第三節船舶輔鍋爐裝置

一、鍋爐的種類及功用1.按照蒸汽用途分為主鍋爐和輔助鍋爐主鍋爐

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。輔鍋爐

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、滑油及滿足日常生活的需要，這種鍋爐稱為輔鍋爐。

2．按鍋爐的受熱面特征分類①煙管鍋爐（或火管鍋爐）

②水管鍋爐

③混合式鍋爐。3．按水循環的方法分類

①自然循環鍋爐

若管子中水的流動是由于工質的密度差而產生的，這種鍋爐稱為自然循環鍋爐。②強制循環鍋爐

若管子中水的流動是借助泵來實現的，這種鍋爐稱為強制循環鍋爐。

4、按熱量來源分類

①燃煤鍋爐②燃油鍋爐③廢氣鍋爐

二、鍋爐主要性能指標

鍋爐的主要性能指標有：

蒸發量、蒸汽參數（壓力、溫度）、鍋爐效率、受熱面積及蒸發率、爐膛容積熱負荷等。

（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）;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D表示，單位是Kg/h或t／h。2．蒸汽參數

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MPa）來表示；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。注意：鍋爐一般標注名義工作壓力，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作壓力（設計壓力）。3．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供應的熱量之比叫做鍋爐效率，用符號η表示。

η=∑D（hq—hg）/BQD

∑D一鍋爐供應的各種參數蒸汽的蒸發量，kg／h；

B—

每小時燃料消耗量，kg／h；

QD

—

燃料的低熱值，kJ／kg；

hq

—

所供蒸汽的比焓，kJ／kg；

hg—

給水比焓，kJ／kg。

4.受熱面積（m2

）

蒸發受熱面積（爐水被加熱產生飽和蒸汽的受熱面積）＋過熱器、空氣預熱器、經濟器（預熱給水）等附加設備的受熱面積。5.蒸發率（產汽率kg/m2·h）

單位蒸發受熱面積每小時產生的蒸汽量。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，鍋爐結構越緊湊。三、鍋爐附件1．水位計有關水位及水位計的注意事項如下：

（1）每臺鍋爐都規定有最高工作水位、最低工作水位和最低危險水位。

（2）正常工作時，鍋爐水位應處于最高工作水位與最低工作水位之間。

（3）鍋爐的最低工作水位一般應符合如下規定：

①

水管鍋爐最低工作水位應高出最高受熱面不少于100mm（汽包下降管應視為受熱面）；

②

橫煙管鍋爐應高出燃燒室或煙管頂部不少于75mm，多回程的可適當減少；

③

豎煙管鍋爐應不低于1／2煙管高度；

④混合式鍋爐應高出熱水管不小于50mm。（5）鍋爐隔熱層外表面在與水位表相鄰處應設置最高受熱面標志。（6）最高工作水位和最低工作水位都在水位計顯示范圍內，水管鍋爐最低顯示位置應位于最低工作水位以下50mm處。（7）工作水位一般位于水位計中段為宜。（8）通常每臺鍋爐裝有兩只水位計，分別布置在左、右兩側。（9）若兩只水位計均已損壞，鍋爐應立即熄火。（10）水位計有玻璃管式和玻璃平板式之分。（11）沖洗水位計的操作步驟和判斷水位的方法(見表13－1。)（12）沖洗水位計時應注意的是，通水閥和通汽閥同時關閉的時間要盡量短，以防周圍空氣使玻璃冷卻，在隨后通入汽、水時，玻璃驟然變熱而破裂。在換新玻璃時，也應先稍開一點通汽閥，讓玻璃暖一下，再開大通水閥和通汽閥。2．安全閥

（1）對安全閥的要求

【根據《鋼質海船八級與建造規范》的主要要求】

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。蒸發量小于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。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充分燃燒的情況下，煙管鍋爐在15min內，水管鍋爐在7min內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，而且開啟后應該穩定且具有較大的提升量。安全閥排氣管的通路面積對升程在安全閥直徑的l／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。安全閥要動作準確，并保持嚴密不漏。

