船舶辅锅炉多媒体教学课件开发

1、武汉理工大学本科生毕业设计（论文）船舶辅锅炉多媒体教学课件开发 学院（系）:能源与动力工程学院 专业班级： 轮机工程专业0706班学生姓名： 晋 萌 指导教师： 张 本 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优

2、秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本授权书2、不保密囗 。（请在以上相应方框内打“”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名 晋 萌 专业班级 轮机0706指导教师 张 本 工作单位 能动学院 设计(论文)题目: 船舶辅锅炉多媒体教学课件开发设计（论文）主要内容 船舶辅锅炉是船舶上的重要的辅助设备，在以柴油机为主机的船上，锅炉产生的饱和蒸汽用于加热燃油、滑油及满足日常生活的需要，或驱动蒸汽辅机。船舶辅锅炉的

3、结构相对简单，但是操作步骤烦琐，管理内容要求严格，是船舶辅机学习的难点之一。学生凭教材往往很难想像出它的具体结构与工作过程，对于辅锅炉的操作和管理只能靠机械式记忆。 本课题利用DV拍摄辅锅炉运行管理工作过程， 并配以文字、声音和图片等做成多媒体课件，重点讲解辅锅炉各系统的工作原理及运行管理，弥补死板学习书本知识的不足之处，让学生对辅锅炉有更加深刻直观的感性认识，使其学习更加透彻扎实，改善教学效果。要求完成的主要任务1) 外文资料译文不少于5000汉字2) 拍摄船舶辅锅炉的运行管理录像3) 完成船舶辅锅炉的多媒体课件制作4) 撰写毕业设计论文参考资料1 费千.船舶辅机M.大连：大连海事大学出版社

4、，2005：317-368.2 韩厚德，杨万枫.船舶辅机M.北京：人民交通出版社，2009：313-357. 3 徐合力等.轮机实操与评估M.武汉：武汉理工大学出版社，2006.4 Behrendt, C&Rybak, W.Auxiliary oil-fired boiler output capacity with dependence of feed water supply methodM.Computational Mechanics Publ, p 433, 1995.5 Qiang Ma, Aijun Ma, Tao Wang.Development of Simulation S

5、ystem for Auxiliary BoilerJ.Marine College Shandong Jiaotong University,Weihai, China.2009.6 LI Boyang.Simulation of Auxiliary Boiler Subsystem in Marine Engine RoomSimulator Based on VC+6.0J.Dept. of Marine Engineering Qingdao Ocean Shipping Mariners College,Qingdao, China.2008.7 田婧.试论船舶辅锅炉的科学化管理D.

6、招商局蛇口船务运输有限公司,2010.8 蔡振雄.第二届海洋工程与航海技术国际学术会议论文集C.大连：大连海事大学出版社，2009.9 吴晓光.轮机概论M.大连：大连海事大学出版社，2008.10 李建伟.船舶辅锅炉操控系统的三维实体建模与虚拟仿真D. 厦门：集美大学，2009.11 瘳疆星.多媒体设计与制作M.北京地震出版社，2007.12 王佳义.浅谈多媒体技术教学J.哈尔滨职业技术学院学报，2009，（01）.13 蒋仁祥.计算机多媒体技术教学的利与弊J.内江科技，2010,（01）.14 孙杰远.信息技术与课程整合北京M.北京：北京大学出版社，2002.15 /.会声会影X2中文版视频

7、教程.2009.指导教师签名 系主任签名 院长签名(章)_ 毕业设计开题报告 所选题目： 船舶辅锅炉多媒体教学开发 学生姓名： 晋 萌 指导老师： 张 本 院 系： 能源与动力工程学院 专 业： 轮机工程 武汉理工大学本科学生毕业设计（论文）开题报告1、课题研究的目的和意义 船舶辅机是轮机工程专业的主修科目之一，其课程内容多，难度大，技术发展快，不但是海证考试必考科目，而且对于轮机工程专业学生日后能否胜任本职工作影响很大。在目前的船舶辅机教学中，虽然仅依赖语言文字的传统教学方式已经被淘汰，多媒体教学开始成为船舶辅机教学的主流，但目前的多媒体课件中基本是以PPT形式为主，把文字、图画简单拼合，有

8、些插图过于单调、呆板，让学生缺乏对辅机设备的直观的感性的认识，无法将原理、实物和性能特点联系在一起学习，很大程度的影响了教学效果。 现在本文选取辅锅炉为例制作船舶辅机的多媒体综合教学课件。船舶辅锅炉是船舶上的重要的辅助设备，其主要用途在以柴油机为主机的船上，锅炉产生的饱和蒸汽用于加热燃油、滑油及满足日常生活的需要，或驱动蒸汽辅机。船舶辅锅炉的结构虽然相对简单，但操作步骤烦琐，运行管理内容要求严格，是船舶辅机教学的难点之一。 本课题利用DV拍摄辅锅炉运行管理工作过程， 并配以文字、声音和图片等做成多媒体课件，重点讲解辅锅炉各系统的工作原理及运行管理。让学生对船舶辅锅炉的各个配件、工作原理和运行管

9、理有更加深刻的感性认识，提高学生的学习积极性，降低教学难度，使教学过程变得轻松易懂。2、课题的研究任务2.1多媒体课件应具有的功能2.1.1能让学生对船舶辅锅炉的原理和结构有直观清楚的了解和认识；2.1.2能让学生深入学习和牢固掌握船舶辅锅炉的工作过程和操作方法；2.1.3能让学生深入学习和熟练掌握对船舶辅锅炉常见故障及故障原因的分析与排除故障的方法；2.2论文的主要内容2.2.1对船舶辅锅炉教学作初步调查和研究，并完成对目前教学中主要问题和不足的总结和分析。2.2.2进行多媒体课件的总体策划，确定课件的具体制作方案，确定课件内容。2.2.3进行课件详细策划和准备，包括船舶辅锅炉实物结构讲解视

