船舶锅炉幻灯片

§1、辅锅炉和废气锅炉§2、辅助锅炉的附件§3、辅助锅炉的附属装置§4、辅助锅炉的自动控制船舶锅炉2/1/20231船舶锅炉§1、辅锅炉和废气锅炉一、概述辅锅炉是利用燃油燃烧时发出的热能来产生蒸汽的设备，废气锅炉是利用柴油机的排气余热来产生蒸汽(或热水)的设备。产生一定数量和质量的蒸汽，用来满足全船用汽的需要，1)用作机舱中燃油系统和滑油系统的加热热源，

2)满足船员和旅客日常生活需要，如蒸饭，烧开水，沐浴、取暖和烘衣等，3)驱动辅汽轮机，

4)用作海水淡化装置和冬季空调装置中的加热热源，5)用于蒸汽灭火，

6)用于吹洗海底门、清洗油池和滤器及用作其它加温系统的热源，

7)在油船上用来加热货油、驱动货油泵和蒸汽甲板机械及清洗油舱等。2/1/20232船舶锅炉一般干货船上都装设一台压力为0.3---0.7MPa，蒸发量为1—1.8t／h左右的辅锅炉。客船上因旅客日常生活用汽量较大，并且考虑到万一锅炉发生故障或损坏时不致影响正常供汽，往往装设两台辅锅炉。油船因耗汽量很大，特别是在载货量较大的油船上，一般都装设一台或两台压力在1.3MPa以上，蒸发量为20—150t／h的辅锅炉。柴油机船在航行时，主机的排气温度较高。一般大型低速二冲程增压柴油机增压器后的排气温度在250—300℃以上，四冲程中速柴油机的排气温度可达400℃左右。为了利用排气余热，降低船舶营运成本，一般在主机功率为735kW以上的柴油机船上，都装设废气锅炉，废气锅炉安置在机舱顶部柴油机排气管道中。2/1/20233船舶锅炉在船舶正常航行期间，全船所需的蒸汽都由废气锅炉供应，当供汽量不足时，由辅锅炉补充，在船舶停泊和进出港时，则由辅锅炉供给全船用汽。在主机功率不大的中、小型柴油机船上，为了简化装置和节省机舱内占有的空间，也有采用既能利用柴油机排气余热，又能用燃油工作的废气—燃油组合式锅炉。

2/1/20234船舶锅炉为了提高机舱的自动化程度，特别是对无人值班机舱，辅锅炉必须实现自动控制。辅锅炉的自动控制通常包括程序控制，自动调节、安全保护及一些操作连锁和信号报警等内容。使用时，在准备工作就绪只要按一下起动电钮，锅炉即能按操作步骤自动点火、升汽，工作时，锅炉能自动调节调节水位，当外界不需要蒸汽时，能自动熄火停炉；发生故障时，能发出声，光警报等。锅炉的基本特征指标：

锅炉参数有蒸发量，蒸汽压力和蒸汽温度。它们是锅炉铭牌上或说明书中必须注明的三个基本参数。当锅炉向外只供应饱和蒸汽时，可只注明蒸发量和蒸汽压力，而不注明蒸汽温度。蒸发量又称产汽量，是锅炉每小时能产生的蒸汽量，习惯上又称锅炉的容量，用符号D表示，单位是t／h或kg／h。1.蒸汽压力是锅炉向外供出蒸汽的压力，也叫汽压，以符号P表示，单位是Pa或Mpa工程制单位是kgf/c㎡。2/1/20235船舶锅炉蒸汽压力有绝对压力和表压力两种，如果蒸汽压力用表压力表示，则必须在压力单位后加注“表”，或用符号P表表示。绝对压力=表压力+大气压力锅炉工作压力常用表压力表示。蒸汽温度是锅炉向外供出蒸汽的温度，用符号t表示，单位是℃。蒸汽压力和温度都是表征蒸汽品质的参数。2．相当蒸发量相当蒸发量是将锅炉的实际蒸发量换算到标准气压下的饱和蒸汽产量，又称换算蒸发量或折算蒸发量，用符号Dxd表示。Dxd=D（hzh-hjs）/2257t／h或kg／h．式中：D——锅炉的蒸发量，t／h或kg／h，hzh——蒸汽的比焓，kJ／kg，hjs——给水的比焓，kJ／kg；2257——标准气压下水的汽化热，kJ／kg2/1/20236船舶锅炉相当蒸发量是对不同参数和不同型式锅炉的锅炉容量进行比较的参数。3．蒸发率蒸发率是锅炉的蒸发量与蒸发受热面面积之比，也就是锅炉在单位时间内，每㎡蒸发受热面能产生的蒸汽量，用符号y表示。蒸发率可表示；y=D/F

t／(㎡·h)或kg／(㎡·h)D——锅炉的蒸发量t/h或kg／h；F—锅炉的蒸发受热面面积，㎡。

蒸发率是表征锅炉蒸发受热面工作强烈程度的参数。2/1/20237船舶锅炉4．炉膛容积热负荷炉膛容积热负荷是1小时内燃油燃烧放出的热量与炉膛容积之比，用符号qv表示。qv=QV/V1kJ／（KJ/m3·h）式中：Qv——1小时内燃油燃烧放出的热量，kJ／hv1一炉膛容积，m3。

炉膛容积热负荷是表征炉膛工作强烈程度的参数。5．锅炉效率锅炉效率是锅炉内有效利用热量与燃油在炉膛中燃烧放出的热量之比，用符号g表示。

g=D（hzh-hjs）/BQD×l00％式中：D——锅炉的蒸发量，t／h或kg／h，hzh——蒸汽的比焓，kJ／kg，hjs——给水的比焓，kJ／kg；B—锅炉每小时燃油消耗量，t／h或kg／h，QD——燃油的低热值，kJ／kg。2/1/20238船舶锅炉锅炉效率计算：式中B——锅炉每小时燃油消耗量，t／h或kg／h，QD——燃油的低热值，kJ／kg，Q2——排烟热损失，kJ／h，Q3——化学未完全燃烧热损失，kJ／h，Q4——机械未完全燃烧热损失，kJ／h，Q5——散热损失，kJ／h，Q6——灰渣热损失，kJ／h。锅炉效率表示锅炉内燃油燃烧放出热量的有效利用程度，是表征锅炉工作经济性的重要指标。2/1/20239船舶锅炉二、辅锅炉根据烟气和水的流动途径分：1)火管锅炉火管锅炉又称烟管锅炉，特点是烟气在管内流动，管外被锅水包围。2)水管锅炉

