船舶辅锅炉装置2详解.ppt

1．立式横烟管锅炉 武汉理工大学 轮机工程系 第二节 船舶辅锅炉的结构与附件 一、燃油锅炉 在柴油机动力装置的干货船上，辅锅炉应以结构简单、维护操作方便为选型的主要原则，当然也要考虑重量和尺寸应尽可能小些。 立式直水管锅炉和立式横烟管锅炉是常见的燃油辅锅炉的型式。 在油船上，由于要求辅锅炉的蒸发量较大，故采用D型水管锅炉较多。． 锅炉工作原理演示 1．立式横烟管锅炉 蒸发量为1～4．5t／h，最大工作汽压为1.0～1．7MPa。 直立的圆筒锅壳直径为1.5～2. 6m左右，由锅炉钢板(20号或15号钢)卷制焊接而成．为能较好地承受内部蒸汽压力，其顶部和底部均为椭圆形封头2。整个锅炉的高度为3．7～6．3m． 在锅壳中的下部设有一由钢板压成的球形炉胆3，这就是燃油的炉膛．炉胆顶部靠后有一圆形出烟口4，与上面的方形燃烧室5相同．在燃烧室5与烟箱12之间，设有管板6和7，二管板之间装有数百根水平烟管8．烟管由直径为38、45或51mm的无缝钢管制成．管与管板可采用扩接或焊接相连。 This design is a two pass design 卧式横烟管锅炉 The design is similar to the scothch boiler other than the combustion chamber which requires no stays. This design is a three pass design 烟管锅炉的受热面蒸发率低，有一个较大的厚壁锅壳,整个锅炉的蕾水量多，比较笨重， 烟管锅炉结构的刚性较大，再加上蓄水量大，因此蓄热量也大，故点火升汽的时间必须较 长，常需数小时，以免热应力太大损坏锅炉． 对炉水质量要求不高。 烟管锅炉因性能指标落后，是一种日趋淘汰的形式。 由于内燃机干货船的辅 助锅炉蒸发量小，重量和体积并不是 突出问题，加上烟管锅炉具有蓄水量大、息火后尚能较长时间继续供汽、对水质要求不高、工作可靠和无需过于费心照料等特点，所以在内燃机船的辅助锅炉中，目前仍得到应用； 2. D型水管锅炉 D型锅炉以其本体形状类似英文字母“D”而得名．它的结构布置较为合理，经济技术指标也较高。 图示出了D型水管锅炉的结构简图。其本体由汽包l(又称上锅筒)，水筒2(又称下锅筒)、联箱3，炉膛4、水冷壁5，蒸发管束(又称沸水管束)6、7、过热器11、经济器12及空预热器(位于经济器后面的烟道中，图中未示出)等部件组成． 烟气在D型锅炉炉膛内的理论燃烧温度约可达到1700℃左右。 烟气离开炉膛后，流到蒸发管束中去．炉膛出口烟气温度不宜太高，以免高于烟气中灰分的融点温度，会使灰分融解，粘附在蒸发管束的管壁上形成积渣，同时又不能太低，以免燃烧过程进行得不充分。 D型锅炉炉膛出口烟气温度约为1100℃左右． 炉墙或炉衣将锅炉的各种受热面包围以形成炉膛和烟道，起隔热和密封用．对不同部位和不同工作条件的炉墙和炉衣的性能和结构的要求是不同的． 我国钢质海船建造规范规定，炉墙和炉衣外表面温度不应大于60℃，以免烫伤工作人员，同时也可避免散热损失过大． (1)炉膛、炉墙和炉衣 炉膛是燃油燃烧的场所，它的作用是提供足够的空间，使燃油得以充分燃烧． （2)水冷壁、沸水管和下降管 水冷壁是垂直布置在炉盘壁面上的密集管排，组成水循环回路的上升管。它是锅炉的主要辐射受热面，吸收的辐射热约占全部受热面传递热量的1／3，同时还起到保护炉墙不致过热烧坏的作用。 为了防止在水冷壁管子中发生汽水分层现象，水冷壁管子水平倾角应大于30°，最小不得小于15°水冷壁在汽包处吊挂，可自由向下膨胀。 水冷壁的结构形式有三种：光管水冷壁、膜式水冷壁和棘形水冷壁，如图示。低压炉水冷壁多采用φ51X2.5mm锅炉用无缝钢管，中压锅炉多采用φ600x3mm管, 沸水管是连接上、下锅筒的管束，也称蒸发管束，布置在炉膛出口侧。 (3)尾部受热面 在D型水管锅炉烟道的后部，有的在蒸发受热面之后安装有经济器(加热给水)和空气预热器，由于它们能回收锅炉排烟的余热，减少排烟所带走的热量，因而使锅炉效率得以提高。 利用尾部受热而降低排烟温度与提高效率之间的关系如图1所示． 此曲线取自以下条件； q5＝1．5％， 燃油成分C＝87．75％，H=10．5％，S=1．2％，N=O．15％，O＝O．4％； 空气温度为100℃，过剩空气系数α＝1．15． 船舶锅炉从安全角度出发，多采用非沸腾式经济器，，而且一般是使经济器中的水从下往上流，同时使出口水温比试压力下的饱和温度低40～50℃，以免产生汽泡停留在管壁上，导致管壁过热 尾部受热面 水管锅炉由于水冷壁和前排沸水管构成的辐射受热面所占比