10、频内容、拍摄脚本。2.2.4进行课件的制作，包括视频的制作和剪辑，动画的穿插，加上配音和讲解，完成课件的总体制作。3、技术方案1.船舶辅锅炉的结构和运行管理讲解视频的制作 写出详尽的拍摄脚本，其中应包含完整详尽的内容，合理的步骤，以及各个细节。在运行辅锅炉前，首先从外部对锅炉的燃烧系统、给水系统、蒸汽系统、凝水系统、排污系统、水位计和各个控制阀进行讲解。其次，按步骤操作运行锅炉时，要对锅炉操作运行、设备管理要点及各个系统常见问题的排查和解决方法进行重点讲解。最后，要对锅炉的停用保养和常用清洗方法进行讲解。讲解拍摄完成后，需要用视频剪辑软件对拍摄的视频进行剪辑和修改，加以配音和讲解。2.课件的制

11、作 将已有的素材（讲解视频、图片）进行合理整合，让图片的穿插有序合理，完成最终课件的制作。4、 进度计划：1： 第1-3周： 明确课题内容，确定方安，完成开题报告；2： 第4-7周： 课题策划、内容选择与详细设计、会声会影软件学习；3： 第8-11周：结构讲解视频制作，课件总体制作； 4： 第1213周：完成并修改毕业论文；5： 第14-15周： 准备论文答辩六、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc28971 摘 要 PAGEREF _Toc28971 3 HYPERLINK l _Toc22871 Abstract PAGE

12、REF _Toc22871 4 HYPERLINK l _Toc12298 第1章 绪论 PAGEREF _Toc12298 5 HYPERLINK l _Toc6717 1.1 选题背景及意义 PAGEREF _Toc6717 5 HYPERLINK l _Toc31982 1.2 多媒体教学研究现状 PAGEREF _Toc31982 5 HYPERLINK l _Toc27761 1.2.1 多媒体技术的概念和发展 PAGEREF _Toc27761 5 HYPERLINK l _Toc9427 1.2.2 多媒体技术在教学中的突出作用 PAGEREF _Toc9427 6 HYPERL

13、INK l _Toc15842 1.2.3 多媒体技术在教学应用中存在的问题 PAGEREF _Toc15842 7 HYPERLINK l _Toc26438 1.3 论文的主要内容 PAGEREF _Toc26438 7 HYPERLINK l _Toc7126 第2章 船舶辅锅炉在多媒体教学中的重点和难点 PAGEREF _Toc7126 8 HYPERLINK l _Toc157 2.1 船舶辅锅炉的简介 PAGEREF _Toc157 8 HYPERLINK l _Toc19666 2.1.1锅炉的分类 PAGEREF _Toc19666 8 HYPERLINK l _Toc1300

14、0 2.1.2锅炉的主要性能指标 PAGEREF _Toc13000 9 HYPERLINK l _Toc12948 2.2 船舶辅锅炉在多媒体教学中的难点-船舶辅锅炉各系统的工作原理 PAGEREF _Toc12948 12 HYPERLINK l _Toc10707 2.2.1 辅锅炉燃烧系统 PAGEREF _Toc10707 12 HYPERLINK l _Toc32031 2.2.2 辅锅炉汽、水系统 PAGEREF _Toc32031 19 HYPERLINK l _Toc16720 2.2.3 辅锅炉主要附件 PAGEREF _Toc16720 24 HYPERLINK l _T

15、oc16106 2.3 船舶辅锅炉在多媒体教学中的重点-船舶辅锅炉运行管理的要点 PAGEREF _Toc16106 29 HYPERLINK l _Toc6725 2.3.1 点火前的准备工作 PAGEREF _Toc6725 29 HYPERLINK l _Toc13225 2.3.2 点火升汽 PAGEREF _Toc13225 30 HYPERLINK l _Toc11601 2.3.3 运行中的管理 PAGEREF _Toc11601 31 HYPERLINK l _Toc22096 2.3.4 辅锅炉的停用与保养 PAGEREF _Toc22096 32 HYPERLINK l _

16、Toc8991 第3章 船舶辅锅炉操作视频的拍摄 PAGEREF _Toc8991 33 HYPERLINK l _Toc2111 3.1拍摄前的准备工作 PAGEREF _Toc2111 33 HYPERLINK l _Toc19817 3.2 船舶辅锅炉运行管理操作视频的拍摄 PAGEREF _Toc19817 34 HYPERLINK l _Toc23223 3.3 锅炉水位计拆装操作视频的拍摄 PAGEREF _Toc23223 34 HYPERLINK l _Toc11543 第4章 多媒体课件制作 PAGEREF _Toc11543 34 HYPERLINK l _Toc21767

17、 4.1 会声会影功能的介绍 PAGEREF _Toc21767 34 HYPERLINK l _Toc5689 4.2 素材的整理与糅合 PAGEREF _Toc5689 34 HYPERLINK l _Toc9490 4.3 声音讲解的添加 PAGEREF _Toc9490 35 HYPERLINK l _Toc18667 4.4 课件的导出 PAGEREF _Toc18667 36 HYPERLINK l _Toc21792 第5章 总结与展望 PAGEREF _Toc21792 36 HYPERLINK l _Toc20083 参考文献 PAGEREF _Toc20083 37 HYP

