию давления воздуха за вентилятором; нижнему аварийному и предупредительному, а также верхнему уровню воды в котле; снижению давления воздуха за вентилятором; предельному давлению пара; минимальному давлению распыливающей среды.

Действует защита по: отсутствию факела; снижению давления воздуха за вентилятором; нижнему уровню воды в котле; обесточивая системы автоматики.

При срабатывании любой из перечисленных выше защит котлоагрегат выводится из действия, после чего необходимо переключить ТРК на рециркуляцию. Последующий запуск котлоагрегата допускается только после устранения неисправностей.

При растопке котла на ручном управлении запуска не произойдет при: нижнем аварийном уровне воды в котле; недостаточности вентиляции; неправильном положении ТРК и УНЗ (открытыми на форсунку).

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ.

1.НАЗВАНИЕ, ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

2.ОПИСАНИЕ ВВОДА В ДЕЙСТВИЕ КОТЛА НА АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ УПРАВЛЕНИЯ.

3.ОПИСАНИЕ ВВОДА В ДЕЙСТВИЕ КОТЛА НА РУЧНОМ РЕЖИМЕ УПРАВЛЕНИЯ.

4.ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

Контрольные вопросы.

1.Открыть и закрыть все клапаны, необходимые для пуска котла.

2.Ввести котел в действие в автоматическом режиме.

3.Ввести в действие котел на ручном управлении.

4.В каком случае запуск котла не должен производиться?

5.Каким образом осуществляется перевод работающего котла с автоматического управления на ручное и обратно?

6.Произвести продувку водоуказательного прибора и импульсного генератора регулятора уровня.

7.Произвести нижнюю и верхнюю продувку котла.

8.Назначение и принцип действия автоматической системы защиты и сигнализации (АЗС).

9.Назначение блока автоматического управления (БАУ).

10.Назначение блока трансформатора зажигания (БТЗ). 11.Какую функцию выполняет регулятор давления пара (РДП)?

12.Назначение регулятора давления распыливающего пара (РДРП). 13.Назначение регулятора перепада давления топлива (РПДТ). 14.Назначение клапана рециркуляции топлива (ТРК).

15.Назначение и устройство быстрозапорного автоматического устройства (УБЗА).

16.Назначение и устройство невозвратно-запорного устройства (УНЗ).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7.

«ОЦЕНКА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТОПКИ СУДОВЫХ КОТЛОВ ТИПА

КАВ».

Цель работы. Приобретение навыков определения лучевоспринимающей поверхности нагрева и площади стен, ограничивающих топку.

ВВЕДЕНИЕ.

При выполнении поверочных тепловых расчетов судовых котлов, возникает необходимость определить количество теплоты, переданной в топке

котла излучением QË Â lA lÇÒ МВТ (1) , где φ - коэффициент сохранения тепла;

В - часовой расход топлива, кг/ч;

lA - теоретическая энтальпия газов, кДж; lÇÒ - энтальпия газов за топкой, кДж.

Определить lÇÒ и температуру газов за топкой ÇÒ невозможно без знания лучевоспринимающей поверхности нагрева Í Ë и площади стен FÑÒ . ограничивающих топку.

Кроме того, это дает возможность приобрести навыки обслуживания топки изнутри.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

Работу выполняют три курсанта, последовательность выполнения следующая:

1.Вскрывают топочный лаз, каждый отрабатывает открытие и

закрытие.

2.Готовят переносную лампу 12-24 В и опускают ее в топку, измерительный инструментлинейка, рулетка, штангенциркуль.

3.Все входят в топку, а затем один выходит из нее, он будет страхующим и производить записи измерений топки в таблицу.

4.Первый курсант считает количество экранных труб zэ, измеряет их наружный диаметр dэ и информирует для записи.

5.Второй считает количество труб притопочного пучка zп, измеряет наружный диаметр dп и информирует для записи.

6.Измеряют длину топки Lт рулеткой от переднего до заднего фронта

котла.

7.Определяют продольный шаг sп притопочного пучка.

8.Определяют продольный шаг sэ экрана.

9.Измеряют длину труб притопочного пучка lп и экрана lэ.

