Обслуживание и ремонт судовых котлов

ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ 

СУДОВЫХ КОТЛОВ

Н.В. ШЕРСТНЕВ

Москва
ИНФРА-М

202УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом 

профессионального образования в качестве учебного пособия 

для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 

26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок» 

(квалификация «инженер-механик») (протокол № 6 от 16.06.2021)

УДК 621.181.27(075.8)
ББК 39.455.11я73
 
Ш50

Шерстнев Н.В.

Ш50  
Обслуживание и ремонт судовых котлов : учебное пособие / 

Н.В. Шерстнев. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 497 с. — (Высшее
образование: Специалитет). — DOI 10.12737/1225048.

ISBN 978-5-16-016740-4 (print)
ISBN 978-5-16-109321-4 (online)

В учебном пособии показаны особенности компоновки и конструкций 

судовых вспомогательных, утилизационных и комбинированных котлов, 
оказывающих влияние на условия их работы и методы технического обслуживания и ремонта. Приведены рекомендации по наружному осмотру 
котлов, контролю и обслуживанию в действии. С примерами из судовой 
практики рассмотрены основные способы очистки, дефектации и ремонта 
поверхностей нагрева и других частей различных типов котлов.

Предназначено для студентов высших учебных заведений, обуча
ющихся по специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок», и преподавателей вузов. Может быть полезно также судовым механикам.

УДК 621.181.27(075.8)

ББК 39.455.11я73

Р е ц е н з е н т ы:

Кирюхин А.Л., доктор технических наук, профессор кафедры экс
плуатации судовых энергетических установок Черноморского высшего военно-морского училища имени П.С. Нахимова;

Федоровский К.Ю., доктор технических наук, профессор, заведу
ющий кафедрой энергоустановок морских судов и сооружений Севастопольского государственного университета

ISBN 978-5-16-016740-4 (print)
ISBN 978-5-16-109321-4 (online)
© Шерстнев Н.В., 2021

Данная книга доступна в цветном исполнении 
в электронно-библиотечной системе Znanium

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 

Введение ….……….....……..…………..………………..….……. 
6 

1 
Особенности компоновки и конструкций судовых котлов  
8 

1.1 
Назначение и классификация котлов ………..……………...…… 
8 

1.2 
Особенности компоновки и конструкций вспомогательных водотрубных котлов ………………………………..........……..…… 

 
10 

1.3 
Особенности компоновки и конструкций вспомогательных газотрубных паровых котлов ……………………………..…...…… 

 
30 

1.4 
Особенности компоновки и конструкций вспомогательных 
композитных паровых котлов ……………………………....…… 

 
41 

1.5 
Особенности компоновки и конструкций утилизационных водотрубных котлов ………………………………..………….....…. 

 
45 

1.6 
Особенности компоновки и конструкций утилизационных газотрубных паровых котлов ………..………………………...…… 

 
50 

1.7 
Особенности компоновки и конструкций комбинированных 
паровых котлов ………………………...……………………...….. 

 
54 

1.8 
Особенности компоновки и конструкций вспомогательных 
и утилизационных термомасляных котлов …..…………………. 

 
62 

1.9 
Вопросы для самоконтроля …………............................................ 
67 

2 
Наружный осмотр, контроль и обслуживание котлов в действии ……………..………………................................................... 

 
71 

2.1 
Цель и содержание наружного осмотра и контроля работы 
вспомогательных котлов ................................................................. 

 
71 

2.2 
Особенности контроля внешнего вида вспомогательных котлов ..................................................................................................... 

 
78 

2.3 
Контроль работы паровых вспомогательных котлов ................... 
97 

2.4 
Контроль и поддержание уровня воды во вспомогательных 
котлах ……........................................................................................ 

 
108 

2.4.1 Особенности способов и устройств контроля и поддержания 
уровня воды в котлах ……….......................................................... 

 
108 

2.4.2 Особенности контроля уровня воды в котлах, причины его от
клонения и нарушения питания ………......................................... 

 
126 

2.4.3 Особенности обслуживания водоуказателей, дистанционных 
указателей и сигнализаторов уровня воды в котлах …...…......... 

 
130 

2.5 
Контроль и поддержание давления пара во вспомогательных 
котлах ….……................................................................................... 

 
144 

2.6 
Контроль и управление качеством горения топлива во вспомогательных котлах ............................................................................. 

 
147 

2.7 
Контроль загрязнения поверхности нагрева вспомогательных 
котлов ….…....................................................................................... 

 
150 

2.8 
 
 

Контроль герметичности поверхности нагрева вспомогательных котлов ….…............................................................................... 

