船舶辅锅炉燃油设备与系统
一、船舶动力管系.
一、船舶动力管系1．船舶燃油系统图5-3-1 燃油系统示意图燃油系统为主、副柴油机、锅炉等供应足够数量和一定品质的燃料油，以确保船舶动力机械的正常运转；一般由燃油舱（储存柜）、沉淀柜、日用柜、驳运泵、调驳阀箱、分油机、粗细滤器、输送泵、加热设备及有关管路与阀件（如图5-3-1）组成；燃油系统的功能包括如下六个：⑴注入指船舶所需燃油自船舶两舷甲板经注入口和注入管路注入主燃油舱，注入时一般是利用岸上油泵或船上的燃油驳运泵，注油后将注油口封好，以防落入污物；⑵贮存船上设有足够容量的储油舱，储备燃油以满足船舶最大续航力的需要，例如利用双层底的一部分作为双层底燃油舱，利用双层底至上甲板的两舷部分作为深油舱等；⑶测量为了及时了解燃油舱（柜）中的燃油储量、主机的燃油消耗量和系统中各处的燃油温度与压力等，在燃油系统中还设有测量与指示装置，如流量计、温度计和压力表等；⑷驳运为了满足日常使用和船舶稳性的要求，在各燃油储存舱、柜之间进行燃油的相互调驳；⑸净化对于燃油中所含的水分和杂质通常采用加热、沉淀、过滤和分油机分离等方法进行净化和处理；⑹供给将经过沉淀、分离净化后符合要求的燃油驳入日用油柜，再由燃油供给泵或靠重力使燃油经过滤器过滤后输送到主、副柴油机和锅炉。
对船舶燃油系统的管理要注意一下几个要点：⑴正确选用燃油；⑵做好燃油的净化工作；⑶定时排放油舱（柜）的水和脏污物，大风浪天气尤其；⑷做好燃油的申领、加装与日常管理工作；防止混装和溢油。
⑸轻、重油切换注意事项，正常航行改成机动操纵时，重油换用轻油，可直接进行（有缓冲器时），然后关闭蒸汽加热系统和粘度计；反之，轻油换用重油，应该加热轻油至85℃，运转一段时间，待高压油泵预热后再换重油，并调节蒸汽加温阀使重油达到所要求温度，由粘度计自动调温。
2．滑油系统船用润滑油系统种类较多，除曲柄箱润滑油系统、透平润滑油系统和气缸润滑油系统外，还包括液压油、冷冻机油、齿轮油等。
通常润滑油系统主要指曲柄箱油润滑系统、透平油润滑系统和气缸油润滑油系统，其中前两种系统又称为滑油循环系统，后者又称为全损润滑油系统。
船舶燃油系统的工作原理燃油系统主要由燃油输送和分油系统燃油日
船舶燃油系统的工作原理燃油系统主要由燃油输送和分油系统、燃油日用系统两大部分组成。
而燃油日用系统又可分为主机燃油日用系统、柴油发电机燃油系统和锅炉燃油系统等。
㈠燃油输送和分油系统燃油输送和分油系统中包括了燃油的注入管路、燃油输送和燃油分油系统。
图5.1.1所示为某散货船的燃油输送和注入部分的系统图。
从图中可以看出该系统由燃油的注入、燃油的输送两部分组成。
1. 燃油的注入该船使用的燃油主要是轻柴油和燃料油，故在甲板的左右舷均设有轻柴油和燃油的加油站，以满足船舶任何一舷靠码头时都能方便地加油的需要。
由于采用压力注入法，故在加油站的注入连接管上设有压力表，注入总管上装有安全阀，以防止管路超压。
安全阀溢出的油分别泄放到机舱内双层底柴油舱和燃油溢流舱。
在注入阀之前还设有滤器，可以过滤掉一部分燃柴油中的杂质。
柴油由甲板两舷的注入阀经注入总管至左柴油深舱和双层底柴油舱。
燃油由两舷的注入阀经注入总管引至位于货舱双层底的1#、2#、3#燃油舱及机舱前部两舷的燃油深舱，燃油深舱的注入阀也设置在加油站内，可在甲板上直接控制加油过程。
燃油的加油总管还与输送泵吸口相连，因而既可以使用供油船的供油泵进行注入，在应急情况下也可以用船舶上自己的输送泵抽吸油驳上的燃油供到各油舱。
2. 燃油的输送本系统设有柴油输送泵15 和燃油输送泵14 各一台，进出口连通，可以互相备用。
连通管上设有隔离阀和双孔法兰，平时为常闭状态。
故一般情况下，两台泵通过各自的管路负责柴油和燃油的输送任务，只在应急情况下才会通过连通管路作为各自的备用泵。
燃油输送泵功能之一是能将燃油深舱的燃油驳至双层底燃油舱的任一舱内，或完成双层底燃油舱各舱之间的驳运。
之二是将各燃油储存舱内的燃油通过注入总管从甲板排出。
之三是将燃油输送至燃油沉淀舱，经沉淀和分油机分离后排至燃油日用油柜，再供给各用油设备。
燃油沉淀柜上设有四只液位开关，其中有二只（高位停泵HSP、低位开泵LST）控制输送泵的自动起停，使燃油沉淀柜的注入实现自动控制。
第十三章 船舶辅锅炉装置
第十三章船舶辅锅炉装置第一节锅炉的性能参数和结构（4星）知识点1：锅炉的性能参数（5星）知识点2：燃油锅炉主要结构类型和特点（4星）知识点3：废气锅炉的主要结构类型和特点（1星）知识点4：燃油锅炉和废气锅炉的联系方法（3星）知识点5：水位计（3星）知识点6：安全阀第二节锅炉的燃油设备和燃油系统（5星）知识点1：喷油器（4星）知识点2：配风器（1星）知识点3：电点火器及火焰感受器（2星）知识点4：燃油器的管理（3星）知识点5：燃油系统的组成及其工作（4星）知识点6：燃油燃烧的过程及保证燃烧质量的条件第三节锅炉汽水系统及其管理（5星）知识点1：汽、水系统的组成和管理第四节锅炉的管理（3星）知识点1：锅炉自动控制的主要要求（4星）知识点2：点火前准备和点火升汽注意事项（4星）知识点3：运行和停用的注意事项（5星）知识点4：锅炉水质化验与处理（2星）知识点5：锅炉长期停用时的保养（5星）知识点6：锅炉的清洗第一节锅炉的性能参数和结构知识点1：锅炉的性能参数1．蒸发量--每小时产生的蒸汽量（t/h或kg/h）。
