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新出厂的扎克锅炉难点火,那是你操作可能有问题...学习...再学习....

2021-10-14  船舶讲武堂
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某轮辅锅炉型号为SAACKE KLN/VIC,额定蒸发量是 4.0t/h,工作压力 0.7Mpa燃烧器为德国生产的 SAACKE SKV30 转杯式燃烧器,能实行全自动控制的,燃用 380cst 的燃料油, 燃油粘度不超过 45cst这种锅炉性能较好,工作比较稳定,燃烧器的风油比调节仍采用机械调节控制方式,而水位控制、蒸汽负荷控制采用数字控制方式。在锅炉自动程序控制系统及安全监视系统发生故障时,可进行手动应急操作,手动点火燃烧,操作简单。
1   故障现象
该轮 2006 年 3 月 11 日出厂后,锅炉一直使用正常,燃烧点火系统没有出现问题。约半年后,每次到港前使用辅锅炉,二管轮发现锅炉自动点火有时点不着,手动点火能点着, 但在点炉前要认真清洁点火油嘴和点火电棒后,即自动点火很正常。大约半年过后,二管轮感觉锅炉点火系统没有以前好用。每次到港前锅炉点火,自动点火有时点不着,手动也点不着,非要拆检点火油嘴及电火棒后,才能点着,而且自动点火也没有那么顺利了,同时发现锅炉大负荷时(油门 10 格),炉膛火焰状态不好,有时会出现烟雾浓度及排气温度过高报警。他认真检查了锅炉燃烧系统但没有发现问题,认为烟雾浓度及排气温度过高报警原因是风油比不对了,油门太大。他把油门适当调整后,燃烧系统恢复正常,不会再出现烟雾浓度及排气温度过高报警的现象。
船出厂 11 个月后,接船二管轮公休,交班时他告诉接班二管轮有关锅炉的几个注意事项:①锅炉燃烧风油比不是很好,有时要调节油门来适应炉膛进风量,并且点火油嘴雾化不好,要经常拆检,备用点火油嘴也不好了,要申领新备件;②副锅炉每次用完后要及时检查燃烧器转杯和点火油嘴的结碳,清洁雾化转杯要小心,不要刮伤转杯表面,如要检修转杯,注意转杯的突出量,最好做个记号;③每次点炉前都要加烟道清灰剂三条,以便清除烟灰;④要上下排污,防汽水共腾造成炉内失水。
新来二管轮于天津港接班,船离天津港后,他按照交班二管轮的建议对锅炉燃烧系统进行检查保养,保养后点炉效用试验,锅炉工作正常,但船到南沙港当天晚上锅炉又出现自动和手动都点不着的现象,电机员拆检点火油嘴和电火棒清洁并调整电极间隙后,自动还是点不着,仅能手动点着,锅炉处于手动使用状态。第二天,轮机长询问二管轮锅炉故障的有关情况并于开航停用辅锅炉时,对锅炉燃烧系统进行认真检查测试,认为锅炉点火系统应该有问题,具体原因不清楚,就有点象人感冒时“怕冷怕热”,锅炉点火油嘴要在极佳状态下,才能点着。

