По мере расходования пара котел должен пополняться конденсатом или добавочной питательной водой через питательную систему для поддержания постоянного уровня воды.
На рис. 110 показана простейшая схема питания работающего котла. Конденсат из вспомогательного конденсатора 1 подается в теплый ящик 3 мокровоздушным насосом 2. Питательный насос 4 из теплого ящика или добавочно из танка 5 подает воду в котел 8 через фильтр 6 и водоподогреватель 7. Такая система питания котлов называется открытой, так как в теплом ящике вода сообщается с атмосферным воздухом.
При закрытой системе питания вода подается непосредственно к питательному насосу через деаэратор конденсатным насосом, а питательный насос подает в котел через водоподогреватель.
Каждый котлоагрегат по Правилам Регистра должен иметь не менее двух независимых питательных насосов, суммарная производительность которых должна быть не менее трехкратной производительности котлов.
По конструкции питательные насосы могут быть поршневыми, центробежными или пароструйными (инжекторы). Теплый ящик, за счет своей емкости, обеспечивает бесперебойную работу питательного насоса при различном расходе котельного пара, а также очищает питательную воду от масла и взвешенных частиц.
Упрощенная конструкция теплого ящика с устройством каскадного фильтра показана на рис. 111.
Фильтр представляет собой латунную сетку, обтянутую специальной материей типа фланели или махровой ткани. Такие фильтры могут применяться в том случае, когда теплый ящик не обеспечивает улавливание находящегося в питательной воде масла, или когда от вспомогательного котла пар используется в поршневых насосах и других механизмах, способствующих насыщению конденсата маслом. Подогрев питательной воды желательно доводить до температуры, близкой к температуре котельной воды. Подогрев воды уменьшает температурное напряжение котла и производится обычно в водоподогревателях. Греющей средой может быть пар, отработавший во вспомогательных механизмах, свежий пар из котла или электроподогрев. На некоторых судах подогрев питательной воды осуществляется отходящими газами котлов в аппаратах, называемых экономайзерами.
По характеру теплообмена между паром и питательной водой различают поверхностные и смесительные водоподогреватели.
Преимущественное распространение имеют поверхностные водоподогреватели. В этих подогревателях греющий пар и нагреваемая вода разделены стенками трубок из латуни или красной меди. Внутри трубок обычно проходит вода, а снаружи трубки омываются греющим паром, который, соприкасаясь с трубками, конденсируется. Эти водоподогреватели, в свою очередь, делятся на подогреватели с прямыми и V-образными трубками (рис. 112), развальцованными в трубных досках. Для улучшения теплообмена водоподогреватели с прямыми трубками изготовляют многоходовыми. Чтобы греющий пар конденсировался полностью и вся теплота парообразования использовалась для подогрева питательной воды, его конденсат удаляется через водоотделитель, иногда называемый «конденсационным горшком». Все подогреватели снабжаются тепловой изоляцией и обшиваются кожухом из листовой стали.
Водоподогреватель имеет водомерное стекло для определения уровня конденсата, а также термометры на выходном и входном патрубках питательной воды. В водяных камерах подогревателей сверху могут устанавливаться клапаны для выпуска воздуха, а внизу — спускные пробки. На паровой части устанавливается предохранительный клапан и манометр.
Подогрев питательной воды непосредственным смешанием с паром осуществляется в деаэраторах.
Деаэрацией называется процесс удаления из питательной воды растворенных газов: кислорода, воздуха и углекислоты. Растворимость газов в воде уменьшается с увеличением ее температуры и становится равной нулю при температуре кипения. На этом свойстве газов основана работа термических деаэраторов, в которых вода нагревается до кипения путем смешивания ее с греющим паром. Предварительная деаэрация питательной воды производится в конденсаторах. При конденсации пара из него выделяется воздух, который отсасывается из конденсатора и удаляется в машинное отделение.
Основная деаэрация питательной воды производится на судах морского флота в термических деаэраторах избыточного давления распыливающе-смесительного типа, со встроенным конденсатором выпара (показан на рис. 113). Работа деаэратора осуществляется следующим образом. Конденсат подается в деаэратор через патрубок 2 и конденсатор выпара 4 к водораспыляющей головке с форсунками 5. Форсунок в каждой головке бывает 6—8 штук. Под давлением конденсата пружины 8 форсунок сжимаются и клапаны открываются, образуя узкие кольцевые щели. При проходе через эти щели конденсат приобретает большую скорость и на выходе разбрызгивается на мелкие частицы и, соприкасаясь с греющим паром, нагревается, частично деаэрируется и стекает по направляющим устройствам в верхний конус 1. Греющий пар также поступает к этому конусу через патрубок 6, разбрызгивающе-смесительный клапан 8 с пружиной и спиралеобразными каналами нижнего конуса 7, где приобретает большую скорость. Переливающаяся через кромки верхнего конуса вода распыливается паром, перемешивается с ним, нагревается и окончательно деаэрируется.
Деаэрированная вода с кислородосодержанием 0,01— 0,03 мг/л стекает в нижнюю часть корпуса деаэратора, являющуюся емкостью, в которой устанавливаются не сплошные вертикальные успокоительные перегородки. Выделившийся при деаэрации воды воздух (а следовательно, и кислород) с некоторым количеством греющего пара поступает в конденсатор выпара, в котором большая часть пара конденсируется, соприкасаясь с трубками, по которым протекает конденсат (температура конденсата, поступающего в деаэратор, меньше температуры конденсации при давлении в деаэраторе). Конденсат этого пара стекает вниз, а воздух с очень незначительным количеством несконденсировавшегося пара удаляется в атмосферу через патрубок 3 и нагруженный пружиной клапан. Давление греющего пара, а следовательно, и температуру деаэрированной воды можно регулировать рычагом 9 через систему тяг, воздействующих на разбрызгивающе-смесительный клапан 8.