18、ERLINK l _Toc14613 致 谢 PAGEREF _Toc14613 38摘 要船舶辅机是轮机工程专业的主修科目之一，其课程内容多，难度大，技术发展快，不但是海证考试必考科目，而且对于轮机工程专业学生日后能否胜任本职工作影响很大。船舶辅锅炉是船舶辅机教学的难点之一，它是船舶上重要的辅助设备，其主要用途在以柴油机为主机的船上，锅炉产生的饱和蒸汽用于加热燃油、滑油及满足日常生活的需要，或驱动蒸汽辅机。船舶辅锅炉的结构虽然相对简单，但操作步骤烦琐，运行管理内容要求严格，是辅机教学的重点之一。 本文选取辅锅炉为例制作船舶辅机的多媒体综合教学课件。重点讲解辅锅炉各系统的工作原理及运行管理。让

19、学生对船舶辅锅炉的各个配件、工作原理和运行管理有更加深刻的感性认识。本课题主要利用DV拍摄其运行管理工作过程， 并配以文字、声音和图片等做成多媒体课件。用视频讲解其工作过程和运行管理，让学生在理论课上不仅可以轻松弄懂船舶辅锅炉的工作原理，明白其工作过程及管理要点，同时为实验课的实际操作做好准备，提高学生的学习积极性，降低教学难度，使教学过程变得轻松易懂。关键词：多媒体课件；船舶辅锅炉；视频；Abstract Shipping auxiliary engine is one of the professional major of marine engineering，The curriculu

20、m content is complex, the difficulty is big,and the technology develops fast.It is not only sea certificate exam study subject,but also very important to the future job for the students of marine engineering.Marine auxiliary boiler is one difficulty of ship auxiliary teaching.It is an important auxi

21、liary equipment on board.Its main use is on the engine hosting ship, boiler produces saturated steam for heating fuel, lub oil and satisfying the need of daily life, or driving steam auxiliary engine.Although marine auxiliary boilers structure is relatively simple, but the operation steps is cumbers

22、ome, operation management content requests is strict, it is one of the focal points of auxiliary teaching. This article selects the auxiliary boiler auxiliary machine as an example of making multimedia integrated teaching ship courseware.Emphasized auxiliary boiler of each system working principle a

23、nd operation management.Let students have deeper perceptual knowledge to Marine auxiliary boiler various accessories, working principle and operation management. This topic films its operation management process by using DV.Then match with text, voice and pictures to make multimedia courseware.Let t

24、he students in theory not only can easily understand on the working principle of Marine auxiliary boiler, understand its working process and management points,but make good preparation for actual operation of the experiment,improve students study enthusiasm, reduce teaching difficulty, make the teac

25、hing process easier to grasp.Key words: multimedia courseware; Marine auxiliary boiler; video; 第1章 绪论1.1 选题背景及意义船舶辅机是轮机工程专业的主修科目之一，不但是海证考试的必考科目，而且对于轮机管理专业学生日后能否胜任本职工作影响很大。但由于船舶辅机的种类众多、涉及的知识面较广、同时又特别注重实践环节，加之学生在上专业课之前参加实践认识的机会少，这都加重了辅机教学的困难。因此，如何让学生更容易，更迅速，更牢固地掌握这门课程的内容是每一个授课教师所需要考虑的问题。 船舶辅锅炉作为船舶辅机课程

26、中重要的一个组成部分，其教学形式一般采用课堂教学讲授其工作原理、结构及管理要点，期间辅以在实验室参观和拆装的实践教学。这种教学模式的优点是能使教学时间和内容更加紧凑，教学任务分工也较为明确。但这种教学模式的缺点也是明显的，就是受实践教学课时和实验室场地、条件的限制，教学的覆盖内容太少。尤其是在高校扩招以后，学生数量大为增加，虽然实验条件有所改善，但仍导致实验教学任务繁重，课时明显不足，直接后果是课堂理论教学的内容由于没有实验教学的有力辅助，导致相关内容学生难以接受、不易消化，学生的学习积极性下降，相关知识的掌握不牢靠。 据教学经验得知，将理论和实践有机地结合起来能够达到良好的效果。然而无论是先

27、实践再理论还是先理论再实践，总存在一定问题。比如，没有课堂上辅锅炉的理论学习，实验室里的实践学习就会很陌生；没有实验室里的辅锅炉拆装和演示教学，课堂上的理论学习就会太枯燥与抽象。如果在理论教学中，采用例如多媒体等教学手段，表现和替代部分辅机实验教学的内容和任务，使理论教学和实验教学实现良好衔接，可以减轻辅机实验教学的负担，弥补实验教学量不足的缺点；同时真实的锅炉操作演示视频配合理论教学，可以避免其单调性并能调动课堂上学生学习的积极性，使学生更容易理解和掌握相关内容，从而使教学质量再上一个台阶。1.2 多媒体教学研究现状1.2.1 多媒体技术的概念和发展多媒体计算机技术(Multi Media

28、Computer Technology)的定义是：计算机综合处理多种媒体信息，文本、图形、图像、音频和视频，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。简单地说：计算机综合处理声、文、图信息和具有集成性和交互性。20世纪90年代以来，世界向着信息化社会发展的速度明显加快，而多媒体技术的应用在这一发展过程中发挥了极其重要的作用。多媒体改善了人类信息的交流，缩短了人类传递信息的路径。应用多媒体技术是20世纪90年代计算机应用的时代特征，也是计算机的又一次革命。1.2.2 多媒体技术在教学中的突出作用(1) 增强感官效应，提高学习效率众所周知，人类的感知行为主要包括视觉、听觉和触觉三种不同的

