第四篇船舶鍋爐、海水淡化和防污染裝置課件

第三節(jié)船舶輔鍋爐的燃油設(shè)備及系統(tǒng)

一、燃油在鍋爐中的燃燒情況1．燃油燃燒的特點(diǎn)燃油的沸點(diǎn)低于它的燃點(diǎn)．所以實(shí)際上燃燒的不是液態(tài)的“油”，而是‘油氣”。燃油燃燒的實(shí)質(zhì)是油氣與空氣混合后所形成的可燃?xì)獾囊环N劇烈的氧化過程。因此油在爐內(nèi)燃燒的速度取決于油滴蒸發(fā)速度，油氣和空氣相互擴(kuò)散的速度及抽氣氧化速度。

(1)油滴蒸發(fā)速度油的蒸發(fā)速度與油滴的蒸發(fā)表面積、油滴周圍介質(zhì)中油氣的分壓力及油溫有關(guān)。

(2)油氣與空氣相互擴(kuò)散的速度油氣從油滴周圍向四周擴(kuò)散。為提高油氣與空氣相互間的擴(kuò)散速度，就需提高助燃空氣的速度，井增加空氣流的擾動(dòng)，同時(shí)提高油的霧化質(zhì)量。即提高霧化油滴的細(xì)度和油滴分布的均勻程度。(3)油氣氧化速度環(huán)境溫度越高，氧化速度越快．因此，爐膛內(nèi)煙氣溫度越高，燃燒就越劇烈，當(dāng)爐膛內(nèi)煙氣溫度較低時(shí)，燃燒進(jìn)行得就比較緩慢，甚至不能保證穩(wěn)定燃燒而熄火．所以要求鍋爐在低負(fù)荷時(shí)，爐膛出口的煙氣溫度不低于1000℃．第三節(jié)船舶輔鍋爐的燃油設(shè)備及系統(tǒng)

一、燃油在鍋爐中的燃燒2．空氣過剩系數(shù)1Kg燃油完全燃燒時(shí)所需的理論空氣量用m3／kg表示(以標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì))．此時(shí)燃油中的可燃物質(zhì)恰好與空氣中的氧全部發(fā)生氧化反應(yīng)．每公斤燃油完全燃燒時(shí)所需的空氣量(標(biāo)準(zhǔn)狀況)可用下列經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算：2．空氣過剩系數(shù)實(shí)際燃油在爐膛進(jìn)行燃燒反應(yīng)時(shí)，由于燃油與空氣混合不均勻，空氣中的氧分子不可能都有機(jī)會(huì)與燃油中的可燃成分相接觸，因此就會(huì)有部分可燃成分沒有機(jī)會(huì)進(jìn)行燃燒反應(yīng)而造成熱量損失。為了使燃油完全燃燒就要向爐膛內(nèi)多送人一部分空氣，使燃燒在有多余氧的情況下進(jìn)行.1Kg燃油燃燒所用的實(shí)際空氣量Vk與所需的理論空氣量Vq之比稱為空氣過剩系數(shù)，用a表示，即空氣過剩系數(shù)是保持鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo)。空氣過剩系數(shù)越大，風(fēng)機(jī)的耗能量越大，鍋爐的排煙損失也越大，但空氣過剩系數(shù)太小，則鍋爐的不完全燃燒損失又可能太大。燃油鍋爐合適的空氣過剩系數(shù)一般為1.05－1.2。實(shí)際燃油在爐膛進(jìn)行燃燒反應(yīng)時(shí)，由于燃油與空氣混合不均勻，空氣3．燃油在爐膛中的燃燒過程燃油在爐膛中的燃燒是以火炬的方式進(jìn)行的．燃燒過程分為兩個(gè)階段：(1)準(zhǔn)備階段：霧化的油滴被迅速加熱、氣化、與空氣相混合，同時(shí)進(jìn)行熱分解；(2)燃燒階段：油氣與空氣的混合氣體的濃度達(dá)到一定數(shù)值，并被加熱到一定溫度，遇明火著火燃燒。3．燃油在爐膛中的燃燒過程空氣經(jīng)配風(fēng)器進(jìn)入爐膛，它被擋風(fēng)罩或擋風(fēng)板分為兩部分：一部分緊貼著噴油器吹出，稱為一次風(fēng)(根部風(fēng))，它的作用是保證油霧一離開噴油器就有一定量的空氣與之混合，從而減少產(chǎn)生碳黑的可能性．另一部分風(fēng)沿爐墻噴火口外圍進(jìn)入爐膛，稱為二次風(fēng)，其作用主要是供給燃燒所需的大部分空氣?？諝饨?jīng)配風(fēng)器進(jìn)入爐膛，它被擋風(fēng)罩或擋風(fēng)板分為兩部分：4、保證燃燒質(zhì)量的主要因素要使燃油在爐內(nèi)燃燒得好主要取決于以下因素：(1)油的霧化質(zhì)量良好：油滴霧化得越細(xì)，分布均勻性越好，則油滴的蒸發(fā)速度越快，與空氣混合也越好．(2)要有適量的一次風(fēng)和二次風(fēng)：一次風(fēng)量約占總風(fēng)量的10％～30％、風(fēng)速在10～40m／s為宜．太少則油霧在著火前就會(huì)在高溫缺氧條件下裂解，產(chǎn)生大量碳黑，煙囪冒黑煙，太多又會(huì)因火炬根部風(fēng)速過高而著火困難，甚至將火炬吹滅．二次風(fēng)量大小關(guān)系到過?？諝庀禂?shù)合適與否，直接影響不完全燃燒損失和排煙損失。

