輔助鍋爐分類

船用鍋爐的類型很多，但根據(jù)結(jié)構(gòu)、工作特征及利用熱源的方式可按如下方法分類。

輔助鍋爐受熱方式

船用鍋爐按受熱方式不同可分為火管鍋爐和水管鍋爐。

1．火管鍋爐

火管鍋爐的原理是爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈴臓t管內(nèi)通過，加熱爐管外的水。

火管鍋爐的特點(diǎn)：（1）蒸發(fā)率低、熱效率低。（2）相對(duì)體積和質(zhì)量較大、適用工作壓力較低、蒸發(fā)量較小。（3）點(diǎn)火、升汽的時(shí)間長(zhǎng)，汽壓和水位變動(dòng)慢、容易調(diào)節(jié)，對(duì)水質(zhì)要求低。

2．水管鍋爐

水管鍋爐的原理是爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈴臓t管外流過，用以加熱管內(nèi)溫度較低的爐水，以產(chǎn)生蒸汽，圖14—1—2所示為水管鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

水管鍋爐的特點(diǎn)：（1）爐火循環(huán)有規(guī)律、受熱面積構(gòu)成合理、傳熱性好、效率高。（2）體積小、質(zhì)量輕、點(diǎn)火升汽快、但對(duì)水的質(zhì)量要求較高。

輔助鍋爐利用熱源

船用鍋爐按利用熱源的形式可分為燃油鍋爐、廢氣鍋爐和組合鍋爐。

1．燃油鍋爐

直接用燃油燃燒來(lái)產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為燃油鍋爐。

2．廢氣鍋爐

利用柴油機(jī)高溫排氣（300℃～400℃）的余熱來(lái)產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為廢氣鍋爐。

3．組合鍋爐

將廢氣鍋爐與燃油鍋爐結(jié)合在同一爐體結(jié)構(gòu)內(nèi)，稱為組合鍋爐。目前我國(guó)船舶應(yīng)用的組合鍋爐大致有兩種。（1）聯(lián)合式：它既可在航行或停泊時(shí)分別用廢氣或燃油作熱源，又可在航行中僅靠廢氣作為熱源，若蒸發(fā)量不足時(shí)可同時(shí)以燃油和廢氣作為熱源。（2）交替式：它不能同時(shí)以燃油和廢氣作熱源使用。

鍋爐是通過燃燒把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，將水加熱使之成為蒸汽的熱交換設(shè)備。鍋爐一般由鍋筒（汽包）、水冷壁管、主爐管、蒸汽過熱器、汽水管道等組成。在柴油機(jī)動(dòng)力裝置船舶上，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽主要用于加熱燃油、滑油驅(qū)動(dòng)輔助設(shè)備和滿足日常生活中的取暖、熱水、烘衣等需要。在貨油輪上，蒸汽還作為貨油泵、錨纜機(jī)等的動(dòng)力源，貨油的加熱、滅火及洗艙等都需要蒸汽，這種鍋爐稱為輔助鍋爐。目前，大多數(shù)船用鍋爐為船用輔助鍋爐。船用主鍋爐產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)，以推動(dòng)船舶前進(jìn)。

不同的船舶對(duì)蒸汽的需要量不同，需配備不同型號(hào)鍋爐，為了表明鍋爐的規(guī)格、性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，有下列技術(shù)參數(shù)。

（一）設(shè)計(jì)壓力與工作壓力

設(shè)計(jì)壓力是指鍋爐最大的工作壓力，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不小于任一安全閥的最高設(shè)定壓力。

工作壓力是鍋爐在額定工況下產(chǎn)生的蒸汽壓力。設(shè)計(jì)壓力為工作壓力的1．1倍。蒸汽壓力單位為MPa。

（二）蒸發(fā)量

鍋爐在額定工況下每小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量用D表示，單位為t/h或kg/h。

（三）鍋爐受熱面積

鍋爐受熱面積是指鍋爐盛水或蒸汽的受壓元件受到火焰或煙氣加熱的表面積。輔助鍋爐的受熱面積僅為蒸汽受熱面積。鍋爐受熱面積是計(jì)算鍋爐蒸發(fā)量的重要參數(shù)，受熱面積的單位為m²。

（四）蒸發(fā)率

蒸發(fā)率又稱鍋爐受熱面的平均蒸發(fā)強(qiáng)度，是單位時(shí)間內(nèi)每平方米受熱面積所產(chǎn)生的蒸發(fā)量，單位為t/m²·h或kg/m²·h。

（五）效率

效率是鍋爐內(nèi)有效利用的熱量與送入鍋爐內(nèi)燃料燃燒所發(fā)生的熱量之比。

在循環(huán)回路的下降管與上升管之間設(shè)置循環(huán)泵用以輔助水循環(huán)并作強(qiáng)制流動(dòng)的鍋爐，又稱控制循環(huán)鍋爐。它包括三種類型：①?gòu)淖匀谎h(huán)鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的控制循環(huán)鍋筒鍋爐（循環(huán)倍率為2.4～3.5）。②從帶汽水分離器的直流鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的低循環(huán)倍率鍋爐（循環(huán)倍率為1.2～2）。這兩種類型的水循環(huán)原理相同，即依靠下降管與上升管內(nèi)工質(zhì)密度差以及串接在回路中的循環(huán)泵壓頭所提供的總推動(dòng)力而建立工質(zhì)循環(huán)。③高負(fù)荷下按純直流工況運(yùn)行，低負(fù)荷下投入循環(huán)泵按低循環(huán)倍率運(yùn)行的復(fù)合循環(huán)鍋爐。

低循環(huán)倍率鍋爐同輔助循環(huán)鍋筒鍋爐一樣，它也有固定的蒸發(fā)段終點(diǎn)，水冷壁出口均為汽水混合物，但由直徑較小 （Φ800～1000 mm） 的汽水分離器替代了大直徑的鍋筒；另外低倍率下的循環(huán)泵能耗較低，但分離器水位調(diào)節(jié)較之鍋筒水位調(diào)節(jié)復(fù)雜得多。由于立式分離器比較高（≥30 m），為了防止汽蝕，混合器至循環(huán)泵入口之間也須保持足夠的高度（≥20m），所以低循環(huán)倍率鍋爐通常采用塔式布置，鍋爐成本較之常見的Ⅱ型鍋爐約增大10%～15%。此類鍋爐常用于亞臨界壓力 300～600 MW機(jī)組，見圖1。