Эксплуатация судовых котельных и паропроизводящих установок

ЭКСПЛУАТАЦИЯ 

СУДОВЫХ КОТЕЛЬНЫХ 
И ПАРОПРОИЗВОДЯЩИХ 

УСТАНОВОК

В.В. КУЗНЕЦОВ
Е.В. ПОЛЬСКИЙ
С.Н. ПЕЧЕНКА

Москва 

ИНФРА-М 

2024

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

 

УДК 629.12(075.8)
ББК 39.42я73
 
К89

Кузнецов В.В.

К89 
 
Эксплуатация судовых котельных и паропроизводящих установок : 

учебное пособие / В.В. Кузнецов, Е.В. Польский, С.Н. Печенка. — 
Москва : ИНФРА-М, 2024. — 135 с. — (Военное образование). 

ISBN 978-5-16-017930-8 (print)
ISBN 978-5-16-110941-0 (online)

В учебном пособии излагаются материалы технического использования 

и технического обслуживания котельных и паропроизводящих установок, 
способы подготовки (обработки) питательной и котловой воды, обеспечения обслуживания безопасности эксплуатации котельных установок, аварии и повреждения котлов, порядок расследования аварий.

Соответствует требованиям федеральных государственных образова
тельных стандартов высшего образования последнего поколения.

Предназначено для студентов и курсантов, обучающихся по специаль
ности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок». Может 
служить необходимым материалом при подготовке и выполнении курсового и дипломного проектирования.

УДК 629.12(075.8)

ББК 39.42я73

Р е ц е н з е н т ы:

А.Л. Кирюхин, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры экс
плуатации судовых энергетических установок Черноморского высшего военноморского орденов Нахимова и Красной Звезды училища имени П.С. Нахимова;

И.И. Свириденко, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры энер
гоустановки морских судов и сооружений Севастопольского государственного 
университета

А в т о р ы:

В.В. Кузнецов, кандидат технических наук, доцент (гл. 1, 3, 4);
Е.В. Польский (гл. 5, 6);
С.Н. Печенка (гл. 2)

ISBN 978-5-16-017930-8 (print)
ISBN 978-5-16-110941-0 (online)

© Черноморское высшее  

военно-морское училище  
имени П.С. Нахимова, 2024

Список сокращений

АЗС — аварийная защита и сигнализация
АПС — аварийно-предупредительная сигнализация
ВПК — вспомогательный паровой котел
ВУ — вязкость условная
ГД — главный двигатель
ГТЗА — главный турбозубчатый агрегат
ЗИП — запасные части, инструменты и принадлежности
ИМО — Международная морская организация
КИП — контрольно-измерительные приборы
КУ — котельная установка
КУП — котел утилизационный паровой
МКО — машинно-котельное отделение
МО — машинное отделение
ОТК — отдел технического контроля
ПВ — питательная вода
ПК — паровой котел
ППО — планово-предупредительный осмотр
ППР — планово-предупредительный ремонт
ППУ — паропроизводящая установка.
ПТЭ — правила технической эксплуатации
Регистр — Российский морской регистр судоходства
СЖБ — сжатый жидкий бромэтил
СЭУ — судовая энергетическая установка
ТО — техническое обслуживание
УПК — утилизационный паровой котел

Введение

В судовой энергетической установке водяной пар исполь
зуется для различных потребителей, среди которых главные 
и вспомогательные турбины, системы подогрева топлива, вспомогательные механизмы, системы, обеспечивающие безопасность судна, общесудовые потребители. На танкерах пар используется для работы грузовых насосов, обогрева груза и мойки 
танков.

Паровой котел и системы, обеспечивающие его работу, при
нято называть судовой котельной установкой (КУ) или паропроизводящей установкой (ППУ).

В зависимости от вида первичного энергоносителя котельные 

установки разделяют на автономные (вспомогательные), утилизационные и комбинированные.

Автономные (вспомогательные или главные) котлы работают 

на топливе, сжигаемом в топке котла. Утилизационные котлы 
используют тепло выпускных газов двигателя внутреннего сгорания. Комбинированные котлы объединяют в себе элементы 
вспомогательного и утилизационного котлов (с разными газоходами).

Паропроизводящая установка также является частью ядерной 

энергетической установки. «Котлом» в данном случае выступает ядерный реактор, энергоносителем является рабочее тело, 
отбирающее тепло цепной реакции в ядерном реакторе. Пар 
генерируется в теплообменном аппарате — парогенераторе.

Дисциплина «Эксплуатация судовых котельных и паропро
изводящих установок» реализуется в рамках вариативной части 
основных дисциплин основной профессио  нальной образовательной программы по федеральному государственным образовательному стандарту ФГОС — специалитет по специальности 
26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок» 
и относится к профессио  нальному циклу.

