船舶輔鍋爐裝置2

1、第二節(jié)第二節(jié) 船舶輔鍋爐的結(jié)構(gòu)與附件船舶輔鍋爐的結(jié)構(gòu)與附件 一、燃油鍋爐一、燃油鍋爐 在柴油機動力裝置的干貨船上在柴油機動力裝置的干貨船上，輔鍋爐應(yīng)以結(jié)構(gòu)簡單、，輔鍋爐應(yīng)以結(jié)構(gòu)簡單、維護操作方便為選型的主要原則，當然也要考慮重量和尺維護操作方便為選型的主要原則，當然也要考慮重量和尺寸應(yīng)盡可能小些。寸應(yīng)盡可能小些。 立式直水管鍋爐和立式橫煙管鍋爐是常見的燃油輔鍋立式直水管鍋爐和立式橫煙管鍋爐是常見的燃油輔鍋爐的型式。爐的型式。 在油船上在油船上，由于要求輔鍋爐的蒸發(fā)量較大，故采用，由于要求輔鍋爐的蒸發(fā)量較大，故采用D D型水管鍋爐較多。型水管鍋爐較多。 1立式橫煙管鍋爐立式橫煙管鍋爐鍋爐工作原理

2、演示1立式橫煙管鍋爐立式橫煙管鍋爐 蒸發(fā)量為蒸發(fā)量為145th，最大工作汽最大工作汽壓為壓為1.017MPa。 直立的圓筒鍋殼直徑為直立的圓筒鍋殼直徑為1.52. 6m左左右，由鍋爐鋼板右，由鍋爐鋼板(20號或號或15號鋼號鋼)卷制卷制焊接而成為能較好地承受內(nèi)部蒸汽焊接而成為能較好地承受內(nèi)部蒸汽壓力，其頂部和底部均為橢圓形封頭壓力，其頂部和底部均為橢圓形封頭2。整個鍋爐的高度為整個鍋爐的高度為3763m 在鍋殼中的下部設(shè)有一由鋼板壓成在鍋殼中的下部設(shè)有一由鋼板壓成的球形爐膽的球形爐膽3，這就是燃油的爐膛爐，這就是燃油的爐膛爐膽頂部靠后有一圓形出煙口膽頂部靠后有一圓形出煙口4，與上面，與上面的方

3、形燃燒室的方形燃燒室5相同在燃燒室相同在燃燒室5與煙與煙箱箱12之間，設(shè)有管板之間，設(shè)有管板6和和7，二管板之，二管板之間裝有數(shù)百根水平煙管間裝有數(shù)百根水平煙管8煙管由直徑煙管由直徑為為38、45或或51mm的無縫鋼管制的無縫鋼管制成成管與管板可采用擴接或焊接相連。管與管板可采用擴接或焊接相連。This design is a two pass design臥式橫煙管鍋爐臥式橫煙管鍋爐The design is similar to the scothch boiler other than the combustion chamber which requires no stays. Thi

4、s design is a three pass design 煙管鍋爐的受熱面蒸發(fā)率低，有一個較大的煙管鍋爐的受熱面蒸發(fā)率低，有一個較大的厚壁鍋殼厚壁鍋殼,整個鍋爐的蕾水量多，比較笨重，整個鍋爐的蕾水量多，比較笨重，煙管鍋爐結(jié)構(gòu)的剛性較大，再加上蓄水量大，煙管鍋爐結(jié)構(gòu)的剛性較大，再加上蓄水量大，因此蓄熱量也大，故點火升汽的時間必須較因此蓄熱量也大，故點火升汽的時間必須較長，常需數(shù)小時，以免熱應(yīng)力太大損壞鍋爐長，常需數(shù)小時，以免熱應(yīng)力太大損壞鍋爐對爐水質(zhì)量要求不高。對爐水質(zhì)量要求不高。煙管鍋爐因性能指標落后，是一煙管鍋爐因性能指標落后，是一種日趨淘汰的形式。種日趨淘汰的形式。由于內(nèi)燃機干貨船的