锅炉标注的额定蒸发量是指在额定工况下连续运行能保证的最大蒸发量。
额定工况对燃油锅炉来说是指额定蒸汽工作压力和温度、规定的锅炉效率和给水温度；额定工况对废气锅炉是指额定烟气流量和进、出口温度。
2．蒸汽压力和温度。
锅炉标注的是名义蒸汽压力，运行时的实际汽压可以适当超过它，但不能超过锅炉设计压力。
试验压力为设计压力的150%。
锅炉供应饱和蒸汽时，蒸汽温度就是蒸汽压力所对应的饱和蒸汽温度；当供应过热蒸汽时，蒸汽温度是指过热器出口处的过热蒸汽温度。
3．效率--从给水变为蒸汽所得到的热量与供给锅炉的热量之比。
锅炉的各种热损失包括：（1）排烟热损失--排烟所带走的热量损失。
这是锅炉最大的一项热损失，其值取决于排烟的数量和温度。
（2）气体不完全燃烧热损失（亦称化学不完全燃烧热损失）--烟气中未能完全燃烧的CO、CH4、H2等气体未能发出的热量。
XD1403锅炉燃油设备
第十四章 船舶辅助锅炉
[ 11 ]
1.喷油器 1.喷油器(Oil burner) 喷油器 喷油器作用：(1)控制喷入炉内燃油的流量；(2)将燃油雾化， 保证燃烧质量。 对喷油器性能的主要要求： 对喷油器性能的主要要求： (★★★★★) (1)有较大的调节比(最大喷油量/最小喷油量)，以适应不同蒸 调节比( 调节比 最大喷油量/最小喷油量) 发量的需要； (2)获得尽可能细和均匀的油雾(50µm>85%，无>200µm)； (3)油雾要有适当的雾化角； 雾化角； 雾化角 雾化角 雾化角>气流扩张角； ①雾化角>气流扩张角； 气流扩张角 雾化角与喷火口配合； ②雾化角与喷火口配合； 喷火口角 (4)油雾流的流量密度 流量密度(单位时间通过单位横截面积的燃油体积) 流量密度 沿圆周分布应均匀，而中心部分是回流区，流量密度要小，过 多的油喷入不利于高温烟气回流。
雾化
油雾
加热
油蒸气
空气 温度
燃烧
τ=
d 02
τ-油滴燃烧完所需要的时间；
d0-油滴的直径，mm； K-燃烧速度常数，mm2/s；
K
油滴燃烧完所需要的时间与其直径的平方成正比。 油滴燃烧完所需要的时间与其直径的平方成正比。平均油 滴直径控制在100μm以下。
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
船舶辅机
Marine Auxiliary Machinery
第十四章 船舶辅助锅炉
[3]
2.空气过剩系数 2.空气过剩系数(Excess air ratio) 空气过剩系数 供给1kg燃油(完全燃烧)的实际空气量Vk与所需的理论空气量V0 实际空气量V 与所需的理论空气量V 实际空气量 之比称为空气过剩系数 α。 之比称为空气过剩系数 α。
船用辅助锅炉的工作原理
船用辅助锅炉的工作原理
船用辅助锅炉通常采用燃油作为燃料，其工作原理如下：
1. 燃料供应：燃油从船舶的燃油储存系统中供给给辅助锅炉。
燃油可以是重油、轻油或柴油，根据船舶的需求和燃油的可用性来决定。
2. 点火和燃烧：燃油进入辅助锅炉的燃烧室，在燃烧室中点火。
点火时，将一个点火器或火焰枪引燃燃烧室中的燃油，以启动燃烧过程。
3. 加热水：辅助锅炉内的燃烧过程会释放出热能，从而加热锅炉的水。
水从船舶的给水系统中经过泵送到锅炉中，在锅炉内与热能进行热交换，从而升温。
4. 蒸汽产生：经过加热的水会转化为蒸汽。
锅炉内的加热水会使水中的分子变得活跃，并形成蒸汽，蒸汽在锅炉内积聚。
5. 蒸汽供应：产生的蒸汽通过管道输送到船舶的主蒸汽系统中，为主发动机、发电机或其他设备提供动力。
蒸汽供应可以通过调节辅助锅炉的蒸汽排放和控制系统来进行调整。
6. 控制系统：辅助锅炉通常配备了各种传感器和控制装置，用于监测和控制锅炉的温度、压力和燃油供应等参数。
这些控制系统能自动调整燃油供应和燃烧过程，以确保锅炉的安全和高效运行。
总之，船用辅助锅炉的工作原理是利用燃油的燃烧释放热能，将水加热转化为蒸汽，最终提供动力供给船舶的各种设备。
船舶辅锅炉自动控制系统可靠性分析
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｅｉｂ ｌｔ ａ ｈ ｐ ｆｅ ｉ ｄ ｎ ｅ ｉｅ ｏ ｒ ｌｅ ｙ ｒ ｌｙ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｉ ｖ ｌ ａ ｅ ｅ ｒ ｌａ ｉｉｙ ｌｂ ｓ ｉ ｕ ｌｏ ｌ ｏ ｋ ｙ ｂｏｌｒ ｃ ｎｔｏｌ ｄ ｂ ｅ ａ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｅ ａｕ ｔｄ
