1、13 1 概述概述一、鍋爐在船舶動力裝置中的作用一、鍋爐在船舶動力裝置中的作用主鍋爐主鍋爐 鍋爐產生的高溫高壓過熱蒸汽用于驅動主蒸鍋爐產生的高溫高壓過熱蒸汽用于驅動主蒸汽輪機，以推動船舶前進，這種鍋爐稱為主鍋爐。汽輪機，以推動船舶前進，這種鍋爐稱為主鍋爐。輔鍋爐輔鍋爐 在柴油機動力裝置的船舶上，鍋爐產生的飽在柴油機動力裝置的船舶上，鍋爐產生的飽和蒸汽僅用于驅動輔蒸汽輪機、加熱燃油、滑油及滿和蒸汽僅用于驅動輔蒸汽輪機、加熱燃油、滑油及滿足日常生活的需要，這種鍋爐稱為輔鍋爐足日常生活的需要，這種鍋爐稱為輔鍋爐。 三、鍋爐主要性能指標三、鍋爐主要性能指標 鍋爐的主要性能指標有：鍋爐的主要性能指標有：

2、 蒸發量、蒸汽參數（壓力、蒸發量、蒸汽參數（壓力、溫度）、鍋爐溫度）、鍋爐 效率、受熱面積及蒸發率、爐膛容積熱效率、受熱面積及蒸發率、爐膛容積熱負荷等。負荷等。 （選擇燃油鍋爐的依據主要是蒸發量和蒸汽參數）（選擇燃油鍋爐的依據主要是蒸發量和蒸汽參數） （選擇廢氣鍋爐的依據則是受熱面積和蒸汽工作壓力）（選擇廢氣鍋爐的依據則是受熱面積和蒸汽工作壓力）1蒸發量（產汽量）蒸發量（產汽量）; 在設計狀態下，鍋爐每小時在設計狀態下，鍋爐每小時產生的蒸汽量稱為蒸發量，通常用符號產生的蒸汽量稱為蒸發量，通常用符號D D表示，單位是表示，單位是Kg/hKg/h或或t th h。2蒸汽參數蒸汽參數 當鍋爐供應飽和

3、蒸汽時，蒸汽參數用蒸汽的工作壓當鍋爐供應飽和蒸汽時，蒸汽參數用蒸汽的工作壓力（單位為力（單位為MPaMPa）來表示；）來表示； 當鍋爐向外供應過熱蒸汽時，用蒸汽工作壓力和蒸當鍋爐向外供應過熱蒸汽時，用蒸汽工作壓力和蒸汽溫度來表示。汽溫度來表示。注意：注意：鍋爐一般標注鍋爐一般標注名義工作壓力名義工作壓力，使用的工作壓力，使用的工作壓力范圍上限可稍超過它，但不應超過鍋爐的最大許用工范圍上限可稍超過它，但不應超過鍋爐的最大許用工作壓力（作壓力（設計壓力設計壓力）。）。3鍋爐效率鍋爐效率 把給水變為蒸汽所得到的有效熱量與向鍋爐內所把給水變為蒸汽所得到的有效熱量與向鍋爐內所供應的熱量之比叫做鍋爐效率，

4、用符號供應的熱量之比叫做鍋爐效率，用符號表示。表示。 = D（hq hg）/ B QD DD一一 鍋爐供應的各種參數蒸汽的蒸發量，鍋爐供應的各種參數蒸汽的蒸發量，kgkgh h； B - B - 每小時燃料消耗量，每小時燃料消耗量，kgkgh h； Q QD D - - 燃料的低熱值，燃料的低熱值，kJkJkgkg； h hq q - - 所供蒸汽的比焓，所供蒸汽的比焓，kJkJkgkg； h hg g - - 給水比焓，給水比焓，kJkJkgkg。 另一種表示方式：另一種表示方式：可用向鍋爐供入的熱量減去各種熱損可用向鍋爐供入的熱量減去各種熱損失來表示，所以鍋爐效率又可表示為：失來表示，所以

