Chương 2 nồi hơi tàu thủy

Chơng II Nồi hơI tàu thuỷ 2-1 Định nghĩa phân loại nồi tàu thuỷ I.Định nghĩa nồi - Hệ thống nồi Định nghĩa nồi Nồi tàu thuỷ thiết bị sử dụng lợng chất đốt (hoá dầu đốt, than, củi) biến nớc thành nớc có áp suất nhiệt độ cao, nhằm cung cấp nớc cho thiết bị động lực nớc chính, cho máy phụ, thiết bị phụ nhu cầu sinh hoạt thuyền viên tàu Bộ nhiệt Nồi hơ i Bơ m Tu a bin Bu ngng Hình 2-1:.Sơ đồ nguyên lý hệ động lực nớc - Trên sơ đồ nguyên lý hệ thống động lực nớc bao gồm thiết bị sau Nồi h¬i thiết bị sinh , h¬i khỏi nồi hơi bÃo hào ẩm vào phận nhiệt để sấy khô thành qua nhiệt Sau nhiệt vào tuabin để giảm nở sinh công Quá trình gión nở đoạn nhiệt làm cho áp suất giảm xuống, khỏi tua bin vào bầu ngng đợc làm lạnh ngng thành nớc Nớc đợc bơm đa trở lại nồi bu ngng đợc làm mát nớc biển Để cấp nớc vào nồi bơm cần tạo ¸p lùc ®Ĩ thắng lùc ®Èy ¸p lùc cđa nớc nồi lực cản đờng ống cÊp níc 32 HƯ thèng nåi h¬i * HƯ thèng nåi h¬i bao gåm: - Nåi h¬i ( nhiều cái): Là phận tạo nớc - Thiết bị cung cấp nhiên liệu: Gồm két chứa nhiên liệu, bầu hầm, van, ống dẫn, súng phun nhiên liệu - Thiết bị cấp nớc cung cấp nớc đà lọc hâm nóng vào bầu nồi hơi: Gồm két chứa, két lọc nớc, bơm cấp nớc có áp suất đẩy lớn áp suất bầu nồi - Thiết bị cp gió: Gồm quạt gió quạt hút khói nhằm cung cấp đầy đủ liên tục không khí phục vụ cho trình cháy nhiên liệu khắc phục sức cản để hút hết khói lò - Thiết bị đo lờng kiểm tra: Gm ống thuỷ, áp kế, nhiệt kế, van xả cặn, van xả khí - Thiết bị tự động điều khiển tự động điều chỉnh trình làm việc nồi hơi: Gm điều chỉnh mức nớc nồi hơi, lợng nhiên liệu, lợng gió vào tuỳ theo tải trọng nồi hơi, điều chỉnh nhiệt độ nhiệt ,ỏp sut hi trình làm việc khác - Các thiết bị tự động bảo vệ: Nh van an toàn, inh chỡ * Bản thân nồi lại có phận - Buồng đốt: Là không gian dùng để đốt cháy nhiên liệu tạo khí cháy ( khí lò) có nhiệt độ 900 1350oC phân bố nhiệt lợng đảm bảo cho khí lò quét nồi - Hộp lửa: Là không gian dùng để đốt cháy nhiên liệu cha kịp cháy buồng đốt phân phối khí lò - Bầu hơi, bầu nớc, bầu góp - Các cụm ống nớc sôi, cụm vách ống ống lửa: Là bề mặt trao đổi nồi - Hộp khói ống khói 33 - Bộ sấy hơi: Làm nhiệm vụ nhiệt cho bóo hũa ( đặt cho cụm ống nớc sôi, cụm nớc sôi thứ 2, buồng đốt) - Bộ giảm sấy: Làm nhiện vụ hạ bớt nhiệt nhiệt cho nớc bầu nồi để hi trở thành giảm nhiệt phục vụ sinh hoạt phụ máy - Bộ hâm nớc tiết kiệm: Tận dụng phần nhiệt lợng cao khúi lò trớc khỏi nồi để hâm nớc lên nhiệt độ định trớc cấp vào nồi ( Tăng nhiệt độ nớc cấp lên 80c hiệu suất nồi tăng 1% ) - Bộ sởi không khí tiết kiệm: Tận dụng nhiệt lợng khí lò để sởi nóng không khí cấp vào buồng đốt, tạo điều kiện cho trình cháy