船舶辅助装置 5.1 船舶操舵装置 5.2 起锚机和系缆机 5.3 船用蒸汽锅炉.

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1 船舶辅助装置 5.1 船舶操舵装置 5.2 起锚机和系缆机 5.3 船用蒸汽锅炉

2 5.1 船舶操舵装置 一、概述 操舵装置简称舵机，是舵手（驾驶人员）用来保持或改变船舶在水中运动方向的专用设备。
舵是一块平板或具有流线型截面的板，称为舵叶。装在船尾中纵剖面或对称于中纵剖面的位置上。它垂直地浸没在水中，并能绕舵轴转动。

3 舵是船舶的一种十分重要和不可缺少的专用设备。可以想象，如果船没有舵，或舵失灵，就象汽车没有方向盘一样，将无法行驶）在大海里任凭风浪摆布。无主动航向的船不仅不能保证航行的安全，而且是不能到达目的港的。

4 对舵机的要求 《国际海上人命安全公约》(SOLAS74） 《钢制海船入级与建造规范》(1966)
1.生命力强。有主、辅两套独立的操舵装置，或一套操舵装置配两套以上动力设备，每台动力设备两处以上独立供电线路。 2.工作可靠。具有足够的强度和能力，在最深航海吃水：主操舵装置能在最大航速时，使舵自一舷35转至另一舷35，海船从一舷35转至另一舷30不超过28s。辅舵装置在最大航速一半但不低于7kn(1kn=1nmile/h= 1.852km/h)时，使舵在60s内自一舷15转至另一舷15。 3.操作灵便。主辅操舵装置均应能在驾驶室和舵机室进行控制，主操舵装置的每台动力装置也均能在驾驶室控制，并能方便地进行切换。

5 (一)操舵装置的功用和组成 1、功用 舵机有两大功能： 一是保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性； 二是改变船舶运动方向的能力，称回转性。 通常把二者统称为船舶的操纵性。

6 船舵主要由舵叶和舵杆组成。舵叶是产生水压力的部分；舵杆的作用是转动舵叶和保证舵叶具有足够的强度。
舵的作用原理是当水流以某冲角冲至舵叶上时，便产生了流体动力，此作用力通过舵杆传递并船体上，从而迫使船舶转向，也就达到了调整航向的目的。

7 2、型式 按舵机的动力源可分为手动舵机、蒸汽舵机、气动舵机、电动舵机和电动液压舵机。 由于电动液压舵机尺寸小，重量轻，效率高，耐冲击，工作可靠，故在现代船舶上广泛采用。 下面主要介绍电动液压舵机。

8 3、组成： 1）远距离操纵机构 由设于船首驾驶室的发送器和设于船尾舵机房的受动器组成，用以把舵令转换对转舵动力的控制动作，以便提供转舵动力，或停止转舵动力的供给，或改变转舵动力供给方向。电液舵机的远距离操纵机构有液压式、电力式和电液式三种。

9 2）转舵动力机械——安装于舵机房或机舱提供转舵动力源的机械设备。电液舵机的转舵动力机械是电动机液压泵组。液压泵又称舵机油泵。
3）转舵机构——装于舵机房内将转舵动力转换为转舵力矩的机构。目前电液舵机普遍采用往复式的转舵油缸。

10 4）舵——装于舵机房的舵柱（或舵杆）上，插于水下，承受水流作用力，产生转船力矩的设备。
目前普遍采用平衡舵、不平衡舵和襟翼舵（子母舵），其结构如图4-8所示。

11 1-舵柱 2-舵 3-行星齿轮 4-定齿轮 5-主舵 6-主舵柱 7-辅舵柱 8-辅舵（襟翼） 图4-8 舵 a)不平衡舵； b)平衡舵； c)襟翼舵;

