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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．