中图分 类号 ： ６４ ５ Ｕ ６ ． 文献标 志 码 ：Ａ
Ｒｅｉ ｂ ｌ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ｎ ｓ ｐ ｄ ｎ ｅ ｏ ｌ ｒ ａ ｔ ｍ ａ ｉ ｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｌ ｉ ｔ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈｉ ｏ ｋ ｙ ｂ ｉｅ ｕ ｏ ｔｃ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓ ｅ ａ ｉ
船 舶 辅 锅 炉 自动 控 制 系统 可 靠 性 分 析
李寒林 ， 林金表 ， 少芬 ， 林 鹿 勇
（ 集美大学 轮机 工程 学院， 福建 厦 门 ３ １２ ） ６０ １
摘
要： 对采 用继 电器控制 系统进 行控 制 的某 实验 室船舶 燃 油辅助锅 炉 ， 用计 数 法进 行 可 靠性 评 采
ｕｉｇｃｕ ｔ ｇｍ ｔ ｄ ａ ｄｍｅｎｔ ｅｔ ｆ ｌｒ Ｍ ＴＦ ｆｈ ｏ ｔ ｌ ｉ ｕｔ ｓ ｄ ｃｄ ｔ ｃｎｒｌ ｙ— ｓ ｏ ｎｉ ｅ ｏ ，ｎ ａ ｍ ｉ ｅ（ １ｒ ）ｏ ｅｃｎｒ ｒ ｉｉ ｅ ｕｅ ．Ｉ ｏｔ ｓ ｎ ｎ ｈ ｉ ｏ ａｕ ｔ ｏ ｃ ｃ ｓ ｏｓ ｔｒ ｉ ｃ ａ ｇｄｆ ｍ ｒ ａ ｏｔ ｌｏｓ ｇ ｈｐｍ ｃｏｏ（ Ｃ ．Ｔ ｅｒ ｉｂｌｙｏ ｅ ｏ ｔ ｌ ｙｔｍ ｉ ｅ ｈ ｎｅ ｏ ｅ ｙｃｎｒ ｉ ｌ ｃｉ ｉ ｃ Ｓ Ｍ） ｈ ｌ ｉｔ ｆ ｗ ｃｎｒ ｓ ｎ ｓ ｒ ｌ ｏｔ ｎ ｅ ｙ ｅ ａ ｉ ｎ ｏｓ ｅ ｓ
性 得 到提 高．
船用燃油锅炉工作原理
船用燃油锅炉工作原理
船用燃油锅炉是一种用于产生蒸汽或加热水的设备，它们在海上交通和航海业中发挥着关键作用。
这些锅炉的工作原理旨在通过燃烧燃油产生高温烟气，进而加热锅炉的水或产生蒸汽。
首先，燃油被输送到燃烧器中，并与空气混合形成可燃气体。
燃烧器同时将该混合气体喷射到燃烧室中。
一旦点燃，可燃气体会产生火焰，并释放热量。
燃烧产生的高温烟气通过锅炉的烟管或管束，或者在某些锅炉中通过火焰管束，传递给包围在其中的锅炉水。
烟气与水之间的热量传递导致水的温度升高。
锅炉水温升高后，可以用于加热船舶的液体货物或产生所需的蒸汽。
如果是用于产生蒸汽，高温水会进入锅炉的蒸汽发生器中，在这里热量会转移到水中，并导致水转化为蒸汽。
蒸汽可以进一步用于推动发动机、电力发生装置或用于其他船舶系统。
为了保持锅炉的效率和安全性，还需要一些辅助设备，如风扇、燃料泵、控制系统等。
这些设备有助于调节燃油和空气的供应，以及监测和控制燃烧过程的温度和压力。
总的来说，船用燃油锅炉的工作原理包括燃油的燃烧、生成高温烟气、烟气与锅炉水之间的热交换和产生所需的蒸汽或加热船舶的液体货物。
这些关键的工作原理使得船用燃油锅炉成为海上交通和航海业中不可或缺的设备。
船舶辅锅炉资料
(卧式三回程火管锅炉)
2、D型水管锅炉
（1）炉膛、炉墙和 炉衣
a、炉膛4：
作用：提供足够的 空间，使燃油充分 燃烧
温度：理论燃烧温 度17000C左右。
出口温度11000C左 右，太高：灰分融 解，粘附于管壁； 太低：燃烧不充分
正常： q3 =0.5%~1% Q4：散热损失。D↑→ q4 ↓
4、受热面积：蒸发受热面积＋附加受热面积 （有的辅锅炉无）
5.蒸发率（产汽率）：单位蒸发受热面积每小 时产生的蒸汽量。蒸发率越高，锅炉结构越紧 凑
6.炉膛容积热负荷qv：单位炉膛容积在单位时 间内燃料燃烧放出的热量
Qv=BQD/（3600Vl）
给水：水位自动调节器控 制给水泵经给水阀和内给 水管16向锅炉补水，并控 制锅炉水位在规定范围
检查（修）：
烟气侧：检查门17
水侧：人孔门18
隔热
传热特点和工作性能
①蒸发率低，热效率也较低 ②相对体积和重量较大，适用工作压力较低，
蒸发量较小
蓄水量多（锅炉蒸发量的3~4倍），锅炉重量大 （蒸发量的6~8倍），一般工作压力＜2MPa，蒸发 量≯10t/h
船舶辅锅炉的结构与附件
一、燃油锅炉F.O. Boiler
1、立式横烟管锅炉 结构：
烟侧：炉胆、燃烧室、 烟管
水汽侧：烟气空间之外
燃烧：喷油雾化，与供 风混合，燃烧，烟气经 烟管、烟箱排入大气
传热
炉胆和燃烧室：辐射受热 面。面积占10％，传热量 占一半以上，蒸发强度 （蒸发率）大。火焰中心 温度1300~14000C
b、空气预热器
提高锅炉效率 改善燃烧条件 因受热面积大，使锅炉重量和尺寸增加，管理麻烦
《船舶辅机》课程标准
《船舶辅机》课程标准一、课程信息二、课程性质与作用《船舶辅机》是高等职业院校轮机工程技术专业核心课程之一，也是轮机员（三管轮）考证的考证科目之一。
