Судовые котельные и паропроизводящие установки

Составлено на основе последних достижений науки и котлостроительной техники, содержит ряд важных результатов по научным разработкам и патентам автора. Приведены уточненные результаты по оптимизации технико-экономических характеристик котельных установок на основе минимизации затрат на получение тепловой энергии для современного уровня цен на топливо, воду, котлостроительные материалы, электроэнергию, с учетом расходов на вахтенное обслуживание. Представлены тепловые схемы судовых котельных установок, конструктивные схемы используемых котлов и вспомогательного оборудования котельной установки. Предложена классификация котельных установок. Выполнен анализ показателей надежности котлов и котельных установок на основе причин возникновения отказов по конструктивным признакам. Предложена модель расчета топочных устройств с механическими, паромеханическими, ротационными и прямоточно-вихревыми форсунками. Определены характеристики котлов при сжигании водотопливных эмульсий на основе товарного мазута. Даны рекомендации по модернизации котельных установок с целью снижения эксплуатационных затрат и повышения надежности.
Материалы пособия предназначены для использования курсантами и студентами морских специальностей, а также эксплуатационным персоналом котельных установок и работниками технических служб судоходных компаний.

Содержание
Раздел 1. Состав СКПУ, классификационные признаки и характеристики
Тема 1.1. Краткая историческая справка о развитии судовых котельных установок. Источники и потребители теплоты на судне
1.1.1. Краткая историческая справка о развитии судовых котельных установок
1.1.2. Источники и потребители теплоты судна
1.1.3. Преобразование потенциальной энергии топлива в тепловую энергию и механическую работу
Тема 1.2. Состав СКПУ, тепловая схема, её элементы и их назначение, основные понятия, принцип действия. Рабочие вещества и классификация СКПУ
1.2.1. Состав СКПУ, тепловая схема СЭУ, ее элементы, их назначение, основные понятия, принцип действия
1.2.2. Рабочие вещества СКПУ
1.2.3. Классификация СКПУ
Тема 1.3. Тепловая схема парового котла, его элементы, их назначение, основные понятия, принцип действия. Классификация котлов
1.3.1. Тепловая схема парового котла, его элементы, их назначение, основные понятия, принцип действия
1.3.2. Классификация котлов
Раздел 2. Топливо, воздух и продукты горения топлива
Тема 2.1. Виды и характеристики топлива. Особенности его использования
Тема 2.2. Стехиометрические уравнения реакции горения. Расход окислителя и воздуха. Коэффициент избытка воздуха
Тема 2.3. Продукты горения топлива в воздухе, их состав и количество. Энтальпия продуктов сгорания, способы определения
Раздел 3. Тепловой баланс котла и котельной паропроизводящей установки
Тема 3.1. Составляющие потерь теплоты при работе котлов с различной нагрузкой и при стоянке под паром (в горячем резерве)
Тема 3.2. Полезно используемая теплота пара, КПД котла и котельной установки
Раздел 4. Конструктивные схемы котлов
Тема 4.1.Конструктивные схемы главных котлов, пароперегревателей, экономайзеров и воздухоподогревателей
4.1.1. Конструктивные схемы главных котлов
4.1.2. Конструктивные схемы пароперегревателей, экономайзеров, воздухоподогревателей
Тема 4.2. Конструктивные схемы вспомогательных паровых котлов, новые технические решения
4.2.1. Газотрубные паровые котлы
4.2.2. Водотрубные паровые котлы
4.2.3. Газоводотрубные паровые котлы
4.2.4. Водогазотрубные паровые котлы
Тема 4.3. Конструктивные схемы термомасляных, водогрейных и утилизационных котлов, особенности компоновки в составе энергетической установки
4.3.1. Конструктивные схемы термомасляных котлов
4.3.2. Водогрейные котлы
4.3.3. Утилизационные котлы
4.3.4. Сепараторы пароводяной смеси
Раздел 5. Показатели надежности котлов и СКПУ
Тема 5.1. Классификация и оценка показателей качества по эксплуатационной надежности