đợc tốt hơn, tăng khả cháy hoàn toàn, tăng hiu sut ca nồi hơi.Ngoài có khung dàn, bệ, vỏ nồi hơi, đảm bảo cho nồi làm việc bền II.Phân loại nồi tàu thủy Phân loi theo công dụng a) Nồi chính: Là nồi cung cấp nớc cho thiết bị đẩy tàu máy nớc tua bin lai chân vịt dùng cho máy phụ, thit bị phụ nhu cầu sinh hoạt b) Nåi h¬i phơ: H¬i cđa nã sinh dïng cho máy phụ, thiết bị phụ nhu cầu sinh hoạt c)Nồi tận dụng(nồi kinh tế, nồi khí xả ) : Là nồi tận dụng nhiệt cao khí xả dộng diezel chớnh để sản xuất Hơi dùng cho việc hâm nóng dầu đốt, dầu nhờn phục vụ sinh hoạt Phân loi theo cách quét khí lò chuyển động nớc theo bề mặt đốt nóng a) Nồi ống nớc: Là nồi hỗn hợp nớc ống, lửa khói lò quét ống 34 b) Nồi ống lửa: Là nồi lửa khí lò quét ống hỗn hợp nớc bao ống c) Nồi liên hợp: Là nồi ống lửa mà bố trí thêm số ống nớc Phân loi theo tuần hoàn nớc nồi a) Nồi tuần hoàn tự nhiên: Sự tuần hoàn nớc nồi tạo nên chênh lệch mật độ v chênh lệch nhiệt độ gây nên b) Nồi tuần hoàn cỡng bức: Sự tuần hoàn hỗn hợp nớc nồi nhờ tác dụng ngoại lực bên ( bơm tuần hoàn) Phân loại theo áp suất nồi a) Nồi nơi thấp áp: p suất công tác PN 2,2MPa b) Nồi trung áp: PN = 2,2 4,0MPa c) Nồi cao áp: PN = 4,0 6,4 Mpa d) Nồi áp suất cao: PN > 6,4MPa Phân loại theo cách bố trí ống tạo thành bề mặt đốt nóng a) Nồi nằm b) Nồi đứng Ngoài tuỳ theo kết cấu đặc tính khác phân loại nồi theo dấu hiệu khác 2-2.Các thông số nồi tầu thủy 1.p suất Bao gồm áp suất nồi hơi, áp suất sấy, áp suất giảm sấy, áp suất nớc cấp Đơn vị (Kg/cm2, MPa, atm) - p suất nồi (pN) áp suất nớc bóo hoà chứa bầu nồi ( Dựa vào PN tra bảng tìm đợc nhiệt độ bÃo hoà Ts) 35 Phs ,Ths Pn Pnc Pgs , Tgs Hình 2-2:Sơ đồ thông số áp suất nhiệt độ NH - p suất sấy: ( Phs) áp suất khỏi sÊy h¬i cã P hs < PN tõ  4atm - p suất giảm sấy : (P gs) áp suất sau giản sấy có Pgs P = 0,04 PN KÕt cấu loại đơn giản nhng trình đóng mở không dứt khoát, hay bị run giật làm hại mặt tỳ nấm van Van an toàn kiểu đẩy thẳng có vành điều chỉnh 1.Cần đẩy 2.Tay giật 3.Lò xo 4.Ty van 5Vành điều chỉnh 6.Đế van 7.Nấm van 8.ống trợt Hình2-11:Van an toàn kiểu đẩy thẳngcó vành điều chỉnh Do sử dụng vành điều chỉnh, thay ®ỉi ®iĨm tú cđa nÊm van vµ thùc tÕ lµm tăng diện tích nớc tác dụng nên nấm van vy lực tác dụng nớc lên nấm van tăng v điều chỉnh sức căng lò xo lớn (R'>R) Điều kiện mở van R'< ( F + F ) (PN + P ) F: Diện tích nấm van đợc tác dụng lên không sử dụng vành điều chỉnh F: Diện tích nấm van đợc nớc tác dụng lên đợc tăng lên sử dụng vành điều chỉnh Van an toàn có vành điều chỉnh làm việc rứt khoát ( không bị run giật) hoạt động tin cậy Van an ton kiểu đẩy thẳng đợc sử dụng rộng rÃi i vi nồi có PN < 20 atm Những nồi có PN>20 atm van toàn