5、鍋爐效率又可表示為： = B QD - B（Q1 Q2 Q3 Q4 ）/ B QD = 1 -（q1q2q3q4）q - q - 相對熱損失（用百分比表示的熱損失）相對熱損失（用百分比表示的熱損失）Q Q1 1 排煙熱損失（排煙熱損失（kJkJkgkg） 是鍋爐各種熱損失中最大是鍋爐各種熱損失中最大的一項。在鍋爐額定蒸發量下，相對熱損失的一項。在鍋爐額定蒸發量下，相對熱損失q q1 1值一般為值一般為10102020。Q2 化學不完全燃燒熱損失（化學不完全燃燒熱損失（kJkg）煙氣中尚有若煙氣中尚有若干還可以燃燒而未能燃盡的氣體如干還可以燃燒而未能燃盡的氣體如 COCO、CHCH4 4、H H

6、2 2等，等，它們未發出的熱量即屬于化學不完全燃燒損失。通常在它們未發出的熱量即屬于化學不完全燃燒損失。通常在燃燒正常的情況下，燃油鍋爐的化學不完全燃燒相對熱燃燒正常的情況下，燃油鍋爐的化學不完全燃燒相對熱損失損失q q2 2約為約為 0 03 3 0 05 5 。 Q3機械不完全燃燒熱損失（機械不完全燃燒熱損失（kJkg） 燃油中的碳燃油中的碳元素在未完全燃燒時形成一些可燃元素在未完全燃燒時形成一些可燃 的固體粒子，其中的固體粒子，其中包括油蒸氣熱分解后產生的碳黑及油滴燃燒后殘留的包括油蒸氣熱分解后產生的碳黑及油滴燃燒后殘留的固體狀態的焦粒等。這些可燃的固體粒子未能燃燒而固體狀態的焦粒等。這

7、些可燃的固體粒子未能燃燒而構成的熱損失稱為機械不完全燃燒熱損失。在燃燒正構成的熱損失稱為機械不完全燃燒熱損失。在燃燒正常時可認為機械不完全燃燒的相對熱損失常時可認為機械不完全燃燒的相對熱損失q q3 3 = 0 = 0，在燃，在燃燒不正常時，燒不正常時，q q3 3可達可達0.50.51 1。 Q4散熱損失（散熱損失（kJkg）鍋爐由于溫度高于周圍大鍋爐由于溫度高于周圍大氣而向四周環境所散失的熱量。散熱損失隨鍋爐蒸發氣而向四周環境所散失的熱量。散熱損失隨鍋爐蒸發量的增加而減小。當量的增加而減小。當 D = 2 tD = 2 th h時，時，q q4 4約為約為 2 26 6左左右；右； D =

8、 100 t / hD = 100 t / h時，時，q q4 4只有只有 0.30.3左右。左右。 4.受熱面積（受熱面積（m2 ） 蒸發受熱面積蒸發受熱面積（爐水被加熱產生飽和蒸汽的受熱面爐水被加熱產生飽和蒸汽的受熱面積）積） 過熱器、空氣預熱器、經濟器過熱器、空氣預熱器、經濟器（預熱給水）（預熱給水）等等附加設備的受熱面積。附加設備的受熱面積。5.蒸發率（產汽率蒸發率（產汽率kg /m2h） 單位蒸發受熱面積每小時產生的蒸汽量。單位蒸發受熱面積每小時產生的蒸汽量。 蒸發率用蒸發率用于評價鍋爐蒸發受熱面的平均傳熱強度。蒸發率越高，于評價鍋爐蒸發受熱面的平均傳熱強度。蒸發率越高，鍋爐結構越緊

9、湊。鍋爐結構越緊湊。6.爐膛容積熱負荷（爐膛容積熱負荷（ kw/m3 ） 每單位爐膛容積在單位時間內燃料燃燒放出的熱每單位爐膛容積在單位時間內燃料燃燒放出的熱量，用符號量，用符號q qv v表示表示 。 qv = B QD /3600V kw/m3V V - - 爐膛容積，爐膛容積，m m3 3 B - B - 每小時燃料消耗量，每小時燃料消耗量，kgkgh h；Q QD D - - 燃料的低熱值，燃料的低熱值，kJkJkgkg； q qv v值越大，意味爐膛的容積越小，因而燃油在爐值越大，意味爐膛的容積越小，因而燃油在爐膛內燃燒停留時間越短，爐膛內的煙氣平均溫度也越膛內燃燒停留時間越短，爐膛