水管锅炉的特点是烟气在管外的管间流动，管内充满水或汽水混合物。根据锅水循环方式分：1)自然循环锅炉

自然循环锅炉的锅水循环是靠上升管中的汽水混合物和下降管中的水的密度差·

2/1/202310船舶锅炉2)强制循环锅炉强制循环锅炉的锅水循环是靠外界动力(锅水循环水泵)来进行。根据锅炉筒体布置分：1)立式锅炉；2)卧式锅炉。(一)火管锅炉火管锅炉又称烟管锅炉，是属于不规则水循环锅炉。火管锅炉有立式和卧式之分，立式火管锅炉有横烟管、直烟管和指形管等几种型式，卧式火管锅炉只有横烟管一种型式。1、立式横烟管式火管锅炉烟气在横置烟管中流动，又称考克兰锅炉(CochranBoiler)，它是船用辅锅炉中历史最悠久的一种。锅炉的蒸发量为1—4.5t／h，最大工作汽压约为0.98—1.67MPa，蒸发率为25—40kg／(㎡·h)。

2/1/202311船舶锅炉2/1/202312船舶锅炉立式横烟管式火管锅炉特点有一个直立的圆筒形锅筒，其直径根据蒸发量大小不同，约为1500—2600mm，整台锅炉的高度为3.7---6.3m。锅筒的顶部和底部都近似球面的椭球形封头12。锅筒中的下部是球形炉胆18(又称炉膛)，由锅炉钢板压制制成。燃烧室和烟箱中有管板15和6，两管板之间装有数百根横置烟管，管子与管板采用扩接和焊接相连接。炉胆和烟管将整个锅筒内部分成两个互相隔绝的空间，炉胆和烟管的里侧是烟气，外侧是锅水，工作时锅水必须浸没最高一排烟管。燃油由电动燃油泵供给，经喷油器雾化后喷入炉膛，空气由鼓风机3供给，经配风装置送入炉膛助燃。2/1/202313船舶锅炉2/1/202314船舶锅炉燃烧后产生的高温火焰和烟气，主要以辐射方式将部分热量通过炉胆壁面传给锅水。未燃尽的油滴和烟气经出烟口17流入燃烧室继续燃烧，然后烟气沿横置烟管流至烟箱。烟气在流经烟管的过程中，主要依靠对流传热，不断将热量通过管壁传给锅水，经烟囱排入大气。位于锅筒下部炉胆外围的锅水，主要吸收炉膛中辐射的热量，而位于烟管外侧的锅水主要吸收对流传热的热量，炉胆和烟管都是蒸发受热面。为了保证蒸汽有一定的干度，考虑到锅水水位自动调节有一定的余量，锅水上部必须有容汽空间9。锅水受热后产生蒸汽汽泡，由于密度小而自动上升，逸出水面后聚集在容汽空间中，然后经集汽管10和停汽阀输出，供各用汽设备使用。2/1/202315船舶锅炉立式横烟管式火管锅炉的一种改进型式。它将烟管分成上、中、下三组，增加烟气流程，并适当提高烟气流速，使锅炉的蒸发量和效率都有所提高，共工作压力一般为0.7MPa。2/1/202316船舶锅炉联合式锅炉联合式锅炉又称背包式锅炉，是一种火管锅炉和水管锅炉结合的结构型式，实际上它是苏格兰锅炉的改进型。蒸发量为5—6t／h，蒸汽压力为1.274MPa，在早期的油船上应用较普遍。联合式锅炉有一个圆筒形锅筒7，下部装有三个圆筒形波形炉胆l，炉胆的后部与燃烧室3相连接。燃烧室的前壁和锅筒的前端板间装有烟管9。燃烧室的上部有四个水管联箱5，下部有两个水管联箱2。联箱的一端直接与锅筒的后端板相连。上，下联箱用水管4连接。这些水管增加了锅炉的辐射受热面和对流受热面。燃油燃烧产生的高温火焰，经过炉胆后进入燃烧室进一步燃烧，产生的烟气冲刷水管后转向进入烟管。燃烧室内的水管通过辐射和对流传热方式吸收烟气中的热量，使锅水不断从下联箱进入水管，吸热后产生大量气泡。汽水混合物向上联箱流动，进入锅炉上部，形成独立的水循环回路，提高锅炉的蒸发量和效率。2/1/202317船舶锅炉2/1/202318船舶锅炉(二)水管锅炉一般船上所用水管锅炉绝大多数属于自然循环锅炉。在蒸汽参数相同的情况下，水管锅炉具有重量轻、体积小、起动迅速、传热效率高等优点，并且大多装备自动控制系统，提高了锅炉运行的安全可靠性，成为现代船舶上辅锅炉的主要型式。水管锅炉有立式短直水管锅炉，立式长直水管锅炉、立式横水管锅炉、双锅筒水管锅炉和角管锅炉等五种型式。1、立式短直水管锅炉也称为立式水、火管联合式锅炉，在我国沿海、远洋干货船上应用很广泛。早期水管锅炉产品，蒸发量为1.8t／h。整个锅炉分为上锅筒4和下锅筒1，上下锅筒用水管8连接。炉膛2位于下锅筒中，在其前方设有一个小容积预燃室9，供入的燃油和空气先在预燃室中混合燃烧，然后再进入炉膛(又称主燃烧室)。尚有未燃尽的可燃气体，在炉膛中可得到进一步燃烧，使燃烧过程更加完善。2/1/202319船舶锅炉小容积预燃室主燃烧室挡烟板2/1/202320船舶锅炉烟气流出炉膛后，经过喉部接管，沿水平方向冲刷水管受热面。在喉部接管出口处的几根水管上焊有挡烟板14，烟气只能从两侧流出，横向冲刷水管，减少了烟气偏流和流动中的死角为了加强锅水循环，在管束中烟气温度较低的出口处左右两方，各装有一根直径较大(299mm)的下降管15，专供锅水从上锅筒流向下锅筒之用。这种锅炉由于水管受热面采用直径较小(44.5mm)的管子，并可将管子排列得比较紧密，加上烟气是横向冲刷水管，增加了受热面，还提高了传热效率。使受热面的蒸发率和锅炉蒸发量提高。2/1/202321船舶锅炉(一)废气锅炉的型式废气锅炉根据烟气和水的流动途径，可以分成火管和水管废气锅炉两种；根据水循环方式，可以分成自然循环和强制循环废气锅炉两种。火管废气锅炉都采用自然循环，强制循环多用于水管废气锅炉，它又有盘香管式和蛇形管式两种。由于机舱顶部地位有限，废气锅炉都采用立式结构。