12 按舵剖面形状来分 1.平板舵：仅用一块平板做成的最简单的舵； 2.改良形平板舵：在平板舵上以木质板，其外形与流线型舵相似的舵；
  1.平板舵：仅用一块平板做成的最简单的舵； 2.改良形平板舵：在平板舵上以木质板，其外形与流线型舵相似的舵；   3.流线型舵：舵的翼剖面是机翼型的舵，如果带有固定舵柱的就称为固定舵柱型流线型舵； 4.反应舵：是将流线型平衡舵以螺旋轴为界，按一定流程进行上下扭曲后的舵，据说这种舵可以提高推进效率4-6％左右。

13 5）追随机构——装于舵机房，在舵转至舵令要求的舵角时，切断转舵动力的供给，自动使舵停止转动的机构。常用的有杠杆式（分不带和带副杠杆式）和电力式（分电桥式和自整角机式）。
6）应急装置——常用操舵装置失灵时，用以维持舵机正常工作的应急备用的操舵设备。 7）辅助装置——包括舵角指示、最大舵角限位装置等。

14 (二) 舵的作用原理 舵机对船舶航向的控制是通过作用在船舶尾部舵叶上的水压力来完成的。

15 1、力学分析 1）舵角α=0°位置 (正舵)时: 舵两侧水压相等，舵对船舶的航行无影响，船舶直线航行。

16 2)舵转角α后: a、转船力矩 水流即以冲角α流向舵叶，使舵两侧的流线不对称，水压分布不均匀，产生一垂直于舵面的水压力的合力PN。水压力的合力PN对船舶的重心O产生的力矩Ms使船舶转向，称为转船力矩。其值可用下式计算:

17 （N·m） 式中：L——舵压力中心至船舶重心的距离，m； CL——升力系数，与舵叶的几何形状有关，随α而变； ——水的密度，kg/m³;
A——舵叶面积m²; V——舵叶处水的流速m/s，可取航速的1.15~1.2倍。

18 舵的水压力PN对舵杆轴线的力矩Mα是使舵绕轴线偏转的力矩，称为舵的水动力矩。 （N·m）
b、水动力矩 舵的水压力PN对舵杆轴线的力矩Mα是使舵绕轴线偏转的力矩，称为舵的水动力矩。 （N·m） 式中：xc——舵压力中心至舵杆轴线的距离（随α角而变），m； CN——舵叶的压力系数，与舵叶的几何形状有关，随α而变； ρ、V、A——与前面相同。

19 显然，舵匀速转动时，舵机施加于舵杆上的转舵力矩M应等于水动力矩Mα和舵承总摩擦力矩Mf之和，即

20 2、分析总结 1）船舶前进时，船的转向与舵的偏转方向相同；船舶后退时，则相反。前进回舵或后退偏舵时，舵的水动力矩Mα总是使舵回中或偏转，舵机施加于舵杆上的为负的转舵力矩。 转船力矩 水动力矩 图 转船力矩Ms和舵水动力矩Mα曲线

21 2）舵产生的转船力矩Ms比水动力矩Mα大得多，它们均随舵叶浸水面积A的增加和航速的提高而增大，舵机负荷（即工作油压）也相应升高。由于船舶逆水时舵叶处水流速度大，故内河下水船舶靠码头时总先调头，以提高靠码头时的舵效。 转船力矩 水动力矩 图 转船力矩Ms和舵水动力矩Mα曲线

22 3）船舶前进偏舵时，转船力矩Ms与舵角α之间的关系如图4-10所示。从图可见，Ms随α的增加而增大，但α增大至某一值时Ms出现最大值。这是由于升力系数ＣＬ按此规律变化的结果。为了提高转船力矩Ms （即舵效），常以出现最大转船力矩Ms时的舵角αmax定为舵的最大偏转角。该舵角的大小主要与舵的展舷比λ（舵叶高度h与平均宽度b的比值）有关。海船吃水较深，λ值较大，αmax=30°～３５°；河船情况相反，αmax为４０°左右。目前舵机规定的最大舵角，海船为35°，河船为35°～45°。 转船力矩 水动力矩 图 转船力矩Ms和舵水动力矩Mα曲线

23 4）舵机在最大舵角时输出的最大扭矩，称为舵机的公称扭矩。它决定于船在最深吃水以最大航速前进时，把舵转至最大舵角所需的扭矩，并能按规范要求满足倒车时转舵需要。
转船力矩 水动力矩 图 转船力矩Ms和舵水动力矩Mα曲线

