第二十一讲：锅炉1

1、课题七：船舶辅助锅炉课题七：船舶辅助锅炉 第一节第一节 船舶辅助锅炉的基本参数船舶辅助锅炉的基本参数 第二节第二节 船舶辅锅炉的结构与附件船舶辅锅炉的结构与附件 第二十一讲第二十一讲 一、锅炉在船舶动力装置中的作用一、锅炉在船舶动力装置中的作用 主锅炉主锅炉：锅炉产生的高温高压过热蒸汽用于锅炉产生的高温高压过热蒸汽用于驱动驱动 主蒸汽轮机，以推动船舶前进主蒸汽轮机，以推动船舶前进，这种锅炉称为主锅炉。，这种锅炉称为主锅炉。 辅锅炉辅锅炉：在柴油机动力装置的船舶上，锅炉产生在柴油机动力装置的船舶上，锅炉产生 的饱和蒸汽的饱和蒸汽仅用于驱动辅蒸汽轮机、加热燃油、滑油仅用于驱动辅蒸汽轮机、加热燃油、

2、滑油 及满足日常生活的需要及满足日常生活的需要，这种锅炉称为辅锅炉，这种锅炉称为辅锅炉。 二、锅炉的分类二、锅炉的分类 1.1.按锅炉结构分类按锅炉结构分类 烟管烟管( (火管火管) )锅炉锅炉Smoke-tube Boiler 水管锅炉水管锅炉Water-tube Boiler 混合式锅炉混合式锅炉Composite Boiler：部分：部分 烟管，部分水管烟管，部分水管 2.2.按锅炉按锅炉水循环方法水循环方法分类分类 自然循环锅炉自然循环锅炉Natural Circulating Boiler ：管内水的管内水的 流动由于流动由于密度差密度差产生。产生。 强制循环锅炉强制循环锅炉Forc

3、ed Circulating Boiler ：管内水管内水 的流动借助的流动借助泵泵来实现。来实现。 3.3.按蒸汽工作压力高低分类按蒸汽工作压力高低分类 高压锅炉高压锅炉 中高压锅炉中高压锅炉 中压锅炉中压锅炉 低压锅炉低压锅炉 P6.0MPa 4.0MPaP6.0MPa 2.0MPaP4.0MPa P2.0MPa 三、锅炉主要性能指标三、锅炉主要性能指标 锅炉的主要性能指标有：锅炉的主要性能指标有： 蒸发量、蒸汽参数（压力、蒸发量、蒸汽参数（压力、 温度）、锅炉温度）、锅炉 效率、受热面积及蒸发率、炉膛容积热负荷效率、受热面积及蒸发率、炉膛容积热负荷 等。等。 （选择燃油锅炉的依据主要是蒸

4、发量和蒸汽参数）（选择燃油锅炉的依据主要是蒸发量和蒸汽参数） （选择废气锅炉的依据则是受热面积和蒸汽工作压力）（选择废气锅炉的依据则是受热面积和蒸汽工作压力） 1蒸发量（产汽量）蒸发量（产汽量） 在设计状态下，锅炉每小时产生的蒸汽量称为蒸发量，在设计状态下，锅炉每小时产生的蒸汽量称为蒸发量， 通常用符号通常用符号D D表示，单位是表示，单位是Kg/hKg/h或或t th h。 2蒸汽参数蒸汽参数 当锅炉供应饱和蒸汽时，蒸汽参数用蒸汽的工作压力当锅炉供应饱和蒸汽时，蒸汽参数用蒸汽的工作压力 （单位为（单位为MPaMPa）来表示；）来表示； 当锅炉向外供应过热蒸汽时，用蒸汽工作压力和蒸汽温当锅炉向

5、外供应过热蒸汽时，用蒸汽工作压力和蒸汽温 度来表示。度来表示。 注意：注意：锅炉一般标注锅炉一般标注名义工作压力名义工作压力，使用的工作压力使用的工作压力 范围上限可稍超过它范围上限可稍超过它，但不应超过锅炉的最大许用工作压，但不应超过锅炉的最大许用工作压 力（力（设计压力设计压力）。）。 3锅炉效率锅炉效率 把给水变为蒸汽所得到的有效热量与向锅炉内所供应把给水变为蒸汽所得到的有效热量与向锅炉内所供应 的热量之比叫做锅炉效率的热量之比叫做锅炉效率，用符号，用符号表示。表示。 D gq BQ hhD )( 给水比焓 蒸汽比焓锅炉供应的各种 参数蒸汽的蒸发 量 每小时燃料消耗 量 燃料的低热 值

6、另一种表示方式：另一种表示方式：可用向锅炉供入的热量减去各种热损失来表可用向锅炉供入的热量减去各种热损失来表 示，所以锅炉效率又可表示为：示，所以锅炉效率又可表示为： = B QD - B（Q1 Q2 Q3 Q4 ）/ B QD = 1 -q q - q - 相对热损失（用百分比表示的热损失）相对热损失（用百分比表示的热损失） Q Q1 1 排烟热损失（排烟热损失（kJkJkgkg） 是是锅炉各种热损失中最大的一项锅炉各种热损失中最大的一项。 Q Q2 2 化学不完全燃烧热损失 化学不完全燃烧热损失: :烟气中尚有若干还可以燃烧而未烟气中尚有若干还可以燃烧而未 能燃尽的气体如能燃尽的气体如 C

7、OCO、CHCH4 4、H H2 2等，它们未发出的热量即属于化学不等，它们未发出的热量即属于化学不 完全燃烧损失。完全燃烧损失。 Q3Q3机械不完全燃烧热损失机械不完全燃烧热损失: : 燃油中的碳元素在未完全燃烧时燃油中的碳元素在未完全燃烧时 形成一些可燃的固体粒子。这些可燃的固体粒子未能燃烧而构成的形成一些可燃的固体粒子。这些可燃的固体粒子未能燃烧而构成的 热损失称为机械不完全燃烧热损失。热损失称为机械不完全燃烧热损失。 Q4Q4散热损失散热损失: :锅炉由于温度高于周围大气而向四周环境所散失锅炉由于温度高于周围大气而向四周环境所散失 的热量。散热损失随锅炉蒸发量的增加而减小。的热量。散热

