你永遠不會看到沒有鍋爐的船。
船用鍋爐是船舶上最重要的機械設備之一。
它是一種為主推進或輔助機械產生蒸汽的裝置。準確地說,它是一個封閉的容器,裝有水或其他液體,加熱后產生蒸汽,也可用于清潔和加熱淡水發生器中的海水。在一些船舶上,有兩個以上的鍋爐,特別是對于需要高溫高壓蒸汽的蒸汽動力船舶確是如此。同時,一個或兩個較小的鍋爐也可以運行不同的船舶機械。
鍋爐的主要工作是產生高壓蒸汽。提供給鍋爐汽包的給水通過燃燒燃料來利用能量的熱量。燃燒燃料的能量以高溫高壓的形式保留下來。在鍋爐內部的燃燒室內,燃料燃燒發生,為了實現效率和燃燒,空氣被供應到該燃燒室內。燃燒室中產生的熱量隨后通過大的表面積傳遞到水中,從而實現最高的能量傳遞率。
船用鍋爐的種類有兩種基本類型,即水管鍋爐和火管鍋爐。
水管鍋爐
水在管內加熱,熱氣體在管周圍。準確地說,水在管道中循環,然后通過火對管道進行外部加熱。通過使用該鍋爐,產生更多的蒸汽,鍋爐的整體效率高。水管鍋爐被廣泛使用,因為鍋爐的設計非常適合應用目的。水管鍋爐由兩個鍋筒、一套水管、一條給水管道和一個燃燒氣體排氣管組成。
● 水管鍋爐部件:
鍋爐殼體(壓力容器的外部圓柱形部分);
泥漿桶(位于鍋爐下方的桶,用于收集泥漿和沉淀物等雜質);
汽包(水和蒸汽的收集容器);
過濾器(用作濾器,在允許液體供應的同時支撐固體元素);
水冷壁(用于從燃料中提取熱量以產生蒸汽);
觀察鏡(在蒸汽鍋爐上,使用玻璃管來顯示鍋爐中的水位);
熔爐(主要目的是為燃料顆粒提供足夠空間,使其完全燃燒,并將煙氣冷卻至加熱表面可安全運行溫度);
安全閥(用于阻止鍋爐結構中的多余力);
給水止回閥(高壓水沿著該閥流動,釋放到鍋爐并向鍋爐供水);
蒸汽截止閥(外部供應的蒸汽流量由蒸汽截止閥控制);
燃燒器(用于在鍋爐中以首選速度同時啟動空氣和燃料。是燃燒石油或天然氣的關鍵設備);
過熱器(用于提高蒸汽溫度);
省煤器(用于與流體<通常是水>進行熱交換的熱交換器,還用于通過加熱給水回收離開鍋爐的煙氣熱量)。
水管鍋爐的工作原理:熱虹吸是水管鍋爐的工作原理。鍋爐有兩個汽包,特別是蒸汽汽包、下汽包或泥漿汽包。這兩個汽包通過兩個管道連接,如提升管和下降管。當燃料燃燒時會產生熱氣,從而使熱氣供應到鍋爐的外殼部分。燃料產生的熱氣將以水代替熱量,水變成蒸汽。當溫度升高時,濃度增加。蒸汽的濃度將低于水的濃度。因此在汽包中,由于濃度不同,水和蒸汽被分開。蒸汽因濃度低而向上流動,水因濃度高而向下流動。
● 水管鍋爐的類型
1.簡易立式鍋爐:一種在低壓下產生少量蒸汽的鍋爐。它產生的壓力接近10巴,在所有鍋爐中,這種鍋爐的結構簡單明了。
2.斯特林鍋爐:具有自然循環的彎管、外燃、固定水管鍋爐,其最大壓力范圍為60巴,蒸汽產量約為50000千克/小時,效率可達60%-80%。
3.巴布科克和威爾科克斯鍋爐:一種水平滾筒軸、自然通風、自然循環、多管、固定、高壓、固體燃料燃燒、外燃水管鍋爐,產生高壓蒸汽,用于其他機械和發電。
火管鍋爐
熱煙氣在管內流動,水被這些管包圍。與水管鍋爐相比,這是一種不能產生那么多熱量的低壓鍋爐。由于產生的熱量較少,該鍋爐的整體效率較低。火管鍋爐是最基本、最古老的鍋爐之一。這些類型的鍋爐在18世紀很有名,特別適合火車發動機。熱量和氣體的燃燒通過被水包圍的管道流動。大多數情況下,這些鍋爐的壓力最高可達250 psi。
● 火管鍋爐部件:
安全閥(必須采取安全預防措施,防止任何損失。因為高壓下的水含有大量能量,出于安全考慮,必須在鍋爐上安裝安全閥。壓力高于規定限值時,安全閥將打開。至少應提供兩個安全閥);
蒸汽截止閥(在殼體中的濕蒸汽被輸送至過熱器進行再熱時,提供一個截止閥來處理蒸汽控制。在這種情況下,重新加熱的蒸汽再次傳輸至殼體);
給水止回閥(給水通過給水止回閥進入鍋爐,除停止給水回流外,還用作止回閥,為提高效率,還應有省煤器、空氣預熱器和過熱器,如果沒有上述附件,鍋爐效率會很低);
壓力表(顯示鍋爐內部檢查的壓力量,位于外殼頂部,以各種單位表示壓力,目前使用數字型儀表,通過傳感器感測壓力,并將信號發送至顯示裝置);
水位指示器(操作員應在整個鍋爐運行過程中了解水位,否則鍋爐因無法承受壓力可能爆炸。為了避免這些問題,必須在鍋爐外殼上安裝水位指示器)。
● 火管鍋爐的類型
1.科克倫鍋爐:其中煤或氣體用作工作流體,產生蒸汽,蒸汽進一步用于各種用途。它是一種多管垂直火管鍋爐,具有許多水平火管。在科克倫鍋爐中,通過火管增加受熱面,這有助于獲得比簡單立式鍋爐更高的效率。
2.機車鍋爐:為多管臥式內燃式鍋爐。鍋爐水平布置,多管。內燃發生,水自然循環。機車鍋爐的操作與科克倫鍋爐相同,但結構不同。(由于采用自然循環,且內部燃燒,因此被認為是火管鍋爐)
3.蘭開夏鍋爐:一種臥式鍋爐和一種內燃式鍋爐,因為熔爐用于在鍋爐內部呈現。它是一個自然循環鍋爐,產生低壓蒸汽。熱效率高,約為80%-90%。這種鍋爐的尺寸大約是7-9米長,直徑在2-3米。蘭開夏鍋爐的優點是更可靠,操作簡單,清潔和維護工作量較少,但缺點是需要更多空間,需要大量的時間來產生蒸汽,不能產生高壓蒸汽。