1、187第七章 船舶辅锅炉及造水装置锅炉是船舶动力装置的重要组成部分，其通过燃料（一般为燃油）的燃烧把化学能转化为热能，使炉内的水变成蒸汽（或热水） 。在以蒸汽轮机为主机的船上，锅炉产生的过热蒸汽用于驱动船舶，故称其为主锅炉，这种形式在普通商船上已经很少采用；而在柴油机为主机的船上，锅炉产生的饱和蒸汽仅用于加热燃油、滑油以及满足生活使用，故称其为辅锅炉， “育鲲”轮便是如此。商船一般设置 1 台饱和蒸汽压力为 0.51.0MPa、蒸发量为 0.42.5t/h 的辅锅炉。而油轮则因为需要加热货油、驱动货油泵、清洗油舱等，需要大量蒸汽，故一般应设置两台辅锅炉。在大型客船上，因旅客人数较多，一般也设置
2、两台辅锅炉，万一有一台损坏也不至于影响旅客和船员的日常生活。船舶在航行过程中，主机的排气量很大，温度也很高。大型低速二冲程船舶柴油机的排气温度一般在 300以上，四冲程中速柴油机的排气温度可达 400左右。而水蒸气在压力为 0.5 MPa 时，其饱和蒸汽温度为 165；压力为 1.3MPa 时，饱和蒸汽的温度也仅为 194。所以，可以利用船舶主柴油机的排气余热来产生蒸汽。在船舶主柴油机的排气管上，一般都装设有废气锅炉。废气锅炉不但可以节约燃油，还可以降低柴油机排气噪音，起到节能减排之功效。锅炉的主要性能指标有：蒸发量、饱和蒸汽压力、效率、受热面积、蒸发率、炉膛容积热负荷等。“育鲲”轮在机舱顶部
3、装有燃油锅炉和废气锅炉各一台。停泊时，由燃油锅炉提供蒸汽；航行时，主要由废气锅炉提供蒸汽，必要时燃油锅炉可同时使用。第一节 燃油锅炉一、燃油锅炉的结构燃油锅炉利用燃油燃烧时发出的热量来产生蒸汽。燃油锅炉本体一般包括炉膛、蒸发受热面、水腔和蒸汽空间等。锅炉本体上还应有一系列的附件，如水位计、安全阀、主蒸汽阀、炉水取样阀、上/下排污阀等。传统的燃油锅炉主要有两种类型，即烟管锅炉和水管锅炉。若燃油燃烧产生的烟气在受热面管内流动，管外是水，则该锅炉为烟管锅炉。若锅炉受热面管内流动的是水或汽水混合物，而烟气在管外流动，则该锅炉为水管锅炉。近些年，一种新型的针形管锅炉在船上取得了广泛应用， “育鲲”轮燃油
4、辅锅炉便是这种类型。“育鲲”轮针形管式燃油锅炉为德国生产的 SAACKE KLN/VM-2.5/7 型，其结构如图 7-1 所示。该锅炉的圆筒形锅壳（汽水空间）10 中大部为水腔 B，上部是蒸汽空间 A，下部设有圆筒形的炉膛 3。炉膛底板 11 焊接在炉膛本体上，上面覆盖有耐火层 12。在炉膛顶部和汽水空间内有一系列的垂直烟管 4，内有针形管 5，每一个烟管及其内部的针形管构成一个单元。流经各烟管的烟气最终汇聚到烟箱 1，然后经顶部的烟囱 7 排至大气中。188为减少锅炉的散热损失和降低周围的环境温度，并防止人员烫伤，锅炉的外部覆盖有隔热层 6，最外面还由铁片罩起来。锅壳的外面有若干接口，用于
5、连接锅炉附件，如主蒸汽阀接口 2、安全阀接口 9、水位计接口 8 和锅炉给水接口 18 等。锅炉的底部还有下排污口 13 和炉膛烟灰冲洗水泄放口 14。在水侧，炉膛和换热管壁面的水被加热产生气泡，含气泡的水密度较低，迅速上升，在蒸汽空间实现汽、水分离，其余的水从下方流过来补充，形成自然水循环。锅炉本体上还设置有一些部件，用于进行内部检查和水腔的清洁。水腔的下部有泥渣孔 15，可以由此定期清除锅炉水腔内沉积的泥渣。人孔 16 用于对烟箱进行检查和清洁。还有火焰观察镜 17，可以随时观察炉膛内的燃烧状况。图 7-1 “育鲲”轮燃油锅炉的本体结构 1.烟箱；2.主蒸汽阀接口；3.炉膛；4.烟管；5.
