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鍋爐是通過將加熱水產(chǎn)生飽和或過熱蒸汽的特殊設備。隨著船舶自動化技術的發(fā)展，船舶鍋爐經(jīng)歷了從普通煙管鍋爐到水管鍋爐，從手動控制到自動控制等一系列的變革?，F(xiàn)代船舶上，鍋爐的形式隨主機的類型和種類不同而各有差異。在蒸汽動力推進船舶上，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于驅動蒸汽輪機運轉，這種鍋爐被稱為主鍋爐。在柴油機動力推進船舶上，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于驅動輔助機械和加熱燃油、滑油、冷卻水或者日常生活用，這種鍋爐被稱為輔鍋爐[1]。在船舶輔鍋爐的維護管理中，點火故障最為常見，本文以某輪輔鍋爐點火故障現(xiàn)象為例，重點闡述輔鍋爐點火故障的現(xiàn)象及處理方法。

1 輔鍋爐介紹

某船的GCS—21MM型輔鍋爐為立式水煙管組合鍋爐，該型輔鍋爐在遠洋船舶上應用很廣泛，具有產(chǎn)汽快、蒸發(fā)率高、蓄水量大、維護管理簡便的等優(yōu)點。如圖1所示，鍋爐采用全焊接結構，分上鍋筒、中鍋筒、下鍋筒三部分，廢氣鍋爐的水管在上鍋筒和下鍋筒之間，水管的兩端和管板之間采用脹接和焊接固定。水管里面充滿水，中間為煙管，連接著下方的爐膛和上方的煙箱。主機排出的廢氣在管道之間橫向流過。上鍋筒內部設置有汽水分離室和煙箱。下鍋筒內部設計有爐膛和燃燒器，燃油和空氣在預燃室混合后進入爐膛。燃燒器中的霧狀油氣在點火成功后，進入爐膛內燃燒，高溫的火焰和煙氣中的熱量通過熱輻射將熱量傳遞給水，煙氣進入煙箱和煙囪后排放到大氣。爐膛、燃燒器和少數(shù)煙管均是輔鍋爐的蒸發(fā)受熱面。按工作原理分類，該型輔鍋爐為廢氣燃油聯(lián)合式鍋爐，錨泊期間使用燃油燃燒加熱水產(chǎn)生蒸氣，海上航行時利用主機排出的廢氣加熱水產(chǎn)生蒸氣。在自動控制方面，該型輔鍋爐可完成對水位、燃燒時序和蒸氣壓力的自動控制[2]。例如在燃油鍋爐運行模式且為自動控制時，當蒸汽壓力低于0.4MPa時鍋爐發(fā)出低壓指示并自動點火進入燃燒，蒸氣壓力高于0.7MPa時發(fā)出高壓指示并自動停爐。

