Паровым котлом называют теплообменный аппарат, предназначенный для превращения воды в пар заданных параметров за счет тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива.
Принцип действия парового котла определяется сущностью рабочих процессов, происходящих в нем. Рабочие процессы в паровых котлах протекают в воздушно-газовом тракте, в пароводяном тракте, и тесно взаимосвязаны друг с другом.
Существует два основных источника получения тепла в паровом котле:
- 1.Непосредственное сжигание органического топлива в топке котла (основной способ). При этом образуется большой объем горячих продуктов сгорания (дымовых газов), которые являются теплоносителем, передающим теплоту нагреваемой и испаряемой воде и перегреваемому пару;
- 2.Использование теплоты отработавших газов других типов тепловых двигателей: дизельного двигателя или газотурбинной установки.
Судовые паровые котлы можно классифицировать по следующим признакам:
по назначению:
- на главные, обеспечивающие паром главный двигатель (паровую турбину) и все потребители пара на ходу судна (корабля);
- вспомогательные, обеспечивающие паром все потребители судна на стоянке при неработающих главных котлах, а также используемые для ввода в действие главных котлов. На судах с ГТУ и ДЭУ вспомогательные котлы работают и на ходовых режимах для обеспечения паром всех потребителей судна;
по способу использования:
- на автономные, имеющие собственную топливную систему и систему подвода воздуха, и использующие для выработки пара теплоту продуктов сгорания, образующихся при сжигании органического топлива в топке;
- утилизационные, использующие теплоту выхлопных газов ДЭУ или ГТУ;
- комбинированные, в которых подогрев воды и ее испарение могут осуществляться как от собственной топливной и воздушной систем, так и от теплоты продуктов сгорания других типов ЭУ;
по конструкции:
- на водотрубные, в которых вода и пароводяная смесь движутся внутри труб, омываемых снаружи горячими газами;
- огнетрубные, в которых горячие газы движутся внутри труб, омываемых снаружи водой;
- комбинированные, имеющие в своем составе водотрубную и огнетрубную части;
по принципу организации движения воды и пароводяной смеси:
- на котлы с естественной циркуляцией (ЕЦ), в которых движение воды и пароводяной смеси по контуру циркуляции происходит за счет разности плотностей питательной воды и образующейся при испарении воды пароводяной смеси;
- котлы с принудительной циркуляцией (ПЦ), в которых движение воды и пароводяной смеси в контуре циркуляции происходит за счет работы специального циркуляционного насоса.
В свою очередь паровые котлы с ПЦ по кратности циркуляции делятся на котлы:
- прямоточные;
- с принудительной циркуляцией малой кратности (ПЦ МК);
- с многократной принудительной циркуляцией (МПЦ);
по способу организации движения воздуха:
- на котлы с вентиляторным дутьем (открытым и закрытым), в топке которых топливо сгорает при давлении, незначительно превышающем атмосферное, а подача воздуха в топку осуществляется котельным вентилятором;
- котлы с компрессорным наддувом (высоконапорные котлы), в топке которых топливо сгорает при давлении, существенно превышающем атмосферное: 0,2 ÷ 0,4 МПа (2 ÷ 4 кгс/см2), а нагнетание воздуха в топку производится с помощью специального компрессорного агрегата;
по типу используемого топлива:
- на котлы, работающие на твердом топливе (уголь и угольная пыль);
- котлы, работающие на жидком топливе (мазуты, дизельное топливо);
- котлы, работающие на газообразном топливе (природные и синтетические газы);
Для работы судовых и корабельных паровых котлов обычно применяется жидкое топливо: мазуты или (значительно реже) дизельные топлива. В исключительных случаях на судах-газовозах с ПТУ могут использоваться паровые котлы с газовым отоплением, работающие на перевозимом судном газе.
по расположению топочных устройств:
- на котлы с однофронтовым отоплением, в которых топочные устройства располагаются на одном, переднем (со стороны обслуживания) фронте котла;
- с двухфронтовым отоплением, в которых топочные устройства расположены на переднем и заднем фронтах котла;
- с потолочным расположением топочных устройств;
- с боковым расположением топочных устройств;
Судовые паровые котлы также могут классифицироваться и по другим признакам, характеризующим их конструктивные особенности:
- по типу применяемых поверхностей нагрева: испарительных пучков труб, экономайзера, воздухоподогревателя и пароперегревателя;
- по наличию или отсутствию хвостовых поверхностей нагрева (экономайзеров и воздухоподогревателей);
- по взаимному размещению поверхностей нагрева;
- по количеству коллекторов;
- по организации топочного процесса, и др.
Как правило, в состав КТЭУ входит несколько котлоагрегатов. Один или несколько котлоагрегатов, обеспечивающих выработку пара заданных параметров, вместе с обслуживающими их системами, вспомогательными механизмами и устройствами, называются судовой котельной установкой.
Литература
Судовые энергетические установки. Котлотурбинные энергетические установки. Болдырев О.Н. [2004]
