第二十一講：鍋爐1

課題七：船舶輔助鍋爐第一節(jié)船舶輔助鍋爐的基本參數(shù)第二節(jié)船舶輔鍋爐的結(jié)構(gòu)與附件第二十一講一、鍋爐在船舶動(dòng)力裝置中的作用主鍋爐：鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓過(guò)熱蒸汽用于驅(qū)動(dòng)主蒸汽輪機(jī)，以推動(dòng)船舶前進(jìn)，這種鍋爐稱為主鍋爐。輔鍋爐：在柴油機(jī)動(dòng)力裝置的船舶上，鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽僅用于驅(qū)動(dòng)輔蒸汽輪機(jī)、加熱燃油、滑油及滿足日常生活的需要，這種鍋爐稱為輔鍋爐。

二、鍋爐的分類1.按鍋爐結(jié)構(gòu)分類煙管(火管)鍋爐[Smoke-tubeBoiler]水管鍋爐[Water-tubeBoiler]混合式鍋爐[CompositeBoiler]：部分煙管，部分水管2.按鍋爐水循環(huán)方法分類自然循環(huán)鍋爐[NaturalCirculatingBoiler]：管內(nèi)水的流動(dòng)由于密度差產(chǎn)生。強(qiáng)制循環(huán)鍋爐[ForcedCirculatingBoiler]：管內(nèi)水的流動(dòng)借助泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.按蒸汽工作壓力高低分類高壓鍋爐中高壓鍋爐中壓鍋爐低壓鍋爐P>6.0MPa4.0MPa<P<6.0MPa2.0MPa<P<4.0MPaP<2.0MPa三、鍋爐主要性能指標(biāo)

鍋爐的主要性能指標(biāo)有：

蒸發(fā)量、蒸汽參數(shù)（壓力、溫度）、鍋爐效率、受熱面積及蒸發(fā)率、爐膛容積熱負(fù)荷等。

（選擇燃油鍋爐的依據(jù)主要是蒸發(fā)量和蒸汽參數(shù)）

（選擇廢氣鍋爐的依據(jù)則是受熱面積和蒸汽工作壓力）1．蒸發(fā)量（產(chǎn)汽量）

在設(shè)計(jì)狀態(tài)下，鍋爐每小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量稱為蒸發(fā)量，通常用符號(hào)D表示，單位是Kg/h或t／h。2．蒸汽參數(shù)

當(dāng)鍋爐供應(yīng)飽和蒸汽時(shí)，蒸汽參數(shù)用蒸汽的工作壓力（單位為MPa）來(lái)表示；

當(dāng)鍋爐向外供應(yīng)過(guò)熱蒸汽時(shí)，用蒸汽工作壓力和蒸汽溫度來(lái)表示。注意：鍋爐一般標(biāo)注名義工作壓力，使用的工作壓力范圍上限可稍超過(guò)它，但不應(yīng)超過(guò)鍋爐的最大許用工作壓力（設(shè)計(jì)壓力）。3．鍋爐效率

把給水變?yōu)檎羝玫降挠行崃颗c向鍋爐內(nèi)所供應(yīng)的熱量之比叫做鍋爐效率，用符號(hào)η表示。給水比焓蒸汽比焓鍋爐供應(yīng)的各種參數(shù)蒸汽的蒸發(fā)量每小時(shí)燃料消耗量燃料的低熱值另一種表示方式：可用向鍋爐供入的熱量減去各種熱損失來(lái)表示，所以鍋爐效率又可表示為：

η=BQD-B（Q1＋Q2＋Q3＋Q4）/BQD=1-q

q-相對(duì)熱損失（用百分比表示的熱損失）Q1—排煙熱損失（kJ／kg）是鍋爐各種熱損失中最大的一項(xiàng)。Q2—化學(xué)不完全燃燒熱損失:煙氣中尚有若干還可以燃燒而未能燃盡的氣體如CO、CH4、H2等，它們未發(fā)出的熱量即屬于化學(xué)不完全燃燒損失。Q3—機(jī)械不完全燃燒熱損失:燃油中的碳元素在未完全燃燒時(shí)形成一些可燃的固體粒子。這些可燃的固體粒子未能燃燒而構(gòu)成的熱損失稱為機(jī)械不完全燃燒熱損失。Q4—散熱損失:鍋爐由于溫度高于周圍大氣而向四周環(huán)境所散失的熱量。散熱損失隨鍋爐蒸發(fā)量的增加而減小。散熱損失機(jī)械不完全燃燒熱損失化學(xué)不完全燃燒熱損失排煙熱損失10%~20%0.3%~0.5%正常燃燒為0，不正常時(shí)0.5%~1%D=2t/h，2.6%；D=100t/h，0.3%最大4.受熱面積（m2）