kiểu đẩy thẳng có số nhợc điểm - Lò xo van lớn, khó chế tạo - Do thờng xuyên bị nộn , lò xo van dễ tính đàn hồi 51 - Dễ bị rò nớc, rò Do vy NH có PN>20atm không dùng van an toàn kiểu đẩy thẳng Van an toàn kiểu xung (hay kiểu có van phơ) a.Kết cấu 1.Nấm van 2.Piston van 3.Lị xo van 4.Lị xo van phụ 5.Pistin van ph 6.ng dn hi 7.Bu hi Hình2-11:Van an toàn kiểu xung b Nguyên lý lµm việc Khi áp suất NH tăng lên giá trị qui định thỡ hi s đẩy Piston van phụ lên đa nớc từ NH vào bên phải piston Bên phải piston bên trái nấm van có nớc tác dụng, nớc có áp suất b»ng nhau, nhng diƯn tÝch cđa piston lớn diƯn tÝch cđa nÊm van 1, lµm cho lực tác dụng lên piston thắng lực tác dụng lên nấm van đẩy piston chớnh bên trái, xả bớt nớc làm áp suất nớc giảm, đảm bảo an toàn cho NH Khi hệ piston chớnh dch chuyn bên trái, lò xo van bị kộo ỏp sut NH giảm piston van phụ li i xung đóng đờng dẫn vào bên phải piston khử lc tác dụng hi bên phải piston Hệ 1-2 trở vị trí cũ nhờ sức căng lò xo3 Nấm van bình thờng đợc đóng li nhờ ỏp sut - Ưu điểm: Làm việc áp suất cao mà cần lò xo nhỏ Van đợc đóng ỏp sut nên nhỏ gọn, bền Lò xo van thờng xuyên trạng thái không làm việc nên bền Việc đóng mở dứt khoát, không bị run giật - Nhợc điểm: Cấu tạo phức tạp; sử dụng cho NH có thông số cao 52 II Định chì 1.Lõi hợp kim thiếc 2.Thân đinh chì đồng thau 3.Đỉnh hộp lửa Hình2-12:Đinh chì Là nút hợp kim dễ nóng chảy (trên 99,3% l thiếc nguyên chất, 0,5% đồng 0,1% chì, nhiệt độ nóng chảy 200- 2600c) Trên đỉnh hộp lửa nồi ống nớc có nút ny.Trờng hợp cn nớc nồi đỉnh hộp lửa bị cạn nhô lên khỏi mặt nớc có nguy bị cháy hỏng Lúc định chì nóng chảy, nớc phun cho biết nớc đà cạn.Giỳp cho ngi khai thỏc bit c tình trạng cạn nước nguy hiểm cđa NH III èng thuỷ Là thiết bị dùng để theo dõi mực nớc nồi Mỗi nồi phải có ống thủy đặt sát cạnh bầu để thấy rõ mực nớc ni 1.ng thuỷ thông thờng (ống thuỷ sáng) a.Kt cu 1.Mặt bích 2.Van 3.ống thuỷ 4.Đai ốc 5.Doăng đệm 6.Van nớc Hình2-13:ống thuỷ thêng 53 b.Nguyên lý làm việc Ống thủy làm việc theo nguyên tắc bình thông nhau, có cột áp hai bên bình Phơng trình cân cột ¸p: PN + h1γN.= PN + h2 γN => h1 = h2 Nh vËy mùc níc ë èng thủ tinh mực nớc nồi Thực tế mÊt m¸t nhiƯt bên ống thủy γN (èng thuỷ) > N (nồi hơi) => h2 cột cáp bên B đẩy hệ cân nhánh B làm HA giảm HB tăng lên Khi mực nớc nồi giảm có HB giảm Nh HB tăng giảm theo mực nớc nồi quan s¸t mùc níc nåi qua mùc chÊt láng nh¸nh B theo tỷ lệ xích IV Thiết bị điện cách báo mực nớc 55 1.Cảm biến mức nớc cao Cảm biến mức nớc thấp Hình2-14:Sơ đồ thiết bị cảnh báo mức nớcNH Khi mực nớc nồi cao, phao (phn t cm ng) lên úng công tắc điện mạch mực nớc cao làm cho đèn báo mực nớc cao sáng lên còi báo