гидроусилителей, соединенных трубопроводов, подготовить машину к пуску.
2. Испарительная установка.
2.1 Оборудование и схема опреснительной установки.
В качестве прототипа принимается утилизационная испарительная установка
марки Д. Схема установки приведена на рис. 2.1. в верхней части
цилиндрического корпуса, изготовленного из нержавеющей стали, встроен
двухходовой конденсатор 6, горизонтально расположенные мельхиоровые трубки,
которые развальцованы в латунных трубных досках. Корпус средней части, в
котором размещены сепаратор жалюзийного типа 7 и отбойник 8, изготовлен из
медно-никелевого сплава МИЖ -1. В нижней, также цилиндрической, части
корпуса несколько меньшем диаметром, изготовленной из того же сплава,
находится греющая батарея 12, образованная вертикально расположенными в
латунных дисках трубками. Снаружи трубки омываются греющей водой,
подводимой и отводимой по трубопроводам 3. Внутри труб происходит кипение
морской воды. К ней приведен воздушно-рассольный эжектор 9, рабочей средой
в котором служит забортная вода, подаваемая автономным насосом 11, либо
поступающая из судовой системы. Забортная вода проходит по трубкам
конденсатора, отводится на питание испарителя по трубопроводу, на котором
расположен невозвратно-запорный клапан 17, ротаметр 1 и дроссельная
диафрагма. Вся остальная забортная вода используется в качестве рабочей
воды в воздушно-рассольном эжекторе. На трубопроводах, по которым к
эжектору поступает паровоздушная смесь и рассол испарителя, установлены
невозвратно- запорные клапаны, предотвращающие подсос забортной воды в
испаритель. Из эжектора забортная вода вместе с рассолом и воздухом
удаляется за борт по трубопроводу 10.
Водоопреснительная установка рассчитана на работу с коэффициентом
продувания, равным трем. Поэтому при движении питательной воды вверх по
трубам испарителя, только четвертая часть воды поступает вверх испарителя.
Дистиллят, образовавшийся после конденсации пара в конденсаторе, стекает в
сборник 13, в котором размещен поплавковый регулятор уровня. Кроме сливной
трубы сборник соединен с конденсатором уравнительной трубой. Дистиллят из
сборника удаляется насосом 14, на напорной магистрали которого установлен
электромагнитный клапан 16, дроссельный клапан и ротаметр. Из напорной
магистрали дистиллятного насоса часть дистиллята по обводному трубопроводу
протекает через соленомер 2. Из этой же магистрали предусмотрен подвод к
реле давления 15. В случае засоления дистиллят через электромагнитный
клапан и дроссельную заслонку автоматически сбрасывается в испаритель. Реле
давления предназначено для автоматического отключения питания
электродвигателя дистиллятного насоса при понижении давления в его напорной
магистрали. В обоих случаях включается световая и звуковая сигнализации.
Для контроля температурного режима установки, предусмотрены термометры для
измерения температуры греющей воды на входе и выходе из испарителя, а также
охлаждающей воды, удаленной из конденсатора. Для измерения разрежения
применяется вакуумметр, для измерения давления нагнетания дистиллятного
насоса – мановакуумметр, и для изменения давления забортной воды перед
эжектором – манометр. На корпусе испарителя имеются два смотровых стекла.
Схемой установки предусмотрена возможность её кратковременной работы при
использовании тепла греющего пара, подводимого к греющей батареи по
паропроводу 5. Конденсат греющего пара в этом случае отводится по
трубопроводу 4.
2.2 Определение рабочих параметров, конструкционных данных,
мощности механизмов водоопреснительной
установки.