1、火管废气锅炉

我国海船上使用较普遍的立式火管废气锅炉，结构非常简单。锅筒4是一个直立圆筒，两端的封头1兼作管板，中间连接着几百根烟管3，烟管直径一般为51×4mm。为了加强管板和减少烟管承受的拉力，装有少量牵条烟管6，其壁厚比普通烟管厚l㎜锅炉下端装有进口烟箱(下烟箱)，上端装有出口烟箱(上烟箱)。柴油机排气自下烟箱流经烟管时，一部分热量传给锅水并产生蒸汽，然后从上烟箱排出。为了增加烟气的扰动，提高传热效果，废气锅炉的烟管通常采用麻花管。2/1/202322船舶锅炉2/1/202323船舶锅炉

§2、辅助锅炉的附件锅炉附件包括主蒸汽阀、空气阀、安全阀、水位表、试水阀，压力表和上，下排污阀等。1．水位表水位表是指示锅炉炉水水位高低的仪表。辅助锅炉有最高工作水位，最低工作水位和危险水位之分。锅炉运行中，容许炉水在最高工作水位与最低工作水位之间波动。锅炉水位低于最低工作水位时称为失水；水位高出最高工作水位时则称为满水。锅炉满水时，容汽空间减小，蒸汽湿度大，易发生汽水共腾，会导致大量炉水跑进蒸汽管系和蒸汽动力设备，造成机件因发生液击而损坏；锅炉失水，则会造成受热面过热，甚至烧塌破裂。每一台锅炉至少装有一个准确可靠的水位表，并在水位表旁边装有两个或三个试水阀。当水位表损坏而锅炉又不可能立即停止使用时，可开启试水阀，根据从其中放出来的是蒸汽或是水来判断炉内水位的高低，以确保锅炉安全运行。2/1/202324船舶锅炉水位表有玻璃管式和玻璃板式两种，前者多用于压力较低的锅炉，而后者因强度大，则多用于压力较高的锅炉。上下水平接管分别与锅炉的容汽空间和容水空间相通。在接管上分别装有汽水截止阀。两接管间接一钢化玻璃管2。当锅炉工作时，汽阀和水阀均应开启，以便与锅炉内连通而正确显示水位。表的底部有常闭的放泄阀5，此阀只在冲洗水位表时才开启。2/1/202325船舶锅炉上下水平接管和玻璃管式是相同的。所不同的是用一个开有玻璃板窗口的金属盒代替玻璃管。在玻璃板与汽水接触的一面刻有纵向锯齿槽。在灯光的照射下，由于光的折射作用，水的部分呈黑色，汽的部分呈白色，从而呈现出明显的水位线。玻璃管式水位表安装时，管子长度应适中，管口要平，旋紧螺母应防止过紧和单边受力，玻璃板式水位表的玻璃板与金属框架间的接触面应研磨平整，紧密贴合，螺钉均匀交叉拧紧，否则受热后管和板易碎裂。2/1/202326船舶锅炉看表时要注意，只有当水位表中的水位有波动时，才表明汽，水接管畅通，水位表显示的水位正确。如表中水位无波动，则表示接管已堵塞，应立即冲洗。冲洗步骤如下：1)开启放泄阀，关闭通水阀，开启通汽阀，利用蒸汽的冲击力将污物冲走。------有气流声2)关通汽阀，开通水阀，用水冲洗。如不畅通，可连续开关通水阀。--------有水流声3)先关闭通水阀和放泄阀，再慢慢开启通水阀“叫水”。操作中要注意，通汽、通水阀同时关闭的时间应尽量短，以防玻璃管被周围的空气冷却，通汽与通水后骤然变热而爆烈。2/1/202327船舶锅炉若水位上升到玻璃管顶部，则表示炉水高于通水接管，情况正常。如无水出现，则表明锅炉处于“失水”状态，应立即采取措施。如果“失水”仅几分钟，则可暂时停汽，加大给水量；若“失水”时间不清，应立即熄火，停止供汽和给水，查明情况。因为如果水位下降甚多，锅炉部分受热面已露出水面，此时若给水，被高温烟气烧红的赤热钢板就会突然遇冷水而产生裂纹，甚至招致锅炉烧塌。4)开启通气阀，如果此时玻璃管内水位仍处于顶部则表明锅炉处于“满水”状态，应暂时停止供汽，开启排污阀放水。2/1/202328船舶锅炉2．压力表每台锅炉至少装有一只灵敏可靠的压力表，用以指示锅炉工作压力的大小。常用的压力表为弹簧管式压力表，它是利用椭圆形弹簧管内壁两侧的受压面积不等，产生大小不同的作用力而使弹簧管变形的原理制成的。2/1/202329船舶锅炉3．安全阀安全阀是控制锅炉在安全压力下工作的保护设备。当外界对蒸汽的需要量突然减小或炉膛燃烧过于强烈时，锅炉汽压会迅速上升，甚至明显地超过额定工作汽压，而锅炉本体的壁厚是根据额定工作压力来设计的。为了防止压力过分升高而损坏锅炉，甚至产生爆炸事故，每台锅炉顶部都装设两个安全阀。当锅炉汽压超过工作压力调定值时，它自动开启，蒸汽经安全阀排至大气，直到汽压下降到工作压力以下的某一值时，它才自动关闭，从而保证锅炉安全运行。

