蒸汽动力、、、

船用蒸汽动力装置的整体构建与设计，张静巧，哈工程

增压锅炉是蒸汽动力装置的主动力设备。

蒸汽动力装置是大型舰船的主动力装置，它决定着军舰的航速性，机动性和续航力等重要战术技术性能。舰用锅炉是蒸汽动力装置的一个主要设备，构成了舰船的主推进装置，在蒸汽动力装置中具有重要的地位。

舰用增压锅炉低的重量尺寸指标、良好的动态特性、高的经济性、可靠性和可维护性表明它良好地适用于海军大中型舰船的主动力装置。舰用增压锅炉在战斗、巡航等恶劣的工作条件下能够稳定正常的工作，对舰用增压锅炉的控制系统提出了更高的要求，要求其稳定性要好，响应速度要快。

船舶蒸汽动力装置热力系统的仿真分析，马武学，哈工程

增压锅炉动力装置较好地满足了现代船舶动力装置的技术要求，船用增压锅炉动力装置在可靠性、生命力、经济性、重量尺寸和维修性等方面都具有较为良好的性能，普通锅炉装置远不能与之相比。增压锅炉的应用减小了动力装置重量尺寸，这大大有利于提高船舶的航速及其机动性，目前增压锅炉动力装置是现代船舶动力推进装置的研究方向之一，因此，对增压锅炉动力装置的研究具有重要意义。

蒸汽动力装置以其功率大、造价低、技术成熟、研制周期短、使用寿命长和制造运营经验丰富等一系列特点，成为我国重要的船用动力型式之一。增压锅炉动力装置的使用较好地满足了现代船舶动力装置所提出的技术要求。欧美各国发展的几种船用增压锅炉动力装置在可靠性、生命力、经济性、重量尺寸、机动性、耐久性和维修性等方面都具有较为良好的性能。其中尤以重量尺寸指标改善最为明显，普通锅炉装置远不能与之相比。动力装置的减小，大有利于提高船舶航速及其机动性。因此，增压锅炉动力装置是现代船舶动力推进装置的研究方向之一。

船用动力装置是船舶的重要组成部分。其主要任务是保证船舶在航行、锚泊和系岸等工况下所需要的各种动力和能源(如热能、电能等)。因此，它决定着船舶的航速性、机动性和续航能力等重要技术性能。

以水蒸汽作为工质的动力装置称为蒸汽动力装置，简称汽力装置。装置中蒸汽锅炉把燃料中的化学能转变为热能，再将水转变成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽送入主汽轮机后热能转变成机械能带动螺旋桨回转做功，推动船舶运动。

蒸汽动力装置被用作为船舶的主动力装置。船用主锅炉是蒸汽动力装置中的一个主要设备，在蒸汽动力装置中具有举足轻重的地位。它构成了船舶的主推进装置。

增压锅炉动力装置中的烟气涡轮、压气机、辅助汽轮机各部件间匹配关系非常复杂，国外视其为专利技术而严格控制。该技术在国内有待进一步发展和完善，因此，开展船用增压锅炉动力装置技术研究对发展我国大功率蒸汽动力装置具有重要意义。

增压锅炉是指利用压气机替代鼓风机向锅炉输送空气的锅炉。增压锅炉和烟气涡轮增压

机组的启动过程是依靠能在常压下启动的增压锅炉来实现的。增压锅炉点火启动过程需要通风机提供空气点火燃烧，当锅炉产生蒸汽后，其中一部分被输送到辅助汽轮机中膨胀做功并驱动辅助汽轮机旋转。从而辅助汽轮机带动压气机和烟气涡轮一同旋转，压气机开始工作后吸入空气，并把压缩的空气送到增压锅炉炉膛内燃烧，燃烧后的烟气排入烟气涡轮内膨胀做功，和辅助汽轮机一起驱动压气机旋转，增压锅炉根据主动力装置中主汽轮机的需要调整蒸汽。当主动力装置需要较多的蒸汽时，增压锅炉增加燃料耗量，同时也需要压气机提供相应的空气流量，这时涡轮增压机组通过调整辅助汽轮机进汽量提升压气机转速来增大压气机流量来满足增压锅炉的需要。由于炉膛中空气压力的提高，使燃料在较高密度及温度的助燃空气下进行燃烧，大大强化了燃烧过程，同样的燃料量可以在较小的炉膛容积中燃烧完全。炉膛压力的增加使烟气的压力也在同一水平上增加，这就使流过受热面的烟气重量流速增加，大大促进了对流换热，提高了锅炉热效率。

在大排水量的船舶上，汽轮机装置是一种主要的动力源，而主蒸汽锅炉是一个主要部件。新结构主蒸汽锅炉的建造一直沿着所有部件可靠性要高、运行寿命要长、重量尺寸特性要小、确保检修要方便的研制道路前进，提高锅炉及整个动力装置的经济性也给予高度重视。在保证其可靠性条件下，减少锅炉的质量和外形尺寸是通过增加其热负荷和热交换过程强度进行的。船用增压锅炉低的重量尺寸指标、良好的动态特性、高的经济性、可靠性和可维护性表明它良好地适用于大中型船舶的主动力装置。

