船舶辅机9章-船舶辅助锅炉1教案

2012-2013第二学期船舶辅机教案一、授课教案课程名称: 船舶辅机授课教师姓名: 程相山职称（或学历）: 甲类三管授课对象：（轮机专业12年级wp1、2班级学生）授课时数: 4课题名称: 船舶辅机授课类型: 理论授课教材名称及版本: 船舶辅机（船员时任考试培训教材）*本单元或章节的第九章船用辅助锅炉第一节锅炉的性能参数和结构*教学目的及要求：锅炉的种类和结构锅炉的主要特性指标*授课主要内容及课时分配船舶锅炉的分类管中－高温烟气立式按火管锅炉管外－水（布置）卧式构造分管中－水或汽混合物锅筒三锅水管锅炉管外－烟气数目双锅单锅一部分管子火管式混合式一部分管子水管式产生蒸汽自然循环：流动因密度差而产生按水循环强制循环：多次强制循环——多次流过才全部蒸发方法（流动靠外力）直流锅炉——一次流过全部蒸发低压＜2.0MPa按汽中压 2.0～4.0MPa压分中高压 4.0～6.0MPa高压＞6.0Mpa锅炉的主要特性指标特性指标是指表征锅炉的热力特性、经济性、安全性、蒸汽质量生产能力等特性的指标。

主要特性指标有：蒸汽参数、蒸发量、锅炉效率、蒸发率、受热面热负荷、炉膛容积热负荷一、蒸汽参数表示锅炉所产生蒸汽的质量。

供应过热蒸汽时，压力和温度来表示供应饱和蒸汽时，压力和干度来表示二、蒸发量（D）单位：kg／h或t／h每小时产生的蒸汽数量叫做蒸发量。

在设计工况下，每小时产生的蒸汽数量叫做额定蒸发量。

D相同，蒸汽参数不同，蒸汽所具有的做功能力也不相同。

因此，用蒸发量表示锅炉的容量时，必须同时标明锅炉供应的蒸汽压力和温度。

三、蒸发率锅炉的蒸发率是锅炉的蒸发量D和蒸发受热面积H K之比。

表示蒸发受热面的传热强度，亦表征锅炉结构的紧凑程度。

因锅炉受热面各部分的受热量大小不等，故蒸发率为平均值。

四、锅炉效率η在锅炉中，把水变为蒸汽所用去的有效热量与向锅炉内供应的热量之比叫做锅炉效率，用η表示。

锅炉效率表示燃料完全燃烧所能放出的热量被锅炉有效利用的程度，其计算公式五、锅炉炉膛容积热负荷q V表示在单位炉膛容积内，每单位时间燃料燃烧放出的热量表征锅炉效率、工作可靠性及重量尺寸的重要参数q V大小实际反映为燃料燃烧中在炉膛内停留时间的长短B一定，q V 越大——燃料停留时间越短如V I 小则可能使油雾中大直径油滴来不及烧掉就离开——效率下降一、D型水管锅炉一、D型的组成及工作原理1、锅炉本体汽包（上锅筒）－气空间水筒（下锅筒）联箱构成水冷壁（上升管－主要辐射受热面）燃烧器炉膛蒸发管束（沸水管束）1）、汽包——作用：①储水：通过汽包中水位的上下波动，以应付给水与产汽量不平衡产生的波动——降低对给水调节要求。

②蓄热：汽包中的水（约为锅炉蓄水量的1/3）有蓄热能力，当输出与供入热量不平衡时，水可释放或吸收部分热量，减缓蒸汽压力波动③输送锅水，接受汽水混合物，并汽水分离④给水在其内进行锅内水处理¡ª¡ª并上部排污⑤给水在其内得以预热和除气2）、联箱和水筒——（不是受热面）联箱：固定水冷壁管子并形成正常水循环水筒：a 固定水冷壁以外的蒸发受热面管子b 锅水中的泥渣沉定排出3）、蒸发受热面管束锅炉中直接受热产生饱和蒸汽的受热面辐射受热面——水冷壁管及靠近炉膛的、前三排蒸发管束对流受热面——其余蒸发管束，4）、炉膛——F.O.雾化与燃烧的场所、由耐火砖墙和水冷壁组成水冷壁——铺设在炉膛内壁蒸发受热面管子。