6、针形管；6.隔热层；7.烟囱；8.水位计接口；9.安全阀接口；10.锅壳；11.炉膛底板；12.耐火层；13.下排污口；14.炉膛冲洗水泄放口；15.泥渣孔；16.人孔；17.火焰观察镜；18.锅炉给水接口； A.蒸汽空间；B.水空间；C.燃烧器接口189图 7-2 所示为针形管单元的剖视图。针形管本体为无缝钢管，外壁上焊有许多细长的钢针，以增加烟气与炉水之间的传热效果。针形管上、下两端分别通汽、水空间，这种结构保证了炉水能够从针形管下部的水空间流入上部的汽空间，形成良好的自然循环。图 7-2 针形管单元结构图针形管锅炉是在立式烟管锅炉的基础上发展起来的，保留有烟管锅炉的某些特点：以容积较大的
7、锅壳存水；炉膛中产生的热量主要通过辐射的方式传递给周围的炉水。但由于引入了针形管，因而也具有水管锅炉的特点，水自然循环良好。一个针形管元件可以顶替很多根烟管，使锅炉的蒸发率明显提高，尺寸也显著减小。在该锅炉中，约有50的热量来自于炉膛的辐射热，其余的热量来自于针形管的对流传热。当然，这种针形管锅炉也有一些缺点，尤其表现为清洁不便。由于烟管和针形管结构的复杂性，且体积较小，不论是烟侧还是水侧，要进行人工清洗都显得比较困难。表 7-1 所示为“育鲲”轮燃油锅炉的主要性能指标。表 7-1 “育鲲”轮燃油锅炉主要性能指标序号 性能指标 参数1 锅炉数量 1 台2 针形管数量 6 根3 锅炉负荷 100
8、4 蒸发量 2500kg/h5 工作压力 7.0bar6 蒸汽温度 170.47 设计压力 9.0bar8 燃料 船用燃料油（HFO）9 燃油消耗率 184kg/h10 点火燃料 船用柴油（MDO）11 100负荷时的效率 83.4%12 水腔容积（正常液位） 2.6 m3二、燃油锅炉的附件190与大多数船舶辅锅炉一样， “育鲲”轮燃油锅炉的主要附件包括如下几种：1.安全阀在锅炉顶部的汽腔上设有两个安全阀，可在炉内蒸汽压力超过设定压力（9.0bar）时自动开启，将多余蒸汽泄放至大气中。此外，安全阀顶部还设置手动强开机构，必要时可强开安全阀。2.主蒸汽阀该阀为截止止回阀，是锅炉向外界提供蒸汽的唯
9、一通道。由于该阀处于常开状态，亦常称作停汽阀。3.给水阀为保证充分的可靠性，给水阀设有两组，用于向锅炉水腔补充因蒸发而损失的炉水。每一组给水阀包括一个截止阀和一个止回阀，可防止炉水倒流入给水系统。4.水位计锅炉本体上装有两个玻璃水位计，分布于左右两侧，用于显示锅炉的实际水位。水位计有上、下两个截止阀，分别通汽腔和水腔，其泄放管路上还有一支冲洗阀。5.上排污阀又称浮渣阀，为截止止回阀，用于泄放炉水表面的浮渣。6.下排污阀下排污阀有两组，分别位于锅炉的两侧，用于泄放沉积在炉水底部的杂质和泥渣等。每一组下排污阀包括一支截止止回阀和一支速闭阀。7.放气阀放气阀位于锅炉的顶部，为截止阀，常闭，只有在锅炉
10、初次起动前需要灌水或停炉后需要泄水时才打开放气。8.取样阀用于炉水取样化验。此外，锅炉本体上还设有两个服务于废气锅炉的炉水进、出口阀。第二节 废气锅炉一、废气锅炉的结构目前，船上常用的废气锅炉主要有两种类型，分别为立式烟管废气锅炉和强制循环水管废气锅炉。 “育鲲”轮采用的是 SAACKE KIP/PC-0.7/7 型强制循环水管废气锅炉，图 7-3 所示为该废气锅炉的结构简图。在废气锅炉本体 1 内，布置有多组垂直并列的翅片管 2（水管外部焊接有翅片，以提高传热效果） 。各组翅片管的进、出口分别与水平布置的进口联箱 3 和出口联箱 4 相连。两个联箱均布置在废气锅炉本体内，只有进、出口接口 5
11、 和 6 露在外面。在有联箱的一侧，各水管都被焊接到废气锅炉本体上，而水管的另外一端是浮动的，以便各管有热胀冷缩的余地。各组翅片管紧贴在一起，构成了废气锅炉的主体。每上、下两层水管之间由弯管 7 相连。191废气锅炉本体上覆盖有隔热层，并包有铁皮外罩 8。整个废气锅炉坐落在钢架 9 上，而废气烟箱 10 则焊接于本体上、下两端的法兰上。本体的侧面分布有上、中、下三个检修道门 11，而正面则分布有三个蒸汽吹灰器 12，各检修道门与吹灰器位于同一高度，以方便检修和清洁。图 7-3 “育鲲”轮废气锅炉结构图1.本体；2.翅片管；3.进口联箱；4.出口联箱；5.进口接头；6.出口接头；7.弯管；8.外
