第四篇船舶鍋爐、海水淡化和防污染裝置ppt課件

1、第三節(jié) 船舶輔鍋爐的燃油設備及系統(tǒng)一、燃油在鍋爐中的熄滅情況 1燃油熄滅的特點 燃油的沸點低于它的燃點所以實踐上熄滅的不是液態(tài)的“油，而是油氣。燃油熄滅的本質(zhì)是油氣與空氣混合后所構(gòu)成的可燃氣的一種猛烈的氧化過程。因此油在爐內(nèi)熄滅的速度取決于油滴蒸發(fā)速度，油氣和空氣相互分散的速度及抽氣氧化速度。 (1)油滴蒸發(fā)速度 油的蒸發(fā)速度與油滴的蒸發(fā)外表積、油滴周圍介質(zhì)中油氣的分壓力及油溫有關。 (2)油氣與空氣相互分散的速度 油氣從油滴周圍向周圍分散。為提高油氣與空氣相互間的分散速度，就需提高助燃空氣的速度，井添加空氣流的擾動，同時提高油的霧化質(zhì)量。即提高霧化油滴的細度和油滴分布的均勻程度。 (3)油氣

2、氧化速度 環(huán)境溫度越高，氧化速度越快因此，爐膛內(nèi)煙氣溫度越高，熄滅就越猛烈，當爐膛內(nèi)煙氣溫度較低時，熄滅進展得就比較緩慢，甚至不能保證穩(wěn)定熄滅而熄火所以要求鍋爐在低負荷時，爐膛出口的煙氣溫度不低于10002空氣過剩系數(shù) 1Kg燃油完全熄滅時所需的實際空氣量用m3kg表示(以規(guī)范情況計)此時燃油中的可燃物質(zhì)恰好與空氣中的氧全部發(fā)生氧化反響 每公斤燃油完全熄滅時所需的空氣量(規(guī)范情況)可用以下閱歷公式近似計算：實踐燃油在爐膛進展熄滅反響時，由于燃油與空氣混合不均勻，空氣中的氧分子不能夠都有時機與燃油中的可燃成分相接觸，因此就會有部分可燃成分沒有時機進展熄滅反響而呵斥熱量損失。為了使燃油完全熄滅就要

3、向爐膛內(nèi)多送人一部分空氣，使熄滅在有多余氧的情況下進展.1Kg燃油熄滅所用的實踐空氣量Vk與所需的實際空氣量Vq之比稱為空氣過剩系數(shù)，用a表示，即 空氣過剩系數(shù)是堅持鍋爐經(jīng)濟運轉(zhuǎn)的重要目的。 空氣過剩系數(shù)越大，風機的耗能量越大，鍋爐的排煙損失也越大，但空氣過剩系數(shù)太小，那么鍋爐的不完全熄滅損失又能夠太大。 燃油鍋爐適宜的空氣過剩系數(shù)普通為1.051.2。 3燃油在爐膛中的熄滅過程 燃油在爐膛中的熄滅是以火炬的方式進展的熄滅過程分為兩個階段：(1)預備階段：霧化的油滴被迅速加熱、氣化、與空氣相混合，同時進展熱分解；(2)熄滅階段：油氣與空氣的混合氣體的濃度到達一定數(shù)值，并被加熱到一定溫度，遇明火

4、著火熄滅?？諝饨?jīng)配風器進入爐膛，它被擋風罩或擋風板分為兩部分：一部分緊貼著噴油器吹出，稱為一次風(根部風)，它的作用是保證油霧一分開噴油器就有一定量的空氣與之混合，從而減少產(chǎn)生碳黑的能夠性另一部分風沿爐墻噴火口外圍進入爐膛，稱為二次風，其作用主要是供應熄滅所需的大部分空氣。 4、保證熄滅質(zhì)量的主要要素要使燃油在爐內(nèi)熄滅得好主要取決于以下要素： (1)油的霧化質(zhì)量良好：油滴霧化得越細，分布均勻性越好，那么油滴的蒸發(fā)速度越快，與空氣混合也越好 (2)要有適量的一次風和二次風：一次風量約占總風量的1030、風速在1040ms為宜太少那么油霧在著火前就會在高溫缺氧條件下裂解，產(chǎn)生大量碳黑，煙囪冒黑煙，