蒸發(fā)受熱面積（爐水被加熱產(chǎn)生飽和蒸汽的受熱面積）以及過(guò)熱器、空氣預(yù)熱器、經(jīng)濟(jì)器（預(yù)熱給水）等附加設(shè)備的受熱面積。主鍋爐蒸發(fā)受熱面積過(guò)熱器受熱面積空氣預(yù)熱器受熱面積經(jīng)濟(jì)器受熱面積輔鍋爐5.蒸發(fā)率（產(chǎn)汽率kg/m2·h）

單位蒸發(fā)受熱面積每小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量。蒸發(fā)率用于評(píng)價(jià)鍋爐蒸發(fā)受熱面的平均傳熱強(qiáng)度。

蒸發(fā)率越高，鍋爐結(jié)構(gòu)越緊湊。6.爐膛容積熱負(fù)荷（kw/m3

）

每單位爐膛容積在單位時(shí)間內(nèi)燃料燃燒放出的熱量，用符號(hào)qv表示。

qv=BQD/3600Vιkw/m3Vι-爐膛容積，m3

B-每小時(shí)燃料消耗量，kg／h；

QD-燃料的低熱值，kJ／kg；

qv值越大，意味爐膛的容積越小，因而燃油在爐膛內(nèi)燃燒停留時(shí)間越短，爐膛內(nèi)的煙氣平均溫度也越高。

qv是影響燃燒質(zhì)量、鍋爐效率、工作可靠性以及鍋爐尺寸和重量的一個(gè)重要參數(shù)。

并不代表鍋爐效率高。鍋爐蒸發(fā)量的常用單位是_________。A．kg/minB．kg/m2C．kg/m2hD．t/h供應(yīng)飽和蒸汽的輔鍋爐，蒸汽參數(shù)用_________表示。A．蒸汽溫度B．蒸汽壓力C．A或BD．A和B供應(yīng)過(guò)熱蒸汽的鍋爐，蒸汽參數(shù)用_________表示。A．蒸汽溫度B．蒸汽壓力C．A或BD．A和B鍋爐的效率是指同一時(shí)間內(nèi)_________。A．工質(zhì)得到的有效熱量/消耗燃料的發(fā)熱量B．蒸發(fā)鍋水的汽化潛熱/煙氣傳給受熱面的熱量C．工質(zhì)得到的有效熱量/煙氣傳給受熱面熱量D．蒸發(fā)鍋水的汽化潛熱/消耗燃料的發(fā)熱量鍋爐的熱損失中最大的是_________熱損失。A．散熱B．排煙C．化學(xué)不完全燃燒D．機(jī)械不完全燃燒工作良好的鍋爐_________熱損失幾乎為0。A．散熱B．排煙C．化學(xué)不完全燃燒D．機(jī)械不完全燃燒鍋爐的蒸發(fā)率等于_________。A．蒸發(fā)量/鍋爐受熱面積B．蒸發(fā)量/鍋爐蒸發(fā)受熱面積C．蒸發(fā)量/鍋爐附加受熱面積D．蒸發(fā)量/（蒸發(fā)受熱面積+過(guò)熱器受熱面積）鍋爐蒸發(fā)率高意味著_________。A．蒸發(fā)量大B．蒸發(fā)受熱面積大C．效率高D．蒸發(fā)受熱面積平均傳熱系數(shù)大鍋爐蒸發(fā)率的常用單位是_________。A．kg/hB．kg/m2C．kg/m2hD．kg/m3h鍋爐爐膛容積熱負(fù)荷是指爐膛的_________。A．單位時(shí)間燒油量B．單位時(shí)間內(nèi)燃料燃燒放出的熱量C．溫度D．單位容積在單位時(shí)間內(nèi)燃料燃燒放出的熱量爐膛容積熱負(fù)荷的常用單位是_________。