КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к судовым техническим средствам по предотвращению загрязнения нефтью, и предназначена для повышения эффективности утилизации нефтесодержащих вод.
Известна полезная модель устройства на судах для очистки нефтесодержащих вод, содержащего отстойные танки, фильтры грубой, тонкой очистки и систему контроля (см., например. Справочник судового механика по теплотехнике/ И.Ф. Кошелев, А.П. Пимошенко, Г.А. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: ил. стр.412-413). Нефтесодержащие воды из сборного танка выдаются в отстойные танки. В процессе отстоя происходит отделение нефтепродуктов от воды, они поднимаются вверх, а вода опускается в нижнюю часть танка, откуда подается на фильтры грубой и точной очистки и далее на систему контроля. При допустимой концентрации нефтепродуктов к очищенной воде она может сбрасываться за борт, а в противном случае происходит ее дальнейшая обработка.
Данная полезная модель обладает следующими недостатками.
Процесс очистки нефтесодержащих вод протекает достаточно медленно, и трудно добиться низкой концентрации нефтепродуктов в воде. Поэтому подобная система очистки нефтесодержащих вод применяется в основном для выделения из их состава основной массы нефтепродуктов, с целью их дальнейшего использования, а вода с остатками нефтепродуктов обычно сдается на берег или специальные суда. А это требует определенных материальных и временных затрат.
Известна полезная модель устройства для очистки нефтесодержащих вод в виде нефтеводяных сепараторов тина СК, СКМ, УСКГ, сепараторы типа ОВ и др. (см., например. Справочник судового механика по теплотехнике/ И.Ф. Кошелев, А.П. Пимошенко, Г.Л. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: стр.414-419). Подобные сепарационные установки дорогие, занимают значительное место в машинном отделении, требуют квалифицированного обслуживания и ремонта. Поэтому их установка не всегда целесообразна.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является полезная модель котельной установки, включающая котел с топливной форсункой и газоходом, а также топливная система котла, содержащая последовательно соединенные расходную цистерну, топливный насос, фильтр грубой очистки, подогреватель топлива, фильтр тонкой очистки, причем выход фильтра тонкой очистки соединен с входом топливной форсунки котла. Подобная котельная установка имеется на многих судах. Она обычно работает на топливе, подаваемой из расходной цистерны. Вместе с тем данная котельная установка может работать и в режиме утилизации нефтеостатков с содержанием воды до 30%. (см., например. Справочник судового механика по теплотехнике/ И.Ф. Кошелев, А.П. Пимошенко, Г.А. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: стр.429). Такие нефтеостатки получаются в результате отстоя и фильтрации нефтесодержащих вод. Для этого в топливную систему котельной установки вводят последовательно соединенные цистерну нефтеостатков и систему приготовления водотопливной эмульсии (ВТЭ). По мере накопления нефтеостатков топливный насос отключается от расходной цистерны и через систему приготовления ВТЭ подключается к цистерне нефтеостатков. В системе приготовления ВТЭ происходит обработка нефтеостатков, при этом вода переводится в мелкодисперсное состояние и равномерно распределяется в нефтепродукте. ВТЭ топливным насосом выдается в топку котла, где и происходит ее сгорание. В результате происходит утилизация нефтеостатков, т.е. нефтесодержащих вод с высоким процентным содержанием нефтепродуктов (от 70%).
Данной полезной модели присущи следующие основные недостатки.
Не обеспечивает утилизацию нефтесодержащих вод с низким процентным содержанием нефтепродуктов (ниже 70%). Поэтому их приходится сдавать на берег, или специальные суда, что влечет серьезные материальные и временные затраты. Возможна установка на судне оборудования для дальнейшей обработки нефтесодержащих вод, но это дорого.
Задачей полезной модели является повышение эффективности утилизации нефтесодержащих вод, путем их сжигания в топке котла.
Поставленная задача полезной модели достигается тем, что в известной котельной установке включающей котел с топливной форсункой и газоходом, а также топливную система котла, содержащую последовательно соединенные переключатель вида топлива, топливный насос, фильтр грубой очистки, подогреватель топлива, фильтр топкой очистки, причем выход фильтра тонкой очистки соединен с входом топливной форсунки, а также последовательно соединенные цистерну нефтеостатков и систему приготовления водотопливной эмульсии, расходную цистерну, при этом один вход переключателя вида топлива подключен к расходной цистерне, а другой к выходу системы приготовления водотопливной эмульсии, дополнительно введены в котел форсунка нефтесодержащих вод, а в топливную систему котла система нефтесодержащих вод, включающая последовательно соединенные цистерну нефтесодержащих вод, фильтр грубой очистки, насос, фильтр тонкой очистки, причем выход фильтра тонкой очистки подключен к входу форсунки нефтесодержащих вод.
Существо полезной модели заключается в следующем. В установившемся режиме работы в гонку котла одновременно с топливом, выдаваемым на топливную форсунку, на форсунку нефтесодержащих вод выдается содержимое цистерны нефтесодержащих вод в определенной пропорции к топливу. Расход нефтесодержащих вод, выдаваемых на форсунку нефтесодержащих вод, регулируется путем изменения производительности насоса системы нефтесодержащих вод, из условия обеспечения нормального процесса горения в топке котла. Этот расход будет зависеть от содержания нефтепродуктов в нефтесодержащих водах и при их малом содержании (порядка единиц %) обычно не превышает 10…15% от расхода топлива (см., например, Енин В.И Денисенко И.И, Костылев И.И. Судовые котельные установки: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, 1993. 216 с. п.3.3). Нефтесодержащие воды, поступая на форсунку нефтесодержащих вод, распиливаются в топке котла и испаряются. При этом нефтепродукты в составе нефтесодержащих вод сгорают, а вода из их состава, превращается в пар и вместе с продуктами сгорания уходит в газоход и далее в трубу. При этом нефтесодержащие воды могут быть практически с любым содержанием нефтепродуктов.
