Всероссийское СМИ "Время Знаний". Возрастная категория 0+

Лицензия на осуществление образовательной деятельности № Л035-01213-63/00622379

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 - 63093 от 18.09.2015 г. (скачать)


КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВОГО ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КОТЛА ТИПА КВВА 2/7

Посмотреть публикацию
Скачать свидетельство о публикации
(справка о публикации находится на 2 листе в файле со свидетельством)

Скачать справку о публикации
Ваши документы готовы. Если у вас не получается скачать их, открыть или вы допустили ошибку, просьба написать нам на электронную почту konkurs@edu-time.ru (обязательно укажите номер публикации в письме)

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Астраханский государственный технический университет»

Система менеджмента качества в области образования, воспитания, науки и инноваций сертифицирована DQS

по международному стандарту ISO 9001:2015

ИнститутМорских технологий энергетики и транспорта

СпециальностьЭксплуатация судовых энергетических установок

СпециализацияЭксплуатация судовых дизельных энергетических установок

КафедраЭксплуатация водного транспорта

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВОГО ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КОТЛА ТИПА КВВА 2/7

По дисциплине «Судовые котельные и паропроизводящие установки»

Допущена к защите

«___»______2019г.

Руководитель проекта

____________

подпись

Оценка, полученная на защите

«___________»

Члены комиссии

_____________(_______________)

подпись Фамилия И.О.

_____________(_______________)

подпись Фамилия И.О.

_____________(_______________)

подпись Фамилия И.О.

Работа выполнена

Студентом группы ДТЭСс-41

Ибадуллаевым А.Д.__________

Руководитель проекта

К.т.н., доцент кафедры «ЭВТ»

Горбачёв М.М.

Содержание

Введение

Вспомогательная котельная установка служит для получения пара или горячей воды, используемых различными судовыми потребителями. Часть этих потребителей обеспечивает работу главной энергетической установки (подогреватели топлива и масла, обогреватели кингстонов забортной воды и др.), другая часть, включающая отопительные приборы, душевые, камбуз, прачечные, - хозяйственные и бытовые нужды. Необходимо отопление помещений аварийного дизель-генератора (температура должна быть больше +50С), румпельного отделения, машинного отделения, аккумуляторной.

Значительный расход пара требуется для подогрева жидкого груза на танкерах и обеспечения технологических нужд на промысловых судах. Также ответственным потребителем пара является система паротушения.

Кроме вспомогательных котлов по назначению среди них можно выделить главные котлы, предназначенные для производства пара для привода паровых турбин главного хода; утилизационные котлы, специализирующиеся на утилизации теплоты отработавших газов двигателей внутреннего сгорания или газотурбинных установок; а также комбинированные, выполняющие функции утилизационных и вспомогательных котлов.

Все паровые котлы разделяются на две основные группы: водотрубные и жаротрубные. В водотрубных газы омывают трубы снаружи, а вода и пар движутся внутри труб, а в жаротрубных наоборот – газы движутся внутри труб, а вода и пар омывают их снаружи. Паровые котлы, у которых часть преобразующей поверхности работает как водотрубная, а другая – как жаротрубная называются жароводотрубными.

В зависимости от организации движения воды и пароводяной смеси паровые котлы могут быть с естественной циркуляцией и принудительной циркуляцией.

Исходные данные для расчета

Исходные данные вспомогательного котла КВВА 2/7:

Паропроизводительность DП, кг/ч – 2484

Давление пара p, МПа – 0,5

Температура питательной воды tпв, 0С – 40

Температура уходящих газов tУХГ, 0С – 356

КПД котла, % - 82,0

Парообразующая поверхность нагрева Hп, м2 – 77

Тепловая нагрузка топочного объема, кВт/м3 – 1380

Объем топки VT, м3 – 1,61

Масса сухого котла Gc+Gв, т – 5,6

Масса котла с водой Gс, т – 6,7

Конструкция прототипа котла КВВА 2/7 представлена на рисунке 1.

Согласно рисунку 1:

1 – паровое пространство пароводяного барабана

2 – паросборная труба

3 – питательная труба

4 – необогреваемые опускные трубы

5 – трубы экрана

6 – водяной барабан

7 – воздушное пространство кожуха котла

8 – конвективный пучок труб

Рисунок 1. Вспомогательный водотрубный котел типа «КВВА-2/7»

Испарительная поверхность котла образована конвективным пучком и экраном, за которым расположены необогреваемые опускные трубы. Котел имеет один контур циркуляции. Отопление котла осуществляется одной паромеханической форсункой, производительность которой регулируется давлением топлива в зависимости от нагрузки котла по пару. Давление топлива перед форсункой меняется от 0,004 до 0,8 МПа. Для улучшения процесса распыла топлива топочное устройство оборудовано турбулизатором. Подвод воздуха от вентилятора осуществляется непосредственно в кожух котла, который выполнен двухслойным. Расход воздуха регулируется шибером, установленным в приемном воздушном патрубке.

2. Расчетная часть

2.1 Расчет состава топлива

Расчет рабочей массы топлива рассчитывают исходя из состава горючей массы топлива.

В состав флотского мазута Ф5 входят следующие химические элементы:

Состав рабочей массы определяется по следующим формулам:

Проверка правильности расчета:

Низшая теплотворная способность топлива определяется по формуле:

кДж/кг

2.2 Расчет теплового баланса

Принимаем коэффициент избытка воздуха α=1,2

Определение разности энтальпий:

Δi = iнп– iпв= 2748,11 – 167,6 = 2580,51 кДж/кг

где iнп– энтальпия насыщенного пара

iпв– энтальпия питательной воды

iпв= Св× tпв= 4,19 × 40 = 167,6 кДж/кг

где Св= 4,19 кДж/кг град – теплоёмкость воды

iнп= f(p;t) , тогда iнп= 2748,11 кДж/кг

Определение располагаемой теплоты рабочей массы топлива:

<Object: word/embeddings/oleObject1.bin> = 41329,638 + 93,2 + 10,927 = 41433,765 кДж/кг

Теплота подогретого топлива Qmучитывается при предварительном подогреве топлива. (Обычно подогревается мазут перед подачей его в форсунку).

<Object: word/embeddings/oleObject2.bin> , кДж/кг

Qm= 1,864×50 = 93,2 кДж/кг

Температуру подогрева можно определить по графику зависимости вязкости от температуры (рисунок 2) и учитывая данные рисунка 3.

Рисунок 2 - Зависимость коэффициентов вязкости мазутов от температуры, Ф5 и Ф12 - мазуты флотские; 40, 100, 200 – топочные мазуты; МП - топливо для мартеновских печей; НС - стабилизированная нефть.

Рисунок 3 - Максимальные значения вязкости, при которых обеспечивается удовлетворительная работа: 1 – поршневых насосов; 2 – центробежных насосов; 3 – механических вращающихся форсунок; 4 – паромеханических форсунок; 5 - механических форсунок

Таким образом, tm= 500С, так как форсунка – паромеханическая, мазут – Ф5

Удельную теплоемкость жидкого топлива можно вычислять по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject3.bin> , кДж/кг град

где tm – температура подогретого топлива,0С

Cm= 1,739 + 0,0025×50 = 1,864 кДж/кг град

Если для распыливания жидкого топлива применяется паровая или паромеханическая форсунка, то тепло, вносимое с «форсуночным» паром, вычисляется по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject4.bin> , кДж/кг

где: iф– энтальпия распыливающего («форсуночного») пара, кДж/кг

Qф= 0,05×(2718,54 - 2500) =10,927 кДж/кг

Расход «форсуночного» пара WФв паровых форсунках принимают в пределах 0,3 - 0,5 кг/кг т, а в паромеханических форсунках 0,03 - 0,07 кг/кг т.