轮机长叫二管轮对锅炉炉膛烟道进行水冲洗,二管轮对锅炉炉体中烟道冲洗后向轮机长汇报,炉膛烟道冲洗得很干净并出示照片(从炉顶往下怕),从照片看出炉膛烟道确实很干净。到港前点炉,自动还是点不着,取出点火油嘴并更换油嘴,对点火电极、电线进行清洁,点火电极角度调整,仍然无法点火成功。点火棒抽出在炉外测试电火电极能产生正常火花,而且油嘴雾化正常。点火油嘴尝试在点火装置外套筒外点火,点火很正常,当电火棒放回点火装置外套筒内时又无法点着。从点火棒手动点火情况来看,电气部份,特别是点火变压器是好的,从油嘴雾化情况来看,油雾化程度很好,达到点火要求,说明油路正常,然后对照说明书的要求,对点火电极两边进行对称调节,把电极点火间隙调整到 3 毫米,角度达到说明书中要求的 9 度,然而尝试抽出点火棒在点筒外点火能点着,把点火装置放回燃烧室,自动仍然点不着,手动偶尔能点着,可见主要问题仍然没有解决。再次拆出点火装置,检查发现点油嘴与点火装置外套筒端口距离为 45mm如图所示,超出说明书要求的27—35 毫米,重新调整到 30毫米,调整后在炉外测试点火装置,手动点很好,但装复后,自动点不着,手动点火也非常困难,说明锅炉点火系统故障原因仍然没有找到。
轮机长再次利用开船停辅锅炉机会,组织人员打开锅炉烟道顶门再次对锅炉烟道进行热态下高压水冲冼,从表面上看烟道冲洗得很干净,但用铁丝往下插时,无法穿透,再手动打开鼓风机,在锅顶用破布遮挡烟道出口,发现仅有道门底下的烟道是通畅的,其它 8 个烟道都有不同程度的堵塞。此种锅炉结构上比较特别,烟道中间焊接带有很多针型吸热小棒的炉膛加热水管,炉体内共有 9 个带针型吸热管的烟道,这些针型管烟道很容易积烟灰。通过测试,发现烟道堵塞的问题后,做专用工具进行冲洗,确保烟道畅通。
清炉工作完成后,进行点炉试验,发现锅炉点火系统很正常,自动、手动点火都很容易点着,从火焰观察镜看,点火火焰雪白并自动往主火焰中心靠拢,与以前点火火焰仅在点火嘴附近,并是火红的,并且现在主焰自动往炉膛中心靠拢,与有故障时的燃烧状态是不同的,其主火焰燃烧状况明显很好,这说明锅炉点火系统已恢复良好的工作状态。
2   原因分析
从锅炉点火故障现象来看,自动与手动点不着的根本原因不在于点火装置本身的问题, 而锅炉炉膛烟道彻底清通后,锅炉点火系统恢复正常,点火嘴不再容易出现问题、油嘴不再容易结碳、电火棒不需要常拆检及调整电极产生火花的距离,原因何在?
从点火装置、燃烧装置、一次风、二次风、三次风、炉膛、炉膛烟道等之间的关系来分析,就会很清楚故障原因所在。鼓风机出口风分成一次风、二次风、三次风,还有一路去冷却点火装置和火焰监测装置,并在点火时起助燃作用的风。如图所示的空气从 A 口流到 B 口, 然后进入点火装置。
一次风经过调节风门后进入一次风鼓风机,升压后进入燃油雾化转杯外围的一次风导向系统与雾化的燃油混合,三次风经过轴向导气叶环后加速燃气的混合,混合的燃气与外围的二次风进一步混合燃烧。

