船舶辅锅炉的故障分析

1、天津海运职业学院 毕业设计（论文） 题目 船舶辅锅炉的故障分析 系 名： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 目 录目 录2摘 要3第一章 船舶辅锅炉的概况41.1 船舶锅炉的简介41.2 船舶锅炉的基本构造51.3 船舶锅炉的应用61.4 船舶锅炉的工作过程7第二章 船舶辅锅炉的常见故障92.1 水系统故障及分析92.1.1缺水92.1.2超压92.1.3满水92.1.4 锅炉失水92.1.5 炉水异常减少102.2 燃烧方面故障机处理102.2.1烟面着火102.2.2不能点火102.2.3.汽水共腾112.2.4锅炉喘振112.2.5炉内燃气爆炸112.2.6 运行中突然熄火122.2.7燃烧不稳定122.3 燃烧器的相关故障12第三章 结论14致谢15摘 要随着现代科学技术的不断应用，船舶辅助锅炉的自动化程度已经发生了质的变化。从 当初的完全手工式锅炉发展到手工机械式、半自动式，一直到全自动锅炉，从火筒发展到火管再发展到水管，一直到现在广泛采用的针型管等。船舶辅助锅炉在管理安全、能源节约、环境保护、自动化程度、使用的可靠性，以及对燃料的适应性等方面有

2、了更高的要求。本文在对使用船只其中应用较多的锅炉，在结构、维护保养和典型故障分析等方面做探讨和研究。论文主要包含了以下的内容：船舶锅炉的主要蒸汽原理以及锅炉的主要构造，锅炉的种类和分类，锅炉的常见故障的分析和解决办法。摘要：辅助锅炉；故障分析；船舶；原理摘 要随着现代科学技术的不断应用，船舶辅助锅炉的自动化程度已经发生了质的变化。从 当初的完全手工式锅炉发展到手工机械式、半自动式，一直到全自动锅炉，从火筒发展到火管再发展到水管，一直到现在广泛采用的针型管等。船舶辅助锅炉在管理安全、能源节约、环境保护、自动化程度、使用的可靠性，以及对燃料的适应性等方面有了更高的要求。本文在对使用船只其中应用较多的锅炉，在结构、维护保养和典型故障分析等方面做探讨和研究。论文主要包含了以下的内容：船舶锅炉的主要蒸汽原理以及锅炉的主要构造，锅炉的种类和分类，锅炉的常见故障的分析和解决办法。摘要：辅助锅炉；故障分析；船舶；原理2 第一章 船舶辅锅炉的概况1.1 船舶锅炉的简介锅炉（蒸汽发生器）是利用燃料或其它能源的热能，把工质（一般为进化的水）加热到一定参数（温度、压力）的换热设备。锅炉是供热之源。锅炉及锅炉房

3、设备的任务，在于安全、可靠、经济有效地将燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，以产生热水或蒸汽；或将燃料的化学能传递给其他工质，如导热油等，以产生其他高温的工质，如高温导热油。船用锅炉的分类方法很多，按照不同的方法可以有不同的分类。 比如： 按蒸汽工作压力，可分为低压、中压、高压锅炉，其中低压锅炉的的压力不大 于2.5兆帕；中压锅炉的压力大于2.5兆帕，但不大于3.9 兆帕。 按结构，可分为 火管锅炉、水管锅炉和混合式锅炉 。按循环方式，可分为自然循环锅炉和强制循环锅炉。蒸汽锅炉，不仅用来将热能转变成机械能（如电站锅炉的气轮机发电），蒸汽还广泛地作为工业生产和采暖通风等方面所需热量的热载体。通常，我们把用于动力、发电方面的锅炉，叫做动力锅炉；把用于工业及采暖方面的锅炉，称为供热锅炉，通常成为工业锅炉。电站锅炉，处于提高热循环效率的需求，其锅炉所产生的蒸汽，其压力与温度都较高，且日益趋向高温高压和大容量方向发展。例如，与国产的300MW的汽轮发电机组配套的锅炉，其容量为1025吨/小时，蒸汽压力为17MPa（170个大气压），过热蒸汽温度为555。与船舶相关的工业锅炉，所产生的蒸汽