8、损失随锅炉蒸发量的增加而减小。 )(1 )( 4321 4321 qqqq BQ QQQQBBQ D D 散热损失 机械不完全燃烧热损失 化学不完全燃烧热损失 排烟热损失 10%20% 0.3%0.5% 正常燃烧为0，不正常时0.5%1% D=2t/h，2.6%； D=100t/h，0.3% 最大 4.4.受热面积（受热面积（m2 m2 ） 蒸发受热面积（蒸发受热面积（炉水被加热产生饱和蒸汽的受热面积炉水被加热产生饱和蒸汽的受热面积） 以及以及过热器、空气预热器、经济器（预热给水）过热器、空气预热器、经济器（预热给水）等附加设等附加设 备的受热面积。备的受热面积。 主锅炉 蒸发受热面积 过热器

9、受热面积 空气预热器受热面积 经济器受热面积 辅锅炉 5.蒸发率（蒸发率（产汽率产汽率kg /m2 h） 单位蒸发受热面积每小时产生的蒸汽量。单位蒸发受热面积每小时产生的蒸汽量。 蒸发率用于评价蒸发率用于评价 锅炉蒸发受热面的平均传热强度。锅炉蒸发受热面的平均传热强度。 蒸发率越高，锅炉结构越紧凑。蒸发率越高，锅炉结构越紧凑。 6.6.炉膛容积热负荷（炉膛容积热负荷（ kw/mkw/m3 3 ） 每单位炉膛容积在单位时间内燃料燃烧放出的热量，每单位炉膛容积在单位时间内燃料燃烧放出的热量， 用符号用符号q qv v表示表示 。 q qv v = B Q= B QD D /3600V /3600V

10、 kw/m kw/m3 3 V V - - 炉膛容积，炉膛容积，m m3 3 B - B - 每小时燃料消耗量，每小时燃料消耗量，kgkgh h； Q QD D - - 燃料的低热值，燃料的低热值，kJkJkgkg； q qv v值越大，意味炉膛的容积越小，因而燃油在炉膛内值越大，意味炉膛的容积越小，因而燃油在炉膛内 燃烧停留时间越短，炉膛内的烟气平均温度也越高。燃烧停留时间越短，炉膛内的烟气平均温度也越高。 q qv v是影响燃烧质量、锅炉效率、工作可靠性以及锅炉是影响燃烧质量、锅炉效率、工作可靠性以及锅炉 尺寸和重量的一个重要参数。尺寸和重量的一个重要参数。 并并不代表锅炉效率高不代表锅炉

11、效率高。 锅炉蒸发量的常用单位是锅炉蒸发量的常用单位是_。 Akg/min Bkg/m2 Ckg/m2 h Dt/h 供应饱和蒸汽的辅锅炉，蒸汽参数用供应饱和蒸汽的辅锅炉，蒸汽参数用_表示。表示。 A蒸汽温度 B蒸汽压力 CA或B DA和B 供应过热蒸汽的锅炉，蒸汽参数用供应过热蒸汽的锅炉，蒸汽参数用_表示。表示。 A蒸汽温度 B蒸汽压力 CA或B DA和B 锅炉的效率是指同一时间内锅炉的效率是指同一时间内_。 A工质得到的有效热量/消耗燃料的发热量 B蒸发锅水的汽化潜热/烟气传给受热面的热量 C工质得到的有效热量/烟气传给受热面热量 D蒸发锅水的汽化潜热/消耗燃料的发热量 锅炉的热损失中最大

12、的是锅炉的热损失中最大的是_热损失。热损失。 A散热 B排烟 C化学不完全燃烧 D机械不完全燃烧 工作良好的锅炉工作良好的锅炉_热损失几乎为热损失几乎为0。 A散热 B排烟 C化学不完全燃烧 D机械不完全燃烧 锅炉的蒸发率等于锅炉的蒸发率等于_。 A蒸发量/锅炉受热面积 B蒸发量/锅炉蒸发受热面积 C蒸发量/锅炉附加受热面积 D蒸发量/（蒸发受热面积+过热器受热面积） 锅炉蒸发率高意味着锅炉蒸发率高意味着_。 A蒸发量大 B蒸发受热面积大 C效率高 D蒸发受热面积平均传热系数大 锅炉蒸发率的常用单位是锅炉蒸发率的常用单位是_。 Akg/h Bkg/m2 Ckg/m2 h Dkg/m3h 锅炉炉

13、膛容积热负荷是指炉膛的锅炉炉膛容积热负荷是指炉膛的_。 A单位时间烧油量 B单位时间内燃料燃烧放出的热量 C温度 D单位容积在单位时间内燃料燃烧放出的热量 炉膛容积热负荷的常用单位是炉膛容积热负荷的常用单位是_。 AkJ/m3 BkW/m3 CkW/m3h Dkcal/m3 炉膛容积热负荷大，并不意味着炉膛容积热负荷大，并不意味着_。 A燃油在炉膛燃烧停留时间短 B炉膛温度较高 C锅炉效率高 D锅炉尺寸较紧凑 选择燃油锅炉依据的主要参数是选择燃油锅炉依据的主要参数是_。 A蒸汽参数 B蒸发量 C受热面积 DA和B 能表示废气锅炉容量大小的指标是能表示废气锅炉容量大小的指标是_。 A蒸汽温度 B

