1

兔哥回答;蒸汽机的出现利用燃煤其实也是一个进步,开始可是烧劈材,当然这个进步很快。锅炉其实就是锅和炉的结合体,锅盛水,炉烧锅,产生蒸汽,利用蒸汽推动活塞做往复循环运动,带动轴承旋转;锅炉安装到机车上就带动车轮旋转。锅炉安装到舰船上就带动螺旋桨旋转,原理一样。但舰船上的动力需求要大很多,因此,一台锅炉肯定不够,通常都多达几个到二十几个,而且,舰船用来作战,锅炉不能都集中布放,并且对体积的大小限制严格。早期的舰船燃煤锅炉都是人工上料,除渣,通常每隔几个小时就需要除渣。那么,媒渣又是怎么排放的呢?

这个问题要分时间段,锅炉有几种燃烧方式,也就是炉型,每一个炉型都是一个锅炉进步的阶段,早期的船的锅炉都是自然循环式的,其中在十九世纪出现了火管和水管两种锅炉,水管就是管里放水,外面用火烧。火管管就是管燃烧的烟热气体从管里通过,外面是水。目的一样把水烧开要蒸汽,这个时候还没出现蒸汽轮机,一切都是人工,产生的煤渣直接扔海里去,那个时候没环保这个词而且媒渣的产量很大,不能放船上,容易产生灰尘,如果用水喷淋又产生煤气,因此直接扔海里,没人管。直到二十世纪初蒸汽轮机才发展相对成熟了,锅炉也开始了发展。通常都是采用弯管水管锅炉,三十年代使用直流锅炉,而到了四十年代就普遍采用了强制循环式的锅炉,就是利用电机带动水循环,现在也是如此。

锅炉对燃煤的要求也是不断的进步的,早期的锅炉都是以烧煤为主,除渣工作量很大,都是固定的炉排,也就是我们熟悉的炉箅子,这样的情节通过《海上钢琴师》《泰坦尼克号》也有所描述,工人很多,铁锹,铁铲,铁钩等用具齐上阵。直到三十年代左右以后就开始采用机械炉排,例如,链条式的炉排的出现。另外,燃煤也从以前的固体块状通过粉煤机处理变成粉末状。粉末不需要人工上煤,而是通过通风管把粉煤吹进炉膛。粉煤的好处是能够燃烧充分,热效率高,同时产生的煤渣少。我们从早期的燃煤舰船的烟筒也能看出巨大的煤烟冒出,二战日本的航母的排烟道也都很巨大,烟气也大,其中多数都是烟尘颗粒物。

燃煤舰船上的烟道又粗又长,因此吸力大,能够把燃烧的烟尘带出烟道,排向空气中,所剩下的煤渣很少。但是舰船上的煤的储备不可能是粉末状的,不放便装运,也占地方,并且容易结块,很可能是粗颗粒状,这样里方便装船也有利于燃烧,并且也放便使用时的流出。粉煤机的结构都很大,对于舰船来说,体积的要求很重视,是否安装兔哥并没有找到考证的资料。但从上世纪初,小型的粉煤机并非是不能制造,而且军舰的锅炉都是分开布置,以几个为一组,一组一个粉煤机还是可行的,当然有待考证。

无论是哪种煤质,二战及以前,舰船都是煤和重油的双燃料锅炉,而且锅炉的上煤,除渣都是利用机械来完成,但人工活量依然不小,属于半机械化的性质。在二十世纪初的船上,打开锅炉送煤口,利用吊起的长形铁槽,把煤送到炉膛深处的情况很普遍,这样就可以烧块煤了,而炉口的就人工装填。除渣采用链条炉排,也有振动式炉排,除渣方便多了。舰船锅炉多是层燃锅炉,方便出渣。无论哪种方式,炉渣是不会储存但舰船上的,会经过专门的通道排放到海里。那时即没环保一说,也不重要,有什么比打仗还破坏环境的,没有了。

扔掉煤渣的第二个原因是当时的粉煤灰没用处,水泥利用粉煤灰是在五十年以后的事了。总之早期的船用锅炉的煤渣都是直接扔海里。

最佳贡献者
2

燃煤时代,风帆被蒸汽机所代替,英国率先研发装备了带实验性质的蒸汽动力战舰,除了拥有很长的船体和重炮的7000-8000吨乃至上万吨的铁甲舰以外,还包括2000吨级的巡防舰。