(3)油霧和空氣混合均勻：著火前沿的位置和長度應(yīng)合適．著火前沿如離燃燒器太近，則可能使噴火口和燃燒器過熱燒壞；太遠(yuǎn)又會(huì)因氣流速度衰減，與油氣混合的強(qiáng)烈程度減弱，以至火炬拖長，燃燒不良．

(4)爐膛容積熱負(fù)荷要適合：太高會(huì)使油在爐膛停留時(shí)間太短來不及完全燃燒，太低又不能保證足夠高的爐膛煙氣溫度，也不利于完全燃燒。4、保證燃燒質(zhì)量的主要因素二、燃燒器燃燒器主要由噴油器、配風(fēng)器及點(diǎn)火器等部件組成．1．噴油器燃油是通過噴油器(俗稱油槍或油頭)噴進(jìn)爐內(nèi)的。

噴油器有兩個(gè)作用：一是控制噴人爐內(nèi)燃油的數(shù)量；二是將燃油霧化，保證在爐膛內(nèi)的燃燒質(zhì)量。二、燃燒器對噴油器的要求：(1)有較大的調(diào)節(jié)幅度(即最大噴油量與最小噴油量之比)，以適應(yīng)不同蒸發(fā)量的需要．(2)在要求的噴油量范圍內(nèi)，獲得盡可能細(xì)的油滴．油霧中油滴大小是不均勻的，用油滴的平均直徑作為衡量油滴大小(即霧化粒度)的指標(biāo)．從有利于燃燒出發(fā)，希望直徑為50um(3)油霧的分布要有一個(gè)適當(dāng)?shù)撵F化角，以適合配風(fēng)器的要求．(4)油霧流的流量密度分布也要合適．(5)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，操作和調(diào)節(jié)方便，檢修和清洗容易，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。對噴油器的要求：常用的噴油器有以下幾種：(1)壓力式噴油器(2)回油式噴油器(3)蒸汽噴射式噴油器(4)旋杯式噴油器常用的噴油器有以下幾種：(1)壓力式噴油器原理演示(1)壓力式噴油器原理演示(1)油壓。

噴油器前的油壓越高，則油的噴出速度越快，紊流脈動(dòng)越強(qiáng)烈，霧化質(zhì)量就越好。但油壓超過2MPa以后，霧化質(zhì)量的改善并不明顯，耗能卻增加，因此一般船用燃油鍋爐燃油系統(tǒng)的最高壓力多不超過2～3MPa．要保證良好霧化的最低油壓是0.7MPa左右．(2)噴孔直徑。

噴孔直徑越小，形成的油膜越薄，則霧化質(zhì)量越好．故每個(gè)噴嘴的噴油量不宜過大。(3)油流旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)烈程度。

在旋渦室旋轉(zhuǎn)越強(qiáng)烈，噴孔處氣體旋渦的直徑就越大，形成的油膜也越薄，同時(shí)油流中的紊流脈動(dòng)也越強(qiáng)烈，因而有利于霧化。(4)油的粘度。

油的粘度越小，油流分子間的摩擦力越小，則油流在旋渦室和霧化片內(nèi)的速度衰減就小，油膜就越容易破碎，因而霧化質(zhì)量越好。一般要求霧化前燃油的的粘度不高于雷氏粘度R．W．No．1(38℃)70s(約相當(dāng)于16mm2／s)，而最佳粘度為R．W．No．1(38℃)60s左右(約相當(dāng)于13mm2／s)。

因此，R.W．No.1為100s的柴油約加熱至55-60℃，R．W．No.l為1500s的中間燃料應(yīng)加熱至105~110℃，R．W．N01為3500s的重油需加熱至115～120℃。(1)油壓。(2)噴孔直徑。