5、輔由于內(nèi)燃機干貨船的輔 助鍋爐蒸助鍋爐蒸發(fā)量小，重量和體積并不是發(fā)量小，重量和體積并不是 突出問突出問題，加上煙管鍋爐具有蓄水量大、題，加上煙管鍋爐具有蓄水量大、息火后尚能較長時間繼續(xù)供汽、對息火后尚能較長時間繼續(xù)供汽、對水質(zhì)要求不高、工作可靠和無需過水質(zhì)要求不高、工作可靠和無需過于費心照料等特點，所以在內(nèi)燃機于費心照料等特點，所以在內(nèi)燃機船的輔助鍋爐中，目前仍得到應(yīng)用；船的輔助鍋爐中，目前仍得到應(yīng)用；2. D型水管鍋爐型水管鍋爐 D型鍋爐以其本體形狀類似型鍋爐以其本體形狀類似英文字母英文字母“D”而得名它的結(jié)構(gòu)而得名它的結(jié)構(gòu)布置較為合理，經(jīng)濟技術(shù)指標也布置較為合理，經(jīng)濟技術(shù)指標也較高。較高。

6、 圖示出了圖示出了D型水管鍋爐的結(jié)型水管鍋爐的結(jié)構(gòu)簡圖。其本體由汽包構(gòu)簡圖。其本體由汽包l(又稱上又稱上鍋筒鍋筒)，水筒，水筒2(又稱下鍋筒又稱下鍋筒)、聯(lián)、聯(lián)箱箱3，爐膛，爐膛4、水冷壁、水冷壁5，蒸發(fā)管，蒸發(fā)管束束(又稱沸水管束又稱沸水管束)6、7、過熱器、過熱器11、經(jīng)濟器、經(jīng)濟器12及空預(yù)熱器及空預(yù)熱器(位于經(jīng)位于經(jīng)濟器后面的煙道中，圖中未示出濟器后面的煙道中，圖中未示出)等部件組成等部件組成煙氣在煙氣在D型鍋爐爐膛內(nèi)的型鍋爐爐膛內(nèi)的理論燃燒溫度約可達到理論燃燒溫度約可達到1700左右。左右。煙氣離開爐膛后，流到蒸煙氣離開爐膛后，流到蒸發(fā)管束中去爐膛出口煙氣發(fā)管束中去爐膛出口煙氣溫度不

7、宜太高，以免高于煙溫度不宜太高，以免高于煙氣中灰分的融點溫度，會使氣中灰分的融點溫度，會使灰分融解，粘附在蒸發(fā)管束灰分融解，粘附在蒸發(fā)管束的管壁上形成積渣，同時又的管壁上形成積渣，同時又不能太低，以免燃燒過程進不能太低，以免燃燒過程進行得不充分。行得不充分。D型鍋爐爐膛出口煙氣溫型鍋爐爐膛出口煙氣溫度約為度約為1100左右左右爐墻或爐衣將鍋爐的各種受熱面包圍以爐墻或爐衣將鍋爐的各種受熱面包圍以形成爐膛和煙道，起隔熱和密封用形成爐膛和煙道，起隔熱和密封用對不對不同部位和不同工作條件的爐墻和爐衣的性同部位和不同工作條件的爐墻和爐衣的性能和結(jié)構(gòu)的要求是不同的能和結(jié)構(gòu)的要求是不同的我國鋼質(zhì)海船建造規(guī)范

8、規(guī)定，爐墻和爐我國鋼質(zhì)海船建造規(guī)范規(guī)定，爐墻和爐衣外表面溫度不應(yīng)大于衣外表面溫度不應(yīng)大于60，以免燙傷工，以免燙傷工作人員，同時也可避免散熱損失過大作人員，同時也可避免散熱損失過大(1)爐膛、爐墻和爐衣爐膛、爐墻和爐衣爐膛是燃油燃燒的場所，它的作用是提供爐膛是燃油燃燒的場所，它的作用是提供足夠的空間，使燃油得以充分燃燒足夠的空間，使燃油得以充分燃燒（2)水冷壁、水冷壁、沸水管和下降管沸水管和下降管水冷壁是垂直布置在爐盤壁面水冷壁是垂直布置在爐盤壁面上的密集管排，組成水循環(huán)回路上的密集管排，組成水循環(huán)回路的上升管。的上升管。它是鍋爐的主要輻射它是鍋爐的主要輻射受熱面，吸收的輻射熱約占全部受熱面，