 
157 

2.9 
Контроль и поддержание водного режима вспомогательных 
котлов ….……................................................................................ 

 
158 

2.10 
Особенности наружного осмотра и контроля работы утилизационных котлов ………….....…………………………………….. 

 
180 

2.11 
Вопросы для самоконтроля ….……............................................... 
188 

3 
Очистка поверхностей нагрева котлов ….….......………….. 
195 

3.1 
Критерии визуальной оценки загрязнения поверхностей нагрева котлов ........................................................................................... 

 
195 

3.2 
Способы очистки поверхностей нагрева котлов …....……....….. 
199 

3.3 
Сажеобдувка газовой стороны поверхностей нагрева котлов 
в действии ……………………………………………….……........ 

 
199 

3.4 
Химическая очистка газовой стороны поверхностей нагрева 
утилизационных котлов в действии …………….…….......…...... 

 
211 

3.5 
Мойка водой газовой стороны поверхностей нагрева котлов .... 
213 

3.6 
Механическая очистка газовой стороны поверхностей нагрева 
котлов …….……………………....………………........................... 

 
235 

3.7 
Химическая очистка водяной стороны поверхностей нагрева 
котлов ……......……………………....…………………………...... 

 
246 

3.8 
Механическая очистка водяной стороны поверхностей нагрева 
котлов ………....……………....………....………………………… 

 
253 

3.9 
Вопросы для самоконтроля …........…............................................ 
254 

4 
Дефектация и ремонт трубных систем котлов …......…….…. 
259 

4.1 
Особенности конструкций трубных систем котлов …........……. 259 

4.2 
Требования Российского морского регистра судоходства 
к техническому состоянию трубных систем котлов ……...……. 

 
260 

4.3 
Меры безопасности при внутреннем осмотре котлов …............. 
264 

4.4 
Дефектация трубных систем котлов ……..………........................ 265 

4.5 
Глушение дефектных труб и змеевиков …………..…......……… 314 

4.6 
Ремонт дефектных труб и мембранных стенок …...…….....…… 
323 

4.7 
Замена дефектных труб и змеевиков …………………….....…… 
330 

4.8 
Гидравлические испытания котлов …...……………….......…….. 338 

4.9 
Паровые испытания котлов …………….…………...…....…....… 
340 

4.10 
Вопросы для самоконтроля …………............................................ 
342 

5 
Дефектация и ремонт коллекторов, сепараторов пара, жаровых труб, огневых камер, топок, связей и трубных решеток котлов …….….…………………...…...……………….....….. 

 
 
348 

5.1 
Особенности конструкций коллекторов котлов и сепараторов 
пара .................................................................................................... 

 
348 

5.2 
Требования Российского морского регистра судоходства 
к техническому состоянию коллекторов, жаровых труб, огневых камер, связей и трубных решеток котлов …….......…….….. 

 
 
352 

5.3 
Дефектация и ремонт коллекторов, связей и трубных решеток 
котлов ………….…………………....……....................................... 

 
357 

5.4 
Дефектация и ремонт жаровых труб, огневых камер и топок .... 
367 

5.5 
Дефектация и ремонт корпусных деталей утилизационных 
котлов ………....………....……………………………………….... 

 
372 

5.6 
Дефектация и ремонт лазовых и лючковых затворов …....…...... 373 

5.7 
Дефектация и ремонт патрубков ………....……………………… 378 

5.8 
Вопросы для самоконтроля …………............................................ 
379 

6 
Дефектация и ремонт обмуровки, изоляции кожухов 
и коллекторов котлов ................................................................... 

 
382 

6.1 
Особенности конструкций обмуровки и изоляции котлов ...…... 382 

6.2 
Требования Российского морского регистра судоходства 
к техническому состоянию обмуровки, изоляции кожухов 
и коллекторов котлов ………………………………………......... 

 
 
385 

6.3 
Дефектация и ремонт обмуровки котлов ………...…………...… 
386 

6.4 
Вопросы для самоконтроля …………............................................ 
400 

7 
Техническое обслуживание и ремонт топочных устройств 
котлов ……....................................................................................... 

 
403 

7.1 
Особенности конструкций топочных устройств котлов …....…. 
403 

7.1.1 Принцип действия топочных устройств котлов ………............... 403 
7.1.2 Особенности конструкций топочных устройств с механическими форсунками ………............................................................... 

 
404 

7.1.3 Особенности конструкций топочных устройств с паромеханическими форсунками ………........................................................... 

 
421 

7.1.4 Особенности конструкций топочных устройств с ротационными форсунками ………..................................................................... 

 
426 

7.2 
Требования Российского морского регистра судоходства 
к техническому состоянию топочных устройств котлов …….… 

 
433 

7.3 
Особенности технического обслуживания и ремонта топочных 
устройств с механическими форсунками …………………....….. 

