鍋爐蒸汽凝水與給水管系

1、鍋爐蒸汽凝水與給水管系 BOILER STEAM,CONDEN AND FEED WATER PIPING SYSTEM 輪機(jī)第一小組 第六次交流會(huì) 目錄 一.系統(tǒng)的作用 二.鍋爐的布置原則 三.鍋爐的傳熱方式及分類 四.鍋爐內(nèi)主要部件 鍋爐蒸汽凝水與給水的作用 u 輔助鍋爐和廢氣鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽，通過管道輸送 到各用汽場所，供燃油加熱、艙室取暖、熱水、蒸飯或 推動(dòng)船舶輔機(jī)。其中一部分在使用過程中被直接消耗， 如沖洗物件、空調(diào)器加濕等，而極大部分在工作后變?yōu)?冷凝水，由凝水系統(tǒng)送回?zé)崴?，然后由給水系統(tǒng)再送 回鍋爐，循環(huán)使用。由于蒸汽的直接消耗和管道的漏泄， 損失一部分凝水，因此要經(jīng)常向熱水井

2、補(bǔ)充給水，以保 持鍋爐水量的平衡。 u系統(tǒng)圖 鍋爐布置原則 u （一）輔鍋爐的布置 一般要求： 1）在鍋爐周圍要留有拆除隔熱材料及其外殼部位，并能方便地對鍋 爐進(jìn)行檢查、清灰及修理。 2）鍋爐的各附件周圍必須有足夠的操作和維修空間，其水位表應(yīng)安 置在燃燒裝置前易見部位。 3）鍋爐必須安裝在甲板或肋板上的堅(jiān)固的鍋爐平臺上。 4）鍋爐及其煙道的布置，務(wù)必使發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性最小。 u （二）廢氣鍋爐 廢氣鍋爐一般與煙道一起設(shè)在煙囪上，或布置在安裝主機(jī)起重機(jī)軌 道或起重機(jī)梁的那一層甲板的上部機(jī)艙棚內(nèi)，以便接近輔助鍋爐。它 的安裝高度往往是根據(jù)主機(jī)的排氣集合管（或廢氣渦輪）至廢氣鍋爐 的相互位置來決定，

3、應(yīng)該盡量減少氣流損失。廢氣鍋爐應(yīng)安置在加固 的平臺或甲板上。為了修理加熱管，布置時(shí)還應(yīng)留出充分的空間來保 證抽出管子。 鍋爐的傳熱形式 u一.導(dǎo)熱 u導(dǎo)熱現(xiàn)象是指由于物體各部分的直接接觸、彈性波的作用、分子、 原子及自由電子的擴(kuò)散所引起的能量交換。在固體、液體和氣體 中都能發(fā)生。 u二.對流 u對流是指物體的各部分發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)而引起的熱量轉(zhuǎn)移。對流只 能在氣體和液體中發(fā)生。 u三.輻射 u輻射是一種以電磁波來傳遞能量的過程，它與導(dǎo)熱和對流有本質(zhì) 上的不同，并且伴隨著能量的二次轉(zhuǎn)換過程熱能先轉(zhuǎn)變成輻 射能，然后輻射能再轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?鍋爐的傳熱狀況 u鍋爐爐膛里的傳熱狀況，由導(dǎo)熱、對流和 輻射三種

4、方式組成。第一步是爐膛里的高 溫?zé)煔馔ㄟ^輻射和對流把熱量傳給管壁； 第二步是管壁的導(dǎo)熱，把熱量從煙氣側(cè)傳 到爐水側(cè)；第三步是管壁與爐水之間的對 流換熱，把能量傳給爐水。 鍋爐的分類 u 1 1按鍋爐的結(jié)構(gòu)分類按鍋爐的結(jié)構(gòu)分類 u 煙管鍋爐煙管鍋爐( (或火管鍋爐或火管鍋爐) )： u 燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谑軣崦婀苤辛鲃?dòng)，管外是水；燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谑軣崦婀苤辛鲃?dòng)，管外是水； u 水管鍋爐：水管鍋爐： u 受熱面管中流動(dòng)的是水或者是汽水混合物，而煙氣在管外流過；受熱面管中流動(dòng)的是水或者是汽水混合物，而煙氣在管外流過； u 混合式鍋爐：混合式鍋爐： u 一部分受熱面管于按煙管鍋爐方式產(chǎn)生蒸汽，面