2.3 Расчет энтальпий выхлопных газов

Теоретический объем воздуха:

VBO= 0,0889×(84,802+0,375×1,993)+0,265×12,157-0,0333×0,299 = 10,817 м3/кг

Теоретический объем сухих продуктов сгорания:

VRO2= 0,0187×(84,802+0,375×1,993) = 1,6 м3/кг

VN20= 0,79×10,817+0,008×0,397 = 8,548 м3/кг

Теоретический объем влажных продуктов сгорания:

VH2O0= 0,111×12,157+0,0124×0,3+1,24×0,05+0,0161×10,817 = 1,589 м3/кг

Теоретический объем дымовых газов при :

VГ0= 1,6 + 8,548 + 1,589 = 11,737 м3/кг

Действительные объемы продуктов сгорания при избытке воздуха в газоходах α>1 определяют для твердого, жидкого и газообразного топлива по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject5.bin>

VГ= 11,737+1,016×(1,2 – 1)× 10,817 = 13,935 м3/кг

Теоретическое количество влажного воздуха:

VВВ0 = 1,016 VBO

VВВ0= 1,016×10,817 = 10,99 м3/кг

Расчет энтальпии дымовых газов проводят при нескольких значениях температуры газов и воздуха от 0 до 22000С. Результаты расчета сводят в таблицу 1, форма которой приведена ниже.

Энтальпия сухих трехатомных газов :

IRO2 = СRO2×VRO2= 358×1,6 = 572,8 кДж/кг

IRO2 = 772×1,6 = 1235,2 кДж/кг

IRO2 = 1224×1,6 = 1958,4 кДж/кг

IRO2 = 2200×1,6 = 3520 кДж/кг

IRO2 = 3234×1,6 = 5174,4 кДж/кг

IRO2 = 4302×1,6 = 6883,2 кДж/кг

IRO2= 5390×1,6 = 8624 кДж/кг

Таблица 1 – Расчет энтальпии дымовых газов

Трёхатомные газы

Двухатомные газы

Водяные пары

Iгo

Влажный воздух

(α-1)IВВ

СRO2

IRO2

CN2

IN2

CH2O

IH2O

CВВ

IВВ

0

-

0

-

0

-

0

0

-

0

0

0

200

358

572,8

260

2222,48

304

483,056

3278,336

266

2923,34

584,668

3863,004

400

772

1235,2

528

4513,344

628

997,892

6746,436

540

5934,6

1186,92

7933,356

600

1224

1958,4

804

6872,592

972

1544,508

10375,5

828

9099,72

1819,944

12195,44

1000

2200

3520

1400

11967,2

1720

2733,08

18220,28

1440

15825,6

3165,12

21385,4

1400

3234

5174,4

2016

17232,768

2562

4071,018

26478,186

2072

22771,28

4554,256

31032,44

1800

4302

6883,2

2646

22618,008

3456

5491,584

34992,792

2736

30068,64

6013,728

41006,52

2200

5390

8624

3300

28208,4

4400

6991,6

43824

3410

37475,9

7495,18

51319,18

Энтальпия сухих двухатомных газов:

IN2 = CN2×VN20= 260×8,548 = 2222,48 кДж/кг

IN2= 528×8,548 = 4513,344 кДж/кг

IN2 = 804×8,548 = 6872,592 кДж/кг

IN2 = 1400×8,548 = 11967,2 кДж/кг

IN2 = 2016×8,548 = 17232,768 кДж/кг

IN2 = 2646×8,548 = 22618,008 кДж/кг

IN2 = 3300×8,548 = 28208,4 кДж/кг

Энтальпия водяных паров:

IH2O = CH2O×VH2O0= 304×1,589 = 483,056 кДж/кг

IH2O = 628×1,589 = 997,892 кДж/кг

IH2O = 972×1,589 = 1544,508 кДж/кг

IH2O = 1720×1,589 = 2733,08 кДж/кг

IH2O = 2562×1,589 = 4071,018 кДж/кг

IH2O = 3456×1,589 = 5491,584 кДж/кг

IH2O = 4400×1,589 = 6991,6 кДж/кг

Энтальпия продуктов полного сгорания 1 кг топлива:

IГo = IRO2 + IN2 + IH2O = 572,8 + 2222,48 + 483,056 = 3278,336 кДж/кг

IГo = 1235,2 + 4513,344 + 997,892 = 6746,436 кДж/кг

IГo = 1958,4 + 6872,592 + 1544,508 = 10375,5 кДж/кг

IГo = 3520 + 11967,2 + 2733,08 = 18220,28 кДж/кг

IГo = 5174,4 + 17232,768 + 4071,018 = 26478,186 кДж/кг

IГo = 6883,2 + 22618,008 + 5491,584 = 34992,792 кДж/кг

IГo = 8624 + 28208,4 + 6991,6 = 43824 кДж/кг

Энтальпия влажного воздуха:

IВВ = CВВ ×VВВ0= 266×10,99 = 2923,34 кДж/кг

IВВ = 540×10,99 = 5934,6 кДж/кг

IВВ = 828×10,99 = 9099,72 кДж/кг

IВВ = 1440×10,99 = 15825,6 кДж/кг

IВВ = 2072×10,99 = 22771,28 кДж/кг

IВВ = 2736×10,99 = 30068,64 кДж/кг

IВВ = 3410×10,99 = 37475,9 кДж/кг

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха:

(α-1)IВВ= (1,2 – 1)× 2923,34 = 584,668 кДж/кг

(α-1)IВВ= (1,2 – 1)× 5934,6 = 1186,92 кДж/кг

(α-1)IВВ= (1,2 – 1)× 9099,72 = 1819,944 кДж/кг

(α-1)IВВ= (1,2 – 1)×15825,6 = 3165,12 кДж/кг

(α-1)IВВ= (1,2 – 1)×22771,28 = 4554,256 кДж/кг

(α-1)IВВ= (1,2 – 1)×30068,64 = 6013,728 кДж/кг

(α-1)IВВ= (1,2 – 1)×37475,9 = 7495,18 кДж/кг

Энтальпия дымовых газов:

IГ = IГo + (α-1)IВВ= 3278,336 + 584,668 = 3863,004 кДж/кг

IГ = IГo + (α-1)IВВ= 6746,436 + 1186,92 = 7933,356 кДж/кг

IГ = IГo + (α-1)IВВ= 10375,5 + 1819,944 = 12195,444 кДж/кг

IГ = IГo + (α-1)IВВ= 18220,28 + 3165,12 = 21385,4 кДж/кг

IГ = IГo + (α-1)IВВ= 26478,186 + 4554,256 = 31032,442 кДж/кг

IГ = IГo + (α-1)IВВ= 34992,792 + 6013,728 = 41006,52 кДж/кг

IГ = IГo + (α-1)IВВ= 43824 + 7495,18 = 51319,18 кДж/кг

По данным расчет строим график зависимостиIГ(tГ):

Рисунок 4. График зависимости энтальпии дымовых газов от температуры дымовых газов.

Благодаря графику мы находим IГ= 6971 кДж/кг для температуры уходящих газов tухг= 3560С котла КВВА 2/7.

Затем при поверочном расчете котла определяют относительные потери теплоты (q2, q3, q4, q5).

