船舶輔鍋爐裝置2

第二節(jié)船舶輔鍋爐的結(jié)構與附件一、燃油鍋爐

在柴油機動力裝置的干貨船上，輔鍋爐應以結(jié)構簡單、維護操作方便為選型的主要原則，當然也要考慮重量和尺寸應盡可能小些。立式直水管鍋爐和立式橫煙管鍋爐是常見的燃油輔鍋爐的型式。

在油船上，由于要求輔鍋爐的蒸發(fā)量較大，故采用D型水管鍋爐較多。．

1．立式橫煙管鍋爐

鍋爐工作原理演示1．立式橫煙管鍋爐蒸發(fā)量為1～4．5t／h，最大工作汽壓為1.0～1．7MPa。

直立的圓筒鍋殼直徑為1.5～2.6m左右，由鍋爐鋼板(20號或15號鋼)卷制焊接而成．為能較好地承受內(nèi)部蒸汽壓力，其頂部和底部均為橢圓形封頭2。整個鍋爐的高度為3．7～6．3m．

在鍋殼中的下部設有一由鋼板壓成的球形爐膽3，這就是燃油的爐膛．爐膽頂部靠后有一圓形出煙口4，與上面的方形燃燒室5相同．在燃燒室5與煙箱12之間，設有管板6和7，二管板之間裝有數(shù)百根水平煙管8．煙管由直徑為38、45或51mm的無縫鋼管制成．管與管板可采用擴接或焊接相連。Thisdesignisatwopassdesign臥式橫煙管鍋爐Thedesignissimilar

tothescothchboilerotherthanthecombustionchamberwhichrequiresnostays.Thisdesignisathreepassdesign煙管鍋爐的受熱面蒸發(fā)率低，有一個較大的厚壁鍋殼,整個鍋爐的蕾水量多，比較笨重，煙管鍋爐結(jié)構的剛性較大，再加上蓄水量大，因此蓄熱量也大，故點火升汽的時間必須較長，常需數(shù)小時，以免熱應力太大損壞鍋爐．對爐水質(zhì)量要求不高。煙管鍋爐因性能指標落后，是一種日趨淘汰的形式。由于內(nèi)燃機干貨船的輔助鍋爐蒸發(fā)量小，重量和體積并不是突出問題，加上煙管鍋爐具有蓄水量大、息火后尚能較長時間繼續(xù)供汽、對水質(zhì)要求不高、工作可靠和無需過于費心照料等特點，所以在內(nèi)燃機船的輔助鍋爐中，目前仍得到應用；2.D型水管鍋爐

D型鍋爐以其本體形狀類似英文字母“D”而得名．它的結(jié)構布置較為合理，經(jīng)濟技術指標也較高。圖示出了D型水管鍋爐的結(jié)構簡圖。其本體由汽包l(又稱上鍋筒)，水筒2(又稱下鍋筒)、聯(lián)箱3，爐膛4、水冷壁5，蒸發(fā)管束(又稱沸水管束)6、7、過熱器11、經(jīng)濟器12及空預熱器(位于經(jīng)濟器后面的煙道中，圖中未示出)等部件組成．煙氣在D型鍋爐爐膛內(nèi)的理論燃燒溫度約可達到1700℃左右。煙氣離開爐膛后，流到蒸發(fā)管束中去．爐膛出口煙氣溫度不宜太高，以免高于煙氣中灰分的融點溫度，會使灰分融解，粘附在蒸發(fā)管束的管壁上形成積渣，同時又不能太低，以免燃燒過程進行得不充分。D型鍋爐爐膛出口煙氣溫度約為1100℃左右．爐墻或爐衣將鍋爐的各種受熱面包圍以形成爐膛和煙道，起隔熱和密封用．對不同部位和不同工作條件的爐墻和爐衣的性能和結(jié)構的要求是不同的．我國鋼質(zhì)海船建造規(guī)范規(guī)定，爐墻和爐衣外表面溫度不應大于60℃，以免燙傷工作人員，同時也可避免散熱損失過大．(1)爐膛、爐墻和爐衣爐膛是燃油燃燒的場所，它的作用是提供足夠的空間，使燃油得以充分燃燒．（2)水冷壁、沸水管和下降管水冷壁是垂直布置在爐盤壁面上的密集管排，組成水循環(huán)回路的上升管。它是鍋爐的主要輻射受熱面，吸收的輻射熱約占全部受熱面?zhèn)鬟f熱量的1／3，同時還起到保護爐墻不致過熱燒壞的作用。為了防止在水冷壁管子中發(fā)生汽水分層現(xiàn)象，水冷壁管子水平傾角應大于30°，最小不得小于15°水冷壁在汽包處吊掛，可自由向下膨脹。水冷壁的結(jié)構形式有三種：光管水冷壁、膜式水冷壁和棘形水冷壁，如圖示。低壓爐水冷壁多采用φ51X2.5mm鍋爐用無縫鋼管，中壓鍋爐多采用φ600x3mm管,沸水管是連接上、下鍋筒的管束，也稱蒸發(fā)管束，布置在爐膛出口側(cè)。(3)尾部受熱面在D型水管鍋爐煙道的后部，有的在蒸發(fā)受熱面之后安裝有經(jīng)濟器(加熱給水)和空氣預熱器，由于它們能回收鍋爐排煙的余熱，減少排煙所帶走的熱量，因而使鍋爐效率得以提高。利用尾部受熱而降低排煙溫度與提高效率之間的關系如圖1所示．此曲線取自以下條件；q5＝1．5％，燃油成分C＝87．75％，H=10．5％，S=1．2％，N=O．15％，O＝O．4％；空氣溫度為100℃，過剩空氣系數(shù)α＝1．15．