4、或热水均不需要过高的压力和温度，容量也不太大，压力一般在2.5MPa（25个大气压）以下，温度一般为饱和蒸汽温度（或有过热，过热蒸汽温度也不太高，一般400以下）。生产工艺有特殊要求的除外。1.2 船舶锅炉的基本构造锅炉，主要是锅与炉两大部分的组合。燃料在炉内进行燃烧，将燃料的化学能转变为热能；高温燃烧产物烟气则通过受热面将热量传递给锅内的工质，如水等，水被加热沸腾汽化，产生蒸汽。锅的基本构造包括锅筒（又叫汽包）、对流管束、水冷壁、上下集箱和下降管等组成一个封闭的汽水系统。炉，对于链条炉排锅炉来说，包括煤斗、炉排、除渣机、送风装置等；对于室燃炉来说，炉包括燃烧设备等。此外，为了保证锅炉的正常工作和安全运行，蒸汽锅炉还必须装设安全阀、水位表、高低水位报警器、压力表、主汽阀、排污阀、止回阀等。锅炉主体 ：锅炉整体的结构包括锅炉主体（也称“本体”）和辅助设备两大部分。锅炉中的炉膛（又称燃烧室）、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉主体。锅炉主体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。辅助设备：锅炉的辅助设备主要有附件、供油供风、点火控制

5、等监测和保护设施。附件包括 ： 汽水分离和蒸汽清洗装置、供给水分配管、排污管阀等、水位表、气压表、安全阀、放气放水阀、炉水检验考克、供汽管阀、人手孔门、火焰观察器等。供油供风、点火设备 包括 ： 供电控制箱、油泵、加热器、油头、鼓风机、配风器、点火器、管路阀件、风油比例调节机构等。监测设备包括：压力表、水位表、安全阀（兼保护）、温度表等。保护设备包括：点火失败保护；熄火保护；水位保护；低风压、低油压、低油温、高油温、高汽压保护；安全阀保护；排烟高温保护等。当发生故障时，上述保护设备会发出声光报警，实现自动卸压、自动停止操作或自动断电等安全保护。锅炉的自动化程度越高，其保护设备也越多。1.3 船舶锅炉的应用船用锅炉在用途上主要分为两大类，一类是用锅炉产生的蒸汽为船舶提供动力，这类锅炉称为主锅炉。另一类是将锅炉产生的蒸汽用于加热燃油、滑油，主机暖缸，驱动辅助机械及生活杂用等，这类锅炉称为辅助锅炉。目前大多数船舶都使用内燃机为主要动力装置，因此船上所用锅炉多为辅助锅炉。在油轮上，货油加热、驱动货油泵及诸多辅机都需要大量的蒸汽，所以一般都装有 1-2 台蒸发量约 10-50 吨 / 小时 的燃

6、油锅炉，蒸汽压力一般都是 1.8 兆帕 以下，饱和蒸汽温度约 200 度。在集装箱轮、客轮和货轮上，为了满足加热所需蒸汽，一般都装设一台小型的低压燃油锅炉，蒸发量约 1-5 吨 / 小时 ，蒸汽压力 0.8 兆帕 以下。为了利用船舶在航行时柴油机排烟中高温废气的余热能源，船舶在烟囱中或机舱上部还装设了废气锅炉，利用柴油机的废气余热把水加热成饱和蒸汽，供船舶使用。 下面，我们将分别介绍 燃油锅炉和废气锅炉两种。关于燃油锅炉：燃油锅炉本体有多种类型，如 ：立式水、火管锅炉，D型水管锅炉、立式针型管锅炉和最新技术的自振式水管锅炉等。 立式直水管锅炉外形上与立式火管锅炉相似，它是从立式火管锅炉改造而成，兼具了水管锅炉和火管锅炉的一些特点。 关于废气锅炉：船舶常用的废气锅炉的结构形式主要有：立式烟管废气锅炉和强制循环盘香管式废气锅炉。立式火管废气锅炉 结构 比较简单，即在一个圆形锅壳中贯穿着大量烟管。柴油机的排气流过烟管，将热量传给炉水，从而产生蒸汽。该废气锅炉的烟管通常采用麻花管式，现在也有用螺纹管式的。使得在烟气流过时产生旋转扰动，以提高传热效率。 废气锅炉一般不宜完全无水“空炉”工作，以防

