摘要：辅助蒸汽锅炉是在现代内燃机动力装置的船舶上，通过燃烧把燃料的化学能转化为热能，对水进行加热而产生蒸汽的设备。本文就船舶辅锅炉及工作原理进行了介绍，对锅炉的标准化控制进行了研究探讨。
关键词：辅助锅炉；结构组成；标准化控制
1 锅炉的基本组成和原理
1.1船舶辅锅炉的分类及各自优势。锅炉是通过燃烧把燃料的化学能转化为热能，对水进行加热而产生蒸汽的设备。船舶辅锅炉的构造形式很多，其组成主要包括三部分：燃烧室——供燃油燃烧产生热量的炉膛（炉胆）；火管（水管）——将热量给炉水使其汽化的管束；容汽空间——蒸汽从水中分离出来所占的空间。锅炉的最基本最原始的构造是上锅下炉，船舶辅锅炉按热源主要分为燃油锅炉和废气锅炉，燃油锅炉按受热面特征又分为水管式锅炉、烟管式锅炉和烟管--水管联合式辅锅炉。水管式辅锅炉，燃料在炉膛内燃烧所产生的高温烟气在水管外侧横向冲刷管壁，与管内流动的炉水进行热交换，产生一定参数的蒸汽。该种锅炉具有布置合理、水循环良好、启动迅速、热效率高的优点，它能提供较高参数的蒸汽，是比较经济的一种锅炉；烟管式锅炉燃料在炉膛内燃烧所产生的高温烟气通过燃烧室进入烟管，最后从烟囱排放出去。烟气以一定的流速流过烟管时，与管外包围着的炉水进行热交换，产生一定参数的蒸汽。该种锅炉具有热负荷低、结构尺寸较大、补给水品质要求低、管理方便的优点；烟管-水管联合式辅锅炉属于组合型，同时具有水、烟管锅炉的部分特点，但因结构复杂且笨重，目前应用不是很广泛。上述三类辅锅炉在船舶上多自成系统，它们常见的蒸汽参数是：蒸汽压力P=0.49-0.69 MPa表压；蒸汽产量D=0.07—3.0t/h。通常不配置过热器、省煤器、空气预热器等。对于需要向辅助动力机械提供蒸汽热源的锅炉，蒸汽参数一般是：蒸汽压力P=1.275-1.765 MPa表压；蒸汽产量D =3.0-20t/h，这类锅炉一般要求设置辅助受热面，如过热器、省煤器、空气预热器等。废气锅炉按结构形式分为强制循环香管式废气锅炉、立式烟管锅炉。该类锅炉通常配置在主机的排烟管上，用以回收主机排出烟气中的余热，所以叫做废气锅炉。废气锅炉一般结构比较简单、维护方便、安全可靠，一般采用烟管式结构设计。
1.2 锅炉本体的组成。锅炉的职能是将燃料的化学能通过燃烧和传热转换为蒸汽的热能。船舶锅炉由锅炉本体和辅助设备所组成，锅炉本体包括蒸发受热面、炉膛、蒸汽过热器、空气预热器等。一是炉膛。炉膛是柴油进行雾化燃烧的地方，作用是提供足够的空间使燃油充分燃烧。同时使燃烧散发出的热量不会散失到锅炉外面。炉膛包括耐火砖墙和水冷壁，水冷壁是铺设在炉膛内壁上的沸水管，可以防止耐火砖墙因高温而损坏，因为吸收高温辐射热，有很高的热负荷，成为蒸发受热面的关键部分。二是蒸发受热面。蒸发受热面指的是在锅炉中直接受热并产生饱和蒸汽的管束或锅筒，烟气通过对流传热的方式将热量传给管束中的炉水。三是蒸汽过热器。蒸发受热面产生的含有一定湿度的饱和蒸汽，聚集在汽包上半部的蒸汽空间中。如果机器设备需要过热蒸汽，须将汽包中湿蒸汽过热器再加热。蒸汽过热器由管子组成，其受热面的多少及放置的位置是根据蒸汽参数的高低而异。四是省煤器。省煤器由管子组成，加热进入锅炉的给水，安装在蒸发受热面背面，吸收烟气中的预热，实现节能。为了加大传热温差，蒸汽压力越高，烟气离开蒸发管束的温度也越高，用省煤器回收烟气预热，能有效提高中、高压锅炉的效率，实现节能目的。五是空气预热器。空气预热器利用烟气的余热加热助燃的空气，改善燃料燃烧状态。空气预热器一般也安装在省煤器后面。省煤器和空气预热器都安装在蒸发管束后面，通常称为尾部受热。