2 燃油系統(tǒng)原理

船舶輔鍋爐系統(tǒng)組成比較復雜，主要包括燃油系統(tǒng)、補水和凝水系統(tǒng)，蒸汽系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部分，容易出現(xiàn)故障的主要是燃油系統(tǒng)。燃油系統(tǒng)是船舶輔鍋爐的重要組成部分，包括了燃油日用柜到燃燒器的之間管系及相關的附屬設備。如圖2所示，鍋爐燃燒的燃料可以使用輕柴油或者重柴油，選擇何種燃料由三通閥3選擇，冷爐點火時，由于無法利用鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進行預熱，燃油的黏度升高，溫度降低，管路中的燃油流動性變差，可能導致發(fā)生凝結現(xiàn)象，因此冷爐啟動時必須要燒輕油，待輕油燃燒一段時間后，當重油預熱溫度達到要求溫度時才可以進行輕重油的轉換[3]鍋爐正常工作時，重油進入燃油循環(huán)泵后，出口的燃油經(jīng)燃油加熱器后變成兩路，一路經(jīng)11和4返回重油柜，另一路進入除氣器，驅除燃油中含有的空氣，再經(jīng)噴油電磁閥9進入鍋爐燃燒器。燃油加熱器上設有溫度控制閥，正常的油溫通常在1000C到1200C范圍內，當燃油溫度低于800C時，溫度控制閥動作，自動加大蒸氣加熱器的蒸汽流量，以保證燃油溫度維持在設定值。當噴油繼電器未動作時，噴油電磁閥處于關閉狀態(tài)，燃油進入噴油器經(jīng)外部循環(huán)對噴油器預熱后經(jīng)回油溢流閥4回到燃油循環(huán)泵進口管路，由于回油溢流閥的設定壓力為15.5 kg/cm2，所以噴油電磁閥前管路中燃油壓力通常均保持在15.5 kg/cm2。當開始點火時，噴油繼電器動作，噴油電磁閥開啟，燃油被預熱后經(jīng)噴油電磁閥進入噴油器噴出霧狀的油氣。燃油噴油量的調節(jié)由回油管路上的回油溢流閥控制，當產(chǎn)生的蒸汽壓力過高時，手動調節(jié)溢流閥4上的螺釘，調大閥門開度，使得回油壓力降低，噴油量減小，控制送風量的馬達將風門關小，反之，調小閥門開度，噴油量加大，風門自動開大。鍋爐需要停爐時，為了防止管路的凝結，需要將重油轉換為輕油燃燒一段時間，然后進行停爐操作。

圖1 GCS-21MM輔鍋爐結構圖

1-鍋爐箱蓋2-鍋爐煙箱3-蒸氣排出口4-煙管5-水管6-中層殼體7-廢氣的進口8-鍋爐吹灰器9-放殘口10-爐膛11-燃燒器12-維修口13-廢氣排出口14-煙氣排出口

3 點火故障與處理

3.1 故障現(xiàn)象

某航次中，該輪分別在中國日照港和日本橫濱港卸貨期間各出現(xiàn)一次燃油鍋爐點火失敗，兩次點火失敗故障的間隔時間約三天，在日照點火失敗表現(xiàn)為油溫正常，壓力無波動，電極發(fā)火正常；在日本橫濱的點火失敗表現(xiàn)為油溫正常，壓力無波動，但啟動點火繼電器后通過觀察孔看不到電極產(chǎn)生的火花。針對兩次點火失敗均進行了復位操作，均沒有點火成功。

圖2 輔鍋爐的燃油系統(tǒng)

1-過濾器2-燃油循環(huán)泵3-三通閥4-回油溢流閥5-風機6-除氣器7-噴油器8-點火電極9-噴油電磁閥10-止回閥11-球閥12-燃油加熱器

3.2 故障分析

對于輔鍋爐在靠港期間出現(xiàn)的點火失敗故障，其故障原因可分為有點火沒噴油、有噴油沒點火、和有點火有噴油但傳感器出現(xiàn)故障三種。該輪在日照港鍋爐點火失敗后，二管輪對鍋爐進行一到兩次復位失敗后分別檢查了油溫，油壓，經(jīng)檢查后并無異常，由此排除了從油柜到燃油泵到加熱器存在故障的可能。拆檢火焰感受器后，發(fā)現(xiàn)臟污并不明顯，手動啟動點火電磁閥，通過觀察孔查看電極點火正常，從而排除了點火電極系統(tǒng)存在故障的可能。啟動鼓風機后，風機正常運行，根據(jù)點火故障表現(xiàn)為相繼啟動點火電磁閥和噴油電磁閥后沒有任何燃燒現(xiàn)象產(chǎn)生，因而判斷故障位于從加熱器出口經(jīng)噴油電磁閥到噴油器的部分，可能的故障原因有：管路堵塞，噴油器噴嘴堵塞，噴油電磁閥動作不正?；蛭磩幼鳌?/span>

對于橫濱港出現(xiàn)的點火失敗故障，初始表現(xiàn)與日照港的相似，唯一不同的是，在點火過程時中通過火焰觀察孔沒有觀察到一絲火光的出現(xiàn)。值班輪機員對鍋爐采取復位操作后，依然如故，由此可斷定點火電極系統(tǒng)存在問題。二管輪到現(xiàn)場后拆出燃燒器中的點火設備進行測試，手動啟動點火繼電器發(fā)現(xiàn)有電火花產(chǎn)生，但火花不穩(wěn)定，前后竄動或出現(xiàn)在電極與旋轉配風板間，表明電路系統(tǒng)正常，故障原因在于電極部分。