从事船舶机械设备运行、维护、安装、调试，航运部门机务管理必备的课程。
三、课程目标（一）课程总体目标以习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为指引，全面深入贯彻落实《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》、《国家职业教育改革实施方案》、《教育部关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》等文件精神，通过任务引导的项目活动，掌握海员培训、发证和值班标准国际公约（STCW公约）关于船舶辅助机械的理论知识；掌握船舶辅机设备的工作原理、工作性能、管、用、养、修技能，具有一定的船舶辅机设备故障分析能力和解决能力；满足国家海事局对海船三管轮适任标准的要求和航运企业对操作级轮机员的技能要求。
（二）具体目标1）思政目标：遵循高等职业教育、教学工作的基本规律，以就业为导向，以提高学生的综合素质与就业竞争力为目标，树立现代教育观念，科学合理地构建课程结构体系，强化实践教学，突出职业技能，注重学生思想政治素质、文化素质、专业素质和身心素质的综合培养，促进学生知识、能力、素质和个性的协调发展，培养适应社会经济发展需求，具有创新精神、创业意识和较强实践能力的技术技能人才。
（1）坚持育人为本，促进全面发展。
全面推动习近平新时代中国特色社会主义思想进教材进课堂进头脑，积极培育和践行社会主义核心价值观。
坚持传授基础知识与培养专业能力并重，强化学生职业素养养成和专业技术积累，将专业精神、职业精神、劳动精神和工匠精神融入人课程教学全过程。
（2）坚持标准引领，确保科学规范。
以国家职业教育教学标准为基本遵循，贯彻落实党和国家在课程设置、教学内容等方面的基本要求，强化课程方案的科学性、适应性和可操作性。
（3）坚持遵循规律，体现培养特色。
遵循职业教育、技术技能人才成长和学生身心发展规律，处理好公共基础课程与专业课程、理论教学与实践教学、学历证书与各类职业培训证书之间的关系，整体设计教学活动。
船舶辅锅炉冷炉操作与运行管理
船舶辅锅炉冷炉操作与运行管理一.实验目的1.熟悉船用辅锅炉的基本结构。
2.掌握船用辅锅炉的操作要点。
3.掌握船用辅锅炉的管理要点。
二．实验步骤（一）点火前的检查与准备1. 检查锅炉本体，燃油系统，给水系统，通风设备，燃烧设备是否正常。
2. 检查锅炉安全阀，停汽阀（主蒸汽阀），吹灰阀，上、下排污阀，电极室冲洗阀及空气阀的启闭位置是否正常（空气阀在点火前应打开），检查（锅炉水位计通汽阀、通水阀及冲洗阀）各阀的通断是否正常。
3. 检查控制箱电源是否正常，确认正常后即可供给主电源。
4. 检查各压力表，压力控制器（包括其给定值），自动控制系统及警报系统是否正常。
5. 打开供水考克，向热水井加入充足的水，并检查锅炉给水的品质（包括炉水的PH 值、酚酞碱度、硬度、含盐量、磷酸根值等），根据需要加入适量的水处理药剂。
然后手动向锅炉供水直至正常水位（要求水位保持10-30min 不变），最后将给水控制由手动位置转至自动位置。
6. 检查锅炉本体附近，排烟管附近及蒸汽加热系统附近有无易燃易爆物品，检查相应的消防设备是否正常，以确保锅炉间的安全。
（二）点火升汽1. 首先进行手动点火，即按以下程序进行：预扫风（风门此时要开至最大，且时间为45-60s）→点火、供油（风门要适当关小）→正常燃烧（正确调节风油比）。
通过观察镜可观察炉膛内部有无火焰，若点火燃烧正常后，即可转换至燃烧自动控制；否则需进行检查，然后再手动点火，直至成功。
2. 当汽压开始产生后，关闭空气阀，并注意水位的变化，观察有无泄漏之外。
且在这过程中，应冲洗水位计2—3 次，使水位计玻璃板得以逐渐加热。
冲洗水位计的顺序如下：①开冲洗阀；②关通水阀，冲洗通汽管路；③关通汽阀，开通水阀，冲洗通水管路；④关通水阀；⑤关冲洗阀；⑥开通水阀；⑦开通汽阀。
3. 注意点火升汽的时间。
在点火升汽阶段，应力求使锅炉各部分的温度都能缓慢均匀82地变化，以免产生过大的热应力，而损坏锅炉。
船舶辅锅炉分析
热水井
用途：过滤水中固体杂质和油污；加补充水；投放炉 水处理剂；缓冲器
结构：三道吸附过滤设备
若蒸汽仅供加热，可取消过滤吸附材料，但仍分隔为多部分
4.排污系统(Blow Down)
任务： 下排污：排除炉底泥渣及投放除垢药物后产生的沉淀物 上排污：降低炉水碱度及含盐量；消除漂浮在水面上的 过多的油污、泡沫和悬浮物
受热面管子破裂
原因： ①烧坏——受热面热负荷过大；结垢严重；失水； 水循环不良 ②腐蚀严重
现象： ①水位、汽压迅速下降； ②烟囱冒“白烟”（水雾）； ③异常噪音
措施： 微小渗水——监视使用； 水位下降较快——停炉修理（封堵漏管），水压试 验。 水管锅炉：一定锥度钢塞涂白铅油堵破管两端 火管锅炉：专用堵棒