对安全阀的要求：1)开启时，动作迅速，一开就开足。2)开启后，炉内蒸汽能畅通排出，即在炉火燃烧最旺的情况下，在一定时间内(水管锅炉7min；火管锅炉15min)锅炉的汽压上升量也不超过额定工作压力的10％。3)关闭动作迅速，不跳动，关闭严密。2/1/202330船舶锅炉弹簧9置于阀盘4上，当锅炉蒸汽压力产生的上顶力小于弹簧张力时，阀盘在张力作用下紧贴阀座，当蒸汽压力上升到对阀盘的上顶力稍大于弹簧预紧力时，阀盘向上移动，阀开启并使弹簧进一步压缩，张力增大，待阀盘上移一定高度后，张力就会大于汽压的上顶力，加上惯性的作用，阀盘将落下而使阀关闭。阀关闭后，汽压对阀盘的上顶力又大于弹簧预紧力，于是阀又重新开启，开启后又关闭。如此重复，阀盘就处于跳动状态。不仅影响蒸汽的顺利排出，而且阀盘和阀座连续地冲击还会破坏其气密性。为了使阀开启后稳定，在阀盘外缘加一圈唇边。阀开启后汽压对阀盘的作用面积就多了唇边面积，阀盘的上顶力增大，并足以平衡因阀开启被压缩而增加的弹簧张力，因而消除了阀盘的跳动现象。2/1/202331船舶锅炉2/1/202332船舶锅炉阀盘采用了唇边结构解决了阀开启后的稳定。但又带来了汽压降低量过大的问题。因为唇边的存在，使阀开启后的汽压作用面积大于开启前的作用面积，要待汽压低于阀开启时的汽压某一值时，汽压的上顶力才会小于弹簧力，阀才会自动关闭。汽压的这一差值被称为汽压降低量。唇边面积越大，阀开启后受到的上顶力越大，阀的开启越稳定，但阀关闭时的气压越低，故汽压降低量越大，这势必导致排汽过多，造成蒸汽的不必要损失。为协调安全阀开启稳定性和汽压降低量的矛盾，在阀座上加装了调整圈3。调整圈与阀座为螺纹连接，转动调整圈，使其上下移动，可以调节汽压降低量。2/1/202333船舶锅炉炉内汽压P1经阀盘与阀座间的缝隙第一次节流汽压降至P2，后经阀盘与调节圈间的缝隙第二次节流，再降到大气压力Pa当调整圈上旋时，阀盘与调节圈间的缝隙减小，二次节流作用加强，P2升高，作用于阀盘的平均汽压升高，上顶力增大，阀开启更稳定，但阀关闭时的炉内汽压降低，故汽压降低量增大；反之，当调节圈下旋时，P2降低，作用于阀盘的平均气压降低，但汽压降低量减小。调节圈的位置调节得当，就可以满足既使阀开启悲定，又使汽压降低量适当的要求.2/1/202334船舶锅炉《船舶检验规范》规定锅炉额定工作压力为980kPa(或980kPa以下者，安全阀开启压力比工作压力高29.4kPa。转动弹簧套11可以改变弹簧的预紧力即可调整安全阀开启的汽压。调整好了的安全阀，罩子13上都有检验部门的“铅封”，不能随便起封。安全阀的顶部设有人工开启机构，并用钢丝绳分别拉到机舱及上甲板，以便必要时在多处强行开启安全阀放气，保证锅炉的安全。每月安全阀应强开1—2次，检查其可靠性，防止阀长期不起跳而咬死。新造的锅炉投入使用前和使用多年的锅炉都需进行水压试验。按规定，试验压力为锅炉工作压力的1.25倍。进行水压试验时，要用专门工具将安全阀阀杆顶紧，以免阀盘被顶开。但决不容许用压紧弹簧加大预紧力的方法来压紧阀盘，免使弹簧过度压缩而影响其弹性。2/1/202335船舶锅炉4．排污阀

每台锅炉有上下排污阀各一个，分别安装在锅炉容水空间的最高和最低两个部位。开启下排污阀，可以排除炉水中的沉淀泥渣。开启上排污阀，可以排除炉水中的悬浮污物。为使炉水清洁，每天必须排污一次。排污应在炉水加足，锅炉熄火，炉内有汽压时进行。在排污过程中，要密切注视炉内水位变化。

5．空气旋塞空气旋塞安装在锅炉的最高处，开启它可排除锅炉内空气或将空气吸入炉内。在充水，升汽及进行水压试验时，应将它开启，以便排除炉内空气，在锅炉熄火放水时，应开启，因锅炉熄火冷却，炉内因蒸汽凝结而产生真空，只有开启它将空气吸入使之与外界压力平衡，才能将炉水全部放尽。2/1/202336船舶锅炉2/1/202337船舶锅炉§3、辅助锅炉的附属装置辅助锅炉有给水、点火、燃烧三大附属装置。1．给水装置------向锅炉供给足够的干净炉水给水装置的主要组成部分有清水柜，电动给水泵组、给水安全阀、止回阀、截止阀、压力表等。电动给水泵机组多为交流电动机与双级旋涡泵组成，通过自动控制，及时地向炉内给水或停水；给水安全阀作为保护给水管系及防止水泵机组过载之用，清水柜用来储存经过过滤的清洁炉水；止回阀用来防止给水泵不工作时，炉水发生倒流现象，截止阀用来连通或截断给水管路，它要么全开，要么全关，不应处于中间位置，以免阀盘遭受水流冲蚀而破坏其水密性，起动给水泵前应将它打开；压力表装在给水泵的输出端。为了保证安全，每台锅炉设有两路给水管系，其中一路备用。2/1/202338船舶锅炉2．燃烧装置辅助锅炉是靠炉膛中燃油燃烧来产生热量。目前锅炉的常用方法是通过喷油嘴使油成雾状喷入炉膛，通过调风器，供入旋转的高速空气，使油雾在风口处良好混合，以获得完全燃烧.

