船舶辅锅炉的汽水系统

船舶辅锅炉的汽水系统第1页/共30页一、炉水的自然循环1.自然循环的基本原理自然水循环动力从上升管出口中心到水包中心的高度下降管内水的密度上升管内汽、水混合物的平均密度重力加速度第2页/共30页2.上升管的流动状况和限制壁温过高的条件a.管内工质温度b.管内壁对流放热系数2c.管内水垢和管壁金属的导热热阻d.单位受热面热负荷q(1)影响水管锅炉蒸发受热面管外壁温因素第3页/共30页(2)上升管汽水流动状态tstbtm弹状流动环状流动雾状流动泡状流动第4页/共30页3.保证自然水循环良好的措施为防止蒸发受热面过热烧坏，主要是保证水循环良好，即保证所有的上升管有足够的循环流速w0和进水流量G。这要求上升管有足够的循环倍率K。出口处蒸汽流量入口处进水流量K大，出口蒸汽干度x越小(x=D/G=1/K)，为防止上升管末端出现雾状流动或膜状流动，K至少应大于4(x<0.25)。第5页/共30页自然循环的自补偿能力：热负荷大的上升管含汽量多，循环动力也大，故进水流量和循环流速也大。热负荷小的上升管循环流速小，换热特别弱的可能出现循环停滞(K=1时即属循环停滞)甚至循环倒流，管子可能被烧坏。第6页/共30页保证良好水循环的注意事项：(1)减少或避免下降管带汽。(2)避免上升管受热不均匀(防止油在蒸发管束间燃烧，蒸发管束及时除灰)。(3)避免上升管流动阻力过大。(4)避免用汽量突然改变(增加或减小，引起工作汽压急剧降低或升高)。(5)运行中不宜进行下排污，否则会破坏水循环。第7页/共30页二、蒸汽带水[WaterCarry-over]的因素和汽水分离设备蒸汽带水的危害：(1)水中盐分加快管路设备的腐蚀[Corrosion]。(2)驱动辅机的饱和蒸汽引起水击[WaterHammer]。(3)对于装有过热器的锅炉，蒸汽带水进入过热器，水在过热器中被加热蒸发，溶解在水中的盐分沉积在过热器内壁上，使过热器管子烧坏。第8页/共30页1.影响蒸汽带水的因素汽包的沸水中存在大量汽泡使水膨胀，汽包中的实际水位比水位计指示水位高。分离高度分离高度越大，重力分离作用越强，但超过0.5~0.6m时，影响很小。(1)分离高度锅炉负荷增加，蒸汽带水量增加。锅炉超过临界负荷时蒸汽带水量剧增。(2)锅炉负荷(用汽量)蒸发平面第9页/共30页临界含盐量随锅炉工作压力升高而降低，因为压力升高时泡沫的体积变小，泡膜变厚，强度提高，泡沫寿命延长，容易产生汽水共腾。(3)炉水含盐量炉水含盐量达到一定值时，炉水表面形成很厚的泡沫层，形成汽水共腾。第10页/共30页2.汽水分离设备水下孔板集汽板(1)水下孔板和集汽板水下孔板作用：均衡蒸发平面负荷。应放在最低水位以下100~150mm。第11页/共30页(2)集汽管集汽管波形百叶窗式挡汽板蒸汽出汽口进汽缺口集汽板与集汽管相比：①距页面更高；②阻力小；③开孔更多故汽流局部流速较低。第12页/共30页3.防止蒸汽携水[WaterCarry-over]的措施(1)防止水位过高，不宜在高负荷下高水位运行。a.水位表中指示的水位比实际水位低得。b.蒸发平面上蒸汽逸出速度大，更易带水。(2)严格控制水质，避免含盐量高引起汽水共腾。(3)锅炉供汽量不宜增加过快，以防汽包内压力骤降，水产生“自蒸发”现象而导致汽泡急剧增多，水位上升，分离高度减小。第13页/共30页组成：蒸汽、凝水、给水和排污系统三、船舶辅锅炉的汽、水系统

