第二节 船舶辅锅炉的结构与附件一、燃油锅炉Oil Fired Boiler二、废气锅炉Exhaust Boiler三、锅炉附件Boiler Mountings四、锅炉的通风Boiler Ventilation一、燃油锅炉Oil Fired Boiler1.立式横烟管锅炉缺点热效率低72% 工作压力低2MPa 蒸发量低10t/h 蒸发率低，受热面大 蓄水量大 点火升汽时间长 优点蓄水蓄热多，汽压与水位变动 慢，易 实现 自动控制。炉胆外水垢易清除， 运行时管壁温度低。对水质要求不高 。2.D型水管锅炉1-汽包Steam Drum 2-水筒Water Drum 3-联箱 4-炉膛 5-水冷壁 6、7-蒸发管束 8-联箱供水管 9-水筒供水管10-燃烧器Burner 11-过热器 12-经济器1700oC1100oC烟囱Smoke uptake 经济器Economizer 蒸汽出口Steam outlet 除水器Cyclone 支撑管Stay tube 支撑Stays 过热蒸汽出口Superheated Steam out let过热器Superheater过热器联箱 Superheater header水筒Water Drum燃烧器Burner水冷壁联箱Waterwall header水冷壁Waterwall水冷壁联箱Waterwall header后侧水冷壁Back Side Waterwall炉罩Boiler hood上升管Riser水冷壁联箱Waterwall header下降管Downcomer汽包(筒)Steamdrum经济器联箱Economizer headerX沸水管Generating tube水冷壁Water Wall 上接汽包、下接联箱，组成水自然循环的上升 管。是主要的辐射受热面，同时保护炉墙不会 过热烧毁。光管疏排、密排光管和狭钢条拼焊棘形水冷壁返回汽包与联箱、汽包与水筒之间不受热的水管，直 径较粗，用来增强水自然循环。下降管Downcomer返回经济器(省煤器)Economizer用来加热锅炉给水， 传热温差大，水是强迫对流，受热面积小。可提 高给水温度，降低排烟温度。但通风阻力增加， 给水析氧腐蚀金属。空气预热器Air Preheater在经济器后，可提高 炉膛温度，改善燃烧；提高锅炉热效率；预 热燃烧用的空气，降低排烟温度。但传热系数小 ，受热面积应较大。经济器和空气预热器统称为尾部受热面，提高锅 炉效率 返回返回沸水管Generating tube 连接上、下锅筒的管束，也称蒸发管束，布置 在炉膛出口侧。前排主要为辐射Radiation换热、 后排为对流Convection换热。后排沸水管比烟管 锅炉的烟管换热效果好，因为烟气横向冲刷管 束，烟气流速较高。3.立式直水管Vertical Water Tube锅炉1. 上锅筒 2.下锅筒 3.直立水管束 4.炉膛 5.预燃室8-喷油调风装置9-点火器 10-点火喷油咀 11-火焰感受器 12.汽水分离器 13.上排污漏斗15. 人孔门6.挡烟墙 7.下降水管14.自动水位调节器水管锅炉和烟管锅炉的几点对比：1. 水管锅炉蒸发率较大，相对体积小、重量轻 ，效率高。 2. 水管锅炉对水质要求高。因为结垢较难清除 ，水循环阻力大，更易烧坏管子。3. 蒸发量相同，水管锅炉蓄水量小，点火升汽 较快，汽压和水位波动较大。二、废气锅炉Exhaust Boiler 利用柴油机排气的热量加热水产生蒸汽，接生 燃油，提高效益。 1.废气锅炉的结构型式(1)立式烟管废气锅炉(2)强制循环盘香管式废气锅炉(3)热管式废气锅炉(1) 立式烟管废气锅炉锅壳烟管封头牵条管(厚壁管)作用：使封头不易变形 、减少烟管拉力(2) 强制循环盘香管式废气锅炉进入出口联箱的是汽水混合物调节阀用来调节各层进水量。