5、太多又會因火炬根部風速過高而著火困難，甚至將火炬吹滅二次風量大小關系到過剩空氣系數(shù)適宜與否，直接影響不完全熄滅損失和排煙損失。 (3)油霧和空氣混合均勻：著火前沿的位置和長度應適宜著火前沿如離熄滅器太近，那么能夠使噴火口和熄滅器過熱燒壞；太遠又會因氣流速度衰減，與油氣混合的劇烈程度減弱，以致火炬拖長，熄滅不良 (4)爐膛容積熱負荷要適宜：太高會使油在爐膛停留時間太短來不及完全熄滅，太低又不能保證足夠高的爐膛煙氣溫度，也不利于完全熄滅。二、熄滅器 熄滅器主要由噴油器、配風器及點火器等部件組成 1噴油器 燃油是經(jīng)過噴油器(俗稱油槍或油頭)噴進爐內(nèi)的。 噴油器有兩個作用：一是控制噴人爐內(nèi)燃油的數(shù)量；

6、 二是將燃油霧化，保證在爐膛內(nèi)的熄滅質(zhì)量。對噴油器的要求：(1)有較大的調(diào)理幅度(即最大噴油量與最小噴油量之比)，以順應不同蒸發(fā)量的需求(2)在要求的噴油量范圍內(nèi)，獲得盡能夠細的油滴油霧中油滴大小是不均勻的，用油滴的平均直徑作為衡量油滴大小(即霧化粒度)的目的從有利于熄滅出發(fā)，希望直徑為50um(3)油霧的分布要有一個適當?shù)撵F化角，以適宜配風器的要求(4)油霧流的流量密度分布也要適宜(5) 構(gòu)造簡單，運轉(zhuǎn)可靠，操作和調(diào)理方便，檢修和清洗容易，并易于實現(xiàn)自動控制。常用的噴油器有以下幾種：(1)壓力式噴油器(2)回油式噴油器(3)蒸汽放射式噴油器(4)旋杯式噴油器(1)壓力式噴油器原理演示 (1)

7、油壓。 噴油器前的油壓越高，那么油的噴出速度越快，紊流脈動越劇烈，霧化質(zhì)量就越好。但油壓超越2MPa以后，霧化質(zhì)量的改善并不明顯，耗能卻添加，因此普通船用燃油鍋爐燃油系統(tǒng)的最高壓力多不超越23MPa要保證良好霧化的最低油壓是0.7MPa左右 (2)噴孔直徑。 噴孔直徑越小，構(gòu)成的油膜越薄，那么霧化質(zhì)量越好故每個噴嘴的噴油量不宜過大。 (3)油流旋轉(zhuǎn)的劇烈程度。 在旋渦室旋轉(zhuǎn)越劇烈，噴孔處氣體旋渦的直徑就越大，構(gòu)成的油膜也越薄，同時油流中的紊流脈動也越劇烈，因此有利于霧化。 (4)油的粘度。 油的粘度越小，油流分子間的摩擦力越小，那么油流在旋渦室和霧化片內(nèi)的速度衰減就小，油膜就越容易破碎，因此霧

8、化質(zhì)量越好。普通要求霧化前燃油的的粘度不高于雷氏粘度RWNo1(38)70s(約相當于16mm2s)，而最正確粘度為RWNo1(38 )60s左右(約相當于13mm2s)。 因此，R.WNo.1為100s的柴油約加熱至55-60，RWNo.l為1 500s的中間燃料應加熱至105110，RWN01為3 500s的重油需加熱至115120。 壓力式噴油器的噴油量與油壓的平方根和噴孔的截面積成正比 一臺鍋爐常配備有不同規(guī)格的霧化片，噴孔直徑從0.51.2mm分為幾檔，可根據(jù)燃油種類和鍋爐所采用的蒸發(fā)量選用 霧化片根本特性用標在其上的型號來表示。例如25-60號霧化片表示其噴油量為25kgh，霧化角

