船舶辅机9章-船舶辅助锅炉2教案

PAGE2013第二学期船舶辅机教案一、授课教案课程名称:船舶辅机授课教师姓名:程相山职称（或学历）:甲类三管授课对象：（轮机专业12年级wp1、2班级学生）授课时数:18课题名称:船舶辅机授课类型:理论授课教材名称及版本:船舶辅机（船员时任考试培训教材）*本单元或章节的第九章船用辅助锅炉*教学目的及要求：锅炉的种类和结构船舶辅锅炉的结构和附件船舶辅锅炉的燃油设备及系统船舶辅锅炉的汽、水系统船舶辅锅炉的自动控制与保护船舶辅锅炉的炉水处理船舶辅锅炉的运行和维护管理*授课主要内容及课时分配第一篇船舶蒸汽锅炉概述第一节蒸汽锅炉在船舶动力装置中的作用蒸汽动力船——产生高温高压蒸汽驱动主汽轮机、推动船舶前进柴油机动力船——产生蒸汽主要用于加热燃油、滑油、工作水、驱动辅机及提供各种生活用汽主锅炉——以驱动主汽轮机运转为主要任务压力——6.0～10MPa，温度520～545℃辅助锅炉——提供饱和蒸汽0.5～0.8MPa蒸发量1～2ｔ/h（干货船）1.3～1.7MPa蒸发量20～150ｔ/h（油船）废热锅炉——二∽排温250～380℃四∽中速排温400℃代替辅锅炉供汽，又提高了动力装置热效率第二节船舶锅炉的分类 管中－高温烟气立式按火管锅炉管外－水（布置）卧式构造分管中－水或汽混合物锅筒三锅水管锅炉管外－烟气数目双锅单锅一部分管子火管式混合式一部分管子水管式产生蒸汽自然循环：流动因密度差而产生按水循环强制循环：多次强制循环——多次流过才全部蒸发方法（流动靠外力）直流锅炉——一次流过全部蒸发低压＜2.0MPa按汽中压2.0～4.0MPa压分中高压4.0～6.0MPa高压＞6.0Mpa第三节锅炉的主要特性指标特性指标是指表征锅炉的热力特性、经济性、安全性、蒸汽质量生产能力等特性的指标。主要特性指标有：蒸汽参数、蒸发量、锅炉效率、蒸发率、受热面热负荷、炉膛容积热负荷一、蒸汽参数表示锅炉所产生蒸汽的质量。供应过热蒸汽时，压力和温度来表示供应饱和蒸汽时，压力和干度来表示二、蒸发量（D）单位：kg／h或t／h每小时产生的蒸汽数量叫做蒸发量。在设计工况下，每小时产生的蒸汽数量叫做额定蒸发量。D相同，蒸汽参数不同，蒸汽所具有的做功能力也不相同。因此，用蒸发量表示锅炉的容量时，必须同时标明锅炉供应的蒸汽压力和温度。

三、蒸发率锅炉的蒸发率是锅炉的蒸发量D和蒸发受热面积HK之比。表示蒸发受热面的传热强度，亦表征锅炉结构的紧凑程度。因锅炉受热面各部分的受热量大小不等，故蒸发率为平均值。四、锅炉效率η在锅炉中，把水变为蒸汽所用去的有效热量与向锅炉内供应的热量之比叫做锅炉效率，用η表示。锅炉效率表示燃料完全燃烧所能放出的热量被锅炉有效利用的程度，其计算公式五、锅炉炉膛容积热负荷qV表示在单位炉膛容积内，每单位时间燃料燃烧放出的热量表征锅炉效率、工作可靠性及重量尺寸的重要参数qV大小实际反映为燃料燃烧中在炉膛内停留时间的长短B一定，qV越大——燃料停留时间越短如VI小则可能使油雾中大直径油滴来不及烧掉就离开——效率下降第二篇船舶锅炉的型式与结构第一节D型水管锅炉一、D型的组成及工作原理1、锅炉本体汽包（上锅筒）－气空间水筒（下锅筒）联箱构成水冷壁（上升管－主要辐射受热面）燃烧器炉膛蒸发管束（沸水管束）1）、汽包——作用：①储水：通过汽包中水位的上下波动，以应付给水与产汽量不平衡产生的波动——降低对给水调节要求。②蓄热：汽包中的水（约为锅炉蓄水量的1/3）有蓄热能力，当输出与供入热量不平衡时，水可释放或吸收部分热量，减缓蒸汽压力波动③输送锅水，接受汽水混合物，并汽水分离④给水在其内进行锅内水处理¡ª¡ª并上部排污⑤给水在其内得以预热和除气2）、联箱和水筒——（不是受热面）联箱：固定水冷壁管子并形成正常水循环水筒：a固定水冷壁以外的蒸发受热面管子b锅水中的泥渣沉定排出3）、蒸发受热面管束锅炉中直接受热产生饱和蒸汽的受热面辐射受热面——水冷壁管及靠近炉膛的、前三排蒸发管束对流受热面——其余蒸发管束，4）、炉膛——F.O.雾化与燃烧的场所、由耐火砖墙和水冷壁组成水冷壁——铺设在炉膛内壁蒸发受热面管子。保护耐火砖，冷却炉墙，同时提高蒸发率；通过在不同部位布置不同数量水冷壁来控制炉膛中烟气的温度和温度场分布，保证炉膛内良好的燃烧；它是整个锅炉蒸发受热面的重要组成部分。水冷壁吸收的辐射热，约占锅炉整个受热面吸热量的1／3左右5）、燃烧器——由喷油器和配风器组成2、锅炉附加设备蒸汽过热器省煤器：又称经济器——用于加热给水，装在锅炉本体后面空气预热器加热助燃的空气，既达到回收热量又改善燃油燃烧条件，通常空气预热器安装在省煤器的后面省煤器与空气预热器统称尾部受热面，不是所有锅炉都必没有一个，有的装，有的只一个，有的没有3、锅炉系统及附件①F.O.系统②给水、凝水、蒸汽系统给水系统：给水的输送管道、给水加热器、给水泵和给水调节阀凝水系统：从冷凝器到热水井或除氧器的管路及管路上设备和阀门蒸汽系统：蒸汽管路及管路上的各种阀门③通风系统自然通风——利用烟囱机械通风——A、压力——送风机B、诱导——排风机C、平衡——送与排风机④锅炉附件和监测仪表（1）作为保证锅炉安全工作的附件：水位表、安全阀和指示蒸汽参数的压力表和温度表；（2）作为监督燃烧的附件：风压计、CO2指示仪、氧量计、观烟镜等⑤自动化系统包括：给水自动调节燃烧自动调节过热蒸汽温度自动调节各种安全保护系统。二、有关锅炉结构上的一些问题1、炉墙和炉衣各种受热面由炉墙和炉衣来包围以形成烟气流动通道；烟气温度在900℃以上的要求较高要求：①耐高温②抵抗灰渣侵蚀③绝热性良好，以免向外散热④气密性防止外界空气漏入或烟气外泄组成：耐火层、绝热层和密封层材料：耐火层——烧粘土耐火砖（现代采用纤维成型板－氧化绝热层——硅藻土砖或石棉板铝与氧化硅；耐火与绝热兼有密封层（炉衣）——薄钢板优点：炉墙重量轻，施工方便）三者共同作用，使外表温度不大于60℃新式水管锅炉中，用双层罩壳的炉墙结构结构：内外双层壳板，中间通去燃烧器的助燃空气特点：①中间助燃空气压力大于炉膛烟气压力，保证无烟漏入炉舱②空气带走散失的热量进入炉膛，提高助燃空气温度，降低了内壳板尤其是外壳板温度——绝热层可减薄2、水冷壁材料：水冷壁管子为锅炉无缝钢管；Φ＝51ｍｍ布置：①垂直布置，不得水平布置，水平倾角＞30°，最小≮15——防止在侧水冷壁管子延伸至炉顶的部分（顶篷管）管子中发生汽水分层②在锅筒或上联箱处吊挂——具有自由膨胀的可能。作用：①构成水冷壁水循环回路的上升管②主要的辐射受热面③保护炉墙——减少溶渣和高温对炉墙的破坏作用④可使炉墙厚度减少，重量减轻结构有三种：光管、膜式和棘形水冷壁⑴光管水冷壁（管子外表光滑)节距比s／d——表征管子排列的密集程度，及保护炉墙的功效⑵膜式水冷壁在炉膛中做成一个连续无缝的金属炉墙型式：①钢管两边挤出两鳍片再拼焊②光管和狭钢条间隔拼焊优点：①严密性好，可配合微正压或负压的低过量空气燃烧②炉膛气密性好，可降低排烟热损失，提高热效率③能经受水洗，简化炉墙维护④炉墙较薄，蓄热量小，有利停炉检修⑤可分片组装出厂，便于安装⑥适用于两边接触高温火焰的双面水冷壁缺点：①对水质处理的要求十分严格②一旦管子损坏，检修工作十分麻烦⑶棘形水冷壁在管子表面面向炉膛一侧焊上许多棘钉，将耐火材料涂在其上，可以使其吸热率降低，从而满足炉膛不同部位的一同吸热要求。