14、蒸汽压力 C受热面积 D蒸发率 船用辅锅炉性能指标通常不包括船用辅锅炉性能指标通常不包括_。 A蒸发量 B蒸汽温度 C蒸汽压力 D锅炉效率 关于锅炉性能参数的以下说法中正确的是关于锅炉性能参数的以下说法中正确的是_。 A使用时的蒸汽压力绝对不许超过标示的名义蒸汽压力 B锅炉受热面积即锅水被加热产生蒸汽的面积 C蒸发率越高则效率越高 D炉膛容积热负荷高则炉膛内工作温度高 第二节 船舶辅锅炉的结构与附件 一、燃油锅炉Oil Fired Boiler 二、废气锅炉Exhaust Boiler 三、锅炉附件Boiler Mountings 四、锅炉的通风Boiler Ventilation 1-锅壳

15、2-封头 3-炉胆 4-出烟口 5-燃烧室 6-后管板 7-前管板 8-烟管 9-电动油泵 10-燃烧器 11-鼓风机 12-烟箱 13-汽空间 14-集汽管 15-停汽阀 16-内给水管 17-检查门 一、燃油锅炉一、燃油锅炉Oil Fired Boiler 1.立式横烟管锅炉 烟气流线 辐射受热面 缺点 热效率低72% 工作压力低2MPa 蒸发量低10t/h 蒸发率低，受热面大 蓄水量大 点火升汽时间长 优点 蓄水蓄热多，汽压与水位变动慢，易实现自 动控制。炉胆外水垢易清除，运行时管壁温 度低。对水质要求不高。 二、二、D型水管锅炉工作原理型水管锅炉工作原理 1-汽包Steam Drum

16、2-水筒Water Drum 3-联箱 4-炉膛 5-水冷壁 6、7-蒸发管束 8-联箱供水管 9-水筒供水管 10-燃烧器Burner 11-过热器 12-经济器 锅炉的各种受热面由炉锅炉的各种受热面由炉 墙和炉衣来包围以形成墙和炉衣来包围以形成 炉膛和烟道，同时炉膛炉膛和烟道，同时炉膛 和炉衣还起隔热和密封和炉衣还起隔热和密封 作用。（作用。（900）耐火砖耐火砖、 隔热层（硅藻土或石棉隔热层（硅藻土或石棉 板）、密封层（薄钢板）、密封层（薄钢 板），炉墙和炉衣外表板），炉墙和炉衣外表 面温度不应超过面温度不应超过60 。 1、锅炉附件：炉、锅炉附件：炉 膛和炉衣膛和炉衣 炉膛的作用：炉膛

17、的作用： 提供足够的空间，使燃油得以充分燃烧。提供足够的空间，使燃油得以充分燃烧。 炉膛内的烟气理论燃烧温度：炉膛内的烟气理论燃烧温度：约可达到约可达到1700 1700 左右。左右。 炉膛出口烟气温度太高的危害：炉膛出口烟气温度太高的危害： 当烟气温度高于烟气中灰分的融当烟气温度高于烟气中灰分的融 点温度，会使灰分融解，粘附在蒸发管束的管壁上形成积渣。点温度，会使灰分融解，粘附在蒸发管束的管壁上形成积渣。 炉膛出口烟气温度太低的危害：炉膛出口烟气温度太低的危害：燃烧过程不充分。燃烧过程不充分。 D D型锅炉炉膛出口烟气温度约为型锅炉炉膛出口烟气温度约为1100 1100 左右。左右。 2、锅

18、炉附件：过、锅炉附件：过 热器（热器（11） 过热器用于产生过热器用于产生 过热蒸汽过热蒸汽 3、锅炉附件：经济器（、锅炉附件：经济器（12） 经济器经济器(省煤器省煤器)Economizer 用来加热锅炉给水，传热温差用来加热锅炉给水，传热温差 大，水是强迫对流，受热面积大，水是强迫对流，受热面积 小。小。可提高给水温度，降低排可提高给水温度，降低排 烟温度，以提高锅炉效率。烟温度，以提高锅炉效率。但但 通风阻力增加，给水析氧腐蚀通风阻力增加，给水析氧腐蚀 金属。金属。 4、锅炉附件：空、锅炉附件：空 气预热器（气预热器（13） 空气预热器空气预热器Air Preheater 在经济器后，在

19、经济器后，可提高炉膛可提高炉膛 温度，改善燃烧；温度，改善燃烧；提高锅提高锅 炉热效率；炉热效率；预热燃烧用的预热燃烧用的 空气，降低排烟温度空气，降低排烟温度。但传。但传 热系数小，受热面积应较大。热系数小，受热面积应较大。 空气预热器优缺点空气预热器优缺点 优：优：排烟温度进一步降低，提高锅炉效率；由于空气预热排烟温度进一步降低，提高锅炉效率；由于空气预热 温度提高，使炉膛温度上升，有利改善燃烧条件温度提高，使炉膛温度上升，有利改善燃烧条件。 缺：缺：尾部空气预热器受热面积大使锅炉装置的尺寸、造价尾部空气预热器受热面积大使锅炉装置的尺寸、造价 增加，管理工作（吹灰、防腐蚀等）也增加。增加，

20、管理工作（吹灰、防腐蚀等）也增加。 一般只用于蒸发量较大、蒸汽参数较高的大、中型锅炉才一般只用于蒸发量较大、蒸汽参数较高的大、中型锅炉才 设置空气预热器。设置空气预热器。 5、锅炉附件：水冷壁（、锅炉附件：水冷壁（5） 上接汽包、下接联箱，组成水自然 循环的上升管。是主要的辐射受热面， 同时保护炉墙不会过热烧毁。 光管疏排、密排光管疏排、密排光管和狭钢条拼焊 棘形水冷壁 水冷壁、沸水管和下降管水冷壁、沸水管和下降管 水冷壁水冷壁 是垂直布置在炉膛壁面上的密集管排，是垂直布置在炉膛壁面上的密集管排，组成水循环回组成水循环回 路的上升管。路的上升管。 水冷壁作用水冷壁作用 是锅炉的主要辐射受热面，

