船舶辅锅炉与造水装置

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1、....第七章船舶辅锅炉及造水装置锅炉是船舶动力装置的重要组成部分，其通过燃料（一般为燃油）的燃烧把化学能转化为热能，使炉内的水变成蒸汽（或热水）。在以蒸汽轮机为主机的船上，锅炉产生的过热蒸汽用于驱动船舶，故称其为主锅炉，这种形式在普通商船上已经很少采用；而在柴油机为主机的船上，锅炉产生的饱和蒸汽仅用于加热燃油、滑油以及满足生活使用，故称其为辅锅炉，“育鲲”轮便是如此。商船一般设置1台饱和蒸汽压力为0.5～1.0MPa、蒸发量为0.4～2.5t/h的辅锅炉。而油轮则因为需要加热货油、驱动货油泵、清洗油舱等，需要大量蒸汽，故一般应设置两台辅锅炉。在大型客船上，因旅客人数较多，一般也设置

2、两台辅锅炉，万一有一台损坏也不至于影响旅客和船员的日常生活。船舶在航行过程中，主机的排气量很大，温度也很高。大型低速二冲程船舶柴油机的排气温度一般在300℃以上，四冲程中速柴油机的排气温度可达400℃左右。而水蒸气在压力为0.5MPa时，其饱和蒸汽温度为165℃；压力为1.3MPa时，饱和蒸汽的温度也仅为194℃。所以，可以利用船舶主柴油机的排气余热来产生蒸汽。在船舶主柴油机的排气管上，一般都装设有废气锅炉。废气锅炉不但可以节约燃油，还可以降低柴油机排气噪音，起到节能减排之功效。锅炉的主要性能指标有：蒸发量、饱和蒸汽压力、效率、受热面积、蒸发率、炉膛容积热负荷等。“育鲲”轮在机舱顶部

3、装有燃油锅炉和废气锅炉各一台。停泊时，由燃油锅炉提供蒸汽；航行时，主要由废气锅炉提供蒸汽，必要时燃油锅炉可同时使用。第一节燃油锅炉一、燃油锅炉的结构燃油锅炉利用燃油燃烧时发出的热量来产生蒸汽。燃油锅炉本体一般包括炉膛、蒸发受热面、水腔和蒸汽空间等。锅炉本体上还应有一系列的附件，如水位计、安全阀、主蒸汽阀、炉水取样阀、上/下排污阀等。传统的燃油锅炉主要有两种类型，即烟管锅炉和水管锅炉。若燃油燃烧产生的烟气在受热面管内流动，管外是水，则该锅炉为烟管锅炉。若锅炉受热面管内流动的是水或汽水混合物，而烟气在管外流动，则该锅炉为水管锅炉。近些年，一种新型的针形管锅炉在船上取得了广泛应用，“育鲲”

4、轮燃油辅锅炉便是这种类型。“育鲲”轮针形管式燃油锅炉为德国生产的SAACKEKLN/VM-2.5/7型，其结构如图7-1所示。该锅炉的圆筒形锅壳（汽水空间）10中大部为水腔B，上部是蒸汽空间A，下部设有圆筒形的炉膛3。炉膛底板11焊接在炉膛本体上，上面覆盖有耐火层12。在炉膛顶部和汽水空间内有一系列的垂直烟管4，内有针形管5，每一个烟管及其内部的针形管构成一个单元。流经各烟管的烟气最终汇聚到烟箱1，然后经顶部的烟囱7排至大气中。学习资料....为减少锅炉的散热损失和降低周围的环境温度，并防止人员烫伤，锅炉的外部覆盖有隔热层6，最外面还由铁片罩起来。锅壳的外面有若干接口，用于连接锅炉附

5、件，如主蒸汽阀接口2、安全阀接口9、水位计接口8和锅炉给水接口18等。锅炉的底部还有下排污口13和炉膛烟灰冲洗水泄放口14。在水侧，炉膛和换热管壁面的水被加热产生气泡，含气泡的水密度较低，迅速上升，在蒸汽空间实现汽、水分离，其余的水从下方流过来补充，形成自然水循环。锅炉本体上还设置有一些部件，用于进行内部检查和水腔的清洁。水腔的下部有泥渣孔15，可以由此定期清除锅炉水腔内沉积的泥渣。人孔16用于对烟箱进行检查和清洁。还有火焰观察镜17，可以随时观察炉膛内的燃烧状况。图7-1“育鲲”轮燃油锅炉的本体结构1.烟箱；2.主蒸汽阀接口；3.炉膛；4.烟管；5.针形管；6.隔热层；7.烟囱；8

6、.水位计接口；9.安全阀接口；10.锅壳；11.炉膛底板；12.耐火层；13.下排污口；14.炉膛冲洗水泄放口；15.泥渣孔；16.人孔；17.火焰观察镜；18.锅炉给水接口；A.蒸汽空间；B.水空间；C.燃烧器接口学习资料....图7-2所示为针形管单元的剖视图。针形管本体为无缝钢管，外壁上焊有许多细长的钢针，以增加烟气与炉水之间的传热效果。针形管上、下两端分别通汽、水空间，这种结构保证了炉水能够从针形管下部的水空间流入上部的汽空间，形成良好的自然循环。图7-2针形管单元结构图针形管锅炉是在立式烟管锅炉的基础上发展起来的，保留有烟管锅炉的某些特点：以容积较大的锅壳存水；炉膛中产生的

7、热量主要通过辐射的方式传递给周围的炉水。但由于引入了针形管，因而也具有水管锅炉的特点，水自然循环良好。一个针形管元件可以顶替很多根烟管，使锅炉的蒸发率明显提高，尺寸也显著减小。在该锅炉中，约有50％的热量来自于炉膛的辐射热，其余的热量来自于针形管的对流传热。当然，这种针形管锅炉也有一些缺点，尤其表现为清洁不便。由于烟管和针形管结构的复杂性，且体积较小，不论是烟侧还是水侧，要进行人工清洗都显得比较困难。表7-1所示为“育鲲”轮燃油锅炉的主要性能指标。表7-1