Определение параметров вторичного пара
Таблица
2.1
|№ |Наименование, обозначение, |Расчетная формула способ |Числово|
|п/п|единицы измерения |определения |е |
| | | |значени|
| | | |е |
|1. |Температура греющей воды на |[pic]; [pic]- темп. гр. |60 |
| |выходе из греющей батареи |воды; [pic]; | |
| |[pic], (С | | |
|2. |Ср. температура греющей воды |[pic][pic] |65 |
| |[pic], (С | | |
|3. |Нагрев охлаждающей воды в |(4-10) |7 |
| |конденсаторе [pic], (С | | |
|4. |Средняя температура охлаждающей|[pic];[pic]-температура |31,5 |
| |воды в конденсаторе [pic], (С |забортной воды | |
|5. |Температурный напор в |[pic]; [pic]; |13,9 |
| |конденсаторе [pic] | | |
|6. |Температура вторичного пара |[pic] |45,4 |
| |[pic], (С | | |
|7. |Давление вторичного пара [pic],|из таблиц водяного пара |9,7 |
| |кПа | | |
|8. |Энтальпия вторичного пара |из таблиц водяного пара |2584,39|
| |[pic], кДж/кг | | |
|9. |Теплота парообразования [pic], |из таблиц водяного пара |2395,8 |
| |кДж/кг | | |
|10.|Удельный объем [pic], [pic] |из таблиц водяного пара |15,28 |
Тепловой расчет греющей батареи, корпуса
Таблица
2.2
|№ |Наименование, обозначение, |Расчетная формула |Числовое|
|п/п|единицы измерения |способ определения |значение|
|1 |2 |3 |4 |
|1. |Расход питательной воды G, |[pic]; [pic]- коэф. |2466,7 |
| |кг/ч |продувания | |
|2. |Количество продуваемого |[pic] |1850 |
| |рассола [pic]; кДж/ч | | |
|3. |Количество тепла для подогрева|[pic]; [pic], [4, табл. 5]; |1584593.|
| |и испарения воды Q, кДж/ч |[pic]; |9 |
|4. |Расход греющей воды, [pic], |[pic], [pic]- коэффициент |44524,2 |
| |кг/ч |сохранения тепла; | |
|5. |Расход греющей воды, [pic], |[pic]; [pic] |45,54 |
| |[pic]; | | |
|6. |Диаметр труб греющей батареи: |задан |0,016 |
| |наружный d, м | |0,014 |
| |внутренний dв, м | | |
|7. |Скорость греющей воды в |задана |0,8 |
| |межтрубном пространстве | | |
| |греющей батареи [pic], м/с | | |
|8. |Критерий Рейнольдса для потока|[pic]; [pic]; [4 табл. |30843,4 |
| |греющей воды |5] | |
|9. |Критерий Нуссельта для потока |[pic]; |142,4 |
| |греющей воды |[pic]- критерий Прандтля для| |
| | |греющей воды [4, табл. 5] | |
|10.|Коэффициент теплоотдачи от |[pic]; [pic] [4, табл.5] |5937,2 |
| |греющей воды к трубам греющей | | |
| |батареи [pic], Вт/([pic](С) | | |
|11.|Средняя температура стенки |[pic] |52,6 |
| |труб греющей батареи [pic]; (С| | |
|12.|Средняя разность температур |[pic] |12,4 |
| |стенки труб и рассола [pic], | | |
| |(С | | |
|13.|Коэффициент теплоотдачи от |[pic] |2327,5 |
| |стенки труб к рассолу [pic], | | |
| |Вт/([pic](С) | | |
|14.|Температурный напор в греющей |[pic] |23,36 |
| |батарее [pic], (С | | |
|15.|Коэффициент теплоотдачи в |[pic]; [pic]=300(1,16 для |1453,09 |
| |греющей батарее [pic], |мельхиора | |
| |Вт/([pic](С) | | |
Продолжение табл.
2.2
|1 |2 |3 |4 |
|16.|Тепловой поток Ф, Вт |Q/3,6 |440165,0|
|17.|Поверхность нагрева |[pic]; [pic]=0,75 коэф., |17,3 |
| |греющей батареи [pic], |учитывающий загрязнение | |
| |[pic] |гр.батареи накипью | |
|18.|Число труб греющей |[pic]; |605 |
| |батареи [pic] |[pic]- длина труб. Предварительно| |
| | |принимается, затем | |
| | |последовательным приближением | |
| | |необходимо получить [pic]; | |
|19.|Эквивалентный диаметр |[pic];; |0.858 |
| |трубного пучка греющей |[pic]=1.3d – шаг труб при | |
| |батареи D, м |ромбическом расположении на | |
| | |трубных досках; | |
| | |[pic]- число ходов греющей воды; | |
| | |[pic] - коэф. заполнения трубной | |
| | |доски | |
|20.|Диаметр корпуса Dв, м |[pic]; |1,31 |
| | |[pic]=5000(9000 ([pic]) - | |
| | |напряжение зеркала испарения [4, | |
| | |с. 133]. Принимается значение | |
| | |[pic], позволяющее получить Dв, | |
| | |необходимое для размещения | |
| | |конденсатора. | |
|21.|Высота корпуса H, м |[pic]; |1,71 |
| | |[pic]=4000(10000 ([pic]) – | |
| | |напряжение парового объема [1, | |
| | |стр. 133]; | |
| | |[pic], м – эквивалентный диаметр | |
| | |трубного пучка конденсатора ; | |
| |
Тепловой расчет конденсатора.