当时,巡防舰也被称为巡洋舰,实际上也就当下护卫舰的排水量,参考北洋水师邓世昌的座驾舰长76米,满载排水量2300吨的致远号巡洋舰。

以上铁甲舰后来被进一步演绎成战列舰,包括当时的巡洋舰等新型有别与风帆的水面舰艇,不仅航速快,而且续航力高,海面自持力也很高,成了英法美俄等西方列强重点发展的舰种,海军进入了燃煤的蒸汽机时代。

所谓的蒸汽机,发展到当下,也就三种形式,最早的即燃烧煤炭,20世纪30年代以前较多;此后发展出了既烧煤,同时又烧重油的蒸汽机,20世纪30年代到二战时期的巡洋舰以上的舰艇,基本上都是煤油两重燃料燃烧;今天的蒸汽机就是纯烧重油的蒸汽机了。

蒸汽机作为舰艇动力,是人类发展的一座里程碑,自此告别了慢悠悠靠天气自然风推动风帆作为动力的时代,燃煤锅炉烧开水,产生蒸气推动舰艇传动轴运转,带动螺旋桨不停地旋转,赋予舰艇前行或后退,有了动力的舰艇跑了更快更远,只要带足燃煤即可

煤炭燃烧能产生热量,但是煤炭永远达到充分燃烧的状态,一般热效应在80%已经非常高了,这就使得资源没有得到充分利用,必然产生大量的煤炭燃烧产生的废煤渣,不可能永远堆积在煤炉内的,肯定会被清理掉,否则,燃煤就塞不进去了。

废煤渣,这玩意内含大量碳化物、硫化物,会造成污染,且气味难闻,影响锅炉兵健康;因此,煤炉内的废煤渣,就由专门负责清理废煤渣的水兵来处理,将其运出底舱,倾倒入海中,当时,人类还没环境保护意识,对于废煤渣的处理,简单粗暴直接倒海完事

由司炉工将废煤渣用铲子铲出来,倒入专用盛放废煤渣的推车内,借住贯穿甲板通常4个大通风筒,用专用的废煤渣吊运装置,实际上就是用金属链条将盛放废煤渣推车吊到甲板上,最终将废煤渣通过舷侧的杂物筒直接倒进海里。

废煤渣很快就沉入海底,至于会不会泄露舰船的行踪,肯定是不会的;当时,是纯燃煤的时代,还没什么潜艇,因此,不必担心废煤渣入海暴露舰艇行踪。

燃煤舰艇不暴露行踪都非常困难,原因就是巨大烟囱不断朝天空喷射出厚厚的黑黑的浓烟,水兵站在舰艇桅杆上,或瞭望兵专设的塔台上,非常远的距离内,肉眼都能看得一清二楚,在用单筒望远镜时,极远距离水天一线时,就能发现燃煤舰艇所冒出的黑烟。

3

蒸汽动力时代军舰所使用的动力装置通常是燃煤锅炉搭配往复式蒸汽机,锅炉烧水产生蒸汽,蒸汽在气缸内膨胀做功推动活塞作往复运动,从而借助连杆机构和曲柄轴带动螺旋桨旋转。在20世纪30年代之后,燃煤锅炉基本上被重油锅炉所取代,蒸汽机也被更为先进的蒸汽轮机所淘汰,宣告了一个时代的结束!

(1897年,美国战列舰燃煤锅炉内部)

燃煤蒸汽锅炉虽然多使用无烟煤这种碳化程度达到90%以上的优质煤(例如英国的威尔士白煤),而且部分杂质会随着烟囱而飘出去,但是仍然不可避免的会产生煤渣这种垃圾副产品,而煤渣这种玩意儿通常含有硫化物,污染大,又占地方,最主要的是影响燃煤锅炉燃烧效率。因此在煤渣沉积过多时,必须掏煤炉,而掏出来的煤渣往往都是被直接排进海里的,并不会做另外的处理,毕竟那时候并没有什么环保概念。


(水兵掏煤炉)

煤炭蒸汽锅炉虽然构造简单,但是也并没有我们想象的那么简陋,因为煤炭并不是简单堆放在锅炉中燃烧,而是放置在一种铸铁打造的叫做炉排的玩意儿上面。炉排具有通气孔,除了可以加强通风透气,提高燃烧效率之外,还有一个功能就是收集煤渣。
(炉排)

舰船燃煤锅炉的煤排通常分为下饲式和倾斜式,有些还有专门的震动装置,这些炉排都设计有一定的倾斜角度和空隙,当煤渣堆积过高后,就会因为重力或者震动而自行落入底部的灰坑,要完全清理炉排上的煤渣只需要水兵用铲子稍微掏两下即可,而当灰坑内煤渣堆积过多时就必须进行处理了。