24 5）在同样α的舵角时的水动力矩Mα不平衡舵均高于平衡舵。这是由于舵压力中心至舵杆轴线的距离xc，不平衡舵较大之故。这表明，把舵转至同样舵角，采用平衡舵时舵机所需输出扭矩较小 ，而转船力矩几乎不受影响。这就是为什么现代船舶多采用平衡舵的道理。图中K为平衡系数，是舵杆中心前面舵叶面积与整个舵叶面积的比值。由于小舵角时，平衡舵的水压力中心位于舵杆中心线前面，故出现负的水动力矩，即水动力帮助偏舵。适当选取K值（一般K=0.15~0.35）可减少舵机的额定功率和常用舵角（小于10°~20°）的功率消耗。 转船力矩 水动力矩 图 转船力矩Ms和舵水动力矩Mα曲线

25 6）船舶后退时，舵叶的后缘变成导边，压力中心与舵杆中心线距离xc变大，同舵角下的水动力矩高于前进时的水动力矩，但后退最大航速一般不超过前进最大航速的一半，故后退时的最大水动力矩不会超过前进时最大的水动力矩。流线型平衡舵船后退时的最大水动力矩一般只为前进时最大值的60%左右。

26 二、转舵机构 转舵机构是舵机液压系统的执行元件，它把动力油泵 提供的压力能转换成机械能而输出转舵力矩，常见的有往 复式和转叶式两类。 1、往复式转舵机构 往复式转舵机构又分十字头式、拔叉式、滚轮式和摆 缸式，这里只介绍前两种。 往复式转舵机构又称推舵或转舵油缸。

27 它因具有十字头形接头而得名，结构如图4-11所示。
1）十字头式转舵机构 a 、结构与工作原理 它因具有十字头形接头而得名，结构如图4-11所示。 图4-11 十字头式转舵机构 1、5-油缸；2-柱塞（撞杆）；3-耳轴；4-舵柄；6-密封环；7-柱塞行程限位器； 8-机械式舵角指示器；9-滑块；10-导板；11-中央联结部分；12-十字头；13-轴承；14-舵柱（舵杆）

28 b、受力分析 图 4-12 十字头式转舵机构受力情况

29 舵叶偏转α角后，通过转舵机构油压产生的转舵力矩
Mα可用下式表示： （N·m） 式中：D——柱塞直径，m； ∆P ——柱塞两端的油压差，Pa； R0 ——舵处于中位时，舵柱与十字头中心距离， m； α——舵的转角。 可见，对于既定的舵机，十字头式转舵机构产生的转舵力矩随舵角α的增大而增大 ，这恰好与舵负荷力矩（水动力矩）的变化规律相适应，因而可以减小舵机的额定功率。

30 2）拔叉式转舵机构 a 、结构与工作原理 拔叉式转舵机构是十字头的前身，图4-13所示为其原 理图。与十字头式比较，有以下异同点。
图4-13 拔叉式转舵机构原理

31 b、与十字头式比较 与十字头式比较，有以下异同点。 （1）两者的受力情况和扭矩相同，传动效率相近，工 作可靠性相当。 （2）以拔叉形式的滑动接头代替十字头式滑动接头； 柱塞可整体制造，舵柱中心与柱塞轴线的距离R0和柱塞 相应最大舵角时的行程缩短，纵横向尺寸均减小，故功率 相同时，重量相对减轻，占地面积缩小。 （3）柱塞的刚度优于十字头式，工作油压不高19.6MPa时，其侧推力可直接由油缸承受，而无需设导板。

32 （4）拔叉结构较十字头简单，制造安装方便。但其强度和刚度不如十字头，因此拔叉式转舵机构不宜用于大扭矩的场合,只是在内河船舶中、小功率的液压舵机上应用较广。
（5）同样情况下，转舵角相同时，柱塞移动的阻力Pα和侧推力Nα均较十字头式大，故输出相同的转舵力矩，要求有较大的柱塞直径或油压，即舵机功率较大。 由于往复式转舵机构，结构合理，密封性好，工作可靠，维护管理方便，且具有良好的负荷匹配性，故在船舶上得到广泛的应用。它的缺点是占舱位面积较大。