3、构架要求：足够的刚性、强度和最小的重量作用：①炉墙、炉衣的载体②固定和支承经济器、空气预热器、过热器③D型锅炉的汽包和蒸发受热面的大部分重量也经构架传至锅炉基座4、基座与支座锅炉的水筒和联箱等重量→支座→基座→船体在锅炉起停过程中，为了使锅炉有胀缩的余地，所有支座中往往只一个是固定在基座，以防整个锅炉发生移位．其余皆可在垫板上自由滑动。第二节辅助锅炉一、立式直水管锅炉1－上锅简，2－下锅简；3－直立水管束；4－炉膛：5－预燃室；6－挡烟墙；7－下降水管；8－喷油调风装置；9－电火花点火器：10－点火喷油嘴；11－火焰感受器：12－汽水分离器：13－浮渣盘；l4－自动水位调节器；15－人孔门1、形状：直立圆柱形，高度大于直径2、主要部件：上锅筒、下锅筒、中间联接直立水管束、炉膛、预燃室、挡烟墙、下降水管3、其中各自的优点①预燃室的效果: A、燃烧过程进行较完善 B、整个炉膛热负荷均匀，无局部过热 C、低负荷工况也能达到较好燃烧工况 D、提高了锅炉对劣质燃油的适应能力②挡烟墙：烟气只能从两侧流过，减少了烟气的偏流而形成滞流区③下降水管：加强水循环，在烟气温度较低出口处左右方从上锅筒流向下锅筒，保证水循环可靠性4、总的优点 A、安全可靠、操作维修方便、制造工艺简单 B、水容量较大，变负荷工作特性好，易于管理 C、水管受热面部分清垢方便——水质要求不高5、改进后的结构特点 只设一根下降管，位于中心部位； 烟气沿圆周方向冲刷管束时，呈一次性单向流动，提高了烟速，传热效果佳 改进后的锅炉结构截面 1-壳体， 2-下降水管， 3-喉部接管出口； 4-错列的蒸发管束， 5-挡烟隔板，6-出烟口二、卧式火管锅炉卧式三回程火管辅助锅炉 1-炉胆；2-燃烧室；3-底部烟管；4-两侧烟管； 5-前烟箱；6-燃烧器；7-汽水分离器1、结构： ①前后端板、炉胆 ②炉胆的后半段做成伸缩性较好的波纹形结构 ③炉胆后端有一燃烧室 ④燃烧室前壁和前端板之间有烟管束2、烟气的流程燃油气→炉胆（第一回程）→后部燃烧室燃烧→底部烟管（第二回程）→前烟箱→两侧烟管（第三回程）→ 烟囱3、要求 ①水质要求处理严格 ②径向满足刚性，轴向满足弹性 ③第三回程两侧烟管内装有螺旋板条三、水管锅炉与火管锅炉的性能比较1、火管锅炉⑴烟管受热面的蒸发率较低 改进：①提高烟气流速但因烟速过高，通风阻力会明显增加而得不偿失②烟管内装设扰动元件，又增加制造工艺、积灰堵塞、通风阻力增加⑵整个锅炉显得笨重锅水约有蒸发量的10倍多⑶从点火到升压供汽时间长（10h以上）→因A：有较大蓄水量和微弱水循环B：由于锅炉结构刚性较大，加热过程必须极其缓慢，否则固定处会产生巨大温度应力，导致松动甚至大而积变形、漏泄。通常整个点火升汽的时间为10h以上⑷蓄水量大，蓄热性能好，突变负荷或给水不均匀适应好，汽压较稳定→可允许较长断水时间⑸给水品质要求不高⑹最恶劣工况元件是——炉胆，对水侧清洁检查须特别注意，否则易造成变形甚至塌陷2、水管锅炉⑴蒸发率高(烟气在管外横向冲刷)⑵主要受热面是水管，不需庞大锅壳⑶不管布置可自由伸展，合理组合⑷水循环强烈⑸蓄水量少，结构刚性小→点火升汽时间短，一般2h，其辅锅炉可在十分钟完成四、强制循环锅炉自然循环→靠密度差P工作越高→饱和蒸汽与饱和水的密度差越小，自然循环愈难形成； 当P工作＞18.5MPa必须强制循环定义：借外力在蒸发受热面中建立强迫流动的锅炉分类：A、直流锅炉——一次流动就能连续地完成给水加热（即经济器作用）蒸发和过热过程。 无锅筒、起动操作复杂、不适合船用B、强制循环式锅炉——蒸发受热面的布置和管径不受形成自然循环条件限制，可使锅炉尺寸大幅度缩小及根据锅炉舱合理布置利用：负荷变化大的主锅炉不用，辅、废锅炉可采用实例强制循环式锅炉1-汽水分离器2-分配集合器3-水冷壁4-对流管束5-过热器6-经济器7-热水循环泵8-汽管9-给水泵10-燃烧器优点： ①循环倍率—锅水完全蒸发前，沿循环回路循环数次（或每小时总的循环水量至少应为锅炉蒸发量的倍数） ②省去大部分锅筒且形状可依船上位置而定，其管子长度，坡度可据需要而定，无任何限制 ③启动非常快 ④蒸发率并不太高，以提高锅炉效率，延长使用期限， 降低锅炉造价缺点：①必须装热水循环泵②管理复杂③管排中每根管子进水量不同→含汽率不同 （原因：热力不均匀、水力不均、蒸发受热面的水动力特性不稳定）强制循环锅炉汽水系统以单管（盘香管）强制循环锅炉为例结构：水冷壁：自下而上在上部盘几圈→水冷壁水冷壁上的水平面：U型管→作支承支承面上：盘香管式13层特点：①外形尺寸较小，重量轻②启动快速(受热面结构弹性良好)③水质要求高(补水需在炉外处理)④给水至汽水分离筒后，再由循环水泵供入蒸发受热面⑤储水量少，对自动控制要求较高⑥制造易，维修方便第三节废热锅炉1、航行时吸收柴油主机排气余热产生蒸汽的设备。蒸发量——取决于柴油机负荷工况（排气量）和排气特性（排气温度）2、常以所具有的受热面积为其主要技术规格原因①设计时是以定下的主机型在常用功率所具有的排气流量和排气温度为条件了；同时②根据航行时要求的蒸汽压力、蒸发量来确定受热面积当然③选用型式时应考虑排气流过废热锅炉的流阻不得超过主机背压提高的允许值3、热力特性： (1)排气给工质的热量 ①随G（主机排气质量流量） t1（废热锅炉进口排气温度）增加而增加 C（排气比热） ②随t2（废热锅炉出口排气温度）增加而减少 (2)蒸发量D与蒸汽压力P、给水温度T、出口排温t2关系 P升高，当t2一定(即废气放热量一定)时，D减少；反之亦然。 从吸收热量多少考虑，t2应尽量降低，但t2与工质间必须有一定的传热温差，故t2降低受到限制。 另外为了避免金属腐蚀，t2不应低于150~160℃4、废热锅炉几种典型结构

A：立式火管废热锅炉