燃烧装置主要由喷油嘴、调风器，点火器三部分组成，装于锅炉底部由耐火砖砌成的圆孔中。1)喷油嘴将油喷成很细的雾滴，以利完全燃烧。锅炉喷油嘴的型式基本分三类：压力式喷油嘴、回流式喷油嘴和旋杯式喷油嘴。(1)压力式喷油嘴2/1/202339船舶锅炉2/1/202340船舶锅炉喷油嘴的接头与燃油系统的输油管相连，油泵来的压力油经过滤网过滤后流入芯子的中央，穿过芯子前端的横孔，流入油头的环形空间，充满开有切线槽的雾化片的背面外围，再沿切线油槽高速流入雾化片中央的旋涡室，在此产生强烈的旋转运动，然后从喷孔中高速喷出。喷射的油滴在离心惯性力和与空气摩擦的作用下被粉碎成雾状，并且沿轴向速度和径向速度合成的速度方向运动，从而扩散成60-70°的雾化锥。雾化片是喷油嘴的主要零件，与燃油的雾化质量密切相关，要注意维护保养，定期检查和清洗。若发现喷孔不圆或其内壁有缺口、毛刺时，应予换新。2/1/202341船舶锅炉燃烧情况的好坏在很大程度上取决于燃油的雾化质量，而雾化的好坏又与燃油的流速有关。流速越大，喷油越细，即雾化越好。当雾化片的孔径尺寸一定时，流速越大，则单位时间内所喷射的油量也越多。根据流体力学的原理，在相同的流道断面积下，压差越大则流速越高。因而提高燃油压力，可以改善燃油的雾化质量。燃油压力一般以不低于784kPa为宜。但流量与油压之间成平方根关系，欲将喷油量捉高一倍，必须将油压提高三倍，喷油量提高二倍，油压需捉高八倍。由于喷油压力受到工作油泵最高压力的限制，不可能无限制提高，所以这种型式的喷油嘴调节喷油量的幅度较小，常借更换喷孔直径不同的雾化片调节喷油量。油温对雾化质量有影响。油温低，粘度大，流动阻力大，燃油在喷出喷油嘴时不易粉碎，雾化质量下降，所以需要预热。用重柴油作燃料时，一般预热温度不低于60--70℃，用燃料油时，预热温度不低于90℃。2/1/202342船舶锅炉(2)回油式喷油嘴回油式喷油嘴的构造和压力式喷油嘴相比，多了一个回油孔道，弥补了压力式喷油嘴的不足。具有二个管接口：一个接供油管，燃油从此管进入油头旋涡室；另一管接口接回油管，回油管路上有一个油量调节阀，只要改变阀的开度就可调节从旋涡室引回的油量，从而达到调节喷油量的目的。喷油量调节幅度比压力式喷油嘴有了显著扩大，而且不影响喷油压力和雾化质量。其最小喷油量可达最大喷油量的1／3一1／5。2/1/202343船舶锅炉3)旋转杯式喷油器SpinningCup解决了因低负荷引起喷油出口流速不够高而影响雾化质量进一步提高的缺陷。电动机通过增速皮带轮带动空心转动轴，使它获得近3000-8000RPM的高速回转，轴9的头部带动着旋转杯，它接受空心固定轴(供油管)来的燃油，油液直接滴到它的杯内。由于杯为向外扩大的锥度，促进油流产生强烈的旋转而进入炉膛，且形成一个空心圆锥状的薄油膜，加之切向分速度大。促进油膜变薄，最后使油膜撕裂成无数细小油珠。2/1/202344船舶锅炉2/1/202345船舶锅炉不论油量如何变化，由于转速恒定，则旋转杯的出口切向分速度不会变，雾化质量将始终保持良好。在空心转动轴还配置一台小风机，它造成一定风压的一次空气由旋转杯外的环形缝隙3(缝隙空气流道内装有导风叶片)流出，它的旋转方向是与燃油形成的空心锥形油膜作反方向旋转。由于燃油形成的油膜与空气流相互冲击的结果，加速油膜破碎，使雾化质量得到改善，且燃料与空气的混合也较均匀，故能使燃料燃烧完善。这种喷油器在我国远洋船舶中很常见。2/1/202346船舶锅炉3、配风器airregister配风器的作用：控制一次和二次风量，使助燃空气与油雾充分混合，使油雾迅速汽化和受热分解，以利于稳定和充分燃烧。好的配风器除可调节风量和分配外，还应有下述能力：1)在燃烧器前方产生一个适当回流区，以保证着火及时和火焰稳定；2)油雾在燃烧器出口与空气早期混合必须良好；3)要有足够大的风速，使燃烧后期有良好的混合作用。调风器的形式很多，可据二次风是否旋转分为旋流式和平流式两种。旋流式配风器，叶片为固定式，二次风经斜向叶片供入，少量的一次风则是由风罩3上的风孔供入。一次风的风量由拉杆7使风罩轴向移来调节。2/1/202347船舶锅炉2/1/202348船舶锅炉2/1/202349船舶锅炉4、电点火器电点火器是一个电火花发生器。它是用两根耐热的镍、铬合金制成的电极组成。电极棒前端弯折成150°角度，后端套有耐高压的瓷管。两根电极棒装于调风器的点火器支承外盖上，后端的瓷管段与喷油嘴平行，前端弯折的裸体段彼此构成60°的夹角，两尖端的距离为3--4mm。当两电极棒通以点火变压器提供的1000—15000V高压电时，尖端间产生电弧火花，点燃喷入炉膛的燃油。为了保证点火效果良好和防止锥形油雾喷在电极棒上，点火器的安装应符合下述要求：(1)两个点火器尖端比喷油器中心线高1lmm，超出喷油嘴前端端面2.5mm。(2)两电极棒不能错开。2/1/202350船舶锅炉