保护耐火砖，冷却炉墙，同时提高蒸发率；通过在不同部位布置不同数量水冷壁来控制炉膛中烟气的温度和温度场分布，保证炉膛内良好的燃烧；它是整个锅炉蒸发受热面的重要组成部分。

水冷壁吸收的辐射热，约占锅炉整个受热面吸热量的1／3左右5）、燃烧器——由喷油器和配风器组成2、锅炉附加设备a)蒸汽过热器b)省煤器：又称经济器——用于加热给水，装在锅炉本体后面c)空气预热器加热助燃的空气，既达到回收热量又改善燃油燃烧条件，通常空气预热器安装在省煤器的后面省煤器与空气预热器统称尾部受热面，不是所有锅炉都必没有一个，有的装，有的只一个，有的没有3、锅炉系统及附件①F.O. 系统②给水、凝水、蒸汽系统给水系统：给水的输送管道、给水加热器、给水泵和给水调节阀凝水系统：从冷凝器到热水井或除氧器的管路及管路上设备和阀门蒸汽系统：蒸汽管路及管路上的各种阀门③通风系统自然通风——利用烟囱机械通风——A、压力——送风机B、诱导——排风机C、平衡——送与排风机④锅炉附件和监测仪表（1）作为保证锅炉安全工作的附件：水位表、安全阀和指示蒸汽参数的压力表和温度表；（2）作为监督燃烧的附件：风压计、CO2指示仪、氧量计、观烟镜等⑤自动化系统包括：给水自动调节燃烧自动调节过热蒸汽温度自动调节各种安全保护系统。

二、有关锅炉结构上的一些问题1、炉墙和炉衣各种受热面由炉墙和炉衣来包围以形成烟气流动通道；烟气温度在900℃以上的要求较高要求：①耐高温②抵抗灰渣侵蚀③绝热性良好，以免向外散热④气密性防止外界空气漏入或烟气外泄组成：耐火层、绝热层和密封层材料：耐火层——烧粘土耐火砖（现代采用纤维成型板－氧化绝热层——硅藻土砖或石棉板铝与氧化硅；耐火与绝热兼有密封层（炉衣）——薄钢板优点：炉墙重量轻，施工方便）三者共同作用，使外表温度不大于60 ℃新式水管锅炉中，用双层罩壳的炉墙结构结构：内外双层壳板，中间通去燃烧器的助燃空气特点：①中间助燃空气压力大于炉膛烟气压力，保证无烟漏入炉舱②空气带走散失的热量进入炉膛，提高助燃空气温度，降低了内壳板尤其是外壳板温度——绝热层可减薄2、水冷壁材料：水冷壁管子为锅炉无缝钢管；Φ＝51ｍｍ布置：①垂直布置，不得水平布置，水平倾角＞30°，最小≮15 ——防止在侧水冷壁管子延伸至炉顶的部分（顶篷管）管子中发生汽水分层②在锅筒或上联箱处吊挂——具有自由膨胀的可能。

作用：①构成水冷壁水循环回路的上升管②主要的辐射受热面③保护炉墙——减少溶渣和高温对炉墙的破坏作用④可使炉墙厚度减少，重量减轻结构有三种：光管、膜式和棘形水冷壁⑴光管水冷壁（管子外表光滑)节距比s／d——表征管子排列的密集程度，及保护炉墙的功效⑵膜式水冷壁在炉膛中做成一个连续无缝的金属炉墙型式：①钢管两边挤出两鳍片再拼焊②光管和狭钢条间隔拼焊优点：①严密性好，可配合微正压或负压的低过量空气燃烧②炉膛气密性好，可降低排烟热损失，提高热效率③能经受水洗，简化炉墙维护④炉墙较薄，蓄热量小，有利停炉检修⑤可分片组装出厂，便于安装⑥适用于两边接触高温火焰的双面水冷壁缺点：①对水质处理的要求十分严格②一旦管子损坏，检修工作十分麻烦⑶棘形水冷壁在管子表面面向炉膛一侧焊上许多棘钉，将耐火材料涂在其上，可以使其吸热率降低，从而满足炉膛不同部位的一同吸热要求。

