淺析船舶內(nèi)燃機(jī)積灰燃燒問題及對策

1、淺析船舶內(nèi)燃機(jī)積灰燃燒問題及對策 船舶內(nèi)燃機(jī)煙道積灰的燃燒是一個(gè)需要特別注意的問題，尤其是在運(yùn)輸石油等危險(xiǎn)物品時(shí)一定要對其風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行必要的評估。積灰燃燒會極大地威脅船舶的安全，還會增加不必要的工作量以及額外的操作。本文通過對船舶內(nèi)燃機(jī)積灰燃燒的成因的分析以及在實(shí)際中發(fā)生的積灰燃燒現(xiàn)象的探究，提出預(yù)防和應(yīng)對船舶內(nèi)燃機(jī)積灰燃燒的具體對策。1.船舶內(nèi)燃機(jī)積灰燃燒成因燃燒是可燃物的一種氧化反應(yīng)，是可燃物、助燃物與著火點(diǎn)共同作用下發(fā)生的現(xiàn)象，燃燒發(fā)出的火花實(shí)際是由于物體在燃燒過程中的一種表現(xiàn)形式，是一種外在的現(xiàn)象。船舶內(nèi)燃機(jī)積灰燃燒的主要原因有：1.1.船舶內(nèi)燃機(jī)煙道內(nèi)產(chǎn)生可燃物。船舶內(nèi)燃機(jī)使用的燃料

2、在不完全燃燒時(shí)會產(chǎn)生含有碳與硫化物的可燃物體，可以再次燃燒。船舶的不同燃油品種在物理性能與燃燒性能上都有很大的不同，當(dāng)前大多數(shù)船舶所用的燃油質(zhì)量都不高，劣質(zhì)的燃油在經(jīng)過燃燒后所產(chǎn)生的固體顆粒物會更多，尤其是瀝青烯的量會比較高，相對來說，金屬釩鈉及鋁的含量則較低，而其中釩能夠有效地輔助碳的燃燒。因此，使用劣質(zhì)燃油會產(chǎn)生以下問題：1.1.1.燃料燃燒時(shí)間較長，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的動力不足。1.1.2燃料在燃燒后會產(chǎn)生更多的固體顆粒物，將造成主機(jī)掃氣側(cè)的臟堵加劇，導(dǎo)致掃氣不良，從而使不完全燃燒導(dǎo)致的煙道積灰之中可燃物劇增，還會激昂正在燃燒的炭由內(nèi)燃機(jī)主機(jī)氣缸帶至排氣中。根據(jù)實(shí)際測算，利用柴油

3、和重油產(chǎn)生的煙灰量的比值大約為1:6，而在實(shí)際航行中，船舶使用的重油量遠(yuǎn)比使用的輕油量大，因此，船舶在航行中產(chǎn)生的煙灰量大多是由重油燃燒產(chǎn)生的。另外，積灰量的大小還與內(nèi)燃機(jī)主機(jī)負(fù)荷有很大關(guān)系，在船舶航行中，積灰量會隨著主機(jī)符合的增加而不斷增大。1.2.客觀存在的助燃物質(zhì)。船舶內(nèi)燃機(jī)的煙道同外部空氣是相互連通的，因此在煙道內(nèi)部會存在著大量空氣，一定程度上對積灰燃燒起到輔助作用。1.3.著火點(diǎn)的出現(xiàn)。通常情況下，著火點(diǎn)出現(xiàn)有以下情況：1.3.1.在通過內(nèi)燃機(jī)主機(jī)煙道排氣口派出的煙氣中，會有一些煙灰粘在節(jié)能器蒸發(fā)管管壁上，并隨著時(shí)間推移不斷積累增多。船舶在重載時(shí)，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增加，排氣的溫度會大大升高

4、至350甚至?xí)^續(xù)升高，這就使蒸發(fā)管管壁的溫度接近于飽和溫度，而隨著蒸發(fā)管管壁上累積的煙灰量的持續(xù)增加，蒸發(fā)管內(nèi)的飽和水就無法充分和有效地冷卻煙灰的表面，導(dǎo)致積灰溫度繼續(xù)上升，而當(dāng)積灰積累到一定的厚度時(shí)，就會達(dá)到并形成著火點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際測算，當(dāng)機(jī)會厚度到2至3毫米時(shí)，其表面溫度就能達(dá)到著火點(diǎn)。另外，相比于蒸發(fā)管管壁的積灰，集灰斗內(nèi)的積灰更易于達(dá)到著火點(diǎn)而發(fā)生自燃現(xiàn)象，因?yàn)榇颂帥]有飽和水對積灰表面進(jìn)行冷卻。1.3.2.當(dāng)溫度較低時(shí)，燃料炭顆粒會慢慢地氧化并放出熱量。正常情況下，內(nèi)燃機(jī)煙道煙氣的流動速度較高，能夠有效地散熱，炭粒氧化散發(fā)的熱量能夠迅速被帶走，不會達(dá)到著火點(diǎn)并燃燒。然而，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止運(yùn)