壓力式噴油器的噴油量與油壓的平方根和噴孔的截面積成正比．一臺(tái)鍋爐常配備有不同規(guī)格的霧化片，噴孔直徑從0.5～1.2mm分為幾檔，可根據(jù)燃油品種和鍋爐所采用的蒸發(fā)量選用．霧化片基本特性用標(biāo)在其上的型號(hào)來表示。例如25--60號(hào)霧化片表示其噴油量為25kg／h，霧化角為60°。為了防止在油壓不足時(shí)噴油霧化不良，新式的壓力式噴油器帶有噴油閥，結(jié)構(gòu)如圖所示。彈簧6與閥4保證最低的噴油壓力。壓力式噴油器的噴油量與油壓的平方根和噴孔的截面積壓力式噴油器噴油量的調(diào)節(jié)三種方法:1）改變噴油壓力；2）變換使用噴孔直徑不同的噴嘴(或噴油器)；3）改變投入工作的噴嘴(或噴油器)數(shù)目。用改變油壓的方法來調(diào)節(jié)油量，噴油量與油壓的平方根成正比，當(dāng)噴油量降到1/2時(shí)，油壓必須降到1／4；而噴油器的油壓最高為2～3MPa，最低為0.7MPa；

用改變油壓的方法來調(diào)節(jié)油量時(shí)，其調(diào)節(jié)幅度很少超過2，不能適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的變化幅度(10％～100％)，燃燒器起停會(huì)較頻繁．后兩種方法必須采用多噴嘴噴油器或設(shè)多個(gè)噴油器．它們都屬于有級(jí)調(diào)節(jié)。壓力式噴油器噴油量的調(diào)節(jié)(2)回油式噴油器回油式噴油器是在壓力式噴油器的基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)的．其結(jié)構(gòu)如圖所示．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(jìn)油量幾乎不變，油在切向槽內(nèi)的速度也不變，所以，噴油量雖然變了，但油的旋轉(zhuǎn)速度不變，故油的霧化質(zhì)量仍然不變．這樣其調(diào)節(jié)幅度就可以達(dá)到30～50％。噴油演示(2)回油式噴油器回油式噴油器的霧化原理也和壓力式噴油器相同第四篇船舶鍋爐、海水淡化和防污染裝置課件(3)蒸汽式噴油器特點(diǎn)：霧化質(zhì)量較好，平均霧化粒度可達(dá)50um；

噴油量改變時(shí)，霧化角不變，可保持較好的霧化質(zhì)量；調(diào)節(jié)幅度可達(dá)10%以上；（單個(gè)噴油器最大噴油量可達(dá)10t／h，船舶鍋爐通常所用的為1～1．5t／h．耗汽量低，一般僅為0.01～0.03kg/kg．）

缺點(diǎn)是噪聲較大。(3)蒸汽式噴油器特點(diǎn)：霧化質(zhì)量較好，平均霧化粒度可達(dá)50(4)旋杯式噴油器圖示為旋杯式噴油器。主要部分是油杯2和霧化風(fēng)機(jī)3。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0.07～0.15MPa．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60～80m／s高速氣流(一次風(fēng))將油膜粉碎為油霧．一次風(fēng)約占燃燒所需空氣量的1／10，絕大部分空氣由另外的風(fēng)機(jī)從油杯周圍的二次風(fēng)口14送入．二次風(fēng)量由調(diào)節(jié)門15調(diào)節(jié)。(4)旋杯式噴油器一次風(fēng)約占燃燒所需空氣量的1／10，絕大部旋杯式噴油器在我國遠(yuǎn)洋船舶的輔鍋爐中很常見；優(yōu)點(diǎn)；調(diào)節(jié)方便(只需改變進(jìn)油量)，調(diào)節(jié)幅度大(可達(dá)10:1)，尤其在低負(fù)荷時(shí)，油杯內(nèi)油膜變薄，霧化更好，油的流動(dòng)不通過噴孔之類狹窄流道，因此對油的過濾要求不高：適用劣質(zhì)燃油，即使燃油溫度僅為30一40℃同樣可得到良好的霧化效果，所需油壓也低。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格較高．旋杯式噴油器在我國遠(yuǎn)洋船舶的輔鍋爐中很常見；2．配風(fēng)器

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)造條件使助燃空氣與油霧充分混合，促使油霧迅速氣化和受熱分解，以利于穩(wěn)定和充分的燃燒．配風(fēng)器具備下述能力：(1)在燃燒器前方產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)幕亓鲄^(qū)，以保證及時(shí)著火和火焰穩(wěn)定．回流區(qū)與噴油器出口應(yīng)保持合適的距離．太近則著火前沿會(huì)伸展到噴油器頭部。(2)油霧在燃燒器出口與空氣的早期混合必須良好。離燃燒器出口約1m以內(nèi)是燃燒燃油最多的地方，會(huì)造成較大的不完全燃燒損失。(3)要有足夠大的風(fēng)逮，使燃燒后期也有良好的混合作用2．配風(fēng)器

