船用辅锅炉自动控制及常见故障的排除方法

周涛+刘昕+张明敏

摘 要：该文详细叙述了船用辅锅炉的自动控制装置能在安全可靠的情况下，保持辅锅炉蒸汽的压力、排烟温度及水位稳定不变，如果锅炉负荷改变，自动控制装置立即发出经过处理的信号，借压缩空气、油压、电力或者联动机构，迅速有效地改变锅炉燃油供应量、助燃空气量、给水量，维持原设参数。该文不仅详细叙述了船用辅锅炉的自动控制装置还对辅锅炉出现的常见故障进行分析。

关键词：船用辅锅炉 自动控制 常见故障排除 自动保护

中图分类号：U66 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（c）-0033-02

燃油辅锅炉在现代大型船舶中应用非常广泛，为保证船舶在停泊和航行期间的正常用汽，一般大型船舶都装备有燃油辅锅炉，但是由于辅锅炉受工作条件影响工况变化较大，而人员又无法及时发现辅锅炉工况改变，所以船用辅锅炉自动控制装置得到了广泛应用，其能保持辅锅炉蒸汽的压力、排烟温度及水位稳定不变，如果锅炉负荷改变，自动控制装置立即发出经过处理的信号，借压缩空气、油压、电力或者联动机构，迅速有效地改变锅炉燃油供应量、助燃空气量、给水量，维持原设参数。自动控制装置必须迅速、有效、可靠，而且在发生任何不正常现象时，都可以发出报警及自动改正或熄火，避免人为的延迟或者错误。

1 船舶辅锅炉的自动控制

1.1 点火、燃烧、蒸汽压力的自动控制

（1）原理：以蒸汽压力为信号，双位（点火、熄火）控制与比例（风油比例供给）调节相结合。

（2）过程：程序控制热态点火和燃烧。

辅锅炉的程序控制是指在既定的操作指令下，按照预定的操作程序能自动地完成某一操作过程。主要是控制启动和停止，通常采用电气控制程序。

点火自动控制，应满足以下条件：接通电源；初用或故障按“复位”按钮；水位正常；油路正常；蒸汽压力低于燃烧停止时的压力。

①预扫风：风机和油泵同时启动，燃油循环而不喷，风门全开预扫风，时间应足以保证炉膛4次换气。

②点火：点火变压器通电点火，然后燃油电磁阀动作喷油开始，点火期间风门关小，点着后开大风门。

③检查火焰：通电点火5～10 s后点火变压器失电停止点火。火焰监测探头测到火焰则正常燃烧工作，当火焰监测探头测不到火焰时则报警并开始自动停炉程序。

燃烧、蒸汽压力自动控制：蒸汽压力的条件依靠自动控制燃燒。用简单的压力式喷油器的辅锅炉多采用双位或者多位控制；用回油式、旋杯式或者蒸汽式喷油器的辅锅炉燃烧控制多采用比例控制。此外，当蒸汽压力低于较低的设定值时会蒸汽压力低报警；而高于工作压力设定值时先是蒸汽管路的压力调节阀开启向冷凝器溢流；更高则报警；再高则自动熄火停炉；若以上措施未奏效安全阀会达到开启压力。

1.2 熄火的控制

（1）原理：以蒸汽压力（正常）、火焰（非正常）为信号，切断燃油供应。

（2）过程：程序控制热态熄火。

①风机和油泵继续运行，燃油电磁阀动作停止喷油，风门关小后扫风。

②后扫风完成后油泵和风机断电。

③程序马达转至“失电”位置。

1.3 水位的自动控制

（1）原理：以机械位置/导电性为信号，双位控制给水泵运转。

（2）过程：辅锅炉大多采用双位控制（水位下限时给水泵启动补水；水位上限时给水泵停止补水）。若给水泵故障水位降至最低工作水位以下备用泵会自动启动；降至更低水位时则会报警；若再降至更低水位则会报警同时熄火停炉。水位至最高水位以上会报警。

1.4 自动保护

自动控制锅炉的保护可以包括以下几个方面。

（1）火失败（喷油点火若干秒内火焰不着）和运行中熄火保护，这时火焰感受器发出信号。

（2）最低危险水位保护。

（3）低风压保护。

（4）低油压保护。

（5）低油温保护。

（6）高油温保护。

当发生上述故障时，会发出声、光报警，然后按自动停火程序熄火，程序控制器回到初始状态。有的锅炉低油温时自动切换为柴油。当水位低于危险水位或者风压低于调定下限时，自动点火程序不能进行。