21、吸收的辐射热约占全部受热面传是锅炉的主要辐射受热面，吸收的辐射热约占全部受热面传 递热量的递热量的1 13 3； 水冷壁还起到保护炉墙不致过热烧坏的作用。水冷壁还起到保护炉墙不致过热烧坏的作用。 水冷壁的建造水冷壁的建造 为了防止在水冷壁管子中发生汽水分层现象，水冷壁管子水为了防止在水冷壁管子中发生汽水分层现象，水冷壁管子水 平倾角应大于平倾角应大于3030o o，最小不得小于，最小不得小于1515o o； 水冷壁在汽包处吊挂，可自由向下膨胀。水冷壁在汽包处吊挂，可自由向下膨胀。 6、锅炉附件：下降管、锅炉附件：下降管 下降管管径较大，不下降管管径较大，不 受热或少受热的管子为受受热或少受热的

22、管子为受 热管供水热管供水 汽包与联箱、汽包与汽包与联箱、汽包与 水筒水筒之间不受热的水管，之间不受热的水管， 直径较粗，用来直径较粗，用来增强水自增强水自 然循环然循环。 7、锅炉附件：沸水管、锅炉附件：沸水管 沸水管沸水管 由管束和水冷由管束和水冷 壁管子组成，前排主要为壁管子组成，前排主要为 辐射换热、后排为对流换辐射换热、后排为对流换 热热。后排沸水管比烟管锅。后排沸水管比烟管锅 炉的烟管换热效果好，因炉的烟管换热效果好，因 为为烟气横向冲刷管束，烟烟气横向冲刷管束，烟 气流速较高气流速较高。 烟管锅炉的辐射换热主要发生在烟管锅炉的辐射换热主要发生在_。 A烟管烟管 B炉膛炉膛 C针形

23、管针形管 D烟箱烟箱 烟管锅炉的蒸发受热面不包括烟管锅炉的蒸发受热面不包括_。 A炉膛炉膛 B针形管针形管 C烟管烟管 D烟箱烟箱 烟管锅炉对水质的要求与水管锅炉相比烟管锅炉对水质的要求与水管锅炉相比_。 A较低较低 B较高较高 C一样一样 D视具体结构而定视具体结构而定 烟管锅炉运行时汽压、水位波动慢主要是因为烟管锅炉运行时汽压、水位波动慢主要是因为_。 A蒸发率低蒸发率低 B工作压力低工作压力低 C蒸发量小蒸发量小 D蓄水量大蓄水量大 水管锅炉的水冷壁是指设在炉膛壁面的水管锅炉的水冷壁是指设在炉膛壁面的_。 A用水冷却的钢板用水冷却的钢板 B有水强制循环的管排有水强制循环的管排 C构成自然

24、循环下降管的密集管排构成自然循环下降管的密集管排 D构成自然循环上升管的密集管排构成自然循环上升管的密集管排 海船建造规范规定，锅炉外表面温度不应大于海船建造规范规定，锅炉外表面温度不应大于_。 A50 B60 C70 D80 水管锅炉与烟管锅炉相比，水管锅炉与烟管锅炉相比，_是不对的。是不对的。 A蒸发率较大蒸发率较大 B相对体积、重量较小相对体积、重量较小 C效率较高效率较高 D对水质要求较低对水质要求较低 烟管锅炉与水管锅炉相比，烟管锅炉与水管锅炉相比，_是不对的。是不对的。 A汽压较稳定汽压较稳定 B水质要求较低水质要求较低 C效率较高效率较高 D点火升汽慢点火升汽慢 水管锅炉沸水管比

25、烟管锅炉的烟管换热效果好是因为水管锅炉沸水管比烟管锅炉的烟管换热效果好是因为_。 A主要靠辐射换热主要靠辐射换热 B烟气横向冲刷管束流速较高烟气横向冲刷管束流速较高 C水循环好水循环好 DB和和C 3立式直水管锅炉立式直水管锅炉 图图136 和和 附图附图 蒸发量为蒸发量为 1.8 t1.8 th h，蒸汽工作压力，蒸汽工作压力 0.7 MPa0.7 MPa，蒸，蒸 发率发率 32.1 kg32.1 kgmm2 2 h h，效率，效率 8080。 二、废气锅炉二、废气锅炉 （利用柴油机排气的余热来产生水蒸（利用柴油机排气的余热来产生水蒸 气的锅炉）气的锅炉） 作用：作用：节约燃油，还可起到柴油

26、机排气消音器的作用。节约燃油，还可起到柴油机排气消音器的作用。 图图13-7 1废气锅炉的结构型式废气锅炉的结构型式 按加热管型式分类按加热管型式分类 ： （1）立式烟管废气锅炉）立式烟管废气锅炉 图图138 （2）强制循环盘香管式废气锅炉）强制循环盘香管式废气锅炉 图图139 和和 附图附图 （3）热管式废气锅炉）热管式废气锅炉 图图1310 2废气锅炉蒸发量的调节废气锅炉蒸发量的调节 （1）烟气旁通法）烟气旁通法 图图13 11 （2）改变有效受热面积法）改变有效受热面积法 （3）多余蒸气冷凝法）多余蒸气冷凝法 废气锅炉的多余蒸气可通过废气锅炉的多余蒸气可通过 蒸汽压力调节阀向冷凝器泄放。