 
435 

7.4 
Особенности технического обслуживания и ремонта топочных 
устройств с паромеханическими форсунками …….…….....…… 

 
455 

7.5 
Особенности технического обслуживания и ремонта топочных 
устройств с ротационными форсунками ………………...…....… 

 
462 

7.6 
Вопросы для самоконтроля …………............................................ 
482 

Заключение ….………….……..…………..…….………...….….. 
488 

Библиографический список ........................................................ 
489 

Приложение (доступно в электронной версии книги) ........... 
496 

 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Международной конвенцией о подготовке и дипломировании моряков 
и несении вахты (Конвенция ПДНВ) [137] установлены стандарты компетентности к кандидатам на получение диплома вахтенного механика (т.е. выпускникам специальности "Эксплуатация судовых энергетических установок"). Они структурированы по четырем функциям, одной из которых является "Техническое обслуживание и ремонт". Для приобретения компетентности по данной функции Федеральным государственным образовательным 
стандартом высшего профессионального образования по указанной специальности предусмотрены соответствующие дисциплины, где изучаются методы и средства технического обслуживания и ремонта различных судовых 
механизмов и оборудования, в том числе котлов. 
Судовые вспомогательные, утилизационные или комбинированные 
котлы являются одной из основных частей судовых энергетических установок. Они отличаются значительным разнообразием конструкций и обладают 
достаточной сложностью. Поэтому требуют постоянного внимания обслуживающего персонала, обширных и глубоких знаний по методам контроля, 
поддержания и восстановления технического состояния их элементов в судовых условиях. 
Для приобретения этих знаний имеется многочисленная литература. 
Каждая из известных автору книг со своими достоинствами дополняет другие. Но для учебных целей использовать такое множество литературы неудобно, а по отдельности – недостаточно. Например, инструкции заводовизготовителей по эксплуатации и обслуживанию конкретных типов котлов 
[3, 44,72 и др. – см. библиографический список] предполагают, что обслуживающий персонал обладает необходимыми базовыми знаниями. Поэтому они 
обычно изложены кратко, зачастую без объяснений необходимости выполнения той или иной работы, недостаточно наглядно иллюстрированы и, в любом случае, ограничены особенностями конкретного типа котла. В известных 
учебниках по судовым котлам, ставших уже классическими [128, 129, 130, 
136, 139, 156 и др.], основное внимание уделяется их рабочим процессам, 
конструкции и технической эксплуатации и в меньшей степени – их техническому обслуживанию и ремонту. В других учебниках [117, 144 и др.] рассматриваются преимущественно методы дефектации и исправления дефектов 
судовых котлов в условиях судоремонтных предприятий, т.е. они ориентированы на подготовку береговых специалистов и не в полной мере учитывают 
особенности технического обслуживания и ремонта котлов силами обслуживающего персонала. Такое положение и побудило автора заняться разработкой данного учебного пособия и демонстрационного приложения к нему, которые являются составной частью лекционного курса для студентов специальности "Эксплуатация судовых энергетических установок" по функции 
"Техническое обслуживание и ремонт" Конвенции ПДНВ. Очевидно, что при 
этом частично, с необходимыми дополнениями и изменениями, были исполь

зованы отдельные иллюстрации и фрагменты текстов из упомянутых источников со ссылками на них. В значительной мере они дополнены рекомендациями и фотографиями из судовой практики, наглядно иллюстрирующими 
выполнение той или иной работы. За эти предоставленные материалы автор 
выражает глубокую признательность своим студентам и судовым механикам. 
Автор считает своим долгом выразить признательность профессору 
Кирюхину Александру Львовичу и профессору Федоровскому Константину 
Юрьевичу за ценные указания при рецензировании рукописи учебного пособия. 
 Демонстрационные приложения доступны в электронной версии книги.