12、罩；9.钢架；10.废气烟箱；11.道门；12.蒸汽吹灰器在工作过程中，柴油机排气在翅片管的外侧流过，而水则由专门的循环水泵从燃油锅炉水腔吸入，压送到废气锅炉进口联箱，再进入各翅片管内部被加热，然后以汽水混合物的形式由出口联箱汇集，并送回燃油锅炉进行汽水分离。由于主机通常运行在 85的标定负荷下，下面列出“育鲲”轮废气锅炉在 85负荷下的主要性能指标，如表 7-2 所示。表 7-2 “育鲲”轮废气锅炉的主要性能指标序号 性能指标 参数1 锅炉数量 1 台2 主机负荷 853 蒸发量 700 kg/h4 工作压力 7.0 bar5 设计压力 12.0 bar6 废气进口温度 249.27 废气出
13、口温度 199.18 废气压降 84 mmWG（毫米水柱）9 循环水量 6000 kg/h10 水腔容积（正常液位） 0.3 m319211 蒸汽吹灰器数目 3 pcs二、废气锅炉蒸发量的调节废气锅炉的蒸发量取决于主机的排气量和排气温度，这是随主机功率而变的。尽管正常航行时主机的功率基本稳定，但船舶对蒸汽量的需求却是随着航区和季节而变的，因此，废气锅炉的蒸发量需要调节。废气锅炉蒸发量的调节方法主要有如下 3 种。1.烟气旁通法废气锅炉普遍采用烟气旁通法来调节蒸发量。这需要在废气锅炉的烟气进、出口之间加设旁通烟道和相应的挡板，通过改变挡板的开度来改变废气锅炉的烟气流量，从而控制废气锅炉蒸发量。2
14、.改变有效受热面积法改变有效受热面积法即通过改变废气锅炉内的水量来控制蒸发量，在蒸发量较小时，需要大面积的受热面干烧，存在烧坏的危险。3.多余蒸汽泄放法在“育鲲”轮，主机所有的排气都进入废气锅炉，不存在旁通烟道，而废气锅炉的换热面也是固定的。在航行过程中，当废气锅炉的蒸发量超过全船的蒸汽需求时，蒸汽压力会过分升高，蒸汽管路上的多余蒸汽释放阀（见第五节，图 9）便会开启，向大气冷凝器泄放多余的蒸汽。三、废气锅炉与燃油锅炉的联系废气锅炉与燃油锅炉之间的联系方式主要有三种形式。1.两者相互独立，有各自的给水管路和蒸汽输出管路。2.废气锅炉与燃油锅炉合为一体，形成组合式锅炉，二者共用汽水空间。3.废气
15、锅炉为燃油锅炉的一个附加受热面。“育鲲”轮采用的是第 3 种方式。锅炉给水泵将来自热水井的水送至燃油锅炉，炉水强制循环泵再将燃油锅炉中的水输送至废气锅炉使之加热蒸发，并将汽水混合物压回燃油锅炉汽腔，在汽腔内进行汽水分离，蒸汽最终由燃油锅炉的主蒸汽阀输出。具体的锅炉给水系统将在第五节中详细介绍。在航行中，若废气锅炉的蒸发量无法满足全船需求，蒸汽压力低于燃油锅炉的起动压力时，则燃油锅炉可自动投入工作。第三节 锅炉燃油设备及系统锅炉的燃油设备及系统主要包括燃烧器及外围的燃油系统。目前，船用燃油锅炉的燃烧器大多采用整装式。一、整装式燃烧器1.燃烧器的主要部件“育鲲”轮燃油锅炉采用的是 SKVJ M18
16、 型整装式燃烧器，其外形如图 7-4 所示。其主要部件如下：193图 7-4 SKVJ M18 整装式燃烧器1.风机；2.速闭阀；3.调压阀；4.滤器；5.流量计；6.伺服电机；7.负荷凸轮；8.燃油电磁阀；9.手动操作按钮；10.火焰探测器；11.点火油头座；12.主喷油器；13.配风器；14.火焰观察镜； 15.进油口；16.回油口（1）喷油器。包括压力式点火油头 11 和转杯式主喷油器 12。图 7-5 所示为点火油头和电极的结构图。在点火时，点火电极 1 通电，两极之间尖端放电产生火花；同时，压力约 10bar 的柴油在点火油头 2 中央的细小喷孔的节流作用下以油雾的形式喷出，油雾在配
17、风器 3 周围的空气助燃下被点火电极点燃；然后，点火油引燃主喷油器所喷出的燃油；之后点火油头停油，靠主喷油器持续燃烧提供热量。图 7-5 压力式点火油头及电极1.点火电极；2.点火油头；3.配风器图 7-6 所示为转杯式喷油器结构简图。电机 5 通过皮带 6 带动中央轴 2 高速旋转，同时驱动圆锥形的转杯 1 和雾化风机叶轮 3 旋转。压力约 2.5bar 的燃油被泵入转杯后，由于离心力的作用，在转杯内壁形成油膜并被甩入炉膛；叶轮 3 将雾化风（即一次风）从转杯外缘吹入，将甩出的油膜吹散成油雾。一次风量可由风门 7 调节，而提供燃烧所需氧气的二次风则由另外的风机单独供应。194由于转杯式喷油器
