1．目的及意义

近三十年来，船用有机热载体锅炉因其热效率高、升温快速、节省油耗和淡水资源正逐步被用作油轮加热锅炉和船用辅锅炉，并大有替代水管锅炉的趋向。目前，德国、日本、希腊等国外船东在建造新船时采用导热油锅炉的较多，国内新建的油轮也基本上采用此技术作为货油加热用途。

热油锅炉是以烟煤或重油、轻油以及可燃性气体为燃料、导热油为载热体，利用循环油泵强制液相循环，将热能输送给用热设备，再返回重新加热的直流式特种工业锅炉。其特点为：能在较低的运行压力下，获得较高的工作温度；闭路循环，热损失少，热效率高；与蒸汽锅炉相比，可节能30%-55%；具有完备的运行控制和安全监测装置。可以预见，今后的船舶安装使用有机热载体锅炉将大为普遍。

早在20世纪30年代初，美国道生化学公司（DowChem ical Com pany）首创以含量26.5% 的联苯（diphenyl沸点257 ℃）及含量73.5% 的二苯醚（diphenyl ether 沸点258 ℃）混合物（融点12 ℃）作为热载体，商品名为Dowtherm A。美国道生化学公司在应用联苯醚混合物作为热载体的同时，还开始研究其他有机热载体，通过改善化学合成工艺过程，逐步开发了以苯及其衍生物为原料的有机热载体，提高其物化性能并形成了系列产品。随着有机热载体的高温低压等重要性能被逐渐认识，在欧美市场上陆续开发上市了与Dowtherm A相同组分的导热油产品，德国拜尔（Diphyl）公司生产的二联苯及二苯氧化物系列产品，还有Dowtherm E、三氯苯与氯化烃的混合物、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸异丙酯等多种导热油商品。

1926年，美国设计与制造了与Dowtherm A配套使用的Dowtherm锅炉（为气相），作为热载体加热系统的始点，进入20世纪30年代后，热载体锅炉及系统得到飞速发展。随着有机热载体的研究与开发，有机热载体锅炉也不断创新与发展，结构形式也比较多，这些系列的热载体锅炉，多设计为有辐射受热面和对流受热面，炉膛为微正压燃烧，燃料多是以燃油为主，或是油、气两用。锅炉的热效率在80% ～85% ，使用寿命为50000～100 000小时。而随着导热油技术上的突破，鲁贝 - 塔波夫乃别烈兹那化学联合企业组建发展了当代的液相导热油锅炉。

20世纪50～60年代，我国一些单位及锅炉厂，曾为个别工程及工厂设计与制造了锅壳烟管型及立式油液管型的有机热载体锅炉，有气相供热也有液相供热。如原宁波锅炉厂就生产锅壳烟管型的气相热载体锅炉。70年代开始，不少配套工程中相继引进了国外的有机热载体锅炉，在70年代，我国设计与制造有机热载体锅炉的专业厂家相继建立，1978年建立的常州能源设备厂，就是专门生产热载体锅炉的厂家。在1998—2001年期间，我国热载体锅炉市场越来越大，且技术基本成熟，许多生产蒸汽与热水锅炉的专业厂家也开始设计与生产热载体锅炉，如常州锅炉厂。

我国导热油锅炉在固体燃料燃烧设备与受压件本体受热面的设计与制造上已赶上发达国家的水平，但在控制上，特别是控制元件上与发达国家比仍有一定的差距，另外，燃油燃气导热油锅炉要配置的燃烧器还是以国外进口燃烧器为主。

经过几十年发展，导热油系统在欧美及日本的一些发达国家，已经应用在油轮和一般货船的机舱系统、燃油舱加热。而国内采用这种系统的船舶比较少，尚无成熟的经验。船舶主机废气作为一个巨大的余热源，可以为导热油锅炉提供热量，实现节能减排，因此船用导热油锅炉的运行原理以及应用设计研究变得很有意义。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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导热油锅炉是有机热载体锅炉的一种，是以导热油为载热介质，依靠循环泵的压力将导热油压入管网系统并加热其它介质。根据循环泵安装位置又分为注入式和抽吸式，注入式锅炉管网承压，抽吸式锅炉管网不承压。它可以在较低压力下获得较高的工作温度，并且具有稳定的加热和精确的温度调节，节省能耗；同时对保护大气环境，减少噪音起到一定作用。

船用导热油锅炉，相比于蒸汽锅炉，它是在锅炉运行过程中利用导热油代替水蒸汽作为中间传热介质，从锅炉炉膛或者柴油机尾气中吸收热量，升高温度，经导热油循环泵输送到待加热重油处，进行换热，提升重油温度，便于重油的运输，同时降低自身的温度，而后循环至热源处重新吸收热量，达到和蒸汽锅炉相同的目的。形成导热油锅炉、热油循环泵、油气分离器、过滤器、用热设备组合而成的封闭系统。形成一整套导热油加热系统，周而复始，从而实现热量的连续传递，满足设备的使用要求。

查阅资料以某船导热油锅炉的故障为案例，分析和总结该事故的经验教训，提出在建造工艺和结构上导热油锅炉进行改进的建议，设计出更加先进的导热油锅炉加热控制系统

3. 参考文献

[1] Xu F;ChenH. Fast Nonlinear Model Predictive Control on FPGA Using Particle SwarmOptimization[J].IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,2015,63(5):310-321.