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船舶导热油加热系统的探讨

陈川艾

内容提要

.,
本文介绍了船舶导热油加热系统选型参数选择和简单的计算方法并建议加速对航舶导热油加热系

。
统的研究和开发

问题的提出

目前,国内船舶上的加热方式基本还是蒸汽式的加热源。这是因为蒸汽是易于得到的热
源,但蒸汽加热系统结构复杂,热损失大。若以导热油加热,则导热油作为没有相变的热介质比
起加热过程中有相变的蒸汽易于进行分配、调温、控制,并能很容易地构成高效率的封闭循环

,,。
系统与蒸汽加热系统相比能节省燃料达10一30%

,,
导热油锅炉在常压下就能得到30C的高温热介质而蒸汽锅炉要达到3()0C时其炉内

。,,.
压力必须达到gMPa显然蒸汽锅炉欲得到此高温必须设置高压装置同时设置严格的安全
装置,水处理装置等,而导热油锅炉则没有这种必要,导热油加热系统可以不遵守压力容器的
规范建造。
在欧美及日本一些发达的国家,导热油加热系统作为节能方式已被广泛采用。国内陆用导

、、
热油加热系统被广泛采用于高温、低压、全自动控制的场合,如石油、化工建材造纸、食品、纺

、.
织、印染等行业的干燥蒸发、加热、高温辐射采暖等多种生产工艺中。在国外导热油加热系统

,
在新造船舶的应用中也正逐年增多它不仅用于液货船(尤其是油轮).也用于一般货船的机舱

、。
系统燃油舱加热和上层建筑的间接加热1987年我国首次出口丹麦的27。。DwT货轮.在我
国自行建造的船舶中首次采用导热油锅炉加热系统,但主要设备仍是进口。我国国内营运船舶
采用这种系统的还很少,尚无成熟的经验。笔者今就该系统应用于船舶的加热系统的有关问题
作一初步的探讨。

二、两种加热系统的比较

.
1系统比较

(1)导热油锅炉系统(图l)

,。
图中输出功率一祠(K.I/}l)系指锅炉效率刀与燃料的输入功率相乘而得该系统的热

、。
损失为锅炉的排气损失辐射损失和管路的散热损失三项之和

作者单位:武汉水运工程学院
.
(D8帕.J/卜一QP峨J/卜)

(吸.J/b一,道扭失QPxJ八)
有效利用
燃料
Q俄,/h

怡出功祸炉借次热报失
二构剐

软化器
图工导热油锅炉加热系统示意图图2蒸汽锅炉加热系统示意图
(2)蒸汽锅炉系统(图2、
蒸汽锅炉加热系统的热损失,除上述导热油锅炉的三项损失外,还有冷凝器所造成的损
失。用蒸汽给货油舱加热时需在甲板上安装管路,延伸到下部的油舱中,在其底部组成热交换
器,然后再返回上部甲板。在此回路中,大部分蒸汽在热交换器中凝结成水,流向上部管路,并
以凝水和蒸汽的混和物被送到冷凝器中,在此由汽态凝为水,流至热水井,再被凝水泵送到锅
炉。显然,在导热油锅炉加热系统中这一部分损失是不会发生的。

.
2腐蚀和积垢
在蒸汽锅炉中一般用防垢剂和软化器来防止腐蚀和水中矿物质的析出(积垢)。导热油锅
炉使用的是液体润滑油,所以.锅炉盘管的内壁不会发生腐蚀和积垢现象。

、
三船舶导热油加热系统的设计要求

。、、、
陆用和船用导热油加热均为强制循环系统该系统由导热油锅炉循环油泵膨胀油箱用
户热交换器、贮油柜、除气器、管路及其附件、仪表和电气控制等组成。按不同要求,可以设计成
不同系统,如双回路系统,多回路系统等。
对这样的封闭循环系统,其热介质、系统设备的选型与布置应有特殊的要求。

导热油的特性与要求
对船用导热油的主要要求为:

。
(l)在大气压力下有较高的沸点和低的固化温度

,。
(2)在操作温度下热稳定性好能供长期使用

。
(3)比热和传热系数大

,。
(4)在操作温度下有很小的气相压力以减小运行压力

,。
(5)粘度小在低温时有很好的流动性

。
(6)在正常使用时没有着火和爆炸的危险

。
(7)对系统设备和其他材料无腐蚀性

、。
(8)无毒性无味,即使泄漏到周围时危险性也较小

。
(9)价格和设备费用低
导热油的主要特性:

.
导热油有矿物油系和合成油系两种。不同牌号的导热油其特性有较大差别在不同温度下

、、、一。.
其特性如:枯度比重比热导热系数等也相差甚大通常矿物油系在360C左右时即强烈地

,。、.
发生热分解并开始汽化因此炉内盘管内壁上最高允许油膜温度一般为280一340C油液

。
最高允许工作温度在没有保护气体(氮气)的情况下比最高允许油膜温度低10一30C原GL
规范规定最高油液温度与裂解温度之安全值约为50C.同时规定导热油的使用寿命至少为l

。,。、
年对船用导热油加热温度很多国家造船规范规定不应超过220C导热油进出锅炉的温差
一般取4OC左右,这就对船用导热油的使用温度作了规定。
表1为国内外几种导热油的主要特性参数。

表1国内外几种导热油的主要特性参数

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2导热油锅炉及其系统

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导热油锅炉主要有