10、內的煙氣平均溫度也越高。高。 q qv v是影響燃燒質量、鍋爐效率、工作可靠性以及鍋是影響燃燒質量、鍋爐效率、工作可靠性以及鍋爐尺寸和重量的一個重要參數。爐尺寸和重量的一個重要參數。13 2 船舶輔鍋爐的結構與附件船舶輔鍋爐的結構與附件一、燃油鍋爐一、燃油鍋爐 （介紹立式橫煙管鍋爐、（介紹立式橫煙管鍋爐、D型水管鍋爐和立式直水管鍋爐）型水管鍋爐和立式直水管鍋爐）1立式橫煙管鍋爐立式橫煙管鍋爐 圖圖 1 換熱面：換熱面：輻射受熱面輻射受熱面爐膽爐膽 對流換熱面對流換熱面煙管煙管船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler缺點熱效率低熱效率低72%

11、工作壓力低工作壓力低2MPa蒸發量低蒸發量低10t/h受熱面大（煙管）受熱面大（煙管）, 蒸發率低蒸發率低水循環差水循環差蓄水量大，點火升汽時間長蓄水量大，點火升汽時間長體積、重量大體積、重量大優點蓄水蓄熱多，汽壓與水位變動慢，易實現控制。蓄水蓄熱多，汽壓與水位變動慢，易實現控制。爐膽外水垢易清除，運行時管壁溫度低，結水垢爐膽外水垢易清除，運行時管壁溫度低，結水垢輕，對水質要求不高。煙管易清潔。易管理。輕，對水質要求不高。煙管易清潔。易管理。特點：特點：2立式直水管鍋爐立式直水管鍋爐 圖圖136 和和 附圖附圖 蒸發量為蒸發量為 1.8 t1.8 th h，蒸汽工作壓力，蒸汽工作壓力 0.7

12、MPa.0.7 MPa.水管鍋爐水管鍋爐和和煙管鍋爐煙管鍋爐的幾點對比的幾點對比() ：水管鍋爐水管鍋爐水循環好，傳熱性能好，蒸發率較大水循環好，傳熱性能好，蒸發率較大。2.水管鍋爐水管鍋爐可快速起動升汽。可快速起動升汽。3.水管鍋爐水管鍋爐相對體積小、重量輕，效率高。相對體積小、重量輕，效率高。4. 水管鍋爐水管鍋爐對水質要求高對水質要求高。因為結垢較難清除，水循。因為結垢較難清除，水循環阻力大，環阻力大，更更易燒壞管子易燒壞管子。5. 水管鍋爐水管鍋爐蓄水量小，汽壓和水位波動較大蓄水量小，汽壓和水位波動較大(Solved)。二、廢氣鍋爐二、廢氣鍋爐 （利用柴油機排氣的余熱來產生水蒸（利用柴

13、油機排氣的余熱來產生水蒸氣的鍋爐）氣的鍋爐）作用：作用：節約燃油，還可起到柴油機排氣消音器的作用。節約燃油，還可起到柴油機排氣消音器的作用。1廢氣鍋爐的結構型式廢氣鍋爐的結構型式 （1）立式煙管廢氣鍋爐）立式煙管廢氣鍋爐 圖圖138 （2）強制循環盤香管式廢氣鍋爐）強制循環盤香管式廢氣鍋爐 圖圖1392廢氣鍋爐蒸發量的調節廢氣鍋爐蒸發量的調節 （1）煙氣旁通法）煙氣旁通法 圖圖13 11（2）改變有效受熱面積法）改變有效受熱面積法（3）多余蒸氣冷凝法）多余蒸氣冷凝法 廢氣鍋爐的多余蒸氣可通過廢氣鍋爐的多余蒸氣可通過蒸汽壓力調節閥向冷凝器泄放。蒸汽壓力調節閥向冷凝器泄放。 在特殊情況下不得已在特

14、殊情況下不得已“空爐空爐”工作，應注意以下事項工作，應注意以下事項：開啟廢氣爐的泄放閥和空氣閥；開啟廢氣爐的泄放閥和空氣閥； 用吹灰器將煙管表面積灰吹除干凈；用吹灰器將煙管表面積灰吹除干凈；煙氣溫度必須低于煙氣溫度必須低于350350；重新通水時應避免重新通水時應避免“熱沖擊熱沖擊”，即主機負荷應先降，即主機負荷應先降低以減小傳熱溫差；循環水必須逐漸引入；并檢查閥低以減小傳熱溫差；循環水必須逐漸引入；并檢查閥和接頭的聯接有否松動。和接頭的聯接有否松動。3廢氣鍋爐與燃油鍋爐的聯系廢氣鍋爐與燃油鍋爐的聯系（l）二者獨立）二者獨立 圖圖1312（a）特點特點：運行時管理比較方便，應用較多。不過當廢氣

