第一节 产品定义、性能及应用特点
为推进船舶的蒸汽动力机械供应蒸汽的锅炉。船用锅炉对外形、尺寸和重量有严格的限制。在结构上,锅炉应能适应船舶摇摆、倾侧和冲击等航行条件。船用锅炉要有一定的汽、水贮存容积,以适应蒸汽动力机械频繁和大幅度改变负荷的需要。为了满足轻小和机动性高的要求,普遍燃用重油。锅炉蒸发量为10~200吨/时,蒸汽参数略低于相应蒸发量的电站锅炉。
船用锅炉按其类型分为:主锅炉、辅助锅炉、废气锅炉。
主锅炉:在蒸汽动力船舶上,以驱动主汽轮机运转为主要任务的蒸汽锅炉。蒸汽:6-10MPa,520-545摄氏度。
辅助锅炉:在柴油机动力装置船舶上,蒸汽锅炉产生的蒸汽主要用于加热燃油、滑油、工作水及提供各种生活用汽的锅炉。蒸汽:0.5-0.8MPa,1-2t/h。
废气锅炉:在船舶航行时,将排气通入在主机烟道中特设的锅炉中,利用主机排气的热能,把锅炉中的水加热成饱和蒸汽,以代替辅助锅炉,同时又提高了动力装置的热效率。
第二节 发展历程
18世纪上半叶,英国煤矿使用的蒸汽机,包括J.瓦特的初期蒸汽机在内,所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪,常用的蒸汽压力提高到 0.8兆帕左右。与此相适应,最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳,后来改用卧式锅壳,在锅壳下方砖砌炉体中烧火。
随着锅炉越做越大,为了增加受热面积,在锅壳中加装火筒,在火筒前端烧火,烟气从火筒后面出来,通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热,称为火筒锅炉。开始只装一只火筒,称为单火筒锅炉或康尼许锅炉;后来加到两个火筒,称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。
19世纪中叶,出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管,取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制,有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒,或称为汽包。
20世纪初期,汽轮机开始发展,它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发展,出现了弯水管式锅炉。开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用和锅筒内部汽水分离元件的改进,锅筒数目逐渐减少,既节约了金属,又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。
第二次世界大战以后,锅炉工业发展很快。40年代开始采用10兆帕、510℃左右的配50兆瓦发电机组的锅炉;50年代开始采用14兆帕左右、540~570℃的配100~200兆瓦发电机组的锅炉;60年代开始采用配300~600兆瓦发电机组的亚临界压力(17~18.5兆帕)锅炉;70年代最大的自然循环锅炉单台容量已达850兆瓦。
70年代石油提价后,许多国家又转向利用煤炭资源。这时电站锅炉的容量也越来越大,要求燃烧设备不仅能燃烧完全,着火稳定,运行可靠,低负荷性能好,还必须减少排烟中的污染物质。
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