(燃煤锅炉内部构造

掉入灰坑中的煤渣怎么清理呢?这就是个苦差事了,水兵首先要用铲子将灰坑中的煤渣铲出来,但是由于燃煤锅炉位于封闭的甲板之下,不方便处理,所以还要通过贯穿甲板的大通风筒内的起重装置将煤渣一点点运到甲板之上,然后将煤渣通过舷侧的专用杂物筒直接倒进海里。(从通气筒吊运煤渣)

例如北洋海军的主力定远级铁甲舰,动力装置就是8座圆式锅炉和两台水平式三汽缸往复式蒸汽机,为了处理锅炉燃烧后的煤渣,定远级四个主通风筒内都有专用的煤渣吊运装置,而这也是当时蒸汽战舰的必备设施之一!

(定远舰)

除了人工吊运煤渣外,有一些先进战舰还会配备专业的自动吹煤灰装置,这些军舰会在靠近锅炉的舷侧专门开辟一个收集口,而在收集口通道内再安装鼓风机,鼓风机开启后直接将煤渣吹出海面,这种装置比较复杂,因而没有被大面积推广。

有人问这些煤渣直接排进海里不会暴露目标吗?呵呵,那时候雷达没有诞生,搜索海上军舰基本都靠目视,军舰烟囱冒的煤烟可比煤渣目标大多了,煤渣沉入海底后就基本上没有踪迹了,谁还会在乎这些呢?
(看到这黑烟没)

4

我是萨沙,我来回答。


想多了。

知道煤炭蒸汽时代,军舰多么容易暴露吗?

北洋水师黄海海战,联合舰队相隔几十公里没看到军舰的时候,就已经通过望远镜看到了烟雾。

那个年代,蒸汽机都需要烧煤。烧煤以后的烟雾,都用高大的烟囱排到天空!

所以,那个年代军舰很容易识别,很远地方就可以看到烟雾。


高超的海军军官还可以通过烟雾的粗细以及位置,判断敌人是什么军舰。

所以,其他暴露的内容根本不需要考虑,因为烟雾已经将你暴露光了。

之所以军舰突然全部改为烧重油,其中一个重要原因就是烧油的烟雾很小,不容易被发现。

至于煤渣就是烧煤以后的渣子,这种东西数量很多,而且昼夜不停地制造出来。

谁都知道煤渣有一定毒性,有碳化物和硫化物,对司炉工会有伤害,所以一旦出炉以后就要尽快倒掉。


大型军舰都有专门倾倒炉渣的装置,直接从船舷倒入海中。

炉渣倒入海水中,很快会沉下去,没有什么痕迹。

退一步说,就算是有痕迹,相比高高的烟雾来说也算不了什么,还轮不到炉渣去暴露军舰的踪迹。

5

淘金客说:讲点有趣的事吧石油取代煤是能源发展史上的关键性事件。各位答主都答得很全面了,燃煤时代的辛苦现在已经更多成为了谈资啦。

重油取代燃煤

煤是固体,不能变形流动,因此作为锅炉燃料储存、输送都远不如重油方便,需要巨大的人力,锅炉舱几十上百个司炉兵是常事,特别辛苦!如上图,这照片是摆拍呢!一战时各国开始用重油取代燃煤,立刻收获了大量的好处:黑烟小(燃烧更彻底)、生火快(煤炉子和柴油炉子哪个火来得快不用说吧)、节省人力(司炉工去掉了一大半)、方便加油储存(海上接管子就能咕咚咕咚了)……下图就是最早采用全燃油锅炉的“女王”级战列舰。

烧煤的优点

要说煤的好处呢,还真有一个:燃煤锅炉除了煤还能烧别的,什么劈柴啊、木质甲板啊、桅杆啊……一来海上真没燃料也必须要这么对付,凡尔纳的名著《80天环游地球》里就有这么干的;二来那时候海军军舰上军官区域的装修是相当豪华的,木头墙板、大沙发、书桌、油画……到了要开战的时候,烧油的军舰就把这些易燃的奢侈物拆掉扔海里,碎片能拉出几哩长,反倒容易暴露行踪;烧煤的军舰就能统统送进锅炉房里当燃料啦。当然有的国家现在都还很厉害,据说还有不少烧木柴的汽车,有点不相信,因为实在想不通发动机的结构……

战略无烟煤

石油时代的石油是重要战略物质,燃煤时代无烟煤就非常重要了。无烟煤是碳化得比较彻底的煤,烧起来火力大、炉渣少、煤烟也小很多。英国19世纪海军的强大,与威尔士地区盛产优质无烟煤不无关系,马力足目标也小很多。有不少这方面的战例,比如美西战争中美国亚洲舰队夜袭菲律宾的西班牙舰队,本来都是静悄悄的,但其中一艘船的无烟煤烧完了,只好添加烟煤,锅炉里火正旺,烟煤一加上黑烟、火星剧增,从烟囱里直冲出去,立刻就被西班牙人发现了……当然这一战最终的结局还是西班牙人完败,实力差距太大。看下图,美西战争时期的美国军舰,这黑烟其实也不小!