2/1/202351船舶锅炉2/1/202352船舶锅炉§4、辅助锅炉的自动控制锅炉的自动控制包括：汽，水，油，风、点火和熄火的自动控制，轻、重燃油的自动转换，故障的自动报警等。准备工作完成后，按一下启动电钮，锅炉就按一定程序自动点火升汽，在正常运行时，汽压，水位，油量和风量自动调节；不需要蒸汽时，自动熄火停炉，发生故障时，发出声，光警报，使用重柴油作燃料的锅炉，冷炉点火和熄火停炉前自动转换至轻柴油系统，锅炉点燃后自动转换至重柴油系统。一、水位调节锅炉工作时，炉水不断地被蒸发并获得补充。如果蒸发量和补充量不平衡，水位必然上下变动，在自动化的辅助锅炉中，根据锅炉结构定出最高水位和最低水位(两者的距离为60—120mm)，利用双位式水位调节器控制给水泵电动机的电路，实现水位的自动调节。2/1/202353船舶锅炉炉水降至最低水位时，水位调节器中的水位感受元件发出低水位信号，使给水泵电动机的电路接通，泵起动，向锅炉给水；当炉水上升至最高水位时，水位感受元件发出高水位信号，水泵电动机的电路断开，给水泵停止运转，给水停止。于是，锅炉的水位就自动控制在最高与最低水位之间。1、磁性浮子水位调节器由一个漂在水面上的浮子作为水位感受元件，浮子上下浮动时能绕支点摆动。磁钢3与调节板4固接在一起可绕支点2摆动。当水位降低时，浮子下摆，当接近最低水位时，浮子杆触及调节板上的定位销5，带动调节板一起向下，使磁钢3向上摆动。在锅炉筒体外部有一块磁性相同的触头磁钢6，它的另一端装有电触头7。当磁钢3向上摆动与触头磁钢6相遇时，由于磁钢同性相斥，触头磁钢6被推斥向下，电触头闭合，接通给水泵电动机的电路，给水泵起动，向炉内给水。2/1/202354船舶锅炉2/1/202355船舶锅炉2．电极式水位调节器

电极式水位调节器是用电极棒代替浮子，利用水的导电性能和电极棒控制电动机电路的通，断。在锅炉工作水位高度附近接出一筒形容室2，上下端与锅炉的汽、水空间相连通。容室中垂向装着三根长度不同且与容室外壳绝缘的电极棒3，棒末端的安装高度正好相应于锅炉的最高，最低工作水位和最低危险水位，最长的电极棒用以控制油泵风机。水导电性强，蒸汽的导电性弱，当水面与电极棒的末端接触或脱离时，便将所连接的电路接通或断开，控制水泵、油泵、风机的起动或停转。2/1/202356船舶锅炉火花塞式水位调节器。在锅炉工作水位附近接一根与锅炉汽水空间相连通的斜置空心管2，其上安装四个火花塞，它们的位置分别表示四个不同的水位，水位容许在Dfs和Gfs之间变化。如因某种原因水位调节器失灵，炉水上升至最高水位，水泵仍不停止给水或炉水降至最低水位水泵仍不给水，以至水位降至最低危险水位或升至最高危险水位，火花塞Hfs和Bfs就把连接的电路断开，警报响，红灯亮，风机，油泵停止运转，锅炉熄火。最高危险水位最高水位最低水位最低危险水位2/1/202357船舶锅炉§5、辅锅炉与废气锅炉的技术管理（一）辅锅炉的点火升汽1、点火前的准备首先要检查锅炉和附件：检查并确认锅炉受热面、炉墙，炉衣等完好无损。检查并确认锅炉内没有残留的工具，棉纱头，垃圾等杂物。检查炉膛内有无存油。如果有，则必须清除。锅炉各附件，特别是安全阀、水位表、压力表，给水阀，蒸汽截止阀、空气阀、观察镜，吹灰器等必须安装适当并处于良好状态。燃烧设备，通风设备应完好，烟道和风道所有挡板必须活动灵活，并打开。

2/1/202358船舶锅炉检查并确认点火装置准备完毕。然后要检查锅炉环境：移走锅炉周围与锅炉工作无关的物品，移走易燃，易爆品。清洁锅炉周围积油和积水。如有疏水孔，应保持畅通。灭火设备和消防系统应处于备用状态。最后要检查锅炉工作系统，燃油系统，蒸汽、给水，凝水系统，鼓风系统，电气系统，自动控制系统和警报系统应处于正常工作状态。洗炉后或锅炉修理后首次点火，应更仔细检查。只有在确认上述各项都正常后，方可关闭人孔门、手孔门，向锅内上水。2/1/202359船舶锅炉2．上水