9、吸收的輻射熱約占全部受熱面?zhèn)鬟f熱量的受熱面?zhèn)鬟f熱量的13，同時還，同時還起到保護爐墻不致過熱燒壞的作起到保護爐墻不致過熱燒壞的作用。用。為了防止在水冷壁管子中發(fā)生為了防止在水冷壁管子中發(fā)生汽水分層現(xiàn)象，水冷壁管子水平汽水分層現(xiàn)象，水冷壁管子水平傾角應(yīng)大于傾角應(yīng)大于30，最小不得小于，最小不得小于15水冷壁在汽包處吊掛，可自水冷壁在汽包處吊掛，可自由向下膨脹。由向下膨脹。 水冷壁的結(jié)構(gòu)形式有三種：水冷壁的結(jié)構(gòu)形式有三種：光管水冷壁光管水冷壁、膜式水冷壁膜式水冷壁和和棘棘形水冷壁形水冷壁，如圖示。低壓爐水冷壁多采用，如圖示。低壓爐水冷壁多采用51X2.5mm鍋鍋爐用無縫鋼管，中壓鍋爐多采用爐用無縫

10、鋼管，中壓鍋爐多采用600 x3mm管管, 沸水管沸水管是連接上、下鍋筒的管束，也稱蒸發(fā)管束，布置在爐膛出是連接上、下鍋筒的管束，也稱蒸發(fā)管束，布置在爐膛出口側(cè)?？趥?cè)。(3)尾部受熱面尾部受熱面在在D型水管鍋爐煙道的后部，型水管鍋爐煙道的后部，有的在蒸發(fā)受熱面之后安裝有有的在蒸發(fā)受熱面之后安裝有經(jīng)濟器經(jīng)濟器(加熱給水加熱給水)和和空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器，由于它們能回收鍋爐排煙的余由于它們能回收鍋爐排煙的余熱，減少排煙所帶走的熱量，熱，減少排煙所帶走的熱量，因而使鍋爐效率得以提高。因而使鍋爐效率得以提高。利用尾部受熱而降低排煙溫度利用尾部受熱而降低排煙溫度與提高效率之間的關(guān)系如圖與提高效率之間的關(guān)

11、系如圖1所所示示此曲線取自以下條件；此曲線取自以下條件；q515，燃油成分燃油成分C8775，H=105，S=12，N=O15，OO4；空氣溫度為空氣溫度為100，過?？諝庀?，過?？諝庀禂?shù)數(shù)115 船舶鍋爐從安全角度出發(fā)，多船舶鍋爐從安全角度出發(fā)，多采用非沸騰式經(jīng)濟器，而且一采用非沸騰式經(jīng)濟器，而且一般是使經(jīng)濟器中的水從下往上流，般是使經(jīng)濟器中的水從下往上流，同時使出口水溫比試壓力下的飽同時使出口水溫比試壓力下的飽和溫度低和溫度低4050，以免產(chǎn)生汽，以免產(chǎn)生汽泡停留在管壁上，導(dǎo)致管壁過熱泡停留在管壁上，導(dǎo)致管壁過熱尾部受熱面尾部受熱面水管鍋爐由于水冷壁和前排沸水管構(gòu)成的輻射受熱面所占比例大，