27、蒸汽压力调节阀向冷凝器泄放。 在特殊情况下不得已在特殊情况下不得已“空炉空炉”工作，应注意以下事项工作，应注意以下事项： 开启废气炉的泄放阀和空气阀；开启废气炉的泄放阀和空气阀； 用吹灰器将烟管表面积灰吹除干净；用吹灰器将烟管表面积灰吹除干净； 烟气温度必须低于烟气温度必须低于350350； 重新通水时应避免重新通水时应避免“热冲击热冲击”，即主机负荷应先降，即主机负荷应先降 低以减小传热温差；循环水必须逐渐引入；并检查阀低以减小传热温差；循环水必须逐渐引入；并检查阀 和接头的联接有否松动。和接头的联接有否松动。 3废气锅炉与燃油锅炉的联系废气锅炉与燃油锅炉的联系 （l）二者独立）二者独立 图

28、图1312（a） 特点特点：运行时管理比较方便，应用较多。不过当废气锅：运行时管理比较方便，应用较多。不过当废气锅 炉水位调节系统失灵时，因其位置较高，航行时的管理炉水位调节系统失灵时，因其位置较高，航行时的管理 就比较麻烦就比较麻烦 。 （2）废气锅炉为燃油锅炉的一个附加受热面）废气锅炉为燃油锅炉的一个附加受热面 图图1312（b） 特点：特点：水位不需调节，但须多设一台或两台热水循环泵水位不需调节，但须多设一台或两台热水循环泵 当废气锅炉的蒸发量满足不了航行用汽需求时，可与燃当废气锅炉的蒸发量满足不了航行用汽需求时，可与燃 油锅炉合作向外供汽，油船即采用此方式。油锅炉合作向外供汽，油船即采

29、用此方式。 （3）组合式锅炉）组合式锅炉 联合式联合式图图1313 （a） 交替式交替式图图1313（b） 三、锅炉附件三、锅炉附件 1水位计水位计 图图1314 有关水位及水位计的注意事项如下：有关水位及水位计的注意事项如下： （1 1）每台锅炉都规定有最高工作水位、最低工作水位每台锅炉都规定有最高工作水位、最低工作水位 和最低危险水位。和最低危险水位。 （2 2）正常工作时，锅炉水位应处于最高工作水位与最正常工作时，锅炉水位应处于最高工作水位与最 低工作水位之间。低工作水位之间。 （3 3）锅炉的最低工作水位一般应符合如下规定：锅炉的最低工作水位一般应符合如下规定： 水管锅炉最低工作水位应

30、高出最高受热面不少于水管锅炉最低工作水位应高出最高受热面不少于 100mm100mm（汽包下降管应视为受热面）；（汽包下降管应视为受热面）； 横烟管锅炉应高出燃烧室或烟管顶部不少于横烟管锅炉应高出燃烧室或烟管顶部不少于75 mm75 mm， 多回程的可适当减少；多回程的可适当减少； 竖烟管锅炉应不低于竖烟管锅炉应不低于1 12 2烟管高度；烟管高度； 混合式锅炉应高出热水管不小于混合式锅炉应高出热水管不小于 50 mm50 mm。 （5 5）锅炉隔热层外表面在与水位表相邻处应设置最高锅炉隔热层外表面在与水位表相邻处应设置最高 受热面标志。受热面标志。 （6 6）最高工作水位和最低工作水位都在水

31、位计显示范最高工作水位和最低工作水位都在水位计显示范 围内，水管锅炉最低显示位置应位于最低工作水位以围内，水管锅炉最低显示位置应位于最低工作水位以 下下50 mm50 mm处。处。 （7 7）工作水位一般位于水位计中段为宜。工作水位一般位于水位计中段为宜。 （8 8）通常每台锅炉装有两只水位计，分别布置在左、通常每台锅炉装有两只水位计，分别布置在左、 右两侧。右两侧。 （9 9）若两只水位计均已损坏，锅炉应立即熄火。若两只水位计均已损坏，锅炉应立即熄火。 （1010）水位计有玻璃管式和玻璃平板式之分。水位计有玻璃管式和玻璃平板式之分。 （1111）冲洗水位计的操作步骤和判断水位的方法冲洗水位计

32、的操作步骤和判断水位的方法( (见表见表 13131 1。) ) （1212）冲洗水位计时应注意的是，通水阀和通汽阀同冲洗水位计时应注意的是，通水阀和通汽阀同 时关闭的时间要尽量短，以防周围空气使玻璃冷却，时关闭的时间要尽量短，以防周围空气使玻璃冷却， 在随后通入汽、水时，玻璃骤然变热而破裂。在换新在随后通入汽、水时，玻璃骤然变热而破裂。在换新 玻璃时，也应先稍开一点通汽阀，让玻璃暖一下，再玻璃时，也应先稍开一点通汽阀，让玻璃暖一下，再 开大通水阀和通汽阀。开大通水阀和通汽阀。 2安全阀安全阀 （1 1）对安全阀的要求）对安全阀的要求 【根据【根据钢质海船八级与建造规范钢质海船八级与建造规范的

33、主要要求的主要要求】 每台锅炉本体上应装设两个安全阀，通常组装在每台锅炉本体上应装设两个安全阀，通常组装在 一个阀体内。蒸发量小于一个阀体内。蒸发量小于1 t/h1 t/h的辅锅炉可仅装一只。的辅锅炉可仅装一只。 装有过热器的锅炉，过热器上亦应至少装一只安全阀。装有过热器的锅炉，过热器上亦应至少装一只安全阀。 锅炉安全阀的开启压力可为大于实际允许工作压锅炉安全阀的开启压力可为大于实际允许工作压 力力5 5，但不应超过锅炉设计压力。过热器安全阀的，但不应超过锅炉设计压力。过热器安全阀的 开启压力应低于锅炉安全阀的开启压力。开启压力应低于锅炉安全阀的开启压力。 安全阀开启后应能通畅地排出蒸汽，以保

