Практическая работа № 13. Изучение вспомогательной котельной установки

Цель работы: ознакомление с составом и устройством судовой котельной установки. Необходимо изучить основные элементы системы, приборы, индикаторы и панель управления.

Общие положения

Система вспомогательной котельной установки предназначена для производства пара, используемого в качестве греющей среды в технических и бытовых подогревателях судна.

Рис. 35 Вспомогательная котельная установка

В состав системы входят и моделируются в тренажере:

-система трубопроводов как гидро- и газодинамический объект;

-парогенератор, как термо- и гидрогазодинамический объект;

-цистерна конденсата;

-питательные электроприводные насосы №1 и №2;

-конденсатор;

-клапан регулирования расхода охлаждающей воды через конденсатор;

-клапаны-главный паровой и клапаны выдачи пара потребителям;

-клапан пополнения цистерны конденсата.

Парогенератором является огнетрубный комбинированный котел, работающий как на выпускных газах главного двигателя, так и на собственном топочном устройстве.

-переключатель режима управления топочным устройством имеет два положения: AUTO - автоматический режим управления;

               MANUAL- ручной режим управления

Рис. 39 Переключатель режима управления топочным устройством

-вращающаяся рукоятка задатчика SET POINT(рис. 37 ) для установки задания регулятора давления в режиме AUTO. Задание регулятора может быть изменено в диапазоне от 3 до 10 бар. Рабочее давление котла 8 бар( кг/см²)

Рис. 40 Вращающаяся рукоятка задатчика

Кнопки управления форсунками «BURNER 1» и «BURNER 2» и вентилятором «FAN». В режиме  AUTO система задаёт топочному устройству автоматический режим работы по давлению пара в котле.

Регулировка расхода выпускных газов через котёл

Блок регулирования расхода выпускных газов «EXHAUST  GAS» находится в левом нижнем углу панели управления. Для производства пара комбинированный котёл может использовать энергию выпускных газов Главного Двигателя (ГД). Расход выпускных газов через котёл регулируется заслонкой ( в нижней части котла на мнемосхеме).

По графическому и цифровому индикатору температуры  BEFORE  BOILER контролируется температура выпускных газов перед котлом.

Управление заслонкой в режиме MANUAL осуществляется с помощью задатчика FLOW. Положение «0» задатчика соответствует полностью закрытой заслонке, расход выпускных газов через котёл равен нулю. Положение «100» соответствует полностью открытой заслонке, при этом расход выпускных газов через котёл максимальный.

Текущее положение заслонки (рис. 38) отображается в нижней части котла на мнемосхеме стрелкой и цифровым индикатором.

Рис. 41 Текущее положение заслонки.

Управление клапанами котла и потребителей пара

Пар, производимый в котле, через главный паровой клапан направляется в главный паропровод, откуда через клапана распределительной коробки поступает к потребителям. Главный паровой клапан управляется кнопкой “MAIN STEAM VALVE”.

 Котел оборудован воздушным клапаном, используемым для удаления воздуха из барабана котла в атмосферу при подъеме пара. Управление этим клапаном выполняется кнопкой “DEAERAT VALVE”. Шлам из барабана котла удаляется через клапан продувания, управляемый кнопкой “DRUM BLOW”.

В правом нижнем углу панели находятся кнопки управления клапанами потребителей пара “CONSUMERS”, к которым относятся:

Рис. 42 Кнопки управления клапанами потребителей пара

“DECK” – подача пара на палубу;

“FO HEATING” – на подогрев топлива;

“SEPARATOR” – к сепаратору;

 “FO TANK” – к танку топлива;

 “CABINS” – к каютам;

 “TO CONDENSER” – к конденсатору.

 Для открытия нужного клапана нажмите соответствующую кнопку: кнопка подсветится зеленым светом. Если нажать на подсвеченную кнопку, клапан закроется.

Индикаторы открытых клапанов на мнемосхеме загораются зеленым светом.

Управление конденсатором

От потребителей возвращается пароводяная смесь, направляемая через редукционный клапан в конденсатор, откуда в цистерну конденсата.

Расход охлаждающей воды через конденсатор (рис. 39) регулируется клапаном. Клапан управляется задатчиком CONDENCER FLOW. Увеличение значения задатчика от 0 до 100 соответствует открытию клапана и увеличению расхода воды через конденсатор от нуля до максимального.

Рис. 43 Конденсатор

Текущее состояние клапана, связанного с задатчиком, отображается на цифровом индикаторе клапана на мнемосхеме (рис. 44).

Рис. 44 Цифровой индикатор клапана на мнемосхеме

При недостаточном расходе охлажденной воды из конденсатора в цистерну конденсата поступает пар, о чем сигнализирует индикатор “VAPOUR” (рис. 45).

Рис. 45 Индикатор

На мнемосхеме отображается уровень воды в цистерне конденсата. Причем, если он доходит до красных меток шкалы, то на панели индикаторов аварийной сигнализации срабатывает сигнал АПС низкого/высокого уровня воды в цистерне конденсата (рис. 46) – “Low/High Tank Level”.

Рис. 46 Сигнал АПС низкого/высокого уровня воды в цистерне конденсата

Кнопка “TANK MAKE UP” открывает клапан пополнение цистерны конденсата. Над кнопкой установлен цифровой и графический датчики температуры воды в цистерне конденсата( Рис. 47).

Рис. 47 Цифровой и графический датчики температуры воды в цистерне конденсата.