7、万一烟管受热面上积存的烟灰着火烧坏管子。如果因给水系统故障不得已“空炉”工作，应注意以下事项：（1）开启废气锅炉的泄放阀和空气阀；(2)用吹灰器将烟管表面的积灰吹除干净；(3)烟气温度必须低于 350 ；(4)重新通水时应避免“热冲击”：即先降低主机负荷以减小传热温差，循环水必须逐渐引入。 1.4 船舶锅炉的工作过程锅炉的工作包括三个过程，燃料的燃烧、烟气向水的传热过程和水的汽化过程，这三个过程在锅炉中同时进行。一、 燃料的燃烧过程不同的燃烧方式其燃烧状况有所不同。以链条炉排锅炉为例，其燃烧设备为链条炉排。燃料在加煤斗中借自重下落到炉排面上，炉排借电动机通过变速齿轮箱减速后由链轮来带动，链条炉排犹如运输机，将燃料源源不断的带入炉内。燃料在炉排上一面燃烧，一面向后移动；燃料燃烧所需的空气由鼓风机通过风道及炉排下部的风仓，向上穿过炉排到达燃料层，进行燃烧，形成高温烟气。燃料最后烧成灰渣，在炉排末端翻过除渣板（俗称老鹰铁）后排出，这整个过程称为燃烧过程。当然，为了锅炉燃烧的持续进行，需要连续不断地供应燃料、空气和排出烟气、灰渣，为了环保的要求，还须对烟气进行除尘处理，为此，需配置鼓风机、引风

8、机、运煤出渣设备及消烟除尘设备。二、 烟气向工质（水、汽、导热油等）的传热过程由于燃料的燃烧放热，炉内温度很高。在炉膛的四周墙面上，都布置一排水管，俗称水冷壁管。高温烟气与水冷壁进行强里的辐射换热，将热量传递给管内工质。继而烟气受引风机、烟囱的引力而向炉膛上方流动。烟气出烟窗（炉膛出口）并掠过防渣管后，就冲刷蒸汽过热器-一组垂直放置的蛇形管受热面，使锅（汽包与水冷壁）中产生的饱和蒸汽在其中受烟气加热而得到过热。尾部烟道内依次布置省煤器及空气预热器。经多级传热后的烟气最后排出锅炉。三、 水的汽化过程水的汽化过程也是蒸汽的产生过程，其主要包括水循环和汽水分离过程。经过水处理的锅炉给水由给水泵加压，先经过省煤器而得到预热，然后进入汽包。锅炉工作时，汽包中的工质是处于饱和状态下的汽水混合物。位于烟温较低区段的对流管束，因受热较弱，汽水混合物的比重较大；而位于烟气高温区的水冷壁和对流管束由于受热较强，相应地汽水混合物的比重较小；从而比重大的汽水混合物则往下流入下锅筒，比重小的汽水混合物则往上流入上锅筒，这就形成了锅内的自然循环。此外，为了更有效地组织水循环和进行流量分配的需要，一般还设有置于炉墙外的不受热的下降管，借以将工质引如水冷壁的下集箱，而通过上集箱上的汽水引出管将汽水混合物引入上锅筒。借助上锅筒内装设的汽水分离装置，以及在锅筒本身空间的重力分离作用，使汽水混合物得到了分离；若有过热器，则蒸汽在上锅筒顶部引出后进入蒸汽过热器中，而分离下来的饱和水仍回落到上锅筒下半部的水空间。汽包中的水循环，也保证了与高温烟气相接触的金属受热面得以冷却而不会烧坏，是锅炉长期安全可靠运行的必要条件。而汽水混合物的分离设备则是保证蒸汽品质和蒸汽过热器可靠工作的必要设备。第二章 船舶辅锅炉的常见故障2.1 水系统故障及分析2.1.1缺水a、锅炉自动给水时，如给水柜缺水或其它原因引起锅炉水位降至极限低水位时，锅炉自动报警，切断燃烧、锁定，只有在检查故障原因并排除后，锅炉才能重新投入运行。 b、当突然发现水位低水位，而自动控制系统又不报警，但此时在水位表中还可以看到水位时，则应立即手动补充给水和停炉检查自动控制系统的故障原因并予以排除。 c、当突然发现水位表内已经看不到水位时，应立即停炉检查，不可进行手动补充给水，以免由于温度低的

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