34、证在蒸汽安全阀开启后应能通畅地排出蒸汽，以保证在蒸汽 阀关闭和炉内充分燃烧的情况下，烟管锅炉在阀关闭和炉内充分燃烧的情况下，烟管锅炉在 15 15 minmin内，水管锅炉在内，水管锅炉在 7 min7 min内汽压的升高值应不超内汽压的升高值应不超 过锅炉设计压力的过锅炉设计压力的 1010。所以安全阀不但应有足够。所以安全阀不但应有足够 大的直径，而且开启后应该稳定且具有较大的提升大的直径，而且开启后应该稳定且具有较大的提升 量。安全阀排气管的通路面积对升程在安全阀直径量。安全阀排气管的通路面积对升程在安全阀直径 的的l l4 4以上者，应不小于安全阀总面积的以上者，应不小于安全阀总面积的

35、2 2倍，对倍，对 其它安全阀应不小于其它安全阀应不小于1 11 1倍。倍。 安全阀要动作准确，并保持严密不漏。安全阀要动作准确，并保持严密不漏。 注意：安全阀都是经过船舶检验局调定后铅封的，除注意：安全阀都是经过船舶检验局调定后铅封的，除 非经过船检局特许，船员不能随意重调。非经过船检局特许，船员不能随意重调。 （2）安全阀的结构）安全阀的结构 安全阀有直接作用式和先导式两种。辅锅炉使用安全阀有直接作用式和先导式两种。辅锅炉使用 的一般都是直接作用式安全阀。的一般都是直接作用式安全阀。（图（图13 - 1513 - 15） 对安全阀需要了解：对安全阀需要了解： 降低量降低量 即安全阀的关闭汽

36、压要低于开启汽压，即安全阀的关闭汽压要低于开启汽压， 这一压力差值称为降低量。这一压力差值称为降低量。 安全阀的压力降低量可安全阀的压力降低量可 参照表参照表13132 2选定。选定。 强开安全阀强开安全阀 在安全阀的顶部设置的手动强开杠杆，在安全阀的顶部设置的手动强开杠杆， 用钢丝绳分别通至机舱底层和上甲板，以使必要时强用钢丝绳分别通至机舱底层和上甲板，以使必要时强 开安全阀。平时一般每月手动强开一次，以防止安全开安全阀。平时一般每月手动强开一次，以防止安全 阀长期不起跳而咬死。阀长期不起跳而咬死。 水压试验水压试验锅炉本体经过修理或定期检验时，要通过锅炉本体经过修理或定期检验时，要通过 水

37、压试验检验其结构强度和水密性。水压试验压力大水压试验检验其结构强度和水密性。水压试验压力大 大超过了安全阀的开启压力，所以要用专门夹具将安大超过了安全阀的开启压力，所以要用专门夹具将安 全阀杆顶紧，以免被水压顶开。不允许用加大弹簧张全阀杆顶紧，以免被水压顶开。不允许用加大弹簧张 力的方法来关紧安全阀，因为过度压缩弹簧对其是有力的方法来关紧安全阀，因为过度压缩弹簧对其是有 害的。害的。 锅炉还装有至少两个压力表和压力表阀、两个给锅炉还装有至少两个压力表和压力表阀、两个给 水阀（蒸发量小于水阀（蒸发量小于1 t/h1 t/h的辅锅炉可仅装一个）以及的辅锅炉可仅装一个）以及 停汽阀、表面排污阀、底部

38、排污阀、取水样阀、空气停汽阀、表面排污阀、底部排污阀、取水样阀、空气 阀（设在最高处通大气用，通径一般为阀（设在最高处通大气用，通径一般为 1010 15 15 mmmm）等。）等。 四、锅炉的通风四、锅炉的通风 锅炉的通风方式锅炉的通风方式 ： 自然通风自然通风 利用烟囱产生的自然通风力去克服空气利用烟囱产生的自然通风力去克服空气 和烟气的流动阻力的通风。和烟气的流动阻力的通风。 机械通风机械通风 利用风机的风压去克服空气和烟气的流利用风机的风压去克服空气和烟气的流 动阻力的通风。动阻力的通风。 机械通风有三种方式：机械通风有三种方式： 第一种第一种 同时设置送风机和抽风机，称为同时设置送风

39、机和抽风机，称为平衡通风平衡通风。 （平衡通风时，炉膛出口处烟气保持（平衡通风时，炉膛出口处烟气保持 2030 Pa的负的负 压，以防烟气漏人舱内。）压，以防烟气漏人舱内。） 第二种第二种 只设送风机，称为只设送风机，称为压力通风压力通风， 采用压力通风时炉膛和烟道皆为正压。烟气可能漏采用压力通风时炉膛和烟道皆为正压。烟气可能漏 出，会使周围环境的安全和卫生条件变差，又增加了出，会使周围环境的安全和卫生条件变差，又增加了 锅炉的排烟损失。锅炉的排烟损失。 为避免上述缺点可采用两种改进的压力通风方式。为避免上述缺点可采用两种改进的压力通风方式。 一种要专设气窑炉舱，用通风机使炉舱内的空气压力一种

40、要专设气窑炉舱，用通风机使炉舱内的空气压力 大干大气压力（表压不大干大干大气压力（表压不大干250Pa250Pa），藉此压力把助），藉此压力把助 燃空气压火锅炉和把烟气压出锅炉。另一种是锅炉具燃空气压火锅炉和把烟气压出锅炉。另一种是锅炉具 有空气夹层炉墙，夹层中助燃空气的压力大于炉膛内有空气夹层炉墙，夹层中助燃空气的压力大于炉膛内 烟气的压力，因而防止了烟气漏入舱内，这种方式较烟气的压力，因而防止了烟气漏入舱内，这种方式较 为常用。为常用。 第三种第三种 只设抽风机，称为只设抽风机，称为诱导通风诱导通风。（空气通道、。（空气通道、 炉膛和烟道的负压较大）炉膛和烟道的负压较大） 抽风机在较高温度