15、鍋：運行時管理比較方便，應用較多。不過當廢氣鍋爐水位調節系統失靈時，因其位置較高，航行時的管理爐水位調節系統失靈時，因其位置較高，航行時的管理就比較麻煩就比較麻煩 。（2）廢氣鍋爐為燃油鍋爐的一個附加受熱面）廢氣鍋爐為燃油鍋爐的一個附加受熱面 圖圖1312（b）特點：特點：水位不需調節，但須多設一臺或兩臺熱水循環泵水位不需調節，但須多設一臺或兩臺熱水循環泵當廢氣鍋爐的蒸發量滿足不了航行用汽需求時，可與燃當廢氣鍋爐的蒸發量滿足不了航行用汽需求時，可與燃油鍋爐合作向外供汽，油船即采用此方式。油鍋爐合作向外供汽，油船即采用此方式。（3）組合式鍋爐）組合式鍋爐 聯合式聯合式圖圖1313 （a）交替式交

16、替式圖圖1313（b）15船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler三、鍋爐附件Boiler MountingsCertain fittings are necessary on a boiler to ensure its safe operation. They are usually referred to as Boiler Mountings. The mountings found on a boiler are:16船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary BoilerSafety val

17、ves 安全閥安全閥(1對對)Main steam stop valve 主停汽閥主停汽閥Auxiliary steam stop valve 輔停汽閥輔停汽閥control valve 控制閥控制閥(成對成對)Water level gauge 水位計水位計(1對對)Air release valve 放氣旋塞放氣旋塞17船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler1.水位計Water Level Gauge () 對水位的要求對水位的要求：水管鍋爐水管鍋爐最低水位應高出最高受熱面最低水位應高出最高受熱面不少于不少于100mm；橫煙管鍋爐應高

18、出燃燒室或煙管頂部；橫煙管鍋爐應高出燃燒室或煙管頂部不少于不少于75mm；最高工作水位最低工作水位最低危險水位爐水正常工作水位在此范圍波動18船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler鍋爐上一般裝有鍋爐上一般裝有玻璃水位計玻璃水位計Gauge Glass。水管鍋爐最低顯示水管鍋爐最低顯示水位應低于最低工作水位水位應低于最低工作水位50mm。 工作水位一般位于中段為宜。工作水位一般位于中段為宜。 通常每臺鍋爐裝設通常每臺鍋爐裝設兩只水位計兩只水位計，分設在左、右兩側。若兩只水位，分設在左、右兩側。若兩只水位計均已損壞，鍋爐應立即熄火。計均已損壞

19、，鍋爐應立即熄火。玻璃水位計的形式玻璃管水位計平板玻璃式水位計19船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler(1)玻璃管水位計優點結構簡單，結構簡單，價格便宜，價格便宜，使用方便使用方便缺點水位顯示水位顯示不清晰，不清晰，承壓能力承壓能力低低(0.8Mpa的鍋的鍋爐爐)20船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler(2)平板玻璃式水位計21船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler(2)平板玻璃式水位計M/V YULONG22船舶輔機第13

20、章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary BoilerM/V TIANHUAI23船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler沖洗水位計的操作步驟沖洗水位計的操作步驟() 操作順序操作順序結果結果處理意見處理意見1開開沖洗閥，沖洗閥，關關通水閥，通水閥，沖洗后沖洗后關關閉通汽閥閉通汽閥聽見汽流聲甚大，聽見汽流聲甚大，表明汽路通暢表明汽路通暢如不通暢，可連續如不通暢，可連續開、關通汽閥或通開、關通汽閥或通水閥數次，利用汽水閥數次，利用汽水沖擊力將污物沖水沖擊力將污物沖走走2開開通水閥，通水閥，沖洗后沖洗后關關閉閉聽見水流

21、聲聽見水流聲,甚大，甚大，表明水路通暢表明水路通暢24船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler沖洗水位計的操作步驟沖洗水位計的操作步驟3關關沖洗沖洗閥，閥，慢慢慢開啟慢開啟通水閥通水閥予以予以“叫水叫水”此時通汽閥關閉，此時通汽閥關閉，如水位高于水連通如水位高于水連通管，水位一直升到管，水位一直升到水位計頂部水位計頂部可繼續進行第可繼續進行第4步操步操作作如無水出現如無水出現，應立應立即熄火，停止供汽即熄火，停止供汽。說明爐水位于水連說明爐水位于水連通管以下，鍋爐已通管以下，鍋爐已處于處于失水失水危險狀態。危險狀態。如數分鐘前水位仍如數分鐘