上层盘 香管进口节流程度大，因为受热程度 轻，产生蒸汽少，流阻小、为防止水 从上层偏流。如需减小蒸发量，可停止上面12组 盘管进水(3) 热管式Heat Pipe废气锅炉热管工作原理热流体冷流体主机排气主机排气锅 炉 给 水锅炉蒸汽2.废气锅炉蒸发量的调节废气锅炉的蒸发量取决于主机的排气量和排气温度(主机 功率)，正常航行主机功率稳定而用汽量变化，因此废气锅炉 蒸发量需调节。(1)烟气旁通Exhaust Bypass法Exhaust Damper调节挡板装在锅炉的烟 气入口和烟气旁通管。(2)改变有效受热面积法立式烟管废气锅炉：选择不同的工作水位改变有效受 热面积。因为柴油机排气温度不太高，低于锅炉材料 的许用温度。盘香管式废气锅炉：进口联箱将盘香管分组，使用不 同的组数工作。如要减小蒸发量，可停止上面12组 盘管进水，因为它们接触的烟气温度低，停水更安全 。废气锅炉不许 “空炉”(炉内完全无水)工作，以防烟管 受热面烟灰着火引起局部过热造成损坏。“空炉” 时的措施1.开启废气锅炉的泄放阀Drain Cock和空气阀 Air Cock 。2.用吹灰器Soot Blower进行吹灰。3.烟气温度必须低于350oC4.重新通水时应避免“热冲击”，即主机负荷应先 降低减小传热温差；循环水必须逐渐引入；检查 阀和接头的联接是否松动。3.废气锅炉与燃油锅炉的联系(1) 废气锅炉与燃油锅炉各自独立(2)废气锅炉为燃油锅炉的一个附加受热面(3)废气锅炉为燃油锅炉组成组合式锅炉(1) 废气锅炉与燃油锅炉各自独立废气锅炉燃油锅炉(2)废气锅炉为燃油锅炉的一个附加受热面废气锅炉燃油锅炉(强制循环式)Feed P/PHot Water Circul. P/P(3)废气锅炉为燃油锅炉组成组合式锅炉联合式组合锅炉废气和燃气 可同时工作交替式组合锅炉三、锅炉附件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:Safety valves安全阀(1对)Main steam stop valve主停汽阀Auxiliary steam stop valve辅停汽阀Feed check/control valve给水止回/控制阀(成对)Water level gauge水位计(1对) Air release valve放气旋塞Sampling Connection取样接头Blow down valve泄放阀(下排污阀) Scum valve除渣阀(上排污阀) Automatic feed water regulator自动给水调节器 Sootblower吹灰器浮子式自动给水调节器1.水位计Water Level Gauge对水位的要求：水管锅炉最低水位应高出最高受热面不少于 100mm；横烟管锅炉应高出燃烧室或烟管顶部不少于75mm；竖 烟管锅炉应不低于1/2烟管高度；混合式锅炉应高出热水管不小 于50mm。横倾4o满足要求。最高工作水位最低工作水位最低危险水位炉水正常工作水位在此 范围波动锅炉上一般装有玻璃水位计Gauge Glass。水管锅炉最低显 示水位应低于最低工作水位50mm。工作水位一般位于中段为 宜。通常每台锅炉装设两只水位计，分设在左、右两侧。若两 只水位计均已损坏，锅炉应立即熄火。玻璃水位计的形式玻璃管水位计平板玻璃式水位计(1)玻璃管水位计1-玻璃管2-通汽阀(常开 )3-止回阀4-通水阀(常开)5-冲洗阀(常闭)优 点结构简单， 价格便宜， 使用方便 缺 点水位显示不 清晰，承压 能力低(0.8 Mpa的锅炉)(2)平板玻璃式水位计(2)平板玻璃式水位计主锅炉油轮锅炉，每班(4h)冲洗Flush水位计1次。