5、其余管子用按水管鍋爐一部分受熱面管于按煙管鍋爐方式產(chǎn)生蒸汽，面其余管子用按水管鍋爐 方式工作。方式工作。 u 2 2，按水循環(huán)的方法分類，按水循環(huán)的方法分類 u 自然循環(huán)鍋爐：自然循環(huán)鍋爐： u 管子中水的流動(dòng)是由于工質(zhì)的密度差面產(chǎn)生的，故稱之。管子中水的流動(dòng)是由于工質(zhì)的密度差面產(chǎn)生的，故稱之。 u 強(qiáng)制循環(huán)鍋爐：強(qiáng)制循環(huán)鍋爐： u 管子中水的流動(dòng)是借助泵來實(shí)現(xiàn)的稱之管子中水的流動(dòng)是借助泵來實(shí)現(xiàn)的稱之 u 3 3按蒸汽壓力高低分類按蒸汽壓力高低分類 u 高壓鍋爐，中高壓鍋爐、中壓鍋爐、低壓鍋爐高壓鍋爐，中高壓鍋爐、中壓鍋爐、低壓鍋爐。 u 根據(jù)目前的發(fā)展水平，蒸汽工作壓力在：根據(jù)目前的發(fā)展水平

6、，蒸汽工作壓力在： u 2.02.0以下者為低低壓鍋爐：以下者為低低壓鍋爐： u 2.02.04.04.0為中壓鍋?zhàn)o(hù)；為中壓鍋?zhàn)o(hù)； u 4 40 06.06.0為中高壓鍋爐；為中高壓鍋爐； u 超過超過6.06.0為高壓鍋爐為高壓鍋爐 u 4 4按熱量來源分類按熱量來源分類 u 燃煤鍋爐、燃油鍋爐、廢氣鍋爐燃煤鍋爐、燃油鍋爐、廢氣鍋爐。 立式橫煙管鍋爐 蒸發(fā)量為蒸發(fā)量為145th，最大工作汽，最大工作汽 壓為壓為1.017MPa。 直立的圓筒鍋殼直徑為直立的圓筒鍋殼直徑為1.52. 6m 左右，由鍋爐鋼板左右，由鍋爐鋼板(20號或號或15號鋼號鋼) 卷制焊接而成為能較好地承受內(nèi)卷制焊接而成為能

7、較好地承受內(nèi) 部蒸汽壓力，其頂部和底部均為橢部蒸汽壓力，其頂部和底部均為橢 圓形封頭圓形封頭2。整個(gè)鍋爐的高度為。整個(gè)鍋爐的高度為 3763m 在鍋殼中的下部設(shè)有一由鋼板壓在鍋殼中的下部設(shè)有一由鋼板壓 成的球形爐膽成的球形爐膽3，這就是燃油的爐，這就是燃油的爐 膛爐膽頂部靠后有一圓形出煙口膛爐膽頂部靠后有一圓形出煙口4， 與上面的方形燃燒室與上面的方形燃燒室5相同在燃燒相同在燃燒 室室5與煙箱與煙箱12之間，設(shè)有管板之間，設(shè)有管板6和和7， 二管板之間裝有數(shù)百根水平煙管二管板之間裝有數(shù)百根水平煙管 8煙管由直徑為煙管由直徑為38、45或或51mm的的 無縫鋼管制成管與管板可采用擴(kuò)無縫鋼管制成管

8、與管板可采用擴(kuò) 接或焊接相連接或焊接相連 燃燒裝置燃燒裝置 噴油噴油 爐膽燃燒爐膽燃燒 輻射放熱輻射放熱 燃燒室繼燃燒室繼 續(xù)燃燒續(xù)燃燒 煙管煙管 產(chǎn)生產(chǎn)生 煙氣煙氣 對流放熱對流放熱 煙箱（煙囪）煙箱（煙囪） 燃燒過程燃燒過程 臥臥 式式 煙煙 管管 鍋鍋 爐爐 水 管 鍋 爐 u水管鍋爐由于水冷壁和前排沸水管構(gòu)成的輻射受熱水管鍋爐由于水冷壁和前排沸水管構(gòu)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(dòng)，流面所占比例大，煙氣在沸水管束中是橫向流動(dòng)，流 速較大，故蒸發(fā)率較高，一般為速較大，故蒸發(fā)率較高，一般為3050kgm2h， 設(shè)計(jì)緊湊的輔鍋爐可超過設(shè)計(jì)緊湊的輔鍋爐可超過70kgm2h