33 2、转叶式转舵机构 1)结构与工作原理 转叶式转舵机构的承压和传动部分组合在一起，利用 油压产生的扭矩直接驱动舵柱转动。原理如图4-14所示。

34 图4-14 转叶式转舵机构原理图 1-舵柱； 2-缸体； 3-转毂； 4-转叶； 5-定叶； 6-油管。

35 2)特点 a、输出的转舵力矩与工作油压成正比，而与舵的转 角无关，故其负荷匹配特性就不如往复式转舵机构。 b、转叶式转舵机构结构简单，安装方便，外形尺寸 小，转舵时无侧推力，转毂浸泡在油中，润滑条件好，摩 擦耗功和零部件的磨损减小，传动效率和使用寿命提高， 工作可靠，管理方便。但内部泄漏路径多，密封较困难， 限制了工作油压的提高。

36 三、舵机液压系统实例 1．30kN·m阀控型电动液压舵机系统 1）主要技术参数 公称扭矩 kN·m（约3tf·m）；最大舵角 ±35° ； 转舵时间 ≤12s ； 公称压力 MPa 溢流阀调定压力 MPa； 油泵型号 25SCY14-1B 专用阀组安全阀调定压力 9.4MPa 电动机功率 kW 舵机液压系统如图4-15所示 。

37 图 kN-m 舵机液压系统 1-动力油柜； 2-液位继电器； 3、4-阀件油路集成块； 5-气囊式蓄能器； 6-操纵台； 7-手动三位四通换向阀； 8-舵机专用阀组； 9-拨叉式转舵油缸； 10-直流舵角发讯器； 11-交流舵角发信器

38 2）液压系统特点 该舵机液压系统属直控型开式循环系统，适用于急流航区。动力油柜1由两交流电动机泵组1#和2#、阀件油路集成块3、滤器和油箱等组成，具有油液的过滤、沉淀、储存、冷却、加压、过载溢油和止回等功能，其结构紧凑，安装方便。1#、2#泵组可轮换使用。3#泵由直流电动机驱动，是应急动力源。三台泵均为手动变量式轴向柱塞泵，流量可按转舵时间的要求调整。 拨叉式转舵油缸轴承除用以支承柱塞的自重外，主要用以承受通过柱塞传来的侧推力；两油缸端部兼作柱塞行程挡块，以限制最大舵角为 36.5°。

39 设于驾驶室的操纵台6上，装有交直流舵角指示器、压力表、起动按钮、报警器、运行指示灯等；其内装有手轮驱动的“M”型三位四通换向阀和用以减小液压冲击的气囊式蓄能器 5等。
在转舵油缸与换向阀之间的油路上装有舵机专用阀组8，用以防止舵机在负扭矩工况时出现舵机失控和空气进入管路；在不操舵时，用以“锁舵”；减小转舵油缸柱塞运动速度急剧改变产生的液压冲击；作过载保护。采用平衡舵的舵机，在某小舵角范围转舵、船舶前进中回舵和后退时偏舵，会出现负的水动力矩，即此时水动力矩的方向与舵机提供的转舵力矩的方向相同，水动力矩帮助舵转动。舵机在这种工况下工作称为负扭矩工况。

40 3）舵机专用阀组 由主阀和双向安全阀组成 图4-16 舵机 专用阀组 1，5-单向阀； 2-主阀体； 3-主阀芯； 4，9-弹簧；
6-安全阀； 7-弹簧； 8-调节螺钉