2.3船用增压锅炉动力装置的发展方向

新结构船用增压锅炉动力系统的建造一直沿着具有高可靠性、高运行寿命、小的重量尺寸特性和良好的可维护性的研制道路前进。同时也高度重视提高整个动力装置的经济性。这就要求船用增压锅炉在航行等恶劣的工作条件下能够稳定正常的工作，由此对船用增压锅炉的控制系统提出了更高的要求，要求其稳定性要好、响应速度要快。目前增压锅炉设计和研制的改进工作主要集中在改进其蒸汽初参数(研制相应的耐高温材料)，以便进一步提高锅炉及整个动力装置的效率，并进一步提高其可靠性。

舰用蒸汽动力装置原理及其战斗使用讲义

舰用蒸汽动力装置的变工况性能

舰用蒸汽动力装置是按一种工况设计出来的，一般设计工况选为全工况，然而在舰艇的整个服役过程中，装置经常在非设计工况工作，亦即在变工况工作。这时，整个汽力装置或它的各个组成部分的性能都将发生变化，研究和掌握这些性能的变化，对我们操纵管理装置来说是非常重要的。因为只有理解了它们的性能变化之后，才能在变工况时很好的使用它们，发挥装置最好的性能。例如，当舰艇在一般情况下航行时，从装置的角度来考虑，使用在什么工况最合适？在低速航行时，是否可以使用部分推进器工作等等问题都是只有通过研究装置变工况性能以后才能很好解决。

某船蒸汽动力系统建模与仿真研究

船舶蒸汽动力系统是一个系统复杂、设备众多的能量转换系统。由于其特殊的工作环境，相对普通电站蒸汽系统而言，船舶蒸汽动力系统具有惯性小、动态过程变化大、各子系统的关联和制约因素多等特点。因此要了解其运行的动态特性，研究船舶蒸汽动力系统的动态模型就十分必要。

蒸汽动力装置以其功率大、造价低、技术成熟、研制周期短、使用寿命长和制造运营经

验丰富等一系列特点，成为我国重要的船用动力型式之一。国外船舶蒸汽动力一直在积极发展中，新型船舶锅炉也不断涌现，技术水平日益提高，蒸汽动力装置至今仍有强大生命力。欧美各国发展的几种船用增压锅炉动力装置在可靠性、生命力、经济性、重量尺寸、机动性、耐久性和维修性等方面都具有较为良好的性能，其中尤以重量尺寸指标改善最为明显，普通锅炉装置远不能与之相比。

以水蒸汽作为工质的动力系统称为蒸汽动力系统。系统中蒸汽锅炉把燃料中的化学能转变为热能，再将水转变成具有一定压力和温度的蒸汽，一部分蒸汽送入主汽轮机后热能转变成机械能带动螺旋桨回转做功，推动船舶运动蒸汽动力装置被用作为船舶的主动力装置;另一部分蒸汽推动泵、风机等辅助装置做功，保证船舶在各种工况下的动力和能源需要。

与内燃机动力装置相比，蒸汽动力装置有如下特点:

1)由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速工作轮，因此单机功率要比活塞发动机大。现代舰艇用汽轮机的单机功率已达250MW以上;

2)汽轮机叶轮转速稳定，无周期性扰动，因此，机组振动小、噪音小;

3)磨损部件少，工作可靠性大，使用期限可达105小时以上;

4)使用劣质燃料油，滑油消耗率也很低，仅为0.19/(kw·h)

一0.599/(kw·h)，而柴ha机的滑油消耗率为39/(kw·h)、109/(kw·h)。

另外，蒸汽动力装置也存在一些缺点如:

l)蒸汽动力装置中辅助机械和设备多，总质量和尺寸较大，占去了船体许多营运排水量;

2)燃油消耗量大，装置效率较低，额定经济性公为柴油机装置的1/2一1/3，因此在相同燃料储备下续航力降低;

3)机动性差，启动前准备时间为30min一50min;紧急情况下，缩短暖机过程后也需要巧min一20min;在舰艇上为保证立即起锚的要求，以暖机状态停泊，从而增加了停泊时的燃料消耗。

4)另外，从一种工况变换到另外一种工况的过渡时间也较柴油机动力装置长2倍一3倍。

在蒸汽动力系统中，增压燃烧的特点，使炉膛燃烧产生的烟气温度和压力均较高，因而增压锅炉的热力特性与普通锅炉相比主要有以下显著的特点:

1)与普通电站锅炉相比，船用锅炉具有惯性小、动态变化大、启停及增减负荷频繁、各子系统的关联和制约因素多等特点。另外，船在带有载荷及大风浪中航行时，往往存在一定程度的横倾和纵倾，对锅炉汽包水位有很大影响。

2)与船用非增压锅炉相比，船用增压锅炉具有相对较高的炉膛压力、较小的炉膛容积和较大的喷油量，使烟气的运动速度相对较高，因而烟气与管壁之间存在相对较大的流速，其对流换热成为炉膛总换热量不可忽略的一部分。而在以前的船用非增压锅炉的炉膛换热力计算中，炉膛对流换热量由于较小往往可以忽略，因此国内以往关于炉膛换热的热力计算方法并不适用于增压锅炉。

3)船用增压锅炉具有更高的烟气流速。不但直接提高了对流蒸发管束、过热器和经济器等对流换热器的对流换热系数，还由于烟气流速和压强的增大导致管束表面积灰程度的下降，也提高了换热器的换热系数。热力计算时需要选择与以往不同的修正系数。