động kêu Ngc li mực nớc nồi thấp, qu¶ phao (phần tử cảm ứng) sÏ hạ xuống úng công tắc điện mạch mực nớc thp làm cho đèn báo mực nớc thp sáng lên còi báo động kêu Muốn dừng còi kêu tắt đèn ấn nút dừng báo động phải khắc phục để mực nớc lại bình thờng đốn trắng sáng còi không kêu V Rôbinê dũ mực nớc Nồi ống lửa rôbinê dò mực nớc lắp nắp sau thân nồi để biết qua tình hình mực nớc cạn hay cao nh ống thuỷ bị hỏng Rôbinê chỗ mức nớc bình thờng Rôbinê dới chỗ mực nớc thấp cho phép mở rôbinê dới không thấy nớc biết nớc nồi cạn Khi mở rôbinê có nớc báo mực nớc cao 2-8 Nớc nồi Để đảm bảo cho nồi làm việc an toàn, tin cậy kéo dài tuổi thọ mang lại hiệu kinh tế cao yêu cầu nớc cấp NH phải đảm bảo chất lợng đảm bảo tiêu chuẩn quy định I Các tiêu chuẩn nớc nồi Chất lợng nớc nồi đợc đánh giá qua tiêu nồi 56 Độ vẩn đục:L hạt lơ lửng gây vẩn đục nớc nồi 2.Lợng cặn khô: Là lợng chất hữu vô tan đếndng phân tử dạng keo (mg/lit) Lợng muối chung: Là tổng số muối khoáng hoà tan nớc (mg đơng lợng/lít) Lợng dầu: Xác định lợng dầu có lít nớc nồi (mg/lít) Lợng khí: Xác định lợng khí O2 CO2 có lít nớc nồi Độ Clorua: Biểu thị lỵng mi Clorua nớc trị sè mg ion Cltrong lít nớc Độ cứng: Tổng số ion Ca++ ion Mg++ Của muối can xi magiê hoà tan nớc (mg đơng lợng/lít) Có loại độ cứng - Độ cứng tạm thời: Biểu thị lợng mối bicacbonat canxi magiê Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 Các muối đun sôi nớc tạo thnh cáu bùn lắng xuống đáy bầu nồi - Độ cúng vĩnh cửu: Biểu thị muối khác canxi magiª cã níc nh CaSO4, MgSO4 , CaCl2, CaSi03 ) Các muối đun sôi tạo thành cáu cứng bám vào bề mặt trao nhiệt nồi Tổng số độ cứng tạm thời độ cøng vÜnh cưu b»ng ®é cøng chung ChØ sè PH: Biểu thị đặc tính nớc thông qua s« PH ta biÕt níc cã tÝnh axit, níc trung tÝnh hay níc cã tÝnh kiỊm.Trung tÝnh: PH = TÝnh axÝt: PH7.NÕu níc cã tính axít nguy hiểm cho nồi nhiệt độ nớc tăng, nớc bị ion hoá mạnh thªm, gây ăn mịn chi tiết nồi hơi.Thơng thường nc ni hi cú PH = 8ữ11 Độ kiỊm:Khi pha thc chèng c¸u (Na CO3, NaOH, Na3 PO4 ) vào nớc nồi s ngn c cỏu úng lờn bề mặt hấp nhiệt , đồng thời tránh đợc phản ứng gây nên axit nồi Song độ kiềm cao làm cho thiết bị giũn nứt kiềm tính, làm hỏng kim loại màu vy cần khống chế độ kiềm nớc nồi phạm vi quy định 57 * Độ kiềm chung không biểu tị tổng số lợng ion OH -, CO3-2, HCO3-, PO4-3 mét sè lÝt níc * Độ kiềm phốt phát Kp dùng để đo dung lợng Na3PO4 thõa níc nåi cã tÝnh dùa theo sè lợng anhydric phốtpho P2O5 lít nớc * Độ kiềm nitơrat Kn dùng để đo lợng NaNO3 ( Nitratnatri) nớc nồi NaNO3 đợc pha vào nớc nồi để chống dòn kiềm Bảng tiêu chuẩn chọn nớc nồi Tiêu chuẩn đơn vị đo NHON NHOL Độ cứng mg đl/ lít < 0,5 < 0,02 Hàm lợng dầu mg / lít