41 4）工作原理 船舶航行中1#、2#泵组中总有一台泵组不停地运行。当未操舵时，泵的供液全部经驾驶室操纵台的手动三位四通换向阀7的油口P、O回油箱。 当扳动操纵手轮操舵时，泵就经换向阀7和专用阀组8向一转舵油缸供液，另一油缸则经专用阀组和换向阀回油，直至舵转至要求的舵角换向阀回中，转舵油缸的油液被专用阀组锁闭，舵就停稳在要求的舵角上。由于转舵油缸柱塞开始和停止移动速度均受专用阀组中主阀芯上半圆形节流槽K（见图4-16）——回油通道的节制（接通时，通道由小逐渐增大；隔断时，通道由大逐渐减小），因而减缓了柱塞移动速度的突变，使液压冲击减小。

42 当出现负扭矩工况时，由于泵供油压力的下降，专用阀组中的主阀芯在被压缩的弹簧张力作用下向回中方向移动，逐渐关小节流槽K的开度，限制了油缸的回油流量，使泵的供油管路不会因柱塞的移动速度过快造成回油量超过油泵供油量而失压，从而既可避免舵机失控和空气进入系统，又可防止专用阀组中的主阀和其内单向阀因急剧启闭而产生液压冲击。 一旦船上交流电源失电时，3#直流电动机泵组自起动，保证操舵正常进行。

43 5.3 起锚机和系缆机 船舶在停泊时，由于船体受到风力和水流的作用以及横摇和纵倾时所产生的惯性力的影响，所以在船上设置起锚设备和绞缆设备使船舶与地面（水下地面或码头、浮筒等）牢固地系住以保持船位。

44 一、起锚机 1.作用 锚设备用于在海上固定船舶或协助船舶迅速靠离码头。

45 2.锚锭的出现和变化 锚几乎是和船同时出现的。开始需要停船时，就把用绳子系着的大石块，装着石块的篓筐或者是沙石袋沉入水底把船拖住。 公元前3000年，中国和埃及的水手们曾经使用这种锚。后来用坚韧的木料在其下部绑上两个木爪制成了“木锚”，当时称“锭”，让它斜着抓住泥土，十分牢固。最早的铁锚出现于公元前600年，是一只有一个爪的铁钩。在中世纪及12世纪末期的小海船上至少有12个锚，大海船上的铁锚多达24个。当时铁锚的重量较轻，抛锚和起锚靠人力。自从在船舶甲板上安装了绞盘后，锚的重量增加。

46 2.锚锭的出现和变化 18世纪，开始使用不易断裂的优质铁造锚，设计出了新式弓形弯曲锚臂。1770年前后，铁制锚杆完全取代了木制锚杜。1821年，英国人霍金斯研制出带锚链筒的有爪锚。1872年至1887年间，英国人C·马丁、S·巴克斯特和W·Q·拜尔斯都曾对这种锚进行了改进。1933年，英国人泰勒申请了犁锚的发明专利，其钩抓力是传统锚的两倍。 　　现代锚用铸铁或锻钢制造。主要有杆锚，多用于小型船舶。无杆锚使用时两个锚爪同时啮入土中，使用最为广泛。大抓力锚适用于砂质或土质松软的水底。还有一些特种锚如菌形锚和伞形锚，多用作长期锚泊、定位用。

47 起锚设备如图4-18所示，它包括锚1，锚链筒2，锚链3，起锚机4，锚链管5，锚链舱6，止链器7、8等。
3.组成及其基本要求 起锚设备如图4-18所示，它包括锚1，锚链筒2，锚链3，起锚机4，锚链管5，锚链舱6，止链器7、8等。 图4-18 起锚设备示意图

48 在商船上起锚机和绞缆机往往合成一个机组，常卧置于甲板上，它具有二个锚链轮和二个绞缆筒，可同时服务于二个锚。因此如果船艏有二个锚，通常也只装一部锚机。艉部则往往设有一部绞车用以绞收船艉的缆索。

49 对锚机的基本要求 (1)必须由独立的原动机或电动机驱动； (2)在船上试验时，锚机应能以平均速度不小于9m／min将1只锚从水深82.5m处(三节锚链入水)拉起至27.5m(一节锚链入水处)； (3)在满足规定的平均速度和工作负载时，应能连续工作30min，应能在过载拉力(不小于工作负载的1.5倍)作用下连续工作2min，此时不要求速度； (4)链轮与驱动轴之间应装有离合器，离合器应有可靠的锁紧装置，链轮或卷筒应装有可靠的制动器，制动器刹紧后应能承受锚链断裂负荷45％的静拉力；锚链必须装设有效的止链器。止链器应能承受相当于锚链的试验负荷。

