船用焚燒爐的故障分析和管理

船用焚燒爐是船上焚燒可燃固體垃圾和主機(jī)、輔機(jī)、分油機(jī)、油水分離器和油泵等產(chǎn)生污油的防污染設(shè)備。隨著海洋環(huán)境保護(hù)方面的國(guó)際公約生效和國(guó)內(nèi)法律法規(guī)的修訂和完善，船舶防污染設(shè)備的正確使用和管理顯得極其重要。針對(duì)船用焚燒爐進(jìn)行詳細(xì)介紹，分析其系統(tǒng)組成和常見(jiàn)故障處理方法，最后論述其維護(hù)管理措施，以確保船舶的航行安全和海洋環(huán)境的清潔。一、焚燒爐介紹船用焚燒爐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用鋼板做外殼，內(nèi)襯隔熱耐火磚層圍成的空腔，形成燃燒室。燃燒室內(nèi)部設(shè)置有燃燒污油的主燃燒器和燃燒輕柴油的輔燃燒器，還設(shè)有投入固體廢棄物的投料門。燃燒室是鋼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方體，主要由爐腔、投料口、清灰口等組成。焚燒爐的爐腔由耐火磚砌成，用耐火泥包裹，外殼由鋼板焊制而成，中間留有可塑性耐火材料，爐腔內(nèi)壁上中下分別開(kāi)有4個(gè)助燃空氣吸風(fēng)孔，縱向吸風(fēng)孔與對(duì)應(yīng)的爐底角相通，從焚燒爐本體底角吸入助燃空氣。爐腔正前方是帶手柄的密封門即投料口，可燃固體垃圾由此投入進(jìn)行焚燒。密封門板面安裝有一個(gè)觀察鏡，供操作人員觀察爐內(nèi)火焰情況。燃燒完的爐灰經(jīng)過(guò)燃燒室下部濾網(wǎng)到達(dá)本體底部?jī)?chǔ)灰室，爐灰由清灰口進(jìn)行清理。爐底由耐火絕熱材料做成，以防止高溫爐渣燒塌。焚燒爐的組成部分主要包括污油系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)和控制系統(tǒng)

[2]。圖1焚燒爐結(jié)構(gòu)圖1、污油系統(tǒng)1）駁油系統(tǒng)機(jī)艙的污油收集于污油柜，經(jīng)過(guò)蒸汽加熱后輸送至雙聯(lián)濾器，再由齒輪泵駁至污油日用柜，污油日用柜內(nèi)的污油經(jīng)循環(huán)泵抽吸到焚燒爐，或者經(jīng)旁通管道返回污油柜，完成循環(huán)。2）處理系統(tǒng)污油處理系統(tǒng)常采用二級(jí)過(guò)濾的方式進(jìn)行。還未處理過(guò)的污油，通常水分含量大于60%，為了更快地去除水分，焚燒爐設(shè)置有專門處理污油的渣油分油機(jī)，在污油柜和污油日用柜之間進(jìn)行循環(huán)處理。經(jīng)過(guò)初次分離后的污油含水量可降至40%以下，再由駁運(yùn)泵駁至位于和焚燒爐同高度的污油日用柜，利用蒸汽對(duì)污油柜進(jìn)行高溫加熱，二次次處理后的污油含水量可降至20%以下，可供焚燒爐單獨(dú)燃燒。3）焚燒系統(tǒng)為提高燃燒效率，焚燒爐采用雙燃燒器進(jìn)行燃燒。燒污油的主燃燒器類型為氣流式，它是利用具有一定壓力的蒸汽使污油霧化而燃燒。這種燃燒器前設(shè)有污油增壓泵，其流量可供調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為0～180L/h。其燃燒噴嘴使用套管形式，污油從內(nèi)管噴出，具有一定壓力的蒸汽從外管前端若干小孔噴出，形成的高速氣流使污油霧化，在燃燒器背后還設(shè)計(jì)有一個(gè)可調(diào)助燃空氣的進(jìn)風(fēng)口，霧化后的油氣與進(jìn)風(fēng)口的空氣進(jìn)行二次混合，在燃燒室內(nèi)充分燃燒。燒輕柴油的輔燃燒器和輔鍋爐的燃燒器類似，這里不做詳細(xì)贅述。