注意：安全閥都是經過船舶檢驗局調定后鉛封的，除非經過船檢局特許，船員不能隨意重調。（2）安全閥的結構

安全閥有直接作用式和先導式兩種。輔鍋爐使用的一般都是直接作用式安全閥。對安全閥需要了解：

①降低量

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。[安全閥的壓力降低量可參照表13－2選定。]

②強開安全閥在安全閥的頂部設置的手動強開杠桿，用鋼絲繩分別通至機艙底層和上甲板，以使必要時強開安全閥。平時一般每月手動強開一次，以防止安全閥長期不起跳而咬死。③

水壓試驗鍋爐本體經過修理或定期檢驗時，要通過水壓試驗檢驗其結構強度和水密性。水壓試驗壓力大大超過了安全閥的開啟壓力，所以要用專門夾具將安全閥桿頂緊，以免被水壓頂開。不允許用加大彈簧張力的方法來關緊安全閥，因為過度壓縮彈簧對其是有害的。

鍋爐還裝有至少兩個壓力表和壓力表閥、兩個給水閥（蒸發量小于1t/h的輔鍋爐可僅裝一個）以及停汽閥、表面排污閥、底部排污閥、取水樣閥、空氣閥（設在最高處通大氣用，通徑一般為10～15mm）等。四、鍋爐的燃油、汽、水系統的基本組成1、燃油系統（包括從鍋爐日用油柜至鍋爐燃燒器的管系及管系中的各種設備圖26）壓力式噴油器噴油量的調節有三種方法：

①改變噴油壓力；說明②變換使用噴孔直徑不同的噴嘴（或噴油器）；說明③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和多噴嘴的，以便加大噴油量或實現分級燃燒控制。

回油式噴油器的霧化原理也和壓力式噴油器相同。隨著回油閥開度的改變，回油壓力變化，回油量和噴油量隨之改變。但是因進油量幾乎不變，油在切向槽內的速度也不變，所以，噴油量雖然變了，但油的旋轉速度不變，故油的霧化質量仍然不變。2.蒸汽系統

職能：向用汽場所提供蒸汽（加熱、輔蒸汽動力；空調與生活等，須減壓）蒸汽調節閥的作用：大氣冷凝法岸供蒸汽接頭：一般采用國際通岸接頭。蒸汽消耗途徑：（空調加濕、沖洗物件、漏泄）維護保養：暖管，放殘水，防水擊。3.凝水系統職能：回收各處的乏汽（蒸汽凝水），防止混入凝水中的油污進入鍋爐。大氣冷凝器：使乏汽充分冷凝，必須注意保持冷凝水位1/2～2/3。水位過高：冷凝效果不佳。水位過低：溫差大，熱應力也大，容易漏泄。保持在1/2～2/3為佳。阻汽器：僅讓水通過，阻止蒸汽的作用。（提高經濟性，是蒸汽得到充分利用）1-波紋管2-閥3-閥座觀察柜：加以過濾，及時發現油污，及時檢查處理。爐水含油污的危害性：影響導熱，妨礙受熱面的冷卻（長期在500℃以上工作），引起局部過熱、管爆裂、爐膽變形甚至燒塌。4.給水系統

職能：其任務在于向鍋爐供給足夠數量和品質符合要求的給水。為確保安全運行，每臺鍋爐都必須設置二條給水管，兩臺給水泵，其中之一作為備用。內給水管的作用：通過內給水管補水可以達到均勻分布的目的，減少熱應力。一般布置在工作水面之下。給水泵：一般采用多級離心泵或旋渦泵。工作方式為間歇工作，不間歇工作（設旁通回流閥）。熱水井的作用