Величина потерь теплоты с уходящими газами вычисляется по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject6.bin> , %

q2= = 15,603 %

При сжигании жидкого и газообразного топлива потери от механического недожога q4 = 0.

В судовых котлах, использующих жидкое топливо, потери теплоты с химическим недожегом q3принимаются в пределах 0,5 - 1,0%. Таким образом, q3= 0,75 %

В судовых котлах потери через обмуровку q5принимают в пределах 1-5%. Таким образом, q5= 3%.

КПД котла:

<Object: word/embeddings/oleObject7.bin>, %

ηк= 100 – (15,603 + 0,75 + 0 + 3) = 80,647 %

Целью расчета теплового баланса является определение расхода топлива. Величина расхода топлива вычисляется по формуле, полученной из уравнения «прямого» баланса парогенератора:

<Object: word/embeddings/oleObject8.bin> , кг/с (нм3/с)

= 0,0533 кг/с = 191,83 кг/ч

2.4 Расчет топки котла

Перед расчетом процесса теплообмена проверяют соответствие тепловыделения в топке ее размерам. Для этого сравнивают величины фактических и допустимых тепловых напряжений:

<Object: word/embeddings/oleObject9.bin>

qv= = 881,148 кВт/м3 = 0,881148 МВт/м3 ≤ 2,495 МВт/м3

Исходя из данного неравенства, делаю вывод о том, что объём топки соответствует объёму топки реального проекта данного котла.

Определение степени черноты топки:

aT = 0,291

где ξ= 0,55 – коэффициент загрязнения

= 1,289 - степень экранирования топки котла

Hл = 0,15×Hп = 0,15×77= 11,55 м2– площадь лучистой поверхности нагрева

= 8,958 м2– суммарная площадь поверхности топки котла

aф= m×aсв + (1 – m) × aг= асв, т.к. m=1

aсв= =0,412 - степень черноты светящегося пламени

=2,366-коэффициент ослабления лучей 3-хатомных газов

rП = (VH2O0 + VRO2)/VГ= (1,589 + 1,6)/11,737 = 0,271 – доля 3-хатомных газов

rH2O= VH2O0/ VГ= 1,589/11,737 = 0,135 – доля паров воды

s = 3,6×(VТ/Fст) = 3,6×(2,5/8,958) = 1,005 м – эффективная толщина слоя пламени

Температурой TТꞋꞋ = 1400 К задаёмся самостоятельно

Кс=0,3×(2-α)×(1,6×(TТꞋꞋ/1000) –0,5)×(Ср/Hр)=0,3×(2-1,2)×(1,6×(1400/1000) – 0,5)×(84,802/12,157) = 2,91 – коэффициент ослабления лучей сажей

Адиабатная температура горения определяется по графику зависимости энтальпии от температуры в разделе расчёта теплового баланса: Ta=f(Ia)

Ia = Qpp×((100-q3-q4)/100) – q4+α×VB0×Cвв×tв= 41433,765×((100-0,75-0)/100) – 0 + 1,2× 10,817×1,3×30 = 41629,247 кДж/кг

Ta = ta+ 273 = 1827+273=2100 К

Определение коэффициента Больцмана:

Bo= (φ×B×ΣV×Cp)/(5,67×10-11×ξ×Hл×Ta3) = (0,985×0,0533×24,41)/(5,67×10-11×0,55×11,55 ×21003) = 0,984

где φ = = 0,985 – коэффициент сохранения тепла

ΣV×Cp = (Ia – ITꞋꞋ)/(Ta - TTꞋꞋ) = (41629,247 – 24541)/(2100 – 1400) = 24,41– суммарная теплоёмкость газов

Поправочный коэффициент топки принимаем М = 0,64 для камерных топок.

Таким образом, подходим к определяющей формуле для расчета топки котла – это определение температуры газов на выходе из топки котла:

TTꞋꞋ = = 2100×0,9840,6/(0,64×0,2910,5+0,984 0,6) = 1407,303 К

Расчет является верным, поскольку разница между заданной температурой и расчетной должная быть меньше 50 К, а в нашем случае она составляет 7,303К

2.5 Расчет конвективной поверхности

К конвективным поверхностям нагрева относятся парообразующие поверхности (котельный пучок), пароперегреватели, водяные экономайзеры и воздухоподогреватели.

При расчете перечисленных поверхностей используют:

а) уравнение теплопередачи:

<Object: word/embeddings/oleObject10.bin>

б) уравнение теплового баланса, в которых приравнивается тепло, отданное газами, с одной стороны:

<Object: word/embeddings/oleObject11.bin>

где, Bр = B = 0,0533 кг/с – расход газов

IꞋ = ITꞋꞋ = 24541 кДж/кг – энтальпия газов на входе в пучок

Энтальпией газов на выходе из пучка IꞋꞋ задаемся через температуру газов на выходе из конвективного пучка tГꞋꞋ.

Так, принимаем tГꞋꞋ1= 3000C; tГꞋꞋ2= 4000C; tГꞋꞋ3= 5000C. С помощью графика из раздела расчёта теплового баланса определяем энтальпии - IꞋꞋ1= 5872 кДж/кг; IꞋꞋ2= 7933,356 кДж/кг; IꞋꞋ3= 10040 кДж/кг.

Таким образом, определяем уравнение теплового баланса конвективной поверхности:

Q1= 0,0533 ×(24541 – 5872) = 1995,058 кВт

Q2= 0,0533 ×(24541 – 7933,356) = 1885,187 кВт

Q3= 0,0533 ×(24541 – 10040) = 1771,464 кВт

Рисунок 5. Зависимость теплоты нагрева конвективной поверхности от температуры газов на выходе

Определяем площадь конвективной поверхности нагрева:

Hк = Нп – Нл = 77 - 11,55 = 65,45 м2

Температурный напор <Object: word/embeddings/oleObject12.bin> есть усредненная по всей поверхности нагрева разность температур греющей (газов) о обогреваемой среды. Из схем взаимного направления движения сред: прямоточной, противоточной или комбинированной – наибольшая разность температур получается при противоточной схеме, наименьший температурный напор – при прямоточной, все остальные схемы по тепловой эффективности занимают промежуточное положение. Для противотока и прямотока <Object: word/embeddings/oleObject13.bin> определяется по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject14.bin>

где: <Object: word/embeddings/oleObject15.bin> - разность температур между теплоносителями в том конце поверхности нагрева, где она больше;

<Object: word/embeddings/oleObject16.bin>- разность температур на другом конце поверхности, где она меньше.

<Object: word/embeddings/oleObject17.bin> = tГꞋ - tп= 1134,303 – 151,836 = 982,4670C

где tГꞋ = TTꞋꞋ - 273 = 1407,303 – 273 = 1134,3030C

<Object: word/embeddings/oleObject18.bin>1 = tГꞋꞋ1– tп= 300 - 151,836 = 148,1640C

<Object: word/embeddings/oleObject19.bin>2 = tГꞋꞋ1– tп= 400 – 151,836 = 248,1640C

<Object: word/embeddings/oleObject20.bin>3 = tГꞋꞋ1– tп= 500 – 151,836 = 348,1640C

Таким образом, температурный напор равен:

Δt1 = = 441,430C

Δt2 = = 532,1040C

Δt3 = = 611,6710C

Коэффициент теплопередачи рассчитывают по формуле для котельного пучка:

<Object: word/embeddings/oleObject21.bin>

Определение средней температуре потока: <Object: word/embeddings/oleObject22.bin>.

