蒸汽機的出現，像是給艦船動力領域打開了一扇新的大門，從此艦船可以擺脫對人力和風力的依賴。自此以後，裝備蒸汽主機的艦船迅速發展，成為當時的主流的形式。高聳的煙囪、巨大的鍋爐以及轟鳴的蒸汽主機也成就了這一時期艦船最鮮明的特徵。後來隨著內燃機的發展，效率更高、體積更小、啟動更快的柴油機和燃氣輪機在艦船上迅速崛起。到了上世紀八十年代末期，除了大型航母（包含核動力）和LNG運輸船外，幾乎再無艦船採用蒸汽動力，可以說此時艦船已經完全步入內燃機時代（注：這裡把燃氣輪機和柴油機統一為內燃機）。在內燃機時代裡，蒸汽主機雖然退出了”大舞臺“，但是鍋爐卻沒有——在很多采用內燃機動力的艦船上，仍在燒鍋爐。這難免讓人疑惑：進入內燃機時代了，艦船為何還要燒鍋爐？
採用蒸汽主機的船舶，高聳的煙囪具有很強的時代特徵
船用鍋爐的定義
筆者覺得想要解開這個疑惑，先要了解船用鍋爐的定義。根據《船舶輔機》的介紹：鍋爐是將燃料配以一定量的新鮮空氣燃燒，把化學能轉化為熱能，加熱鍋爐內的水使其變成具有一定壓力、溫度和溼度的蒸汽，或者熱水的熱交換設備。在以蒸汽輪機為主機的艦船上，產生高溫、高壓過熱蒸汽驅動主蒸汽輪機的鍋爐稱為主鍋爐，是艦船動力裝置的重要組成部分。在以柴油機或燃氣輪機為主的艦船上，鍋爐產生的飽和蒸汽僅用於加熱燃油、滑油及滿足日常生活的需要，或者驅動蒸汽輔機和滅火等，這類鍋爐稱為輔鍋爐。
早期軍艦上的主鍋爐
進入內燃機時代，艦船為何還要燒鍋爐？
根據船用鍋爐的定義我們瞭解到：用於驅動主汽輪機的為主鍋爐，用作其它用途的則為輔鍋爐。顯然，在內燃機的船舶上只有輔鍋爐。那麼接下來我們就可以通過輔鍋爐在艦船上的作用，解開進入內燃機時代，艦船為何還要燒鍋爐。
美國海軍“約翰·肯尼迪”號航母（CV67）上，機械師正在點燃一臺主鍋爐
鍋爐在艦船上的核心作用，加熱（供熱）
大型艦船為了降低燃油成本，通常採用低質燃油為燃料，它是以石油煉製後剩餘”殘渣油“加入裂化的柴油和添加劑調和而成，在船上俗稱重油。低質燃油具有密度大、黏度高、成分複雜、發火性差的特點，這會嚴重影響燃油系統的駁運、淨化和霧化功能。為了確保正常的燃油駁運、淨化和霧化，就必須要做好燃油的加溫工作。一般要求燃油儲存艙中的溫度維持在30~40℃；燃油沉澱艙（櫃）中的溫度維持在50~60℃；燃油在進入分油機時需要加熱到90~98℃；燃油日用櫃中的溫度維持在70~80℃；為了保證霧化，燃油在噴射前需要預熱到100~150℃。在艦船上通常採用蒸汽或熱油為燃油加熱。此外，如主機暖缸、居室供暖、浴室用水加熱、洗衣室用汽、蒸汽海水淡化裝置加熱、液貨艙加熱等等需要熱量的地方，都可能需要用到鍋爐的蒸汽。
船舶機艙艙櫃的蒸汽加熱系統圖
鍋爐在艦船上的其它作用，提供驅動力、滅火和雜用等
鍋爐產生的高溫高壓蒸汽可以去驅動汽輪機，同樣也可以驅動其它設備。比如，在油船上為了確保安全，可以用蒸汽驅動貨油泵，錨機等甲板機械；在某些節能型船上，為提高經濟性，可以利用廢氣鍋爐的蒸汽驅動透平發電機組等等。此外，鍋爐產生的蒸汽還可以用於薰艙、洗艙、海底門、貨油艙蒸汽滅火，及其它雜用等。
油輪的貨油艙採用蒸汽滅火
看到這裡想必大家也就基本明白了：船舶正常運轉，不少系統設備是離不開蒸汽的，為了保障蒸汽的供應，在一些採用內燃機的艦船上，通過燒鍋爐產生蒸汽就成了最簡單可行的方案。
拓展：聯合動力裝置中的“特殊鍋爐”
聯合動力裝置是指包含兩種相同或不同形式主機的動力裝置。它的目的是優化動力裝置工況，提高艦船經濟性。在早期把蒸汽輪機和燃氣輪機聯合形成蒸—燃聯合動力裝置（COSAG）。既巡航功率由蒸汽輪機提供，加速功率由蒸汽輪機與燃氣輪機共同提供。不過由於蒸汽輪機的經濟性差、重量和尺寸大，並不適宜作為巡航主機使用而逐步淘汰。後來隨著燃氣輪機性能的提升，又演變出一種新的新的動力形式——燃—蒸聯合循環動力裝置（COGAS） 。它是在燃氣輪機排煙道中加裝餘熱鍋爐，利用高溫煙氣餘熱“燒鍋爐”產生過熱蒸汽，推動一臺蒸汽輪機提供部分推進動力，來提高效率。在這種裝置中，鍋爐再次”迴歸“，但是以一種特殊形式存在，所以筆者個人把它歸為“特殊鍋爐‘一類。
美國海軍從第五艘“伯克”級驅逐艦開始使用燃—蒸聯合循環動力裝置
作者：小船人的夢想 2019年11月27號
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