«Судовые вспомогательные механизмы, системы и их эксплуатация» (стр. 18 )

  Рекуперативные аппараты имеют много разновидностей, поэтому для удобства рассмотрения необходимо их условно классифициро­вать по конструктивным, теплотехническим и технологическим при­знакам:

1.по назначению: охладители, подогреватели и испарители;

2.по роду рабочих сред: пар — жидкость, жидкость—жидкость, газ—жидкость и газ—газ;

3.по числу ходов: одноходовые и многоходовые;

4.по направлению потока рабочих сред: прямоточные, противоточные, смешанного и перекрестного тока;

5.по конфигурации поверхности теплообмена: кожухотрубчатые, пластинчатые, змеевиковые и специальные;

6.по жесткости конструкции: жесткие, полужесткие и нежесткие с U-образными трубками, с плавающей головкой и др.

7.по материалу: металлические, неметаллические и комбинированные.        

  Широко применяют кожухотрубчатые теплообменные аппараты. Необходимые характеристики аппарата обеспечиваются соответствую­щими скоростями движения рабочих сред в трубной и межтрубной полостях. Повышение скорости при неизменном количестве рабочей среды достигается уменьшением площади поперечного сечения для прохо­да рабочей среды. Если рабочая среда движется в трубках, устраива­ются специальные перегородки в крышках аппарата так, что образу­ется ходы: рабочая среда проходит из крышки через один пучок тру­бок, делая первый ход; затем поворачивается в полости крышки, входит з другой пучок — второй ход и, продолжая свое движение, совер­шает несколько ходов по трубкам аппарата.

.  Рис.48.Теплообменные аппараты.

  Обычно пучки содержат одинаковое количество трубок, и скорость в таком случае одинакова по всем трубкам. Перегородки в крышках делают радиальными, по хордам и комбинированными.

  Каждый из этих способов имеет свои положительные стороны и. не­достатки. Особенно жесткие требования по плотности соединений и температурным деформациям трубок и корпуса предъявляют к паро­вым подогревателям воды, масла и топлива. В этих случаях исполь­зуют схемы аппаратов с двумя неподвижными трубными досками, но с установкой соответствующих компенсаторов. Установка компенса­торов на корпусе аппарата возможна только при небольших давле­ниях сред; при высоких давлениях она вызывает конструктивные за­труднения.

Схема аппарата с U-образными трубками показана на рис, 38, б.
Характерной особенностью компоновки поверхности теплообмена является самокомпенсация относительных удлинений от воздействии высоких температур. Использование U-образных трубок ограничено из-за сложности очистки поверхности в петлях. Для подобных трубок
должны применять чистую рабочую среду. Однако в некоторых конструкциях теплообмеиных аппаратов применяют рабочие среды, содержащие различные соли и механические примеси. Так, например, используют U-образные трубки для паровых подогревателей топлива, масла и забортной воды; при этом рабочие среды протекают внутри трубок, а в межтрубочном пространстве — греющий пар.

U-образные трубки увеличивают и массу аппарата, так как они занимают больше места, чем прямые рядом в одной крышке.

   

  Рис. 50.Конденсатор.

  Рис.51. Холодильник пластинчатого типа.

Конденсаторы.

  Как отмечалось, большинство конденсаторов выполняются кожухотрубными и охлаждаются водой. Типичный современный конденсатор показан на рис. 39.  Здесь видно, что холодильный агент проходит снаружи трубок, а охлаждающая вода движется внутри них. В конденсаторе, охлаждаемом заборт­ной водой, предусматривается двухходовое движение воды. Обслу­живание водяной части конденсатора осуществляется в соответ­ствии с рекомендациями. У конденсаторов, имеющих длину 3 м и более, предусматривают двойной выход жидкого агента, с тем чтобы обеспечить беспере­бойное поступление жидкости в систему во время качки судна.

Испарители.

  Испарители делятся на два вида:

испарители не­посредственного охлаждения, в которых холодильный агент ох­лаждает непосредственно воздух, и кожухотрубный, в котором вода охлаждает  агент охлаждает хладоноситель.

Вопросы для самопроверки :

1.Как влияет нарушение вальцовки на работу конденсатора?

2.С каким усилием нужно затягивать прижимные гайки пластинчатого холодильника?

3.Опишите процесс чистки трубчатого холодильника.

Опреснительные установки. Принцип действия.  Правила технической эксплуатации.