1.3 锅炉的辅助设备。辅助设备包括燃油设备及燃料系统、供风系统、给水系统、蒸汽系统、凝水系统、排污系统、附件系统等。一是燃烧系统。燃油锅炉的燃烧装置包括喷油器、送风机构和燃油系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆喷油器将燃油进行雾化；送风机构将助燃空气导入炉膛与经过雾化的燃油混合；燃油系统从油舱中将燃油抽出到日用油柜，用时再抽出进行升温、加压、过滤后送到喷油嘴雾化，燃油系统中包括燃油加热器、驳油泵、加压泵、燃油截止阀、各种监测仪表、滤器、以及燃油管路等。二是供风系统。供风系统的作用是将外界空气送入炉膛中，待燃料完全燃烧后将烟气引出炉膛排放到大气中去。常见的有强制送风、诱导送风以及自然送风。三是给水系统和水处理系统。给水系统由给水管道、给水加热器、机水泵、 给水调节阀、给水管组成。为避免锅水中的杂质腐蚀锅炉受热面或结垢，要对给水应进行处理。一般采用炉外处理或锅内处理，主要是消除给水中的硬度和使锅水保持适宜的碱度，消除给水中的溶解氧。四是蒸汽系统。蒸汽系统包括主停气阀、蒸气分配联箱、减压阀、供气管道等，主要任务是将锅炉产生的蒸汽按不同压力需要，通过总蒸气分配联箱送至各用汽设备。五是凝水系统。凝水系统由阻气器、冷凝器、凝水柜及相关管路组成，主要任务是回收各处的蒸汽凝水，防止油污混入水中带入锅炉。六是排污系统。锅炉时间长了会产生泥渣，投放除垢药物处理水质也产生沉淀物。锅炉设置的下排污阀主要用于排出底部泥渣、沉淀物等，表面排污阀主要用于在炉水含盐量过高或大修后初次使用。七是附件系统。锅炉的附件包括水位计、主蒸汽阀、上排污阀、下排污阀、给水阀、取样阀、空气阀、仪表阀等，共同保障了锅炉系统的正常运行。
2 锅炉的标准化控制
锅炉的标准化控制是指对锅炉的给水、燃烧等热工过程变量的自动调节。主要表现在安全保护、自动启动和停炉的程序控制、水位和汽压的自动调节、自动报警等方面，实现锅炉的自动控制，为锅炉的安全运行、节能提供了强有力的保障。
2.1 锅炉的水位自动控制系统。通常辅锅炉的水位采用双位控制，当水位降至最低工作水位时，给水泵启动补水；水位升至最高工作水位时，给水泵停止供水。油轮辅锅炉也可以采取通过调节给水泵的流量，使之与水位相对于设定值的偏差成一定比例，从而实现比例控制补水。
2.2 燃烧过程自动调节系统。燃烧过程通过燃烧、送风和炉膛负压三个调节器实现自动调节。过热蒸汽压力调节器通过改变送入锅炉的燃料量，使其与变化后的负荷相适应，并将过热蒸汽压力恢复到额定数值；送风调节器通过控制进入锅炉的空气量与燃烧量的比例，保证锅炉的经济燃 烧，提高锅炉热效率；炉膛负压调节器根据输入的炉膛负压信号控制引风量，将炉膛负压控制在定值状态。
2.3 过热蒸汽温度自动调节系统。锅炉装上过热器，可使蒸汽再一次加热变成高于饱和蒸汽温度的过热蒸汽，提高蒸汽温度而不增大蒸汽的流量。在过热器的出口，由减温器通过喷嘴把水喷到蒸汽管道中，与过热蒸汽混合，使过热蒸汽冷却，保持过热蒸汽恒定的温度，保护过热器管道和汽机不超过规定的工作温度。
2.4 锅炉的蒸汽压力自动控制。为保证气压稳定，根据压力表显示的数据，相应地加大或减小喷油量，达到产气量和供气量二者之间的平衡。
3结语
锅炉的标准化控制通过对锅炉的给水、燃烧等热工过程变量的自动调节，实现了锅炉工作的正常运转。在锅炉标准化控制系统中，除了应用各种自动调节器系统外，应用锅炉自动点火、吹灰和定期排污等程序控制越来越多，当前应用计算机和现代控制技术进行锅炉的全程调节、燃烧管理的控制和锅炉的自动起动等，已经成为该领域的主导趋势，更好地实现了锅炉的最优标准化控制和管理，对锅炉的安全运行、节能具有重要的意义。
参考文献
[1]基于PLC的船用辅助锅炉的燃烧控制系统.
[2]船舶辅助锅炉蒸汽压力控制方法研究.
[3]船用辅锅炉的可靠性分析.
论文作者:丁超,刘斯发
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：锅炉论文; 蒸汽论文; 炉膛论文; 烟管论文; 系统论文; 省煤器论文; 烟气论文; 《基层建设》2017年第30期论文;