50 3.类型 （1）根据动力分： 1）手动的；2）汽动的；3）电动的；4）液压的；5）内燃机驱动等。 （2）根据布置分： 1）立式，立式锚机又称作起锚绞盘。 2）卧式，卧式起锚机简称锚机。

51 4、类型介绍 （1）卧式电液动起锚机 如图4-19所示，当依靠锚本身的重量抛锚时，将链轮离合器2脱开，使锚链轮1和减速齿轮3，绞缆筒10等脱离。借刹车环4及其手传动装置5控制抛锚速度。 图4-19 电液动起锚机简图

52 当起锚时，将离合器2合上，使链轮1和减速器3接上，由电动机9驱动油泵8，供压力油给油马达7，从而油马达旋转，输出扭矩，通过传动齿轮，带动锚链轮1和绞缆筒10旋转，这样就达到起锚和绞缆的要求。为了控制起锚和绞缆的速度，可以控制制动马达6。油泵马达和制动马达的起动，停车和运转，由电扭开关12通过马达控制箱12控制，11为限位开关。

53 （2）立式电动起锚机 图4-20所示为立式电动起锚机原理图。垂直轴11上的锚链轮1由电动机8经减速齿轮箱6，通过离合器5带动旋转。起锚时离合器合上，抛锚时离合器脱开，使锚链轮和齿轮箱及电动机分离。抛锚速度由链轮刹车3控制。起锚速度由电力制动器7控制。马达由操纵台10经马达控制器9控制。图中4为刹车传动装置，2为绞缆筒。 图4-20 立式电动起锚机原理图

54 二、系缆机 系缆设备用于在码头（或浮筒）旁固定船舶或沿码头移动船舶。

55 1底座 2电动机(或油马达) 3减速机构 4主卷筒 5手控带式刹车 6副卷筒
1.系缆机组成和应满足的要求 系缆机的构造较为简单，与单侧式锚机相似，但锚链轮由主卷简所取代。 1底座 2电动机(或油马达) 3减速机构 4主卷筒 5手控带式刹车 6副卷筒

56 1.系缆机组成和应满足的要求 应能保证船舶在受到6级风以下作用时(风向垂直于船体中心线)仍能系住船舶；
其拉力大小应该根据船舶的尺寸，按《钢质海船入级与建造规范》所推荐的数字选取； 绞缆速度一般为15～30m/min，最大可达50m/min，达到额定拉力时速度取下限值。

57 2.自动系缆机 一般的系缆机操作时需有专人照看缆索张紧情况；系泊时需要根据潮水涨落及船舶装载变化，不时调整线索长度，以避免缆索松弛或张力过大，十分不使。因此，许多船上都采用了自动调整张力的系缆机，简称自动系缆机。 自动绞缆机：使缆绳张力保持在一定范围内。 (1)电动； (2)液压。

58 额定扭矩 电机堵转 缆绳保持张力 张力过大 反转松缆 张力很小 正转收缆 电动自动绞缆机的机械特性

59 回顾上次讲课内容 活塞泵、离心泵、喷射泵的工作原理分别是什么？ 理想工作模式下单级活塞式空气压缩机的工作原理是什么？
船用通风机的用途有哪些？船用通风机选用依据是什么？ 船用舵机的基本要求是什么？ 舵机的功能及其工作原理是什么？ 船舶锚机和系缆设备的作用分别是什么？