18、没有细小的喷孔，故对杂质不太敏感，可燃用劣质燃油甚至污油，因而在船舶辅锅炉中取得了越来越广泛的应用。但其缺点也很明显，价格高，结构复杂。图 7-6 转杯式喷油器1.转杯；2.中央轴；3.雾化风机叶轮；4.外壳；5.电机；6.传动皮带；7.一次风门（2）风机 1，用于提供燃烧所需空气，为离心式风机。（3）配风器 13，用于向主喷油器分配一次风（雾化风）和二次风（燃烧风） ，确保风量与油量相匹配。配风器应当能够提供风量、风向和风速适宜的一次风和二次风。（4）火焰探测器 10 和观察镜 14。分别对炉膛内的火焰进行自动探测和人工观察。（5）伺服电机 6。用于驱动负荷凸轮 7。（6）负荷凸轮 7。用于
19、控制并指示锅炉负荷，可同时对风门和油门进行调节，使二者时刻保持匹配。2.燃烧器的主要技术参数“育鲲”轮燃油锅炉整装式燃烧器的主要技术参数如表 7-3 所示。表 7-3 “育鲲”轮锅炉燃烧器的主要技术参数序号 性能指标 参数1 燃烧器型号 SKVJ M18（整装式）2 总重量 340kg3 燃油类型/工作温度/压力 HFO(180-380cSt)，70-90，3-5barMDO，10-60，1.5-3bar4 燃油流量 40-185kg/h5 点火油类型/工作温度/压力 MDO，10-60，7-14bar6 风机功率 7.5kW(50Hz)7 转杯功率 1.5kW(50Hz)3.燃烧器的系统流程
20、195图 7-7 所示为 SKVJ M18 型燃烧器的系统流程。在锅炉停用时，主油路电磁阀 12、13 和点火油路电磁阀 29、30 均处于断电关闭状态，转杯 17 和点火油头 32 都不供油。当接到点火指令后，风机 19 首先起动，向炉膛进行 1min 的预扫风；同时，转杯电机 18 投入工作，带动转杯 17 空转。预扫风结束后，点火电极通电发火；同时，外部的点火油泵起动，电磁阀 29、30 通电打开，33 通电关闭，柴油从进口 C 进入点火油头 32并在喷入炉膛后被电极点燃。点火成功后，电磁阀 12、13 通电打开，14 通电关闭，从燃油泵而来的燃油经进口 A 进入转杯，形成油膜后被甩入炉
21、膛；同时，雾化风经挡板 21 从转杯的外缘吹入，将油膜吹散成细小油粒。于是，从转杯喷入炉膛的燃油在点火油头的作用下被引燃。用于保证燃烧的大量空气经挡板 22 进入炉膛。当转杯喷出的燃油形成稳定的燃烧后，点火油路便可停止工作。之后，根据锅炉蒸汽压力的变化，伺服电机 6 会通过负荷凸轮 7 对锅炉的负荷进行调节。负荷凸轮同时驱动油量调节器 8、一次风挡板21 和二次风挡板 22，使风/油比时刻保持匹配。根据燃油规格的不同，其温度应当控制在 6090的范围之内，这将由温控器 1 来实现；调压阀 2 用于控制供应至转杯的燃油压力；流量计 9 则可连续记录锅炉的燃油消耗量。图 7-7 SKVJ M18
22、型整装式燃烧器系统图1.温控器；2.调压阀；3.滤器；4.油压监测器（高） ；5.压力表；6.伺服电机；7.负荷凸轮；8.油量调196节器；9.流量计；10.旁通阀；11.速闭阀；12/13/29/30.电磁阀；14/33.泄油电磁阀（常开） ；15.油温监测器（低） ；16.油温监测器（高） ；17.主喷油器（转杯） ；18.电机；19.风机；20.风压监测器（低） ；21.一次风挡板；22.二次风挡板；23.风箱温度监测器（高） ；24.一次风压差监测器（低） ；25.节流孔；26.温度表；27.截止阀；28.压力表；31.火焰探测器；32.点火油头及电极；33.燃烧器连锁开关；A.进油；