R级“逆潮流”

到了一战时期,英国军舰开始燃油化,前面说了“女王”级战列舰就是全重油锅炉,航速成为当时战列舰之最。不过,到了后一批的R级(名字全以R开头)战列舰又回到燃煤锅炉上!下图就是R级“皇家橡树”号。有人认为是R级战列舰定位比“女王级”低,其实英国担心的是战争拉长了石油供应不足,毕竟英国本土并不产油。而反观当时的产油大国美国,新造军舰很早就全用燃油锅炉了。


结语

人类的主要能源从燃煤到石油,是一次飞跃。虽然两者的热值相差并不大,但液体的石油无论是加工、输送、储存、燃烧效率、排放物处理都远远比燃煤要方便得多

谁能取代石油成为下一代主要能源呢?目前还不算明朗。很多人认为是电力,但主要的储电装置——电池的能量密度还只有汽油的几十分之一,尽管效率很高但全面取代汽油还很困难,让我们拭目以待吧。

6

@潜艇解码 换个角度回答这个问题。煤渣当然会泄露行踪,但并不是主因。即便泄露、也不会遭到导弹袭击。当时的海战还停留在展开阵型对轰的模式,所以也没什么好担心的。


在蒸汽时代,煤渣当然会泄露行踪;但煤渣并不是暴露的主要原因

  • 首先,煤渣泄露在海面上,本身通过人眼观测到就十分不容易。
  • 其次,蒸汽时代也不会有舰船专门在海上巡逻去看有没有煤渣。
  • 再次,蒸汽时代舰艇烟囱冒的那么大的烟,通过望远镜很容易就发现了。



蒸汽时代的作战模式与现代海战有很多不同

  • 在蒸汽时代,侦察手段极其有限,没有专门的侦察机、没有侦察雷达、也没有侦察/t通讯卫星。
  • 在蒸汽时代,即便在海面上发现了煤渣,推断出来敌方舰艇的行动方向,但缺乏相应的便捷的通讯手段,靠旗语、灯光是无法远距离传递消息的。这时除了进行追击,并没有其他更好的战术可选。
  • 在蒸汽时代,缺少超视距精准攻击的手段,舰炮的射程也有限,即便舰炮射程可以打很远,但是看不见、瞄不准,也就没有意义。而当时海战都是互相发现对方,找准时机,展开阵型,用舰炮轰击对方编队,靠的是谁火力密集、火力猛。


7

这个问题提得非常好!这就牵涉到船舶动力问题,大家都知道,从蒸汽机出现导第一次世界大战前,船舶动力除了风帆动力、机帆混合动力外,还有就是纯蒸汽动力,当时蒸汽动力指的是往复式蒸汽机,还不是后来才出现的蒸汽轮机。这种往复式蒸汽机早期均已煤炭为动力,也就是说船上必须设置专门的煤仓,用于储存煤炭。开船前要先生火,待锅炉烧热后产生蒸汽,才能产生动力。至于煤炭的废渣如何让出来,在当时的技术技术条件下,只能是倾入大海了事。这里面需要专门讲一下的是,这些废渣如何倾入大海,是通过海底门吗?肯定不是!前些年我曾到威海刘公岛旅游,登上了“定远”号,当时曾询问船上的服务人员这个问题。据这位服务人员讲,锅炉产生的废渣,是从锅炉清出来之后,船员用专用推车将其送入专门的通道,也就是看着像是通风筒一样的设备,通风筒内装有专门的提升装置。船员将废渣导入倒入通风筒提升装置的类似吊篮的设施,然后提升至甲板,倾入大海即可。至于会不会保留行踪,这就像的有点远了,不存在这个问题,废渣入水后就会沉入大海。当时的船舶都是使用往复式蒸汽机,由于煤炭燃烧不够充分,快速航行时往往都要产生滚滚浓烟,这才是当时最容易暴露行踪的来源。

你的回答

单击“发布您的答案”,即表示您同意我们的服务条款