9、，而強(qiáng)制循，而強(qiáng)制循 環(huán)的水管鍋爐可達(dá)環(huán)的水管鍋爐可達(dá)90120kgm2h水管鍋爐的水管鍋爐的 效率較高，一般輔鍋爐可達(dá)效率較高，一般輔鍋爐可達(dá)8085，有些帶尾，有些帶尾 部受熱面的可高達(dá)部受熱面的可高達(dá)92以上以上。 u水管鍋爐沒有又厚又大的鍋殼，水管鍋爐沒有又厚又大的鍋殼，蓄水量小，單位蒸蓄水量小，單位蒸 發(fā)量的相對體積，重量較小蒸發(fā)量最大可達(dá)發(fā)量的相對體積，重量較小蒸發(fā)量最大可達(dá)10t h，工作汽壓可高達(dá)，工作汽壓可高達(dá)10MPa因?yàn)樗軤t爐水有一定因?yàn)樗軤t爐水有一定 的循環(huán)路線，加之蓄水量少，結(jié)構(gòu)剮性又小，故的循環(huán)路線，加之蓄水量少，結(jié)構(gòu)剮性又小，故點(diǎn)點(diǎn) 火升汽時(shí)間較短火升汽時(shí)間較

10、短，一般為幾十分鐘。，一般為幾十分鐘。 u目前，由于采用自動(dòng)調(diào)節(jié)解決了汽壓、水位波動(dòng)快目前，由于采用自動(dòng)調(diào)節(jié)解決了汽壓、水位波動(dòng)快 的問題，同時(shí)以海水淡化裝置所產(chǎn)蒸餾水作鍋爐補(bǔ)的問題，同時(shí)以海水淡化裝置所產(chǎn)蒸餾水作鍋爐補(bǔ) 給水，加之化學(xué)除垢法巳普遍使用，故水管鍋爐對給水，加之化學(xué)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(jìn)的水管鍋爐已成為船舶鍋爐的主要型參數(shù)比較先進(jìn)的水管鍋爐已成為船舶鍋爐的主要型 式。式。 立式直水管鍋爐立式直水管鍋爐 u小蒸發(fā)量的輔鍋爐希小蒸發(fā)量的輔鍋爐希 望采用蒸發(fā)率較高的水望采用蒸發(fā)率

11、較高的水 管爐而又吸取火管鍋爐管爐而又吸取火管鍋爐 蓄水量較大，維護(hù)管理蓄水量較大，維護(hù)管理 簡單方便的優(yōu)點(diǎn)簡單方便的優(yōu)點(diǎn) 廢氣鍋爐 大型大型 低速二沖程柴油機(jī)的排氣溫度為低速二沖程柴油機(jī)的排氣溫度為250 380； 四沖程中速柴油機(jī)可達(dá)四沖程中速柴油機(jī)可達(dá)400左右。左右。 水蒸氣壓力為水蒸氣壓力為05MPa時(shí)，其飽和蒸汽溫度為時(shí)，其飽和蒸汽溫度為 165； 水蒸氣壓力為水蒸氣壓力為13MPa時(shí)，其飽和蒸汽溫度也時(shí)，其飽和蒸汽溫度也 僅僅194 所以裝設(shè)一臺用柴油機(jī)排氣的余熱來產(chǎn)生水蒸所以裝設(shè)一臺用柴油機(jī)排氣的余熱來產(chǎn)生水蒸 氣的廢氣鍋爐，不僅能節(jié)約燃油，還可起到柴氣的廢氣鍋爐，不僅能節(jié)約燃