60 本次授课目标 了解船用蒸汽锅炉的作用、分类和工作原理； 了解船舶动力管系组成和工作原理； 了解船舶管系的组成和工作原理。

61 5.4 船用蒸汽锅炉 一、船用锅炉的功用 锅炉是将水加热使之成为蒸汽的热交换设备，其主要工作过程就是燃料的燃烧，热量的传递，水的汽化和蒸汽的过热等。

62 1、在蒸汽动力装置的船舶中，锅炉产生的蒸汽主要供蒸汽轮机推进船舶之用，这种锅炉称为主锅炉。
主锅炉产生的蒸汽一般为过热蒸汽。 2、在柴油机动力装置的船舶中，锅炉产生的蒸汽仅用于加热燃油、滑油，主机暖缸，驱动辅助机械及生活杂用，这种锅炉称为辅助锅炉。 辅助锅炉产生的蒸汽一般为饱和蒸汽。

63 在柴油机干货船上：一般装设一台压力为0.5—1.0MPa，产生饱和蒸汽的辅锅炉，蒸发量为0.4～2.5Ｔ／ｈ
在柴油机油船上：因为加热货油、驱动汽轮货油泵等蒸汽等蒸汽辅以及洗货油舱等需要大量蒸汽，所以一般都装设两台辅锅炉，蒸发量常在20Ｔ／ｈ上。 在大型柴油机客轮上：一般也装设两台辅锅炉以满足日常生活所需的大量蒸汽，且可以防止—台损坏时，影响船员和旅客的日常生活。

64 二、锅炉的分类 1.按锅炉的结构分类 烟管锅炉(或火管锅炉)：燃烧产生的高温烟气在受热面管中流动，管外是水； 水管锅炉：受热面管中流动的是水或者是汽水混合物，而烟气在管外流过； 混合式锅炉：一部分受热面管子按烟管锅炉方式产生蒸汽，面其余管子用按水管锅炉方式工作。

65 2.按水循环的方法分类 自然循环锅炉：管子中水的流动是由于工质的密度差产生的。 强制循环锅炉：管子中水的流动是借助泵来实现的。 3.按热量来源分类 燃煤锅炉、燃油锅炉、废气锅炉。

66 4.按蒸汽压力高低分类 高压锅炉，中高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉。 根据目前的发展水平，蒸汽工作压力在： 2.0ＭＰａ以下者为低压锅炉： 2.0～4.0ＭＰａ为中压锅护； 4．0～6.0ＭＰａ为中高压锅炉； 超过6.0ＭＰａ为高压锅炉。

67 三、锅炉的基本技术参数 为了表征锅炉的规格、性能和技术经济指标，常使 用下述技术参数： 1.工作汽压：锅炉在额定工况下产生的蒸汽压力 （表压），单位是Pa或Mpa。

68 2 ．蒸发量：又称产汽量，是指锅炉每小时产生的蒸
汽量，单位是t/h或kg/h。锅炉的额定蒸发量是指锅炉燃 用设计燃料，在设计蒸汽参数下的蒸发量。 3．蒸发受热面积：锅炉中燃烧所产生的热量传给炉 水和蒸汽的烟侧表面积，单位是m2。

69 4．蒸发率：又称蒸发强度，是指单位时间内每平方
米受热面积所产生的蒸发量，单位是t/m2·h或kg/m2·h。 蒸发率用于评价锅炉蒸发受热面的平均传热强度； 蒸发率越高，锅炉结构越紧凑。

70 5．效率：锅炉内有效利用的热量与送入锅炉内燃料完全燃烧时所发出的热量之比。
它表征锅炉工作的经济性。由于锅炉中存在燃料未完全燃烧、排烟、灰渣热损失和散热损失等，故锅炉效率小于1，一般为0.6~0.85。

71 6．锅炉的相对重量：是指锅炉的总重量（包括水）与其蒸汽产量的比值，单位是kg/kg/h。
7．锅炉的相对体积：是指锅炉所占体积与其蒸汽产量的比值，单位是m3/t/h。