= 717,152 0C

= 767,152 0C

= 867,152 0C

Скорость потока газов пучка труб – W рассчитывают по следующей формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject23.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject24.bin>- площадь живого сечения пучка труб:

<Object: word/embeddings/oleObject25.bin>

где: <Object: word/embeddings/oleObject26.bin>- средняя длина проекции активно работающей, в рассматриваемом пучке, трубы (без учета застойных зон) на плоскость, перпендикулярную направлению потока;

<Object: word/embeddings/oleObject27.bin>- ширина газохода;

<Object: word/embeddings/oleObject28.bin>- число труб в ряду;

<Object: word/embeddings/oleObject29.bin>- наружный диаметр.

Fжив= 1,64×2- 63×0,029×1,64 = 0,289 м2

W1= = 9,32 м/c

W2= = 9,79 м/c

W3= = 10,73 м/c

<Object: word/embeddings/oleObject30.bin> - коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке, <Object: word/embeddings/oleObject31.bin>, определяется как:

<Object: word/embeddings/oleObject32.bin>,где: <Object: word/embeddings/oleObject33.bin> - коэффициент теплоотдачи конвекцией, рассчитывают по критериальным уравнениям или определяют по номограммам.

При поперечном омывании пучков труб газом или воздухом коэффициент теплоотдачи конвекцией <Object: word/embeddings/oleObject34.bin> рассчитывают по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject35.bin> где:

<Object: word/embeddings/oleObject36.bin> - коэффициент теплопроводности, <Object: word/embeddings/oleObject37.bin>;

<Object: word/embeddings/oleObject38.bin>- наружный диаметр трубы, м;

W- скорость газового потока, <Object: word/embeddings/oleObject39.bin>;

<Object: word/embeddings/oleObject40.bin> - критерий Прандтля;

<Object: word/embeddings/oleObject41.bin>- поправка на число рядов труб;

<Object: word/embeddings/oleObject42.bin>- поправка на компоновку, определяемая в зависимости от относительных

шагов, т.е. <Object: word/embeddings/oleObject43.bin> и <Object: word/embeddings/oleObject44.bin>.

Принимаем по Таблице 2:

λ1= 4,84×10-2Вт/(м×К); λ2= 5,7×10-2Вт/(м×К); λ3= 6,56×10-2Вт/(м×К);

Pr1= 0,65; Pr2= 0,64; Pr3= 0,62;

ν1= 43,9×10-6м2/с; ν2= 57,8×10-6м2/с; ν3= 73,0×10-6м2/с;

Таблица 2. Физические характеристики воздуха (числитель) и продуктов сгорания (знаменатель) среднего состава (rH2O= 0,11; rRO2= 0,13) при p = 0,0981 МПа

Поправку на число рядов труб <Object: word/embeddings/oleObject45.bin> определяют по следующим эмпирическим формулам:

<Object: word/embeddings/oleObject46.bin>

где: <Object: word/embeddings/oleObject47.bin>- число рядов труб по направлению потока.

Cz= 1, так как z2=11

Поправка на компоновку <Object: word/embeddings/oleObject48.bin>, определяемая в зависимости от относительных поперечного <Object: word/embeddings/oleObject49.bin> и продольного <Object: word/embeddings/oleObject50.bin> шагов рассчитывают по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject51.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject52.bin>

Рисунок 6. Поперечное обмывание шахматных гладкотрубных пучков

σ1= = 1,06

σ2= = 1,2

Тогда, Cs= [1+(2×1,06 – 3)×(1 – 0,5×1,2)3]-2= 1,123

Определение коэффициента теплоотдачи конвекции:

αк1= = 94,448

αк2= = 95,546

αк3= = 99,234

Коэффициент теплоотдачи излучением <Object: word/embeddings/oleObject53.bin> для незапыленного потока, что имеет место при слоевом сжигании твердого топлива, а также сжигании жидкого и газообразного топлива по формуле (5.4):

<Object: word/embeddings/oleObject54.bin>

где: <Object: word/embeddings/oleObject55.bin> - степень черноты газового потока при его средней температуре

= 717,152 + 273 = 990,152 К

= 767,152 + 273 = 1035,152 К

= 867,152 + 273 = 1140,152 К

<Object: word/embeddings/oleObject56.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject57.bin> <Object: word/embeddings/oleObject58.bin> - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами.

<Object: word/embeddings/oleObject59.bin>

где: <Object: word/embeddings/oleObject60.bin>- суммарная объемная доля трехатомных газов в газоходе <Object: word/embeddings/oleObject61.bin>;

<Object: word/embeddings/oleObject62.bin>- давление в топке, МПа, для котлов без наддува <Object: word/embeddings/oleObject63.bin> МПа;

= 25,612

= 24,938

= 23,367

S - эффективная толщина излучающего слоя газов в междутрубном пространстве для гладкотрубных пучков определяют по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject64.bin>

S = = 0,016 м

Таким образом, степень черноты дымовых газов будет равна:

αг1= 1 – е-25,612×0,1×0,016= 0,040

αг2= 1 – е-24,938×0,1×0,016= 0,039

αг3= 1 – е-23,367×0,1×0,016= 0,037

Температура наружной поверхности стенки труб (с учетом загрязнения зольными отложениями) определяют по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject65.bin>

где: <Object: word/embeddings/oleObject66.bin> - средняя температура обогреваемой среды, <Object: word/embeddings/oleObject67.bin>. Для кипящей жидкости её принимают равной температуре насыщения, в остальных случаях – полусумме температур внутренней среды на входе и выходе.

<Object: word/embeddings/oleObject68.bin>- коэффициент теплоотдачи от стенки к внутренней среде, учитываемый только при расчете пароперегревателей.

Коэффициенты загрязнения для морских котлов, работающих на жидком отоплении при поперечном омывании шахматных пучков можно принять по графику (рисунок 7).

Рисунок 7. Номограмма для определения коэффициента загрязнения. 1 – парообразующие пучки труб; 2 – гладкотрубные экономайзеры; 3 – пароперегреватели.

Исходя из рисунка определяем, что ε1≈ 8×10-3м2×К/Вт; ε2≈ 7,5×10-3м2×К/Вт; ε3≈ 7×10-3м2×К/Вт.

tcm1 = = 151,9580C

tcm2 = = 151,9370C

tcm3 = = 151,9190C

Tcm1= tcm1+ 273 = 151,958 + 273 = 424,958 K

Tcm2= tcm2+ 273 = 151,937 + 273 = 424,937 K

Tcm3= tcm3+ 273 = 151,919 + 273 = 424,919 K

Следовательно, у нас есть все данные для того, чтобы определить коэффициент излучением:

αл1= = 3,302

αл2= = 3,592

αл3= = 4,327

Определение коэффициента теплоотдачи от газов к стенке:

α11= 94,448×0,91 + 3,302= 89,249

α12= 95,546×0,91 + 3,592= 90,539

α13= 99,234×0,91 + 4,327= 94,629

Таким образом коэффициент теплопередачи равен:

к1= = 52,07 Вт/м2×К

к2= = 53,922 Вт/м2×К

к3= = 56,923 Вт/м2×К

Определение уравнения теплопередачи:

<Object: word/embeddings/oleObject69.bin>

Q1= 54,945 ×441,43 ×= 1867586,59 Вт =1867,58659 кВт

Q2= 53,922 ×532,104 ×= 2209292,62 Вт = 2209,29262 кВт

Q3= 56,923 ×611,671×= 2680977,42 Вт = 2680,97742 кВт

По рассчитанным данным составляем график для того, чтобы определить истинную температуру на выходе из конвективного пучка.