①緩沖的存水容器②過濾水中固體雜質和油污③加入補充水④投放爐水處理藥劑等用途。熱水井的水溫應保持在30～50℃之間。鍋爐給水閥（由截止閥與止回閥組成）作用：截止閥用來連通和截斷給水供應，要么全開，要么全閉，不能處在半開閉狀態。止回閥用來防止給水泵不工作時，爐水倒流爐外。安裝：截止閥必須裝在鍋爐和止回閥之間，方便維修保養。截止閥通常反裝，便于工作時更換盤根材料。正常流向反裝流向代表給水側代表鍋爐側總(高壓)蒸汽分配聯箱至大汽冷凝器ReducingV/VFromBoiler至低壓蒸汽分配聯箱AshoreV/V低壓蒸汽分配聯箱來自高壓蒸汽分配聯箱SafetyV/VDrainToA/CPlant熱水井給水泵(多級離心泵)觀察鏡凝水觀察柜補水5.排污系統

上排污（表面排污）主要排除漂浮在水面上的油污、泡沫和懸浮物，減小爐水堿度，減少含鹽量。時刻：可在任何情況下進行（但需要注意在每次投藥之前進行）；數量：每天排污量和次數視水質化驗結果而定；操作：排污時，先補水到最高水位，并密切注視水位變化。表面排污(上排污)：清除水面油污、泡沫等(1)先將爐水加至接近最高水位再開始排污，當水位降至浮渣盤高度時停止排污。如一次排出水量不夠，可重復操作。排污時注意水位變化。(2)表面排污可在含鹽量高(>1000mg/LNacl)、堿度太大、汽水共騰、爐水進油或大修后進行。一般在投藥前進行，以免藥物在起作用前損失。底部排污(下排污)：排除底部泥渣和沉淀物(1)在水位較高時開始，密切注意水位變化，謹防失水。閥全開時間不超過30s，每次排污量按1/3~1/2水位計高度。廢氣鍋爐也要進行排污。(2)可定期在投藥后進行。在熄火后半小時或鍋爐負荷較低，鍋筒壓力在0.4~0.5MPa時進行，此時爐水比較平靜，有更多的泥渣沉積在底部。如需調節排污流量，可在排污閥管路上裝調節閥，后裝通海閥(避免管路壓力水擊)(1)開啟順序：通海閥

排污閥

調節閥(2)關閉順序：調節閥

排污閥

通海閥通海閥排污閥調節閥鍋爐五、鍋爐的基本操作

[點火前的準備、點火生汽操作、運行中的管理、停火留汽、停用放空

]1．點火前的準備

（冷態點火）①仔細檢查鍋爐本體各部分受熱面及爐膛內的磚墻等是否完好無損，各有關設備和自動控制系統工作是否正常。如果是在洗爐后或修理后的首次點火，還應檢查爐艙中的防火設備是否齊全并處于備用狀態。只有在確認上述一切正常之后，才能進行上水工作。②上水前，檢查水艙中水的質量，并向鍋爐中加入水處理藥劑，使爐水符合規定標準。

上水的水溫與汽包壁面溫度之差不宜超過60℃，最大不超過90℃。

在熱態點火時不要向熱爐中加入大量冷水，以免產生過大的溫度應力和引起管子松動漏泄。③先確認兩套給水系統工作是否正常。

對于煙管鍋爐，上水至水位計的高水位，在升汽后通過底部排污，分數次將位于鍋爐底部溫度較低的爐水放掉．促使整個鍋爐的溫度均勻。

對于水管鍋爐，上水至水位計的低水位，因為產生蒸汽后，爐水會因產生汽泡而膨脹，使鍋簡內水位上漲。

對裝有經濟器的鍋爐，上水時經濟器應充滿水，以免點火后它處于干燒或由于水受熱膨脹而遭到破壞。④上水時應查看水位計是否完好無損，表面是否清晰透明。在船舶無傾斜的狀態下，兩只水位計水位高度應一致。