23、B.回油；C.点火柴油进；D.泄放油出该燃烧器设置有一系列的安全保护装置，可连续监测燃烧器的运行状态。包括：火焰探测器 31，一旦发现火焰强度不足，就会及时关闭燃烧器；风压监测器 20，当发现风机送风压力低于设定值时关闭燃烧器；一次风压差监测器 24，当发现一次风压差低于设定值时关闭燃烧器；燃烧器连锁开关 33，在燃烧器脱开锅炉本体时自动切断燃烧器供油。此外，还有自动点火程序保护功能，一旦发现点火失败，油路上的电磁阀会立即关闭。当燃烧器的自动控制系统故障时，还可以转至手动模式，用位于燃烧器顶部的一系列按钮进行手动点火以及负荷调节操作。二、燃油系统锅炉燃油系统包括从日用柜至锅炉燃烧器的管系及相关
24、设备。“育鲲”轮锅炉燃油系统如图 7-8 所示。燃油从重油日用柜 1 或柴油日用柜 2 被燃油泵 3 吸入，然后经接口 A 送至主燃烧器。一般情况下，主油路燃用重油，只有在重油柜因无蒸汽加热而温度过低时才使用柴油。调压阀 5 用于调节 A 口处，也即主燃烧器的供油压力。经调压阀旁通出来的燃油和经 B 口来的燃烧器回油一起返回重油日用柜，或回到燃油泵的吸口，这取决于三通阀 6 的位置。点火柴油由点火油泵 4 从柴油日用柜吸入，然后经接口 C 送至点火油头。图 7-8 “育鲲”轮辅锅炉燃油系统图1.重油日用柜；2.柴油日用柜；3.燃油泵组；4.点火油泵；5.调压阀；6.回油三通阀；7.重/柴油转换
25、阀；8、9、10.滤器；A.燃油至燃烧器；B.燃烧器回油；C.柴油至点火油头第四节 锅炉的蒸汽和凝水系统197燃油锅炉的废气锅炉所产生的蒸汽，通过管道输送至各处，供燃油、滑油的加热，以及空调装置、热水柜、厨房等生活用汽。大部分蒸汽在在放热后变成凝水，由凝水系统流回热水井，再由给水泵经给水系统送至锅炉水腔。由于少量的蒸汽被直接消耗，以及部分不可避免的泄漏，流回热水井的凝水要少于锅炉向外界提供的蒸汽量，再加上因锅炉排污而损失部分炉水，所以要经常向热水井补水。下面，以“育鲲”轮的蒸汽、凝水、给水和排污系统为例，介绍船舶辅锅炉的汽、水系统。一、蒸汽系统蒸汽系统的任务是将锅炉产生的蒸汽按照不同的压力需求
26、，送至各用汽设备。如图 7-9 所示，燃油锅炉和废气锅炉所产生的蒸汽通过燃油锅炉顶部的主蒸汽阀输出，首先有一路蒸汽经阀 STV27 至蒸汽吹灰器对废气锅炉进行吹灰；大部分的蒸汽则汇集于 0.7MPa 的蒸汽分配器。经此分配器，蒸汽分别供各油舱、油柜、分油机、主/副机燃油单元等加热使用。另有一部分蒸汽经减压阀减压至 0.4MPa，并送至 0.4MPa 蒸汽分配器，供各舱室加热、空调加热加湿以及厨房、热水柜等处加热使用。还有一路蒸汽经多余蒸汽释放阀（压力式）泄放至大气冷凝器，用于在废气锅炉供大于求时释放多余蒸汽。另有一路蒸汽经温控阀进入热水井，用于在冬季对热水井加温，保持 6090的给水温度。蒸汽
27、分配器底部有泄水管，用以在刚开始供汽暖管时放出凝结水，以避免在管道中产生水击。锅炉蒸汽压力由压力开关 PS 来控制，压力开关设定有汽压的上、下限。 “育鲲”轮锅炉工作压力一般设定在 0.550.70MPa，当蒸汽压力达到 0.70MP 时，主油路电磁阀（图 7 中 12、13）断电，燃油锅炉会自动断油停炉；而当蒸汽压力降至 0.55MPa 时，燃油锅炉则会按照预设程序自动投入燃烧。198图 7-9 “育鲲”轮辅锅炉蒸汽及凝水系统二、凝水系统凝水系统的任务是回收各处的蒸汽凝水，并防止油分进入锅炉。如图 9 所示，供各处加热油、水和空气的蒸汽，在加热器中放热后大部分都会变成凝水，并经各自的蒸汽疏水
28、器流回凝水总管。疏水器仅允许凝水通过，而蒸汽将被阻挡下来。但疏水器毕竟无法完全阻止蒸汽漏过，因此，在凝水回到热水井之前，需要先经大气冷凝器的冷却，使蒸汽完全液化，并可适当降低凝水温度。大气冷凝器为管壳式换热器，采用海水冷却。若加热油的蒸汽管路泄漏，可能会导致油分进入凝水系统，而油分进入锅炉则有可能导致局部过热。凝水首先进入热水井的凝水观察柜，在此可观察水中是否含油；同时，凝水观察柜内还设有油分探测器，在油分超标时会发出警报。可通过专用的取样阀进行炉水取样。为免于人员烫伤，样水会首先经取样冷却器后方可流出。定期的取样化验是必须的，以监控炉水质量，并决定炉水处理剂的投放量。“育鲲”轮燃油锅炉炉水化