A．kJ/m3B．kW/m3C．kW/m3hD．kcal/m3爐膛容積熱負(fù)荷大，并不意味著_________。A．燃油在爐膛燃燒停留時(shí)間短B．爐膛溫度較高C．鍋爐效率高D．鍋爐尺寸較緊湊選擇燃油鍋爐依據(jù)的主要參數(shù)是_________。A．蒸汽參數(shù)B．蒸發(fā)量C．受熱面積D．A和B能表示廢氣鍋爐容量大小的指標(biāo)是_________。A．蒸汽溫度B．蒸汽壓力C．受熱面積D．蒸發(fā)率船用輔鍋爐性能指標(biāo)通常不包括_________。A．蒸發(fā)量B．蒸汽溫度C．蒸汽壓力D．鍋爐效率關(guān)于鍋爐性能參數(shù)的以下說(shuō)法中正確的是_________。A．使用時(shí)的蒸汽壓力絕對(duì)不許超過(guò)標(biāo)示的名義蒸汽壓力B．鍋爐受熱面積即鍋水被加熱產(chǎn)生蒸汽的面積C．蒸發(fā)率越高則效率越高D．爐膛容積熱負(fù)荷高則爐膛內(nèi)工作溫度高第二節(jié)船舶輔鍋爐的結(jié)構(gòu)與附件一、燃油鍋爐[OilFiredBoiler]二、廢氣鍋爐[ExhaustBoiler]三、鍋爐附件[BoilerMountings]四、鍋爐的通風(fēng)[BoilerVentilation]1-鍋殼2-封頭3-爐膽4-出煙口5-燃燒室6-后管板7-前管板8-煙管9-電動(dòng)油泵10-燃燒器11-鼓風(fēng)機(jī)12-煙箱13-汽空間14-集汽管15-停汽閥16-內(nèi)給水管17-檢查門一、燃油鍋爐[OilFiredBoiler]1.立式橫煙管鍋爐煙氣流線輻射受熱面缺點(diǎn)熱效率低<72%工作壓力低<2MPa蒸發(fā)量低<10t/h蒸發(fā)率低，受熱面大蓄水量大點(diǎn)火升汽時(shí)間長(zhǎng)優(yōu)點(diǎn)蓄水蓄熱多，汽壓與水位變動(dòng)慢，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。爐膽外水垢易清除，運(yùn)行時(shí)管壁溫度低。對(duì)水質(zhì)要求不高。二、D型水管鍋爐工作原理1-汽包[SteamDrum]2-水筒[WaterDrum]3-聯(lián)箱4-爐膛5-水冷壁6、7-蒸發(fā)管束8-聯(lián)箱供水管9-水筒供水管10-燃燒器[Burner]11-過(guò)熱器12-經(jīng)濟(jì)器鍋爐的各種受熱面由爐墻和爐衣來(lái)包圍以形成爐膛和煙道，同時(shí)爐膛和爐衣還起隔熱和密封作用。（900℃）耐火磚、隔熱層（硅藻土或石棉板）、密封層（薄鋼板），爐墻和爐衣外表面溫度不應(yīng)超過(guò)60℃。1、鍋爐附件：爐膛和爐衣爐膛的作用：提供足夠的空間，使燃油得以充分燃燒。爐膛內(nèi)的煙氣理論燃燒溫度：約可達(dá)到1700℃左右。爐膛出口煙氣溫度太高的危害：當(dāng)煙氣溫度高于煙氣中灰分的融點(diǎn)溫度，會(huì)使灰分融解，粘附在蒸發(fā)管束的管壁上形成積渣。爐膛出口煙氣溫度太低的危害：燃燒過(guò)程不充分。