9、為60。 為了防止在油壓缺乏時噴油霧化不良，新式的壓力式噴油器帶有噴油閥，構(gòu)造如下圖。彈簧6與閥4保證最低的噴油壓力。壓力式噴油器噴油量的調(diào)理三種方法: 1改動噴油壓力； 2變換運用噴孔直徑不同的噴嘴(或噴油器)； 3改動投入任務的噴嘴(或噴油器)數(shù)目。 用改動油壓的方法來調(diào)理油量，噴油量與油壓的平方根成正比，當噴油量降到1/2時，油壓必需降到14； 而噴油器的油壓最高為23MPa，最低為0.7MPa； 用改動油壓的方法來調(diào)理油量時，其調(diào)理幅度很少超越2，不能順應鍋爐負荷的變化幅度(10100)，熄滅器起停會較頻繁后兩種方法必需采用多噴嘴噴油器或設多個噴油器它們都屬于有級調(diào)理。(2)回油式噴油

10、器 回油式噴油器是在壓力式噴油器的根底進展改良的其構(gòu)造如下圖回油式噴油器的霧化原理也和壓力式噴油器一樣隨著回油閥開度的改動， 回油壓力變化，回油量和噴油量隨之改動但是因進油量幾乎不變，油在切向槽內(nèi)的速度也不變，所以，噴油量雖然變了，但油的旋轉(zhuǎn)速度不變，故油的霧化質(zhì)量依然不變這樣其調(diào)理幅度就可以到達3050。噴油演示 (3)蒸汽式噴油器特點：霧化質(zhì)量較好，平均霧化粒度可達50um； 噴油量改動時，霧化角不變，可堅持較好的霧化質(zhì)量； 調(diào)理幅度可達10%以上；單個噴油器最大噴油量可達10th，船舶鍋爐通常所用的為115th耗汽量低，普通僅為0.010.03kg/kg 缺陷是噪聲較大。(4)旋杯式噴油

11、器 圖示為旋杯式噴油器。 主要部分是油杯2和霧化風機3。 油杯和風機由同一電動機經(jīng)過傳動皮帶5和離心中央傳動軸1帶動，轉(zhuǎn)速為6000rmin。油從供油軟管7進入，經(jīng)空心軸流人油杯，油壓為 0.070.15MPa由于油杯以高速旋轉(zhuǎn)，燃油在油杯的錐形內(nèi)壁構(gòu)成一層均勻的油膜，當油流至杯緣時，依托離心力向周圍甩出構(gòu)成空心圓錐形油膜；同時沿油杯外壁經(jīng)縫隙12吹出的6080 ms高速氣流(一次風)將油膜粉碎為油霧一次風約占熄滅所需空氣量的110，絕大部分空氣由另外的風機從油杯周圍的二次風口14送入二次風量由調(diào)理門15調(diào)理。旋杯式噴油器在我國遠洋船舶的輔鍋爐中很常見；優(yōu)點；調(diào)理方便(只需改動進油量)，調(diào)理幅

12、度大(可達10:1)，尤其在低負荷時，油杯內(nèi)油膜變薄，霧化更好，油的流動不經(jīng)過噴孔之類狹窄流道，因此對油的過濾要求不高：適用劣質(zhì)燃油，即使燃油溫度僅為30一40同樣可得到良好的霧化效果，所需油壓也低。其缺陷是構(gòu)造比較復雜，價錢較高2配風器 配風器的作用是分配一次風和二次風的風量，發(fā)明條件使助燃空氣與油霧充分混合，促使油霧迅速氣化和受熱分解，以利于穩(wěn)定和充分的熄滅 配風器具備下述才干： (1)在熄滅器前方產(chǎn)生一個適當?shù)幕亓鲄^(qū)，以保證及時著火和火焰穩(wěn)定回流區(qū)與噴油器出口應堅持適宜的間隔太近那么著火前沿會伸展到噴油器頭部。 (2)油霧在熄滅器出口與空氣的早期混合必需良好。離熄滅器出口約1 m以內(nèi)是熄