上水前应检查锅炉水舱的水质，并按船舶锅炉水质标准和处理规定，向锅内投入水处理药剂。必须注意，上水的温度与锅炉金属的温差不宜超过20℃，以防锅炉各处因受热膨胀不均而产生过大的热应力，使锅炉受损。尤其不能向热锅炉中加冷水，以免引起接管处松动而发生漏泄。上水时，除接通蒸汽压力表的阀，水位表的通汽阀和通水阀及空气阀应处于全开位置外，其它的阀，人孔门、手孔门都应关闭，其中蒸汽截止阀(或称停汽阀)关紧后应回旋1／4----1／2转，以防升汽后阀杆受热膨胀，使以后开阀时发生困难。但是也不能回旋太松，以免升汽后蒸汽外流，造成锅炉失水。应及时检查锅炉各部位，如人孔门、手孔门，管子连接处等有无向外漏水现象。如果有，则必须立即消除。在未消除前，禁止继续上水。2/1/202360船舶锅炉火管锅炉——冷炉上水水位应在水位表的最上缘位置。因为火管锅炉在点火升汽时各部分受热不易均匀，冷炉时上水至水位表的最上缘位置，升汽后通过底部排污阀分数次将位于底部温度较低的锅水放掉，使整个锅炉的温度尽快趋于均匀。水管锅炉——冷炉上水水位一般在水位表的最低水位位置。因为水从冷态到热态，本身体积膨胀，再加上蒸汽产生后，锅水中由于含有汽泡而发胀，使水位自动上升至正常水位。但要注意，D型水管锅炉的冷炉上水水位应较其它水管锅炉的冷炉上水水位要略高一些，因为这种锅炉的水筒和联箱处温升较慢，升汽后也要放掉一部分锅水，以加速整台锅炉温度趋于均匀。强制循环辅锅炉——冷炉上水水位(指汽水分离筒水位)在水位表较高位置。因循环水打入蒸发盘管后，水位会急剧降低。2/1/202361船舶锅炉3．点火升汽辅锅炉冷炉点火升汽时，锅炉各部分的温度变化很大。为了使炉温均匀升高，点火升汽的开始阶段应尽可能缓慢，燃烧不要太猛。凡在升汽时需要抑制燃烧强度的锅炉都以人工手动控制点火升汽为宜。应使用点火用雾化片(即口径较小者)进行间断点火燃烧，一般是燃烧0.5一1min，停10—15min。当汽压升高至0.2—0.3MPa时，点火燃烧时间可延长一些，间断时间也可相应缩短。对于多炉膛锅炉，要按次序轮流点火。三炉膛锅炉应先点低位炉膛，以防各部分冷热不均而产生过大的热应力。冷炉点火时，如果燃油用蒸汽预热，则因无蒸汽而无法预热重柴油，只能燃用轻柴油。锅炉燃油泵和轻柴油柜接通。只有在重柴油预热至60—70℃时，才改换燃用重柴油。2/1/202362船舶锅炉

辅锅炉点火过程中，必须自始至终注意防止发生炉内爆炸。炉内爆炸(即冷爆)是由于操作不当，油枪滴漏等原因，使大量燃油积存在炉膛内，这些燃油因蒸发而形成易爆气体，一旦被点燃，立即引起爆炸。炉内爆炸对锅炉损伤很大，甚至会引起火灾和危及人身安全。点火时必须注意以下各点：1)点火喷油前应进行预扫风，即起动风机，加强通风1—2min左右，将炉内积存的油气彻底吹净后方能点火。点火时，操作人员不应站在油枪中心线位置。2)点火时，通常先稍微打开风门，当燃油点燃后，应立即开大风门，以防燃油落入炉底太多。3)人工点火时，应使用点火棒伸入点火孔点燃，严禁利用热炉砖墙或炉内余热引燃，更不允许用投入棉纱头来点火。2/1/202363船舶锅炉4)如果一次点火失败，则应停止喷油，并加强通风，将炉内吹扫一遍后，才允许第二次点火。如果多次点火失败，应查明原因，排除故障后再点火。5)万一发生冷爆回火，应立即关闭燃油截止阀，并停止燃油泵工作，以防酿成火灾。6)调换雾化片或熄火时，应先关燃油截止阀和速闭阀，拉出油枪，再关风门。7)全自动锅炉点火时，应经常注意火焰是否正常，点火程序是否正确。如果一次点火不成，第二次点火仍按程序完成各动作。若仍点不着，则应检查原因，不得多次重复点火。当自动点火装置发生故障，需人工点火时，应注意在点火前必须将熄火时喷出的油滴蒸发成油气，并连同烟道死角中剩留的易燃气体全部吹净后，才能进行点火2/1/202364船舶锅炉掌握升汽时间，具体要求：蒸发量为1-2t／h的火管锅炉，冷炉点火升汽时间一般为2—3h;水管锅炉因具有良好的水循环，各部分温度容易达到均匀，故只需15min左右，其中从点火到产生汽压所需的时间约占整个升汽时间的三分之二。蒸发量为5-6t／h的联合式锅炉，冷炉点火升汽时间一般不低于8—12h。双锅筒D型水管锅炉的冷炉点火升汽时间一般为2—7h。强制循环锅炉的蒸发盘管具有良好的弹性，能自由膨胀，所以允许快速升汽。如单管强制循环锅炉，点火后约6—12min，即可向外供汽。冷炉点火升汽所需的时间，以能保征锅炉各部分温度均匀上升为原则。非万不得已，不得过快升汽。否则，对锅炉不利。2/1/202365船舶锅炉当有蒸汽从空气阀喷出及压力表指针开始动作时，即可将空气阀关闭。注意蒸汽压力表的指针，如果指针指示出压力，并随汽压升高而升高，则表明蒸汽压力表及连接管路工作正常。否则，就是有故障，是压力表失灵，或是管路堵塞，应予排除。在升汽过程中，应冲洗水位表数次，使水位表的玻璃板或玻璃管逐步加热，防止因骤热而爆破，同时也可以检查水位指示的正确性。对新锅炉和修理后的锅炉，第一次点火时，当汽压升至0.3-0.4MPa时，对曾拆检过的螺栓，人孔门和手孔门再上紧一次，并用人力强开安全阀一次，使大量蒸汽喷出，吹除掉可能附着于安全阀座上的杂质污物，以防安全阀咬死，或起跳后关闭不严引起漏汽。