В результате изучения материалов учебного пособия обуча
ющийся должен:

Введение

 
•  знать конструктивные схемы и принцип работы судовых 

котельных и паропроизводящих установок, основные узлы 
и детали судовых котельных и паропроизводящих установок, процессы преобразования энергии в судовых котельных и паропроизводящих установках, нерасчетные режимы судовых котельных и паропроизводящих установок, 
методы расчета элементов судовых котельных и паропроизводящих установок, принципиальные схемы систем, обслуживающих судовые котельные и паропроизводящие 
установки, процедуры безопасности при авариях, процедуры безопасности при переходе с дистанционного или автоматического на местное управление системами судовых 
котельных и паропроизводящих установок, эксплуатационные характеристики насосов и трубопроводов, включая 
системы управления судовыми котельными и паропроизводящими установками;

 
•  уметь выполнять основные действия по обслуживанию 

судовых котельных и паропроизводящих установок, выполнять основные действия по обслуживанию систем судовых 
котельных и паропроизводящих установок, соблюдать технику безопасности при работе в машинном отделении, осуществлять действия при авариях, осуществлять действия 
перехода с дистанционного/автоматического на местное 
управление судовыми котельными и паропроизводящими 
установками, осуществлять подготовку, эксплуатацию, обнаружение неисправностей и меры, необходимые для предотвращения причинения повреждений судовых котельных 
и паропроизводящих установок, осуществлять эксплуатацию систем судовых котельных и паропроизводящих 
установок;

 
•  владеть методами расчета элементов судовых котельных 

и паропроизводящих установок, навыками обслуживания 
судовых котельных и паропроизводящих установок, первичными знаниями по основам эксплуатации судовых котельных и паропроизводящих установок.

Глава 1. 

ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ 

СУДОВЫХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

1.1. СУДОВАЯ КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА КАК ОБЪЕКТ 

ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Судовая энергетическая установка (СЭУ) независимо от на
значения судна и типа применяемого главного двигателя должна 
непрерывно обеспечивать энергией всех судовых потребителей 
как в море, так и на стоянке в порту. С этой целью СЭУ вырабатывает энергию различных видов (механическую, электрическую, тепловую), которая хранится на судне в виде скрытой 
химической энергии органического топлива.

Тепловая энергия вырабатывается в основном в котельных 

установках, являющихся составными элементами СЭУ.

Теплопроизводительность (тепловая мощность) котельной 

установки полностью определяется суммарной тепловой мощностью потребителей теплоты, работающих в данный момент. 
Обычно носителем тепловой энергии является водяной пар 
(редко — органические теплоносители).

Состав потребителей пара, их конструктивные особенности 

и технико-экономические характеристики зависят от назначения и района плавания судна, типа и мощности ГД и других 
факторов. В общем случае все потребители пара могут быть 
разделены следующим образом.

1. Потребители (будем называть их машинными), обеспечи
вающие нормальное функционирование элементов СЭУ, следующие:

а) главный двигатель:
— паровые спутники топливной системы;
— паровые турбина и машина, ходовые турбогенераторы;

1.1. Судовая котельная установка как объект технической эксплуатации

— системы обогрева топливных и масляных запасных, от
стойных, переливных и расходных цистерн и др.;

б) котельная установка:
— системы обогрева запасных, отстойных и расходных топ 
ливных цистерн;

— подогреватели топлива и питательной воды, турбоприводы 

питательных насосов и других механизмов;

— паромеханические форсунки, сажеобдувочные устройства, 

системы очистки котлов;

в) другие вспомогательные устройства:
— турбогенераторы, испарительная установка;
— подогреватель сепаратора льяльных вод;
— локальная система пожаротушения в машинном отделении 

(МО).

2. Потребители общесудовые, обеспечивающие обитание эки
пажа и безопасность судна:

а) нормальные условия обитания экипажа и пассажиров, 

а также хозяйственно-бытовые нужды:

— подогреватели пресной и забортной воды (общего назна
чения);

— система отопления жилых и служебных помещений;
б) безопасность судна:
— системы обогрева балластных танков, кингстонных 

ящиков, патрубков забортной воды, якорей и т.п.;

— система паротушения служебных грузовых помещений;
в) перевозка грузов, другие технологические нужды:
— системы обогрева грузовых танков и мойки танков;
— турбоприводы грузовых насосов;
— подогреватели воздуха в системе вентиляции грузовых 

помещений;

— системы предотвращения загрязнения моря с судна.
На конкретных судах используют только те потребители, 

применение которых обусловлено назначением судна, типом 
и мощностью главного двигателя (ГД) и некоторыми специфическими требованиями.

Глава 1. Правила технической эксплуатации судовых паровых котлов

В остальном классификация не требует дополнительных 

комментариев.

Для выбора теплопроизводительности котельной установки, 

кроме состава и характеристик потребителей пара, необходимо 
иметь информацию о режимах их использования — периодичности и продолжительности циклов непрерывной работы потребителя с той или иной тепловой мощностью (нагрузкой). 
Режимы использования потребителей имеют вероятностный 
характер, что в принципе исключает возможность заранее устанавливать их нагрузку, периодичность и продолжительность 
работы. Здесь возможны только некоторые общие соображения, 
базирующиеся на анализе опыта эксплуатации транспортных 
морских судов.