1－锅壳；2－烟管；3－封头，4－牵条管构成：锅壳、烟管 封头（管板）、牵条管、 进出口烟箱牵条管：在管群中用少量厚壁管子与封头采用强固连接①使封头不致向外凸出而造成变形②减小烟管所承受的拉力 B：强制循环式废热锅炉 因新型主机效率提高，二∽机排温明显下降，甚至可低至200℃，火管式不再适用，故采用强制循环1、盘香管式强制循环废热锅炉 ①结构：有单层、双层之分由水平放置的盘香管上下组 合而成，进出口再与直立的分配与集合联箱相连 ②烟气在管外、水在管内 ③锅水：在热水井、汽水分离筒底部→分配联箱→各盘香管2、蛇形管式废热锅炉与强制循环不同处只是GGGGG55采用了带肋片的蛇形管为受热面导致烟气流阻大，则采用：吹灰器（及时清除管外烟灰）C：热管式废热锅炉(自己了解)5、废热锅炉蒸发量的调节蒸发量取决于柴油主机的排气量和排气温度，即主机的功率。1、烟气旁通法 在废热锅炉进出口间加设一个旁通烟道，并在废热锅炉和旁通烟道入口处安装开、闭联动的两个调节挡板P↑→烟气旁通、限制汽压上升P↓→烟气进入炉量增加、限制汽压下降2、改变有效受热面积： 如；立式烟管废热锅炉，即改变锅炉的工作水位，另如；盘香管式在进口联箱上将盘香管分为2~3组，需减少蒸发量时可停止向上面的1~2组供水，只让下盘香管工作，由于弹性大，且烟气温度一般都低于C钢允许温度450℃，故管中无水流也不致损坏管子(注)废热锅炉一般不宜于完全无水空烧(干烧)，以防万一烟管受热面上积存的烟灰着火引起局部过热而造成损坏，如不得已而空烧，注意以下： ①开启泄放阀，空气阀 ②用吹灰器将烟管表面积灰吹除干净 ③烟气温度必须低于350℃ ④重新通水时应避免“热冲击”，水必须逐渐引入，并检查阀与接头、道门盖的松动与漏水情况6、废热锅炉与辅锅炉汽水管路的联系方式二者可能安装位置不同，但蒸汽参数一样。

随着船舶状态改变的需要，如航→停→航，二者要互相转换，因而二者的蒸汽和给水管路是联系在一起的。

1、二者独立均有各自的给水管路和蒸汽输出管道管理比较方便，应用较多2、废热锅炉为辅助锅炉的一个附加受热面［此时给水只供至辅助锅炉(F.O.锅炉)］工作流程：由强制循环水泵将燃油锅炉的炉水抽送至废气炉，并将汽水混合物压回F.O.锅炉，在此释放蒸汽特点：①可与F.O.锅炉合作供汽②废热锅炉水位不需调节但须多设热水循环泵3、组合式特点：将废热锅炉与F.O锅炉合为一体，位置只能在机舱顶部要求：可靠的远距离水位指示及自动水位调节设备型式：A、联合式废气与燃油可同时或单独使用B、交替式不能同时使用第四节锅炉的尾部受热面 本体后面的烟道中，根据需要通常安装着经济器和空气预热器。 回收锅炉排烟余热，减少排烟所带走的热量，因而使锅炉效率得以提高，达到节省燃油。一、经济器〓〓给水预热器1、工作特点： ①其内的水是强迫流动、不等温的给水 ②其受热面的管径较小，布置紧凑、造价合理 ③可减少汽包因给水温度低而产生的热应力缺点①烟气侧通风阻力增加 ②为适应负荷变化大和低负荷时间长应在结构和管理上给予特别考虑 ③经济器中的给水从低温转变高温中在经济器末端会析出空气，造成金属腐蚀；故只能设在有除氧器的锅炉中。2、结构与型式 材料：无缝钢管 形状：光管式、套环式、鳍片式三种二、空气预热器1、工作特点①使空气预热，也进一步降低排烟温度，提高锅炉效率②因空温提高，使炉堂温度上升，为采用低过量空气燃烧提供条件，且使炉膛内大量铺设水冷壁成为可能，但所需受热面积大 ③使锅炉的重量与外形尺寸都大大增加2、结构与型式1)管式烟气加热空气→管式烟气空气预热器 蒸汽加热空气→管式蒸汽空气预热器管式烟气立式→空气管外，烟气管内流动 受热面着火时，涉及面小；积灰可能堵塞整根管 卧式→空气管内，烟气管外流动 受热面着火时，涉及面大；烟气阻力较立式大管式蒸汽 利用主汽轮机的抽汽来加热空气 蒸汽管内，空气管间2)回转式三、锅炉尾部受热面运行中的问题1、低温腐蚀 产生：尾部受热面的温度＜H2SO4蒸汽露点(酸露点) 部位：①空气预热器的冷端(空气进口端) ②给水温度低的经济器 酸露点＞烟气中水蒸汽的露点(高许多，故酸先凝结下来) 且取决于硫酸含量→F.O的硫含量 对管壁的腐蚀速度取决于凝结下来的硫酸数量、浓度及管壁的温度 防止措施：1)、装设再循环管路提高空气预热器入口空气温度2)、设旁通烟道或旁通空气道(尤其在点火升汽或低负荷时)3)、采用低过量空气燃烧4)、保证良好的燃烧工况5)、采用耐腐蚀材料或涂料6)、使用固、液或气体添加剂2、外部积灰与堵塞原因： 1)、因F.O含钒、钠等元素在燃烧中形成熔点很低的化合物，且有很强粘性 2)、油灰中含有Ca→CaO(+SO3)=CaSO4遇水形成牢固积灰 3)、燃烧恶化时生成大量“C”粒子很细，吸附性很强 影响：烟气通道堵塞，有腐蚀性，使η↓3、尾部受热面的着火复燃 1)、三个条件：A、有可燃物B、不断供给氧C、可燃物氧化时析出的热量不易散失 2)、防止措施：A、保证各种工况时良好燃烧 B、及时进行吹灰 C、停炉10h内关闭严密烟道及风道挡板、孔门第五节蒸汽过热器 将汽包送出的饱和蒸汽进一步加热，使其中水分全部蒸发成蒸汽，并使蒸汽温度升高成为具有一定过热度的过热蒸汽一、工作特点易过热烧坏因热偏差各平行管中工质的吸热特性不同原因：1、流量不均(进、出口压差、形状、大小) 2、受热不均(各燃烧器负荷或停用、部分水冷壁严重结渣，个别管间距因管子变形而变大，形成烟气走廊) 3、受热不均又加剧了工质流量不均二、温度特性(因其放置位置)1、对流式：放在炉膛外面的对流烟道里，主要以对流吸收烟气热量，传热强弱主要取决于烟气流速2、辐射式：放置于炉膛壁上，只吸收炉膛中火焰和烟气的辐射热量，吸热取决于炉膛温度3、半辐射式：放置于蒸发管束中间或水冷壁后，既吸收炉膛中火焰的辐射热量，又以对流方式吸收烟气热量三、蒸汽过热器的高温腐蚀问题1、高温腐蚀 定义：当锅炉燃用重油时，在高温燃气区受热面管外壁及支承部位将被腐蚀原因：是F.O中的S和F.O灰分中的碱金属(K、Na)及V所引起的2、防止方法①控制金属温度，使它低于开始出现高温腐蚀温度580℃) ②在低过剩空气系数下燃烧 ③选用耐高温腐蚀性能好的金属材料或用耐高温的涂料④使用添加剂Mg、Ca、Al、Si等的氧化物，能与灰分中的成分作用，生成高熔点的化合物，使积灰变成松散状，易于吹除第三篇船舶燃油锅炉的炉内过程锅炉炉内过程炉膛内——燃油燃烧过程工作 炉膛内、烟道内——热量传递过程过程 锅内过程水与汽的交替第一节F.O的元素组成及主要特性一、F.O的元素组成从燃烧产物分析，基本元素如下C——84～87％含C越高越难着火，且易产生难燃C黑H——11～14％有利元素O＜1％，常以胶质沥青状存在，影响输送和雾化N有害无利，“内杂质”，含量越少越好S——油产区不同则含量不同，易产生低温腐蚀及大气污染，含量越少越好，灰份——杂质(其它微量金属、非金属元素燃烧后形成的氧化物，如钒、钠、铁、铝、硅、磷等)，这些含量↑，则发热值↓；同时灰分沉积，致传热系数↓，排温↑，效率↓机械杂质——不溶于油，以沉悬浮状存在，导致设备磨损、喷油器堵塞→过滤分离水份——开采、加工等后续过程掺进来的有害杂质二、F.O的主要特征1、密度与比重(相对密度)与燃烧特性有密切关系比重↑，则C/H比↑，闪点↑，燃烧时火焰亮度↑，则辐射放热比率↑。但比重大，则粘度大，水份、杂质就分离困难。2、粘度流体对流动的阻抗能力对F.O的雾化，过滤、流动性能影响很大粘度大——则不易雾化；导致燃烧不良，流动性差输送时消耗功率大 表示方法(四种)绝对①运动粘度υ——流体的动力粘度η与同温度下该流体的密度ρ的比值。各国常用和通用的方法，毛细管粘度计测，(国际单位m2/s)过去通常用厘斯（cSt）1cSt=10-6m2/s=1(mm)2/S另动力粘度η单位Pa.s（帕.