(3)要有足夠大的風(fēng)逮，使燃燒后期也有良好的混合2．配風(fēng)器配風(fēng)器的作用是分配一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量，創(chuàng)造條件使助燃空氣與油霧充分混合，促使油霧迅速氣化和受熱分解，以利于穩(wěn)定和充分的燃燒．配風(fēng)器除了能調(diào)節(jié)風(fēng)量和分配外，還應(yīng)具備下述能力；(1)在燃燒器前方產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)幕亓鲄^(qū)，以保證及時(shí)著火和火焰穩(wěn)定．(2)油霧在燃燒器出口與空氣的早期混合必須良好(3)要有足夠大的風(fēng)逮，使燃燒后期也有良好的混合作用。2．配風(fēng)器配風(fēng)器除了能調(diào)節(jié)風(fēng)量和分配外，還應(yīng)具備下述能力；配風(fēng)器配風(fēng)器的類型根據(jù)二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)與否分為兩種類型（即旋流式和平流式）(1)旋流式配風(fēng)器(2)平流式配風(fēng)器配風(fēng)器配風(fēng)器的類型配風(fēng)器配風(fēng)器3．電點(diǎn)火器電點(diǎn)火器是一個(gè)電火花發(fā)生器。由兩根耐熱鉻鎂金屬絲電極組成，兩極端部離開一定距離(3．5～4mm)，通入5000～1000V的高壓電時(shí)，間隙處便產(chǎn)生電火花。電壓越高或鉻鎂絲直徑越細(xì)，則兩極間的距離越大。在開始噴油的同時(shí)，使電點(diǎn)火器10通電，電火花即能將油點(diǎn)燃。電點(diǎn)火器所用高壓電由點(diǎn)火變壓器供給。電點(diǎn)火器頂端發(fā)火部分伸至噴油器前方稍偏一些(約2～4mm)，并注意防止油霧噴到點(diǎn)火電極上，同時(shí)也應(yīng)防止電火花跳到噴油器和擋風(fēng)罩上。除了噴油器，配風(fēng)器、電點(diǎn)火器之外，自動(dòng)化的燃燒器還設(shè)有火焰感受器(光電元件)5，另外通常還設(shè)有看火孔(可兼作人工點(diǎn)火孔)6。3．電點(diǎn)火器三、燃燒器使用管理要點(diǎn)1、安裝燃燒器時(shí)應(yīng)使噴油器中心線與噴火口軸線一致．2、噴油器可能發(fā)生漏油現(xiàn)象，這可以從爐膛底部積油生成的量來判斷．3、噴孔結(jié)焦可從燃燒火炬不對稱或其中有黑色條紋來發(fā)現(xiàn)。4、霧化片使用一段時(shí)間后(一般500h以上)會(huì)磨損．應(yīng)拆下噴油器，在專門的試驗(yàn)臺(tái)上檢查其噴油量、霧化角和噴出的油霧圓錐有否變形。噴油量超過額定值約10％時(shí)，應(yīng)將霧化片更換或研磨減薄，減少其切向槽的深度，使噴油量減少．若各槽磨損不均勻(會(huì)使噴出的油霧圓錐形狀歪斜)或霧化片磨損嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)予更換．三、燃燒器使用管理要點(diǎn)四、燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)原理演示四、燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)原理演示五、燃燒方面常見故障1．運(yùn)行中突然熄火(汽壓未到上限)可能原因是：(1)日用油柜燃油用完，(2)油路被切斷，例如燃油電磁閥因線圈損壞而關(guān)閉：(3)燃油中有水，(4)自動(dòng)保護(hù)起作用(如危險(xiǎn)水位、低油壓、低風(fēng)壓或火焰感受器失靈等)．2．點(diǎn)不著火點(diǎn)不著火除上述原因外，還可能是：(1)風(fēng)量過大，(2)噴油器堵塞，(3)電點(diǎn)火器發(fā)生故障(點(diǎn)火電極與點(diǎn)火變壓器接觸不良、點(diǎn)火電極表面被結(jié)碳所沾污、點(diǎn)火電極間距離不當(dāng)、點(diǎn)火電極與燃燒器端部位置不當(dāng)、點(diǎn)火變壓器損壞)．

五、燃燒方面常見故障3．爐膛內(nèi)燃?xì)獗t膛內(nèi)燃?xì)獗ㄊ侨加湾仩t的一種危險(xiǎn)事故，一般在點(diǎn)火或熱爐熄火后發(fā)生．這是因操作管理不當(dāng)，使大量燃油積存于爐膛底部，蒸發(fā)以后在爐膛內(nèi)形成可燃?xì)怏w，一旦被點(diǎn)燃，突然產(chǎn)生大量煙氣，來不及從煙道排出，煙氣壓力劇增而爆炸．這可能使火焰從燃燒器向外噴出，嚴(yán)重時(shí)能使煙氣擋板飛出或把鍋爐外殼炸開，危及人身安全及引發(fā)火災(zāi)。