3.3 故障處理

針對日照港出現(xiàn)的鍋爐點火失敗故障，在確定故障原因為從加熱器經(jīng)噴油電磁閥到噴油器之間出現(xiàn)管路堵塞，噴油器噴嘴堵塞或電磁閥故障后，輪機員進行了噴油試驗，觀察到噴油器噴嘴無噴油現(xiàn)象。接下來的工作是從三個可能的原因中逐個排查，首先選擇的是電磁閥，因為無論是從操作的難易方面來說，還是從故障率的高低方面來說，電磁閥是最先要著手的地方。電機員利用聽力棒檢測發(fā)現(xiàn)，在電磁閥繼電器開關合上后沒有聽到電磁閥動作的聲音，進而判斷出電磁閥故障。拆卸電磁閥后發(fā)現(xiàn)，電磁閥下部分的曲柄腔內布滿臟污的重油，閥芯已被附著的重油雜質卡死在閥套中。二管輪利用輕油對整個閥體充分清洗并裝配后，輔鍋爐點火成功。

針對橫濱出現(xiàn)的點火故障，得知原因位于電極絕緣陶瓷上后，輪機員把電極整體和配風器一起進行了徹底充分的清潔，裝復后啟動點火繼電器觀察到電極端部出現(xiàn)穩(wěn)定的電火花。然而問題并沒有徹底解決，當相繼啟動點火繼電器和噴油電磁閥后，還是沒有點火成功，燃油壓力和溫度卻顯示正常。這時的狀況與日照港時的故障完全相似。由于日照港時出現(xiàn)電磁閥故障拆洗解決后到此時僅僅只有三天的時間，且啟動噴油電磁閥繼電器時用聽力棒可以探聽到電磁閥動作的聲音，故排除了電磁閥故障的可能。先后拆檢加熱器到電磁閥和電磁閥到噴油器間的管路，發(fā)現(xiàn)無堵塞現(xiàn)象，又拆卸了噴油器噴嘴進行檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯的堵塞。隨后，大管輪將水管連接到鍋爐下排污管上，用鍋爐的熱水沖洗電磁閥下部分的燃油控制閥閥體，約一分鐘后再次復位點火，竟點火成功。經(jīng)過詳細分析得出，之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因為此時的天氣正處于寒冬季節(jié)，整體氣溫偏低，燃油輔鍋爐長期在燒重油，停用燃燒器之前未進行重油換輕油操作，以致滯留在閥體中的重油凝結堵死細小的閥芯通道。

4 結論

綜合兩次故障分析，輔鍋爐的點火失敗都涉及到了噴油電磁閥故障，盡管前一次是電磁閥的閥芯卡死，后一次是電磁閥閥體內進出口通道堵塞，但其本質上都是由于在海上航行時停用燃燒器之前未將重油切換到輕油而引發(fā)的點火故障。本次故障事故表明目前船舶輪機管理人員對機艙輔助設備的使用管理和維修存在許多不足，對機器設備的維護管理存在僥幸心理，并未嚴格按設備的操作規(guī)程進行維護管理，同時缺乏外界環(huán)境變化對機電設備產(chǎn)生影響的關注意識。作為輪機管理人員在今后的工作中應加強對機艙設備的維護保養(yǎng)，嚴格按照設備的說明書和操作規(guī)程進行維護管理，避免違規(guī)操作。始終秉持“預防為主”和“可靠性為中心”的原則去維護管理船舶機電設備，總結每一次故障事故原因并做好記錄，在拆檢設備時候結合專業(yè)知識和積累的實踐經(jīng)驗進行，以避免不必要的頻繁拆裝。

作者：張寶劍，南通市港航事業(yè)發(fā)展中心

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