Судовые энергетические установки

Виды накипи, накапливающейся в испарителях. Меры по снижению накипеобразования.

При испарении морской воды на греющих элементах испарителя образуется накипь, снижающая коэффициент теплопередачи и производительность испарителя. Разделяют следующие виды накипи.
Карбонатная накипь характерна для вакуумных испарителей, в которых температура испарения не превышает 75-78°С. При более высоких температурах эта накипь практически не обнаруживается. Из известных кристаллических модификаций карбоната кальция в испарителях образуется лишь кальцит, решетка которого наиболее проста. Карбонатная накипь характеризуется относительно малой плотностью, рыхлой структурой и низкой прочностью. Она легко растворяется почти всеми кислотами, кроме щавелевой. Все эти качества являются следствием одного свойства карбоната кальция – способности образовывать кристаллы в толще воды. СаСО3 – продукт диссоциации бикарбонатных ионов при нагревании и упаривании и последующего соединения с ионами кальция.
Магнезиальная накипь — основной компонент накипи в испарителях, работающих при давлении, близком к атмосферному. Эта накипь отличается от карбонатной большей плотностью и теплопроводностью. Кристаллическая гидроокись магния известна под названием бруцит. Существует и гидратная аморфная гидроокись, отлагающаяся при высокой форсировке. Со временем она также превращается в бруцит. Гидроокись магния значительно хуже растворяется кислотами, чем карбонатная накипь. Меньше и ее растворимость в воде. Читать далее

Схемы водоопреснительных установок с испарителем поверхностного типа и с адиабатным испарителем.

Потребность в пресной воде на судне определяется ее расходом на нужды экипажа и пассажиров, энергетической установкой.
Суточный расход пресной воды для бытовых нужд составляет 150 – 200 л на каждого члена экипажа, а при использовании пресной воды в санитарных системах суточный расход воды увеличивается на 30 — 50 литров на каждого члена экипажа в сутки.
Основным источником получения пресной воды на судне является морская вода с высоким солесодержанием. Современные опреснительные установки, работающие по методу дистилляции (испарения и конденсации) подразделяются в зависимости от принципа работы испарителя на две группы:
— с испарителями кипящего (поверхностного) типа;
— с испарителями не кипящего (бесповерхностного) типа — расширительные, работающие адиабатно (в которых испарение происходит в отдельной камере, где вода частично испаряется при ее распыливании).
Опреснительные установки с испарителями кипящего типа работают при постоянном давлении, у которых поверхность нагрева расположена в самой нагреваемой воде, поэтому испарение в них сопровождается кипением испаряемой воды во всем ее объеме (рис.5). Такое испарение наиболее просто осуществимо и позволяет достигнуть высоких значений коэффициента теплопередачи благодаря интенсивной турбулизации пограничного слоя при образовании и отрыве паровых пузырей. В установках с испарителями кипящего типа из общего количества поступающей морской воды за счет подвода теплоты охлаждающей воды испаряется примерно 20-50%. Оставшаяся часть в виде рассола удаляется за борт с помощью рассольного насоса или эжектора. Образовавшийся пар в конденсате превращается в дистиллят и откачивается насосом в емкость. Читать далее

Определение КПД вспомогательного котла. Способы повышения экономичности судовых котлов.

Одним из показателей экономичности является коэффициент полезного действия, который представляет собой отношение количества полезно использованной теплоты к количеству теплоты, подведенной к котлу. Это интегральный показатель, так как характеризует соотношение полезного эффекта и затрат на его получение с учетом всех тепловых потерь во время функционирования котла.
Наиболее полное представление об экономических показателях работы судового котла дает тепловой баланс, который показывает, сколько теплоты поступает в котел, какая часть ее используется полезно (на производство пара), а какая теряется. Тепловой баланс – это приложение закона сохранения энергии к анализу рабочего процесса котла. При анализе рабочего процесса котла на стационарном режиме его работы тепловой баланс составляется на основании результатов теплотехнических испытаний.
В общем виде уравнение теплового баланса имеет вид:
Qпод = Q1 + +Qпот, i (1),