爐內(nèi)燃?xì)獗ǖ脑蛑饕牵?1)點(diǎn)火前預(yù)掃風(fēng)和熄火后掃風(fēng)不充分，或點(diǎn)火失敗再點(diǎn)火前沒再進(jìn)行充分的預(yù)掃風(fēng)。(2)停爐后燃油系統(tǒng)的閥件有漏泄，使燃油漏人爐膛又被余熱點(diǎn)著，或積存在底部，下次重新點(diǎn)火時(shí)預(yù)掃風(fēng)不足，就會(huì)發(fā)生爆炸。3．爐膛內(nèi)燃?xì)獗榱朔乐瑰仩t發(fā)生燃?xì)獗ㄊ鹿剩瑢﹀仩t的燃燒器及燃油系統(tǒng)應(yīng)采取下列措施：(1)預(yù)掃風(fēng)要充分，點(diǎn)火失敗后要重新預(yù)掃風(fēng)再點(diǎn)火。(2)緊急停用先關(guān)速閉閥，后掃風(fēng)再停風(fēng)．(3)萬一需要人工用火把點(diǎn)火，操作要正確：燃油系統(tǒng)準(zhǔn)備好后，先稍開風(fēng)門供小量風(fēng)，然后將火把(可用鐵棍纏油棉紗)點(diǎn)著，側(cè)身從燃燒器點(diǎn)火孔伸至噴油器前，開速閉閥，點(diǎn)著火后再將風(fēng)門開大到適合的位置．(4)加強(qiáng)對燃油系統(tǒng)及燃燒自動(dòng)控制裝置的檢查，發(fā)現(xiàn)漏油或其它問題及時(shí)修理。4．鍋爐喘振(爐吼)這主要是因?yàn)槿紵环€(wěn)定，導(dǎo)致爐膛內(nèi)壓力波動(dòng)．主要原因有：(1)供油壓力波動(dòng)，或燃油霧化不良，大油滴滯燃，(2)風(fēng)量不足成風(fēng)壓波動(dòng)．為了防止鍋爐發(fā)生燃?xì)獗ㄊ鹿?，對鍋爐的燃燒器及燃油系統(tǒng)應(yīng)采取演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第三節(jié)船舶輔鍋爐的燃油設(shè)備及系統(tǒng)

一、燃油在鍋爐中的燃燒情況1．燃油燃燒的特點(diǎn)燃油的沸點(diǎn)低于它的燃點(diǎn)．所以實(shí)際上燃燒的不是液態(tài)的“油”，而是‘油氣”。燃油燃燒的實(shí)質(zhì)是油氣與空氣混合后所形成的可燃?xì)獾囊环N劇烈的氧化過程。因此油在爐內(nèi)燃燒的速度取決于油滴蒸發(fā)速度，油氣和空氣相互擴(kuò)散的速度及抽氣氧化速度。

(1)油滴蒸發(fā)速度油的蒸發(fā)速度與油滴的蒸發(fā)表面積、油滴周圍介質(zhì)中油氣的分壓力及油溫有關(guān)。

(2)油氣與空氣相互擴(kuò)散的速度油氣從油滴周圍向四周擴(kuò)散。為提高油氣與空氣相互間的擴(kuò)散速度，就需提高助燃空氣的速度，井增加空氣流的擾動(dòng)，同時(shí)提高油的霧化質(zhì)量。即提高霧化油滴的細(xì)度和油滴分布的均勻程度。(3)油氣氧化速度環(huán)境溫度越高，氧化速度越快．因此，爐膛內(nèi)煙氣溫度越高，燃燒就越劇烈，當(dāng)爐膛內(nèi)煙氣溫度較低時(shí)，燃燒進(jìn)行得就比較緩慢，甚至不能保證穩(wěn)定燃燒而熄火．所以要求鍋爐在低負(fù)荷時(shí)，爐膛出口的煙氣溫度不低于1000℃．第三節(jié)船舶輔鍋爐的燃油設(shè)備及系統(tǒng)