Управление насосами

Для подачи воды из цистерны конденсата в барабан котла служат два электроприводных питательных насоса (один резервный). Насосы управляются в ручном или автоматическом режимах.

В центральной части панели управления имеются кнопки пуска/останова насосов (рис. 44)  “PUMP 1” и “PUMP 2”, а также для каждого из них свой переключатель режима работы AUTO – MANUAL.

Рис. 48 Кнопки пуска/останова насосов

Кнопки “PUMP 1” и “PUMP 2” действуют только в ручном режиме управления насосами – MANUAL. В режиме AUTO система автоматики запускает насосы при уровне воды в котле менее 50% от максимального значения и останавливает при уровне воды 70% от максимального значения. Обычно в режиме AUTO используется только один из насосов, второй – резервный. Давление на стороне нагнетания питательного насоса контролируется по установленному слева индикатору (рис. 45)  – манометру DISCHARGE. Питательные насосы имеют верхний предел давления на нагнетании – 10 бар, выше которого они перестают подавать воду в котел.

Рис. 49 Индикатор – манометр

Автоматический режим поддержания давления пара

 Переключатель режима управления AUTO – MANUAL блока STEAM PRESSURE CONTROL одновременно отвечает за работу и топочного устройства котла, и заслонки регулирования расхода выпускных газов. Поэтому в режиме AUTO недоступно ручное управление, как заслонкой, так и топочным устройством.

 Автоматика при нормальных условиях (в отсутствие поломок механизмов или срабатывания защиты) работает следующим образом:

1. При низком давлении пара сначала открывается заслонка регулирования расхода выпускных газов. Если она открыта полностью, но этого недостаточно для создания нужного давления пара – включается вентилятор, а через 30 секунд – форсунка 1. Если и этого недостаточно, то через 30 секунд включается форсунка 2.

 2. При высоком давлении процесс идет в обратном направлении. Сначала отключается форсунка 2, через 30 секунд – форсунка 1, затем закрывается заслонка. Через 30 секунд после отключения форсунки 1 выключается вентилятор.

3. В случае работы в ручном режиме, при переходе в автоматический режим, порядок включения – выключения механизмов сохраняется. При засорении одной или двух форсунок также возможна работа в режиме AUTO.

Сигналы АПС:

  -Low Drum level – низкий уровень воды в барабане котла;

 - High Drum Level – высокий уровень воды в барабане котла;

 - Low/High Tank Level – высокий/низкий уровень воды в цистерне конденсата;

 -Low/High Steam Press. – высокое/низкое давление пара;

 -Steam Press. Safety valve – срабатывание предохранительного клапана;

 -Flame out – срыв факела пламени у форсунки топочного устройства;

 -Shut Down – останов котла системой защиты.

Система защиты

• При высоком давлении пара в котле (≥ 10 бар) открывается

предохранительный клапан (Safety Valve) и срабатывает соответствующий сигнал АПС. Если не приняты меры по уменьшению давления в котле, то, несмотря на открытый предохранительный клапан, возможен дальнейший рост давления пара. Если давление пара превысит 12 бар, то через несколько минут паровая система выйдет из строя, появится сообщение “Boiler failure”, и дальнейшая работа модели станет невозможной;

• При низком уровне воды в котле или срыве пламени (факела) у форсунки

срабатывает система защиты (Shut down), которая отключает форсунки;

• При поломке или отключении вентилятора при работающих форсунках

срабатывает система защиты Shut Down и переводит управление

поддержанием давления в режим MANUAL.

Разблокировать систему защиты после срабатывания можно

находящейся в этом же блоке управления кнопкой “SAFETY RESET”

(при включении кнопка подсвечивается).

Неисправности, возможные для введения, на тренажёре

-Steam Pressure Controller Breakdown – поломка контроллера управления

давлением пара;

-Burner1 Breakdown – поломка форсунки №1;

-Burner2 Breakdown – поломка форсунки №2;

- Fan Breakdown – поломка вентилятора топочного устройства;

-Pump1 Breakdown – поломка насоса №1;

-Pump2 Breakdown – поломка насоса №2;

-Boiler Level Controller Breakdown – поломка контроллера управления

уровнем воды в барабане котла;

-Flame Out – срыв факела пламени форсунки;

-Steam System Leakage – утечка пара из системы.

Вопросы и задачи, подлежащие исследованию

1. Назначение вспомогательного котла;

2. Состав системы;

3. Порядок и ввод работу котельной установки;

4. Подготовка топливной системы парового котла.

Содержание работы, выполняемой курсантами в ходе занятия

1. Изучить систему вспомогательной котельной установки (Steam Plant)

2. Написать основные элементы системы с их английским переводом:

3. Написать состав котельной установки и ее топливной системы.

4. Выполнить подготовку к пуску котла и пуск, после чего обеспечить паром необходимых потребителей.

Порядок выполнения:

Практическая работа выполняется в специальной тетради или на отдельном листе, где указывается № практической работы и ее название, дата выполнения, ФИО обучающегося и   № группы, цель работы, содержание.

После выполнения практической работы преподаватель должен ее проверить и поставить отметку о выполнении в журнал и отчет.

Контрольные вопросы

1. Назначение котельной установки.

2. Особенности комбинированного котла.

3. Назначение «теплого» ящика.

4. Особенности подготовки котловой воды.

5. Назначение предохранительного клапана.

6. Назначение конденсатора.