Рисунок 8. Зависимость теплоты нагрева конвективной поверхности от температуры газов на выходе

Таким образом, истинное значение температуры на выходе из конвективного пучка нагрева равна tг´´= 330 °С.

3 Техническая эксплуатация котла

3.1. Подготовка котла к пуску

При подготовке котла к действию необходимо:

Осмотреть котел, его топки, пароперегреватель, водяной экономайзер и воздухоподогреватель; проверить чистоту поверхностей нагрева; убедиться отсутствии видимых дефектов и посторонних предметов. В случае появления сомнений в исправности внутренних частей или устройств котла должен производиться внутренний осмотр;

Убедиться в исправности топочных устройств и отсутствии их повреждений, проверить правильность размещения диффузоров и форсунок относительно фурм (жаровых труб), проверить легкость хода диффузоров, шиберов и заслонок;

Осмотреть паропроводы, убедиться в том, что они полностью собраны и покрыты изоляцией;

Осмотреть и при необходимости расходить приводы клапанов арматуры котла и его трубопроводов; опробовать аварийные приводы с палубы;

Произвести наружный осмотр водоуказательных приборов и убедиться в отсутствии их повреждений; проверить свободный ход клапанов и их приводов;

Убедиться в отсутствии повреждений манометров и остальных контрольно-измерительных приборов (КИП), наличи на них пломб и отметок о сроках поверки;

Проверить освещение (нормальное и аварийное) всех КИП и прежде всего, водоуказательных приборов;

Осмотреть изоляцию котла; убедиться в правильной установке всех съемных щитов.

Подготовить питательную систему котла и заполнить котел водой

Осмотреть трубопроводы питания, убедиться в исправности арматуры поочередным закрытием и открытием клапанов;

Проверить действие питательных средств

Подготовить к работе насос для заполнения котла водой и дозировочные устройства для ввода химических реагентов;

Проверить закрыты ли все клапаны на котле;

Проверить открыты ли клапаны к водоуказательным приборам и манометрам;

Проверить количество и качество воды в цистерне питательной воды;

Убедиться, что клапаны питательные на экономайзер, между экономайзером и котлом, разобщительный между котлом и пароперегревателем и другие, предусмотренные инструкцией по эксплуатации при заполнении котла водой, открыты;

Котел должен заполняться дистиллятом, пресной водой или конденсатом, по возможности теплым, характеристики которых отвечают установленному для котла водяному режиму, с одновременным вводом химических реагентов в соответствии с инструкцией по эксплуатации котла . Разность температур воды и стенок котла не должна превышать 30 °С;

При заполнении котла водой должен быть открыт воздушный клапан;

Пароперегреватели и экономайзеры должны заполняться водой, если инструкция по эксплуатации не содержит специальных требований;

Подготовить топливную систему к работе

Произвести внешний осмотр расходных и отстойных топливных цистерн, убедиться в отсутствии подтеков топлива и исправности арматуры;

Спустить отстой, проверить уровень топлива в цистернах и при необходимости пополнить их;

Осмотреть топливопроводы , фильтры, клапаны, датчики и форсунки

Проверить форсунки на плотность, ввести в топку и при закрытых паровых и топливных форсуночных клапанах подсоединить их к трубопроводам; по возможности прогреть форсунку паром, одновременно вентилируя топку;

Проверить срабатывание быстрозапорных клапанов расходных цистерн, в том числе с помощью дистанционных приводов, проверить работу дистанционного ручного привода к быстрозапорному топливному клапану топливного блока системы автоматического регулирования горения котла;

Убедиться в наличии исправного электровоспламенителя;

Подать пар к системе подогрева топлива и подготовить её к работе;

Открыть перепускной клапан на трубопроводе топлива у котлов, ввести в действие топливный насос и топливоподогреватель; заполнить систему подогретым топливом, открыть клапан рециркуляции топлива и прокачать систему до полного вытеснения воздуха и холодного топлива.

Подготовить средства автоматизации котла

Убедиться в отсутствии повреждений средств автоматизации и их КИП;

Убедиться в том, что регуляторы и их управляющие устройства находятся в положении «ручное управление», а маховики и рукоятки регуляторов даления пара, питания котла, соотношения топливо-воздух в положении полного закрытия (для полностью автоматизированных котлоагрегатов указанная проверка не производиться);

Включить питание на ЦПУ, САР и ДАУ, убедиться в возможности их действия, основываясь на указаниях инструкции по эксплуатации;

Убедиться в исправности средств защиты, световой и звуковой сигнализации путем включение их в действие;

3.2. Обслуживание котла в работе

За действующим котлом и обслуживающими его механизмами необходимо вести наблюдение по показателям КИП, сигналам аварийкно-предупредительной сигнализации, а также путем осмотра установки. Необходимо периодически контролировать:

Уровень воды в котле

Давление пара

Температуру пара

Паропроизводительность (при наличии параметров)

Давление и температуру питательной воды на входе в котел; температуру воды после экономайзера

Давление и температуру топлива, давление пара (воздуха) перед форсунками

Расход топлива и его уровень в расходных цистернах

Давление и температуру воздуха перед топкой

Температуру и химический состав уходящих газов (последнее при наличии газоанализатора)

Химический состав котловой и питательной воды

Расход воды (по вахтам, суточный)

Для контроля уровня воды в котле необходимо:

Убеждаться в исправности действия водоуказательных приборов по колебаниям уровня воды в них;

Продувать водоуказательные приборы не реже одного раза за вахту (при смене вахты), а также перед поведением верхнего или нижнего продувания котла

При отсутствии уверенности в правильности показаний водоуказательных приборов проверять уровень воды в котле открытием пробных клапанов (если таковые имеются); если сомнение о наличии надлежащего уровня воды в котле осталось – немедленно прекратить горение

При выходе из строя одного из водоуказательных приборов необходимо усилить наблюдение за уровнем воды в котле по другим приборам и принять срочные меры к ремонту неисправного. Работа с одним водоуказательным прибором более одного часа запрещается. При выходе из строя второго водоуказательного прибора котле должен быть немедленно выведен из действия

При попадании нефтепродуктов в котел необходимо вывести его из действия для очистки. До полной очистки котла и питательной системы от нефтепродуктов вводить котел в действие запрещается.

Все элементы средств автоматизации необходимо содержать в чистоте; не допускать скопления грязи и шлама в импульсных трубопроводах, периодически продувая их, систематически продувать влагоотделительные устройства и фильтры пневматических систем; следить за герметичностью, давлением в трубопроводах и уровнем рабочей среды в насосном баке гидравлических систем

Во время работы котла периодически необходимо:

Осматривать котел, проверять арматуру и фланцевые соединения труб на предмет выявления пропусков пара и воды, признаками которых являются свист и парение, подтеки и солевые отложения

Проверять исправность ручных приводов и сервомоторов клапанов, шиберов, заслонок

Следить за состоянием видимых частей топок и поверхностей нагрева через смотровые отверстия. При обнаружении значительных повреждений или местных перегревов котел должен быть выведен из действия для ремонта. Не допускается работа котла с повреждениями футеровки свыше 40% ее толщины или при выпадении группы кирпичей из блока

Осматривать газовоздушный тракт с целью выявления неплотности. Устранение пропусков газа или воздуха производить при первой возможности

Не реже одного раза в месяц необходимо производить проверку исправности действия предохранительных клапанов подрывом их дистанционно вручную или повышением давления пара в котле

Проверку защиты по срыву факела и уровню воды на действующих котлах следует производить не реже одного раза в месяц

Питание котла должно производиться, как правило, непрерывно. Регулирование питания должно обеспечивать поддержание уровня воды в котле около отметки «рабочий уровень» водоуказательного прибора, но не ниже отметки «нижний уровень» и не выше отметки «верхний уровень»

Качество питательной воды должно соответствовать нормам, установленным инструкцией по водному режиму котла

Для создания условий высокоэффективного сжигания топлива необходимо:

Использовать исправные распылители

Обеспечить соблюдение всех установочных размеров горелки (положение форсунки относительно оси горелки, фурмы, положение диффузоров и т.д.)