12、煙水管鍋爐由于水冷壁和前排沸水管構(gòu)成的輻射受熱面所占比例大，煙氣在沸水管束中是橫向流動，流速較大，故蒸發(fā)率較高，一般為氣在沸水管束中是橫向流動，流速較大，故蒸發(fā)率較高，一般為3050kgm2h，設(shè)計緊湊的輔鍋爐可超過設(shè)計緊湊的輔鍋爐可超過70kgm2h，而強制循而強制循環(huán)的水管鍋爐可達環(huán)的水管鍋爐可達90120kgm2h水管鍋爐的效率較高，一般輔鍋水管鍋爐的效率較高，一般輔鍋爐可達爐可達8085，有些帶尾部受熱面的可高達，有些帶尾部受熱面的可高達92以上以上。水管鍋爐沒有又厚又大的鍋殼，水管鍋爐沒有又厚又大的鍋殼，蓄水量小，單位蒸發(fā)量的相對體積，蓄水量小，單位蒸發(fā)量的相對體積，重量較小蒸發(fā)量最

13、大可達重量較小蒸發(fā)量最大可達10th，工作汽壓可高達工作汽壓可高達10MPa因為水管因為水管爐爐水有一定的循環(huán)路線，加之蓄水量少，結(jié)構(gòu)剛性又小，故爐爐水有一定的循環(huán)路線，加之蓄水量少，結(jié)構(gòu)剛性又小，故點火升汽點火升汽時間較短時間較短，一般為幾十分鐘。，一般為幾十分鐘。目前，由于采用自動調(diào)節(jié)解決了汽壓、水位波動快的問題，同時以海目前，由于采用自動調(diào)節(jié)解決了汽壓、水位波動快的問題，同時以海水淡化裝置所產(chǎn)蒸餾水作鍋爐補給水，加之化學除垢法巳普遍使用，故水淡化裝置所產(chǎn)蒸餾水作鍋爐補給水，加之化學除垢法巳普遍使用，故水管鍋爐對水質(zhì)和除垢要求高的問題也不難解決因此，性能參數(shù)比較水管鍋爐對水質(zhì)和除垢要求高的

14、問題也不難解決因此，性能參數(shù)比較先進的水管鍋爐已成為船舶鍋爐的主要型式。先進的水管鍋爐已成為船舶鍋爐的主要型式。水管鍋爐的特點水管鍋爐的特點3立式直水管鍋爐立式直水管鍋爐小蒸發(fā)量的輔鍋爐希小蒸發(fā)量的輔鍋爐希望采用蒸發(fā)率較高的水望采用蒸發(fā)率較高的水管爐而又吸取火管鍋爐管爐而又吸取火管鍋爐蓄水量較大，維護管理蓄水量較大，維護管理簡單方便的優(yōu)點簡單方便的優(yōu)點我國遠洋船舶上廣泛我國遠洋船舶上廣泛使用立式直水管鍋爐。使用立式直水管鍋爐。大型大型 低速二沖程柴油機的排氣溫度低速二沖程柴油機的排氣溫度為為250380；四沖程中速柴油機可達四沖程中速柴油機可達400左右。左右。水蒸汽壓力為水蒸汽壓力為05MP

15、a時，其飽和時，其飽和蒸汽溫度為蒸汽溫度為165；水蒸汽壓力為水蒸汽壓力為13MPa時，其飽和時，其飽和蒸汽溫度也蒸汽溫度也 僅僅194所以裝設(shè)一臺用柴油機排氣的余熱所以裝設(shè)一臺用柴油機排氣的余熱來產(chǎn)生水蒸汽的廢氣鍋爐，不僅能來產(chǎn)生水蒸汽的廢氣鍋爐，不僅能節(jié)約燃油，還可起到柴油機排氣消節(jié)約燃油，還可起到柴油機排氣消音器的作用。音器的作用。一艘萬噸級油船，利用廢氣鍋爐產(chǎn)一艘萬噸級油船，利用廢氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽來加熱貨油艙，平均每月生的蒸汽來加熱貨油艙，平均每月可節(jié)省燃油可節(jié)省燃油50t左右。圖示出廢氣鍋左右。圖示出廢氣鍋爐產(chǎn)汽率與工作汽壓的關(guān)系。爐產(chǎn)汽率與工作汽壓的關(guān)系。二、廢氣鍋爐二、廢氣鍋爐1