1 ОСОБЕННОСТИ КОМПОНОВКИ И КОНСТРУКЦИЙ 
СУДОВЫХ КОТЛОВ 
 
1.1 Назначение и классификация котлов 
 
Конструкции судовых котлов подробно изучаются в специальных дисциплинах по соответствующим учебникам (см. Введение). Здесь же рассматриваются особенности их компоновки и конструкций, которые оказывают 
влияние на: требования к их техническому состоянию со стороны классификационных обществ и служб контроля судов государством порта; объем 
наружного осмотра и контроля; способы очистки поверхностей нагрева; объем и методы дефектации и технологию ремонта. 
Судовым котлом называют конструктивно объединенный в одно целое 
комплекс устройств для нагрева рабочей среды, которую затем используют 
для подогрева топлива и масла в цистернах и подогревателях, подогрева воды для мытьевых нужд, в технологических комплексах танкеров, рыбопромысловых судов и др. В совокупности с системами и вспомогательным оборудованием он образует котельную установку [123, 125]. Главные паровые 
котлы в данном учебном пособии не рассматриваются. 
Существует большое разнообразие компоновок судовых котлов и их 
конструкций. Для их систематизации и обозримого представления котлы 
классифицируют по различным признакам. Основные из них, оказывающие 
влияние на условия работы котлов и методы обслуживания и ремонта, показаны на рисунке 1.1. Как видно, котлы подразделяют: 
а) по типу нагреваемой рабочей среды: 
1) на паровые (рабочей средой является вода, из которой получают водяной пар); 
2) на термомасляные или с органическим теплоносителем (рабочей средой является термостойкое масло); 
б) по способу нагрева рабочей среды: 
1) на вспомогательные (для нагрева используют газы, получаемые от сжигания жидкого топлива с помощью топочного устройства); 
2) на утилизационные (для нагрева используют выпускные газы 
работающих двигателей); 
3) на комбинированные (включают вспомогательную и утилизационную секции, работающие параллельно или по отдельности); 
в) по характеру движения нагреваемой рабочей и греющей среды через 
поверхности нагрева: 
1) на водотрубные (вода проходит внутри труб, а газы – снаружи); 
2) на газотрубные или огнетрубные (газы проходят внутри труб, а 
вода – снаружи); 
 
 

3) на композитные (поверхность нагрева включает водотрубную 
и газотрубную части); 
г) по способу создания циркуляции нагреваемой рабочей среды: 
1) на котлы с естественной циркуляцией (циркуляция воды осуществляется за счет разности ее плотности в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных парообразующих трубах); 
 

Классификация 
судовых котлов: 

по типу 
нагреваемой рабочей 
среды: 

по способу 
нагрева 
рабочей 
среды: 

по характеру 
движения нагреваемой рабочей и 
греющей 
среды 
через 
поверхности 
нагрева: 

по способу создания 
циркуляции 
нагреваемой рабочей 
среды: 

по углу 
наклона 
труб, образующих поверхность 
нагрева: 

паровые 

термомасляные 

вспомогательные 

утилизационные 

комбинированные 

водотрубные 

газотрубные 

композитные 

с естественной 
циркуляцией 

с принудительной циркуляцией 

вертикальные 

горизонтальные 

Рисунок 1.1 – Схема классификации судовых котлов 

2) на котлы с принудительной циркуляцией (циркуляция воды 
или масла осуществляется насосом); 
д) по углу наклона труб, образующих поверхность нагрева: 
1) на вертикальные (с наклоном труб более 30º); 
2) на горизонтальные (с наклоном труб до 30º). 
В документации заводов-изготовителей зарубежных котлов встречаются отступления от приведенных классификационных признаков. При рассмотрении этих котлов в необходимых случаях по тексту учебного пособия 
приводятся пояснения. 
В последующих подразделах рассмотрены особенности компоновки и 
конструкции наиболее распространенных котлов (современных, а также давних лет постройки, но еще встречающихся на возрастных судах), сгруппированные по указанным признакам. 
 
1.2 Особенности компоновки и конструкций 
вспомогательных водотрубных котлов 
 
В водотрубном котле вода и пароводяная смесь перемещаются внутри труб (отсюда и его название), а горячие газы омывают их снаружи. 
Большое распространение на 
судах имеют вспомогательные водотрубные барабанные котлы с цилиндрическими паровым и водяным 
коллекторами, расположенными горизонтально. Компоновка и схема работы таких котлов показана на рисунке 1.2 [116]. 
Котел состоит из верхнего коллектора (барабана) 3, называемого 
паровым или пароводяным, нижнего 
коллектора (барабана) 12, называемого водяным, и соединяющих их парообразующих (подъемных) 7 и опускных (необогреваемых) труб 8. Водяной коллектор, трубы и примерно половина парового коллектора заполнены водой. 
С помощью топочного устройства 9 внутрь топки 10, окруженной 
стенками 11, подается топливо и воздух. При сгорании топлива в присутствии воздуха образуется горящий 

1 – газоход; 2 – выход пара; 3 – паровое 
пространство; 4 – подвод питательной воды; 5 – водяное пространство; 6 – паровой 
коллектор; 7 – парообразующие трубы; 8 –
опускные трубы; 9 – топочное устройство; 
10 – топка; 11 – стенки топки; 12 – во
дяной коллектор 

Рисунок 1.2 – Компоновка и схема работы 

вспомогательного водотрубного 

двухбарабанного котла