29、形态。多媒体信息可以方便地适应不同个体在认识形态上的种种差异，使用多媒体技术可以将以往形式单一、直线展开的教学内容变得直观、形象，从而激发起学生的学习积极性，引起学生学习的兴趣，更利于学习效率的提高。(2) 用信息的多维化来满足思维的多维化将多媒体技术引入教学过程，使学生能够真正进入视觉、听觉与触觉等感官并用的境地，将抽象逻辑思维与具体形象思维融为一体，使之变为共同参与学习进程的多维动态方式突破了抽象逻辑思维的难点和局限，使教学活动更加符合人的自然思维习惯，从而获得更好的学习效果和更高的学习效率。(3) 全方位的多媒体信息有利于实现创造性的学习目标将现代化的多媒体技术引入教学中，主要引入的是多

30、媒体的概念和方法，目的是将多维的教学媒体信息用于超媒体结构实施有效的组织，运用多媒体技术的灵活多样、生动逼真易于控制的特点，使全方位的立体信息空间在教学过程中得到充分运用，去引发学生的想象力和创造力，并能满足个体化的学习要求。这种媒体和电脑的完美结合，可以促进人类感官与想象力相互结合，以全方位的立体空间产生出前所有的思维空间和创造灵感。这种充满创造性的学习过程，是其他任何一种教学媒体所无法比拟的。(4) 多媒体及网络技术可以使教学信息双向化传统的教学模式是以教师为中心的，教师面对面地向学员传授知识和技能，而传统的教学辅助手段教学传送的信息也是单向的，例如：电视录像，它们虽然都能实现同时表现文字

31、影像、声音、画面等多种功能，无法实现教学过程中的信息反馈与交流。多媒体和网络技术引入教学过程，不仅能实现学员与计算机之间交流，还能实现学员与学员之间、教师与教师之间的多向交流。教师在总控台上能及时了解每个学生上机操作的具体情况，了解学生的思维活动，调解教学过程，同时利用双响交流功能进行学生之间的对话、经验介绍及教师对学员的辅导，也可让学习方法得当、学的较好的学生向大家介绍自己的经验，从而大大提高学生学习的主动性和积极性，真正做到因材施教，使得所有学生都能取得满意的学习效果。1.2.3 多媒体技术在教学应用中存在的问题虽然多媒体技术在教学应用中存在很大的优点，并且多媒体技术在教学过程中得到了广泛

32、的作用，其中也不乏很多优秀的优秀的多媒体课件。然而，目前在广大高校的教学中多媒体技术往往以PPT的形式出现，甚至PPT成了多媒体课件的代名词。在PPT教学中，课件的内容大部分是课本内容的复制，所谓的多媒体技术在学生的教学过程中并没有得到有效的利用。因此，运用不同手段的多媒体技术制作出丰富多彩的多媒体课件成了我们必要的选择。1.3 论文的主要内容 本文第第一章内容呢？2章通过分析辅锅炉的结构、工作原理以及管理要点指明其在教学内容中的重点难点，为后面多媒体课件的制作指明了工作的方向。第3章利用DV拍摄辅锅炉的运行管理过程和水位计的拆装过程。第4章主要是用会声会影影片剪辑软件剪辑视频素材，并配上图片

33、、声音及文字，从而完成多媒体课件的最终制作。第5章则是对整个论文的总结和展望。第2章 船舶辅锅炉在多媒体教学中的重点和难点2.1 船舶辅锅炉的简介2.1.1锅炉的分类船舶辅锅炉的形式很多，按其结构、水循环和工作压力的不同可分类如下：烟管、水管锅炉烟管格式不对 锅炉受热面管内流动的是高温烟气，管外是水；水管锅炉受热面管内流动的则是水或者是汽水混合物，而烟气在管外流过。目前，水管锅炉正被广泛应用。B.自然循环、强制循环锅炉对水管锅炉而言，管内的水必须沿着一定的方向流动，以保证受热面管子不被高温烧坏。所谓自然循环锅炉，即其管内水的流动是由于工质的密度差而引起的。相反，强制循环锅炉的管内水流动是借助泵

34、来实现的。C.低、中、高压锅炉一般蒸汽工作压力在20MPa以下者为低压锅炉；2040MPa为中压锅炉；4060MPa为中高压锅炉；60MPa以上为高压锅炉。船用锅炉主要是低压锅炉。本文以LSK0.15-0.5型锅炉为例，进行立式水管燃油锅炉的多媒体课件的开发。图2.1是其外观图，图2.2是其结构图。图2.1图的标注不对图2 立式水管锅炉2.1.2锅炉的主要性能指标锅炉的性能指标是指表征锅炉的生产能力、蒸汽质量、热力特性、经济性和安全性等方面的指标。锅炉的主要性能指标有：蒸发量、蒸汽参数、锅炉效率、受热面积、蒸发率和炉膛容积热负荷等。通常，选择燃油辅助锅炉的依据主要是蒸发量和蒸汽参数；选择废气锅