29、验的主要指标包括盐分、碱度、导电性及联氨含量等。三、给水系统给水系统的任务是及时向锅炉提供品质符合要求的炉水，一般有两套完整的管系，以保证可靠补水。图 7-10 所示为“育鲲”轮辅锅炉给水和排污系统图。锅炉给水泵（20 级离心泵）从热水井吸水，经盐度监测仪的检测，在盐度合格后方可补入锅炉。给水泵的起、停由液199位监测仪 LT 控制，使锅炉水位一直保持在设定的范围之内。热井补水泵（离心旋涡泵）从蒸馏水舱吸水，把由真空沸腾式造水机产生的蒸馏水补入热水井，以弥补锅炉汽、水系统中的损失。在自动状态下，热井补水泵的起、停分别由低、高液位开关 LS 来控制。热水井的功能包括收集蒸汽凝水、探测油份、过滤杂
30、质、加入补充水和投放炉水处理药剂等。炉水处理剂一般存放在专用的加油箱内，由加药泵定量输出，可随着锅炉补给水均匀的加入锅炉水腔。在投药装置故障时，可直接将药剂投入热水井。系统中还设有炉水强制循环泵（离心泵） ，用于把燃油锅炉中的水送入废气锅炉，在其中吸收主机排烟的热量后再流回燃油锅炉。图 7-10 “育鲲”轮辅锅炉给水和排污系统四、排污系统锅炉在工作一段时间后，底部可能聚集泥渣，投药处理后也会产生部分沉淀，因此，锅炉底部设有下排污阀（包括一个截止止回阀和一个截止阀） ，以便定期把泥渣和沉淀排出。同时，炉水表面也可能漂浮一定量的油污、盐分泡沫等，需要通过上排污阀（截止止回阀）将其泄放。上、下排污经
31、通海阀排至舷外。燃油锅炉在长期运行后，其炉膛会变脏，导致传热效果下降，故需要定期进行水洗。而废气锅炉烟侧也会逐渐脏污，在运行过程中，可每天对废气锅炉烟侧进行蒸汽吹灰；当吹灰没有明显效果时，就需要进行水洗。上述清洗所产生的污水均经泄水管泄放至舱200底。燃油锅炉的水位计需要定期冲洗，以防卡死；热水井也需要定期的上、下排污，以保持其中炉水的清洁。水位计冲洗水和热水井排污水均经相关管路泄放至舱底。第五节 锅炉的日常操作及管理目前，船舶辅锅炉基本都可实现自动控制，只有在自动控制失灵或故障排查过程中才需要采用手动操作模式。下面介绍“育鲲”轮辅锅炉日常操作步骤。一、燃油锅炉的操作及管理1.在准备启动锅炉时
32、应确认的事项（1）电源是否已供到本地操作台；（2）锅炉的水位是否在准许范围内；（3）燃油系统是否备妥；（4）燃油管线压力和通过滤器的压差是否在标准值范围内；（5）给水泵和给水控制装置是否工作正常，给水管线是否有泄漏；（6）控制空气系统是否有反常现象。2.手动操作步骤（1）在控制箱上，将两主电源开关之一置于“ON”位置；（2）将风机和转杯电机旋钮置“MAN”位；（3） 无论手动或自动工况，两台油泵、两台给水泵、两台循环泵开关同时置于“AUTO”位，否则不能实现自动运行和自动切换的功能；（4）锅炉运行模式选择开关放在“1”位（手动模式） ；（5）手动点火时，必须充分扫风，风机启动后按“加负荷”按钮
33、，开大风门扫风，预扫风时间约为 1min；（6）点火前，检查风门位置，负荷指示在 3 以下才能安全点火，如果太大则按“减负荷”按钮关小风门；（7）点火时，先按燃烧器顶部“点火”按钮，观察到有点火火焰后再同时按下“油门”按钮，待火焰指示灯亮起，保持 510 秒，再松开“点火”和“油阀”按钮，以后可通过“加负荷”或“减负荷”按钮调整负荷。3.自动操作（1）将两主电源开关之一置“ON”位置；（2）将风机和转杯电机旋钮置“AUTO”位；（3）将两台油泵、两台给水泵、两台循环泵开关同时置于“AUTO”位；（4）锅炉运行模式选择开关放在“0”位（自动模式） ；（5）在触摸屏上依次按下 Operation-
34、Burner Start/Stop 起动锅炉；（6）在自动模式下，锅炉将根据蒸汽压力的大小自动起停，无需人工干预；（7）若有报警发出，在触摸屏上依次按下 Operation-Message Acknowledge 可复位本地报警，每按两次复位一个报警。4.运行期间应检查和确认的事项201（1）定期（每周）进行水质化验，确认各项指标均在标准值范围内，根据化验结果进行上、下排污和投放炉水处理药剂，并记录；（2）燃油压力和温度是否在标准值范围内，燃油系统是否有不正常现象；定期（每月）清洗燃油滤器；（3）锅炉给水是否正常，热水井回水状况是否良好；定期（每周）冲洗水位计；（4）自动燃烧控制器运行是否正常