鼓风机出口有压力表和压力检测装置,用来检测燃烧空气的压力,压力表压力值能间接反映炉膛背压的大小。锅炉烟道状态很好时,炉膛背压很低,即炉膛烟道畅通,燃烧主火焰是往中间靠拢的,点火装置点火时的火焰也是往前冲出,此时点火系统工作会很正常。当点火系统状态差时,表现炉膛背压高即炉膛烟道不畅通,主火焰燃烧的位置就会往回靠近燃烧器,背压越高,越靠近燃烧器,燃烧器会过热甚至燃坏,同样点火装置点火时的火焰或雾化油混合气被往回倒吹,使得点火困难。原因是点火装置的冷却风是从一次风的进口调节风门前引出(A 风口),此处的风压受一次风的鼓风机的抽吸作用,如果炉膛背压偏高,进一步使得点火装置进口风压(B 风口)明显低于炉膛气压,燃气在点火装置内倒流,造成点火装置不但没有被冷却而是被加热了,所以出现点火油嘴常常积碳堵死、点火筒内积碳、点火装置进气口接管温度高、甚至点火嘴烧熔等等不正常现象。在这种情况下,由于上述原因导致电火电极导电不好而造成电火花不强、油嘴雾化也不好甚至不喷油,影响了点火装置的点火性能,就会出现点火油嘴的雾化油气在点火筒内被往回吹,自动与手动点火无法点着的现象,就如本文前述的故障现象。
为什么会出现炉膛背压越来越高呢?前期,该轮二管轮对锅炉烟道冲洗进行过 4 次,都是在热态下进行,表面上看冲洗效果很好,但实际不彻底,甚至越冲越堵,所以,炉膛背压越来越高,并且又由于管理人员对锅炉认识不足,没能及时发现问题,使得在解决锅炉点火问题时绕大圈子,一直在点火装置上下功夫,等到点火故障越来越严重时才发现问题原因的根本所在是炉膛背压偏高引发的。其实,点火器烧损、炉膛烧坏的事故在该公司其它早期出厂船舶也出现过,公司也下通电,只是该轮比较晚出厂没有收到公司 2005 年有关此问题的通电、加上管理人员变更后,锅炉使用过程中参数变化规律不清楚,导致管理人员没能清晰、正确处理故障。该轮再最终找到原因并消除,没有发生燃烧器烧坏的事故, 还算比较幸运的。
3    解决方法
炉膛背压的变化可以通过检测鼓风机出口压力值的变化间接反映出来,即燃烧器上部的气压表值反映炉膛内的背压。检测方法:在预扫风状态(不点火燃烧),将风门手动调至10 格最大处,打开气压表通气阀,观察气压表数值,一般在 40 mmbar 左右。若高于45 mmbar说明炉膛内针型管已结灰脏堵。

炉体中有 9个烟道,每个烟道中间装有针型吸热水管,外围焊接针型小棒,从顶往下看,冲洗效果显著,但其实在水管往下2/3 的位置有积碳,堵得死死的。由于炉顶烟道空间狭窄,冲洗动作受限,用高压水也无法冲干净,只有完成热态高压水冲洗后,在冷炉状态下进入炉膛或做专用工具进行冲洗、清通才能达到目的。
为什么该轮二管轮对锅炉烟道冲洗过 4 次,都没有实际效果,甚至越冲越堵呢?此种锅炉烟道冲洗方法是在热态下打开炉顶烟道门,用高压水对着炉膛内针型管进行冲洗,高压水接触炉管后迅速被加热而蒸发,烟管上的烟垢也被热胀冷缩后,迅速脱落往下沉积,由于针型管与炉体间隙较小,高压水很难直接到达炉管 2/3 以下的部位,烟垢很难被水带走, 造成炉管 2/3以下部位的烟灰越积越多,一旦有一次冲洗不彻底,下次就更难把烟管冲洗干净,所以锅炉烟道每次冲洗后,一定要在冷炉状态下进入炉膛或做专用工具作进一步的冲洗、并通过测试方法确保已把烟垢清除干净,才不会留有隐患。
4 几点体会
(1)对新设备认识都有一个过程,如果主管人员不认真研读操作说明书,弄清工作原理,掌握操作、保养程序,往往会走弯路,甚至付出代价。最好的方法是及时吸收姐妹船或前人的管理经验。
(2)每次点炉预扫风过程进行时,通过锅炉燃烧器上部的气压表,经常检测炉膛内背压,及时掌握炉膛内针型管结灰脏堵情况,就能及早发现问题并及早解决。
(3)主管轮机员应多注意燃烧火焰情况,炉门口结碳或烟囱有黑烟均属不正常现象。调整风门应仔细阅读说明书,搞清一次风、二次风、三次风的原理和作用,切莫盲目调试;
(4)做好炉水的化验、投药、排污工作,炉水的补给尽可能使用造水机产生蒸馏水,防止炉内积垢太多,影响锅炉蒸汽的蒸发量。

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