35、炉的依据则是受热面积和蒸汽工作压力。1. 蒸发量蒸发量是指锅炉在设计状态下，每小时产生的蒸汽量，用符号D表示，单位是kgh或th。锅炉铭牌标注的通常是在设计工况时的额定蒸发量。 2. 蒸汽参数蒸汽参数表示锅炉产生的蒸汽的质量。蒸发量相同的锅炉，当蒸汽参数不同时，蒸汽所具有的能量并不相同。因此，除用蒸发量表示锅炉的容量外，还必须同时标明锅炉供汽的参数。当锅炉供应饱和蒸汽时，蒸汽参数用蒸汽的压力(单位为MPa)来表示；当锅炉向外供应过热蒸汽时，用蒸汽压力和蒸汽温度来表示。锅炉一般标注名义工作压力，使用的工作压力范围上限可稍超过它，但不应超过锅炉的最大许用工作压力(设计压力)。 3. 效率锅炉效率是

36、指在锅炉中，从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，用符号表示，即：式中：D锅炉供应的各种参数蒸汽的蒸发量，kgh； B每小时燃料消耗量，kgh； 燃料的低热值，kJkg； 所供蒸汽的比焓，kJkg； 给水比焓，kJkg。把水变为蒸汽的有效利用热量又可用向锅炉供人的热量减去各种热损失来表示，所以锅炉效率又可表示为：式中：Q1排烟热损失，kJkg，是每燃烧1kg燃料所产生的排烟所带走 的热量构成的热损失。这是锅炉各种热损失中最大的一项，主要与排烟的数量和温度有关。在锅炉额定蒸发量下，Q1值约占供人锅炉热量的1020； Q2化学不完全燃烧热损失，kJkg，是锅炉烟气中尚存的未能完

37、全燃烧的气体未能发出的热量。通常在燃烧正常的情况下，Q2值约占供入锅炉热量的0.3一0.5； Q3机械不完全燃烧热损失，kJkg，燃油未完全燃烧时形成一些可燃的固体炭粒，这些可燃的固体粒子未能燃烧而构成的热损失。通常在燃烧正常时可认为机械不完全燃烧热损失为0，在燃烧不正常时，Q3约为0.5l； Q4散热损失，kJkg，运行的锅炉向四周环境所散发的热量。 Q4的值随锅炉蒸发量的增加而减小。当D=2th时，其值约为2.6左右；当D=100th时，则只有0.3左右。4. 受热面积 锅炉的受热面积除蒸发受热面积(炉水被加热产生饱和蒸汽的受热面积)外，还可能包括过热器、空气预热器、经济器等附加设备的受热

38、面积，单位是。辅锅炉通常没有上附加设备，其受热面积即为蒸发受热面积。 5. 蒸发率蒸发率是锅炉蒸发量与蒸发受热面积之比，单位为kg/(m2h)。它表示锅炉蒸发受热面的工作强度。蒸发率越高，单位蒸发面积的蒸发量大，锅炉结构越紧凑。炉膛容积热负荷炉膛容积热负荷是指单位时间内炉膛中燃料燃烧产生的热量与炉膛容积之比，用符号qv表示，即：式中：V1炉膛容积，m3。炉膛容积热负荷表示炉膛的工作强度和燃料在其中停留时间的长短。qv值越大，意味着炉膛相对容积越小，燃油在炉膛内燃烧停留时间越短，炉膛内的烟气平均温度越高。qv是影响燃烧质量、锅炉效率、工作可靠性，以及锅炉尺寸和质量的一个重要参数。2.2 船舶辅锅

39、炉在多媒体教学中的难点-船舶辅锅炉各系统的工作原理2.2.1 辅锅炉燃烧系统船舶辅锅炉几乎都采用液体燃料，而且燃料的品质越来越差。燃油的预热、良好的雾化、合理的风油混合是着火燃烧质量好坏的关键所在。为了使锅炉燃烧良好，运行安全可靠，船舶辅机对燃烧机理、燃烧设备及燃烧系统的特性有一全面了解。燃油在锅炉中的燃烧机理1燃油燃烧的特点燃油的沸点低于它的燃点，因此实际上燃油是以油气形式燃烧。其燃烧的实质是油气与空气混合后所形成的可燃气的剧烈氧化过程。所以燃油在锅炉内燃烧的速度取决于油滴蒸发速度、油气和空气相互扩散的速度及油气的氧化速度。(1)油滴蒸发速度。油的蒸发速度与油滴的蒸发表面积、油滴周围介质中油

40、气的分压力及油温有关。油气的蒸发是在油滴的表面上进行，单位质量燃油的表面积越大，则单位时间蒸发的油气数量就越多，因此将燃油雾化成细小的油滴以增加表面积，再进行燃烧就显得非常重要；另外油温越高，油滴蒸发速度越快。为此，有必要在炉膛中组织足够数量和温度的烟气回流对油进行加热。油气与空气相互扩散的速度。油气是从油滴周围向四周扩散，为提高油气与空气间的相互扩散，有必要提高助燃空气的速度，并增加空气流的扰动；同时提高油的雾化质量，尽可能提高雾化油滴的细度和油滴分布的均匀程度。(3)油气氧化速度。炉膛内烟气温度越高，油气的氧化速度越快，燃烧就越剧烈；相反，燃烧进行得就比较缓慢，甚至不能保证稳定燃烧而熄火。

41、所以要求锅炉在低负荷时，炉膛出口的烟气温度不低于1000。2空气过量系数锅炉油气的主要成分是高分子碳氢化合物。在高温缺氧情况下，容易造成不完全燃烧，形成难燃的炭黑，因此，在锅炉油气着火之前一定要供入一定数量的空气先与之充分混合，尽量避免产生炭黑。1kg燃油燃烧时，燃油中的可燃物质恰好与空气中的氧完全反应，所需的空气量称为理论空气量，用V0(m3kg)表示。但燃油在炉膛内实际燃烧时，由于燃油与空气混合不均匀，空气中的氧分子不可能都有机会与燃油中的可燃物质充分接触，因此就会有部分可燃物质因无氧而没有进行燃烧反应，造成化学不完全燃烧损失。为了使燃油完全燃烧，就要向炉膛内多送入一部分空气，使燃烧在有多