где Qпод – количество теплоты, подведенной к паровому котлу, Кдж/кг; Q1 – полезно использованная теплота, кДж/кг; Qпот – тепловые потери, кДж/кг.
В нормативной методе расчета учитывается вся теплота, подводимая в топку с 1 кг топлива:
Qпод = Q р = Qрн + Qт + Qв + Qпр (2),

где Qпод – количество теплоты, подведенной к паровому котлу, Кдж/кг; Qрн — низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг; Qт, Qв, Qпр – количество теплоты, вносимое соответственно с топливом, воздухом и паром, который подводится для распыления топлива, кДж/кг.
Физическая теплота топлива определяется следующим образом: Читать далее

Схема внутреннего устройства пароводяного коллектора водотрубного вспомогательного котла. Расположение и назначение внутриколлекторных устройств

В водотрубном котле внутри труб движутся вода и пароводяная смесь, а горячие дымовые газы омывают трубы снаружи. Судовая котельная установка называется вспомогательной, если пар используется во вспомогательном оборудовании судна. Примером вспомогательного котла типа КВ, служит вспомогательный котел КВ35 (рис.1). Он оборудован газовым воздухоподогревателем 7. Паропроизводительность котла 35 тыс. кг/ч, пар насыщенный давлением 2,65МПа.
Компоновка котла — контур циркуляции: опускные трубы 2 — водяной коллектор 4 — подъемные трубы 3 и 6 — барабан 1. В водяном коллекторе размещен подогреватель 5 для поддержания котла в готовности (на ходу).

Рис. 1. Принципиальная схема вспомогательного водотрубного котла КВ35.
Рассмотрим вспомогательный водотрубный котел КВ1, основное назначение которого обеспечить паром турбинные приводы двух грузовых и двух зачистных насосов, а также систему обогрева грузов. Паропроизводительность котла 35 тыс. кг/ч при рабочем давлении 2,7 МПа. Расход топлива (мазут 40) при этой нагрузке 2430 кг/ч. На месте паронагревателя установлен змеевиковый двухсекционный экономайзер 2 (рис.2). Воздухоподогреватель 1 – двухсекционный (каждая секция трехпроточная по ходу газов), обеспечивает подогрев воздуха до 1200 С. Две горелки 7. Для уменьшения вибрации парообразующих труб 4 предусмотрено их крепление – гребенка 3. Водоподогреватель 6 в водяном коллекторе 5 используется для подогрева воды перед экономайзером. Благодаря увеличению поверхности нагрева воздухоподогревателя и снижению коэффициента избытка воздуха до 1,1 КПД повышен до 95%. Читать далее

Холодильные агенты. Свойства хладоагентов судовых холодильных установок

Охлаждающие рабочие тела делятся на первичные – холодильные агенты и вторичные – хладоносители. Холодильный агент под воздействием компрессора циркулирует через конденсат и испарительную систему.
Холодильный агент должен обладать определенными свойствами, отвечающими определенным требованиям:
-кипеть при низкой температуре и избыточном давлении;
-конденсироваться при температуре, близкой к температуре забортной воды и умеренном давлении;
-должен быть нетоксичен;
-невзрывоопасен;
-не вызывать коррозии.
В течении многих лет на суднах в качестве холодильного агента применялась углекислота, которая имела существенные недостатки. Так, углекислота имеет низкую критическую температуру, выше которой пар не конденсируется. Вследствие низкой критической температуры значительно затруднялась эксплуатация судов с углекислотными холодильными установками в широтах с высокими температурами забортной воды. Из-за этого приходилось использовать дополнительные охлаждающие конденсатор системы. Другой недостаток углекислоты – очень высокое давление, при котором система работает, что приводит к увеличению массы машины в целом.
Позже на судах в качестве холодильных агентом стали применять хлористый метил (в настоящее время не применяется из-за высокой взрывоопасности), и аммиак. Аммиак очень токсичен, при его использовании необходимы специальные вентиляционные системы, поэтому его применение ограничено. Читать далее

Найти готовую работу