2/1/202366船舶锅炉当汽压达到额定工作压力后，应再冲洗水位表，检查水位，并进行表面排污，排去水面上的油污和悬浮杂物。必要时，可以再人为地提高汽压，使安全阀自动顶开，以检验其工作灵敏性。进行升汽工作后，送汽，并将锅炉改为自动操作。送汽前应先进行暖管。首先打开主汽管上所有泄水阀，将管内的残水放出，慢慢开启停汽阀供汽。开始可先稍微开一点停汽阀，隔一会再开一点，待听到管内有蒸汽流动声，且泄水阀开始流出干燥蒸汽后，可将泄水阀关闭，后再逐渐开大停汽阀。2/1/202367船舶锅炉必须注意，不得猛然开大停汽阀。否则，冷管会因突然通入高温蒸汽产生巨大的热应力，并且在冷管中还会由于大量蒸汽凝结，凝水在高速蒸汽推动下产生水击，严重时会损坏阀件，管道或设备。暖管时间一般不应少于15---20min。如果两台辅锅炉同时投入工作，应先使两者汽压相同，然后再并汽。如果升汽的锅炉要与另一台正在工作的锅炉并汽，则接并锅炉的汽压应比工作锅炉的汽压高50kPa，才能并汽。

2/1/202368船舶锅炉(二)辅锅炉运行中的管理1．水位最高工作水位不得超过水位表高度的3／4，最低工作水位不得低于水位表高度的1／4。锅炉正常工作时，允许水位在最高工作水位和最低工作水位间波动，但应经常保持在水位表的中段位置，即水位表高度的1／3---2／3间。一般正常水位控制在水位表中间偏高处。当船舶在大风浪中航行时，锅炉水位不宜过低，以防最高的受热面管子露出水面而烧坏。水位过高，容汽变小，蒸汽的湿度增大。这种蒸汽用于蒸汽动力机械，会使动力机械发生水击。用于加取暖，会影响供热效果。当锅水质量不高时，满水容易引起“汽水共腾”，造成蒸汽管手和设备损坏。如果锅炉有过热器，水位过高，蒸汽中携带大量含有盐分的锅水进入过热器，会造成过热器管内结垢，引起管壁过热而烧损。2/1/202369船舶锅炉水位控制系统发生故障，发现水位失常，采取措施1)立即熄火，检查水位表的正确水位，判断是满水还是失水。2)如果确系失水，不要急于加水，应尽可能缓冷锅炉。待锅炉稍冷后，进行炉内检查。经检查如无损伤，方可进水升汽。3)如果确系满水，应通过排污来降低水位。排污时，要注意水位变化，以防失水。锅炉工作时，水位表要经常冲洗和检查，一般值班人员每次值班时要冲洗一次。冲洗水位表时，要注意通汽阀和通水阀同时关闭的时间尽可能短，以防玻璃管冷却后通入汽，水时，由于玻璃管骤然受热而爆裂。2/1/202370船舶锅炉当水位表损坏，用验水阀来判断水位，注意蒸汽喷出烫伤人。调换水位表玻璃管(板)时，应先预热管(板)。装好后，应先稍开一点通汽阀逐渐加热待玻璃管(板)温度升高后再开大通汽阀和通水阀。锅炉工作时，要注意出现“虚假水位”现象。锅炉工作时，锅炉内的水位是由其中的蓄水量和水中所含汽泡量决定的。在同样的水量下，工作负荷高(即燃烧强烈)，水中汽泡就多，水位就高。在负荷迅速升高的短时间内，水位会迅速升高。反之，在负荷急剧降低的短时间内，水位会很快下降。有时可以看到这样的情况：看到水位很高，但只要炉膛内的燃烧减弱甚至熄火，水位即因锅水中的汽泡大量减少而立刻低到在水位表上看不见。或原来水位正常，当燃烧加强时，虽没有向锅炉增加供水量，水位却上升很高。这是一种“虚假水位”，并不代表锅炉的真实水位。因此，在变负荷操作时，最好用手动控制给水。2/1/202371船舶锅炉手动操作的规则是：在开始增加负荷时不要马上增加给水量，要等到水位上升到不再上升时再增加给水量；在负荷下降时，待水位一开始下降就增加给水量，然后再减少给水量，只有这样才能保持较为稳定的水位。掌握一个原则；在锅炉负荷可能经常变动的情况下，锅炉在高负荷运行时，水位应保持稍高一些，在低负荷运行时，水位应保持稍低一些。如果锅炉在稳定负荷下工作，则应相反，高负荷运行时水位应保持低些，防止湿度太高，低负荷运行时水位应保持稍高些。有时向锅炉供水时，水位不但不上升，反而急剧下降。这是由于低温给水进入锅内后，使原来在锅炉内水中的汽泡凝结所致，这在蓄水量较少的水管锅炉中尤为明显。2/1/202372船舶锅炉炉运行过程中，应注意防止汽水共腾。汽水共腾是由于锅水中溶解的盐类，悬浮物和油脂太多，水面附近产生一层厚达十几厘米且长时间不消散的泡沫，加上水位过高和蒸发强烈等原因所引起，表现是水位表水位突然急剧升高，而且水的颜色变得混浊不清。为了防止汽水共腾应采取下列措施：1)加强锅水监督，按规定进行锅水化验和投药处理，按时排污，使锅水含盐量保持在规定的范围内。2)加强对热水井、凝水观察柜的监督，及时清除积油，防止油脂进入锅炉；3)加强安全操作，切不要为了避免缺水而经常把锅水升到过高位置。4)开启蒸汽停止阀不要太快。2/1/202373船舶锅炉2．汽压汽压的上限应低于安全阀的起跳压力，下限应保证满足各用汽设备的要求。为了保持正常的工作汽压，应及时调整燃烧，合理选择雾化片的喷孔直径和恰当的助燃空气量。对于采用比例调节的自动锅炉，必须调整好风，油配合比例。如果汽压超过安全阀起跳压力，安全阀不能自行开启，则必须用人力强制开启。此时应首先减少燃油量，甚至短时间停止燃烧。如果汽压降至额定工作压力时安全阀不能