冲洗水位计的操作步骤 操作顺序结果处理意见1开冲洗阀，关 通水阀，冲洗 后关闭通汽阀听见汽流声甚大，表明汽路 通畅如不通畅，可连续 开、关 通汽阀或通水阀数次，利 用汽水冲击力将污物冲走2开通水阀，冲 洗后关闭听见水流声甚大，表明水路 通畅 3 关冲洗阀，慢 慢开启通水阀 予以“叫水”此时通汽阀关闭，如水位高 于水连通管，水位一直升到 水位计顶 部可继续进 行第4步操作如无水出现，应立即熄火， 停止供汽。说明炉水位于水 连通管以下，锅炉已处于失 水危险状态。如数分钟前水位仍处于正 常位置，可加大给水量， 迅速恢复水位；如失水时 间不清楚，应立即熄火， 停止供汽冲洗水位计的操作步骤 操作顺序结果处理意见 4开通汽阀水位降至水位计中段为正常可投入工作 如水位计下降至水位计玻璃以 下表明炉水少，但水位仍在水 连通管以上加大给水量，迅速恢复 正常水位如水位仍在顶部不降下来，表 明锅炉已处于满水状态首先停止供汽，并开启 上排污阀 放水，使水位 恢复正常注意事项：通水阀和通汽阀同时关闭的时间要尽量短，以防 周围空气使玻璃冷却，在随后通入汽、水时玻璃骤然变热而 破裂。在换新玻璃时，也应先稍开通汽阀，让玻璃暖一下， 再开大通水阀和通汽阀。故障分析Trouble-shooting水位计中水位很快上升到顶部。水位计中水蒸气较缓慢地凝结，水位计中水位在值班期 内无显著变化。1.通水管路堵塞或2.通水管路和通汽管路都堵塞1. 锅炉水位正常，如果通汽管路堵塞，水位?2. 锅炉水位正常，如果通水管路堵塞，水位?3. 如果水位计中水位静止不动，什么原因?2.安全阀Safety Valve锅炉是压力容器。汽压超过一定限度时安全阀开启，使大量 蒸汽排入大气，保护锅炉。1. 对安全阀的要求(1) 每台锅炉本体上应装设两个安全阀，通常装在一个 阀体内。蒸发量小于1t/h的锅炉可仅装一只。过热器( 如有)上至少装一只安全阀。(2)安全阀开启压力可大于实际允许工作压力5%，但不 应超过设计压力。过热器安全阀开启压力应低于锅炉 安全阀开启压力。(3)安全阀开启后应能通畅地排出蒸汽，以保证在蒸汽 阀关闭和炉内充分燃烧时烟管锅炉在15min内，水管锅 炉在7min内汽压的升高值不超过锅炉设计压力的10% ，所以安全阀不但应有足够大的直径，而且开启后应 该稳定且具有较大的提升量。(4)安全阀要动作准确，并保持严密不漏。对安全阀的要求2. 安全阀的结构Safety ValveSteam Stop ValveReleasing LineSteam Supply Line水压试验时，压力为1.25 倍(或1.5倍)设计压力，用 专门夹具将阀杆顶紧(不 许用增加弹簧张力的方法 关紧)。上有钢丝绳，分别通至机 舱底层和上甲板，用于强 开安全阀，每月手动强开 一次，以防咬死。工作原理Working Principle转动弹簧的调节螺 丝可调节开启汽压调节圈阀盘唇边阀座使阀在开启后 能迅速达到较 大的升程而且 工作稳定。开启后阀盘的蒸汽作用面积大于开启前的面积，即使汽压恢 复至额定汽压，阀盘也不立即关闭，汽压继续下降，直到阀 盘和唇边上的蒸汽上顶力小于弹簧向下的作用力时，安全阀 才能关闭。即安全阀的关闭汽压要低于开启汽压，这一差值 称为降低量Safety V/V Blowdown。调节圈上移，阀的升程和压力降低量加大。因为蒸汽流通面积缩 小，唇边上的附加上顶力增大。调节圈下移，阀的升程和压力降低量减小。因为蒸汽流通面积加 大，唇边上的附加上顶力减小。调节调节 方法开启 压压力开阀阀 力阀阀升 程降低 量关阀阀 压压力 弹弹簧 调紧调紧 调节调节 圈升高 降低安全阀调节对性能的影响总结四、锅炉的通风 Boiler Ventilation作用：(1)将燃烧用的空气送入炉膛 ； (2)将烟气排出锅炉。自然