武汉理工大学：《船舶辅机》课程教学资源（PPT课件）第十三章 锅炉

第一节概述 锅炉在船舶动力装置中的作用 在蒸汽轮机动力装置的船舶上:锅炉产生的高温高压过热蒸汽用驱动主蒸 汽机,以推动船舶前进,这种锅炉称为主锅炉。 在柴油机动力装置的船舶上:锅炉产生的饱和蒸汽仅用于驱动蒸汽机、加 热燃油、滑油及满足日常生活的需要,这种锅炉称为辅锅炉 在柴油机干货船上:一般装设一台压力为05-10MPa,产生饱和蒸 汽的辅锅炉,蒸发量为04~25T/h 在柴油机油船上:因为加热货油、驱动汽轮货油泵等蒸汽等蒸汽辅以及 洗货油舱等需要大量蒸汽,所以一般都装设两台辅锅炉,蒸发量常在20 T/h上 在大型柴油机客轮上:一般也装设两台辅锅炉以满足日常生活所需的大 量蒸汽,且可似防止一台损坏时,影响船员和旅客的铲日常生活 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

武汉理工大学 能源与动力工程学院 2004 wangke 第一节 概述 一 锅炉在船舶动力装置中的作用 在蒸汽轮机动力装置的船舶上：锅炉产生的高温高压过热蒸汽用驱动主蒸 汽机，以推动船舶前进，这种锅炉称为主锅炉。 在柴油机动力装置的船舶上：锅炉产生的饱和蒸汽仅用于驱动蒸汽机、加 热燃油、滑油及满足日常生活的需要，这种锅炉称为辅锅炉。 • 在柴油机干货船上：一般装设一台压力为0.5—1.0MPa，产生饱和蒸 汽的辅锅炉，蒸发量为0.4～2.5Ｔ／ｈ • 在柴油机油船上：因为加热货油、驱动汽轮货油泵等蒸汽等蒸汽辅以及 洗货油舱等需要大量蒸汽，所以一般都装设两台辅锅炉，蒸发量常在20 Ｔ／ｈ上． • 在大型柴油机客轮上：一般也装设两台辅锅炉以满足日常生活所需的大 量蒸汽，且可似防止—台损坏时，影响船员和旅客的铲日常生活．

二、锅炉的分类 1.按锅炉的结构分类 烟管锅炉(或火管锅炉): 燃烧产生的高温烟气在受热面管中流动,管外是水; 水管锅炉: 受热面管中流动的是水或者是汽水混合物,而烟气在管外流过; 混合式锅炉: 一部分受热面管于按烟管锅炉方式产生蒸汽,面其余管子用按水管锅炉 方式工作 2,按水循环的方法分类 自然循环锅炉: 管子中水的流动是由于工质的密度差面产生的锅护称之 强制循环锅炉: 管子中水的流动是借助泵来实现的称之 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

武汉理工大学 能源与动力工程学院 2004 wangke 二、锅炉的分类 1．按锅炉的结构分类 烟管锅炉(或火管锅炉)： 燃烧产生的高温烟气在受热面管中流动，管外是水； 水管锅炉： 受热面管中流动的是水或者是汽水混合物，而烟气在管外流过； 混合式锅炉： 一部分受热面管于按烟管锅炉方式产生蒸汽，面其余管子用按水管锅炉 方式工作。 2，按水循环的方法分类 自然循环锅炉： 管子中水的流动是由于工质的密度差面产生的锅护 称之。 强制循环锅炉： 管子中水的流动是借助泵来实现的称之．

3.按蒸汽压力高低分类 高压锅炉,中高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉。 根据目前的发展水平,蒸汽工作压力在: 20MPa以下者为低低压锅炉 2.0~40MPa为中压锅护 4.0~60MPa为中高压锅炉; 超过60MPa为高压锅炉 4.按热量来源分类 燃煤锅炉、燃油锅炉、废气锅炉。 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

武汉理工大学 能源与动力工程学院 2004 wangke 3．按蒸汽压力高低分类 高压锅炉，中高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉。 根据目前的发展水平，蒸汽工作压力在： 2.0ＭＰａ以下者为低低压锅炉： 2.0～4.0ＭＰａ为中压锅护； 4．0～6.0ＭＰａ为中高压锅炉； 超过6.0ＭＰａ为高压锅炉． 4．按热量来源分类 燃煤锅炉、燃油锅炉、废气锅炉

、锅炉主要性能指标 锅炉的主要性能指标有:蒸发量、蒸汽参数、锅炉效率,受热面积 及蒸发量,炉膛容积热负荷等 选择燃油锅炉的依据主要是蒸发量和蒸汽参数; 选择废气锅炉的依据则是受热面积和蒸汽工作压力。 1蒸发量(产汽量) 在设计状态下,锅炉每小时产生韵蒸汽量称为蒸发量,D表示,kg /h或t/h。 2.蒸汽参数 供应饱和蒸汽时,蒸汽参数用蒸汽的工作压力,单位为MPa 供应过热蒸汽时,用蒸汽工作压力和蒸汽温度来表示; 锅炉一般标注名义工作压力,使用的工作压力范围上限可稍超过它, 但不应超过锅炉的最大许用工作压力设计压力) 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

武汉理工大学 能源与动力工程学院 2004 wangke 三、锅炉主要性能指标 锅炉的主要性能指标有：蒸发量、蒸汽参数、锅炉效率，受热面积 及蒸发量，炉膛容积热负荷等． 选择燃油锅炉的依据主要是蒸发量和蒸汽参数； 选择废气锅炉的依据则是受热面积和蒸汽工作压力。 1.蒸发量(产汽量) 在设计状态下，锅炉每小时产生韵蒸汽量称为蒸发量，D表示，kg ／h或t／h。 2．蒸汽参数 供应饱和蒸汽时，蒸汽参数用蒸汽的工作压力，单位为MPa； 供应过热蒸汽时，用蒸汽工作压力和蒸汽温度来表示； 锅炉一般标注名义工作压力，使用的工作压力范围上限可稍超过它， 但不应超过锅炉的最大许用工作压力(设计压力)．