一、燃油在鍋爐中的燃燒2．空氣過剩系數(shù)1Kg燃油完全燃燒時(shí)所需的理論空氣量用m3／kg表示(以標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì))．此時(shí)燃油中的可燃物質(zhì)恰好與空氣中的氧全部發(fā)生氧化反應(yīng)．每公斤燃油完全燃燒時(shí)所需的空氣量(標(biāo)準(zhǔn)狀況)可用下列經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算：2．空氣過剩系數(shù)實(shí)際燃油在爐膛進(jìn)行燃燒反應(yīng)時(shí)，由于燃油與空氣混合不均勻，空氣中的氧分子不可能都有機(jī)會(huì)與燃油中的可燃成分相接觸，因此就會(huì)有部分可燃成分沒有機(jī)會(huì)進(jìn)行燃燒反應(yīng)而造成熱量損失。為了使燃油完全燃燒就要向爐膛內(nèi)多送人一部分空氣，使燃燒在有多余氧的情況下進(jìn)行.1Kg燃油燃燒所用的實(shí)際空氣量Vk與所需的理論空氣量Vq之比稱為空氣過剩系數(shù)，用a表示，即空氣過剩系數(shù)是保持鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo)?？諝膺^剩系數(shù)越大，風(fēng)機(jī)的耗能量越大，鍋爐的排煙損失也越大，但空氣過剩系數(shù)太小，則鍋爐的不完全燃燒損失又可能太大。燃油鍋爐合適的空氣過剩系數(shù)一般為1.05－1.2。實(shí)際燃油在爐膛進(jìn)行燃燒反應(yīng)時(shí)，由于燃油與空氣混合不均勻，空氣3．燃油在爐膛中的燃燒過程燃油在爐膛中的燃燒是以火炬的方式進(jìn)行的．燃燒過程分為兩個(gè)階段：(1)準(zhǔn)備階段：霧化的油滴被迅速加熱、氣化、與空氣相混合，同時(shí)進(jìn)行熱分解；(2)燃燒階段：油氣與空氣的混合氣體的濃度達(dá)到一定數(shù)值，并被加熱到一定溫度，遇明火著火燃燒。3．燃油在爐膛中的燃燒過程空氣經(jīng)配風(fēng)器進(jìn)入爐膛，它被擋風(fēng)罩或擋風(fēng)板分為兩部分：一部分緊貼著噴油器吹出，稱為一次風(fēng)(根部風(fēng))，它的作用是保證油霧一離開噴油器就有一定量的空氣與之混合，從而減少產(chǎn)生碳黑的可能性．另一部分風(fēng)沿爐墻噴火口外圍進(jìn)入爐膛，稱為二次風(fēng)，其作用主要是供給燃燒所需的大部分空氣?？諝饨?jīng)配風(fēng)器進(jìn)入爐膛，它被擋風(fēng)罩或擋風(fēng)板分為兩部分：4、保證燃燒質(zhì)量的主要因素要使燃油在爐內(nèi)燃燒得好主要取決于以下因素：(1)油的霧化質(zhì)量良好：油滴霧化得越細(xì)，分布均勻性越好，則油滴的蒸發(fā)速度越快，與空氣混合也越好．(2)要有適量的一次風(fēng)和二次風(fēng)：一次風(fēng)量約占總風(fēng)量的10％～30％、風(fēng)速在10～40m／s為宜．太少則油霧在著火前就會(huì)在高溫缺氧條件下裂解，產(chǎn)生大量碳黑，煙囪冒黑煙，太多又會(huì)因火炬根部風(fēng)速過高而著火困難，甚至將火炬吹滅．二次風(fēng)量大小關(guān)系到過?？諝庀禂?shù)合適與否，直接影響不完全燃燒損失和排煙損失。

(3)油霧和空氣混合均勻：著火前沿的位置和長度應(yīng)合適．著火前沿如離燃燒器太近，則可能使噴火口和燃燒器過熱燒壞；太遠(yuǎn)又會(huì)因氣流速度衰減，與油氣混合的強(qiáng)烈程度減弱，以至火炬拖長，燃燒不良．

(4)爐膛容積熱負(fù)荷要適合：太高會(huì)使油在爐膛停留時(shí)間太短來不及完全燃燒，太低又不能保證足夠高的爐膛煙氣溫度，也不利于完全燃燒。4、保證燃燒質(zhì)量的主要因素二、燃燒器燃燒器主要由噴油器、配風(fēng)器及點(diǎn)火器等部件組成．1．噴油器燃油是通過噴油器(俗稱油槍或油頭)噴進(jìn)爐內(nèi)的。