D型鍋爐爐膛出口煙氣溫度約為1100℃左右。

2、鍋爐附件：過(guò)熱器（11）

過(guò)熱器用于產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽3、鍋爐附件：經(jīng)濟(jì)器（12）經(jīng)濟(jì)器(省煤器)[Economizer]用來(lái)加熱鍋爐給水，傳熱溫差大，水是強(qiáng)迫對(duì)流，受熱面積小。可提高給水溫度，降低排煙溫度，以提高鍋爐效率。但通風(fēng)阻力增加，給水析氧腐蝕金屬。4、鍋爐附件：空氣預(yù)熱器（13）空氣預(yù)熱器[AirPreheater]在經(jīng)濟(jì)器后，①可提高爐膛溫度，改善燃燒；②提高鍋爐熱效率；③預(yù)熱燃燒用的空氣，降低排煙溫度。但傳熱系數(shù)小，受熱面積應(yīng)較大?？諝忸A(yù)熱器優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)：排煙溫度進(jìn)一步降低，提高鍋爐效率；由于空氣預(yù)熱溫度提高，使?fàn)t膛溫度上升，有利改善燃燒條件。缺：尾部空氣預(yù)熱器受熱面積大使鍋爐裝置的尺寸、造價(jià)增加，管理工作（吹灰、防腐蝕等）也增加。

一般只用于蒸發(fā)量較大、蒸汽參數(shù)較高的大、中型鍋爐才設(shè)置空氣預(yù)熱器。5、鍋爐附件：水冷壁（5）

上接汽包、下接聯(lián)箱，組成水自然循環(huán)的上升管。是主要的輻射受熱面，同時(shí)保護(hù)爐墻不會(huì)過(guò)熱燒毀。光管疏排、密排光管和狹鋼條拼焊棘形水冷壁水冷壁、沸水管和下降管

水冷壁是垂直布置在爐膛壁面上的密集管排，組成水循環(huán)回路的上升管。水冷壁作用

①是鍋爐的主要輻射受熱面，吸收的輻射熱約占全部受熱面?zhèn)鬟f熱量的1／3；

②水冷壁還起到保護(hù)爐墻不致過(guò)熱燒壞的作用。水冷壁的建造

①為了防止在水冷壁管子中發(fā)生汽水分層現(xiàn)象，水冷壁管子水平傾角應(yīng)大于30o，最小不得小于15o；

②水冷壁在汽包處吊掛，可自由向下膨脹。6、鍋爐附件：下降管

下降管管徑較大，不受熱或少受熱的管子為受熱管供水

汽包與聯(lián)箱、汽包與水筒之間不受熱的水管，直徑較粗，用來(lái)增強(qiáng)水自然循環(huán)。7、鍋爐附件：沸水管

沸水管由管束和水冷壁管子組成，前排主要為輻射換熱、后排為對(duì)流換熱。后排沸水管比煙管鍋爐的煙管換熱效果好，因?yàn)闊煔鈾M向沖刷管束，煙氣流速較高。煙管鍋爐的輻射換熱主要發(fā)生在_________。A．煙管B．爐膛C．針形管D．煙箱煙管鍋爐的蒸發(fā)受熱面不包括_________。A．爐膛B．針形管C．煙管D．煙箱煙管鍋爐對(duì)水質(zhì)的要求與水管鍋爐相比_________。A．較低B．較高C．一樣D．視具體結(jié)構(gòu)而定煙管鍋爐運(yùn)行時(shí)汽壓、水位波動(dòng)慢主要是因?yàn)開________。A．蒸發(fā)率低B．工作壓力低C．蒸發(fā)量小D．蓄水量大水管鍋爐的水冷壁是指設(shè)在爐膛壁面的_________。A．用水冷卻的鋼板B．有水強(qiáng)制循環(huán)的管排C．構(gòu)成自然循環(huán)下降管的密集管排D．構(gòu)成自然循環(huán)上升管的密集管排海船建造規(guī)范規(guī)定，鍋爐外表面溫度不應(yīng)大于_________℃。A．50B．60C．70D．80水管鍋爐與煙管鍋爐相比，_________是不對(duì)的。A．蒸發(fā)率較大B．相對(duì)體積、重量較小C．效率較高D．對(duì)水質(zhì)要求較低煙管鍋爐與水管鍋爐相比，_________是不對(duì)的。A．汽壓較穩(wěn)定B．水質(zhì)要求較低C．效率較高D．點(diǎn)火升汽慢水管鍋爐沸水管比煙管鍋爐的煙管換熱效果好是因?yàn)開________。A．主要靠輻射換熱B．煙氣橫向沖刷管束流速較高C．水循環(huán)好D．B和C3．立式直水管鍋爐圖13－6和附圖

蒸發(fā)量為1.8t／h，蒸汽工作壓力0.7MPa，蒸發(fā)率32.1kg／m2·h，效率80％。二、廢氣鍋爐（利用柴油機(jī)排氣的余熱來(lái)產(chǎn)生水蒸氣的鍋爐）