35、，燃烧室进口油压和送风按负荷要求控制的是否得当；（5）观察烟囱排烟情况和燃烧室燃烧情况，确认燃烧是否处于良好状态；燃烧良好的标志是火焰呈橘黄色；（6）每天向炉膛投放除灰弹一枚，并定期（每一至三个月）对炉膛进行水洗。二、废气锅炉的日常操作及管理1.停航期间，废气锅炉停用，保持炉水强制循环泵进、出口阀处于关闭状态；2.每次主机备车前半小时，打开炉水强制循环泵进、出口阀，起动一台循环泵，将其旋钮置于“MAN” ，另一台泵置于“AUTO” ；3.每次主机完车两小时后，停止炉水强制循环泵，关闭其进、出口阀；4.航行期间，每天用蒸汽吹灰器对废气锅炉吹灰两次；5.定期（每一至三个月）对废气锅炉烟侧进行水洗。
36、第六节 造水机船舶每天都要消耗相当数量的淡水，主要用于四个方面：（1）设备冷却水，例如主机、辅机、空压机和冰机等系统的高低温冷却水；（2）锅炉补给水；（3）生活用水，例如饮食、洗涤等；（4）冲洗用水，例如冲洗甲板、设备等。船舶可在靠岸时或通过加水船加水储存在淡水舱。但储存的淡水数量可能不足以适应长航线要求，或者水质不能满足使用要求，所以远洋船上要设置造水机，将海水淡化来弥补上述不足。育鲲轮设置了两台造水机：一台真空沸腾式造水机提供锅炉补给水，令一台反渗透造水机提供其他用水需要。一、真空沸腾式造水机1工作原理造水机最基本的工作原理，就是对海水加热使之沸腾汽化，海水所含盐分在该过程中不会进入蒸汽，
37、对蒸汽冷凝后即得到淡水。海水的沸腾汽化和冷凝是在真空下完成的，主要是因为：（1）真空下海水沸点低，所以可以利用主机缸套水加热海水使之沸腾，起到良好的节能效果；（2）海水在低温下沸腾，可以抑制水垢尤其是硬质水垢的生成。图 7-11 所示为 Alfa Laval JWP-26-C80 型造水机系统原理图。该造水机的设计技术条件如表 7-4 所示。表 7-4 JWP-26-C80 型造水机设计技术条件产水量，m 3/24h 16缸套水温度， 进口 80 出口 67.8缸套水流量，m 3/h 34202缸套水耗热量，kW 481海水温度， 进口 32 出口 42.3海水流量，m 3/h 36真空度，%
38、 93海水沸点， 40备注：本章内容中，真空度=（大气压力-绝对压力）/大气压力100%。造水机本体壳体由两部分构成，图中左侧壳体带有各工作系统和附件接口，右侧弧形壳体为不锈钢材料，二者之间设有垫片，并用螺栓紧固在一起。本体内部最下方为盐水空间，盐水水位附近设有观察镜。盐水空间上方为蒸发器，蒸发器上方设有隔板，隔板上方为冷凝器。蒸发器和冷凝器均为钛合金板式换热器。隔板右侧和不锈钢壳体之间设置汽水分离器。工作时，造水机壳体内保持较高的真空度，供入蒸发器的海水受缸套水的加热二沸腾汽化。因沸腾过程进行得比较剧烈，所以水蒸汽中会含有一定量的细小水滴。汽水混合物在流经汽水分离器时，细小水滴被分离出而滴落
39、到造水机壳体底部。水蒸汽则进入冷凝器，被海水所冷却、冷凝成为造水机的产物-淡水。海水持续供给到蒸发器中，其中的水分沸腾汽化而产生淡水，但盐分则残留在蒸发器203CFV19F12 主主主主 主主主 主主主主图 7-11 真空沸腾式造水机系统原理图204中，如果不加处理，蒸发器中海水的含盐量将不断增加，最终导致造水机不能持续稳定工作。为了解决这一问题，向冷凝器中供给较大流量的海水，使一部分海水沸腾汽化最终成为淡水，另一部分（称为盐水）从蒸发器溢流而将盐分及时带走。造水机中，海水量/淡水量称为给水倍率。给水倍率较大可以减少淡水含盐量，减轻水垢的生成，但产水量会降低。给水倍率一般维持在 34。2工作系
40、统（1）海水系统造水机海水泵提供的海水首先进入冷凝器冷却水蒸汽，吸热升温后分为两路。一路经弹簧加载阀和节流孔板后进入蒸发器，沸腾汽化称为水蒸汽或成为盐水。另一路供给到喷射泵作为其工作水，然后排至舷外。（2）加热系统三通温控阀 CFV19（设定温度 78）自动调节主机缸套水进入蒸发器，对海水放热降温后到达三通温控阀 CFV12（设定温度 80） 。阀 CFV12 控制主机缸套水出口温度稳定在 80。（3）抽真空和排盐水系统喷射泵兼做真空泵和排盐水泵，所以设两个吸入口。排盐水吸入口将造水机壳体底部的盐水及时排走，防止盐水水位过高。抽真空吸入口通过冷凝器将造水机壳体内的空气排走。在抽真空管路上设置液
