Огнетрубные парогенераторыМатериалы / Огнетрубные парогенераторыСтраница 2
Поверхность зеркала испарения и паровой объем также являются важными элементами характеристики котла, так как определяют степень влажности пара. Водяной объем определяет аккумулирующую способность котла, т. е. способность сохранять давление пара и безопасный уровень воды при колеблющейся нагрузке.
Паровой объем влияет на степень сухости пара.
Для повышения сухости пара применяются так называемые сухопарники.
Устройство комбинированных и особенно водотрубных котлов отличается от описанного выше устройства огнетрубных оборотных котлов только в части конструктивного выполнения, а принцип работы — превращение химической энергии топлива в тепловую энергию пара — полностью сохраняется.
ХАРАКТЕРИСТИКА ОГНЕТРУБНЫХ КОТЛОВ
Огнетрубные котлы обладают следующими особенностями.
1. Имеют сравнительно большой вес металла, приходящийся на 1 м2 поверхности нагрева и составляющий: для односторонних оборотных котлов 185—230 кг/м2, для двухсторонних 155—165 кг/м2 и для пролетных 90—125 кг/м2. Больший вес односторонних оборотных котлов объясняется большим диаметром по сравнению с пролетными котлами, а, следовательно, и большей толщиной листа бочки котла, так как толщина бочки котла прямо пропорциональна его диаметру и давлению и обратно пропорциональна прочности металла котла.
2. Параметры вырабатываемого котлом пара низки. Котлы не строят на давление, превышающее 16—18 атм. Объясняется это тем, что, например, диаметр бочки трех топочного котла в зависимости от поверхности нагрева берется 3500 — 4500 мм, поэтому при давлении 18 атм. толщина стенки бочки доходит до 45 мм. Бочка такой толщины сложна в изготовлении и очень тяжела. Температура перегрева пара в огнетрубном котле не превышает 320°С.
3. Низки значения удельной паропроизводительности, под которой понимают количество пара в кг, снимаемого с 1 м2 поверхности нагрева в час.
Низкие значения удельной паропроизводительности и максимальной поверхности нагрева ограничивают область применения этих котлов судовыми силовыми установками небольшой мощности, так как установка большой мощности потребовала бы применения большого количества котлов.
4. Подъем пара в огнетрубных котлах должен производиться медленно и, во всяком случае, в течение не менее 10 — 12 часов, а охлаждение — в течение 16—20 часов. Объясняется это плохой циркуляцией воды в котле и, кроме того, большим количеством воды, приходящейся на 1 м2 поверхности нагрева. Так, для оборотных односторонних котлов эта величина составляет 100 — 125 кг и для двухсторонних котлов 70—80 кг на 1 м2 поверхности нагрева,
Паропроизводительность огнетрубных котлов зависит от конструкции котла и вида топлива (табл. 1).
5. Большая жесткость соединения; отдельных частей котла, что делает их особо чувствительными к резким изменениям температуры, вызывая течь чаще всего в соединениях трубок с трубными решетками.
6. Большой водяной объем котлов делает их опасными в случае взрыва.
Под взрывом следует понимать такой случай нарушения целости стенки парового котла (разрыв жаровой трубы, огневой камеры или корпуса), при котором происходит мгновенное выравнивание давления внутри котла с внешним атмосферным давлением. При взрыве давление внутри котла снижается до атмосферного, а вся заключающаяся в воде теплота пойдет на мгновенное превращение части котловой воды в пар. Образование большого количества пара влечет за собой дальнейшее мгновенное разрушение котла, что может привести к гибели людей и судна.
Силу взрыва можно представить себе из рассмотрения следующего примера: при взрыве котла вследствие падения давления до атмосферного каждым килограммом воды высвобождается количество тепла, равное
Q = i — 100 ккал/кг,
где i—теплосодержание кипящей воды при котельном давлении в ккал/кг
100 ккал/кг - то же при атмосферном давлении.
Это тепло Q при давлении 13—15 атм. составит около 100 ккал/кг. Для испарения же 1 кг воды, нагретой до 100°С, при атмосферном давлении необходимо затратить 540 ккал/кг. Таким образом, тепло, высвобождающееся примерно 5,5 кг воды, достаточно для образования 1 кг пара, объем которого будет почти в 1700 раз больше объема 1 кг воды.
Очевидно, чем больше запас воды в котле, тем больше получится пара и тем больше будет сила взрыва.
7. Особенности конструкции создают трудности внутреннего осмотра и очистки от накипи отдельных элементов поверхности нагрева котлов, как, например, шинельных листов и задних стенок огневых камер. В результате плохой очистки эти части перегреваются, выпучиваются и дают трещины.