作用：節(jié)約燃油，還可起到柴油機(jī)排氣消音器的作用。

圖13-7

1．廢氣鍋爐的結(jié)構(gòu)型式

按加熱管型式分類：

（1）立式煙管廢氣鍋爐圖13－8

（2）強(qiáng)制循環(huán)盤香管式廢氣鍋爐圖13－9和附圖

（3）熱管式廢氣鍋爐

圖13－10

2．廢氣鍋爐蒸發(fā)量的調(diào)節(jié)

（1）煙氣旁通法圖13–11

（2）改變有效受熱面積法

（3）多余蒸氣冷凝法廢氣鍋爐的多余蒸氣可通過(guò)蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥向冷凝器泄放。

在特殊情況下不得已“空爐”工作，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

①開啟廢氣爐的泄放閥和空氣閥；

②用吹灰器將煙管表面積灰吹除干凈；

③煙氣溫度必須低于350℃；

④重新通水時(shí)應(yīng)避免“熱沖擊”，即主機(jī)負(fù)荷應(yīng)先降低以減小傳熱溫差；循環(huán)水必須逐漸引入；并檢查閥和接頭的聯(lián)接有否松動(dòng)。3．廢氣鍋爐與燃油鍋爐的聯(lián)系（l）二者獨(dú)立圖13－12（a）

特點(diǎn)：運(yùn)行時(shí)管理比較方便，應(yīng)用較多。不過(guò)當(dāng)廢氣鍋爐水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈時(shí)，因其位置較高，航行時(shí)的管理就比較麻煩。（2）廢氣鍋爐為燃油鍋爐的一個(gè)附加受熱面

圖13－12（b）

特點(diǎn)：水位不需調(diào)節(jié)，但須多設(shè)一臺(tái)或兩臺(tái)熱水循環(huán)泵當(dāng)廢氣鍋爐的蒸發(fā)量滿足不了航行用汽需求時(shí)，可與燃油鍋爐合作向外供汽，油船即采用此方式。（3）組合式鍋爐

①聯(lián)合式

圖13－13（a）

②交替式

圖13－13（b）三、鍋爐附件1．水位計(jì)圖13－14有關(guān)水位及水位計(jì)的注意事項(xiàng)如下：

（1）每臺(tái)鍋爐都規(guī)定有最高工作水位、最低工作水位和最低危險(xiǎn)水位。

（2）正常工作時(shí)，鍋爐水位應(yīng)處于最高工作水位與最低工作水位之間。

（3）鍋爐的最低工作水位一般應(yīng)符合如下規(guī)定：

①

水管鍋爐最低工作水位應(yīng)高出最高受熱面不少于100mm（汽包下降管應(yīng)視為受熱面）；

②

橫煙管鍋爐應(yīng)高出燃燒室或煙管頂部不少于75mm，多回程的可適當(dāng)減少；

③

豎煙管鍋爐應(yīng)不低于1／2煙管高度；

④混合式鍋爐應(yīng)高出熱水管不小于50mm。（5）鍋爐隔熱層外表面在與水位表相鄰處應(yīng)設(shè)置最高受熱面標(biāo)志。（6）最高工作水位和最低工作水位都在水位計(jì)顯示范圍內(nèi)，水管鍋爐最低顯示位置應(yīng)位于最低工作水位以下50mm處。（7）工作水位一般位于水位計(jì)中段為宜。（8）通常每臺(tái)鍋爐裝有兩只水位計(jì)，分別布置在左、右兩側(cè)。（9）若兩只水位計(jì)均已損壞，鍋爐應(yīng)立即熄火。（10）水位計(jì)有玻璃管式和玻璃平板式之分。（11）沖洗水位計(jì)的操作步驟和判斷水位的方法(見表13－1。)（12）沖洗水位計(jì)時(shí)應(yīng)注意的是，通水閥和通汽閥同時(shí)關(guān)閉的時(shí)間要盡量短，以防周圍空氣使玻璃冷卻，在隨后通入汽、水時(shí)，玻璃驟然變熱而破裂。在換新玻璃時(shí)，也應(yīng)先稍開一點(diǎn)通汽閥，讓玻璃暖一下，再開大通水閥和通汽閥。2．安全閥