Периодически проверять форму факела и качество горения

Контролировать и, при необходимости, регулировать вязкость топлива, давление и температуру воздуха перед топкой

Контроль качества горения должен производиться по цвету пламени в топке и цвету газов на срезе дымовой трубы. Пламя в топке должно быть прозрачным, а его цвет соломенно-желтым или ярко-оранжевым

Необходимо строго соблюдать условия водного режима котла, установленные инструкциями завода изготовителя и судовладельца, для предупреждения в процессе эксплуатации явлений накипеобразования, коррозии металла со стороны пароводяного пространства и уносов из котлов влаги и солей

Необходимо проводить периодическую верхнюю и нижнюю продувки котла по заранее установленному графику.

3.3 Остановка и хранение котла

При полном выводе котла из действия необходимо:

Произвести обдувку всех поверхностей нагрева, если позволяет обстановка;

Перевести котел на дистанционное или ручное управление и снять нагрузку по пару, затем полностью вывести из действия средства автоматического регулирования и системы сигнализации и защиты;

Произвести верхнее продувание и последующее подпитывание котла, после чего продуть пароперегреватель;

Если котел не будет осушен, довести щелочное фосфатное и нитратное число до нормы, указанной в инструкции по эксплуатации;

Перевести форсунки на растопочное топливо (при наличии данной системы)

Закрыть пар на подогреватели топлива;

Уменьшить давление топлива и воздуха и последовательно выключить форсунки, одновременно прикрывая заслонки воздухонаправляющих устройств; в форсунках с продуванием паром сначала прекратить подачу топлива, а затем, после продувания форсунок от остатков топлива, подачу пара и воздуха;

После выключения последней форсунки остановить топливный насос и выключить подогреватель топлива;

Вывести форсунки из топок для чистки, закрыть отверстия шиберными заслонками;

Разобщить котел от главной магистрали и магистралей охлажденного и насыщенного пара;

Открыть клапаны (пробки) для слива гудрона из топки;

Охлаждение котла рекомендуется проводить по возможности медленно, в соответствии с нормами инструкции по эксплуатации

До остывания кладки необходимо подпитывать котел при открытых клапанах продувания пароперегревателя и выполнять все рекомендации заводской инструкции по поддержанию уровня воды и режиму продувки

Если предполагается осушение водяного экономайзера, следует перевести питание в обход его, спустить воду, открыть воздушный клапан и держать его открытым до прекращения выхода пара

До полного остывания котла необходимо проверить закрытие всех клапанов на нем

Запрещается открывать лаз в топку до полного остывания котла

Удаление воды из котла разрешается производить только после того, как ее температура снизится до 50 °С

При кратковременном бездействии длительностью не более 24 ч допускается хранить котел заполненным водой до рабочего уровня, а пароперегреватель и пароохладитель – без воды

При бездействии свыше 24 ч котел должен быть поставлен на хранение в соответствии с указаниями инструкции по эксплуатации

При постановки на «мокрое хранение» котел (включая экономайзер, пароперегреватель и пароохладитель) должен быть заполнен водой с введенными химическими реагентами. Затем при открытом воздушном клапане необходимо нагревть воду до температуры кипения для удаления воздуха, продуть котел, закрыть воздушный клапан, подключить расширительный бак и подпитать систему, доведя уровен воды до 2/3 высоты водоуказательного прибора на расширительном баке

Для предупреждения «замораживания» котла, находящегося на «мокром хранении», в зимний период необходимо:

Держать закрытыми дымовую трубу и заслонки воздухонаправляющих устройств топок;

Не допускать устойчивых холодных течений воздуха в котле и котельном помещении;

Следить за температурой в котельном помещении; при снижении температуры до +5° С – спустить воду из котла;

При постановке котла на «сухое хранение» сроком до шести месяцев необходимо:

Тщательно отчистить поверхности нагрева котла изнутри и снаружи от грязи, сажи, накипи, окалины и шлама, обратив особое внимание на корни труб;

Тщательно удалить остаток воды из барабанов, коллекторов, сепараторов, трубопроводов и других устройств котла;

Произвести осмотр котла с газовой стороны и со стороны пароводяного пространства, обнаруженные дефекты зафиксировать;

Обратить осбое внимание на состояние изоляции котла, имея в виду её гигроскопичность и возможность коррозии металла под ней. При необходимости в отдельных местах снять изоляцию, очистить металл и восстановить краску;

Снять, разобрать и законсервировать форсунки;

Очистить и смазать скользящие опоры котла;

Плотно закрыть чехлом дымовую трубу;

Снять для хранения КИПы с подводящими трубками, удалив из влагу продуванием;

Аппаратуру автоматического регулирования и устройства дистанционного управления законсервировать;

После осушения котла во всех барабанах и коллекторах должны быть размещены противни с влагопогладителем (н/р: негашенная известь). Затем котел должен быть загерметизирован.

4. Акустическое загрязнение судовой котельной установки

4.1 Источники шума и средства шумоглушения судовых котлов

Различают следующие виды шумов, возникающих при работе котельного оборудования:

корпусной шум, порождаемый механическими вибрациями теплогенерирующего оборудования;

воздушный шум, непосредственно создаваемый процессом горения воздушно-топливной смеси.

Основными источниками воздушного шума, требующими в ряде случаев использования специального шумоглушительного оборудования, являются горелка котла (если используется вентиляторная горелка) и система отвода дымовых газов.

Конкретный набор необходимых мероприятий по шумоглушению определяется для каждого котла индивидуально. В некоторых случаях оказывается достаточно правильного подбора и установки котлов, горелок и дымоходов. Если приемлемого уровня шума не удается добиться полностью за счет оптимального проектирования котельной и подбора оборудования, основной источник (источники) шума в котельной оборудуются специальными средствами глушения.

В котельных используются следующие виды шумоглушительного оборудования:

звукопоглощающие подставки для котлов;

звукопоглощающие кожухи горелок;

глушители шума дымовых газов.

Звукопоглощающая подставка препятствует распространению механического шума работающего котла. Конструктивное исполнение подставки для конкретной модели котла соответствует его размерам и массе.

Фирмы-производители котлов поставляют их на рынок в качестве дополнительных комплектующих для своих моделей.

Так, например, на российском рынке представлены звукопоглощающие подставки для чугунных и стальных отопительных котлов немецкой фирмы Buderus, выполненные на основе продольных изолирующих скоб из пружинной стали с шумоизолирующим покрытием. Скобы монтируются на стальной раме, конфигурация которой соответствует форме котла.