13、滅燃油最多的地方，會呵斥較大的不完全熄滅損失。(3)要有足夠大的風逮，使熄滅后期也有良好的混協(xié)作用 2配風器 配風器的作用是分配一次風和二次風的風量，發(fā)明條件使助燃空氣與油霧充分混合，促使油霧迅速氣化和受熱分解，以利于穩(wěn)定和充分的熄滅配風器除了能調(diào)理風量和分配外，還應具備下述才干；(1)在熄滅器前方產(chǎn)生一個適當?shù)幕亓鲄^(qū)，以保證及時著火和火焰穩(wěn)定(2)油霧在熄滅器出口與空氣的早期混合必需良好(3)要有足夠大的風逮，使熄滅后期也有良好的混協(xié)作用。配風器配風器的類型根據(jù)二次風旋轉(zhuǎn)與否分為兩種類型即旋流式和平流式 (1)旋流式配風器 (2)平流式配風器配風器 3電點火器 電點火器是一個電火花發(fā)生器。由

14、兩根耐熱鉻鎂金屬絲電極組成，兩極端部分開一定間隔(354 mm)，通入5 0001 000V的高壓電時，間隙處便產(chǎn)生電火花。電壓越高或鉻鎂絲直徑越細，那么兩極間的間隔越大。 在開場噴油的同時，使電點火器10通電，電火花即能將油點燃。電點火器所用高壓電由點火變壓器供應。電點火器頂端發(fā)火部分伸至噴油器前方稍偏一些(約24mm)，并留意防止油霧噴到點火電極上，同時也應防止電火花跳到噴油器和擋風罩上。 除了噴油器，配風器、電點火器之外，自動化的熄滅器還設有火焰感受器(光電元件)5，另外通常還設有看火孔(可兼作人工點火孔)6。三、熄滅器運用管理要點1、安裝熄滅器時應使噴油器中心線與噴火口軸線一致2、噴油

15、器能夠發(fā)生漏油景象，這可以從爐膛底部積油生成的量來判別3、噴孔結(jié)焦可從熄滅火炬不對稱或其中有黑色條紋來發(fā)現(xiàn)。4、霧化片運用一段時間后(普通500h以上)會磨損應拆下噴油器，在專門的 實驗臺上檢查其噴油量、霧化角和噴出的油霧圓錐有否變形。噴油量超 過額 定值約10時，應將霧化片改換或研磨減薄，減少其切向槽的深 度，使噴油量減少假設各槽磨損不均勻(會使噴出的油霧圓錐外形歪斜)或 霧化片磨損嚴重時，應予改換四、燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)原理演示五、熄滅方面常見缺點 1運轉(zhuǎn)中忽然熄火(汽壓未到上限)能夠緣由是：(1)日用油柜燃油用完，(2)油路被切斷，例如燃油電磁閥因線圈損壞而封鎖：(3)燃油中有水，(4)自動

16、維護起作用(如危險水位、低油壓、低風壓或火焰感受器失靈等) 2點不著火 點不著火除上述緣由外，還能夠是：(1)風量過大，(2)噴油器堵塞，(3)電點火器發(fā)生缺點 (點火電極與點火變壓器接觸不良、點火電極外表被結(jié)碳所沾污、點火電極間間隔不當、點火電極與熄滅器端部位置不當、點火變壓器損壞) 3爐膛內(nèi)燃氣爆炸 爐膛內(nèi)燃氣爆炸是燃油鍋爐的一種危險事故，普通在點火或熱爐熄火后發(fā)生這是因操作管理不當，使大量燃油積存于爐膛底部，蒸發(fā)以后在爐膛內(nèi)構(gòu)成可燃氣體，一旦被點燃，忽然產(chǎn)生大量煙氣，來不及從煙道排出，煙氣壓力劇增而爆炸這能夠使火焰從熄滅器向外噴出，嚴重時能使煙氣擋板飛出或把鍋爐外殼炸開，危及人身平安及引發(fā)火災。 爐內(nèi)燃氣爆炸的緣由主要是； (1)點火前預掃風和熄火后掃風不充分，或點火失敗再點火前沒再進展充分的預掃風。 (2)停爐后燃油系統(tǒng)的閥件有漏泄，使燃油漏人爐膛又被余熱點著，或積存在底部，下次重新點火時預掃風缺乏，就會發(fā)生爆炸。為了防止鍋爐發(fā)生燃氣爆炸事故，對鍋爐的熄滅器及燃油系統(tǒng)