4.4 Steam System在线视频

同学们好

前面我们提到船舶为了提高经济性

正常航行时使用的都是重油

大家都知道重油的质量差 粘度高

不论是在储存 分离

还是在供给主机使用的时候

都需要加热

而且我们前面提到的

目前最大的船用主机

如果在最大功率运行的时候

运行时每天要燃烧300吨左右的燃油

如果把这些燃油从30℃加热到130℃

需要大量的热量

如果采用电加热的话

布设很多的电加热丝已经很困难了

而且直接采用电加热燃油也不安全

那船上用什么对燃油进行加热呢

大家想一下

尤其是北方的同学应该知道

到了冬天 我们会用暖气取暖

家里暖气有壁挂的

也有地热式的

而这些暖气里面就是通过锅炉加热的热水

船上对燃油加热也是使用的锅炉

但跟陆地上取暖用的锅炉不同的是

陆地上取暖用的锅炉是热水锅炉

就是把水加热之后就到各用户循环加热

而船上的锅炉是蒸汽锅炉

就是把水加热成蒸汽

再去加热其他部分

陆地上的加热锅炉

大部分燃烧的是无烟煤

但船上的绝大多数锅炉

燃烧的是燃油或者天然气

这种烧油的锅炉 叫做燃油锅炉

燃油锅炉又根据用途不同

分为主锅炉和辅锅炉

现在商船上主锅炉产生的蒸汽压力

能达到60-80bar

主要用于船舶的推进

我们熟悉的泰坦尼克号

用的锅炉就是主锅炉

它产生的蒸汽驱动蒸汽机

推着船舶前进

但是 大家也都知道

泰坦尼克号上主锅炉烧的是煤

现在的主锅炉是烧油或者天然气的

辅锅炉内蒸汽的压力大约是6-8bar左右

主要用于燃油和其他物质的加热

这一讲咱们就着重了解一下这个

用于加热的燃油辅锅炉

燃油辅锅炉根据结构不同

可以分为烟管锅炉和水管管路

顾名思义 烟管锅炉

或者叫火管锅炉

它的管子内部流动的是烟气

管子外面是水空间

水管锅炉中管子内部流动的是水

管子外面是烟气

还有一种特殊的烟管锅炉

这种锅炉的烟管比较粗

在烟管内部还有从水空间

连接出来的 水管

这个 水管 上还长了很多的 针状物

这样就增加了烟气与水之间的换热面积

提高了换热效率

这种锅炉称为针形管锅炉

从外部整体来看

锅炉还分为立式锅炉和卧式锅炉

顾名思义

就是立着的锅炉和躺着的锅炉

不论是什么形式的锅炉

大家看 锅炉是利用燃油燃烧

产生的能量来产生蒸汽的

而燃油燃烧后产生的

主要是燃气和烟气

大家再想想

船上的主机工作之后

是不是也会产生大量的烟气啊

那我们可不可以利用

这些烟气来产生蒸汽呢

当然可以

而且如果把这部分废气利用起来的话

也能达到节能的目的

所以 现在商船上都设置了

废热利用的废气锅炉

大家看这张图

这是燃油锅炉

这是废气锅炉

除了主机排气通道上的废气锅炉外

大家看 每台发电柴油机上

都有一个小型的废气锅炉

但在绝大多数船上

由于发电柴油机排气的能量比较小

如果送入废气锅炉意义不大

并且如果把发电柴油机排气

和主机排气并联在一起的话

还会产生相互影响

所以废气锅炉一般

不接入发电柴油机的排气

船上的燃油锅炉和废气锅炉

都是产生蒸汽的设备

在不同的船舶上

它们的组合方式也不相同

这种 是燃油锅炉和废气锅炉

相互独立的组合方式

它们产生的蒸汽

通过各自的蒸汽管路输出

这种 是废气锅炉作为燃油锅炉的补充

是燃油锅炉的一个附加受热面

蒸汽从燃油锅炉中输出

废气锅炉用于对燃油锅炉中的水进行加热

还有一种是

燃油锅炉和废气锅炉

做成一体的组合式锅炉

这种锅炉的热量

一部分来自废气和燃油燃烧两部分

那大家再想一想

锅炉产生的蒸汽

加热完燃油之后去哪里呢

我们来看 大家应该都有烧水的经验

水在加热的过程中

会产生水蒸汽

水蒸汽遇到冷的物体就会凝结变成水

这是因为水蒸汽的热量散发了

船上的锅炉也是一样 它加热的是淡水

加热淡水后会产生水蒸汽

产生的蒸汽在加热完燃油后

也会变成水

但跟我们在家里烧水不一样

变成水的水蒸汽并没有散发掉

而为了节约能源

我们会让这些水循环起来

持续产生蒸汽 简单来看

锅炉的整个蒸汽系统就是这样的

锅炉产生蒸汽

送到燃油舱 空调

以及其他设备等不同的用户去加热

甚至我们很多船上

都是通过蒸汽来做饭的

不过大家不要误会啊

我们不是通过蒸汽直接加热米饭

而是通过蒸汽加热干净的淡水

再来煮饭

加热完的蒸汽就会变成水或者汽水混合物

经过冷凝后 到达热水井

热水井里面的水再经过给水泵

供给锅炉 如此循环往复

蒸汽到达燃油舱后

会进入到加热盘管

加热盘管布置在燃油舱柜的底部

根据加热量的不同

有的布置一层

有的布置多层

由于加热完的蒸汽除了水之外

还有可能还存在着汽水混合物

所以 如果直接供给锅炉的话

给水泵吸到蒸汽以后 有可能吸空

所以这些水和汽水混合物

需要进行冷却

这个冷却器就叫做大气冷凝器

冷却完的水会进入到热水井

热水井能对杂质进行过滤

如果蒸汽有损失的话

还能进行补水 可能大家也知道

家里的开水壶烧水时间长了之后会结垢

船上的锅炉也是一样

为了防止它产生结垢

我们可以怎么做呢

我们可以在热水井里投药防止它结垢

除了在热水井内投药外

为了防止结垢或者水质不达标

锅炉上还设置了排污系统

分为上排污和下排污

上排污主要是排出一些泡沫 漂浮物等

下排污主要排出像铁锈一样的固体杂质

这就是简单的蒸汽系统

通过前面的学习

大家也知道

不同船上的主机不一样

需要燃烧的燃油数量也不一样

所以需要的加热蒸汽量自然也不一样

那我们在选择锅炉的时候

就要考虑锅炉产汽量的大小

这也是锅炉非常重要的一个参数

叫做蒸发量 或产汽量

它是指每小时产生的蒸汽量

单位是kg/h或t/h

锅炉的性能参数除了

前面提到的蒸发量和蒸汽压力外

还有锅炉的效率和蒸发率

效率是指什么呢

它是指在锅炉里将水变成蒸汽

所得到的有效热量

与向锅炉内输送的热量的比值

蒸发率 指的是单位蒸发受热面积

每小时的产汽量

单位是kg/（㎡·h）

蒸发率越大 锅炉越紧凑

当然 在选择锅炉的时候

不仅要考虑燃油加热所需的热量

还要考虑人员取暖

洗澡用热水的加热

以及其他设备的蒸汽用量等

好 这节课我们了解了

对燃油进行加热的蒸汽系统

以及产生蒸汽的燃油锅炉和废气锅炉

这就是本讲的全部内容

那现在我们有了蒸汽系统

就可以加热燃油

有了燃油

机器烧油就可以转起来了

但它运动起来以后就会有摩擦

这个摩擦怎么解决呢

且听咱们后续分解