12、油，還可起到柴 油機(jī)排氣消音器的作用。油機(jī)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)省燃油加熱貨油艙，平均每月可節(jié)省燃油50t左右。圖左右。圖 示出廢氣鍋爐產(chǎn)汽率與工作汽壓的關(guān)系。示出廢氣鍋爐產(chǎn)汽率與工作汽壓的關(guān)系。 燃油鍋爐與廢氣鍋爐之間的燃油鍋爐與廢氣鍋爐之間的 聯(lián)系方式大致有三種聯(lián)系方式大致有三種 (1) 二者獨(dú)立二者獨(dú)立 (2) 廢氣鍋爐為燃油鍋爐的一個(gè)附加受熱廢氣鍋爐為燃油鍋爐的一個(gè)附加受熱 面面 (3) 組合式組合式 燃燒器 u燃燒器主要由燃燒器主要由噴油器噴油器、配風(fēng)器配風(fēng)器及及點(diǎn)火器點(diǎn)火器等等

13、部件組成部件組成 u 1噴油器噴油器 u 燃油是通過噴油器燃油是通過噴油器(俗稱油槍或油頭俗稱油槍或油頭)噴噴 進(jìn)爐內(nèi)的。進(jìn)爐內(nèi)的。 u噴油器有兩個(gè)作用：一是噴油器有兩個(gè)作用：一是控制噴入爐內(nèi)燃控制噴入爐內(nèi)燃 油的數(shù)量油的數(shù)量； u 二是二是將燃油霧化，保將燃油霧化，保 證在爐膛內(nèi)的燃燒質(zhì)量證在爐膛內(nèi)的燃燒質(zhì)量。 常用的噴油器 u(1)壓力式噴油器壓力式噴油器 u(2)回油式噴油器回油式噴油器 u(3)蒸汽噴射式噴油器蒸汽噴射式噴油器 u(4)旋杯式噴油器旋杯式噴油器 壓力式噴油器 影響霧化質(zhì)量的主要因素有： （1）油壓 （2）噴孔直徑 （3）油流旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)烈程度 （4）粘度 回油式噴油器 回油

14、式噴油器的霧化原理回油式噴油器的霧化原理 也和壓力式噴油器相也和壓力式噴油器相 同隨著回油閥開度的改同隨著回油閥開度的改 變，變， 回油壓力變化，回回油壓力變化，回 油量和噴油量隨之改油量和噴油量隨之改 變但是因進(jìn)油量幾乎不變但是因進(jìn)油量幾乎不 變，油在切向槽內(nèi)的速度變，油在切向槽內(nèi)的速度 也不變，所以，噴油量雖也不變，所以，噴油量雖 然變了，但油的旋轉(zhuǎn)速度然變了，但油的旋轉(zhuǎn)速度 不變，故油的霧化質(zhì)量仍不變，故油的霧化質(zhì)量仍 然不變?nèi)徊蛔?蒸汽式噴油器 u特點(diǎn)：霧化質(zhì)量較好，平特點(diǎn)：霧化質(zhì)量較好，平 均霧化粒度可達(dá)均霧化粒度可達(dá)50um； u 噴油量改變時(shí)，霧噴油量改變時(shí)，霧 化角不變，可保持

15、較好的化角不變，可保持較好的 霧化質(zhì)量；霧化質(zhì)量； u缺點(diǎn)是噪聲較大。缺點(diǎn)是噪聲較大。 旋杯式噴油器 油杯和風(fēng)機(jī)由同一電動(dòng)機(jī)通過 傳動(dòng)皮帶5和離心中央傳動(dòng) 軸1帶動(dòng)，轉(zhuǎn)速為6000r min。油從供油軟管7進(jìn)入， 經(jīng)空心軸流人油杯，油壓 為 0.070.15MPa由于 油杯以高速旋轉(zhuǎn)，燃油在 油杯的錐形內(nèi)壁形成一層 均勻的油膜，當(dāng)油流至杯 緣時(shí)，依靠離心力向四周 甩出形成空心圓錐形油膜； 同時(shí)沿油杯外壁經(jīng)縫隙12 吹出的6080 ms高速氣 流(一次風(fēng))將油膜粉碎為油 霧 配風(fēng)器 配風(fēng)器的作用是分配一次配風(fēng)器的作用是分配一次 風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量，創(chuàng)風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量，創(chuàng) 造條件使助燃空氣與油造條件使助燃空氣與油 霧充分混合，促使油霧霧充分混合，促使油霧 迅速氣化和受熱分解，迅速氣化和受熱分解， 以利于穩(wěn)定和充分的燃