72 1-汽筒（汽包）；2-水筒；3，4-水管束；5-喷油器与风门；7-蒸汽过热器；6-干气包；8-冷水壁；9-联箱（集水管）；10-空气预热器
四、主、辅锅炉 1、主锅炉 二锅筒水管锅炉是目前大、中型蒸汽动力装置主锅炉的基本型式，在柴油机动力装置船上也有用作辅助锅炉的。 图4-22为一种比较典型的二锅筒水管锅炉结构图。由于其本体的造型似英文字母“D”，所以称D型锅炉。它由锅炉本体、给水预热器、空气预热器、燃烧装置、通风系统和锅炉附件等组成。 图4-22 水管锅炉简图 1-汽筒（汽包）；2-水筒；3，4-水管束；5-喷油器与风门；7-蒸汽过热器；6-干气包；8-冷水壁；9-联箱（集水管）；10-空气预热器

73 二、辅助锅炉 柴油机船上，为了加热燃油（重柴油或重油）和润滑油以及日常生活中供应热水、取暖和厨房等，都需要一些压力为0.3~0.5MPa的低压饱和蒸汽，所以要装设一台小型燃油辅助锅炉。锅炉蒸汽产量可根据船舶类型和需要而选择，一般干货船装设一台蒸发量为1~1.5t/h的锅炉就够了，而油轮则因加热货油和驱动货油泵、蒸汽甲板机械以及洗舱等，所需蒸汽量较大，压力也较高。一般载货量较大的油轮上都装有二台压力为1Mpa以上，蒸发量较大的锅炉。

74 船舶在航行时，主机的排气量很大，温度又高。一般大型低速增压二冲程柴油机的排气管上装设一只小型热水器或废气锅炉，这样可节约燃料。在停泊和进出港时，则使用另一台燃油辅助锅炉或者把锅炉制成混合式锅炉，后者就是把燃油锅炉与废热锅炉两者合并在一起。废气锅炉的蒸汽产量随柴油机所发功率的变化而变化，一般为0.27~0.55Kg/Kw/h，不仅能满足航行时的需要，经常还有剩余。近来有些船舶，为了进一步节约燃料，航行时将废气锅炉所产生的蒸汽，用来驱动汽轮机发电，供应船上所需的电能。由于辅助锅炉的蒸汽产量小，压力低，对经济性要求不高等特点，因此构造较筒单，操作管理方便，一般制成自动程序控制，工作时不需专人照看。

75 现介绍我国柴油机船上所用的几种辅助锅炉及废热锅炉，如图4-23所示。
立式横火管辅助锅炉

76 b) 立式水管辅 助锅炉（“弗来明”锅炉）

77 c)废气锅炉（麻花管式）

78 d) 混合式辅助锅炉

79 五、火管锅炉与水管锅炉的性能比较 1、火管锅炉 1）烟气纵向冲扫烟管内壁，对流放热系数较小，传热效果较差，其效率、蒸发强度也就较低。 2）蓄水量较大，炉壳直径大、强度要求高，锅炉比较笨重。 3）为提高锅炉的蒸发量和工作汽压，就得增加受热面烟管，炉壳的直径和壁厚随之增大，故火管锅炉的蒸发量和工作汽压的提高受限制。

80 4）因蓄水量较大，炉水的自循环无规则，温度分布不均，冷炉点火升汽所需的时间较长 。
5）烟管与管板等连接部位工艺性差，易形成不均匀的热应力而导致裂纹。 但火管锅炉因蓄水量较大而蓄热性能较好，负荷突变或给水不均时汽压波动不大；由于蒸发量相对较小，故停炉时持续供汽时间较长；因蒸发率较低，对炉水质量要求不高。

81 2、水管锅炉 1）高温烟气在水管外侧横向冲扫管壁，对流放热系数较大，传热效果较好。 2）蓄水量少，炉水循环有规则，冷炉点火升汽较快，蒸发强度大。 3）与火管锅炉相比，在相同蒸气参数下，水管锅炉具有效率高、重量轻、体积小等优点。

82 但由于水管锅炉蓄水量少，蓄热性能就差，所以，适应变负荷的能力差，汽压和水位的波动较大。又因为蒸发强度大，水在较细的水管中流动，水垢难以消除，故对给水质量要求较高。不过，随着自动化控制技术和炉水处理技术的发展，这些问题已得到了较好的解决。因此，水管锅炉在船舶中的应用日益广泛。

83 Question？