第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點(diǎn)
為推進(jìn)船舶的蒸汽動(dòng)力機(jī)械供應(yīng)蒸汽的鍋爐。船用鍋爐對(duì)外形、尺寸和重量有嚴(yán)格的限制。在結(jié)構(gòu)上,鍋爐應(yīng)能適應(yīng)船舶搖擺、傾側(cè)和沖擊等航行條件。船用鍋爐要有一定的汽、水貯存容積,以適應(yīng)蒸汽動(dòng)力機(jī)械頻繁和大幅度改變負(fù)荷的需要。為了滿足輕小和機(jī)動(dòng)性高的要求,普遍燃用重油。鍋爐蒸發(fā)量為10~200噸/時(shí),蒸汽參數(shù)略低于相應(yīng)蒸發(fā)量的電站鍋爐。
船用鍋爐按其類型分為:主鍋爐、輔助鍋爐、廢氣鍋爐。
主鍋爐:在蒸汽動(dòng)力船舶上,以驅(qū)動(dòng)主汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)為主要任務(wù)的蒸汽鍋爐。蒸汽:6-10MPa,520-545攝氏度。
輔助鍋爐:在柴油機(jī)動(dòng)力裝置船舶上,蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽主要用于加熱燃油、滑油、工作水及提供各種生活用汽的鍋爐。蒸汽:0.5-0.8MPa,1-2t/h。
廢氣鍋爐:在船舶航行時(shí),將排氣通入在主機(jī)煙道中特設(shè)的鍋爐中,利用主機(jī)排氣的熱能,把鍋爐中的水加熱成飽和蒸汽,以代替輔助鍋爐,同時(shí)又提高了動(dòng)力裝置的熱效率。
第二節(jié) 發(fā)展歷程
18世紀(jì)上半葉,英國煤礦使用的蒸汽機(jī),包括J.瓦特的初期蒸汽機(jī)在內(nèi),所用的蒸汽壓力等于大氣壓力。18世紀(jì)后半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。19世紀(jì),常用的蒸汽壓力提高到 0.8兆帕左右。與此相適應(yīng),最早的蒸汽鍋爐是一個(gè)盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼,后來改用臥式鍋殼,在鍋殼下方磚砌爐體中燒火。
隨著鍋爐越做越大,為了增加受熱面積,在鍋殼中加裝火筒,在火筒前端燒火,煙氣從火筒后面出來,通過磚砌的煙道排向煙囪并對(duì)鍋殼的外部加熱,稱為火筒鍋爐。開始只裝一只火筒,稱為單火筒鍋爐或康尼許鍋爐;后來加到兩個(gè)火筒,稱為雙火筒鍋爐或蘭開夏鍋爐。
19世紀(jì)中葉,出現(xiàn)了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管,取代了鍋殼本身和鍋殼內(nèi)的火筒、火管。鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制,有利于提高鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽壓力。這種鍋爐中的圓筒形鍋殼遂改名為鍋筒,或稱為汽包。
20世紀(jì)初期,汽輪機(jī)開始發(fā)展,它要求配以容量和蒸汽參數(shù)較高的鍋爐。直水管鍋爐已不能滿足要求。隨著制造工藝和水處理技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了彎水管式鍋爐。開始是采用多鍋筒式。隨著水冷壁、過熱器和省煤器的應(yīng)用和鍋筒內(nèi)部汽水分離元件的改進(jìn),鍋筒數(shù)目逐漸減少,既節(jié)約了金屬,又有利于提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。
第二次世界大戰(zhàn)以后,鍋爐工業(yè)發(fā)展很快。40年代開始采用10兆帕、510℃左右的配50兆瓦發(fā)電機(jī)組的鍋爐;50年代開始采用14兆帕左右、540~570℃的配100~200兆瓦發(fā)電機(jī)組的鍋爐;60年代開始采用配300~600兆瓦發(fā)電機(jī)組的亞臨界壓力(17~18.5兆帕)鍋爐;70年代最大的自然循環(huán)鍋爐單臺(tái)容量已達(dá)850兆瓦。
70年代石油提價(jià)后,許多國家又轉(zhuǎn)向利用煤炭資源。這時(shí)電站鍋爐的容量也越來越大,要求燃燒設(shè)備不僅能燃燒完全,著火穩(wěn)定,運(yùn)行可靠,低負(fù)荷性能好,還必須減少排煙中的污染物質(zhì)。
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