上水結束后要觀察半小時，只有水位不變，才能確認各承壓部件沒有發生泄漏⑤點火前應檢查日用油柜油量和溫度是否已加熱至符合要求，并開泄放閥泄放殘水。

確認燃油系統中的各種設備均處于適用狀態。

點火前還應先關閉停汽閥后再打開1／4轉，防止受熱后咬住。

完成上述各項工作后，鍋爐可以點火。2．點火升汽操作

①點火前．一定要先預掃風5min以上，將爐內積存的油氣徹底吹凈。

點火失敗，再次點火前仍要進行預掃風至少3min。當多次點火失敗時，應查明原因排除故障后再點火。

萬一發生爆炸回火，應立即關閉燃油速閉閥并停油泵，以防釀成火災。②點火成功后應檢查燃燒情況。

汽壓開始產生后，應關閉汽包上的空氣閥。

鍋爐由冷態進入熱態后，對于停爐時曾拆卸過的人孔和手孔門螺栓和其它緊固螺栓均應再次旅緊，這些工作必須在汽壓未達到0．5MPa以前進行。③升汽過程中，應隨時注意水位的變化，以防因底部排污閥或給水閥泄漏而失水。

在升汽過程中應沖洗水位計數次，使水位計逐漸加熱。④

升汽的開始階段應盡可能緩慢，蓄水量越大的鍋爐，此階段應越長。對蒸發量1～2t/h的輔鍋爐，從點火到滿壓所需時間煙管鍋爐大約2h；水管鍋爐因水循環好，約需15min左右。從點火到產生汽壓的時間約占整個點火升汽時間為2／3。

大蒸發量煙管鍋爐升汽時間正常不少于8～12h，D型水管鍋爐約需2～3h。

對自動控制的鍋爐，在冷爐點火升汽階段，應改由手動啟停，待鍋爐投入正常運行時，再改為自動操作。⑤汽壓達到工作汽壓后，供汽之前應進行表面排污。

對蒸汽管路進行暖管工作，暖管時間不宜過短。否則管壁和管路上法蘭及螺栓會產生較大的熱應力；還會出現“水擊”現象可而損壞閥門、管路和設備。暖管時間一般不應少于15～20min。⑥如果兩臺鍋爐同時投入工作，應先使兩者汽壓相同而后再供汽。

如果升汽的鍋爐與另一臺已在工作的鍋爐共汽，鍋爐中的汽壓應比主蒸汽管中汽壓高出0．05MPa左右再供汽。3．運行中的管理

（保證安全生產、燃燒質量良好和維持蒸汽參數的穩定）鍋爐在運行時總的注意事項：

隨時注意水位、汽壓、油壓、油溫、風壓、爐內的燃燒情況和排煙的顏色，以及給水和爐水水質的分析與處理等。同時要注意油泵、風機和及其它附件的工作情況，保證其處于正常狀態。具體的管理：

①每4h應沖洗一次水位計，如果在運行中發現水位計中的水位不動，應及時進行沖洗并查明原因。②通過觀察爐膛中火焰和煙氣的顏色來判斷運行中鍋爐的燃燒情況。③運行中要獲得燃油完全燃燒應：

Ⅰ.保持燃油系統中的油壓和油溫穩定在規定的數值。Ⅱ.經常注意濾器前后的油壓差。超過0.05MPa時及時換洗濾器。Ⅲ.注意噴油器的位置和霧化角是否合適，以免在噴火口、穩焰器和噴油器頂端上產生結碳。Ⅳ.定期清洗燃油日用油柜，防止油柜的蒸汽加熱管漏泄，并經常排放日用油柜底部的水分和雜質。尤其在大風浪天氣，沉淀在油柜底部的水分和雜質均翻騰上來，可能使濾器堵塞或燃燒系統進水，造成熄火。④有多個燃燒器的鍋爐在低負荷運行時，首先停用靠近爐膛出口或爐底的燃燒器，使用位于爐膛中央的燃燒器。當某個燃燒器停用時，應立