Режимы работы машинных потребителей пара зависят 

от того, где находится судно — в море (на ходу) или на стоянке. 
Очевидно, что на ходу судна используются все машинные потребители пара, а их нагрузка определяется в основном режимом 
работы ГД и временем года (зимой она максимальная). Отличительной особенностью режимов использования потребителей 
пара, обслуживающих КУ, является то, что они работают непрерывно как на ходу, так и на стоянке. Это обусловлено тем, что 
работа общесудовых потребителей пара зависит от других факторов (района плавания, вида перевозимого груза, времени года, 
специфических требований).

Таким образом, вероятностный характер режимов использо
вания потребителей пара не позволяет дать однозначные рекомендации по выбору паропроизводительности КУ и параметров 
пара. При проектировании обычно считают, что все потребители 
работают одновременно с номинальной тепловой мощностью. 
В большинстве случаев это приводит к завышению паропроизводительности и, следовательно, стоимости КУ. Очевидно, нужны 
другие подходы к выбору характеристик установки, которые 
учитывали бы вероятностный характер работы потребителей 
пара.

1.1. Судовая котельная установка как объект технической эксплуатации

Выбор параметров пара (давления и температуры) базиру
ется на одном из главных требований — обеспечении высокой 
экономичности комплекса «котельная установка — потребители 
пара». При этом в основе лежит принцип термодинамической целесообразности, сущность которого состоит в том, чтобы в создаваемых устройствах максимально эффективно использовалась 
располагаемая тепловая энергия рабочего тела (пара). С этой 
точки зрения для потребителей, в которых рабочее тело (пар) 
в процессе выполнения работы не изменяет своего агрегатного 
состояния (в турбинах, машинах и т.п.), целесообразно повышать 
начальные давление и температуру пара (с учетом технической 
целесообразности и безопасности): для вспомогательных турбоприводов (насосов, генераторов и т.п.) до рпе = 3…3,5 МПа  
и tпe = 300…350°C, а для ГТЗА паротурбинных судов — до рпе = 
= 8…10 МПа и tпe = 510…520°C.

Для большей части судовых потребителей, в которых пар 

в процессе теплообмена изменяет свое агрегатное состояние 
(конденсируется), с учетом указанного принципа целесообразно 
понижать начальные давление и температуру пара до определенных минимальных значений. Объясняется это тем, что при 
снижении давления возрастает теплота парообразования, передающаяся нагреваемой среде при конденсации пара. Например, 
если при конденсации насыщенного пара давлением 1 МПа 
выделяется 2018 кДж/кг теплоты, то при давлении 0,5 МПа 
это значение составит 2110 кДж/кг (т.е. почти на 5% больше). 
Однако понижение давления пара ограничивается гидравлическим сопротивлением паропроводов и самих потребителей 
пара. В настоящее время эти гидравлические сопротивления 
составляют 0,1…0,3 МПа, поэтому для рассматриваемых потребителей используют насыщенный пар давлением 0,5…0,7 МПа. 
На теплоходах, где, кроме обычных потребителей насыщенного 
пара, установлены турбоприводные механизмы, используется 
пар двух уровней давления — перегретый давлением до 1,5 МПа 
(реже до 3 МПа) и насыщенный давлением 0,5 МПа (для понижения давления используют редукционные устройства).

Глава 1. Правила технической эксплуатации судовых паровых котлов

1.2. ПАРОВЫЕ КОТЛЫ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Котел паровой вспомогательный — котел, установленный 

на судне с главной дизельной (дизель-электрической) силовой 
установкой, служащий для обеспечения паром технологических 
и (или) хозяйственно-бытовых нужд.

Котел утилизационный паровой (КУП) — котел, в котором 

для получения пара используется тепло выхлопных газов главного дизеля (главных дизель-генераторов).

Котельный агрегат — вспомогательный паровой или водо 
грейный котел, размещенный вместе со вспомогательными механизмами (за исключением некоторых) и автоматическими 
регуляторами на одной фундаментной раме.

Рабочее давление котла — избыточное давление в котле, уста
новленное заводом-строителем, при котором гарантируется его 
безопасная эксплуатация при соблюдении правил обслуживания 
и ремонта.

Пробное давление котла — давление, которому подвергается 

котел и его элементы (экономайзер, пароперегреватель, главный 
паропровод) при гидравлическом испытании на прочность 
и плотность. Его значение выше рабочего определяется по правилам Российского морского регистра судоходства (Регистр) 
и зависит от вида испытания: испытание собственно котла без 
арматуры и испытание с установленной арматурой и паропроводом.

Система автоматического регулирования котла — система 

(электромеханическая, электрогидравлическая или пневмомеханическая), обеспечивающая работу котла на различных 
эксплуатационных режимах и защиту по параметрам: горению, 
давлению пара, уровню воды.

Система автоматического управления котла — система, обес
печивающая не только автоматическое регулирование, но также 
осуществляющая пуски и остановки котла по заданной программе.