16、廢氣鍋爐的結(jié)構(gòu)型式廢氣鍋爐的結(jié)構(gòu)型式型式：立式煙管式、強制循環(huán)盤香管式、熱管式型式：立式煙管式、強制循環(huán)盤香管式、熱管式立式煙管式立式煙管式強制循環(huán)盤香管式強制循環(huán)盤香管式熱管式熱管式 2廢氣鍋爐蒸發(fā)量的調(diào)節(jié)廢氣鍋爐蒸發(fā)量的調(diào)節(jié) 廢氣鍋爐的蒸發(fā)量取決于主機的排氣量和排氣溫度，亦即主機的功廢氣鍋爐的蒸發(fā)量取決于主機的排氣量和排氣溫度，亦即主機的功率。率。 在正常航行時，主機功率是穩(wěn)定的，而船舶對蒸汽的需要量卻隨著在正常航行時，主機功率是穩(wěn)定的，而船舶對蒸汽的需要量卻隨著航區(qū)和季節(jié)的不同而變化，因此對廢氣鍋爐的蒸發(fā)量就需加以調(diào)節(jié)。航區(qū)和季節(jié)的不同而變化，因此對廢氣鍋爐的蒸發(fā)量就需加以調(diào)節(jié)。 (1)

17、煙氣旁通法煙氣旁通法 (2)改變有效受熱面積法改變有效受熱面積法 3廢氣鍋爐與燃油鍋爐的聯(lián)系廢氣鍋爐與燃油鍋爐的聯(lián)系 燃油鍋爐與廢氣鍋爐之間的聯(lián)系方式大致有三種燃油鍋爐與廢氣鍋爐之間的聯(lián)系方式大致有三種 (1) 二者獨立二者獨立 (2) 廢氣鍋爐為燃油鍋爐的一個附加受熱面廢氣鍋爐為燃油鍋爐的一個附加受熱面 (3) 組合式組合式三、鍋爐附件三、鍋爐附件1、水位計、水位計類型：玻璃管式、平板玻璃式類型：玻璃管式、平板玻璃式水位計、安全閥水位計、安全閥通氣閥通水閥沖洗閥“叫水叫水”檢查鍋爐的真實水位檢查鍋爐的真實水位步驟：步驟：P344 表表13-11、關(guān)通水閥、開沖洗閥、沖洗通汽閥聽聲音；、關(guān)通水

18、閥、開沖洗閥、沖洗通汽閥聽聲音；2、關(guān)通汽閥、開通水閥、沖洗通水閥聽聲音；、關(guān)通汽閥、開通水閥、沖洗通水閥聽聲音；3、關(guān)沖洗閥、慢慢開通水閥、關(guān)沖洗閥、慢慢開通水閥叫水叫水： 1）水位升至頂部見第）水位升至頂部見第4步；步； 2）無水處于失水危險狀態(tài)。時間長，停爐、停汽。）無水處于失水危險狀態(tài)。時間長，停爐、停汽。4、開通汽閥：、開通汽閥： 1）水位在正常位置正常；）水位在正常位置正常； 2）水位降至水位計玻璃以下少水，加大給水；）水位降至水位計玻璃以下少水，加大給水； 3）水位仍在頂部滿水，停汽排污。）水位仍在頂部滿水，停汽排污。通氣閥通水閥沖洗閥2、安全閥、安全閥對安全閥的要求對安全閥的要

19、求根據(jù)鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范，對鍋爐安全根據(jù)鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范，對鍋爐安全閥閥的要求主要是：的要求主要是： 每臺鍋爐本體上應(yīng)裝設(shè)兩個安全閥，通常組裝在一個閥體內(nèi)，蒸發(fā)量小每臺鍋爐本體上應(yīng)裝設(shè)兩個安全閥，通常組裝在一個閥體內(nèi)，蒸發(fā)量小于于1th的輔鍋爐可僅裝一只，裝有過熱器的鍋爐，過熱器上亦應(yīng)至少裝一只的輔鍋爐可僅裝一只，裝有過熱器的鍋爐，過熱器上亦應(yīng)至少裝一只安全閥安全閥 鍋爐安全閥的開啟壓力可為大于實際允許工作壓力鍋爐安全閥的開啟壓力可為大于實際允許工作壓力5，但不應(yīng)超過鍋爐，但不應(yīng)超過鍋爐設(shè)計壓力，過熱器安全閥的開啟壓力應(yīng)低于鍋爐安全閥的開啟壓力設(shè)計壓力，過熱器安全閥的開啟壓力應(yīng)低于鍋