22、前水位仍處于正常位置，可處于正常位置，可加大給水量，迅速加大給水量，迅速恢復水位；如失水恢復水位；如失水時間不清楚，應時間不清楚，應立立即熄火，停止供汽即熄火，停止供汽25船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler沖洗水位計的操作步驟沖洗水位計的操作步驟操作順序操作順序結果結果處理意見處理意見4開開通汽閥通汽閥水位降至水位計中段水位降至水位計中段為正常為正常可投入工作可投入工作如水位計下降至水位如水位計下降至水位計玻璃以下表明爐水計玻璃以下表明爐水少，但水位仍在水連少，但水位仍在水連通管以上通管以上加大給水量，迅加大給水量，迅速恢復正常水位速

23、恢復正常水位如水位仍在頂部不降如水位仍在頂部不降下來，表明鍋爐已處下來，表明鍋爐已處于滿水狀態于滿水狀態首先停止供汽，首先停止供汽，并開啟上排污閥并開啟上排污閥放水，使水位恢放水，使水位恢復正常復正常26船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler故障分析故障分析Trouble-shooting水位計中水位很快上升到頂部。水位計中水蒸氣較緩慢地凝結，水位計中水位在值班期內無顯著變化。1.通水管路堵塞或2.通水管路和通汽管路都堵塞1. 鍋爐水位正常，如果通汽管路堵塞，水位鍋爐水位正常，如果通汽管路堵塞，水位?2. 鍋爐水位正常，如果通水管路堵塞，

24、水位鍋爐水位正常，如果通水管路堵塞，水位?3. 如果水位計中水位靜止不動，什么原因如果水位計中水位靜止不動，什么原因?27船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler2.2.安全閥安全閥Safety Valve () 鍋爐是壓力容器。汽壓超過一定限度時鍋爐是壓力容器。汽壓超過一定限度時安全閥開啟，使大量蒸汽排入大氣，保安全閥開啟，使大量蒸汽排入大氣，保護鍋爐。護鍋爐。28船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler-1-. 安全閥的結構29船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Mari

25、ne Auxiliary BoilerSafety ValveSteam Stop ValveReleasing Line Steam Supply Line30船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler31船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler工作原理Working Principle轉動彈簧的調節螺絲可調節開啟汽壓調節圈閥盤唇邊閥座使閥在開啟后能迅速達到較大的升程而且工作穩定。32船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler開啟后閥盤

26、的蒸汽作用面積大于開啟前的面積，閥開啟后閥盤的蒸汽作用面積大于開啟前的面積，閥進一步進一步開大并保持穩定開度開大并保持穩定開度。即使汽壓恢復至額定汽壓，閥盤也。即使汽壓恢復至額定汽壓，閥盤也不立即關閉，汽壓繼續下降，直到閥盤和唇邊上的蒸汽上不立即關閉，汽壓繼續下降，直到閥盤和唇邊上的蒸汽上頂力小于彈簧向下的作用力時，安全閥才能關閉。頂力小于彈簧向下的作用力時，安全閥才能關閉。即安全閥的即安全閥的關閉汽壓要低于開啟汽壓關閉汽壓要低于開啟汽壓，這一差值稱為，這一差值稱為降低降低量量Safety V/V Blowdown，可，可通過通過調節圈調節圈調節調節。33船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔

27、鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler調節圈上移調節圈上移，閥的升程和壓力降低量加大閥的升程和壓力降低量加大。因為蒸汽流通面積因為蒸汽流通面積縮小，唇邊上的附加上頂力增大縮小，唇邊上的附加上頂力增大。調節圈下移調節圈下移，閥的升程和壓力降低量減小閥的升程和壓力降低量減小。因為蒸汽流通面積因為蒸汽流通面積加大，唇邊上的附加上頂力減小。加大，唇邊上的附加上頂力減小。34船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler調節調節方法方法開啟開啟壓力壓力開閥開閥力力閥升閥升程程降低降低量量關閥關閥壓力壓力彈簧彈簧調緊調緊 調節調節圈圈升高升