Таблица 2.3
|№ |Наименование, |Расчетная формула |Числовое|
|п/п|обозначение, |способ определения |значение|
| |единицы измерения | | |
|1 |2 |3 |4 |
|1. |Кол-во тепла, отводимое |[pic]; |147884,4|
| |от вторичного пара Qп, |[pic]=186,4 кДж/кг – определяемое| |
| |кДж/ч |из таблиц водяного пара | |
| | |теплосодержание дистиллята, | |
| | |соответствующее давлению на | |
| | |выходе из конденсатора [pic] | |
| | |[pic]- паровое сопротивление | |
| | |конденсатора | |
|2. |Кратность охлаждения m |[pic]; |82,05 |
| | |[pic], (С – температура забортной| |
| | |воды на выходе из конденсатора; | |
| | |[pic]= 4,175 кДж/(кг(С), | |
| | |[4,табл.4] | |
|3. |Расход охлаждающей воды |[pic] |50601,9 |
| |[pic], кг/ч | | |
|4. |Расход охлаждающей воды |[pic]; |49,61 |
| |[pic], [pic] |[pic]=1020 [pic]- [4, табл.4] | |
|5. |Температурный напор в |[pic]; |13,23 |
| |конденсаторе [pic], (С |[pic]= 44,5 (С – температура | |
| | |дистиллята, определяемая по | |
| | |значению [pic] из таблиц водяного| |
| | |пара. | |
|6. |Коэффициент теплопередачи|[pic]; |2887,7 |
| |в конденсаторе [pic], |[pic] м/с – скорость охлаждающей | |
| |Вт/([pic](С) |воды в трубах конденсатора | |
| | |согласно [4, стр. 39]. При выборе| |
| | |величины необходимо учитывать | |
| | |ранее принятое условие [pic]=2 | |
|7. |Поверхность охлаждения |[pic] |10,75 |
| |конденсатора [pic], [pic]| | |
|8. |Число трубок конденсатора|[pic]; |128 |
| |[pic] |[pic]- число ходов охлаждающей | |
| | |воды; | |
| | |[pic] м – внутренний диаметр труб| |
| | |конденсатора | |
Продолжение табл.
2.3
|1 |2 |3 |4 |
|9. |Эквивалентный диаметр |[pic]; |0,42 |
| |трубного пучка конденсатора|[pic], м – шаг труб; | |
| |Dк, м |d = 0,016м – наружный диаметр | |
| | |труб конденсатора; | |
| | |[pic] - коэффициент заполнения | |
| | |трубной доски; | |
|10.|Длина труб конденсатора |[pic]; |1,67 |
| |[pic], м | | |
| |
| |
| |
| |
|Расчет мощности насосов |
| |
|Таблица 2.4 |
|№ |Наименование, обозначение,|Расчетная формула |Числовое |
|п/п | |способ определения |значение |
| |единицы измерения | | |
|Насос забортной воды |
|1. |Давление нагнетания |0,4(0,5 |0,5 |
| |[pic],МПа | | |
|2. |Давление всасывания [pic],|0,02(0,03 |0,03 |
| |МПа | | |
|3. |Напор насоса H, м |[pic] |46,97 |
|4. |Подача насоса Q, [pic] |[pic]; |62,43 |
| |q, [pic] |Q/3600 |0,017 |
|5. |Мощность насоса Nн, кВт |[pic]; [pic] |9,59 |
|6. |Мощность электродвигателя |[pic]; [pic] |11.15 |
| |Nэ, кВт | | |
|Дистиллятный насос |
|7. |Давление нагнетания |100(150 |125 |
| |[pic],МПа | | |
|8. |Давление всасывания [pic],|[pic] |9,5 |
| |МПа | | |
|9. |Напор насоса H, м |[pic]; [pic] [pic] |13,88 |
|10. |Подача насоса Q, [pic] |[pic]; |0,749 |
| |q, [pic] |Q/3600 |0,00021 |
|11. |Мощность насоса Nн, кВт |[pic];[pic] |0,036 |
|12. |Мощность электродвигателя |[pic]; [pic] |0,041 |
| |Nэ, кВт | | |
2.3 Указания по эксплуатации испарительной установки
Испарительную установку, так как она работает на забортной воде,
разрешается вводить в действие только при нахождении судна в открытом море.