Тема 5.2. Показатели качества судовых котлов
Тема 5.3. Показатели качества систем, обслуживающих котел
Тема 5.4. Оценка показателей качества по эксплуатационной надежности котлов и котельных установок
Раздел 6. Организация теплообмена в топке котла
Тема 6.1. Организация факельного способа сжигания жидкого топлива. Аэродинамика прямоточных и вращающихся турбулентных потоков
Тема 6.2. Способы распиливания топлива. Форсунки, горелки, топочные устройства
Тема 6.3. Модель течения пленки жидкости перед сливным отверстием центробежных и ротационных форсунок
Тема 6.4. Определение характеристик факела и диаметра капель при распыливании топлива форсунками
Тема 6.5. Горение капель жидкого топлива
Тема 6.6. Процессы сгорания топлива и формирования факела в объеме топочного пространства
Тема 6.7. Процессы факельного смесеобразования топлива и воздуха в топке. Способы воспламенения и стабилизации горения в объеме топочного пространства
Тема 6.8.0собенности теплообмена излучением твердых, жидких и газообразных сред
6.8.1. Расчет теплообмена излучением в топке
6.8.2. Размеры топочного пространства и тепловое напряжение топки. Степень экранирования топки
Раздел 7. Организация теплопередачи в конвективных поверхностях нагрева
Тема 7.1. Особенности теплообмена в испарительных пучках труб
Тема 7.2. Определение температурного напора теплообмениваюшихся сред
Тема 7.3. Особенности теплообмена в пароперегревателях, экономайзерах и воздухоподогревателях. Ограничительные, условия использования прямоточных и противоточных схем движения теплообменнвающихся сред
Раздел 8. Движение пароводяной смеси и воды при циркуляции сред
Тема 8.1. Качественные показатели и характеристики естественной циркуляции
Тема 8.2. Показатели и характеристики принудительной циркуляции
Раздел 9. Аэродинамика газовоздушного тракта
Тема 9.1. Аэродинамические сопротивления воздуховодов и газоходов
Тема 9.2. Определение самотяги котла
Тема 9.3. Определение мощности и характеристик тягодутьевых средств
Раздел 10. Оптимизация характеристик котельной установки
Тема 10.1. Оптимизируемые параметры и оптимизация технико-экономических характеристик. Ограничительные условия оптимизации
Тема 10.2. Программные продукты для определения технико-экономических характеристик при оптимизации проектируемых, поверке или модернизации эксплуатируемых котельных установок
10.2.1. Оценка эффективности эксплуатации котельных установок по программному продукту «Поверка»
10.2.2. Оценка эффективности котельных установок по программному продукту «Проект»
10.2.3. Оценка модернизационных мероприятий по эксплуатируемой котельной установке
Тема 10.3. Зависимость оптимальных характеристик установки от наиболее вероятной средней нагрузки и годовой наработки котла
Тема 10.4. Сравнительные характеристики традиционного котла КЛВ 2,5/7 и его оптимизированных аналогов при использовании товарного топлива и водотопливной эмульсии на транспортном судне
Тема 10.5. Сопоставление котельных установок с различными типами котлов на номинальной и долевых нагрузках
Раздел 11. Процессы и технические средства водоподготовки
Тема 11.1. Характеристика примесей воды. Равновесные Концентрации растворимых веществ
11.1.1. Примеси воды и равновесные концентрации растворимых веществ
11.1.2. Химические процессы в воде при ее нагреве. Накипеобразование и коррозия на поверхности теплообмена
Тема 11.2. Водный режим паровых котлов. Требования к качеству питательной и котловой воды
Тема 11.3. Внутриколлекторные устройства котлов и осушение влажного пара
Раздел 12. Материалы, используемые в котельных установках, и обеспечение прочности
Тема 12.1. Материалы для котельных установок и требования к материалам
12.1.1. Условия работы материалов
12.1.2. Стали, используемые для котлов
12.1.3. Обмуровочные материалы
12.1.4. Арматура котлов
Тема 12.2. Обеспечение прочности
Список использованной литературы