（1）對(duì)安全閥的要求

【根據(jù)《鋼質(zhì)海船八級(jí)與建造規(guī)范》的主要要求】

①每臺(tái)鍋爐本體上應(yīng)裝設(shè)兩個(gè)安全閥，通常組裝在一個(gè)閥體內(nèi)。蒸發(fā)量小于1t/h的輔鍋爐可僅裝一只。裝有過(guò)熱器的鍋爐，過(guò)熱器上亦應(yīng)至少裝一只安全閥。②鍋爐安全閥的開啟壓力可為大于實(shí)際允許工作壓力5％，但不應(yīng)超過(guò)鍋爐設(shè)計(jì)壓力。過(guò)熱器安全閥的開啟壓力應(yīng)低于鍋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)充分燃燒的情況下，煙管鍋爐在15min內(nèi)，水管鍋爐在7min內(nèi)汽壓的升高值應(yīng)不超過(guò)鍋爐設(shè)計(jì)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)該穩(wěn)定且具有較大的提升量。安全閥排氣管的通路面積對(duì)升程在安全閥直徑的l／4以上者，應(yīng)不小于安全閥總面積的2倍，對(duì)其它安全閥應(yīng)不小于1．1倍。安全閥要?jiǎng)幼鳒?zhǔn)確，并保持嚴(yán)密不漏。

注意：安全閥都是經(jīng)過(guò)船舶檢驗(yàn)局調(diào)定后鉛封的，除非經(jīng)過(guò)船檢局特許，船員不能隨意重調(diào)。（2）安全閥的結(jié)構(gòu)

安全閥有直接作用式和先導(dǎo)式兩種。輔鍋爐使用的一般都是直接作用式安全閥。（圖13-15）對(duì)安全閥需要了解：

①降低量

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。[安全閥的壓力降低量可參照表13－2選定。]

②強(qiáng)開安全閥在安全閥的頂部設(shè)置的手動(dòng)強(qiáng)開杠桿，用鋼絲繩分別通至機(jī)艙底層和上甲板，以使必要時(shí)強(qiáng)開安全閥。平時(shí)一般每月手動(dòng)強(qiáng)開一次，以防止安全閥長(zhǎng)期不起跳而咬死。③水壓試驗(yàn)鍋爐本體經(jīng)過(guò)修理或定期檢驗(yàn)時(shí)，要通過(guò)水壓試驗(yàn)檢驗(yàn)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和水密性。水壓試驗(yàn)壓力大大超過(guò)了安全閥的開啟壓力，所以要用專門夾具將安全閥桿頂緊，以免被水壓頂開。不允許用加大彈簧張力的方法來(lái)關(guān)緊安全閥，因?yàn)檫^(guò)度壓縮彈簧對(duì)其是有害的。

鍋爐還裝有至少兩個(gè)壓力表和壓力表閥、兩個(gè)給水閥（蒸發(fā)量小于1t/h的輔鍋爐可僅裝一個(gè)）以及停汽閥、表面排污閥、底部排污閥、取水樣閥、空氣閥（設(shè)在最高處通大氣用，通徑一般為10～15mm）等。四、鍋爐的通風(fēng)

鍋爐的通風(fēng)方式：

①自然通風(fēng)

利用煙囪產(chǎn)生的自然通風(fēng)力去克服空氣和煙氣的流動(dòng)阻力的通風(fēng)。②機(jī)械通風(fēng)

利用風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓去克服空氣和煙氣的流動(dòng)阻力的通風(fēng)。機(jī)械通風(fēng)有三種方式：第一種同時(shí)設(shè)置送風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)，稱為平衡通風(fēng)。（平衡通風(fēng)時(shí)，爐膛出口處煙氣保持20～30Pa的負(fù)壓，以防煙氣漏人艙內(nèi)。）第二種

