Một hệ thống liên hợp nồi hơi phụ-bộ tận dụng nhiệt khí xả bao gồm một nồi hơi phụ và một bộ tận dụng nhiệt khí xả. Khác với nồi hơi liên hợp, ở hệ thống này nồi hơi phụ được bố trí độc lập so với bộ tận dụng nhiệt khí xả. Điều này cho phép dễ dàng bố trí nồi hơi phụ ở vị trí
thuận lợi trong buồng máy. Nồi hơi phụ sử dụng trong hệ thống liên hợp có thể là dạng ống lửa hoặc ống nước.
1. Nồi hơi phụ ; 2. Ống nước; 3. Bơm tuần hoàn; 4. Đường nước cấp; 5. Đường hơi đi sử dụng; 6. Bầu phân ly hơi; 7. Bộ tận dụng nhiệt khí xả;
8. Ống góp vào; 9. Ống góp ra; 10. Khí xả từ động cơ Diesel vào; 11. Cụm ống sinh hơi của bộ tận dụng nhiệt khí xả; 12. Cánh tản nhiệt.
Hình 4.11. Hệ thống liên hợp nồi hơi phụ-bộ tận dụng nhiệt khí xả.
Các bộ tận dụng nhiệt khí xả thường có dạng cụm ống nước (Hình 4.11), được bố trí ngay trên đường ống xả của động cơ Diesel chính mà không có bướm hướng khí xả. Để tăng cường trao đổi nhiệt, các cụm ống của bộ tận dụng nhiệt khí xả có thể được bố trí cánh tản nhiệt. Với kết cấu như vậy hệ thống liên hợp nồi hơi khá gọn nhẹ, dễ bố trí trong buồng máy. Tuy nhiên, cần chú ý cấp nước tuần hoàn cho bộ tận dụng nhiệt, ngay cả khi máy chính hoạt động ở chế độ điều động, để tránh cháy hỏng cụm ống. Thông thường các bộ tận dụng nhiệt được chế tạo để có thể thay thế từng cụm ống hoặc thay toàn bộ khi các ống bị cháy hỏng. Một số bộ tận dụng nhiệt còn bố trí bộ sấy hơi để sản xuất hơi sấy dùng cho các tua bin phụ lai các máy phụ. Những hệ thống như vậy thường được bố trí để khoang hơi của nồi hơi phụ cũng đồng thời là bầu tách hơi của bộ tận dụng nhiệt khí xả.
Những hệ thống liên hợp sản xuất hơi bão hoà thường được ứng dụng trên các tàu sử dụng động cơ Diesel chính lai chân vịt. Hơi bão hoà sinh ra chỉ để phục vụ mục đích hâm sấy nhiên liệu nặng, hâm nước, sưởi ấm và các mục đích sinh hoạt khác.
Hình 4.11 cũng mô tả nguyên lý chung của một hệ thống liên hợp nồi
hơi phụ-bộ tận dụng nhiệt khí xả sản xuất hơi bão hoà. Hệ thống bao gồm nồi hơi phụ và bộ tận dụng nhiệt khí xả, lắp đặt trên đường khí xả của động cơ Diesel chính. Hệ thống thường được trang bị bơm tuần hoàn (hai bơm) để cung cấp nước cho các cụm ống của bộ tận dụng nhiệt khí xả.
Nồi hơi phụ: Nồi hơi phụ được đưa vào hoạt động khi động cơ Diesel chính không hoạt động. Khi ấy không cần chạy bơm tuần hoàn cấp nước cho bộ tận dụng nhiệt khí xả. Hơi nước sinh ra từ nồi hơi phụ được đem đi sử dụng phục vụ các mục đích trên tàu. Nồi hơi phụ sử dụng trong hệ thống có thể là nồi hơi ống nước hoặc nồi hơi ống lửa. Bộ tận dụng nhiệt khí xả: Khi động cơ Diesel chính làm việc, khí xả quét qua cụm ống của bộ tận dụng nhiệt khí xả, trao nhiệt cho nước trong ống rồi thoát ra ống khói. Nước trong cụm ống được cấp qua ống góp nước nhờ bơm tuần hoàn hút nước từ khoang nước nồi hơi phụ. Nước trong cụm ống nhận nhiệt của khí lò ngoài ống, sôi, bốc hơi. Hỗn hợp nước, hơi qua ống góp ra trở về trống hơi. Tại đây hơi được tách ra và được đưa đi sử dụng. Phần nước chảy xuống trống nước và lại được bơm tuần hoàn cấp tới bộ tận dụng nhiệt khí xả. Như vậy ở chế độ làm việc với bộ tận dụng nhiệt khí xả, nồi hơi phụ đóng vai trò như một bầu phân ly nước-hơi.
Hệ thống này có ưu điểm là bộ tận dụng nhiệt khí xả rất nhỏ gọn, dễ bố trí trên đường ống xả của động cơ Diesel. Tuy nhiên bộ tận dụng nhiệt khí xả có mật độ cụm ống khá dày đặc nên tăng sức cản trên đường xả của động cơ Diesel. Để tránh sức cản lớn và tăng cường độ trao đổi
nhiệt cần tuyệt đối tuân thủ chế độ thổi muội cho bộ tận dụng nhiệt khí xả.
Chương 5. Các thiết bị, hệ thống phục vụ nồi hơi
Các thiết bị, hệ thống phục vụ nồi hơi đóng vai trò trung tâm trong việc đảm bảo sự hoạt động an toàn của nồi hơi. Chúng không những cung cấp các công chất phục vụ cho sự hoạt động của nồi hơi như nhiên liệu, nước mà còn điều khiển, giám sát, và bảo vệ nồi hơi, đảm bảo cho hệ thống nồi hơi hoạt động an toàn, tin cậy, tính kinh tế cao. Các thiết bị, hệ thống phục vụ nồi hơi có thể được chia ra: nhóm thiết bị buồng đốt; nhóm thiết bị chỉ báo mức nước, cấp nước; và các thiết bị phụ khác. Các hệ thống thiết bị phụ của các nồi hơi được điều khiển nhờ một bộ điều khiển trung tâm (Burner controller). Bộ điều khiển trung tâm này ở các nồi hơi hiện đại được thiết kế dạng một bộ vi xử lý đã được lập trình sẵn (Programmable Logic Controller – PLC). Bộ xử lý này có nhiệm vụ điều khiển các hoạt động của nồi hơi như: tự động điều chỉnh việc cấp nhiên liệu, không khí, tự động điều khiển quá trình cháy theo tải của nồi hơi (theo áp suất hơi); tự động điều chỉnh việc hâm nhiên liệu; tự động điều chỉnh mức nước nồi hơi; tự động giám sát các thông số của nồi hơi để đưa ra các tín hiệu báo động, bảo vệ nồi hơi. Dưới đây sẽ trình bày chi tiết các hệ thống thiết bị này.