Шумоизоляция горелок

Уровень шума, производимого газовой горелкой, в первую очередь определяется типом горелки. Различают атмосферные горелки, работающие за счет естественной тяги, и вентиляторные (наддувные) горелки, использующие систему искусственного нагнетания воздуха. Атмосферные горелки работают практически бесшумно; горелки наддувного типа обычно требуют использования звукопоглощающих кожухов..

Применение звукопоглощающего кожуха позволяет снизить шум от горелки в среднем на 10–15 дБ. В качестве материала для изготовления кожухов используется пластмасса или сталь с внутренним звукоизолирующим покрытием.

Шумоглушители дымовых газов

Шум выхлопа котельной может создавать значительную акустическую нагрузку на окружающую среду. Если проблема не решается подбором параметров дымохода и котельного оборудования, используются специальные устройства — шумоглушители.

Наибольшим распространением пользуются глушители абсорбционного (диссипативного) типа, также называемые иногда пассивными глушителями. Принцип их действия основан на поглощении звука и превращении энергии звука в тепло. С этой целью в глушителях используются специальные материалы, обладающие высокими звукопоглощающими свойствами. Основной конструкционный материал таких глушителей — нержавеющая сталь, в качестве звукопоглощающего материала используется минеральное волокно. Оптимальной является установка шумоглушителя непосредственно за котлом.

Относительно недавно на рынке шумоглушительной техники появились т.н. глушители активного типа. Это системы, работающие по принципу отслеживания шумового сигнала источника и генерации противоположного по фазе «встречного» сигнала, «уничтожающего» исходный сигнал при наложении.

В состав активного шумоглушителя входят микрофоны, отслеживающие шум источника, микропроцессорное устройство, выполняющее спектральный анализ шума, и громкоговоритель.

Частотные характеристики активного и пассивного шумоглушителей различны. Активный шумоглушитель наиболее эффективен в области низких частот, пассивный — в области высоких частот. Поэтому оптимальные характеристики глушения обеспечивает комбинированное использование глушителей этих двух типов.

4.2 Санитарный шум на морских и речных судах

«Санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы (далее - санитарные правила) - нормативные акты, устанавливающие критерии безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды его обитания и требования к обеспечению благоприятных условий его жизнедеятельности.

Настоящие Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые уровни шума на рабочих местах, в жилых, служебных и общественных помещениях, зонах отдыха и др. на судах морского флота.

Нормы распространяются на проектируемые, строящиеся, переоборудуемые и эксплуатируемые морские суда, в т.ч. и суда «река-море». Нормы не распространяются на военные корабли и войсковые транспорты, а также спортивные и прогулочные суда, не занятые в коммерческих операциях.

Санитарные нормы являются обязательными для судовладельцев, организаций, проектирующих, строящих и переоборудующих суда, учреждений государственного санитарного надзора.

Требования настоящих норм должны быть учтены в нормативно-технических документах, ГОСТах, ТУ и др. документах, регламентирующих конструктивные, технологические и эксплуатационные требования к судам и судовому оборудованию.

Величины, представленные в данных нормах, следует рассматривать как предельно допустимые, а не как желаемые. Там, где это практически осуществимо, уровни шума должны быть ниже указанных допустимых значений.

Характеристика шума, нормируемые параметры и допустимые значения

1. Шум, воздействующий на членов экипажа, работающих в машинных помещениях, по ГОСТ 12.1.003-83 является непостоянным. Характеристикой непостоянного шума является эквивалентный по энергии (далее - эквивалентный) уровень звука.

Нормируемыми параметрами шума в машинных помещениях устанавливаются эквивалентные уровни звука LАэкв., дБА, и эквивалентные уровни звукового давления Lэкв., дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Нормируемые параметры учитывают особенности организации и режима вахтенной службы на судах внутреннего и смешанного плавания и установлены из условия ограничения шумовой нагрузки на членов экипажа, работающих в машинных помещениях, Lэкв. (8 часов) - до 80 дБА.

2. Нормируемыми параметрами шума в центральном посту управления (ЦПУ), в служебных, общественных, дежурных, жилых и медицинских помещениях устанавливаются уровни звука и уровни звукового давления, измеренные в ходовом режиме, соответствующем спецификационной мощности энергетической установки (далее - "ходовой режим").

3. Значения допустимых параметров шума в помещениях судов приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Допустимые параметры шума для речных судов внутреннего и смешанного плавания

Наименование помещений и мест работы и отдыха

Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах частот, Гц

Уровень звука LA, дБА

31

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Энергетическое отделение

1. С постоянной вахтой

109

99

92

87

83

80

78

76

74

85

2. С периодическим обслуживанием

115

115

111

106

103

100

98

96

94

105

3. С безвахтенным обслуживанием

115

115

114

111

108

105

103

101

99

110

4. Центральный пост управления с энергетической установкой (ЦПУ)

103

92

82

77

73

70

68

66

64

75

Производственные помещения и рабочие места

5. Расположенные в энергетическом отделении

109

99

92

87

83

80

78

76

74

80

6. Расположенные вне энергетического отделения

103

92

82

77

73

70

68

66

64

75

1.4. В машинных помещениях нормируемыми параметрами являются эквивалентные уровни звука и эквивалентные уровни звукового давления.

1.5. Постоянная вахта - две вахты в сутки по 4 часа с отдыхом 8 часов между ними.

1.6. При периодически-безвахтенном обслуживании во время технического обслуживания на ходу судна - применение индивидуальных защитных средств обязательно.

1.7. Для судов, имеющих одну из следующих характеристик: длина от 10 до 25 м, осадка от 0,7 до 1,0 м, дедвейт от 100 до 320 т, мощность главных двигателей менее 220 кВт, с динамическим принципом поддержания (СДПП) и водоизмещающих со скоростью 30 км/ч и более, значения нормируемых параметров шума следует принимать на 5 дБА (дБ) выше значении указанных в таблице 3.

1.8. Для судов, имеющих одну из следующих характеристик: длина менее 10 м, осадка до 0,7 м, грузоподъемность менее 100 т, значения нормируемых параметров шума следует принимать на 10 дБА (дБ) выше значений, указанных в таблице3.

1.9. Для шума, создаваемого системами вентиляции воздушного отопления и кондиционирования воздуха, нормируемыми параметрами являются уровни звука и звукового давления, измеренные на стояночном режиме судна. Значения нормируемых параметров должны быть на 5 дБ (дБА) ниже значений, указанных в табл3.

4.3. Измерение и способы оценки шума на судах

4.3.1. Измеряемые и оцениваемые параметры, единицы измерения

Измерения и оценка уровней шума осуществляются по следующим параметрам:

•уровень звука LA, дБА;

•уровни звуковых давлений L, дБ, в октавных полосах со средне-геометрическими частотами в диапазоне от 31,5 до 8 000 Гц;

Примечание. Уровни звуковых давлений L, дБ, в октавных полосах со сред¬негеометрическими частотами в диапазоне от 31,5 до 8 000 Гц используются как справочные для подбора СИЗ и установления связи заболевания с профессией.

•суточный эквивалентный уровень звука LAэкв,24, дБА.

На серийных судах допускается в качестве основной измеряе-мой величины принимать уровень звука LA, дБА.

Допускается измерять уровни звукового давления в третьок-тавных полосах со среднегеометрическими частотами в диапазоне от 25 до 10 000 Гц. Для сравнения с допустимыми нормами уровни звуко-вого давления в октавных полосах следует рассчитывать

4.3.2.Требования к условиям проведения измерений

В зависимости от назначения судна измерение и оценка шума должны производиться на основном спецификационном режиме:

•полного хода (ходовом режиме при спецификационной частоте вращения главных двигателей; для судов внутреннего плавания – не менее 95 % от спецификационной частоты вращения);

•производственном;

•динамического позиционирования, если судно оборудовано под-руливающими устройствами.