任务：回收蒸汽凝水；防止混入水中的 油污进入锅炉
工作过程： 锅炉中有油的危害：妨碍传热，使受热
面变形或爆裂 预防措施：加热油舱（柜）的凝水→观
察柜→无油→热水井；有油→舱底
3.给水系统(Feed Water System)
任务：向锅炉提供足够数量和品质符合要求的给水 工作过程：热水井→给水泵→截止阀→止回阀→截止阀→
上排污： 漏斗位置：高于最低水位25mm~低于正常水位25mm 排污操作：炉水接近最高水位→开始排污 水位降至浮渣盘高度→停止排污 可重复进 行
排污时机：需要时随时进行，一般在投药前 注意事项：
①排污时密切注意水位变化； ②含盐量太高，表面排污难以降到符合要求时停炉换水
下排污
排污时机：
一、锅炉的蒸汽、给水、凝水和排污系统
1.蒸汽系统(Steam System)
辅锅炉自动控制系统功能及原理分析
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1选题目的（研究背景） (1)1.2辅锅炉控制的特点 (1)1.3辅锅炉自动控制的原则和要求 (2)1.4国内外船舶辅锅炉自动控制手段的改进 (3)1.5章节安排 (4)2辅锅炉控制的原理分析 (5)2.1船舶辅锅炉自动控制概述 (5)2.2船舶辅锅炉的主要调节任务 (5)2.3辅锅炉自动控制的原理分析 (5)2.4安全保护 (6)2.5本章小结 (7)3 辅锅炉控制系统的设计与分析 (8)3.1可编程控制器的基本特点 (8)3.2设计要求 (8)3.3PLC选型、设计及系统梯形图 (9)3.3.1 PLC选型 (9)3.3.2 输入/输出点的设计 (10)3.3.3 硬件设计 (11)3.3.4 系统梯形图 (12)3.4锅炉的控制过程分析 (15)3.4.1 起动前的准备 (15)3.4.2 燃烧的时序控制 (15)3.4.3 汽压的自动控制 (16)3.4.4 安全保护 (16)3.4.5 停炉 (16)3.4.6 手动操作 (17)3.5本章小结 (17)4总结与展望 (18)4.1辅锅炉自动控制系统的总结与展望 (18)4.2对PLC用于船舶辅助机械的展望 (18)结束语 (20)致谢 (21)参考文献 (22)摘要随着我国内外贸易量的大幅增长，作为外贸货物主要运输工具的船舶也得到飞速发展，作为船舶自动化重要组成部分的船舶辅锅炉自动控制系统也因采用高新技术而获得新的生命力。
对辅锅炉系统的控制，特别是对透平机船或油轮所使用的大型辅锅炉系统的控制，一直是船舶轮机技术和自动化技术的一个重要课题，因为这一控制不仅直接涉及到锅炉运行的效率性能，而且关系到它运行的安全性和可靠性。
以继电器──接触器为主的老一代控制系统已不能满足现代船舶对其锅炉控制越来越高、越来越复杂的控制要求，这一领域的计算机化已势出必行，而应用在当前工业过程控制领域中引人注目的可编程序控制器（PLC）则是使其计算机化的最简便、最可靠途径。
船舶辅锅炉的运行与管理
第五节 船舶辅锅炉的运行和维护管理
一、锅炉的运行管理
2. 点火升汽
1）开始点火前，一定要预扫风5 min以上，再次点火则要预扫风3 min； 2）汽压产生后，应关闭空气阀。在汽压升至0.5MPa前，对停炉时拆卸过的 螺栓再次旋紧； 3）升汽过程中，注意水位变化；应冲洗水位计数次，使其逐渐加热并防止 阻塞； 4）点火开始阶段，燃烧强度不能太大，遵照锅炉操作说明书执行； 5）达到工作汽压后，需上排污和进行暖管。
第五节 船舶辅锅炉的运行和维护管理
三、锅炉的水质控制
2. 锅炉水质的测定方法
5) 磷酸根（PO43-）含量的测定
① 取10mL炉水水样于有刻度的比色管中(若水混浊应过滤)。 ② 加6mL黄色试剂，摇匀，放置2min。 ③ 缓慢加白色试剂4mL，摇匀。 ④ 与标准色阶比较颜色(兰色)深浅，决定其磷酸根含量。若比色管中 溶液无色，则说明水中无磷酸根存在。
第五节 船舶辅锅炉的运行和维护管理
三、锅炉的水质控制
2. 锅炉水质的测定方法
1) 水样的采取
① 取样前应先将取样阀打开2~3min，排除管路中的残水后，再正式取 样。 ② 进行一次性投药的船舶，应在投药后4h取样。 ③ 取出水样后，应迅速装入干净的玻璃瓶中，盖上瓶塞，冷却至 30~40℃方可化验。
第五节 船舶辅锅炉的运行和维护管理
二、防止锅炉受热面的低温腐蚀和积灰复燃
1. 防止锅炉受热面的低温腐蚀 锅炉的低温腐蚀是指在烟气温度较低区域（约500 ℃ ），受热面的壁温低
于烟气中硫酸蒸气的露点，管壁上结有酸露而引起的一种腐蚀。 防止低温腐蚀措施：
(1)对装有空气预热器的锅炉，可采用装设空气再循环管道的方法来提高空 气入口温度，即让一部分热空气与冷空气混合后，再送入空气预热器，以提高 管壁温度，使之不低于水蒸气露点温度。也可以采用旁通烟道或旁通空气道的 方法，当锅炉点火升汽或处于低负荷运行时，将烟气或空气旁通，不经过空气 预热器。
船舶辅助锅炉1(引导文法).