秒）(过去泊或厘泊)相对②恩氏粘度oE③雷氏粘度以50ml试油在规定温度60℃或98.9℃下流过雷氏粘度计所需时间；单位为秒。主要在英国和日本沿用④赛氏粘度在某规定温度下从赛氏粘度计流出60ml液体所需时间，单位为秒。美国多习惯用3、闪点和燃点闪点：遇明火发生闪火的最低温度，是储运的必要指标。有开、闭口之分；闭口＜开口(因油气不易逸出)。闪点不低于环境温度，船用油＞65℃燃点：遇明火持续燃烧不少于5S的最低温度。燃点＞闪点4、浊、倾、凝点反映F.O低温流动性和泵送性的指标 F.O温度↓→石蜡析出(堵塞滤器)→到浊点（变混浊）→倾点（保持流动的最低温度）→到凝点，石蜡长大(失去流动性)故浊点＞倾点＞凝点第二节燃油的燃烧原理一、F.O燃烧特点1、是气态燃烧不是油而是油气2、燃油蒸发速度直接影响其燃烧速度，而蒸发速度与油温、油滴表面积及油滴周围介质中油气分压力（油滴与周围介质的相对速度）有关——相对速度大，则蒸发快3、F.O的燃烧速度与空气和油气扩散的速度有关。提高助燃空气的速度，并增加空气流的扰动，以增强空气向油气中的扩散4、燃烧与环境温度有关(即与氧化速度有关)炉膛内温度越高，燃烧就越剧烈5、F.O在高温缺氧下，反应不稳定，会发生热分解，生成难以燃烧的碳黑。 因此，燃用重质燃料油时，把全部空气集中从火焰的根部送入，使燃油在准备区中进行蒸发并与空气均匀地混合。 此区域中氧气充足，气流中油气分压力低，油滴可在低温下全部蒸发，可不至于在高温下发生热分裂。二、炉膛中火矩的形成F.O在炉膛中的燃烧是以火炬方式进行。分为三个阶段1)燃油的准备阶段F.O预热(在F.O系统中完成)2)燃油雾化并将油滴加热、气化和分解，同时与空气混合3)着火燃烧阶段混合的油气与空气达到一定温度和比例浓度后着火1．炉膛中空气和燃油的供入都经过燃烧器〔由雾化器（喷油嘴）和配风器组成〕供入炉膛⑴空气的进入空气经配风器斜向叶片进入喷火口中分成两部分A、一部分(一次风)：流过燃烧器上的稳焰器空气作用：保证油雾与空气及时混合，避免产生热分裂B、另一部分(二次风)：沿稳燃器的外围进入炉膛作用a、建立回流区b、供燃烧所需足够氧气动作原理：空气经斜向叶片形成旋转气流→产生离心作用→使气流向外扩张→越前进越扩张→在气流中心(火炬中心)→便出现低压→则吸引炉膛内高温烟气回流到火炬根部，形成回流区→为良好燃烧创造条件空气进入炉膛不适合，可致的后果及其原因 ①如全部空气供向火炬根部——在火炬根部难形成回流区(故一次风量为15~30%) ②空气量过多，加热需更多热量——气流加热时间延长 ③火炬根部风速过高，使着火前沿远离雾化器出口中——着火困难，火炬吹熄 ④切断一次风或过少——热分裂，燃烧不全，冒黑烟⑵F.O的进入F.O加压→雾化器→以一定圆锥角从喷孔向前延伸→形成一个空心油雾锥 (注)：油雾的旋转方向(喷孔的喷出方向)与空气流的旋转方向(斜向叶片方向)——相反→利于油蒸发和与空气混合稳焰器的作用：①使着火前沿不受空气流动的影响②易于回流区的建立 ③组织一次风和防止全部风量都冲向火焰根部，创造火焰能稳定燃烧的条件2、火焰在炉膛中的燃烧——以火炬形式燃烧着火前沿：就是指一个燃烧带形成：F.O喷成油雾并气化，同时与空气混合成可燃气→达到着火温度→并且有合适浓度→点燃→形成一个燃烧带→去引燃后续油气→形成火炬稳定：混合气流由燃烧器→炉膛着火前沿由炉膛→燃烧器二者速度相当则稳定功用：由其分火炬为两区——准备区和燃烧区影响：①如离雾化器太远，则这时因气流速度↓，油气混合强烈程度↓——燃烧不良，使火炬拖长②如离雾化器太近，则将喷火口和雾化器烧坏结论：燃油在炉膛内燃烧的好坏，主要取决于以下5个方面1、油的雾化要求高些油流脉动、雾化细度、油滴分布均匀、油滴与空气相对速度越大油滴蒸发与空气混合2、有充足的回流高温烟气3、要有一次风；使其着火前就与油雾混合，避免产生热分裂4、二次风尽可能在燃烧器出口处与油雾混合5、炉膛的容积热负荷要合适，使油滴有足够的时间燃烧三、完全与不完全燃烧区别：就是造成热量损失，空气污染达到空气燃烧的条件：1、炉膛保持足够高的温度，至少高于F.O燃点2、雾化要好，并要供适量空气，使空气与F.O混合均匀3、要有一定燃烧室容积，保证油滴有足够的燃烧时间四、理论空气量与过量空气系数1、理论空气量1KgF.O完全燃烧时所需的空气量；不同成分的F.O其理论空气量不同。2、过量空气系数：①因O2一部分参与燃烧，一部分通过烟道排至大气，故为使F.O充分燃烧，则多送进一部分空气——多送的为过量空气②实际空气量理论空气量与过量空气量之和③过量空气系数α=实际空气量/理论空气量＞1④锅炉经济运行的重要指标－炉膛出口处的过量空气系数α由燃料性质和燃烧方式决定A越大、风机耗能越大，锅炉排烟损失越大，η↓B过小、未完全燃烧热损失↑，使η↓。五、烟气分析烟气－－即燃烧立产物主要有：CO2、SO2、H2O等高温产物 未燃尽物CO、H2等气体和碳粒 随空气进入的N2及过量空气目的：检查烟气成分，以便对燃烧情况监督使不完全燃烧损失或因α过大的排烟损失减至最小。氧量计：直接测量烟气中的含氧量，可反应出送风量是否适当，以便合理控制燃烧情况。第三节燃油的雾化及雾化器一、F.O雾化的质量指标1、雾化粒度━即油滴的大小（大小一般是不均匀；故用平均直径作指标）2、雾化角 应与喷火口配合恰当。其大小对合理配风有重要影响。以免油雾喷在喷火口上发生结碳。3、油雾的流量密度 单位t内，通过垂直于油雾速度方向的单位面积上流过的燃油容积。（cm3∕cm2.s）流量密度的特性： 其分布影响合理配风 应沿圆周方向均匀分布 应避免在中心有较大的流量密度（因中心区是烟气回流区，空气少而温度高，过多的燃油喷入回流区，易缺氧而产生碳黑）二、雾化器（4种）1、压力式机械雾化器构成：接管体（与输油管相接、其中有滤网）、滤网、筒身（空心的）、喷咀体、雾化片、喷咀帽。雾化片对，喷油量大小和雾化质量的好坏起着决定性作用。雾化过程：油泵加压0.7MPa__保证良好雾化的最低油压 2MPa____超过2MPa后、 雾化质量改善并不明显但耗能增加→雾化器__（压力能转变为速度能，以便高速喷出得到良好雾化）高速的获得过程： F.O→加压→接筒体→筒身→喷咀体→雾化片→喷孔→炉膛 (切向槽→旋转切向流边→旋涡室)切向槽：形成强烈的切向速度以利在旋涡空中旋转旋涡室：（结构特性：是一个半径不断缩小的球面体旋涡室） 因其限制，使旋转半径↓，但切向速度还在增加，压力也越来越低，当低于外面气体压力时，外面气体就被吸入，使中心形成一个气体旋涡。→则油离开喷油器时就呈环形喷出→形成空心圆锥(其顶角就是雾化角)；旋转越强烈雾化角越大。压力机械式影响雾化质量的主要因素： ①油压：压力越高（合理范围内0.7～2MPa）越好 ②油流的旋转越强烈油膜越薄 ③旋涡室前的喷孔直径：越小，油膜越薄，雾化质量越好。 ④油的粘度：越小则雾化越好。 