28、高 降低降低 安全閥調節對性能的影響總結安全閥調節對性能的影響總結()35船舶輔機第13章 船舶輔鍋爐裝置船舶輔鍋爐裝置 Marine Auxiliary Boiler-2-. 對安全閥的要求對安全閥的要求(1) 每臺每臺鍋爐本體上應裝設兩個安全閥鍋爐本體上應裝設兩個安全閥，通常裝在一個閥體內。，通常裝在一個閥體內。蒸發量小于蒸發量小于1t/h的鍋爐可僅裝一只。的鍋爐可僅裝一只。(2)安全閥安全閥開啟壓力可大于實際允許工作壓力開啟壓力可大于實際允許工作壓力5%。(3)安全閥安全閥開啟后應能通暢地排出蒸汽開啟后應能通暢地排出蒸汽，以保證在蒸汽閥關閉和，以保證在蒸汽閥關閉和爐內充分燃燒時爐內充分燃

29、燒時煙管鍋爐在煙管鍋爐在15min內，水管鍋爐在內，水管鍋爐在7min內汽壓的內汽壓的升高值不超過鍋爐設計壓力的升高值不超過鍋爐設計壓力的10%，所以安全閥不但應有足夠，所以安全閥不但應有足夠大的直徑，而且開啟后應該穩定且具有較大的提升量。大的直徑，而且開啟后應該穩定且具有較大的提升量。(4)安全閥要動作準確，并保持嚴密不漏。安全閥要動作準確，并保持嚴密不漏。13 3 船舶鋪鍋爐的燃油設備及系統船舶鋪鍋爐的燃油設備及系統一、燃油在鍋爐中的燃燒情況一、燃油在鍋爐中的燃燒情況 1燃油燃燒的特點燃油燃燒的特點 見附圖油在爐內燃燒的速度取決于油在爐內燃燒的速度取決于油滴蒸發速度；油滴蒸發速度； （與油

30、滴的蒸發表面積、油滴周圍介質中油氣的分壓力及油溫有關 ） 油氣和空氣相互擴散的速度；油氣和空氣相互擴散的速度；油氣氧化速度油氣氧化速度。2空氣過剩系數空氣過剩系數 1 kg1 kg燃油在標準狀況下完全燃燒時所需的理論空氣量燃油在標準狀況下完全燃燒時所需的理論空氣量用用V Vo o（Kg/mKg/m3 3） 可用下列經驗公式近似計算：可用下列經驗公式近似計算： Vo = 0.26 QD / 1000 m3 / kg Q QD D燃油的低熱值，一般在燃油的低熱值，一般在 3977539775 41868 kJ41868 kJkgkg范圍范圍內。內。 近似認為近似認為V Vo o = 11 m =

31、11 m3 3kgkg 空氣過剩系數（空氣過剩系數（） 1 kg1 kg燃油燃燒所用的實際空氣量燃油燃燒所用的實際空氣量V Vk k與所需的理論空氣量與所需的理論空氣量VoVo之比稱為空氣過剩系數之比稱為空氣過剩系數 。 = Vk / Vo 燃油鍋爐合適的空氣過剩系數一般為燃油鍋爐合適的空氣過剩系數一般為l.05 l.05 1.21.2。 3燃油在爐膛中的燃燒過程燃油在爐膛中的燃燒過程 燃燒過程兩個階段：燃燒過程兩個階段： （1）準備階段）準備階段: 霧化的油滴被迅速加熱、氣化、與空氣霧化的油滴被迅速加熱、氣化、與空氣相混合，同時進行熱分解；相混合，同時進行熱分解； （2）燃燒階段）燃燒階段:

32、 油氣與空氣的混合氣體的濃度達到一定油氣與空氣的混合氣體的濃度達到一定數值，并被加熱到一定溫度，通過明火著火燃燒。數值，并被加熱到一定溫度，通過明火著火燃燒。解釋：解釋：一次風一次風 （根部風）（根部風） 緊貼著噴油器吹出，稱為一次風緊貼著噴油器吹出，稱為一次風 作作用用: : 保證油霧一離開噴油器就有一定量的空氣與之混合，保證油霧一離開噴油器就有一定量的空氣與之混合，從而減少產生碳黑的可能性從而減少產生碳黑的可能性 。二次風二次風 風沿爐墻噴火口外圍進人爐膛，稱為二次風。風沿爐墻噴火口外圍進人爐膛，稱為二次風。 作用作用: : 主要是供給燃燒所需的大部分空氣。主要是供給燃燒所需的大部分空氣。