42、余氧的情况下进行。这部分多送人的空气称为过量空气。理论空气量和过量空气量之和称为实际空气量，用Vk(m3kg)表示。lkg燃油燃烧所需的实际空气量K与所需的理论空气量之比称为空气过量系数，用表示，即：=Vk/V0空气过量系数是保持锅炉经济运行的重要指标。空气过量系数过大，多余的空气不参加燃烧，降低了整个锅炉内的烟气温度，减少传热，又增加了锅炉的排烟损失，同时又增加了风机的耗能；但空气过量系数过小，则锅炉的不完全燃烧损失又可能太大。因此，通常希望要求在保证燃料完全燃烧的前提下尽可能减少空气过量系数。燃油锅炉合适的空气过量系数一般为1.051.2。3燃油的燃烧过程燃油在炉膛中是以火炬的方式进行燃烧

43、的。燃烧过程可分为两个阶段：准备阶段。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。燃烧阶段。油气与空气的混合气体浓度达到一定数值，并被加热到一定温度，遇明火着火燃烧。燃烧器由喷油器、配风器和电点火器等组成。喷油器将油雾化成细小油滴，并使油雾以一定的旋转速度从喷油嘴的喷孔中喷入炉内，形成有一定锥角的空心圆锥。油雾在前进中不断与空气掺混，离喷嘴越远，油雾层厚度越大，而浓度越小。配风器将空气送入炉膛，送人炉膛的空气又被挡风罩或挡风板分为一次风(根部风)和二次风两部分。一次风紧贴着喷油器吹出，以保证油雾一离开喷油器就有一定量的空气与之混合，在燃烧时减少产生炭黑的可能性。二次风则沿炉墙喷火

44、口外围进入炉膛，其作用主要是供给燃烧所需的大部分空气。空气可经配风器的斜向叶片形成与油雾反向旋转的气流，以利于混合，旋转气流在离心力作用下向外扩张，形成一定的扩张角。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。不过，回流区的形成不一定都靠气流旋转产生离心力形成低压，也有的是采用圆环形挡风板分隔一、二次风，气流在不旋转的情况下，只靠挡风板后形成的低压区造成回流。回流区内高温烟气加速了油雾的升温、蒸发、分解和与空气混合，进而着火燃烧。油气和空气混合形成的可燃气被点燃后形成的燃烧带称为着火前沿。它一方面要向燃烧器方向扩展，另一方面又随气流向炉膛内流动，当两

45、者速度相等时，着火前沿便稳定在一定位置。影响燃烧质量的因素(1)燃油的雾化质量。油滴雾化得越细，分布越均匀，则油滴的蒸发速度越快，与空气混合就越好。(2)合适的一、二次风比例。一次风量应占总风量的1030为宜，太少油雾在着火前就会在高温缺氧条件下裂解，产生大量炭黑，烟囱冒黑烟；太多又会因根部风风速过高而着火困难，甚至将火炬吹灭。二次风量的大小关系到过量空气系数合适与否，直接影响燃油的完全燃烧。(3)油雾和空气的昆合均匀性、着火前沿的位置和长度是否合适。着火前沿如离燃烧器太近，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，与油气混合的强烈程度减弱，以至火炬拖长，燃烧不良。(4)炉膛容积

46、热负荷要适合。太高会使油在炉膛停留时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。二、燃烧器锅炉的燃烧器由喷油器、配风器和电点火器等组成。喷油器喷油器(俗称油枪)的作用是将一定数量的燃油以一定的雾化形式喷人炉膛，保证燃油在炉膛内的燃烧质量。为达到这一目的，对喷油嘴有如下主要要求：(1)喷油量的调节幅度要大，以适应不同蒸发量的需要。(2)在一定量的喷油量条件下，应获得尽可能细的油滴。油滴越细，单位质量燃油的表面积越大，越有利于燃烧。油雾中油滴大小是不均匀的，为了有利于燃烧，希望有85以上的油滴直径为50m，且没有直径为200m以上的大油滴。(3)油雾的雾化角要合适，

47、以适合配风器的要求。油雾离开喷油器后，边旋转边向外喷射形成空心的圆锥形，其圆锥的顶角叫做雾化角。雾化角应稍大于二次风气流的扩张角，使油雾能与空气均匀混合。而且雾化角也应与喷火口配合合适，过大油雾会喷在喷火口上产生结炭，过小则部分二次风喷入时不能与油雾很好地混合。(4)油雾流的流量密度分布要均匀。流量密度沿着圆周方向的分布应当均匀，避免油雾流中心部位有较大的流量密度，因中心部位温度高，空气少，油雾燃烧时易析出炭黑。(5)喷油器要结构简单，运行可靠，操作和维护方便，并易实现自动控制。目前常用的喷油器有压力式、回油式、转杯式、气流式4种。本文所选锅炉采用的是压力式喷油器。 图2.3所示为压力式喷油器