Измерения на режиме полного хода следует производить при движении судна прямым курсом (максимальное отклонение руля ± 3°), при волнении не выше 3 баллов для судов водоизмещением до 5 000 т и 4 баллов – для судов водоизмещением свыше 5 000 т, при полной за-грузке судна или в балласте.

Измерения должны быть произведены на глубине воды под килем, соответствующей нормальным эксплуатационным условиям судна.

Измерения проводят в полностью оборудованных помещениях (разрешается отсутствие мягкой экипировки, что не должно учитываться при обработке результатов измерений), при закрытых дверях и иллюминаторах, включенных на полную расчетную производительность системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Количество людей в помещении, не считая выполняющих измерения операторов, должно быть не более штатного.

Измерение и оценка шума должны производиться во всех помещениях.

В рулевых, штурманских и радиорубках при измерениях должно быть включено электрорадионавигационное оборудование.

Допускается проводить измерения с открытыми с подветренной стороны дверями и иллюминаторами, если это обычно принято.

На крыльях ходового мостика измерения проводят с подветренного борта.

В программе измерений и оценки уровней шума на ледоколах и судах ледового плавания должны быть предусмотрены измерения шума на ходовых режимах на чистой воде и во льдах. При измерении и оценке шума во льдах мощность энергетической установки должна быть 0,7—0,9 от номинальной мощности и скорость судна – 0,4—0,6 от спецификационного полного хода на чистой воде. При этом уровни шума в жилых, общественных и служебных помещениях не должны повышаться в сравнении с испытаниями на чистой воде более чем на 5 дБА.

На судах технического и промыслового флота измерения следует выполнять на ходовом и производственном режиме при спецификационных условиях.6.8. На судах, оборудованных подруливающими устройствами, стабилизаторами и т. д., измерения должны выполняться при 40 %-й мощности подруливающего устройства в точках вокруг приводов таких механизмов, а также в смежных жилых и служебных помещениях.

4.3.3.Порядок выполнения измерений

Перед началом выполнения измерений производится калибровка шумомера акустическим калибратором. При проведении измерений микрофон следует располагать на расстоянии не менее 0,5 м от оператора на высоте 1,2—1,5 м от настила и на расстоянии 1 м от ограждающих поверхностей (борта, переборки, цистерны и т. п.), предметов насыщения (механизмы, агрегаты и другие устройства).

Минимальное время измерения уровней звукового давления L или уровней звука LA в каждой точке измерений должно составлять не менее 5—10 с на временной характеристике шумомера «медленно». Если диапазон флуктуации уровня звукового давления (уровня звука) превышает 5 дБ (5 дБА) это время должно быть увеличено до 30 с.

Оценка неопределенности измерений выполняется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9612—13.

В машинных отделениях шум измеряют на основных рабочих местах, в зонах обслуживания двигателей, механизмов и устройств энергетической установки судна.

В зонах обслуживания главных и вспомогательных двигателей точки измерений должны быть расположены с двух сторон двигателей в средней их части на расстоянии 1 м от излучающей поверхности двигателей на каждом ярусе, а также у воздухозаборного устройства двигателей. При наличии двух или более двигателей и расстоянии между ними меньше 2 м измерения производятся между двигателями.

В машинных отделениях площадью до 15 м2 измерения выполняются не менее чем в двух точках, расположенных в средней части между двигателем и бортами.

В изолированных постах управления, производственных и служебных помещениях измерения выполняют на рабочих местах и в центре этих помещений.

4.3.4.Приборы для измерения шума

Основными приборами для измерения шума являются шумомеры. В шумомере механические звуковые колебания, воспринимаемые микрофоном, преобразуются в электрические, которые усиливаются и затем, пройдя через корректирующие фильтры и выпрямитель, регистрируются стрелочным прибором. Диапазон измеряемых суммарных уровней шума обычно составляет 30—130дБ при частотных границах 20—16 000 Гц.

Для определения спектра шума и его уровней в октавных полосах шумомер подключают к фильтрам и анализаторам.

Для измерений используют отечественные шумомеры Ш-71, ПИ-14, ИШВ-1 в комплекте с октавными фильтрами. Широкое распространение в нашей стране получила акустическая аппаратура фирм RFT (Германия) и «Брюль и Къер» (Дания).

Шумоизмерительные средства состоят из шумомера (в соответствии с ГОСТ 17187-71) и октавных электрических фильтров, пропускающих определенную полосу частот электрических колебаний.

Действие шумомера основано на преобразовании микрофоном звуковых колебаний в электрические, которые после усиления и прохождения через октавные фильтры передаются измерительному прибору - стрелочному индикатору.

На практике применяются измерительные системы типа ИШВ-1 (со встроенными октавными фильтрами) завода «Виброприбор» (г. Таганрог) или ШВК-1 (с отдельными фильтрами типа ФЭ-2 того же завода) и типа 00017 (со встроенными фильтрами) фирмы RFT ГДР.

Для измерения только уровня звука без частотного анализа используют шумомеры типов «Шум-1, ШМ-1, Ш-63 или 00014 фирмы RFT (ГДР).

Заключение

В данной курсовой работе был выполнен тепловой расчет судового вспомогательного котла с паропроизводительностью Dк = 2484 кг/ч, насыщенного пара с давлением Р = 0,5 МПа и температурой питательной воды tпв= 400С.

В работе выполнены расчет теплового баланса и получен расход топлива B = 0,0533 кг/с (кг/с), расчет топки котла и получена температура дымовых газов на выходе из топки , расчет конвективной поверхности нагрева, где определено значение температуры на выходе из конвективного пучка нагрева равна tг´´= 3300 °С.

В работе также рассмотрена техническая эксплуатация и конструкция котла.

Список используемых источников

1. Хряпченков А.С. Судовые вспомогательные и утилизационные котлы. Л.: Судостроение, 1988 – 293 с.

2. Гаврилов С.В. Судовые котельные и паропроизводящие установки. Методические указания. Петропавловск-Камчатский, КамчатГТУ, 2005. – 106 с.

3. ГОСТ 32510-2013. Топлива судовые. Технические условия. 2013. – 20 с.

4. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. т. 1 – 3. СПб, 2019.

5. Денисенко Н.И., Костылев И.И. Судовые котельные установки // Учебник для ВУЗов. – СПб.: Элмор, 2005.

6. Енин В.И., Денисенко Н.И., Костылев И.И. Судовые котельные установки // Учебник для ВУЗов. – М.: Транспорт, 1993. - 216 с.

Время Знаний

Россия, 2015-2024 год

Всероссийское СМИ - "Время Знаний"
Выходные данные
Издатель: ИП Воробьев И.Е.
Учредитель и главный редактор: Воробьев И.Е.
Электронная почта редакции: konkurs@edu-time.ru
Возрастная категория 0+
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77 - 63093 от 18.09.2015 г.
выдано Роскомнадзор
Обновлено по состоянию на: 29.03.2024


Правообладатель товарных знаков
ВРЕМЯ ЗНАНИЙ (Св-во №779618)
EDUTIME (Св-во №778329):
Воробьев И.Е.

Лицензия на осуществление образовательной деятельности № Л035-01213-63/00622379 выдана Министерством образования и науки Самарской области