只設(shè)送風(fēng)機(jī)，稱為壓力通風(fēng)，

采用壓力通風(fēng)時(shí)爐膛和煙道皆為正壓。煙氣可能漏出，會(huì)使周圍環(huán)境的安全和衛(wèi)生條件變差，又增加了鍋爐的排煙損失。

為避免上述缺點(diǎn)可采用兩種改進(jìn)的壓力通風(fēng)方式。一種要專設(shè)氣窯爐艙，用通風(fēng)機(jī)使?fàn)t艙內(nèi)的空氣壓力大干大氣壓力（表壓不大干250Pa），藉此壓力把助燃空氣壓火鍋爐和把煙氣壓出鍋爐。另一種是鍋爐具有空氣夾層爐墻，夾層中助燃空氣的壓力大于爐膛內(nèi)煙氣的壓力，因而防止了煙氣漏入艙內(nèi)，這種方式較為常用。第三種

只設(shè)抽風(fēng)機(jī)，稱為誘導(dǎo)通風(fēng)。（空氣通道、爐膛和煙道的負(fù)壓較大）

抽風(fēng)機(jī)在較高溫度下工作，軸承須用水冷卻，并應(yīng)考慮煙灰對(duì)風(fēng)機(jī)的磨損問(wèn)題。當(dāng)鍋爐在低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，由于煙氣量和空氣量都相應(yīng)的減少，必須對(duì)風(fēng)機(jī)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。小型鍋爐一般都采用在風(fēng)道中加節(jié)流擋板的節(jié)流調(diào)節(jié)法，只有大型鍋爐才采用設(shè)備費(fèi)用高但效率更好的進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)或變速調(diào)節(jié)。

采用機(jī)械通風(fēng)時(shí)，需裝設(shè)一定高度的煙囪。煙囪的作用主要是為了把煙氣中的煙灰送到較高的地方散開，減輕對(duì)船體甲板的污染；產(chǎn)生一定的自然通風(fēng)力。

§13–3船舶鋪鍋爐的燃油設(shè)備及系統(tǒng)一、燃油在鍋爐中的燃燒情況

1．燃油燃燒的特點(diǎn)

見附圖油在爐內(nèi)燃燒的速度取決于①油滴蒸發(fā)速度；（與油滴的蒸發(fā)表面積、油滴周圍介質(zhì)中油氣的分壓力及油溫有關(guān)）

②油氣和空氣相互擴(kuò)散的速度；③油氣氧化速度。2．空氣過(guò)剩系數(shù)

1kg燃油在標(biāo)準(zhǔn)狀況下完全燃燒時(shí)所需的理論空氣量用Vo（Kg/m3）可用下列經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算：

Vo=0.26QD/1000m3/kg

QD燃油的低熱值，一般在39775～41868kJ／kg范圍內(nèi)。近似認(rèn)為Vo=11m3／kg

空氣過(guò)剩系數(shù)（α）

1kg燃油燃燒所用的實(shí)際空氣量Vk與所需的理論空氣量Vo之比稱為空氣過(guò)剩系數(shù)。

α=Vk/Vo

燃油鍋爐合適的空氣過(guò)剩系數(shù)一般為l.05～1.2。

3．燃油在爐膛中的燃燒過(guò)程

燃燒過(guò)程兩個(gè)階段：

（1）準(zhǔn)備階段:霧化的油滴被迅速加熱、氣化、與空氣相混合，同時(shí)進(jìn)行熱分解；

（2）燃燒階段:油氣與空氣的混合氣體的濃度達(dá)到一定數(shù)值，并被加熱到一定溫度，通過(guò)明火著火燃燒。解釋：一次風(fēng)（根部風(fēng)）

緊貼著噴油器吹出，稱為一次風(fēng)作用:保證油霧一離開噴油器就有一定量的空氣與之混合，從而減少產(chǎn)生碳黑的可能性。二次風(fēng)風(fēng)沿爐墻噴火口外圍進(jìn)人爐膛，稱為二次風(fēng)。作用:主要是供給燃燒所需的大部分空氣。擴(kuò)張角:空氣可經(jīng)配風(fēng)器的斜向葉葉形成與油霧反向旋轉(zhuǎn)的氣流，以利于油的蒸發(fā)和與空氣的混合。旋轉(zhuǎn)氣流在離心力作用下向外擴(kuò)張．形成的角度稱為擴(kuò)張角。

氣流旋轉(zhuǎn)越強(qiáng)烈，擴(kuò)張角越大。這樣氣流中心便形成低壓，吸引爐膛內(nèi)高溫?zé)煔饣亓?，形成回流區(qū)。回流區(qū)內(nèi)高溫?zé)煔饧铀倭擞挽F的蒸發(fā)、升溫、分解和與空氣混合，進(jìn)而著火燃燒。4．保證燃燒質(zhì)量的主要因素