3.锅炉效率 在锅炉中,从给水变为蒸汽所得到的有效热量与向锅炉内所供应的 热量之比叫做锅炉效率,用符号v表示.锅炉效率可用下式表示 ∑D(h一b) BQ 式中∑D—锅炉供应的各种参数蒸汽的燕发量kg/h; B——每小时然料消耗量,kg/h; Q-燃料的低热值,kJ/kg; h——所供燕汽的比熔kJ/kg; h—给水比焓,kJ/kg。 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

武汉理工大学 能源与动力工程学院 2004 wangke 3．锅炉效率 在锅炉中，从给水变为蒸汽所得到的有效热量与向锅炉内所供应的 热量之比叫做锅炉效率，用符号v表示．锅炉效率可用下式表示：

把水变为蒸汽的有效利用热量可用向锅炉供入的热量减去各种热 损失来表示,所以锅炉效率又可表示为, 夕≈BQn-B(Q1+Q2+Q3+Q=1-(q1+9+g+q (13-2) 式中:Q1——排烟热损失,kJ/kg这是每烧1kg燃料所产生的排烟带走的热量构成的热损失, 其值取决于排烟的数量和排烟温度。锅炉的热损失常用相对值表示排烟相对热 损失为排烟带走的热量BQ1占供入锅炉热量BQ的百分比:1=Q1QD(%),是 锅炉各种热损失中最大的一项。在蜗炉额定蒸发量下;q值一般为10%~20 %。 Q2化学不完全燃烧热损失,kJ/kg。在解炉燃烧所形成的烟气中尚有若于还可以继 续燃烧而未能燃尽的气体如COCH4、H等,它们未发出的热量即属于化学不完 全燃烧损失。通常在燃烧正常的情况下,燃油锅炉的化学不完全燃烧相对熱损失 q2=Q/Qb约为0.3%~0.5%。 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

武汉理工大学 能源与动力工程学院 2004 wangke 把水变为蒸汽的有效利用热量可用向锅炉供入的热量减去各种热 损失来表示，所以锅炉效率又可表示为

Q3机被不完全燃烧热损失,kJ/kg燃油中的磯元素在未完全燃烧时形成一些可燃 的固体粒子,其中包括油蒸气热分解后产生的磺鼎及油滴燃烧后残留的固体状 态的焦粒等。这些可燃的固体粒子未能燃烧而构成的热损失称为机被不完全燃 烧热损失在燃烧正常时可认为机被不完全燃烧相对热损失q=Q3/QD=0,在 燃烧不正常时,q3可达05%~1%。 Q4—散热损失,kJ/kg。这是锅炉由于温度高于周围大气而向四周环境所散失的热量。 相对散热损失q=Q/QD,随锅炉蒸发量的增加而减小当D=2t/h时,q4约为 2.6%左右;D=100t/h时,q4只有0.3%左右。 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

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4.受热面积 主锅炉受热面积除蒸发受热面积(炉水被加热产生饱和蒸汽的受热面积)外, 还可能包括过热器、空气预热器、经济器(预热给水)等附加设备的受热面积t 单位是m2.辅锅炉通常没有上述附加设备,其受热面积即为蒸发受热面积 5.蒸发率(产汽率 单位蒸发受热面积每小时产生的蒸汽量,单位为kg/m2.h; 蒸发率用于评价锅炉蒸发受热面的平均传热强度 蒸发率越高,锅炉结构越紧凑 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

武汉理工大学 能源与动力工程学院 2004 wangke 4．受热面积 主锅炉受热面积除蒸发受热面积(炉水被加热产生饱和蒸汽的受热面积)外， 还可能包括过热器、空气预热器、经济器(预热给水)等附加设备的受热面积t 单位是m2．辅锅炉通常没有上述附加设备，其受热面积即为蒸发受热面积． 5．蒸发率(产汽率) 单位蒸发受热面积每小时产生的蒸汽量，单位为kg／m2．h； 蒸发率用于评价锅炉蒸发受热面的平均传热强度； 蒸发率越高，锅炉结构越紧凑．

6.炉膛容积热负荷 单位炉膛容积在单位时间内燃料燃烧放出的热量,用符号q表示。炉膛 容积热负荷: BQp q=3600V kw/m3 式中:V炉撤容积,m3 燃油锅炉在燃油耗量和热值一定的条件下,q值越大,意味炉膛相对容 积越小,因而燃油在炉膛内燃烧停留时间越短,炉膛内的烟气平均温度也 越高.q是影响燃烧质量、锅炉效率、工作可靠性以及锅炉尺寸和重量的 个重要参数 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

武汉理工大学 能源与动力工程学院 2004 wangke 6．炉膛容积热负荷 单位炉膛容积在单位时间内燃料燃烧放出的热量，用符号qv表示。炉膛 容积热负荷： 燃油锅炉在燃油耗量和热值一定的条件下，qv值越大，意味炉膛相对容 积越小，因而燃油在炉膛内燃烧停留时间越短，炉膛内的烟气平均温度也 越高．qv是影响燃烧质量、锅炉效率、工作可靠性以及锅炉尺寸和重量的 一个重要参数．

第二节船舶辅锅炉的结构与附件 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。 武汉理工大学能源与动力工程学院2004 angke

武汉理工大学 能源与动力工程学院 2004 wangke 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。．