48、的结构图。喷油器的一头有带滤网6的接管5与输油管相连，另一头与空心筒身4相接，筒身的前端装有喷嘴体3，雾化片2被喷嘴帽用螺纹拧紧在喷嘴体上。在喷嘴体中有68个对穿的燃油孔道，对穿孔道一端与筒身中心孔相通，另一端通向其另一边端面上的环形槽。当装配好后，此环形槽与雾化片上的切向槽相通(图2.4)雾化片中央有一旋涡室，由此通向喷孔7，燃油由油泵以0.72.0 MPa的压力送至喷油器筒身后，穿过喷嘴体流至雾化片的切向槽，由于偏心油流在旋涡室中产生强烈旋转，并产生一层油膜紧贴旋涡室壁上。当油膜高速流出中心喷孔时，由于失去了旋涡室壁的约束，在离心力及空气摩擦力作用下，油膜被粉碎成雾状细粒，形成空心锥体状。

49、旋转越强烈，则雾化角越大。图2.3 压力式喷油器 图2.4 喷嘴 油从喷油器喷出后，由于油流本身的紊流脉动以及油流与空气相互撞击，雾化成细小的油滴。影响压力式喷油器雾化质量的主要因素有：油压。进入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2MPa以后，随着油压升高，雾化质量的改善并不明显，而耗能的增加却较大，因此一般船用燃油锅炉燃油系统的最高压力不易超过23MPa。相反，油压降低将导致流速减小，雾化不良，通常保证良好雾化的最低油压在07MPa左右。喷孔直径。喷孔直径越小，形成的油膜越薄，雾化质量越好。因此每个喷嘴的喷油量不宜过大。油旋转的速度。在旋涡室旋

50、转越快，喷出的圆锥体可达到的直径就越大，能形成的油膜也越薄，同时油流中的紊流脉动也越强烈，因而有利于雾化。 油的黏度。黏度越小，油流分子间的摩擦力越小，在旋涡室和雾化片内的速度衰减就越小，油膜就越容易破碎，雾化质量就越好。船舶对蒸汽的需要量会有很大的变化，变化幅度可从100至10，为了避免燃油系统频繁启停点火，要求喷油器的喷油量也能随之改变。压力式喷油器调节喷油量的方法有：改变喷油压力压力式喷油器的喷油量与油压的平方根成正比。因此改变油压调节油量时，其调节比不宜超过2。通过调节喷油压力不能适应锅炉负荷的变化幅度，燃烧器启停会较频繁，这种方法自动锅炉一般不用。改变工作的喷嘴(或喷油器)数目，或换

51、用喷孔直径不同的喷嘴(或喷油器)压力式喷油器的喷油量与喷孔的截面积成正比。一台锅炉常配备有不同规格的雾化片，可根据燃油品种和锅炉的蒸发量选用。为了燃烧不中断，采用这种调节方法的锅炉必须采用多喷嘴喷油器或设多个喷油器，属于有级调节。配风器配风器的作用是控制一次风和二次风的风量，创造条件使助燃空气与油雾充分混合，促使油雾迅速汽化和受热分解，以利于稳定和充分的燃烧。小型锅炉的通风量通常采用挡板法调节。一般对配风器性能有以下要求：必须有合适的配风比。配风器正常工作一定要有合适的一、二次风比例。燃油燃烧的初期，油气可被氧化和分裂，当缺氧和高温时，油气中重碳氢化合物会发生不对称热分裂，最后产生炭黑。为了减

52、少炭黑的生成，要有一部分空气在油雾着火前混入油雾根部，即一次风。通常一次风量应控制在总风量的1520。一次风量太小会产生大量炭黑，甚至点不着火；太大则很难形成回流区，破坏着火条件，甚至吹灭火焰。同时，合适的一次风风量还有保持火焰稳定和冷却喷油器的作用。早期混合必须良好。离燃烧器出口约1m以内是燃烧燃油最多的地方，这里如氧气不足最容易造成不完全燃烧损失。为了使油雾在燃烧器出口与空气的早期混合良好，首先要使气流扩张角小于燃油雾化角，以便空气以较高速度进入油雾中；同时还应使空气有与油雾相反的旋转方向，或空气不旋转。喷油器在喷火口的位置要合适。图2.5所示为喷油器在喷火口的相对位置示意图，图中b)所示

53、为喷油器在喷火口的正确位置，此时油雾的外缘与喷火口相切，油雾在喷火口内就与气流相交而混合，这时气流速度较高，混合比较充分；图中a)所示喷油器位置太靠前会造成漏气；图中c)所示喷油器位置太靠后会引起喷火口结炭。图2.5 喷油器的位置 合适的回流区。在燃烧器前方产生一个合适的回流区，以保证及时着火和火焰稳定。回流区与喷油器出口应保持合适的距离。太近则着火前沿会伸展到喷油器头部，不仅容易烧坏喷火口和燃烧器，而且使喷出的油雾未来得及先与一次风充分混合，而燃烧恶化；相反，又会使着火前沿后移，同样会燃烧不良。合适的回流区要靠配风器结构的合理设计和适当的风速才能保证。(4)燃烧后期风速要大、混合要强烈。喷油

54、器喷出的油雾分布是很不均匀的，油滴集中在环形截面上，密集的油滴进入高温的炉膛后很快就蒸发，产生大量油气，起着排挤空气的作用。因此在喷油器出口区域，油雾与空气的混合不可能很均匀，在油雾密集或大油滴集中的地方就容易在缺氧的条件下产生热分解。这就要求在燃烧后期有足够大的风速，使空气与油雾进行强烈的混合，否则，火焰尾部地区因缺氧而燃烧不完全。旋转的气流可以加强燃烧早期的混合，但这种扰动会快速衰减，而提高气流轴向速度，能加强气流在燃烧出口处的扰动，从而使整个燃烧过程的混合得到加强。提高气流轴向速度也是提高炉膛容积热负荷和采用低过剩空气系数燃烧的需要。电点火器船用锅炉点火器多为电点火器。它由两根耐热铬镁金