10.Определяют Í Ï ,Í Ý ,Í Ë согласно формул (2, 3, 6).

11.Определяют X по графикам, рис 2.

12. Рассчитывают Lт по измерениям sп, sэ, zп, zэ ПО формуле

LT s1 * z1 1 d

13.Результаты измерений Lт и расчета Lт сравнивают.

14.Результаты измерений сведены в таблицу.

1.ТОПКА.

На современных судах топки полностью или частично, ограничены поверхностями нагрева, образующими экраны, воспринимающие теплоту излучения факела. Значение конвективного теплообмена в топке очень мало.

Факелом следует считать такое пламя, излучательная способность и свечение, которого обусловлено наличием в нем трехатомных газов (CO2,SO2,H2O) и образовавшихся при горении раскаленных частиц сажи и золы.

Особенность лучистого теплообмена в том, что он протекает вместе с горением топлива в топке котла. Для судовых котлов характерны настенные экраны, а стены которые не экранированы, покрывают футеровкой - кладка из огнеупорного кирпича.

Современные котлы, как правило имеют полностью экранированную топку (КВГ-80, фирма «Митцубиси»), в том числе и топочный под, т.е. нижняя часть котла.

Итак, лучевоспринимающая поверхность котлов образуется пучками трубок, освещенных факелом. Эти трубки могут составлять один, два или несколько рядов. Так как даже отдельные части поверхности трубок, воспринимают различное количество лучистой энергии, кроме того последующие ряды частично затемнены первым рядом, следовательно полная геометрическая поверхность этих трубок больше фактической лучевоспринимающей.

Это вносит неопределенность при вычислении лучевоспринимающей поверхности (Í Ë ) и усложняет основную задачу расчета топок котлов:

определение температуры газов за топкой ( ÇÒ );

количество тепла полученное лучеиспускание (QË ).

Эта неопределенность может быть устранена, если вместо полной поверхности трубок рассматривать поверхность более простой конфигурации, так называемую эффективную лучевоспринимающую поверхность нагрева, равную плоскости в которой лежат оси первого ряда трубок.

У судовых котлов различают лучевоспринимающую поверхность

lÏ - длина труб притопочного пучка Смотреть рисунок 1.

Это произведение представляет сплошную стенку притопочного пучка, однако в пучке имеются зазоры между трубками для прохода газов. Тем не менее формула справедлива, т.к. за первым рядом расположены следующие ряды и тепловые лучи, прошедшие через зазоры между трубами будут восприняты трубами следующих рядов. Следовательно, суммарный эффект такого поглощения равноценен поглощению тепловых лучей сплошной стенки с размерами LT и lÏ .

Лучевоспринимающую поверхность экрана Нэ определяют как

Смотреть рисунок 1.

Угловой коэффициент экрана X, характеризует собой долю теплоты, воспринятой трубами экрана, по отношению к теплоте, которая могла бы быть воспринята сплошной экранированной стенкой. Величина XЭ зависит от шаговых отношений и способа размещения труб в топке. При минимальном

расстояния 1 между трубами и стенкой. В таком случае необходимо пользовать графиками на рисунке 2.

Следовательно Í Ë Í Ï Í Ý (6)

Кроме измерений оценивают техническое состояние следующих элементов топки котла: кирпичную кладку, обмазку, состояние фурменных кирпичей, состояние воздухонаправляющих (ВНУ) с форсуночными трубами, диффузорами, состояние форсунок и растопочных устройств, наличие сажи и шлаков, деформацию труб, провисание труб.

2. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ТОПКИ КОТЛА.

Важной задачей эксплуатации котельной установки является достижение наивысших экономических показателей ее работы в течении всего срока службы паровых котлов. Эта задача выполняется путем постоянного поддержания котельной установки в полной технической исправности, точного выполнения сроков периодических осмотров, освидетельствований и ремонта.

Независимо от предыдущих осмотров при подготовке котла к действию производят тщательный осмотр котла со стороны газового (из топки) и пароводяного пространства.

