Огнетрубные котлы обладают следующими особенностями.

1. Имеют сравнительно большой вес металла, приходящийся на 1 м2 поверхности нагрева и составляющий: для односторонних оборот­ных котлов 185—230 кг/м2, для двухсторонних 155—165 кг/м2 и для пролетных 90—125 кг/м2. Больший вес односторонних оборотных кот­лов объясняется большим диаметром по сравнению с пролетными кот­лами, а, следовательно, и большей толщиной листа бочки котла, так как толщина бочки котла прямо пропорциональна его диаметру и давле­нию и обратно пропорциональна прочности металла котла.

2. Параметры вырабатываемого котлом пара низки. Котлы не строят на давление, превышающее 16—18 атм. Объясняется это тем, что, например, диаметр бочки трех топочного котла в зависимости от поверхности нагрева берется 3500 — 4500 мм, поэтому при давлении 18 атм. толщина стенки бочки доходит до 45 мм. Бочка такой толщины сложна в изготовлении и очень тяжела. Температура перегрева пара в огнетрубном котле не превышает 320°С.

3. Низки значения удельной паропроизводительности, под которой понимают количество пара в кг, снимаемого с 1 м2 поверхности нагрева в час.

Низкие значения удельной паропроизводительности и максималь­ной поверхности нагрева ограничивают область применения этих котлов судовыми силовыми установками небольшой мощности, так как уста­новка большой мощности потребовала бы применения большого количества котлов.

4. Подъем пара в огнетрубных котлах должен производиться мед­ленно и, во всяком случае, в течение не менее 10 — 12 часов, а охлаж­дение — в течение 16—20 часов. Объясняется это плохой циркуляцией воды в котле и, кроме того, большим количеством воды, приходящейся на 1 м2 поверхности нагрева. Так, для оборотных односто­ронних котлов эта величина составляет 100 — 125 кг и для двухсто­ронних котлов 70—80 кг на 1 м2 поверхности нагрева,

Паропроизводительность огнетрубных котлов зависит от конструкции котла и вида топлива (табл. 1).

5. Большая жесткость соединения; отдельных частей котла, что делает их особо чувствительными к резким изменениям температуры, вызывая течь чаще всего в соединениях трубок с трубными решет­ками.

6. Большой водяной объем котлов делает их опасными в случае взрыва.

Под взрывом следует понимать такой случай нарушения целости стенки парового котла (разрыв жаровой трубы, огневой камеры или корпуса), при котором происходит мгновенное выравнивание давления внутри котла с внешним атмосферным давлением. При взрыве давле­ние внутри котла снижается до атмосферного, а вся заключающаяся в воде теплота пойдет на мгновенное превращение части котловой воды в пар. Образование большого количества пара влечет за собой даль­нейшее мгновенное разрушение котла, что может привести к гибели лю­дей и судна.

Силу взрыва можно представить себе из рассмотрения следующего примера: при взрыве котла вследствие падения давления до атмосфер­ного каждым килограммом воды высвобождается количество тепла, равное

Q = i — 100 ккал/кг,

где     i—теплосодержание кипящей воды при котельном давлении в ккал/кг

100 ккал/кг - то же при атмосферном давлении.

Это тепло Q при давлении 13—15 атм. составит около 100 ккал/кг. Для испарения же 1 кг воды, нагретой до 100°С, при атмосфер­ном давлении необходимо затратить 540 ккал/кг. Таким образом, тепло, высвобождающееся примерно 5,5 кг воды, достаточно для образования 1 кг пара, объем которого будет почти в 1700 раз больше объема 1 кг воды.

Очевидно, чем больше запас воды в котле, тем больше получится пара и тем больше будет сила взрыва.

7. Особенности конструкции создают трудности внутреннего осмотра и очистки от накипи отдельных элементов поверхности нагрева котлов, как, например, шинельных листов и задних стенок огневых камер. В результате плохой очистки эти части перегреваются, выпучиваются и дают трещины.

В таблице 1 указаны некоторые характерные данные огнетрубных котлов.

К числу положительных сторон огнетрубных оборотных котлов не­обходимо отнести:

а) низкую влажность вырабатываемого пара благодаря большому паровому пространству и умеренному паронапряжению зеркала испаре­ния, т. е. количеству пара в кг в час, приходящегося на 1 м2 зеркала испарения;

б) высокую аккумулирующую способность (.незначительность коле­бания давления пара и нормального уровня воды даже при резких из­менениях нагрузки), что объясняется большим водяным объемом котла;

в) малую чувствительность к качеству питательной воды из-за малой  тепловой напряженности поверхности нагрева;

г) простоту обслуживания.

Таблица 1.

Наибольшее распространение получили в качестве главных судо­вых котлов двух топочные и трех топочные оборотные котлы с поверх­ностью нагрева от 45 до 180 м2 для первых и от 130 до 240 м2 для вторых.

Четырех топочные котлы, имеющие поверхность нагрева выше 250 м2, встречаются редко, что объясняется трудностью обслуживания высоко-расположенных крайних топок.

При необходимости иметь в одном цилиндрическом котле с обрат­ным ходом пламени поверхность нагрева 400 — 600 м2, что не может быть достигнуто даже в четырех топочных котлах, применяют двухсто­ронние котлы, устройство которых понятно из рис. 2.

Рисунок 2

Двухсторонние котлы по своей конструкции представляют как бы сдвоенные односторонние котлы без задних днищ, что несколько умень­шает их относительный вес. Иногда уменьшению веса когда способ­ствует также наличие общей огневой камеры для двух рядом распо­ложенных или двух противоположных жаровых труб.

Пролетный котел.

Отличие пролетного котла от оборотного заклю­чается в том, что в пролетном котле направление движения продуктов горения в газовом пространстве не изменяется. Это обстоятельство смазывается и на габаритных размерах котла, которые отличаются большой длиной при сравнительно небольшом диаметре цилиндриче­ской части.

Отдельные детали пролетного и оборотного котлов конструктивно отличны, что определяется различием габаритных размеров. Так, на­пример, передние днища пролетных котлов (благодаря незначитель­ному диаметру) делают выпуклыми, что увеличивает их прочность; для подкрепления днищ применяются листовые связи, что диктуется боль­шой длиной корпуса, доходящего до 6 м и более.

Пролетные котлы строится с поверхностью нагрева до 200 м2 и находят применение в стационарных установках, а также на речных судах. На транспортных судах морского флота, где предъявляются бо­лее жесткие требования к габаритам помещения по длине и ширине, нежели по высоте, пролетные котлы применения не получили.