20、爐安全閥的開啟壓力 安全閥開啟后應(yīng)能通暢地排出蒸汽，以保證在蒸汽閥關(guān)閉和爐內(nèi)充分燃燒安全閥開啟后應(yīng)能通暢地排出蒸汽，以保證在蒸汽閥關(guān)閉和爐內(nèi)充分燃燒的情況下，煙管鍋爐在的情況下，煙管鍋爐在15min內(nèi)，水管鍋爐在內(nèi)，水管鍋爐在7min內(nèi)汽壓的升高值應(yīng)不超過內(nèi)汽壓的升高值應(yīng)不超過鍋爐設(shè)計壓力的鍋爐設(shè)計壓力的10。所以安全閥不但應(yīng)有足夠大的直徑，而且開啟后應(yīng)該。所以安全閥不但應(yīng)有足夠大的直徑，而且開啟后應(yīng)該穩(wěn)定且具有較大的提升量安全閥排汽管的通路面積對升程在安全閥直徑穩(wěn)定且具有較大的提升量安全閥排汽管的通路面積對升程在安全閥直徑14以上者應(yīng)不小于安全閥總面積的以上者應(yīng)不小于安全閥總面積的2倍，對其

21、它安全閥應(yīng)不小于倍，對其它安全閥應(yīng)不小于11倍。倍。 安全閥要動作準確，并保持嚴密不漏安全閥要動作準確，并保持嚴密不漏 安全閥都是經(jīng)過船舶檢驗局調(diào)定后鉛封的，除非經(jīng)過船檢局特許，船員不安全閥都是經(jīng)過船舶檢驗局調(diào)定后鉛封的，除非經(jīng)過船檢局特許，船員不能隨意重調(diào)能隨意重調(diào)原理演示安全閥的閥盤安全閥的閥盤2帶有唇邊帶有唇邊5，它的作用是使閥在開啟后能迅速達到較大的，它的作用是使閥在開啟后能迅速達到較大的升程而且工作穩(wěn)定。升程而且工作穩(wěn)定。解決了開啟穩(wěn)定問題，但因為開啟后閥盤的蒸汽作用面積已大于開啟前解決了開啟穩(wěn)定問題，但因為開啟后閥盤的蒸汽作用面積已大于開啟前的面積，所以即使當鍋爐汽壓恢復(fù)至額定汽壓

22、時，閥盤也不能立即關(guān)閉，的面積，所以即使當鍋爐汽壓恢復(fù)至額定汽壓時，閥盤也不能立即關(guān)閉，只有當汽壓繼續(xù)下降，直到作用在閥盤和唇邊上的蒸汽上頂力小于彈簧向只有當汽壓繼續(xù)下降，直到作用在閥盤和唇邊上的蒸汽上頂力小于彈簧向下的作用力時，安全閥才能自動關(guān)閉亦即安全閥的關(guān)閉汽壓要低于開啟下的作用力時，安全閥才能自動關(guān)閉亦即安全閥的關(guān)閉汽壓要低于開啟汽壓，這一壓力差值稱為降低量汽壓，這一壓力差值稱為降低量閥座上裝有調(diào)節(jié)圈閥座上裝有調(diào)節(jié)圈7，調(diào)節(jié)圈升高時，閥開啟后唇邊外沿蒸汽通過，調(diào)節(jié)圈升高時，閥開啟后唇邊外沿蒸汽通過面積縮小，作用在唇邊上的附加上頂力就大，從而使閥的升程和關(guān)面積縮小，作用在唇邊上的附加上頂力就大，從而使閥的升程和