因蒸汽需量不同需要调节油量，(三种) ①改变投入运行的雾化器数目。 ②更换不同尺寸的雾化片。 ③改变供油压力。因喷油量与(油压)1/2和（喷孔面积）成正比此三种调节方法的缺点：①不能平滑调节②不宜用在自动调节系统中2．回油式机械雾化器①构成：雾化片和旋流片（两者相当于雾化片）分油咀和喷咀座（两者相当于喷咀体）进油管和回油管（两者相当于筒身）②喷油量及调节特性： 工作时供油压力恒定→供给雾化器油量一定 F.O到达旋涡室后，再被引回一部分，则可通过调节回油阀开度，调节回油量→调节供入炉膛的油③雾化原理：(与压力机械式相同) 随着回油阀开度改变，回油喷油量改变。但是进油在切向槽内的速度，因进油量几乎不变而不变，故雾化质量仍然不变。故障与维护：（前两种型式）①雾化器头部因长期高温火焰辐射而结C导致喷孔堵塞，雾化变坏 油雾锥体歪斜，破坏正常燃烧（拆下清洗） ②清洗；尤其要注意雾化片不得损坏工作表面，先用D.O浸洗、不得用坚硬刃具硬刮硬剔3.蒸汽式机械雾化器①工作工质：油：油压0.5～2.0MPa 蒸汽：0.6～1.2MPa(冷炉时点火是可自身油压力或压缩空气)②工作原理：蒸汽在内管，油在外管；蒸汽可助F.O进一步雾化。两者在混合孔中相遇撞击并进一步雾化③特点：A、雾化质量较好，平均粒度可达50um B、雾化质量适应喷油量的变化性好→调节幅度较大可达104.旋杯式雾化器①主要部分：油杯和雾化风机两者由同一电动机，同空心轴带动油杯→内壁有一定锥度 ②雾化原理：前提：油杯高速旋转油（0.07～0.15MPa）在杯壁形成油膜→因杯有锥度→逐渐流向炉膛→杯缘→因离心力而甩出雾化，形成油膜→同时，雾化风机供给一次风→使油膜粉碎而雾化 ③优点：A、调变中幅度大，可达10 B、调节方便，喷油量改变不形响雾化质量 C、对油的过滤要求不高。 缺点：结构复杂。雾化器的主要要求1、喷油量范围内，获得尽可能细的油滴2、油雾分布要适合配风要求3、适当的雾化角4、油雾流的流量密度分布要合适5、结构简单、运行可靠、操作维护方便第四节配风器一、对配风器性能的基本要求

(共四点)1.必须有根部风（即一次风） 防止油气因缺氧和高温时发生热分烈而产生碳黑。但在一次风不能把全部空气都供向这一区(油束根部)， 否则使风速过高且很难形成回流区，这就易破坏着火条件，易将火焰吹灭→故有釆用稳焰器的结构(优点)2.早期混合强烈要一次风在着火前就与油雾混合求二次风也应在雾化器出口附近就尽可能均匀地与油雾混合 原因：①燃烧器出口处是F.O燃烧数量最多的地方，②出口处的早期混合，风速高、扰动强→脉动速度大混合比较强烈，③出口较远处气流速度减慢扰动衰减→脉动速度小再混合就困难须滿足条件：①二次风的扩散角＜油雾的雾化角10～25°为宜②气流的旋转方向与油雾的旋转方向相反③雾化器在喷火口的位置也是影响早期混合的重要因素(如下图)A：太靠前—油雾在中间；空气在外围（风包油）→使火焰拉长B：稍后退—油雾锥外边缘与喷火口相切→两者在喷火口内相切，此时气流速度高，混合强烈C：太靠后—油雾撞击喷火口→引起结碳3.回流区要适当：作用：在出口火炬中心有一个回流区，以保持火焰稳定和及时着火影响：(对燃烧好坏)与大小，位置有重要关系： a.太靠近燃烧器，且又大，一直到燃烧头部→易烧坏喷火口与燃烧器，使油雾不能首先与一次风混合，使燃烧恶化 b:远离燃烧器且又太小→使着火推迟并影响油雾与空气的混合 决定因素： ①二次风导风叶片的结构和尺寸 ②二次风速 ③稳焰器的结构，尺寸及位置4.后期混合也要强烈： 原因：由于油雾燃烧总是带有逐渐扩散性质，在油雾密集或大油滴集中地方易缺氧。 措施：提高气流速度→须降低配风器的阻力系数：可釆用平流式配风器二、配风器的结构1、旋流式配风器气流旋转—可加强燃烧早期的混合主要元件：用斜向叶片做成的旋流器可分为：a:固定的—利用拉杆轴向拉动筒状风门（前后移动调节）b:可转动的—通过转动斜向叶片改变风道流通截面积来达到调节风量目的2.平流式配风器： 构件：调节档板、空气导叶、喉环、导管、稳焰器 空气→风道→配风器→空气导叶（使空气流分布均匀）→喉环—正确引导空气与油雾混合→稳燃器：a使一次风产生强烈旋转 b.还可防止全部空气都冲向火焰根部造成断火现象导管：是稳燃器的支架又是雾化器抽出和放进时的导轨。燃烧器安装注意事项：使配风器的中心线与喷火口的中心线重合装毕后应检查稳焰器圆周到喷火口内周的径向距离是否相等雾化器与稳焰器相对位置是否符合说明书要求第四篇船舶锅炉的锅内过程第一节锅炉自然水循环水循环—在锅炉的蒸发受热面中汽和水的混合物连续不断的流动：（釆用两种方式） a：强制循环—利用泵（循环泵）使汽水混合物在蒸发受热面中强制流动 b：自然循环—利用水与汽水混合物的密度差使汽水混合物在蒸发受热面中流动 （目前大多釆用此种方法）—、自然循环的基本原理：1.概述：最简单的回路：锅筒（汽包）、水筒或（联相）、下降管、上升管（蒸发受热面管） 上升管—水冷壁或蒸发管、接受热量、变成汽水混合物； 下降管—位于炉墙外侧不受热，工质保持水的状态 由于下降管的静压力＞上升管的静压头，则水就沿下降管向下流动，汽水混合物就沿上升管上浮。只要上升管内工质不断加热，水循环就不断进行。（p64.的重点）二．自然循环的工作特性1.锅炉的工作压力： 压力↗，汽水密度差↘。压力到达临界压力时，汽水密度相同，则自然循环不能形成。2.受热面的热负荷： 上升管的热负荷越大，其内工质的含汽量越多.水与汽水混合物的密度差越大，其循环回路的压差越大，则管内的循环水流量也越大。 当然热负荷也不能太高，当高到使管内由沫态沸腾变为膜态沸腾时，管壁的冷却条件大大恶化。3.受热面的高度： 高↗，运动压差↗，管内循环水流量↗ 应注意尽量减少上升管水平段的长度（会导致流阻增加）4.上、下的流阻应尽量降低： 因此上升管的直径不能太小、下降管常釆用粗管三．自然循环的故障、产生原因、后果、措施1.循环的停滞和倒流 主要是因热负荷偏差引起，另外水冷壁和蒸发管束产生积灰和结渣，或在外界运行过程中锅炉向外界供汽量突然减少，使锅炉工作压力突然升高，都将减少上升管内工质的含汽量，减少运动压差——产生停滞、倒流。2.汽水分层： 对于管子水平或倾斜放置，且工质流速又不高，则由于汽水密度不同，水偏于管下部流动，汽在管子上部流动。严重时分层。——汽水分层现象 原因：是否出现与工质的流速有关——当大于某一临界值时，即使水平管也不会出现。而临界流速与a:工作压力↗、密度差↘临界流速↘b:管径↘不易分层3.下降管带汽：带汽则力图上浮而增加下降流阻，使下降管供水不足。如含汽量较多，形成气塞，将使工质停止流动，水循环遭到破坏。 原因： ①上升管与下降管太近（间距大于250mm或上升与下降管间有隔板） ②下降管入口位置太高 当汽包水位突然发生波动而降低时，使入口漏出水面 ③下降管的入口处自沸腾 ④运行中汽包中工作压力突然下降，水沸腾汽化 ⑤汽包内水位较低而在下降管入口处出现旋涡，则蒸汽从旋涡中心进入下降管四．