5、行后，煙道內(nèi)的煙氣停止流動，散熱較差，氧化放出的熱量無法散發(fā)出去，煙道內(nèi)的溫度會逐漸上升，從而加速氧化過程并釋放出更多的熱量，最終導(dǎo)致燃料達(dá)到著火點(diǎn)重新燃燒。2.船舶內(nèi)燃機(jī)積灰燃燒現(xiàn)象分析根據(jù)對實(shí)際燃燒現(xiàn)象的觀察發(fā)現(xiàn)，但煙道出現(xiàn)燃燒火花時(shí)，廢氣節(jié)能器中也會出現(xiàn)火花，而在白天還能觀察到集灰斗中出現(xiàn)火苗。內(nèi)燃機(jī)增壓器的出口位置至廢氣節(jié)能器進(jìn)口處的煙道中可以發(fā)現(xiàn)有積灰存在，而后者管壁上的積灰更多，且管壁上部比下部積灰少。另外，發(fā)生燃燒現(xiàn)象的船舶在航行中所使用的重油和輕油之比約為10:1。通過對船舶發(fā)生燃燒時(shí)的各部分運(yùn)行狀況的記錄，發(fā)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)主機(jī)各缸的出現(xiàn)火花時(shí)排氣的溫度都有所升高，而在當(dāng)時(shí)的航線海況

6、并不理想，因此，船舶處于重載以及高度運(yùn)行狀態(tài)。這說明，當(dāng)傳播的承載量較大且主機(jī)符合較大時(shí)，更容易達(dá)到著火點(diǎn)。而在通常情況下，集灰斗里的出現(xiàn)積灰主要是由于主機(jī)和循環(huán)飽和水泵長時(shí)間地處于停用狀態(tài)，或集灰斗經(jīng)過了水洗，或廢氣節(jié)能器內(nèi)堵塞導(dǎo)致煙灰下落，通過實(shí)際觀察和記錄，后兩種情況發(fā)生的概率更大。3.應(yīng)對船舶內(nèi)燃機(jī)積灰燃燒的有效措施3.1.有效預(yù)防。預(yù)防是最基本也是最重要的應(yīng)對措施，預(yù)防措施主要是清除引起煙道內(nèi)的積灰燃燒的可燃物體以及著火的燃料，從根本上消除煙道內(nèi)積灰燃燒的可能。有效的預(yù)防措施主要有：將不同的燃油分開存儲，正確對燃油進(jìn)行預(yù)處理，有效對燃油噴嘴進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)與及時(shí)清洗，保證內(nèi)燃機(jī)主機(jī)的掃氣

7、口與排氣口以及排氣煙道的清潔度，定期對內(nèi)燃機(jī)活塞環(huán)與缸套的狀況進(jìn)行檢查并保證其密封性能。另外，在煙道內(nèi)有廢氣時(shí)要進(jìn)行每天一次的積灰清理工作，還要定期在停航期間使用高壓淡水清洗煙道，防止積灰量達(dá)到危險(xiǎn)程度。3.2.及時(shí)限制和阻止積灰燃燒事故的擴(kuò)大。當(dāng)發(fā)生煙道內(nèi)積灰燃燒現(xiàn)象時(shí)，要采取及時(shí)有效的限制性措施應(yīng)對事故的發(fā)生，防止燃燒事故的蔓延并最大程度上降低帶來的損失。有效的限制性措施主要有安裝阻火器與泄壓設(shè)備，在燃燒處設(shè)置防火墻與防爆墻。而在實(shí)際應(yīng)用中，使用火花熄滅期產(chǎn)生的效果比較明顯，通過火花熄滅期，一旦探測設(shè)備接收到煙道出現(xiàn)火花的預(yù)警信號，在煙道排出口安裝的噴嘴就會噴射出水來滅火。滅火通常發(fā)生在船舶航行期間，因此要控制好噴水量，不能太多，一致水量供應(yīng)不足，也不能太少，以至于達(dá)不到降溫和滅火效果，因此，通常噴水量根據(jù)對主機(jī)排氣溫度的計(jì)算來確定，使噴出的水可以全部被蒸發(fā)并隨著廢氣一起排出。3.2.1.有效的消防措施。在船舶上要配備完善的消防設(shè)施，在發(fā)生積灰燃燒且火勢有擴(kuò)大趨勢時(shí)要及時(shí)地?fù)錅?，將火勢控制在初期，防止造成大范圍的火?zāi)甚至爆炸，帶來人員與財(cái)物損失。3.2.2.及時(shí)的人員及物資疏散。船舶航行要制定實(shí)際有效的