锅炉的性能指标
6.炉膛容积热负荷(qv)
单位容积在单位时间内燃料放热量。
qv
BQD 3600 Vl
kW/m 3
qv越大，炉膛相对容积越小，燃油在炉膛内 燃烧停留时间越短，烟气平均温度越高。并
不代表锅炉效率高。
检查学生对锅炉认识情况， 改变锅炉的运行参数等对学
生再次考核。
检查阶段
检查锅炉运行参数，锅炉运行参数 受什麽影响？
D(hq hg ) BQD
每小时燃料消耗量
燃料的低热值
锅炉的性能 指标
排烟热损失 化学不完全燃烧热损失 机械不完全燃烧热损失
散热损失
BQD
B(Q1 Q2 BQD
Q3
Q4 )
1 (q1
q2
q3
q4 )
最大 10%~20%
0.3%~0.5%
正常燃烧为0，不正常时0.5%~1%
锅炉的分类
1.按锅炉结构分类 烟管(火管)锅炉[Smoke-tube Boiler]
水管锅炉[Water-tube Boiler]
混合式锅炉[Composite Boiler]： 部分烟管，部分水管
2.按锅炉水循环方法分类 自然循环锅炉[Natural Circulating Boiler] ：管 内水的流动由于密度差产生。
通过引申培养学生由点到面，处理综合任务的能力。。 学生反思
资讯决策计划实施中哪个环节有待改进，如何改进。 明确下一次工作中需要改进什么。
2.蒸汽参数[Steam Parameter] 饱和蒸汽：工作压力(MPa) 过热蒸汽：工作压力(MPa)、蒸汽温度(oC)
3.锅炉效率[Fuel-to-Steam Efficiency] 从给水变为蒸汽所得到的有效热量与燃料燃烧 的产热量之比。
《船舶辅锅炉》课件
燃烧器故障： 检查燃烧器 是否正常工 作，如有问 题及时更换 或维修。
烟道堵塞： 检查烟道是 否堵塞，如 有问题及时 清理。
锅炉漏水： 检查锅炉是 否有漏水现 象，如有问 题及时维修。
锅炉温度异 常：检查锅 炉温度是否 正常，如有 问题及时调 整燃烧器或 更换加热元 件。
锅炉噪音异 常：检查锅 炉是否有噪 音现象，如 有问题及时 检查和维修。
燃烧室：燃料和空气混合燃烧的场所 燃烧控制系统：控制燃烧器的点火、熄火 和燃烧状态
燃烧产物处理系统：处理燃烧产生的废气、 烟尘等污染物
燃烧效率：衡量燃烧系统工作效率的重要 指标
燃烧稳定性：影响船舶辅锅炉运行稳定性 的重要因素
燃烧效率与污染排放
燃烧效率：影 响因素包括燃 料种类、燃烧 器设计、燃烧
控制等
添加标题
作用：船舶辅锅炉的主要作用是为船舶提供蒸汽或热水，以满足船舶的各种需求，如加热、通风、 空调、照明等。此外，船舶辅锅炉还可以用于船舶的推进系统，为船舶提供动力。
船舶辅锅炉的类型和结构
燃气锅炉：使用燃气作为燃 料，燃烧效率高，环保性能 好
燃油锅炉：使用燃油作为燃 料，结构简单，操作方便
燃煤锅炉：使用煤炭作为燃 料，结构复杂，操作难度大
电锅炉：使用电力作为能源， 环保性能好，但成本较高
结构：包括燃烧室、炉膛、 烟道、水冷壁、过热器、省
煤器等部分
船舶辅锅炉的工作原理
燃料燃烧：将燃料燃烧产生热能 热能传递：通过热交换器将热能传递给水 水加热：水吸收热能后温度升高，产生蒸汽 蒸汽驱动：蒸汽推动汽轮机旋转，产生动力 动力输出：动力通过传动系统传递给螺旋桨，推动船舶前进
环保材料：使用环保材料制造锅炉， 减少对环境的污染
船舶辅锅炉的燃油设备及系统
其螺旋销14右端装有过滤元件 O型密封圈7后的漏油引回油泵进口
13-3-2-1压力式喷油器
可以做成同一个喷油器有多油路和多喷嘴
以便加大喷油量或实现分级燃烧控制
喷油量调节有三种方法：
改变喷油压力 变换使用喷孔直径不同的喷嘴(或喷油器) 改变投入工作的喷嘴(或喷油器)数目
燃烧器由喷油器和配风器等组成 装在锅炉前墙风道中，前端对着炉墙上的喷火口 喷油器将油雾化成细小油滴 使油雾以一定的旋转速度从喷油嘴的喷孔中喷入炉内 形成有一定锥角的空心圆锥 油雾在前进中不断与空气掺混 离喷嘴越远，油雾层厚度越大，而浓度越小 空气经配风器进入炉膛 被挡风罩或挡风板分为两部分 一部分紧贴着喷油器吹出，称为一次风(根部风) 保证油雾一离开喷油器就有一定量的空气与之混合，从 而减少产生碳黑的可能性 另一部分风沿炉墙喷火口外围进入炉膛，称为二次风 供给燃烧所需的大部分空气
13-3-2-1燃烧器-喷油器
常用的喷油器有以下几种：
(1)压力式喷油器
喷油器后端管接头5与输油管相连，其中装有滤甲6 管接头用螺纹连接于空心的喷油器本体4上 后者前端以螺纹连接喷嘴体3 雾化片2被喷嘴帽1用螺纹拧紧在喷嘴体上
13-3-2-1 喷油器
喷嘴(喷嘴体、雾化片和喷嘴帽)对喷油量的大小 和雾化质量的好坏起着决定性作用 油泵(升压)—喷油器—喷嘴体上6～8个通孔—环 形浅槽—旋涡室(强烈旋转) —旋涡室壁面限制 (旋转半径不断缩小) —喷孔喷出
温度较低时，燃烧进行慢，甚至不能保证稳定燃烧而熄火 要求锅炉低负荷时，炉膛出口的烟气温度不低于1 000℃。
油气主要成分是高分子碳氢化合物
它在氧气不足而温度又很高时，会产生不对称的热分解 形成难燃的碳黑，容易造成不完全燃烧 因此，在油气着火之前一定要供人一定数量的空气与之充分 混合，尽量避免产生碳黑
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气量用m3／kg表示(以标准状况计)．此 时燃油中的可燃物质恰好与空气中的氧全部发生氧化反应．
每公斤燃油完全燃烧时所需的空气量(标准状况)可用下列经验公式近似计 算：
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实际燃油在炉膛进行燃烧反应时，由于燃油与空气混合不均匀，空气中的氧 分子不可能都有机会与燃油中的可燃成分相接触，因此就会有部分可燃成分 没有机会进行燃烧反应而造成热量损失。为了使燃油完全燃烧就要向炉膛内 多送人一部分空气，使燃烧在有多余氧的情况下进行.