41、流观察镜，造水机正常工作期间观察镜内应无液体流动。此外，喷射泵两个吸入口管路上均设置止回阀，以防止喷射泵故障无法产生真空时海水倒灌进入造水机壳体。造水机起动期间，真空度是靠喷射泵抽除壳体内的空气建立的。在工作期间，真空度是靠冷凝器和真空泵共同维持的。冷凝器起主要作用，负责及时地将蒸汽冷凝为淡水，保持内部绝对压力不升高，即真空度稳定；喷射泵负责将海水中溢出的空气以及经壳体等处漏入的空气抽除。（4）淡水系统虽然汽水分离器将蒸汽中的大部分小水滴分离，但仍然会有一定量的含有盐分的水滴进入冷凝器，所以造水机所产淡水中仍后含有盐分，盐分过高则不能使用。淡水含盐量的要求一般以锅炉补给水标准为依据，我国规定为
42、10mg/L（NaCl） 。冷凝器内产生的淡水由淡水泵排出。淡水泵出口设置盐度电极检测淡水含盐量，该信号送至盐度计。如果淡水含盐量超标，盐度计就会报警，同时输出信号控制回流电磁阀开启，淡水返回蒸发器重新沸腾汽化；如果含盐量符合要求（本造水机含盐量可10ppm） ，则回流电磁阀关闭，淡水流经流量计后顶开弹簧加载阀，此时打开截止阀即可将淡水送至蒸馏水舱。流量计用于计量累积淡水体积（m 3） 。流量计之后的管路上还设置有压力表和取样阀。（5）海水投药系统为了减轻蒸发器加热表面结垢，延长造水机解体清洗周期，设置海水投药系统。化学药品有两个作用：使海水中的难溶物质不形成水垢，而形成易于被喷射泵排走的细小
43、松散晶体；消泡剂成分能消散小气泡，防止海水沸腾过于剧烈，减少淡水含盐量。加药桶内储存着 AMEROYAL 溶液，通过流量指示计上的调节阀控制溶液流量。205二、造水机的操作规程1起动要使造水机工作，要满足两个基本条件：船舶定速航行；船舶离岸 20n mile 以上，并不在受污染水域以保证海水的清洁。具体起动步骤如下：（1）将集控室控制台“制淡系统温控器”的设定温度调为 78。（2）打开造水机海水泵的吸入、排出阀。（3）打开喷射泵的通舷外阀。（4）关闭造水机上的真空破坏阀。（5）启动海水供给泵抽真空到至少 90%（最多需要 10min） 。（6）打开主机缸套冷却水至造水机的进出口阀。（7）通过旁
44、通阀调节进蒸发器的热水量。（8）打开进蒸馏水舱截止阀。（9）打开盐度计。（10）启动淡水泵。打开投药桶出口阀并通过流量指示计调节流量。2停止蒸馏水舱已满、或备车航行前，应停止造水工作，具体起动步骤如下：（1）将集控室控制台“制淡系统温控器”的设定温度调为 82。（2）停止进蒸发器的主机缸套水，关闭进出口阀。（3）停止淡水泵。（4）关闭盐度计。（5）停止造水机海水泵，关闭进出口阀。（6）打开真空破坏阀。（7）关闭喷射泵通舷外阀。（8）关闭进蒸馏水舱截止阀。复习思考题1船上为什么要设置废气锅炉？在“育鲲”轮，废气锅炉和燃油锅炉之间有什么联系？2与传统的烟管锅炉相比，针形管锅炉有什么特点？“育鲲”轮
45、锅炉共有几个针形管单元？3说明燃油锅炉的主要附件有哪些？4 “育鲲”轮废气锅炉常用的清洁方式有哪些？分别如何操作？5 “育鲲”轮燃油锅炉和废气锅炉的蒸汽压力分别如何控制？6请画出“育鲲”轮锅炉燃烧器的系统流程简图。7.“育鲲”轮燃油锅炉点火油头和主油头分别是什么类型，有什么特点？8分别说明蒸汽疏水器和大气冷凝器的作用。9热水井的作用是什么？在“育鲲”轮，热水井的补水来自于哪里？20610说明“育鲲”轮锅炉补水泵的位置、数目及泵的结构类型。11分别说明锅炉上、下排污的目的及操作方法。12在“育鲲”轮主机备车及完车过程中，与废气锅炉有关的操作有哪些？13简述简述真空沸腾式造水机工作原理。14指出真空沸腾式造水机淡水泵、喷射泵、盐度电极、海水泵的位置。15简述盐度电极的工作原理。16指出回流电磁阀何时开启，有何作用。17简述何时可以起动、何时应停止真空沸腾式造水机。18真空沸腾式造水机工作时，观察淡水含盐量的范围。19根据轮机日志计算真空沸腾式造水机实际产水量。20指出反渗透造水机的位置。