船舶鍋爐從安全角度出發(fā)，多采用非沸騰式經(jīng)濟器，，而且一般是使經(jīng)濟器中的水從下往上流，同時使出口水溫比試壓力下的飽和溫度低40～50℃，以免產(chǎn)生汽泡停留在管壁上，導致管壁過熱尾部受熱面水管鍋爐由于水冷壁和前排沸水管構成的輻射受熱面所占比例大，煙氣在沸水管束中是橫向流動，流速較大，故蒸發(fā)率較高，一般為30~50kg／m2．h，設計緊湊的輔鍋爐可超過70kg／m2．h，而強制循環(huán)的水管鍋爐可達90~120kg／m2．h．水管鍋爐的效率較高，一般輔鍋爐可達80％～85％，有些帶尾部受熱面的可高達92％以上。水管鍋爐沒有又厚又大的鍋殼，蓄水量小，單位蒸發(fā)量的相對體積，重量較?。舭l(fā)量最大可達10t／h，工作汽壓可高達10MPa．因為水管爐爐水有一定的循環(huán)路線，加之蓄水量少，結(jié)構剛性又小，故點火升汽時間較短，一般為幾十分鐘。目前，由于采用自動調(diào)節(jié)解決了汽壓、水位波動快的問題，同時以海水淡化裝置所產(chǎn)蒸餾水作鍋爐補給水，加之化學除垢法巳普遍使用，故水管鍋爐對水質(zhì)和除垢要求高的問題也不難解決．因此，性能參數(shù)比較先進的水管鍋爐已成為船舶鍋爐的主要型式。水管鍋爐的特點3．立式直水管鍋爐小蒸發(fā)量的輔鍋爐希望采用蒸發(fā)率較高的水管爐而又吸取火管鍋爐蓄水量較大，維護管理簡單方便的優(yōu)點．我國遠洋船舶上廣泛使用立式直水管鍋爐。大型低速二沖程柴油機的排氣溫度為250℃～380℃；四沖程中速柴油機可達400℃左右。水蒸汽壓力為0．5MPa時，其飽和蒸汽溫度為165℃；水蒸汽壓力為1．3MPa時，其飽和蒸汽溫度也僅194℃．所以裝設一臺用柴油機排氣的余熱來產(chǎn)生水蒸汽的廢氣鍋爐，不僅能節(jié)約燃油，還可起到柴油機排氣消音器的作用。一艘萬噸級油船，利用廢氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽來加熱貨油艙，平均每月可節(jié)省燃油50t左右。圖示出廢氣鍋爐產(chǎn)汽率與工作汽壓的關系。二、廢氣鍋爐1．廢氣鍋爐的結(jié)構型式型式：立式煙管式、強制循環(huán)盤香管式、熱管式立式煙管式強制循環(huán)盤香管式熱管式2．廢氣鍋爐蒸發(fā)量的調(diào)節(jié)廢氣鍋爐的蒸發(fā)量取決于主機的排氣量和排氣溫度，亦即主機的功率。在正常航行時，主機功率是穩(wěn)定的，而船舶對蒸汽的需要量卻隨著航區(qū)和季節(jié)的不同而變化，因此對廢氣鍋爐的蒸發(fā)量就需加以調(diào)節(jié)。(1)煙氣旁通法(2)改變有效受熱面積法3．廢氣鍋爐與燃油鍋爐的聯(lián)系燃油鍋爐與廢氣鍋爐之間的聯(lián)系方式大致有三種．