一次风约占燃烧所需空气量的1／10， 绝大部分空气由另外的风机从油杯周围 的二次风口14送入．二次风量由调节门 15调节。
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旋杯式喷油器在我国远洋船舶的辅锅炉中很常见； 优点； 调节方便(只需改变进油量)，调节幅度大(可达10:1)，尤其在低负荷时，油杯 内油膜变薄，雾化更好，油的流动不通过喷孔之类狭窄流道，因此对油的过 滤要求不高：适用劣质燃油，即使燃油温度仅为30一40℃同样可得到良好的 雾化效果，所需油压也低。其缺点是结构比较复杂，价格较高．
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3．燃油在炉膛中的燃烧过程
燃油在炉膛中的燃烧是以火炬的方式进行的．燃烧过程分为两个阶段： (1)准备阶段：雾化的油滴被迅速加热、气化、与空气相混合，同时进行热分解； (2)燃烧阶段：油气与空气的混合气体的浓度达到一定数值，并被加热到一定温度， 遇明火着火燃烧。
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因此，R.W．No.1为100s的柴油约加热至55-60℃，R．W．No.l为1 500s的中 间燃料应加热至105~110℃，R．W．N01为3 500s的重油需加热至115～120℃。
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压力式喷油器的喷油量与油压的平方根和喷孔的截面积成正比．
• 一台锅炉常配备有不同规格的雾化片，喷孔直径从0.5～1.2mm分为几档， 可根据燃油品种和锅炉所采用的蒸发量选用． • 雾化片基本特性用标在其上的型号来表示。例如25--60号雾化片表示其喷 油量为25kg／h，雾化角为60°。 • 为了防止在油压不足时喷油雾化不良，新式的压力式喷油器带有喷油阀，结 构如图所示。
空气经配风器进入炉膛，它被挡风罩或挡风板分为两部分： 一部分紧贴着喷油器吹出，称为一次风(根部风)，它的作用是保 证油雾一离开喷油器就有一定量的空气与之混合，从而减少产 生碳黑的可能性． 另一部分风沿炉墙喷火口外围进入炉膛，称为二次风，其作用 主要是供给燃烧所需的大部分空气。
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4、保证燃烧质量的主要因素
要使燃油在炉内燃烧得好主要取决于以下因素： (1)油的雾化质量良好：油滴雾化得越细，分布均匀性越好，则油滴的蒸
发速度越快，与空气混合也越好． (2)要有适量的一次风和二次风：一次风量约占总风量的10％～30％、风
速在10～40m／s为宜．太少则油雾在着火前就会在高温缺氧条件下裂解， 产生大量碳黑，烟囱冒黑烟，太多又会因火炬根部风速过高而着火困难，甚 至将火炬吹灭．二次风量大小关系到过剩空气系数合适与否，直接影响不完 全燃烧损失和排烟损失。
1Kg燃油燃烧所用的实际空气量Vk与所需的理论空气量Vq之比称为空气过剩 系数，用a表示，即
• 空气过剩系数是保持锅炉经济运行的重要指标。 • 空气过剩系数越大，风机的耗能量越大，锅炉的排烟损失也越大，但空气 过剩系数太小，则锅炉的不完全燃烧损失又可能太大。 • 燃油锅炉合适的空气过剩系数一般为1.05－1.2。
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2．配风器
配风器的作用是分配一次风和二次风的风量，创造条件使助燃空气与油雾 充分混合，促使油雾迅速气化和受热分解，以利于稳定和充分的燃烧． 配风器除了能调节风量和分配外，还应具备下述能力； (1)在燃烧器前方产生一个适当的回流区，以保证及时着火和火焰稳定． (2)油雾在燃烧器出口与空气的早期混合必须良好 (3)要有足够大的风逮，使燃烧后期也有良好的混合作用。
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(4)旋杯式喷油器
图示为旋杯式喷油器。 主要部分是油杯2和雾化风机3。 油杯和风机由同一电动机通过传 动皮带5和离心中央传动轴1带动， 转速为6000r／min。油从供油软管 7进入，经空心轴流人油杯，油压为 0.07～0.15MPa．由于油杯以高速 旋转，燃油在油杯的锥形内壁形成 一层均匀的油膜，当油流至杯缘时， 依靠离心力向四周甩出形成空心圆 锥形油膜；同时沿油杯外壁经缝隙 12吹出的60～80 m／s高速气流(一 次风)将油膜粉碎为油雾．
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配风器
配风器的类型 根据二次风旋转与否分为两种类型（即旋流式和平流式）
(1)旋流式配风器 (2)平流式配风器
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配风器
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3．电点火器
电点火器是一个电火花发生器。由两根耐热铬镁金属丝电极组成，两极 端部离开一定距离(3．5～4 mm)，通入5 000～1 000V的高压电时，间隙 处便产生电火花。电压越高或铬镁丝直径越细，则两极间的距离越大。
第三节 船舶辅锅炉的燃油设备及系统
一、燃油在锅炉中的燃烧情况