При осмотре со стороны топки обращают внимание на состояние поверхностей нагрева экранных и конвективных (отсутствие выпучин, трещин, недопустимых отложений на трубах, провисаний, коррозионные разрушения), на состояние топочных устройств (ВНУ, электровоспламенителей, головок форсунок и диффузоров). Осмотр топки, состояние кирпичной кладки и обмазки котла производится лично котельным механиком, который докладывает старшему механику о готовности котла к заполнению водой. При обнаружении вышеперечисленных дефектов, пуск котла не разрешается до устранения дефектов.

Постановка крышек и горловин, после осмотров, является ответственной операцией, т.е. при появлении течи, пропаривании, пропусков воздуха из межобшивочных пространств котла, подъем паров прекращают и воду из котлов удаляют.

Гнезда отверстий лазов, горловин и лючков перед постановкой крышек и горловин тщательно очищают и натирают графитом (во избежание пригорания и прикипания прокладок). Уплотнение крышек и горловин в виде люковой ленты или готовых отштампованных прокладок должны быть без изъянов.

По мере прогревания котла гайки болтов крышек горловин люков необходимо подтягивать, не допуская чрезмерных усилий.

Пуск котла связан со значительными изменениями температуры его элементов, что может вызвать большое напряжение в металле. Поэтому при определении скорости подъема паров (доведение давления до рабочего), необходимо соблюдать осторожность. Это время должно быть достаточным для медленного и равномерного прогрева воды, металла котла и кирпичной кладки топки.

Трубная часть топки.

В водотрубных котлах с изогнутыми трубами время подъема паров может составлять 2-3 часа, однако необходимо следить за состоянием кирпичной кладки, которая может повредиться при слишком быстром прогреве.

При этом работа топки с большим коэффициентом избытка воздуха и периодические включения и выключения форсунок, для поддержания режима, крайне неблагоприятно отражаются на состоянии футеровки, приводят к

увеличению отложений на трубах, что приводит к необходимости остановки и ремонта топок котлов.

Условия эксплуатации транспортных судов обычно позволяют выдерживать нужные сроки и не подвергать котлы чрезмерным напряжением и износу при быстром подъеме пара. Сокращение времени на подъем пара допустимо только при спасательных операциях, пожарах или других экстренных случаях по письменному распоряжению капитана.

Надежность работы топки (экраны, притопочные пучки, форсунка, топочные устройства) во многом зависит от режимов работы котлов, которые определяются заданной мощностью главных двигателей (главные котлы) и у вспомогательных - расходом пара на вспомогательные механизмы и другие потребители пара.

В соответствии с Правилами технической эксплуатации режимными состояниями котла являются.

действующее - давление пара в котле выше атмосферного;

поддержки пара - давление пара в котле выше атмосферного при закрытом стопорном клапане;

эксплуатационное - работа котла при установившемся режиме;

форсировки - при рабочем давлении и повышенной производительности;

переменной нагрузки - с переменными параметрами пара и

паропроизводительности.

Наиболее неблагоприятными являются режимы переменной нагрузки и поддержки пара, который можно подразделить на стояночный «горячий резерв» и в «готовности».

Воздействие высоких температур и давлений, переменных термических напряжений, вибрации, воздействие теплообменивающихся сред (вода, пар, дымовые газы) вызывают протекание в металле элементов котла вследствие процессов разрушения.

Перегрев, трещины, свищи и разрывы водогрейных труб чаще всего возникают в топке в ближайших рядах конвективных и экранных труб, работающих с наиболее высокими тепловыми напряжениями. При сильном перегреве в трубах появляются отдулины и трещины. При этом сначала слышны сильное шипение и свист пара, давление в котле падает, из дымовой трубы выходит пар.

При разрывах и течи труб необходимо немедленно прекратить горение в топке, отключить котел от магистрали и прекратить питание. Пока котел еще под давлением надо обнаружить поврежденную трубу и проверить соседние, которые могли быть повреждены, выходившей из аварийной трубы струей пара или воды. После остывания котла следует заглушить трубу со стороны коллекторов коническими пробками или нарезными из твердой стали (Ст. 5).

После глушения дефектной трубы, провести гидравлические испытания на рабочее давление, после чего может понадобиться дополнительная вальцовка труб.

Если повреждена труба внутри пучка, обнаружить ее трудно. Для этого глушат нижние концы труб деревянными пробками и заливают воду со