(1)二者獨立(2)廢氣鍋爐為燃油鍋爐的一個附加受熱面(3)組合式三、鍋爐附件1、水位計類型：玻璃管式、平板玻璃式水位計、安全閥通氣閥通水閥沖洗閥“叫水”－檢查鍋爐的真實水位步驟：P344表13-11、關通水閥、開沖洗閥、沖洗通汽閥－聽聲音；2、關通汽閥、開通水閥、沖洗通水閥－聽聲音；3、關沖洗閥、慢慢開通水閥－叫水：1）水位升至頂部－見第4步；2）無水－處于失水危險狀態(tài)。時間長，停爐、停汽。4、開通汽閥：1）水位在正常位置－正常；2）水位降至水位計玻璃以下－少水，加大給水；3）水位仍在頂部－滿水，停汽排污。通氣閥通水閥沖洗閥2、安全閥對安全閥的要求根據(jù)《鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范》，對鍋爐安全閥的要求主要是：①每臺鍋爐本體上應裝設兩個安全閥，通常組裝在一個閥體內(nèi)，蒸發(fā)量小于1t／h的輔鍋爐可僅裝一只，裝有過熱器的鍋爐，過熱器上亦應至少裝一只安全閥．②鍋爐安全閥的開啟壓力可為大于實際允許工作壓力5％，但不應超過鍋爐設計壓力，過熱器安全閥的開啟壓力應低于鍋爐安全閥的開啟壓力．③安全閥開啟后應能通暢地排出蒸汽，以保證在蒸汽閥關閉和爐內(nèi)充分燃燒的情況下，煙管鍋爐在15min內(nèi)，水管鍋爐在7min內(nèi)汽壓的升高值應不超過鍋爐設計壓力的10％。所以安全閥不但應有足夠大的直徑，而且開啟后應該穩(wěn)定且具有較大的提升量．安全閥排汽管的通路面積對升程在安全閥直徑1／4以上者應不小于安全閥總面積的2倍，對其它安全閥應不小于1．1倍。④安全閥要動作準確，并保持嚴密不漏．安全閥都是經(jīng)過船舶檢驗局調(diào)定后鉛封的，除非經(jīng)過船檢局特許，船員不能隨意重調(diào)．原理演示安全閥的閥盤2帶有唇邊5，它的作用是使閥在開啟后能迅速達到較大的升程而且工作穩(wěn)定。解決了開啟穩(wěn)定問題，但因為開啟后閥盤的蒸汽作用面積已大于開啟前的面積，所以即使當鍋爐汽壓恢復至額定汽壓時，閥盤也不能立即關閉，只有當汽壓繼續(xù)下降，直到作用在閥盤和唇邊上的蒸汽上頂力小于彈簧向下的作用力時，安全閥才能自動關閉．亦即安全閥的關閉汽壓要低于開啟汽壓，這一壓力差值稱為降低量．閥座上裝有調(diào)節(jié)圈7，調(diào)節(jié)圈升高時，閥開啟后唇邊外沿蒸汽通過面積縮小，作用在唇邊上的附加上頂力就大，從而使閥的升程和關閉時的壓力降低量加大，反之，調(diào)節(jié)圈下移時，唇邊外沿蒸汽流通面積加大，則閥開啟的升程和關閉時的壓力降低量減?。酝ㄟ^轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)圈，改變其位置，可獲得開啟既穩(wěn)定、降低量又不太大的工況。安全閥的壓力降低量可參照下表。安全閥調(diào)節(jié)圈的作用：四、鍋爐的通風通風：連續(xù)不斷地將燃燒所需空氣送人爐膛，并將燃燒產(chǎn)物(煙氣)排出鍋爐，這個過程稱為鍋爐的通風。自然通風：利用煙囪產(chǎn)生的自然通風力克服空氣