33、擴張角擴張角: 空氣可經配風器的斜向葉葉形成與油霧反向空氣可經配風器的斜向葉葉形成與油霧反向旋轉的氣流，以利于油的蒸發和與空氣的混合。旋轉旋轉的氣流，以利于油的蒸發和與空氣的混合。旋轉氣流在離心力作用下向外擴張形成的角度稱為擴張氣流在離心力作用下向外擴張形成的角度稱為擴張角。角。 氣流旋轉越強烈，擴張角越大。這樣氣流中心便氣流旋轉越強烈，擴張角越大。這樣氣流中心便形成低壓，吸引爐膛內高溫煙氣回流，形成回流區。形成低壓，吸引爐膛內高溫煙氣回流，形成回流區。回流區內高溫煙氣加速了油霧的蒸發、升溫、分解和回流區內高溫煙氣加速了油霧的蒸發、升溫、分解和與空氣混合，進而著火燃燒。與空氣混合，進而著火燃燒

34、。4保證燃燒質量的主要因素保證燃燒質量的主要因素 （1）油的霧化質量良好）油的霧化質量良好 油滴霧化得越細，分布均勻油滴霧化得越細，分布均勻性越好，則油滴的蒸發速度越快，與空氣混合也越好。性越好，則油滴的蒸發速度越快，與空氣混合也越好。見附圖見附圖（2）要有適量的一次風和二次風）要有適量的一次風和二次風 一次風量約占總風量一次風量約占總風量的的10103030、風速在、風速在101040m40ms s為宜。太少則油霧為宜。太少則油霧在著火前就會在高溫缺氧條件下裂解，產生大量碳黑，在著火前就會在高溫缺氧條件下裂解，產生大量碳黑，煙囪冒黑煙；太多又會因火炬根部風速過高而著火困難，煙囪冒黑煙；太多又

35、會因火炬根部風速過高而著火困難，甚至將火炬吹滅。甚至將火炬吹滅。 二次風量大小關系到過剩空氣系數合適與否，直接二次風量大小關系到過剩空氣系數合適與否，直接影響不完全燃燒損失和排煙損失。影響不完全燃燒損失和排煙損失。（3）油霧和空氣應該混合均勻，著火前沿的位置和長）油霧和空氣應該混合均勻，著火前沿的位置和長度應合適度應合適 著火前沿如離燃燒器大近，則可能使噴火口和著火前沿如離燃燒器大近，則可能使噴火口和燃燒器過熱燒壞；太遠又會因氣流速度衰減，與油氣混燃燒器過熱燒壞；太遠又會因氣流速度衰減，與油氣混合的強烈程度減弱，以至火炬拖長，燃燒不良合的強烈程度減弱，以至火炬拖長，燃燒不良。 （4）爐膛容積熱

36、負荷要適合）爐膛容積熱負荷要適合 太高會使油在爐膛停留時太高會使油在爐膛停留時間太短來不及完全燃燒；太低又不能保證足夠高的爐膛間太短來不及完全燃燒；太低又不能保證足夠高的爐膛煙氣溫度，也不利于完全燃燒。煙氣溫度，也不利于完全燃燒。二、燃燒器二、燃燒器 ( (主要由噴油器、配風器及電點火器等部主要由噴油器、配風器及電點火器等部件組成件組成) ) 1. 噴油器噴油器（俗稱油槍或油頭）（俗稱油槍或油頭） 作用作用 控制噴入爐內燃油的數量；將燃油霧化，保證在控制噴入爐內燃油的數量；將燃油霧化，保證在爐膛內的燃燒質量。爐膛內的燃燒質量。對噴油器的主要要求：對噴油器的主要要求： （1 1）有較大的調節幅度

37、（即最大噴油量與最小噴油量之）有較大的調節幅度（即最大噴油量與最小噴油量之比）以適應不同蒸發量的需要；比）以適應不同蒸發量的需要；（2 2）在要求的噴油量范圍內，獲得盡可能細的油滴，）在要求的噴油量范圍內，獲得盡可能細的油滴，以利于燃燒；以利于燃燒； 油霧中油滴大小是不均勻的，用油滴的平均直徑作油霧中油滴大小是不均勻的，用油滴的平均直徑作為衡量油滴大小（即霧化粒度）的指標。為衡量油滴大小（即霧化粒度）的指標。 希望直徑為希望直徑為 50m50m的油滴能占的油滴能占8585以上，并且不要以上，并且不要出現出現200u m200u m以上的大油滴以上的大油滴 。（3 3）油霧的分布要有一個適當的霧