噴油器有兩個(gè)作用：一是控制噴人爐內(nèi)燃油的數(shù)量；二是將燃油霧化，保證在爐膛內(nèi)的燃燒質(zhì)量。二、燃燒器對噴油器的要求：(1)有較大的調(diào)節(jié)幅度(即最大噴油量與最小噴油量之比)，以適應(yīng)不同蒸發(fā)量的需要．(2)在要求的噴油量范圍內(nèi)，獲得盡可能細(xì)的油滴．油霧中油滴大小是不均勻的，用油滴的平均直徑作為衡量油滴大小(即霧化粒度)的指標(biāo)．從有利于燃燒出發(fā)，希望直徑為50um(3)油霧的分布要有一個(gè)適當(dāng)?shù)撵F化角，以適合配風(fēng)器的要求．(4)油霧流的流量密度分布也要合適．(5)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，操作和調(diào)節(jié)方便，檢修和清洗容易，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。對噴油器的要求：常用的噴油器有以下幾種：(1)壓力式噴油器(2)回油式噴油器(3)蒸汽噴射式噴油器(4)旋杯式噴油器常用的噴油器有以下幾種：(1)壓力式噴油器原理演示(1)壓力式噴油器原理演示(1)油壓。

噴油器前的油壓越高，則油的噴出速度越快，紊流脈動(dòng)越強(qiáng)烈，霧化質(zhì)量就越好。但油壓超過2MPa以后，霧化質(zhì)量的改善并不明顯，耗能卻增加，因此一般船用燃油鍋爐燃油系統(tǒng)的最高壓力多不超過2～3MPa．要保證良好霧化的最低油壓是0.7MPa左右．(2)噴孔直徑。

噴孔直徑越小，形成的油膜越薄，則霧化質(zhì)量越好．故每個(gè)噴嘴的噴油量不宜過大。(3)油流旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)烈程度。

在旋渦室旋轉(zhuǎn)越強(qiáng)烈，噴孔處氣體旋渦的直徑就越大，形成的油膜也越薄，同時(shí)油流中的紊流脈動(dòng)也越強(qiáng)烈，因而有利于霧化。(4)油的粘度。

油的粘度越小，油流分子間的摩擦力越小，則油流在旋渦室和霧化片內(nèi)的速度衰減就小，油膜就越容易破碎，因而霧化質(zhì)量越好。一般要求霧化前燃油的的粘度不高于雷氏粘度R．W．No．1(38℃)70s(約相當(dāng)于16mm2／s)，而最佳粘度為R．W．No．1(38℃)60s左右(約相當(dāng)于13mm2／s)。

因此，R.W．No.1為100s的柴油約加熱至55-60℃，R．W．No.l為1500s的中間燃料應(yīng)加熱至105~110℃，R．W．N01為3500s的重油需加熱至115～120℃。(1)油壓。(2)噴孔直徑。

壓力式噴油器的噴油量與油壓的平方根和噴孔的截面積成正比．一臺(tái)鍋爐常配備有不同規(guī)格的霧化片，噴孔直徑從0.5～1.2mm分為幾檔，可根據(jù)燃油品種和鍋爐所采用的蒸發(fā)量選用．霧化片基本特性用標(biāo)在其上的型號(hào)來表示。例如25--60號(hào)霧化片表示其噴油量為25kg／h，霧化角為60°。為了防止在油壓不足時(shí)噴油霧化不良，新式的壓力式噴油器帶有噴油閥，結(jié)構(gòu)如圖所示。彈簧6與閥4保證最低的噴油壓力。壓力式噴油器的噴油量與油壓的平方根和噴孔的截面積壓力式噴油器噴油量的調(diào)節(jié)三種方法:1）改變噴油壓力；2）變換使用噴孔直徑不同的噴嘴(或噴油器)；3）改變投入工作的噴嘴(或噴油器)數(shù)目。用改變油壓的方法來調(diào)節(jié)油量，噴油量與油壓的平方根成正比，當(dāng)噴油量降到1/2時(shí)，油壓必須降到1／4；而噴油器的油壓最高為2～3MPa，最低為0.7MPa；

用改變油壓的方法來調(diào)節(jié)油量時(shí)，其調(diào)節(jié)幅度很少超過2，不能適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的變化幅度(10％～100％)，燃燒器起停會(huì)較頻繁．后兩種方法必須采用多噴嘴噴油器或設(shè)多個(gè)噴油器．它們都屬于有級(jí)調(diào)節(jié)。壓力式噴油器噴油量的調(diào)節(jié)(2)回油式噴油器回油式噴油器是在壓力式噴油器的基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)的．其結(jié)構(gòu)如圖所示．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(jìn)油量幾乎不變，油在切向槽內(nèi)的速度也不變，所以，噴油量雖然變了，但油的旋轉(zhuǎn)速度不變，故油的霧化質(zhì)量仍然不變．這樣其調(diào)節(jié)幅度就可以達(dá)到30～50％。噴油演示(2)回油式噴油器回油式噴油器的霧化原理也和壓力式噴油器相同第四篇船舶鍋爐、海水淡化和防污染裝置課件(3)蒸汽式噴油器特點(diǎn)：霧化質(zhì)量較好，平均霧化粒度可達(dá)50um；

