宋新永 王寶軍

（[1]大連海事大學育才船務(wù)公司 遼寧·大連 116026；[2]大連海事大學輪機工程學院 遼寧·大連 116026）

鍋爐是液貨船關(guān)鍵設(shè)備之一，對液貨安全運輸具有重要的影響。當船舶航行到低溫區(qū)域時，需要鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量能夠保證70-80℃高溫貨物正常裝卸和洗艙。如果鍋爐此時發(fā)生故障，不能給貨艙提供足夠的蒸汽時，液貨艙溫度降低將會導致液貨出現(xiàn)凝結(jié)和沉淀等貨損事故，并引發(fā)不同程度的經(jīng)濟損失。

1 故障現(xiàn)象

某液貨船載貨量13500噸，配置了16個不銹鋼貨艙，貨物加溫依靠貨艙底部鋪設(shè)的蒸汽盤管。鍋爐是日本 MIURA公司生產(chǎn)的自然循環(huán)水管鍋爐，型號VWN-13500，最高使用壓力1.0MPa,工作壓力0.58～0.88MPa，實際蒸發(fā)量12000KG/Hour，安裝電力容積79.7KW，最大燃油消耗866KG/Hour。

當從澳大利亞裝載13000噸牛油返航卸貨時，在到港前需要把貨物加溫60℃左右，但是在加溫過程中，值班輪機員告知鍋爐不能啟動，蒸汽壓力低報警。為了保證主機正常運轉(zhuǎn)，首先關(guān)掉貨艙加溫總閥，使用廢氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽保證主機燃油進機溫度和分油機的正常操作。然后復位主鍋爐警報，重新啟動鍋爐，發(fā)現(xiàn)鍋爐風機電機沒有反應(yīng)，同時風機電機的過流保護也沒有動作（保護值仍是出廠設(shè)定的75A）。最后經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)風機電機線圈燒壞，緊急換上備用電機之后，恢復了鍋爐的正常運行。

2 原因分析

鍋爐燃燒器及其附屬設(shè)備如圖1所示。發(fā)生故障的燃燒器風機電機是三相異步電動機，型號NTIKKFORMFCK5，基本參數(shù)45kKW、440V/60Hz,制造廠為日本NIRHISHIBA電機公司。燒毀的電機解體之后，經(jīng)過檢查確認：

圖1：鍋爐燃燒器及附屬設(shè)備

（1）電機軸承沒有缺少潤滑油脂，沒有出現(xiàn)咬合磨損，手動旋轉(zhuǎn)正常，軸承也沒有跑外圈；

（2）轉(zhuǎn)子和定子沒有出現(xiàn)摩擦接觸和異常聲音，控制系統(tǒng)中過流繼電器設(shè)定和動作處于正常狀態(tài)；

（3）通過萬用表測量控制系統(tǒng)的接觸器，沒有發(fā)現(xiàn)電機缺相運行；

（4）風機葉輪沒有發(fā)現(xiàn)掃邊和葉片脫落造成的失衡問題。

通過上述分析，初步判斷是電機內(nèi)部溫度過高造成電機繞組絕緣能力降低而燒毀。

3 故障排除

燃燒控制系統(tǒng)如圖2所示。比例控制單元包括凸輪馬達，凸輪盤，燃油流量控制閥，空氣流量控制器和空氣擋板。燃燒程序控制器輸出控制信號去比例控制單元，而比例控制單元通過凸輪馬達同步控制燃油流量控制閥和空氣流量控制器，再由空氣流量控制器帶動空氣擋板，控制空氣量，達到燃燒平衡。燃油流量控制閥用來由凸輪馬達帶動的一個調(diào)節(jié)閥來控制噴入爐膛的燃油量。燃油泵是一臺單螺桿泵，型號25-6N5D，排出壓力2.15 MPa。

圖2：鍋爐燃燒控制示意圖

凸輪馬達主要是用來設(shè)定燃油控制閥和空氣擋板匹配的，由來自程序控制器的信號控制，同時借助于凸輪開關(guān)傳送信號到程序控制器。凸輪馬達內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括1個高扭矩的馬達，1個齒輪裝置和5個凸輪開關(guān)，如圖3所示。

圖3：凸輪馬達內(nèi)部布置圖

通過調(diào)節(jié)這些凸輪開關(guān)，能夠調(diào)節(jié)燃油的流量和風門擋板的開度，保證鍋爐最佳的燃燒效果。凸輪開關(guān)通常設(shè)定如表1所示。凸輪開關(guān)調(diào)節(jié)先要停止鍋爐，拉下主開關(guān)，拉出離合裝置桿，然后通過手動調(diào)節(jié)紅色的凸輪帶，來調(diào)整燃燒和空氣量。調(diào)整完成后將離合裝置桿復位。當調(diào)節(jié)凸輪開關(guān)時，一是打開位置和關(guān)閉位置決不能被改變，容易引起馬達過載，導致?lián)p害鍋爐的燃燒裝置；二是凸輪開關(guān)的設(shè)定在高火燃燒時不要超過鍋爐本身設(shè)定的蒸發(fā)量和空氣量，不要超出點火油頭的點火范圍，以免主油頭不點火（最好不要更改出廠設(shè)定）；三是不要將低火、中火、高火燃燒設(shè)定接反。

