Определение паропроизводительности вспомогательных котлов. Выбор типа и марки вспомогательных котлов

5.1 Определение паропроизводительности вспомогательных котлов. Выбор типа и марки вспомогательных котлов

Расход пара на судовые нужды (без потребителей СЭУ) морских грузовых судов в зимний период и без учета подогрева грузов определяется по формуле:

где     Д_сн - расход пара на судовые нужды, кг/ч;

N_e - номинальная мощность главного двигателя, кВт;

Расход пара на подогрев нефтегруза в танкере:

где      - расход пара на подогрев нефтегруза, кг/ч;

 DW  - дедвейт судна, т;

Грузовые насосы и подогрев воды при мойке танков требуют расхода пара в пределах величины Д_гр и поэтому при подборе котла используют величину Д_гр и Д_сн

Полученный результат потребности в паре увеличивают на 10 ÷ 20% для компенсации снижения производительности ВК при эксплуатации.

Наиболее подходящим для удовлетворения нужд проектируемого судна являются котел  КВ1 – 1 [4]. Это водотрубный автоматизированный котлоагрегат. В состав котлоагрегата КВ1 – 1 входят следующие элементы: собственно паровой котел; топливная, воздушная и питательная системы; системы автоматического управления, защиты и сигнализации; система зажигания топлива; контрольно-измеритеные приборы.

Основные характеристики этого котла сведем в таблицу 5.2.

Таблица 5.2.  Характеристики котла марки КВ1 – 1

По габаритам, конструкции и компоновки поверхностей нагрева паровые котлы типа КВ1-1 близки к главным ПК. При их создании были широко использованы стандартные и унифицированные элементы, определившие их общую конструктивную компоновку; что позволило значительно снизить стоимость их изготовления.

5.2 Оценка возможности использования теплоутилизационной установки. Расчет паропроизводительности утилизационного котла и выбор его марки

Исследуя влияние мощности МОД на требуемый расход пара на ходовом режиме морских транспортных средств, фирма MAN B&W разделяет потребителей теплоты пара на две группы [2]:

потребители, не зависящие от внешних условий:

1. Подогреватели топлива перед главным двигателем G₁ = 0,017 кг/кВт∙ч

2. Подогреватели масла перед сепараторами G₂ = 0,002 кг/кВт∙ч

3. Подогреватели топлива перед сепараторами G₃ = 0,003 кг/кВт∙ч

Суммарный расход пара потребителей, не зависящих от внешних условий равен ∑G = 0,022 кг/кВт∙ч

потребители, зависящие от внешних условий:

4. Топливные цистерны основного запаса G₄ = 0,06 кг/кВт∙ч

5. Расходные топливные цистерны G₅ = 0,002 кг/кВт∙ч

6. Обогреватели помещений, кондиционеры, камбуз и прочие нужды  G₆ = 0,017 кг/кВт∙ч

Суммарный расход пара потребителей, зависящих от внешних условий равен ∑G = 0,079 кг/кВт∙ч

Суммарный расход пара на все потребители равен ∑G = 0,101 кг/кВт∙ч

 0,101∙ 16520 = 1669 кг/кВт∙ч

Если принять коэффициент, учитывающий потери в окружающую среду φ_e = 0,98, среднюю теплоемкость газов С_г = 1,055 кДж/(м³×К) и использовать стандартное топливо, то формула для определения паропроизводительности котла примет вид:

где  D - паропроизводительность утилизационного котла, кг/ч;

          - из теплового баланса, кг/ч;

          -температура газов на входе в УК, °С (из теплового баланса);

         - температура газов на выходе из УК, °С (таблица 4.2);

          ,- энтальпии перегретого пара и питательной воды, кДж/кг.

При пароперегреве температуру перегретого пара принимают:

Т_п.п = Т_г - (20 ÷ 60°);

Т_п.п = 227,13 – 27,13 = 200°С

Т_п.п  = 200 °С                    =  2850 кДж/кг, Р_п.п. = 0,7 МПа        = 227,13 °С

Т_п.в = 120°С                            =  510 кДж/кг                           Т_ух = 150 °С

Далее ищем расход пара в турбогенераторе, кг/ч:

 кг/ч

Мощность турбогенератора при таких параметрах находим по формуле, кВт:

Принимаем давление в конденсаторе Р_х = 5кПа, тогда теплоперепад равен:

На судне устанавливаем утилизационный парогенератор  марки   КУП – 250С.

Основные характеристики КУП – 250С

Паропроизводительность, кг/ч                                        6000

Давление пара, МПа                                                                     0,5-0,8

Поверхность нагрева, м²                                                                                                                     242

Удельный паросьем, кг/(м² ×ч)                                                          24,8

Утилизационный парогенератор  марки   КУП – 250С будет задействоваться на ходу судна, так как он использует теплоту уходящих газов главного двигателя. Парогенератор работает на турбогенератор для которого необходим расход пара равный  кг/ч.

Вспомогательный котел марки КВ1 – 1 работает на стоянке для обеспечения общесудовых нужд пара, которые равны  : для промывки танков, отопления, подогрева масла и топлива.