点锅炉触发火警,三管轮有点怕,危险距离一步之遥!

船用副锅炉在点火过程中经常会碰到“爆燃”和“回火”现象,其原因通常都是多次点火失败后,导致油气聚集过多,点火时扫风不足,发生“爆燃”,抑或是烟道阻塞导致回火(回火和爆燃现象有点类似),今天要说的这个“爆燃”可能很多人会意想不到。
01
险情概况
某轮锅炉为江西中船生产的旋杯式燃油锅炉,燃烧器型号为:AWO-5
某日,某轮准备抵港靠泊,备车时,轮机长安排三管轮去启动辅锅炉试燃烧。过了一会,机舱突然出现火灾报警,驾驶台立即打电话到机舱,说锅炉平台处位置出现火警,叫人去查看。轮机长立即赶到锅炉层,发现副锅炉处浓烟弥漫。马上询问三管轮是怎么回事,三管轮说,点火时候炉膛出现爆燃,燃烧器冒出大量浓烟,火焰也被弹熄灭了。一旁的机工说,这个情况上个航次就已经存在了。只不过之前没这么厉害,不会把火焰弹熄灭。当时都认为是锅炉烟道堵塞了,专门抽时间对锅炉烟道进行了清通,但清通完烟道之后,并未有多大效果。由于基本可以正常燃烧,后来也没把它当回事了。凭着多年的经验和直觉,轮机长说锅炉不能再点了,现在离靠港还有3个小时,马上排查故障。
02
故障查找
锅炉爆燃的原因,通常都是因为预扫风不彻底。但这次,据三管轮说,他只点了这一次,并且点火前还手动扫风了一次。按常理,不应该认为是预扫风不彻底。轮机长经过冷静思考,认为锅炉的进油阀可能存在问题。
如上图所示:燃烧器工作时,燃油经容量阀,一部分经容量阀溢油孔到回油端,另一路经进油孔和回压阀到达第一燃油关闭电磁阀处,多余压力经再循环阀释放到回油管路。因此,从原理图分析来看,一旦二个燃油关闭电磁阀都关不死,那么就会出现在预扫风的同时喷入燃油。不管如何扫风,都无法吹除燃烧室内的油气,从而在点火时出现油气聚集过多发生“爆燃”,“爆燃”的烈度和电磁阀漏泄的程度有关。
上图所示为燃油关闭电磁阀原理图:当电磁线圈得电时,铁芯向上吸起,吸起的同时拉动杠杆。杠杆小端向上运动时,大端顶部的偏心开口会借助阀芯上的销钉推动阀芯右移,打开进油孔。
经拆检二个燃油关闭电磁阀,发现二个燃油关闭电磁阀阀座橡胶均出现不同程度破损,幸亏船上有备件,换新后再未出现“爆燃”现象。
03
聊聊压力式锅炉
说完了旋杯式锅炉的“爆燃”现象,那么压力式锅炉有没有类似的爆燃现象呢,答案是肯定也会有。2015年个人在我司接某天字号新船,使用的锅炉型号为日产:Aalborg OC锅炉,某日三管轮在点锅炉时,到集控室告诉我点火时有“嘭嘭”声响,并在燃烧器处喷烟。实际上这种情况我早在干三管轮的时候就碰到过,那时的锅炉也是压力式锅炉,只不过和此型锅炉在结构上有所差别。记得当时这个现象也让很多人百思不得其解,调小风门,清通烟道,始终都无法找到病因。后来个人经过仔细分析,原因主要在于有些人把雾化压力调的太高了。说明书介绍,该油头雾化压力为18-25bar,很多人认为雾化压力当然高一点好(调到25bar)。但是,他们没有想到的是,在调高雾化压力后,在锅炉循环扫风期间,在油头处的循环油压力可达到18bar。当时个人做过实验,该油头的启阀压力约为17bar。因此不难想象,在预扫风期间,已经在开始喷入燃油,从而导致点火时爆燃。
言归正传,上图为Aalborg OC锅炉的燃油系统原理图,当燃烧器油泵104处于工作状态时,燃油经油头组件内部及回油电磁阀601回到油柜或是燃烧器油泵进口。当需要喷油点火时,回油电磁阀601便关闭。关闭后系统油压会瞬间升高,超过油头的启阀压力后开始喷油燃烧。图中可以看到回油电磁阀处设计了一个溢流阀(整定压力20bar),也就是说,控制雾化压力在20bar左右。
上图为Aalborg OC锅炉油头处结构图,当燃油压力升高到超过油头的启阀压力时,锥形主阀芯便打开,开始经喷油嘴喷射燃油。和前述压力式锅炉不同的是,此型锅炉的雾化压力设定为20bar,基本是一定的(当然可以通过溢流阀调节)。当时也是刚下水的新船,三管轮表示没动过溢流阀,基本不会存在预扫风期间达到喷油压力。那么只有一种可能,阀座和阀芯存在漏泄。
将油头组件拆出,经检查阀芯和阀座密封面,果然发现阀芯上存在缺陷,密封面上有破口,导致轻微泄漏。后经研磨修复。
03
小结
上述几个小事件,看似简单,实际上需要对系统建立在相当熟悉的基础上,结合敏锐的洞察力才能及时发现和解决问题,从而将险情消灭在萌芽状态。因此,日常需多看说明书,清楚本轮副锅炉的工作原理。
中远海运船员广州分公司 张老轨 2020.5.24
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