（1）油的霧化質(zhì)量良好油滴霧化得越細(xì)，分布均勻性越好，則油滴的蒸發(fā)速度越快，與空氣混合也越好。

見附圖（2）要有適量的一次風(fēng)和二次風(fēng)一次風(fēng)量約占總風(fēng)量的10％～30％、風(fēng)速在10～40m／s為宜。太少則油霧在著火前就會(huì)在高溫缺氧條件下裂解，產(chǎn)生大量碳黑，煙囪冒黑煙；太多又會(huì)因火炬根部風(fēng)速過(guò)高而著火困難，甚至將火炬吹滅。

二次風(fēng)量大小關(guān)系到過(guò)?？諝庀禂?shù)合適與否，直接影響不完全燃燒損失和排煙損失。（3）油霧和空氣應(yīng)該混合均勻，著火前沿的位置和長(zhǎng)度應(yīng)合適著火前沿如離燃燒器大近，則可能使噴火口和燃燒器過(guò)熱燒壞；太遠(yuǎn)又會(huì)因氣流速度衰減，與油氣混合的強(qiáng)烈程度減弱，以至火炬拖長(zhǎng)，燃燒不良。（4）爐膛容積熱負(fù)荷要適合太高會(huì)使油在爐膛停留時(shí)間太短來(lái)不及完全燃燒；太低又不能保證足夠高的爐膛煙氣溫度，也不利于完全燃燒。二、燃燒器

(主要由噴油器、配風(fēng)器及電點(diǎn)火器等部件組成)

1.噴油器（俗稱油槍或油頭）

作用

控制噴入爐內(nèi)燃油的數(shù)量；將燃油霧化，保證在爐膛內(nèi)的燃燒質(zhì)量。對(duì)噴油器的主要要求：

（1）有較大的調(diào)節(jié)幅度（即最大噴油量與最小噴油量之比）以適應(yīng)不同蒸發(fā)量的需要；（2）在要求的噴油量范圍內(nèi)，獲得盡可能細(xì)的油滴，以利于燃燒；

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?。挫F化粒度）的指標(biāo)。

希望直徑為50μm的油滴能占85％以上，并且不要出現(xiàn)200um以上的大油滴。（3）油霧的分布要有一個(gè)適當(dāng)?shù)撵F化角，以適合配風(fēng)器的要求；附圖

油霧離開噴油器后立即擴(kuò)張，形成空心的圓錐形，其圓錐的頂角叫做霧化角。（4）油霧流的流量密度分布要合適；

油霧流的流量密度單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)垂直于油霧流軸向速度的單位面積上的燃油體積．稱為油霧流的流量密度，單位是cm3／cm2.s。

流量密度沿著圓周方向的分布應(yīng)當(dāng)均勻，并避免在油霧流中心部分有較大的流量密度。（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，操作和調(diào)節(jié)方便，檢修和清洗容易，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。噴油器

：（1）壓力式噴油器圖13－16

和圖13-17影響壓力式噴油器霧化質(zhì)量的主要因素有：①油壓噴油器前的油壓越高，則油的噴出速度越快，紊流脈動(dòng)越強(qiáng)烈，霧化質(zhì)量就越好。但油壓超過(guò)2MPa以后，霧化質(zhì)量的改善并不明顯，耗能卻增加，一般船用燃油鍋爐燃油系統(tǒng)的最高壓力多不超過(guò)2～3MPa。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，形成的油膜越薄，則霧化質(zhì)量越好。故每個(gè)噴嘴的噴油量不宜過(guò)大。③油流旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)烈程度在旋渦室旋轉(zhuǎn)越強(qiáng)烈，噴孔處氣體旋渦的直徑就越大，形成的油膜也越薄，同時(shí)油流中的紊流脈動(dòng)也越強(qiáng)烈，因而有利于霧化。④油的粘度

油的粘度越小，油流分子間的摩擦力越小，則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，因而霧化質(zhì)量越好。要求的粘度？壓力式噴油器噴油量的調(diào)節(jié)有三種方法：

①改變噴油壓力；說(shuō)明②變換使用噴孔直徑不同的噴嘴（或噴油器