55、属丝电极和点火变压器组成。两电极端部需离开一定距离(354ram)，电压越高或铬镁丝直径越细，则两电极的间距越大。两电极通入由点火变压器产生的500010000V高压电时，两电极间隙处便会产生电火花点燃油雾和空气混合物，电压越高或铬镁金属丝直径越细，则两极间的电火花越大。为防止油雾喷到点火电极上，电点火器电极顶端发火部分伸至喷油器前方稍偏离中心24mm处，同时还应防止电火花跳到喷油器和挡风罩上。此外，有的燃烧器上还设有火焰感受器(光电元件)，其作用是熄火时即启动报警程序、点火成功时即启动停止点火程序。另外通常还设有看火孔(可兼作人工点火孔)。燃烧器使用管理要点(1)燃烧器的安装，应注意保持喷油

56、器中心线与喷火口轴线一致。(2)喷油器使用中应注意有无漏油现象。漏油可以从炉膛底部积油量来判断。如发现漏油应及时查找原因并修复。(3)防止喷油器喷孔结焦。喷孔结焦一般从燃烧火炬不对称或其中有黑色条纹来判断，发现喷孔结焦，应拆下喷油器，清洁雾化片，雾化片的清洁应先用轻柴油浸泡，待结焦变软后，用硬木片或竹片刮净。但不能用刮刀、锯条、钢丝刷等工具清除雾化片上的结焦。(4)雾化片使用约500h后，应检查磨损量，雾化片磨损严重时应予更换。喷油量超过额定值约10时，可研磨减薄雾化片，减少其切向槽的深度，减少喷油量。并且雾化片备件应充足。四、燃烧方面的常见故障及处理1运行中突然熄火(锅炉汽压未到上限)可能原

57、因是：日用油柜燃油用完。(2)油路被切断，如燃油电磁阀因线圈损坏而关闭。(3)燃油中有水(未及时放残水)。(4)供风中断或风量严重不足。(5)自动保护起作用(如危险水位、低油压、低风压或火焰感受器失灵等)。2点不着火点不着火除上述原因外，还可能是：风量过大。(2)喷油器堵塞。(3)电点火器发生故障(如电点火器线路接触不良，电极表面结炭不洁，电极间距不当，变压器损坏等)。3炉膛内燃气爆炸(冷爆)炉膛内燃气爆炸是燃油锅炉的一种危险事故，一般发生在点火或热炉熄火后。原因是大量燃油积存于炉膛底部，蒸发成可燃气体聚集在炉膛内，一旦被点燃，突然产生大量烟气，引起炉膛内压力剧增而爆炸。炉内燃气爆炸的原因主要

58、是：点火前预扫风和熄火后扫风不充分；或点火失败后重复点火前没再进行充分的预扫风。(2)停炉后燃油系统因阀件漏泄，燃油漏人炉膛后被余热点燃。为了防止锅炉发生燃气爆炸事故，对锅炉的燃烧器及燃油系统应采取下列措施：预扫风要充分，点火失败后要重新预扫风再点火。(2)紧急停用时需先关速闭阀，然后进行后扫风。(3)加强对燃油系统及燃烧自动控制装置的检查，发现漏油或其他问题应及时修理。4锅炉喘振(炉吼)这主要是因为燃烧不稳定，导致炉膛内压力波动。主要原因有：供油压力波动，或燃油雾化不良，大油滴滞燃。(2)风量不足或风压波动。2.2.2 辅锅炉汽、水系统船舶辅锅炉除锅炉本体和燃烧设备外，还应有蒸汽、凝水、给水

59、和排污系统，这些系统由管道、阀件和某些专用设备等构成。在水管锅炉中，水和汽水混合物连续不断地通过蒸发受热面循环流动。水管锅炉的水循环有自然循环和强制循环两种。自然循环是利用水与汽水混合物的密度差而循环流动，强制循环则是利用泵作为动力而使水和汽水混合物循环流动。目前，自然水循环锅炉因其设备简单，无需专门的循环泵而被大多数船舶所采用。炉水与蒸汽1炉水的自然循环在水管锅炉中，由水冷壁和前排沸水管组成的上升管中的炉水因接受烟气热量多而变成汽水混合物，其平均密度小；由后排沸水管组成的下降管中的炉水因接受烟气热量少，其密度较大，由于两者密度的不同，在水筒(或联箱)中，由于下降管的水产生的静压头大于上升管中

60、汽水混合物产生静压头，水就沿下降管向下流动，汽水混合物则沿着上升管向上流动，进入汽包，在汽包内进行汽水分离，分离出来的蒸汽供应外界。同时向汽包内补充同蒸发量等量的水，补充进来的水和分离出来的水又混合在一起沿下降管流向水筒，形成自然水循环。只要上升管内炉水不断地被加热，水循环就这样不断地进行着。产生自然水循环的循环动力是下降管与上升管中水和汽水混合物的压力差，其大小与从上升管出口中心到水包中心的高度和下降管内水的密度与上升管内汽水混合物的平均密度之差有关。循环倍率是衡量锅炉良好水循环重要指标之一。循环倍率为锅炉上升管入口处进水流量与上升管出口处蒸汽流量之比。为保证锅炉安全，一般船用锅炉的循环倍率