  В процессе опреснения морская вода сначала превращается в пар, а затем конденсируется, в результате чего получается пресная вода. Парообразование

может происходить при кипении воды при обычном давлении либо при пониженном давлении, когда кипение воды происходит при температуре, меньшей 100 °С. При испарении происходит снижение количества растворенных в воде веществ с 32 000 мг/л до 1—2 мг/л. Аппарат для опреснения называется опреснителем, а иногда дистиллятором. Нагрев воды в испарителях этого типа осу­ществляется от подогревающих витков трубопровода при понижен­ном давлении в корпусе испарителя по сравнению с атмосферным. При этих условиях температура кипения воды будет 60°С. Вода к испарителю забирается в месте отлива циркуляционной забортной воды за борт и сначала пропускается через конденсатор, а за­тем часть ее отбирается для испарительной камеры (рис. 52). В витки подогревающего блока подается вода из рубашек охлаж­дения двигателя или пар и, так как давление в камере испарителя понижено, вода закипает.

  Образующийся пар поднимается вверх, проходит через водяной сепаратор, в котором очищается от части­чек влаги. Проходя через витки конденсирующего блока, пар кон­денсируется в пресную воду, которая откачивается насосом опрес­нителя.

Подача забортной воды регулируется регулятором автома­тически. 

Испаряется около половины поступающей воды. Водослив­ное отверстие всегда находится ниже уровня воды в испарителе, и через него постоянно удаляются оставшийся рассол и пена. Для удаления воздуха и пены предусмотрен специальный эжектор.

 

  1- трубопровод отвода пены; 2- трубопровод подвода забортной воды; 3-воронка слива пены;

  4- трубопровод отвода дистиллята в бак; 5- трубопровод подвода циркуляционной воды; 6 - пучок трубок конденсатора; 7- трубопровод отвода циркуляционной воды; 8- трубопровод отсоса воздуха; 9-демистер; 10- трубопровод подвода воды от зарубашечного пространства ГД.

Процесс мгновенного парообразования.

  Если нагретую жид­кость при определенном давлении направить в камеру с более низ­ким давлением, то происходит мгновенное вскипание жидкости, ко­торая превращается >в пар без процесса кипения. Путем подбора значения температуры жидкости и давления воды, а также давле­ния в испарительной камере можно получить определенную ско­рость парообразования. Можно также сконструировать испаритель с несколькими ступенями, в котором вода будет подаваться в ка­меры со все более низким давлением.

Вопросы для самопроверки:

1.при какой температуре происходит испарение воды в опреснителе?

2.как влияет вакуум на температуру испарения:

3.какие способы существуют для повышения производительности опреснительной установки?

  Условия получения дистиллята необходимого качества

  В составе солей океанской воды преобладают хлориды до 90%, поэтому солёность получаемого дистиллята характеризуют содержанием хлор – ионов.  Единица измерения солёности воды градус Бранда ОБ – соответствует 6 мг/л CL ( хлор – ионов).

  Солёность дистиллята  зависит от влажности вторичного пара. При спокойном испарении вторичный пар оказывается более сухим т. к. уменьшается капельный унос с зеркала испарения.

Качество получаемого дистиллята зависит от солёности рассола в испарителе, которая поддерживается принятым продуванием и определённым значением коэффициента продувания. Продувание может быть непрерывным и периодическим. 

Коэффициент продувания – это отношения количества продуваемого рассола к объему испарившейся воды за тоже время. 

  E=Gпр/G=Vпр/V

Где:  Gпр – количество продуваемого рассола(кг)

  Vпр – оббьем продуваемого рассола (м3)

  G – весовая производительность испарителя кг/ч

  V – объемная производительность м3/ч

  Коэффициент периодической продувки: Еп=So/Sp-So

  So – солёность питательной (морской) воды = 3500о Б

  Sp – солёность рассола. Хорошее качество дистиллята обеспечивается при постоянной солёности рассола в испарителе до 6000о Б.

Солёность рассола приближенно может быть определено: Sp=137(Vp – 1000)o Б

Где: Vp – плотность рассола кг/м3 установлен по ареометру.

При непрерывном продувании количество продуваемого рассола в 2 раза больше, чем при периодическом, а следовательно и потери тепла в 2 раза больше.  Сравнивая оба способа продувания отметим, что достоинством периодического продувания, кроме меньшей потери тепла, является удобство эксплуатации, а недостатками – повышение солёности воды к концу периода между продувками, что увеличивает выделение накипи, а также прекращение подачи дистиллята во время продувки испарителя.

  Непрерывное продувание этих недостатков не имеет, однако отличается сложностью регулирования и большими потерями тепла. При непрерывном продувании уменьшается образование накипи, улучшается циркуляция, что повышает производительность и качество дистиллята.