2、風(fēng)煙系統(tǒng)風(fēng)煙系統(tǒng)主要包括風(fēng)機(jī)（一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)）、側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器及風(fēng)道、引風(fēng)機(jī)等設(shè)備。一次風(fēng)作用于主燃燒室，由于頂部煙囪出口與一次和二次進(jìn)風(fēng)口處均有高度差，形成一定的壓降，因此爐膛內(nèi)保持負(fù)壓燃燒，爐內(nèi)的煙氣和臭氣不致外泄。焚燒爐內(nèi)的一次風(fēng)機(jī)按干燥、加熱、分解、燃燒等過(guò)程供風(fēng)。二次風(fēng)作用于二次燃燒室，其噴嘴布置于二次燃燒室的前后，以保證燃燒室煙氣產(chǎn)生喘流，有害氣體迅速分解，可燃?xì)怏w完全燃燒。焚燒爐內(nèi)的高溫空氣被二次風(fēng)機(jī)抽吸送到燃燒區(qū)，充分利用好空氣的熱量，提高燃燒的熱效率。爐膛側(cè)墻的冷卻風(fēng)機(jī)從焚燒室內(nèi)吸風(fēng)加熱后與一次風(fēng)混合，混合后的一次風(fēng)溫度將達(dá)180℃以上，進(jìn)一步提高了燃燒的熱效率。3、控制系統(tǒng)圖2焚燒爐的控制系統(tǒng)焚燒爐的控制系統(tǒng)（見(jiàn)圖2）對(duì)爐膛的燃燒和爐膛的高溫、煙道的高溫、噴油器點(diǎn)火失敗、火焰熄滅以及抽風(fēng)機(jī)的溫度等進(jìn)行綜合控制和安全保護(hù)，該系統(tǒng)目前常用PLC控制器設(shè)計(jì)。例如，當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)（爐膛內(nèi)溫度超過(guò)500℃時(shí)；排煙煙道溫度超過(guò)540℃時(shí)；點(diǎn)火失敗或者點(diǎn)著后中途熄火），焚燒爐將自動(dòng)報(bào)警，停止油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷噴油器，停爐。二、故障分析和處理船用焚燒爐在運(yùn)行過(guò)程中可能遇到以下常見(jiàn)故障，其處理措施有：1）油泵顫動(dòng)厲害。如果是舊油泵，原因可能是轉(zhuǎn)軸失衡所致；如果是新油泵，原因可能是輕柴油燃燒器的管路中的空氣沒(méi)有充分放完所致，通過(guò)釋放進(jìn)油管路中的氣體解決此故障。2）燃燒器起停頻繁。原因可能是由于污油調(diào)節(jié)閥開(kāi)度過(guò)大，通過(guò)調(diào)小閥門開(kāi)度，減少流量解決此故障。3）污油壓力波動(dòng)。原因可能是污油柜到主閥的濾器臟堵，須拆開(kāi)清洗濾器并裝復(fù)后方可消除此故障。4）馬達(dá)突然停機(jī)。原因可能是熱繼電器故障或者是馬達(dá)過(guò)載運(yùn)行，可通過(guò)更換熱繼電器或降低馬達(dá)負(fù)荷消除此故障。5）冒黑煙。原因可能是燃燒速度過(guò)快造成的燃油霧化效果不好，或是燃燒的固體垃圾量過(guò)大所致，可通過(guò)調(diào)大蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥加快加熱速度解決此故障。6）點(diǎn)火失敗。原因可能是霧化器的噴嘴臟堵，可通過(guò)停爐并對(duì)其進(jìn)行清潔消除，或是污油的含水量過(guò)高，可通過(guò)排查污油處理系統(tǒng)消除，或是噴油電磁閥故障，可通過(guò)更換電磁閥消除。需要注意的是，清潔油頭的噴嘴時(shí)可用銅絲不能用鐵絲，否則容易使其刮傷。7）高溫報(bào)警。此類故障主要是由爐膛內(nèi)部溫度過(guò)高引起的。導(dǎo)致高溫的原因可分為：由于污油噴射量過(guò)大，可適量調(diào)小進(jìn)油量；風(fēng)門開(kāi)度太小，使燃燒產(chǎn)生的煙氣多于排煙管排除的煙氣，引起溫度急劇升高，可適量增大風(fēng)門的開(kāi)度。長(zhǎng)時(shí)間高溫時(shí)應(yīng)停爐處理，以免爐膛被燒塌掉，否則容易使風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間受高溫炙烤而燒掉，甚至導(dǎo)致控制系統(tǒng)發(fā)生短路故障。三、管