保证正常水循环的措施1.结构措施：①下降管上方的水柱高度要大于150～200mm.下降管到汽包最底水位距离要大于4倍管子内径②给水管布置在下降管进口附近，使进入下降管的水有一定的过冷度 ③保证下降管的流通面积与上升管总的流通断面积有一定比例 2.管理措施：①力求均匀加热管束——防止结渣发生，及时清除积灰②保证燃烧良好——防止燃烧不稳定或经常瞬间熄火③运行中防止汽包水位过低④不允许主停汽阀开启过快⑤蒸发受热面管子破损后，堵管数目应限制⑥锅炉正常工作时，禁止从水筒或下联箱排污处排污第二节蒸汽的净化一、蒸汽净化 A、目的:为了减少蒸汽中的水滴及水滴中携带的各种化学物质（如CL化物、硫酸、碳酸、氢氧化物等）采用的设备及措施对蒸汽的净化。B、蒸汽带水原因 ①机械携带 ②选择性携带机械携带 当P＜6MPa，杂质主要是少量的水滴，其中又溶解各种盐类，如再加热水滴蒸发，大部分盐类沉积，小部分以固态微粒悬浮在蒸汽中选择性携带 当P＞6MPa，蒸汽溶解盐（盐直接溶解在蒸汽中不是水滴中）的能力大大明显，P↑则越明显，而蒸汽做工后P下降，溶解的盐又析出、沉积形成盐垢因P一般不超6MPa，故选择性携带不考虑 机械携带时，饱和蒸汽中含盐的多少取决于自汽包中引出的蒸汽湿度及锅水中盐的浓度防止措施:减少含盐量因含盐量大——汽泡上方水膜的表面张力↑，使汽泡长大，其上方水膜也大，破碎时形成细小水滴则多 二、影响蒸汽带水量的主要因素： 1.锅炉的负荷（蒸发量D） 负荷↗，则蒸发的逸出速度和蒸汽空间容积负荷↗，蒸汽带水量↗，超过临界D时，带水量急剧↗ 2.分离高度H——作用是使水滴靠重力分离，H↗，重力分离↗，湿度↓超过0.5～0.6MPa，影响很小 3.锅水含盐量 锅水含盐量↗，使汽包水容积内汽泡数目↗及蒸发平面上的泡沫层加厚 使实际H↙、水量↗ 临界含盐量—取决于工作压力，如P工↗则含盐量↙三．汽泡内汽水分离设备及附件：1.分离原理：①惯性力—改变汽流方向 ②离心力—汽流旋转产生离心力 ③水膜—小水滴粘附在金属壁面上形成的水膜上而分离2.步骤：①粗分离—大部分水→水下孔板，旋风分离器 ②细分离—分离后的蒸汽中水滴→集汽板，集汽管四.防止蒸汽恶化的措施： 1.避免高负荷下高水位运行。 2.严格控制锅水水质—含盐或碱性过大易引起汽水共腾现象 3.锅炉的负荷不要突变—（主要是增加，蒸发量大）第三节锅炉内部水处理一、水处理的意义： 因天然水含有盐、气体和杂质，不处理会给锅炉带来危害1、在受热方面形成水垢 水垢导热系数很小，使管壁温度急剧增加。严重时会将受热面烧坏。同时也使锅炉排烟温度↗，效率↙，耗能。此外，减小受热面管内水流通截面，使流阻增加，严重时堵塞，而破坏正常水循环，导致管子烧坏2、促进锅炉受热面的腐蚀碱性不足促进：“垢下腐蚀” 碱性太强引起：“苛性腐蚀”3、恶化蒸汽质量 产生汽水共腾现象二、水处理的基本知识.1、水中杂质的危害： ①含有的杂质种类：a.盐类 b.油垢和悬浮物c.气体—O2和CO2 ②水的质量表示特性：碱度、硬度、盐度2、锅水的主要质量特性：(用Mg∕L的CaCO3折算) 碱度：决定于水中含有的OH-、CO3-、HCO3-、PO4- 硬度：决定于Ca和mg含量决定盐度：锅水中CL-的含量三、锅内水处理药剂及其作用原理1、主要任务 锅炉内加药，使Ca2＋生成易于排污的松软泥渣，下排污排放。同时使锅水保持足够碱性，以防受热面发生腐蚀。2、常用药剂 ①Na3PO4·12H2O目前最好的去除锅水硬度的水处理剂作用A：保持有过量的PO43－情况下ａ可使锅水残余的硬度更低 ｂ可使原有水垢转化成磷酸盐泥渣而剥落 ｃ可使锅水维持适宜碱度，防止受热面发生腐蚀B：如过理太多的PO43-、危害：ａ增加含盐量、易引起汽水共腾 ｂ有可能生成磷酸盐铁垢 ｃ有可能生成Mg3(PO4)2以致转成二次水垢。②Na2HPO4·12H2O 在锅水碱度达标而硬度达不到时投放，能使形成水垢的盐类变为泥渣而排除。③Na2CO3 常用Na2CO3调解锅水的PH值和碱度 运行中，用前两种处理时，则不必放④Na2SO3·7H2O—吸收锅水中溶解的O2⑤NaNO3—防止苛性脆化⑥丹宁—a:防止结垢和腐蚀 b:减少锅筒内水面泡沫而产生汽水期腾四、水质分析P78第五篇：船舶锅炉系统和附件第一节燃油系统组成：①油柜和调驳系统②燃油工作系统一、油柜和调驳系统1、F.O储存在双层底中，各舱间由调驳管系连接，管系中设有驳油泵2、油舱和舱柜中沿纵向和横向设隔板 防船摇摆在舱中乱窜、减小自由液面影响 3、两者的底部均设有蛇形管蒸汽加热器 使其油在40～70℃。改善油的吸出流动性 4、两者都有透气管——一直伸到主甲板，使油柜中产生的油气及时排出，以免油气积聚发生爆炸，另兼作膨胀管， 且出口有止回装置、防海水反灌入舱中 出口向下弯，出口处装金属网，以免油气燃烧二、F.O工作系统 是指从日用油柜至锅炉前燃烧器所使用的管路及管路中所装设的各种设备。 见以下实例上图1：压力机械雾化器F.O工作系统部分装置的功能冷态滤器—滤去机械杂质，保护油泵热态滤器—滤去剩下的因加热析出的固态物质、保护燃烧器滤器两端压差—10～20Pa时则堵、应换用或清清。循环回路—启动前便于放尽管中冷油或循环加温 速闭伐—紧急事故时可立即切断F.O停止燃烧上图2、回流式机械雾化器的F.O工作系统部分装置的功能A、回油调节伐—两者联动，使回油调节阀调节喷油量时改变风量使过剩空气系数不会太大 B、比例操作器—风机与泵是同一轴C、主电磁伐—如点不着火或是运行中发生汽压过高，水位过低，突然熄火等情况可通过安全保护系统，将主电磁阀关掉，停止喷油D、压缩空气—用来自动吹扫、防止雾化器中残存油滴因结炭而堵第二节船舶辅助蒸汽动力装置的汽水系统一、蒸汽、凝水和给水系统1、蒸汽系统的任务：将不同压力的蒸汽送至各个用气设备 辅锅炉 停汽阀8→管路1→总蒸汽 废气锅炉 5分配联箱 一部分：油舱加热分配联箱→各分舱加热一部分：经减压阀减压→低压分配联箱（a：空调舱室加热b：生活杂用） 注：在蒸汽分配联箱“2”上接有岸接供汽管以备锅炉不工作时可由岸或他船供汽2、凝水系统任务： 回收各处凝结水并防止混入水中的油污进入锅炉 阻汽器⒄—阻止凝水回流中带蒸汽 大气冷凝器—使经过阻汽器回流的凝水中漏过的蒸汽及二次闪发的汽冷凝 凝水观察柜—可能因加热油舱的加热器因漏泄而把油带入凝水系统，进而把油带入锅炉而使炉胆变形和烧塌而首先通过它的观察是否有油3、给水系统的任务：向锅炉供给足够数量及质量的水①每台炉→都有两条给水管一条备用或自动之分 手动②每一给水泵近炉处都有：a:截止阀“11”→全开或全闭，防阀盘因水冲蚀而破坏密性 必经装在炉与止回阀间，也即最靠近锅炉，目的为了便于修理止回阀b:止回阀“12”→ 一般采用截止止回阀。 防止给水泵不工作时锅水倒流③锅筒内设有内水管： 目的—因给水温度较低（30—50℃）防止进入锅内某处与受热面接触、产生热应力 形状—下半部开多孔的水平管且位于锅内筒工作面之下，使水从小孔冒出时被周围锅水加热，并达到均匀分布之目的④给水泵 a：一般2~3台。