TheSteamandWaterSystemsofMarineAuxiliaryBoiler第14页/共30页1.蒸汽系统(SteamSystem)任务：将锅炉产生的蒸汽按不同压力的需要送至各用汽设备工作过程：蒸汽压力调节阀6：调节废炉蒸汽压力。供大于求时向冷凝器泄放多余蒸汽接岸供汽管7：修船停炉时由岸上或其它船舶供汽泄水管：开始供汽暖管时放出凝水，以免通汽时管道中产生水击。停汽阀至总蒸汽分配联箱之间设有单向阀。蒸汽经总蒸汽分配联箱送往油柜加热(不需减压)、低压蒸汽分配联箱(需减压)等。在蒸汽供大于求时经蒸汽压力调节阀向大气冷凝器泄放蒸汽，大气冷凝器是没有真空度的冷凝器。第15页/共30页2.凝水系统(CondensateSystem)任务：回收蒸汽凝水；防止混入水中的油污进入锅炉工作过程：阻汽器的作用：提高装置的经济性锅炉中有油的危害：妨碍传热，使受热面变形或爆裂预防措施：加热油舱（柜）的凝水→观察柜→无油→大气冷凝器→热水井；有油→舱底第16页/共30页3.给水系统(FeedWaterSystem)任务：向锅炉提供足够数量和品质符合要求的给水工作过程：热水井→给水泵→截止止回阀→止回阀→截止阀→锅炉第17页/共30页热水井：用途：收集凝水；过滤；补水；投药；缓冲结构：三道吸附过滤设备锅炉给水泵：两台以上（互为备用）蒸发量小，电动旋涡泵，间断供水蒸发量大，多级离心泵，连续供水截止阀：锅炉与止回阀之间，必要时将锅炉隔断(该阀必须反装)截止止回阀：作用----防止炉水倒流、同时向两台锅炉并联供水时调节给水量的分配内给水管：锅炉水面以下，下半圆开有很多小孔的水平管作用：补水均匀分布，避免产生较大热应力第18页/共30页第19页/共30页总(高压)蒸汽分配联箱至大汽冷凝器ReducingV/VFromBoiler至低压蒸汽分配联箱AshoreV/V第20页/共30页低压蒸汽分配联箱来自高压蒸汽分配联箱SafetyV/VDrainToA/CPlant第21页/共30页HotwellFeedPump(Multi-StageCentrifugalPump)SightGlassCondensatedWaterSightTankMakeupWater第22页/共30页表面排污(上排污)：清除水面油污、泡沫等(1)先将炉水加至接近最高水位再开始排污，当水位降至浮渣盘高度时停止排污。如一次排出水量不够，可重复操作。排污时注意水位变化。(2)表面排污可在含盐量高(>1000mg/LNacl)、碱度太大、汽水共腾、炉水进油或大修后进行。一般在投药前进行，以免药物在起作用前损失。第23页/共30页底部排污(下排污)：排除底部泥渣和沉淀物(1)在水位较高时开始，密切注意水位变化，谨防失水。阀全开时间不超过30s，每次排污量按1/3~1/2水位计高度。废气锅炉也要进行排污。(2)可定期在投药后进行。在熄火后半小时或锅炉负荷较低，锅筒压力在0.4~0.5MPa时进行，此时炉水比较平静，有更多的泥渣沉积在底部。第24页/共30页如需调节排污流量，可在排污阀管路上装调节阀，后装通海阀(避免管路压力水击)(1)开启顺序：通海阀排污阀调节阀(2)关闭顺序：调节阀排污阀通海阀第25页/共30页四、汽、水系统常见故障1.失水：锅炉水位低于最低工作水位，使上部受热面失去炉水冷却而烧坏。(1)如叫水进入水位计，可迅速加大给水，因为水位仍在水位计通水管之上，。(2)如叫水不来，应立即停炉，千万不能向炉内补水，以防炽热的受热面突遇冷水而爆裂，甚至招致锅炉爆炸。待冷却后进一步检查受热面损坏程度，查明和排除给水不足原因。第26页/共30页2.满水：锅炉水位高于最高工作水位。使所供蒸汽大量携水，导致水击、腐蚀管路设备。(1)立即停止送汽，进行上排污，直到水位正常；(2)同时开启蒸汽管路和设备上的泄水阀；(3)排除水位自动控制系统故障。第27页/共30页3.受热面管子破裂[Broken]如不太严重，可暂时监视使用。除已严重失水外，可继续给水，保持水位。如水位下降较快，应立即停炉(不应立即放水)，在停炉尚有汽压时查明漏水部位。锅炉冷却后，即可将其中的水放尽，进入炉内堵管。结垢严重、水循环不良导致管壁过热或管路腐蚀严重。现象：①使水