2 船舶辅锅炉的常见故障与排除方法

2.1 点不着火

（1）检查辅锅炉控制箱有无报警，有报警则消除。

（2）检查辅锅炉油柜的油位、油质及相关管路是否畅通。

（3）检查点火电极是否完好。

2.2 运行中突然熄火

（1）自动保护起到作用（如：极低水位、油压低、火焰故障等）。

（2）检查油泵是否正常供油。

（3）燃油系统有无进水。

（4）检查燃油管路上滤网是否堵塞。

2.3 炉膛喘振

（1）检查油泵供油压力是否正常，雾化效果是否良好。

（2）检查燃烧器风量是否有波动。

2.4 炉内燃气爆炸

炉内燃气爆炸是燃油锅炉的一种危险事故，一般在点火或热炉熄火后发生。这是因为操作管理不当，使大量燃油积存在炉膛底部，蒸发以后在炉膛内产生可燃气体，一旦被点燃，突然产生大量烟气，来不及从烟道排除，炉膛压力剧增而爆炸。炉内燃气爆炸的原因主要有以下几点。

（1）点火前预扫风和熄火后扫风不充分；或点火失败后重复点火前没有充分扫风。

（2）停炉后燃油系统的阀件有漏泄，使燃油漏至炉膛内又被余热点着产生爆炸。

为了防止锅炉发生燃气爆炸事故，应做好以下4点。

（1）预扫风要充分，点火失败后重新点火前必须充分扫风。

（2）紧急停用先关燃油速关阀，后扫风再停风。

（3）如需要人工点火时必须严格按照操作流程进行操作。

（4）加强对燃油系统以及燃烧自动控制器的检查，发现漏油或其他问题及时修理，严禁出现故障还继续使用。

2.5 缺水

锅炉自动控制给水时，如给水柜脱水或其他原因引起锅炉水位降至极限低水位时（危险水位），锅炉即自动报警，同时燃烧停止。这时应立即检查原因并彻底解决，然后重新投入运行。

当突然发现锅炉水位低于极低水位，而自动控制系统又不报警，但此时在水位表中还可以看到水位时，则可立即手动补充给水和停炉检查自动控制系统的故障。

当突然发现水位表内已经看不到水位时，应立即停炉检查，如肯定缺水时间很短，则可立即补充给水；若发现缺水时间较长，则不可再进行给水，以免由于温度较低的给水接触过热的锅炉受热面而引起材料或结构的损坏，此时必须立即停炉，检查受热面的过热情况。同时也应检查水位表通道有否堵塞，水位表旋塞的开关位置是否正确。

2.6 超壓

当在外部负荷不变的情况下，锅炉汽压超过允许使用压力而直至安全阀启跳排汽时，应立即停止燃烧，检查自动控制系统并校对操作程序，找出原因，排除故障后，再投入运行。

2.7 排烟温度过高

锅炉的排烟温度一般在400 ℃以下，当发现温度过高时，应检查原因及时消除，排烟温度过高可能产生的原因如以下几点。

（1）锅炉超负荷使用，由于燃油量增加使排烟温度升高。

（2）进入炉膛的空气量过多。

（3）锅炉使用时间过久末加清洗，致使受热面两侧大量积聚水垢和烟垢，降低传热面的传热效率，使排烟温度升高。

3 结语

该文第一部分船舶辅锅炉的自动控制中详细叙述了船用辅锅炉的自动控制装置的可靠性、实用性，在发生任何不正常现象时，都可以发出报警及自动改正或熄火，及时避免因人为的延迟或者错误引起的设备事故，为船舶安全奠定了基础。第二部分船舶辅锅炉的常见故障与排除方法中列出了七种船用锅炉的常见故障，并且针对七种故障详细提出了解决办法。

参考文献

[1] 青岛船用辅锅炉厂有限公司，LSK型立式针形管锅炉说明书[Z].

[2] 费千.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社，2008.

[3] 于洁.锅炉运行与维护[M].北京：理工大学出版社，2014：44-53.