3、构架要求：足够的刚性、强度和最小的重量作用：①炉墙、炉衣的载体②固定和支承经济器、空气预热器、过热器③D型锅炉的汽包和蒸发受热面的大部分重量也经构架传至锅炉基座4、基座与支座锅炉的水筒和联箱等重量→支座→基座→船体在锅炉起停过程中，为了使锅炉有胀缩的余地，所有支座中往往只一个是固定在基座，以防整个锅炉发生移位．其余皆可在垫板上自由滑动。

*教学重点、难点及对学生的要求教学重点：1.锅炉的种类和结构2.船舶辅锅炉的结构和附件教学难点：船舶辅锅炉的结构和附件*教学手段、教具多媒体课件、板书*采用的教学方法对比法、启发法、演示法、逻辑推导法等*教学过程：*导入课题柴油机动力装置船设辅锅炉[Auxiliary/Donkey Boiler] ：产生饱和蒸汽[SaturatedSteam]驱动蒸汽辅机、加热燃油、滑油、空调、生活用等。

*讲授新课管中－高温烟气立式按火管锅炉管外－水（布置）卧式构造分管中－水或汽混合物锅筒三锅水管锅炉管外－烟气数目双锅单锅一部分管子火管式混合式一部分管子水管式产生蒸汽自然循环：流动因密度差而产生按水循环强制循环：多次强制循环——多次流过才全部蒸发方法（流动靠外力）直流锅炉——一次流过全部蒸发低压＜2.0MPa按汽中压 2.0～4.0MPa压分中高压 4.0～6.0MPa高压＞6.0Mpa*巩固练习及讲评1.水管锅炉与烟管锅炉相比，_________是不对的。

A．蒸发率较大B．相对体积、重量较小C．效率较高D．对水质要求较低2.盘管式废气锅炉是一种_________锅炉。

A．烟管B．强制循环水管C．自然循环水管D．B或C3.水管锅炉汽包与水筒间连接有受热少的较粗水管，其作用是_________。

A．加强汽包、水筒刚性的支撑管B．作为强制循环的供水管C．作为锅水自然循环的下降管D．作为锅水自然循环的上升管4.水管锅炉的水冷壁是指设在炉膛壁面的_________。

A．用水冷却的钢板B．有水强制循环的管排C．构成自然循环下降管的密集管排D．构成自然循环上升管的密集管排5.水管锅炉的辐射换热面是_________。

A．沸水管B．水冷壁C．汽包D．水筒*教学内容小结总结: 锅炉操作程序A：手动启动1：检查燃油系统和主电源，控制电源系统都正常。

2：合上燃烧器控制板上的主电源，按下警报停止和复位按钮。

3：将燃烧器选择开关转到“MANU”位置。

4：控制板内部的加热器开关转到“OFF”位置（用轻油）或“ON”位置(用重油)，将风机马达开关转到“MANU ON”位置风机和燃油泵同时运转进行预扫风。

5：将点火开关转到“MANU ON”同时将燃油阀开关转到“MANU ON”位置待得到稳定的燃烧后将点火开关转到“AUTO”位置,如果燃烧器在10秒内没有着火，立即将燃油阀转到“AUTO”位置。

6：手动操作按以上程序进行，要停止燃烧器，将所有开关按5和4的顺序转到“AUTO”位置即可。

B：自动运行当手动转到自动运行时，先停止燃烧器一会，检查确认控制板内部的所有手动状态运行开关已被转到“AUTO”位置，转换燃烧器开关到“AUTO”位置，燃烧器自动投入运行。

C：轻→重油转换程序1：当重油日用柜出口油温在60°C2：打开重油进口阀，关闭轻油进口阀。

3：打开伴温阀。

4：设定加热器操作板上温控器的低油温在60°C5：将加热器转换开关转到“ON”位。

6：加热器出口的油温将逐渐上升，逐步将温控器的设定值增大直至105°C，待出口油温达到120 °C以上时，将燃油控制板上的温控器开关转至“NOR”位置即可。

D ：重→轻油转换程序1：先将燃烧控制板上的温控器开关转至“BY-PASS”位。

2：关闭加热器开关。

3：待热器出口温度低于80°C时打开轻油进口阀关闭重油阀。

4：关闭蒸汽伴温阀。

*布置作业、复习思考题记忆锅炉操作程序*学生讨论、提问名词解释：锅炉基本参数：蒸发量、蒸汽参数、锅炉效率、受热面积、蒸发率、炉膛容积热负荷。