理1、操作管理1）操作前的準(zhǔn)備為了充分和快速焚燒污油，輪機(jī)人員應(yīng)在焚燒之前做好以下工作：一是盡可能地去除污油中的水份；二是盡量沉淀污油中較大的固體顆粒；三是確保油泵及各附件處于正常狀態(tài)，順序打開(kāi)各閥門；四是保持燃燒室油頭和濾器的清潔。需要注意的是，焚燒爐運(yùn)行期間應(yīng)定期指定人員檢查焚燒爐周圍情況和排煙溫度、燃燒溫度、空氣壓力等熱工參數(shù)

[3]。2）點(diǎn)火操作將固體垃圾由投料口送入爐腔，關(guān)上投料門和清灰門，隨后啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，進(jìn)行預(yù)掃風(fēng)。關(guān)小風(fēng)門和助風(fēng)器，接著打開(kāi)清油燃燒器進(jìn)行點(diǎn)火，點(diǎn)火成功后，對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)。若焚燒爐內(nèi)無(wú)垃圾，盡量關(guān)小風(fēng)機(jī)風(fēng)門；若有垃圾，則可從火焰觀察鏡觀察爐內(nèi)火焰情況，如果火焰呈暗紅色，可將風(fēng)門調(diào)大，如果火焰呈亮白色，且伴隨竄動(dòng)，應(yīng)該及時(shí)調(diào)小風(fēng)門，否則容易造成火焰熄滅

[4]。點(diǎn)火成功后，繼續(xù)用輕柴油燃燒30min以上，待爐膛溫度達(dá)到200℃以上后，打開(kāi)污油出油閥和焚燒爐前的污油旁通閥，開(kāi)啟污油循環(huán)泵，打開(kāi)蒸氣閥門，使污油于噴嘴處產(chǎn)生負(fù)壓作用而被引射，瞬間充分霧化為極微小的油滴。將焚燒爐調(diào)節(jié)到污油與輕柴油拌燒的檔位，從觀察鏡觀察爐火情況，適量調(diào)大風(fēng)門，使煙氣可部分抽出，同時(shí)，開(kāi)大助風(fēng)器風(fēng)口，其位置約處于三分之一處，使火焰處于動(dòng)態(tài)平衡，以便煙氣被及時(shí)抽出。焚燒爐在焚燒時(shí)，可以通過(guò)污油調(diào)節(jié)閥及旁通閥來(lái)改變污油的進(jìn)口壓力，從而到控制排煙溫度的目的。3）停爐先把燃燒控制的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到輕柴油燃燒檔位。關(guān)閉污油循環(huán)泵，然后關(guān)掉蒸汽加熱閥和污油進(jìn)口閥。使用輕柴油繼續(xù)燃燒一段時(shí)間，待系統(tǒng)內(nèi)的管路清潔后，關(guān)閉燃燒器。繼續(xù)讓風(fēng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間，待爐膛溫度降下來(lái)后，再停止風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。2、維護(hù)管理為保證焚燒爐處于隨時(shí)可運(yùn)行的狀態(tài)，輪機(jī)員除了掌握上述操作管理方法外，還需要加強(qiáng)對(duì)焚燒爐的維護(hù)管理。1）日檢每天要檢查爐膛內(nèi)部情況，觀察其防火泥是否脫落或塌陷，若有破壞應(yīng)該即使補(bǔ)上。