Запрещается работа установки при прохождении судном каналов, мелководья и
при стоянках в портах. Отступление от этого правила могут быть сделаны лишь
в случаях крайней необходимости с разрешения старшего механика. При
подготовке к действию и вводе в работу вакуумного испарителя необходимо:
1. Наполнить испаритель питательной водой до рабочего уровня, выпуская при
этом воздух через воздушный кран;
2. Обеспечить подачу охлажденной воды на конденсатор испарительной
установки;
3. Включить эжектор (вакуум-насос) и убедится в наличии надлежащего
вакуума;
4. Слегка приоткрыть клапан греющей воды (пара) и пустить рассольный насос,
одновременно обеспечить подачу питательной воды в конденсатор;
5. После появления дистиллята в указательном стекле конденсатора вторичного
пара, пустить дистиллятный насос;
6. Проверяя количество дистиллята, постепенно увеличить открытие клапанов
греющей для обеспечения необходимой производительности установки и
установить нормальное питание;
7. Проверить работу средств автоматизации испарительной установки.
Во время работы необходимо периодически проверять уровень воды в
испарителе и конденсаторе, значения вакуума в испарителе, работу насосов,
производительность испарителя, исправность системы защиты от засоления
дистиллята.
При снижении производительности испарительной установки более чем на 20%
от нормальной следует применять предусмотренные инструкцией меры для
очистки нагревательных элементов (в частности холодное вакуумирование).
Водный режим должен поддерживаться в соответствии с рекомендациями
инструкции завода-изготовителя или судовладельца. Необходимо не реже одного
раза в сутки проверять общее солесодержание (плотность) рассола, общую
жесткость и содержание хлоридов в дистилляте в судовой лаборатории,
сравнивая полученные показатели с показаниями солемера. Показатели качества
дистиллята используемого как добавочная вода для котлов, должна отвечать
рекомендациям.
При использовании химических реагентов, для снижения накипеобразования на
испарительных элементах, а также химических методов очистки испарителя
следует руководствоваться указаниями судовладельца и рекомендациями РД
31.28.53.-79 “Химические методы очистки судового оборудования”.
При выводе из действия испарительной установки следует осушить
конденсатор, удалить рассол, закрыть все клапаны, провести осмотр арматуры
и трубопроводов, выключить питание на приборы автоматики, аварийно-
предупредительную сигнализацию и защиты; в испарительных установках
использующих в качестве греющей воды пар, наполнить испаритель питательной
водой выше уровня греющих элементов.
Использование дистиллята, полученного в судовых испарителях, в качестве
питательной воды допускается только после её специальной дополнительной
обработки и обогащения минералами. Обслуживание установок для
дополнительной обработки воды должно производится в соответствии с
заводскими инструкциями.
Список используемой литературы:
1. Завиша В.В., Декин Б.Г. “Судовые вспомогательные механизмы и
системы”.М.Транспорт,1984
2. “Правила классификации и постройки морских судов” – Л., Транспорт, 1985
3. “Правила технической эксплуатации судовых технических средств” – М.,
Мортехинфорреклама, 1984
4. Ермилов В.Г. “Теплообменные аппараты и конденсаторные установки” – Л.,
Судостроение, 1975
5. “Методические указания по дипломному проектированию” – Л., ЛВИМУ, 1983
6. Справочник по судовым устройствам. Л., Судостроение, 1975
Страницы: 1, 2, 3
|