41、下工作，轴承须用水冷却，并应抽风机在较高温度下工作，轴承须用水冷却，并应 考虑烟灰对风机的磨损问题。当锅炉在低负荷下运行考虑烟灰对风机的磨损问题。当锅炉在低负荷下运行 时，由于烟气量和空气量都相应的减少，必须对风机时，由于烟气量和空气量都相应的减少，必须对风机 的流量进行调节。小型锅炉一般都采用在风道中加节的流量进行调节。小型锅炉一般都采用在风道中加节 流挡板的节流调节法，只有大型锅炉才采用设备费用流挡板的节流调节法，只有大型锅炉才采用设备费用 高但效率更好的进口导叶调节或变速调节。高但效率更好的进口导叶调节或变速调节。 采用机械通风时，需装设一定高度的烟囱。采用机械通风时，需装设一定高度的烟

42、囱。 烟囱的作用烟囱的作用 主要是为了把烟气中的烟灰送到较高的主要是为了把烟气中的烟灰送到较高的 地方散开，减轻对船体甲板的污染；产生一定的自然地方散开，减轻对船体甲板的污染；产生一定的自然 通风力。通风力。 13 3 船舶铺锅炉的燃油设备及系统船舶铺锅炉的燃油设备及系统 一、燃油在锅炉中的燃烧情况一、燃油在锅炉中的燃烧情况 1燃油燃烧的特点燃油燃烧的特点 见附图 油在炉内燃烧的速度取决于油在炉内燃烧的速度取决于 油滴蒸发速度；油滴蒸发速度； （与油滴的蒸发表面积、油滴周围 介质中油气的分压力及油温有关 ） 油气和空气相互扩散的速度；油气和空气相互扩散的速度； 油气氧化速度油气氧化速度。 2空

43、气过剩系数空气过剩系数 1 kg1 kg燃油在标准状况下完全燃烧时所需的理论空气量燃油在标准状况下完全燃烧时所需的理论空气量 用用V Vo o（Kg/mKg/m3 3） 可用下列经验公式近似计算：可用下列经验公式近似计算： Vo = 0.26 QD / 1000 m3 / kg Q QD D燃油的低热值，一般在燃油的低热值，一般在 3977539775 41868 kJ41868 kJkgkg范围范围 内。内。 近似认为近似认为V Vo o = 11 m = 11 m3 3kgkg 空气过剩系数（空气过剩系数（） 1 kg1 kg燃油燃烧所用的实际空气量燃油燃烧所用的实际空气量 V Vk k与

44、所需的理论空气量与所需的理论空气量VoVo之比称为空气过剩系数之比称为空气过剩系数 。 = Vk / Vo 燃油锅炉合适的空气过剩系数一般为燃油锅炉合适的空气过剩系数一般为l.05 l.05 1.21.2。 3燃油在炉膛中的燃烧过程燃油在炉膛中的燃烧过程 燃烧过程两个阶段：燃烧过程两个阶段： （1）准备阶段）准备阶段: 雾化的油滴被迅速加热、气化、与空气雾化的油滴被迅速加热、气化、与空气 相混合，同时进行热分解；相混合，同时进行热分解； （2）燃烧阶段）燃烧阶段: 油气与空气的混合气体的浓度达到一定油气与空气的混合气体的浓度达到一定 数值，并被加热到一定温度，通过明火着火燃烧。数值，并被加热到

45、一定温度，通过明火着火燃烧。 解释：解释： 一次风一次风 （根部风）（根部风） 紧贴着喷油器吹出，称为一次风紧贴着喷油器吹出，称为一次风 作作 用用: : 保证油雾一离开喷油器就有一定量的空气与之混合，保证油雾一离开喷油器就有一定量的空气与之混合， 从而减少产生碳黑的可能性从而减少产生碳黑的可能性 。 二次风二次风 风沿炉墙喷火口外围进人炉膛，称为二次风。风沿炉墙喷火口外围进人炉膛，称为二次风。 作用作用: : 主要是供给燃烧所需的大部分空气。主要是供给燃烧所需的大部分空气。 扩张角扩张角: 空气可经配风器的斜向叶叶形成与油雾反向空气可经配风器的斜向叶叶形成与油雾反向 旋转的气流，以利于油的蒸

46、发和与空气的混合。旋转旋转的气流，以利于油的蒸发和与空气的混合。旋转 气流在离心力作用下向外扩张形成的角度称为扩张气流在离心力作用下向外扩张形成的角度称为扩张 角。角。 气流旋转越强烈，扩张角越大。这样气流中心便气流旋转越强烈，扩张角越大。这样气流中心便 形成低压，吸引炉膛内高温烟气回流，形成回流区。形成低压，吸引炉膛内高温烟气回流，形成回流区。 回流区内高温烟气加速了油雾的蒸发、升温、分解和回流区内高温烟气加速了油雾的蒸发、升温、分解和 与空气混合，进而着火燃烧。与空气混合，进而着火燃烧。 4保证燃烧质量的主要因素保证燃烧质量的主要因素 （1）油的雾化质量良好）油的雾化质量良好 油滴雾化得越

47、细，分布均匀油滴雾化得越细，分布均匀 性越好，则油滴的蒸发速度越快，与空气混合也越好。性越好，则油滴的蒸发速度越快，与空气混合也越好。 见附图见附图 （2）要有适量的一次风和二次风）要有适量的一次风和二次风 一次风量约占总风量一次风量约占总风量 的的10103030、风速在、风速在101040m40ms s为宜。太少则油雾为宜。太少则油雾 在着火前就会在高温缺氧条件下裂解，产生大量碳黑，在着火前就会在高温缺氧条件下裂解，产生大量碳黑， 烟囱冒黑烟；太多又会因火炬根部风速过高而着火困难，烟囱冒黑烟；太多又会因火炬根部风速过高而着火困难， 甚至将火炬吹灭。甚至将火炬吹灭。 二次风量大小关系到过剩空