38、化角，以適合配風）油霧的分布要有一個適當的霧化角，以適合配風器的要求；附圖器的要求；附圖 油霧離開噴油器后立即擴張，形成空心的圓錐形，油霧離開噴油器后立即擴張，形成空心的圓錐形，其圓錐的頂角叫做霧化角。其圓錐的頂角叫做霧化角。（4 4）油霧流的流量密度分布要合適；）油霧流的流量密度分布要合適；油霧流的流量密度油霧流的流量密度 單位時間內，通過垂直于油霧流軸單位時間內，通過垂直于油霧流軸向速度的單位面積上的燃油體積稱為油霧流的流量向速度的單位面積上的燃油體積稱為油霧流的流量密度，單位是密度，單位是cmcm3 3cmcm2 2 .s .s。 流量密度沿著圓周方向的分布應當均勻，并避免流量密度沿著圓

39、周方向的分布應當均勻，并避免在油霧流中心部分有較大的流量密度。在油霧流中心部分有較大的流量密度。（5 5）結構簡單，運行可靠，操作和調節方便，檢修和）結構簡單，運行可靠，操作和調節方便，檢修和清洗容易，并易于實現自動控制。清洗容易，并易于實現自動控制。噴油器噴油器 ：（1）壓力式噴油器）壓力式噴油器 圖1316 和圖和圖13-17影響壓力式噴油器霧化質量的主要因素有：影響壓力式噴油器霧化質量的主要因素有： 油壓油壓 噴油器前的油壓越高，則油的噴出速度越快，噴油器前的油壓越高，則油的噴出速度越快，紊流脈動越強烈，霧化質量就越好。但油壓超過紊流脈動越強烈，霧化質量就越好。但油壓超過2 MPa2 M

40、Pa以后，霧化質量的改善并不明顯，耗能卻增加，一般船以后，霧化質量的改善并不明顯，耗能卻增加，一般船用燃油鍋爐燃油系統的最高壓力多不超過用燃油鍋爐燃油系統的最高壓力多不超過 2 23 MPa3 MPa。要保證良好霧化的最低油壓是要保證良好霧化的最低油壓是 0 07 MPa7 MPa左右。左右。噴孔直徑噴孔直徑 噴孔直徑越小，形成的油膜越薄，則霧化噴孔直徑越小，形成的油膜越薄，則霧化質量越好。故每個噴嘴的噴油量不宜過大。質量越好。故每個噴嘴的噴油量不宜過大。油流旋轉的強烈程度油流旋轉的強烈程度 在旋渦室旋轉越強烈，噴孔在旋渦室旋轉越強烈，噴孔處氣體旋渦的直徑就越大，形成的油膜也越薄，同時處氣體旋

41、渦的直徑就越大，形成的油膜也越薄，同時油流中的紊流脈動也越強烈，因而有利于霧化。油流中的紊流脈動也越強烈，因而有利于霧化。油的粘度油的粘度 油的粘度越小，油流分子間的摩擦力越小，油的粘度越小，油流分子間的摩擦力越小，則油流在旋渦室和霧化片內的速度衰減就小，油膜就則油流在旋渦室和霧化片內的速度衰減就小，油膜就越容易破碎，因而霧化質量越好。越容易破碎，因而霧化質量越好。 要求的粘度？要求的粘度？壓力式噴油器噴油量的調節有三種方法：壓力式噴油器噴油量的調節有三種方法： 改變噴油壓力；改變噴油壓力； 說明說明 變換使用噴孔直徑不同的噴嘴（或噴油器）；說明變換使用噴孔直徑不同的噴嘴（或噴油器）；說明 改變投入工作的噴嘴（或噴油器）數目。改變投入工作的噴嘴（或噴油器）數目。 壓力式噴油器還可以做成同一個噴油器有多油路壓力式噴油器還可以做成同一個噴油器有多油路和多噴嘴的，以便加大噴油量或實現分級燃燒控制。和多噴嘴的，以便加大噴油量或實現分級燃燒控制。 為了防止在油壓不足時噴油以至霧化不良，新式為了防止在油壓不足時噴油以至霧化不良，新式的壓力式噴油器帶有噴油閥。圖的壓力式噴油器帶有噴油閥