表1：凸輪開關(guān)設(shè)定角度

空氣流量控制器如圖4所示。它是由凸輪馬達帶動的彈簧板彎曲裝置，通過相應(yīng)的鉸鏈裝置拉動風門擋板，控制空氣量。當?shù)突鹑紵龝r，燃油流量控制閥被打開在低火燃燒狀態(tài)，P2燃油壓力是40-50%的P1壓力；當高火燃燒時，燃油流量控制閥工作狀態(tài)趨于關(guān)閉，P2燃油壓力增加到75-90%的P1壓力；P1是燃油在系統(tǒng)中的循環(huán)壓力，P2是燃油的噴射壓力。噴入到爐膛里的燃油數(shù)量由燃油流量控制閥的運動來決定。

圖4：空氣流量控制器

鍋爐的燃燒過程是程序控制器自動控制的，如圖5所示。由蒸汽壓力開關(guān)提供壓力信號，正常工作壓力0.58MPa～0.88MPa,最高使用壓力0.98MPa。高壓側(cè)的蒸汽壓力設(shè)定是 0.88MPa～0.74MPa，中壓側(cè)的蒸汽壓力設(shè)定是0.74MPa～0.64MPa，低壓側(cè)的蒸汽壓力設(shè)定是0.64MPa～0.54MPa。在燃燒過程中，鍋爐程序控制器根據(jù)蒸汽消耗量自動控制噴油量和空氣量，保證蒸汽壓力在正常工作壓力范圍內(nèi)，蒸汽消耗量通過壓力開關(guān)將信號輸入程序控制器，由程序控制器自動控制燃燒過程。在平時的加溫過程中，鍋爐根據(jù)蒸汽壓力保持正常啟停。然而當遇到極端情況時，例如連續(xù)大容量使用蒸汽，就會造成鍋爐啟停頻繁，為了減少啟停次數(shù)，同時保證甲板使用蒸汽，只能調(diào)節(jié)鍋爐的參數(shù)?，F(xiàn)在的鍋爐都是自動控制鍋爐，參數(shù)在出廠的時候都已經(jīng)設(shè)置完成。于是提出將鍋爐的高壓側(cè)的設(shè)定壓力幅差調(diào)大，增加鍋爐低燃燒的時間，減少鍋爐的啟停次數(shù)，防止電機內(nèi)部過熱燒毀電機線圈。

圖5：蒸汽壓力程序示意圖(A:高火燃燒范圍,high consumption;B:中火燃燒范圍,intermediate consumption;C:低火燃燒范圍,low consumption;D:燃燒停止,stop of firing.)

在岸基人員的支持下，經(jīng)過與廠家的溝通，壓力調(diào)整前后的對比如表 2所示。將高壓側(cè)的設(shè)定壓力由0.88MPa～0.74MPa，調(diào)整為0.88MPa～0.65Mpa；中壓側(cè)的設(shè)定壓力由0.74MPa～0.64MP,調(diào)整為0.65MPa～0.64MPa；低壓側(cè)的調(diào)節(jié)壓力是0.64MPa～0.54MPa，保持不變。經(jīng)過以上的調(diào)整，鍋爐風機再也沒有發(fā)生因為內(nèi)部過熱引起的燒毀問題。

表2：壓力調(diào)節(jié)前后對比表

4 管理建議

根據(jù)此次鍋爐故障實例并結(jié)合工作經(jīng)驗，對鍋爐控制系統(tǒng)和風機電機提出以下幾點日常管理建議。

（1）定期檢查鍋爐控制系統(tǒng)中電氣設(shè)備的絕緣和通風葉輪的狀態(tài)，檢查控制系統(tǒng)中的設(shè)備是否有松動，接線是否有磨損。

（2）對于鍋爐控制系統(tǒng)中的保護裝置，定期測試，對于出廠設(shè)定的保護值，不要隨意更改，如果確需更改，要將更改的內(nèi)容和時間標注在控制箱中，為日后的廠家維修提供數(shù)據(jù)。

（3）塢修時，對于控制系統(tǒng)的電氣設(shè)備，都要經(jīng)過廠家維保人員的檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時更換，以免日后運營過程中出現(xiàn)問題。

（4）對于風機和風機電機軸承的潤滑，打牛油時要將軸承蓋的小道門打開，當打入新牛油時候，讓舊牛油全部擠出來。如果道門蓋沒有打開，容易導致舊牛油進入電機定子端，損壞電機或者舊牛油中臟東西沒有辦法排出而損壞軸承。

（5）當船舶進入到熱帶地區(qū)，機艙的環(huán)境溫度經(jīng)常超過40度，最好外接風管或者移動式風機給鍋爐風機電機外殼降溫，保持電機外殼溫度正常。

（6）當甲板部使用蒸汽加溫和洗艙時，值班輪機員要注意觀察鍋爐的啟停次數(shù)，及時調(diào)整蒸汽閥的開度，減少啟停次數(shù)。最好保持鍋爐每小時啟停不超過3次。

（7）值班期間利用紅外測溫儀對風機電機外殼的溫度進行檢查，最高不超過60℃。

（8）保證有一臺備用風機電機在船。

5 結(jié)論

鍋爐運行狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到液貨船能否高效地裝卸貨物，因此做好鍋爐的日常管理極為重要，每次裝貨前都應(yīng)特別關(guān)注鍋爐的狀態(tài)，要為鍋爐正常運行保留充足的備件。盡管鍋爐的自動控制參數(shù)在出廠時已經(jīng)設(shè)定完成，但是實際工作如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)積極主動聯(lián)系岸基人員，加強了解和溝通以便快速找到原因并且及時解決，減少船舶營運損失和設(shè)備損失。