蒸发量小则可用电动离心泵（多级的）间歇供水、且可同时向辅及废炉供水 b：因供入锅内的与凝水回流的水量永不平衡，故要在凝水与给水间设一缓冲器——热水井⑤热水井 作用：补水、投药、及过滤水中污物、油 结构：各分隔间，水均从底流入下一道空间。使油污浮在水面上不被带到后面去二、排污系统1、为什么要排：工作过程锅水中含盐量↗，且由于加入水处理剂使锅水中有大量的松散泥渣，及水面上存在的油污，泡沫和漂浮物2、怎样排a、表面排污（上排污）—排出盐类及水面上的油污泡沫和悬浮物结构：采用浮渣盘—方便收集浮渣，在高于锅炉最低水位25mm处设怎样排：先升水至靠近最高水位，降低到浮渣盘高度时停排，如一次排量不够，可再排何时排：可在任何情况下排污及视锅水化验结果而定（一般在投药前）一般24h、1~2次.每次30~60sb：底部排污（下排污） ①排污底部泥渣和沉淀物 ②投放除垢药物后过一段时间进行。 通常要求熄火后半小时或锅炉负荷低，压力降到0.4～0.5MPa时进行，此时炉水平静，有更多泥渣沉淀。尤其水管锅炉不许工作时下排污 ③每次不≯30S（指全开）、可按1/2—1/3水位表高度考虑 ④废气锅炉也得排污（除强制循环水管锅炉）3、可改装一调节阀来调节流量，决不可用排污阀调节流量开时，先开排污伐，后开调节阀关时，先关调节伐，后开排污伐在操作中如加上一个出海阀（可在其附近另加一个止回阀）则三个阀（出海、调节、排污）的先后动作次序如何？第三节通风系统1、通风过程—把空气送入炉膛供燃烧，并将烟气排出的过程。2、通风分为：①自然通风②机械通风③诱导通风2、通风分为 ①自然通风—利用烟囱产生的自然通风力去克服空气和烟气流动阻力（与什么因素有关？见P86） ②机械通风—利用风机的压头去克服空气和烟气流动阻力 A、平衡通风（烧煤锅炉多用）克服空气阻力——送风机 克服烟气流动阻力——抽风机 要求炉膛处于负压、防烟气通过炉墙不严密处外泄 B：压力通风：（烧油的小型辅锅炉）只利用送风机去克服空气的流动阻力，及它在炉膛内建立的压头把烟气压出并送入大气缺点：①烟气可能外漏，因炉膛和烟道的压力﹥大气压力②增加锅炉排烟热损失，又使炉舱的安全和卫生条件变差改进①密闭炉舱式通风－－漏风多，运行中防止勤开舱门②具有空气夹层炉墙的密闭式压力通风，因夹层中助燃空气的压力大于炉膛和对流烟道内烟气的压力，防止外漏烟气③诱导通风—只用抽风机，去克服空气和烟道流动阻力、则负压较大、漏风量大、η低、并增加抽风机排量和运行费3.怎样选择风机：（以下三种决定） ①确定通风过程中空气和烟气的流动阻力；分三类 a：烟－风道的流动阻力（包括摩察流阻和局部流阻） b：受热面流阻 c：设备流阻—燃器流阻（主要的） d：自燃通风的方向与烟(空气)流动方向的关系一致—流动动力，相反—流动阻力 ②送风机排量：主要与油耗、风机周围空气温度成正比送风机功率：与排量，总阻力成正比③在锅炉不同负荷时需要的通风量不同则要调风调节方法（三种）A：节流调节烟道、风道中装节流挡板造成节流损失，风机工作时η↓、不经济但结构简单，小型锅炉采用B：变速调节降低风机转数、使其压头和排量同时减少；调节经济，对电机要求高，大型锅炉采用C：导向器调节在风机入口处装导向器，利用导向器叶片角度的改变，使进风机叶轮的气流方向改变，从而改变风机产生的压头，来调节风机排量第四节锅炉附件1、锅炉附件是指保证锅炉正常工作必需的阀和附属装置的总称（关键有：水位计、安全阀、压力表）2、水位计： ①概述：A：锅炉水位的术语之分 1、三种水位：a：最高工作水位（无最高危险水位之说）b：最底工作水位c：最低危险水位2、失水—水位低于最低工作水位满水—水位高于最高工作水位（→会使蒸汽中携带有大量含盐的锅水）正常水位—在最高与最低的两工作水位之间最低水位（工作）：⑴水管锅炉最低工作水位应高出最高受热面≮100mm⑵竖烟管锅炉应不低于1/2烟管高度⑶混合式应高出热水管上端≮50mm⑷船在横倾4°时最低工作水位仍能满足上述要求B：水位计：结构：玻璃管或平板玻璃式工作特点及要求：①正常水位应在水位计中段 ②均装有两只水位计（互为备用及船倾斜时能互为比较）③两只均坏则应立即熄火⑵玻璃管式水位计： 水连通管—锅筒水空间 气连通管—锅筒气空间 两者有耐热钢化玻璃管（内径15和20mm两种） 连接处有填料函保证气密和水密，但不要压太紧，因易挤碎 结构简单，价格便宜，使用方便但水位显示不够清晰且承压能力也低，用在低压小蒸发量锅炉⑶平板玻璃式水位计： 提高水位计承压能力—金属框内镶耐热钢化平板玻璃 更清晰显示水位—平板玻璃侧刻有沟槽、双面玻璃比单面玻璃清晰度好 靠水侧加云母衬片—防水腐蚀、延长寿命⑷低位水位计（不讲）⑸水位计管理： A：水位计中汽水流动甚弱使水汽连通管易堵。 B：正常工作时，水位计中水位是上、下波动不停 如长久静止不动——则表明管已堵 如水位一直上升至顶部——可能两个中的一个已堵，则冲洗 C：满水——水位计中水位过高或水位计中充满锅水→总之水位计看不到水 失水———水位计中水位下降到水位计中玻璃管可见范围以下时则必定失水 要判断是否失水则要采用“叫水”来判断Ｄ：每4ｈ至少冲洗一次水位计，冲洗时通水和通汽阀同时关闭时间要尽量短些，以免使玻璃管（板）冷却后，再通入汽水而爆裂水位计的冲洗和“叫水”的操作操作顺序结果处理意见1．开冲洗阀，关通水阀，冲洗后关通汽阀听见汽流声甚大，表明汽路通畅如不通畅，可连续开、关通汽阀或通水阀数次，利用汽水冲击力将污物冲走2．开通水阀，冲洗后关闭所见水流声甚大，表明水路畅通

3．关冲洗阀，慢慢开启通水阀予以“叫水”1．因此时通汽阀关闭，所以如水位高于水连通管，则水位一直升至水位计顶部2．如无水出现，则炉水已位于水连通管以下，锅炉已处于失水危险状态1．这表明情况正常，可继续进行第4步操作2．如明确知道，在数分钟前水位仍处于正常位置，则可加大给水量，迅速恢复水位；如失水时间不清楚，应立即熄火，停止供汽4．开通汽阀1．水位下降至水位计中段表明情况正常2．如水位下降至水位计玻璃以下表明锅水少，但水位仍在水连通管以上3．如水位仍在顶部不降下来，表明锅炉已处于满水状态1．可投入工作2．加大给水量，迅速恢复正常水位3．首先停止供汽，并开启上排污阀放水，使水位恢复正常二．安全阀1.作用防止汽压过高、对锅筒和受热面管子有所损伤，尤其是为了防止在压力表失灵时导致可能的爆炸2.要求 A、每台装设两个，组装在一个壳体，且是垂直安装；如装有过热器，其上也应至少装一只安全阀 B、锅炉安全阀开启压力大于允许工作压力的5﹪、小于设计压力 过热器安全阀开启压力小于锅炉安全阀开启压力火管锅炉安全阀开启压力=P工作+0.05MPa安全阀的水压试验压力＝1.25倍P工作 C：安全阀开启后、使烟管锅炉在15min内汽压升高值不超过 水管锅炉在7min内 锅炉设计压力的10﹪则安全阀要有足够大的直径，开启后稳定且有较大的升程量，汽压能急剧下降到规定值时能立即关闭，且安全伐升程大1/4直径时，其排汽通路面积＞2倍安全阀总面积3.