Таким образом, у заявляемой полезной модели появляется новое свойство, заключающееся в подаче нефтесодержащих вод в топку котла в определенной пропорции к топливу и их сжигание в топке котла, не совпадающее со свойствами, проявляемыми отличительными признаками в известных решениях и не равные сумме этих свойств, обеспечивающее достижение нового положительного эффекта повышение эффективности утилизации нефтесодержащих вод.
Кроме этой основной задачи, обеспечение практически полной утилизации нефтесодержащих вод с любым содержанием нефтепродуктов, предлагаемая полезная модель обладает следующими положительными дополнительными свойствами:
снижаются затраты на сдачу нефтесодержащих вод материальные и временные;
за счет выделения тепла при сгорании нефтяных остатков в нефтесодержащих водах и за счет улучшения процесса горения при небольших добавках воды несколько снижается расход топлива котлом и снижаются вредные выбросы в атмосферу;
вследствие снижения температуры отработанных газов на выходе котла и снижения вредных выбросов улучшаются экологические показатели котельной установки;
нет необходимости устанавливать дорогостоящее оборудование по очистке нефтесодержащих вод
На фиг. приведена схема котельной установки.
Котельная установка, включает котел 1 с топливной форсункой 2 и газоходом 3, а также топливную система котла 4, содержащую последовательно соединенные переключатель вида топлива 9, топливный насос 8, фильтр грубой очистки 7, подогреватель топлива 6, фильтр тонкой очистки 5, причем выход фильтра тонкой очистки 5 соединен с входом топливной форсунки 2, а также последовательно соединенные цистерну нефтеостатков 12 и систему приготовления водотопливной эмульсии 11, расходную цистерну 10, при этом один вход переключателя вида топлива 9 подключен к расходной цистерне 10, а другой к выходу системы приготовления водотопливной эмульсии 11, котел 1 также включает форсунку нефтесодержащих вод 13, а топливная система котла 4 содержит систему нефтесодержащих вод 14, включающую последовательно соединенные цистерну нефтесодержащих вод 18, фильтр грубой очистки 17, насос 16, фильтр тонкой очистки 15, причем выход фильтра тонкой очистки 15 подключен к входу форсунки нефтесодержащих вод 13 котла 1.
Котельная установка работает следующим образом.
Штатными режимами котельной установки являются работа на основном топливе, подаваемом из расходной цистерны 10 (переключатель вида топлива 9 в положении Б) или на водотопливной эмульсии, подаваемой из системы приготовления водотопливной эмульсии 11 (переключатель вида топлива 9 в положении А). Перевод котельной установки в режим сжигания нефтесодержащих вод допускается после того как котел 1 достаточно прогреется в штатных режимах работы. Для этого включается насос 16. При этом нефтесодержащие воды из цистерны нефтесодержащих вод 18 насосом 16 через фильтр грубой очистки 17, фильтр точной очистки 15 системы нефтесодержащих вод 14 будут выдаваться на форсунку нефтесодержащих вод 13 котла 1. Нефтесодержащие воды, поступая на форсунку нефтесодержащих вод 13, распыливаются в топке котла 1 и испаряются. При этом нефтепродукты в составе нефтесодержащих вод сгорают, а вода из их состава, превращается в пар и вместе с продуктами сгорания уходит в дымоход и далее в трубу. Расход нефтесодержащих вод, выдаваемых на форсунку нефтесодержащих вод, регулируется путем изменения производительности насоса 16 системы нефтесодержащих вод 14, из условия обеспечения нормального процесса горения в топке котла. Этот расход будет зависеть от содержания нефтепродуктов в нефтесодержащих водах и при их малом содержании (порядка единиц %) обычно не превышает 10…15% от расхода топлива (см., например, Енин В.И Денисенко Н.И, Костылев И.И. Судовые котельные установки: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, 1993. 216 с. п.3.3).
Таким образом, в ходе работы котельной установки происходит практически полная утилизация нефтесодержащих вод за счет их выдачи в определенной пропорции к топливу в топку котла 1. При этом нефтепродукты, находящиеся в составе нефтесодержащих вод сгорают в топке котла 1, а вода из их состава превращается в пар и вместе с продуктами сгорания уходит в газоход 3 и далее в трубу. При этом нефтесодержащие воды могут быть практически с любым содержанием нефтепродуктов.
Кроме этой основной задачи, обеспечение практически полной утилизации нефтесодержащих вод с любым содержанием нефтепродуктов, предлагаемая полезная модель обладает следующими положительными дополнительными свойствами:
снижаются затраты на сдачу нефтесодержащих вод материальные и временные;
за счет выделения тепла при сгорании нефтяных остатков в нефтесодержащих водах и за счет улучшения процесса горения при небольших добавках воды несколько снижается расход топлива котлом и снижаются вредные выбросы в атмосферу;
вследствие снижения температуры отработанных газов на выходе котла и снижения вредных выбросов улучшаются экологические показатели котельной установки.