48、气系数合适与否，直接二次风量大小关系到过剩空气系数合适与否，直接 影响不完全燃烧损失和排烟损失。影响不完全燃烧损失和排烟损失。 （3）油雾和空气应该混合均匀，着火前沿的位置和长）油雾和空气应该混合均匀，着火前沿的位置和长 度应合适度应合适 着火前沿如离燃烧器大近，则可能使喷火口和着火前沿如离燃烧器大近，则可能使喷火口和 燃烧器过热烧坏；太远又会因气流速度衰减，与油气混燃烧器过热烧坏；太远又会因气流速度衰减，与油气混 合的强烈程度减弱，以至火炬拖长，燃烧不良合的强烈程度减弱，以至火炬拖长，燃烧不良。 （4）炉膛容积热负荷要适合）炉膛容积热负荷要适合 太高会使油在炉膛停留时太高会使油在炉膛停留时

49、间太短来不及完全燃烧；太低又不能保证足够高的炉膛间太短来不及完全燃烧；太低又不能保证足够高的炉膛 烟气温度，也不利于完全燃烧。烟气温度，也不利于完全燃烧。 二、燃烧器二、燃烧器 ( (主要由喷油器、配风器及电点火器等部主要由喷油器、配风器及电点火器等部 件组成件组成) ) 1. 喷油器喷油器（俗称油枪或油头）（俗称油枪或油头） 作用作用 控制喷入炉内燃油的数量；将燃油雾化，保证在控制喷入炉内燃油的数量；将燃油雾化，保证在 炉膛内的燃烧质量。炉膛内的燃烧质量。 对喷油器的主要要求：对喷油器的主要要求： （1 1）有较大的调节幅度（即最大喷油量与最小喷油量之）有较大的调节幅度（即最大喷油量与最小喷

50、油量之 比）以适应不同蒸发量的需要；比）以适应不同蒸发量的需要； （2 2）在要求的喷油量范围内，获得尽可能细的油滴，）在要求的喷油量范围内，获得尽可能细的油滴， 以利于燃烧；以利于燃烧； 油雾中油滴大小是不均匀的，用油滴的平均直径作油雾中油滴大小是不均匀的，用油滴的平均直径作 为衡量油滴大小（即雾化粒度）的指标。为衡量油滴大小（即雾化粒度）的指标。 希望直径为希望直径为 50m50m的油滴能占的油滴能占8585以上，并且不要以上，并且不要 出现出现200u m200u m以上的大油滴以上的大油滴 。 （3 3）油雾的分布要有一个适当的雾化角，以适合配风）油雾的分布要有一个适当的雾化角，以适合

51、配风 器的要求；器的要求；附图附图 油雾离开喷油器后立即扩张，形成空心的圆锥形，油雾离开喷油器后立即扩张，形成空心的圆锥形， 其圆锥的顶角叫做雾化角。其圆锥的顶角叫做雾化角。 （4 4）油雾流的流量密度分布要合适；）油雾流的流量密度分布要合适； 油雾流的流量密度油雾流的流量密度 单位时间内，通过垂直于油雾流轴单位时间内，通过垂直于油雾流轴 向速度的单位面积上的燃油体积称为油雾流的流量向速度的单位面积上的燃油体积称为油雾流的流量 密度，单位是密度，单位是cmcm3 3cmcm2 2 .s .s。 流量密度沿着圆周方向的分布应当均匀，并避免流量密度沿着圆周方向的分布应当均匀，并避免 在油雾流中心部

52、分有较大的流量密度。在油雾流中心部分有较大的流量密度。 （5 5）结构简单，运行可靠，操作和调节方便，检修和）结构简单，运行可靠，操作和调节方便，检修和 清洗容易，并易于实现自动控制。清洗容易，并易于实现自动控制。 喷油器喷油器 ： （1）压力式喷油器）压力式喷油器 图1316 和和图图13-17 影响压力式喷油器雾化质量的主要因素有：影响压力式喷油器雾化质量的主要因素有： 油压油压 喷油器前的油压越高，则油的喷出速度越快，喷油器前的油压越高，则油的喷出速度越快， 紊流脉动越强烈，雾化质量就越好。但油压超过紊流脉动越强烈，雾化质量就越好。但油压超过2 MPa2 MPa 以后，雾化质量的改善并不

53、明显，耗能却增加，一般船以后，雾化质量的改善并不明显，耗能却增加，一般船 用燃油锅炉燃油系统的最高压力多不超过用燃油锅炉燃油系统的最高压力多不超过 2 23 MPa3 MPa。 要保证良好雾化的最低油压是要保证良好雾化的最低油压是 0 07 MPa7 MPa左右。左右。 喷孔直径喷孔直径 喷孔直径越小，形成的油膜越薄，则雾化喷孔直径越小，形成的油膜越薄，则雾化 质量越好。故每个喷嘴的喷油量不宜过大。质量越好。故每个喷嘴的喷油量不宜过大。 油流旋转的强烈程度油流旋转的强烈程度 在旋涡室旋转越强烈，喷孔在旋涡室旋转越强烈，喷孔 处气体旋涡的直径就越大，形成的油膜也越薄，同时处气体旋涡的直径就越大，形成的油膜也越薄，同时 油流中的紊流脉动也越强烈，因而有利于雾化。油流中的紊流脉动也越强烈，因而有利于雾化。 油的粘度油的粘度 油的粘度越小，油流分子间的摩擦力越小，油的粘度越小，油流分子间的摩擦力越小， 则油流在旋涡室和雾化片内的速度衰减就小，油膜就则油流在旋涡室和雾