结构：（主要介绍—弹簧式）主要用在蒸发量较小，汽压较低的锅炉→在其顶部设手动强开杠杆用钢丝绳→通至机舱底层和上甲板、可强开平时每月手动强开一次，防止长期不跳而咬死主要构件A、唇边5B、套筒6C、调节圈7D、弹簧1E、调节螺丝3①阀盘带唇边：使阀在开启和关闭时能稳定而不上、下跳动因阀开则弹簧增加压缩，弹力增加，阀开、唇边上则有蒸汽并产生上顶力→二者平衡、使阀稳定②阀盘上方设套筒“6”—防止阀开启时蒸汽压力从上压下使阀不稳定③调节圈“7”—改变蒸汽流出的通路大小，获得开启稳定，同时压力降低量又小 调节动作的结果：如调高通路小，流动不畅、升力大，阀的升程高、开度大，压力降低快④采用唇边阀有如下缺点：因阀开启后使阀的作用面积大于开启前的作用面积故恢复到额定蒸汽压力时阀盘不能立即关，只有继续下降到上顶力抵不住弹簧压力而自动关闭→此时压力低于工作汽压（两者差称为安全阀的降低量）注：安全阀的降低量怎样调节？弹簧式安全阀的管理目的：动作准确及平时保持严密不漏汽要求：安全阀弹簧的弹力不受温度的影响，同时阀盘和阀座不允许有变形，也不允许遭到腐蚀或出现沟痕一旦发现应及时研磨，并用样板校对阀盘唇边和阀座间的相对位置尺寸如与原尺寸相差太大，则必须用车床车削阀盘三、压力表1．每台锅炉必装且应与锅筒直接相连，用以指示锅炉中的蒸汽压力的压力表2．压力表盘刻度最大值应为工作压力的1.5～3倍，最好选用2倍；3．压力表盘直径不应小于100mm；4．压力表应在刻度盘上划红线指示出其工作压力；5．压力表下应装有储水弯管，使管中充满冷凝水，造成水封，防止蒸汽直接接触压力表中的弹簧弯管，影响压力指示的正确性。6．压力表在使用期间内，应每年校验一次。第六篇船舶锅炉的自动控制锅炉自动控制包括：自动调节、程序控制、安全保护、自动连锁和热工检测自动调节——使蒸汽压力、温度、和水位等被调参数，在任何工况下均能自动维持所要求的规定值。包括燃烧和给水两过程自动调节。程序控制——指在操作指令作用下，按预定操作程序自动完成锅炉的起动和停炉等操作。安全保护——在锅炉的某个工作过程处于异常状态、危及安全运行时，进行必要操作使锅炉停止运转，同时声光报警。有超压、过低水位，炉膛熄火等保护自动连锁——当某个设备发生误操作或故障时，能自动阻止有关设备的操作和运转，避免事故的发生如风机故障停→雾化器自动停止喷油自动调节系统——电动式、气动式或液动式小型辅炉——因汽压和水位可波动→电动、有静态偏差的自动调节大容量辅和主炉——因汽压和水位维持预定值→气动、无静态偏差的自动调节第一节燃烧过程的自动调节一、燃烧过程自动调节的任务：（1）主要任务：使出口蒸汽压力维持在规定值或规定的允许范围之内——压力（负荷）自动调节∆靠什么维持←保持输入和输出量的平衡（则燃烧过程稳定）输入→用供入燃油发出的热量相应的产汽量来表征输出→用同一时间内锅炉向外界供应的供汽量来表征===>两者的平衡可用锅炉出口蒸汽压力衡量（2）第二阶段任务：风与油间的配比调节（目的是为了保证燃烧的经济性，以维持适宜的过量空气系数）二、燃烧被调区域的动态特性：外部扰动——外界对蒸汽用量要求的改变内部扰动——供油量及F.O热值的自发性波动（在F.O的船用炉中，以外扰为主，内扰不突出）动态特性——发生扰动（用汽量的改变）时，汽压随时间的变化规律λ——主汽阀开度改变量/额定负荷时的开度δ——汽压改变量/额定汽压刚开始、炉稳定（平衡）运行，当外扰<主汽阀突然增开>=用汽量↑↓即有了λ、但因汽压惯性和炉与管内蓄的蒸汽↓使δ有τ（迟延）→δ↓↓压力↓，锅水自蒸发补蒸汽‚压力↓使产汽量↑↓汽压又趋稳定<即汽压在发生扰动后具有自平衡能力>(其大小以平衡系数ρ=λ/δ来衡量)如主汽阀突然关小则飞升曲线相反飞升角θ——飞升初期的最大变化速度（斜率）即tgθ=dδ/dτ=ε·λε—飞升速度飞升曲线的三个主要参数： τ（延滞时间） ρ（自平衡系数）决定调节过程的调节质量和难易 ε（飞升速度） 蒸发量越小，压力越低，水和热容量的相对值越大，在同样扰动下，ε小、ρ大，则调节质量好三、燃烧过程的气动调节1、气动调节方案2、燃烧过程气动调节系统流程：外扰→产生脉冲信号→气动压力调节器的测量波纺管→（杠杆、喷嘴挡板－放大器）→输出气压信号→气动遥控板（手、自动选择用）燃油调节阀“7”→既保证阀后油压与压力调节器“5”的输出有线性关系又能保证阀后油压高于0.7mPa风压调节器“8”→产生信号与调风机构前后风压差→比较→改变调节器输出气压值→执行器“9”移动活塞→改变调风叶片角度→改变进炉膛的风量其他：稳压调节器17的作用——供压缩空气的供气系统的要求；四、燃烧过程电动调节系统1、电动调节方案：由锅筒中的蒸汽压力信号Pd→比例调节器PD（比例式）→供油量B(主要用在供风量V小型辅锅炉)缺点：调压的汽压随锅炉负荷不用有静态偏差‚对调定工况的经济性（即风油配比）不良2、电动调节方案的实例调节器A、压力比例变送器“2”—接受气压信号，并将与定值压力间的偏差构成： 转变为变送器中电位器的指针偏移B、电动比例执行器“3”动作原理：1.正常压力稳定运行→测量部分的平衡电桥两划针无信号输出→可逆伺服电机不转（稳定）2.当汽压变化→变送器“2”中划针偏移→电桥平衡打破则划针回路有电流→引起可逆伺服电机转动→操纵（回油、风门）联动机构→调节风油供给量→改变产汽量<同时>有与伺服电机轴的转角成比例的负反馈作用→改变R3,R4→使电桥在新的位置平衡→则汽压稳定→故调定汽压有静态偏差五、位式调节系统1、双位调节系统：双位调节器→输入信号（所调量）→输出→只有（最大和最小）两种输出利用压力双位调节器（压力继电器）使汽压在高限时—电触头断开，油泵、风机停转，燃油电磁阀关闭，锅炉熄火低限时—触头接通，风机油泵起动，同时开启F.O电磁阀、电点火器进行点火燃烧缺点：汽压波动（工作时形成不灵敏区＝最高—最低压力）‚调节器和执行器动作频繁，易引起故障影响寿命利用：蒸发量小、负荷较稳定、汽压飞升特性较慢的锅炉易采用2、多位调节系统特点：两个喷油嘴主喷油嘴—相当于锅炉高负荷喷油量（高火）辅喷油嘴—相当于低负荷喷油量（兼作点火油嘴）、（低火）优点汽压较稳定‚设备和元件启停次数少控制过程：负荷在辅油嘴产汽量以上时因负荷变动引起压力升降由主喷嘴在高低限压力间切换（双位）高+低‚负荷在辅油嘴产汽量以下时（低火）如汽压仍上升，此时由另一个压力调节器控制辅嘴在高低限切换（双位）低+零串联+‚←∣→（双位）低火（辅嘴产汽量）第二节给水的自动调节一、给水过程调节任务和被调区域动态特性调节任务——维持运行期间给水量和供汽量（负荷）间的平衡表征的参数——水位→被调量过高—影响汽水分离，增加蒸汽湿度过低—破坏汽水自然循环甚至受热面烧损影响水位的主要因素：负荷、给水量、炉膛容积热负荷说明：当D↑D0时，P↓→部分锅水吸收汽化潜热变成水蒸汽