噴油量改變時(shí)，霧化角不變，可保持較好的霧化質(zhì)量；調(diào)節(jié)幅度可達(dá)10%以上；（單個(gè)噴油器最大噴油量可達(dá)10t／h，船舶鍋爐通常所用的為1～1．5t／h．耗汽量低，一般僅為0.01～0.03kg/kg．）

缺點(diǎn)是噪聲較大。(3)蒸汽式噴油器特點(diǎn)：霧化質(zhì)量較好，平均霧化粒度可達(dá)50(4)旋杯式噴油器圖示為旋杯式噴油器。主要部分是油杯2和霧化風(fēng)機(jī)3。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0.07～0.15MPa．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60～80m／s高速氣流(一次風(fēng))將油膜粉碎為油霧．一次風(fēng)約占燃燒所需空氣量的1／10，絕大部分空氣由另外的風(fēng)機(jī)從油杯周圍的二次風(fēng)口14送入．二次風(fēng)量由調(diào)節(jié)門15調(diào)節(jié)。(4)旋杯式噴油器一次風(fēng)約占燃燒所需空氣量的1／10，絕大部旋杯式噴油器在我國遠(yuǎn)洋船舶的輔鍋爐中很常見；優(yōu)點(diǎn)；調(diào)節(jié)方便(只需改變進(jìn)油量)，調(diào)節(jié)幅度大(可達(dá)10:1)，尤其在低負(fù)荷時(shí)，油杯內(nèi)油膜變薄，霧化更好，油的流動(dòng)不通過噴孔之類狹窄流道，因此對油的過濾要求不高：適用劣質(zhì)燃油，即使燃油溫度僅為30一40℃同樣可得到良好的霧化效果，所需油壓也低。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格較高．旋杯式噴油器在我國遠(yuǎn)洋船舶的輔鍋爐中很常見；2．配風(fēng)器

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)造條件使助燃空氣與油霧充分混合，促使油霧迅速氣化和受熱分解，以利于穩(wěn)定和充分的燃燒．配風(fēng)器具備下述能力：(1)在燃燒器前方產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)幕亓鲄^(qū)，以保證及時(shí)著火和火焰穩(wěn)定．回流區(qū)與噴油器出口應(yīng)保持合適的距離．太近則著火前沿會(huì)伸展到噴油器頭部。(2)油霧在燃燒器出口與空氣的早期混合必須良好。離燃燒器出口約1m以內(nèi)是燃燒燃油最多的地方，會(huì)造成較大的不完全燃燒損失。(3)要有足夠大的風(fēng)逮，使燃燒后期也有良好的混合作用2．配風(fēng)器

(3)要有足夠大的風(fēng)逮，使燃燒后期也有良好的混合2．配風(fēng)器配風(fēng)器的作用是分配一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量，創(chuàng)造條件使助燃空氣與油霧充分混合，促使油霧迅速氣化和受熱分解，以利于穩(wěn)定和充分的燃燒．配風(fēng)器除了能調(diào)節(jié)風(fēng)量和分配外，還應(yīng)具備下述能力；(1)在燃燒器前方產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)幕亓鲄^(qū)，以保證及時(shí)著火和火焰穩(wěn)定．(2)油霧在燃燒器出口與空氣的早期混合必須良好(3)要有足夠大的風(fēng)逮，使燃燒后期也有良好的混合作用。2．配風(fēng)器配風(fēng)器除了能調(diào)節(jié)風(fēng)量和分配外，還應(yīng)具備下述能力；配風(fēng)器配風(fēng)器的類型根據(jù)二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)與否分為兩種類型（即旋流式和平流式）(1)旋流式配風(fēng)器(2)平流式配風(fēng)器配風(fēng)器配風(fēng)器的類型配風(fēng)器配風(fēng)器3．電點(diǎn)火器電點(diǎn)火器是一個(gè)電火花發(fā)生器。由兩根耐熱鉻鎂金屬絲電極組成，兩極端部離開一定距離(3．5～4mm)，通入5000～1000V的高壓電時(shí)，間隙處便產(chǎn)生電火花。電壓越高或鉻鎂絲直徑越細(xì)，則兩極間的距離越大。在開始噴油的同時(shí)，使電點(diǎn)火器10通電，電火花即能將油點(diǎn)燃。電點(diǎn)火器所用高壓電由點(diǎn)火變壓器供給。電點(diǎn)火器頂端發(fā)火部分伸至噴油器前方稍偏一些(約2～4mm)，并注意防止油霧噴到點(diǎn)火電極上，同時(shí)也應(yīng)防止電火花跳到噴油器和擋風(fēng)罩上。除了噴油器，配風(fēng)器、電點(diǎn)火器之外，自動(dòng)化的燃燒器還設(shè)有火焰感受器(光電元件)5，另外通常還設(shè)有看火孔(可兼作人工點(diǎn)火