檢查焚燒爐燃燒室的負(fù)壓，其正常值約為-15mm汞拄，檢查油氣溫度以及排煙溫度，前者不超過(guò)400℃，后者不超過(guò)350℃。檢查風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，觀察輕柴油柜和污油柜的油位。若油位過(guò)低，應(yīng)及時(shí)駁油，駁油入柜時(shí)不能太滿，達(dá)到2/3容量即可，保持焚燒爐觀察鏡的清潔，臟污時(shí)應(yīng)及時(shí)清理，檢查燃燒器是否臟堵或變形。2）周檢霧化器噴嘴要每周定期清潔，否則將影響燃燒，甚至?xí)斐牲c(diǎn)火失敗，注意點(diǎn)火電極之間的距離，約3mm，最大不超過(guò)5mm，否則容易點(diǎn)火失敗。注意噴霧器的油/氣O型密封圈，發(fā)現(xiàn)破損時(shí)應(yīng)及時(shí)換新，每周定期對(duì)爐膛爐灰進(jìn)行清理，檢查其連鎖跳閘機(jī)構(gòu)，包括火焰失敗，爐膛高溫以及風(fēng)機(jī)馬達(dá)高溫警報(bào)。3）月檢檢查風(fēng)機(jī)螺栓和鎖緊裝置，檢查燃燒管路和蒸汽管路是否泄露，檢查供油泵，駁運(yùn)泵和循環(huán)泵，包括其軸封，電機(jī)以及自動(dòng)起停系統(tǒng)等設(shè)備。拆檢噴油器，用煤油清洗，保持噴油嘴的清潔。定期對(duì)風(fēng)機(jī)加注一定的牛油。3、公司管理船用焚燒爐在船上正確使用是妥善處理船上的各種垃圾，最大程度減少船上垃圾對(duì)海洋環(huán)境污染的必備條件，也是MARPOL73/78公約附則V和VI的基本要求。焚燒爐是PSC檢查的重要內(nèi)容之一，船舶常因非法排放被處罰或滯留，航運(yùn)公司在對(duì)船舶進(jìn)行檢查或內(nèi)審時(shí)應(yīng)重點(diǎn)注意以下方面的檢查。1）證書(shū)檢查檢查船上是否保存IMO型式認(rèn)可證書(shū)，特別是船上焚燒塑料垃圾的焚燒爐，部分船上可能存在無(wú)IMO型式認(rèn)可證書(shū)而僅能提供歐盟或其他地區(qū)組織的認(rèn)可證書(shū)，應(yīng)要求及時(shí)提供，注意觀察焚燒爐的最大處理量與其他相關(guān)證書(shū)中的內(nèi)容是否相同。2）操作檢查檢查焚燒爐是否有按照要求對(duì)燃燒室氣體出口溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是否有裝貼符合國(guó)家公約要求的操作規(guī)程。通過(guò)船員實(shí)際操作焚燒爐，評(píng)估船員熟悉程度和設(shè)備的技術(shù)水平，確認(rèn)焚燒爐是否能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)使煙道煙氣出口溫度達(dá)到規(guī)定的要求。3）垃圾分類檢查船舶垃圾可分為以下4類：①不可回收和混入其他垃圾的塑料；②破布；③可回收的材料：食用油、玻璃、鋁罐、紙、紙板、波紋板、木材、金屬、塑料（包括發(fā)泡膠或其他類似的塑料材料）；④可能危及船舶或船員安全的垃圾（油布、燈管、燈泡、酸、化學(xué)品、電池等）?，F(xiàn)場(chǎng)檢查船上垃圾的分類情況，特別關(guān)注混有塑料的垃圾是否進(jìn)入食物垃圾筒，而導(dǎo)致非法排海，比較常見(jiàn)的是將香煙過(guò)濾嘴、塑料包裝袋等摻入食品垃圾。定期檢查垃圾桶內(nèi)襯塑料袋是否與食品垃圾或其他垃圾排放入海，對(duì)于無(wú)IMO認(rèn)可證書(shū)的焚燒爐禁止焚燒聚氯乙烯。4）灰燼的處理焚燒普通垃圾產(chǎn)生的灰燼可視為普通垃圾處理，對(duì)于纜繩、漁網(wǎng)、塑料袋和有毒或含有重金屬的特殊塑料焚燒的灰燼一律禁止排放入海。5）垃圾記錄簿檢查記