1．燃油燃烧的特点 燃油的沸点低于它的燃点．所以实际上燃烧的不是液态的“油”，而是 ‘油气”。燃油燃烧的实质是油气与空气混合后所形成的可燃气的一种剧 烈的氧化过程。因此油在炉内燃烧的速度取决于油滴蒸发速度，油气和空 气相互扩散的速度及抽气氧化速度。 (1)油滴蒸发速度 油的蒸发速度与油滴的蒸发表面积、油滴周围介质中油气的分压力及油 温有关。 (2)油气与空气相互扩散的速度 油气从油滴周围向四周扩散。为提高油气与空气相互间的扩散速度，就 需提高助燃空气的速度，井增加空气流的扰动，同时提高油的雾化质量。 即提高雾化油滴的细度和油滴分布的均匀程度。 (3)油气氧化速度 环境温度越高，氧化速度越快．因此，炉膛内烟气温度越高，燃烧就越 剧烈，当炉膛内烟气温度较低时，燃烧进行得就比较缓慢，甚至不能保证 稳定燃烧而熄火．所以要求锅炉在低负荷时，炉膛出口的烟气温度不低于 1000℃．
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(2)回油式喷油器
回油式喷油器是在压力式喷油器的基础进行改进的．其结构如图所示．
喷油演示
回油式喷油器的雾化原理也和压力式喷油器相同．随着回油阀开度的改变， 回油压力变化，回油量和喷油量随之改变．但是因进油量几乎不变，油在切 向槽内的速度也不变，所以，喷油量虽然变了，但油的旋转速度不变，故油 的雾化质量仍然不变．这样其调节幅度就可以达到30～50％。
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2．配风器
配风器的作用是分配一次风和二次风的风量，创造条件使助燃空气与油雾 充分混合，促使油雾迅速气化和受热分解，以利于稳定和充分的燃烧．
配风器具备下述能力： (1)在燃烧器前方产生一个适当的回流区，以保证及时着火和火焰稳定．回 流区与喷油器出口应保持合适的距离．太近则着火前沿会伸展到喷油器头部。 (2)油雾在燃烧器出口与空气的早期混合必须良好。离燃烧器出口约1 m以 内是燃烧燃油最多的地方，会造成较大的不完全燃烧损失。 (3)要有足够大的风逮，使燃烧后期也有良好的混合作用
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常用的喷油器有以下几种：
(1)压力式喷油器 (2)回油式喷油器 (3)蒸汽喷射式喷油器 (4)旋杯式喷油器
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(1)压力式喷油器 原理演示
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(1)油压。 喷油器前的油压越高，则油的喷出速度越快，紊流脉动越强烈，雾化质量就 越好。但油压超过2MPa以后，雾化质量的改善并不明显，耗能却增加，因此一 般船用燃油锅炉燃油系统的最高压力多不超过2～3MPa．要保证良好雾化的最 低油压是0.7MPa左右．
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(3)蒸汽式喷油器
特点：雾化质量较好，平均雾化粒度可达50um； 喷油量改变时，雾化角不变，可保持较好的雾化质量； 调节幅度可达10%以上；（单个喷油器最大喷油量可达10t／h，船舶锅
炉通常所用的为1～1．5t／h．耗汽量低，一般仅为0.01～0.03kg/kg．） 缺点是噪声较大。
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二、燃烧器 燃烧器主要由喷油器、配风器及点火器等部件组成． 1．喷油器 燃油是通过喷油器(俗称油枪或油头)喷进炉内的。 喷油器有两个作用：一是控制喷人炉内燃油的数量； 二是将燃油雾化，保证在炉膛内的燃烧质量。
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对喷油器的要求：
(1)有较大的调节幅度(即最大喷油量与最小喷油量之比)，以适 应不同蒸发量的需要． (2)在要求的喷油量范围内，获得尽可能细的油滴．油雾中油滴 大小是不均匀的，用油滴的平均直径作为衡量油滴大小(即雾化 粒度)的指标．从有利于燃烧出发，希望直径为50um (3)油雾的分布要有一个适当的雾化角，以适合配风器的要求． (4)油雾流的流量密度分布也要合适． (5) 结构简单，运行可靠，操作和调节方便，检修和清洗容易， 并易于实现自动控制。
Qp QA
弹簧6与阀4保证最 低的喷油压力。
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压力式喷油器喷油量的调节
三种方法: 1）改变喷油压力； 2）变换使用喷孔直径不同的喷嘴(或喷油器)； 3）改变投入工作的喷嘴(或喷油器)数目。
• 用改变油压的方法来调节油量，喷油量与油压的平方根成正比，当 喷油量降到1/2时，油压必须降到1／4； • 而喷油器的油压最高为2～3MPa，最低为0.7MPa； • 用改变油压的方法来调节油量时，其调节幅度很少超过2，不能适应 锅炉负荷的变化幅度(10％～100％)，燃烧器起停会较频繁．后两种方 法必须采用多喷嘴喷油器或设多个喷油器．它们都属于有级调节。
(3)油雾和空气混合均匀：着火前沿的位置和长度应合适．着火前沿如离 燃烧器太近，则可能使喷火口和燃烧器过热烧坏；太远又会因气流速度衰减， 与油气混合的强烈程度减弱，以至火炬拖长，燃烧不良．