焚烧炉主燃烧室点火失败故障分析

曹鹏飞 张明敏

摘要：船用焚烧炉主要处理船舶在航行中产生的污油、废油与生活垃圾，是船舶防污染不可或缺的设备。随着世界各国对海洋环境保护的日益重视以及各种防污染公约、法律法规的不断修订和完善，国内外港口的PSC检查力度不断加强，焚烧炉作为必须检查的防污染设备，保证其能够正常工作尤为重要。现主要对焚烧炉使用过程中主燃烧室点火失败的故障现象进行了分析研究，通过排除法找出了故障原因，并顺利解决了该故障。

关键词：焚烧炉;燃烧器;进气排风;故障分析;使用及维护

0 引言

在某次海上航行期间，船舶焚烧炉在启动过程中点炉后10～15 s出现燃烧故障报警，对此，岗位人员立即停炉，对故障进行分析研究，力争以最快的速度找出故障原因并找到解决办法。

1 焚烧炉主要部件工作原理

1.1    燃烧器

焚烧炉有两个燃烧室，第二燃烧室先燃烧，第一燃烧室后燃烧。

第一燃烧室主要燃烧污油及固体垃圾，第二燃烧室主要燃烧未充分燃烧的可燃气体（uncombusted exhaust gases）。

燃油从焚烧炉油柜至燃烧器的油路如图1所示，包括单向阀、燃油泵、压力控制阀、油压表、电磁阀（两个）、喷油器。第一燃烧室与第二燃烧室油路相同。

两个燃油泵型号相同，均可以调节出口压力，自带滤器，燃烧器部件如图2所示。燃烧器油泵和辅锅炉燃烧器油泵相似。

1.2    主風机

主风机主要有如下作用：对炉膛进行排烟，为炉膛建立一定的负压。在炉壁夹层内有空隙，在主风机运转时会向夹层内提供空气，再从炉壁上开出的出气孔向炉膛的各部位提供空气，为火焰燃烧提供充足的燃烧空气，如图3所示。当运行结束时，将启动开关打到停止位，燃烧停止，当第一燃烧室温度低于100 ℃时，主风机停止，此时燃烧室内的温度会回升，当温度达到145 ℃时，主风机会再次启动。

2 主燃烧室点火失败故障分析与处理

2.1    故障现象

船舶在海上航行期间，针对日常生活中所产生的生活垃圾及机舱中产生的油污水，岗位人员需对生活垃圾进行集中焚烧，定期对机舱油污水进行焚烧。焚烧炉在启动过程中正常点炉时，按下启动按钮后，主风机、第一/第二燃烧室起风机同时动作，主风机运行30 s后，第二燃烧室点火，达到400 ℃后第一燃烧室点火。但是在点炉后10～15 s出现燃烧故障报警，随即岗位人员对该故障现象进行分析处理。

2.2    原因分析与处理

针对上述故障现象，岗位人员结合以往焚烧炉出现的故障情况及检查分析，发现主要有4个方面的原因：燃油管堵塞或油泵滤器脏堵;燃烧器风机、油泵卡滞;电容、光敏电阻等电气部件损坏;燃烧空气及排气烟道不畅。下面就这4个方面逐一分析，排查故障原因。

2.2.1    燃油管堵塞或油泵滤器脏堵

岗位人员对焚烧炉油柜出口阀、出口滤器和滤器进出口阀、连接燃烧器管路进行了系统检查，发现除了滤器有点脏堵外，油柜出口及滤器进出口阀开启状态正常、连接燃烧器管路通畅，但是滤器脏堵不可能是造成点火失败的原因，故排除此种可能。

2.2.2    燃烧器风机、油泵卡滞

岗位人员先检查油泵风机罩壳正常，再对风机罩壳进行拆除，检查风机内部结构正常。然后对油泵进行检查，先检查油泵压力表、油泵滤器等外部结构，检查正常后拆卸油泵外壳，检查油泵内部情况，未发现异常情况。这说明风机及油泵均无问题。

2.2.3    电容、光敏电阻等电气部件损坏

岗位人员拆除电容进行检测，未发现异常情况。随后对光敏电阻进行检测，未发现异常情况，可以排除电容和光敏电阻损坏的可能。

2.2.4    燃烧空气及排气烟道不畅

经过以上3种情况的检查都没有查出原因后，岗位人员怀疑主燃烧室是否燃烧空气不足，因为在历史故障中燃烧室出现过燃烧空气不足导致燃烧器无法正常点火的情况。借鉴历史故障可知，出现燃烧空气不足的原因主要有以下几种：（1）主风机反转;（2）压力开关不动作;（3）排气烟道不畅通;（4）炉壁出气孔堵塞。

经过岗位人员对以上问题的逐一检查排除，主要对主风机排气烟道及炉膛内出气孔进行全面检查，发现除个别出气孔被堵死外其余都正常，并没有出现以上几种导致燃烧空气不足的问题，在确认后也排除了此种可能。

在部件及气路都正常的情况下，岗位人员对燃烧器整体进行拆卸检测，通过检测油泵整体、点火电极、喷嘴、压力管路、连接轴等部件，均未发现异常情况。岗位人员决定安装燃烧器点火重新试验检查，通过重新点火试验发现油泵、风机、油压等全部运行正常，但还是出现主燃烧室点火失败的情况，通过仔细观察和对比后发现，燃烧器点火后喷嘴的燃烧火焰与之前相比有所缩短。

岗位人员通过讨论分析后得知，因为此前更换了新燃烧器，新燃烧器喷嘴和原装燃烧器喷嘴型号相同，但孔径要比原装喷嘴大，燃烧的火焰长度也不同，所以点火后喷嘴的燃烧火焰与之前相比有所缩短，而燃烧器喷嘴喷射出的火焰长度缩短导致光敏电阻检测不到火焰，进而出现了主燃烧室点火失败的报警。为此，岗位人员首先尝试调节油泵油压，使火焰长度达到光敏电阻检测要求，尝试后发现将油泵油压调节螺母上到最紧也无法加长火焰长度，因此松开螺母更换原装喷嘴后再调节油泵油压，经过调试火焰长度虽还是比原装喷嘴火焰长度有所缩短，但光敏电阻已经能够检测到火焰，通过试验焚烧炉，除油泵油压相比原装油压有所偏大以外，其他均能正常运行。

3 焚烧炉日常使用及维护的一些注意事项

3.1    焚烧垃圾更彻底

（1）将书籍或纸制品进行粉碎打包后焚烧;（2）一次加料不要加太多;（3）两次加料的时间间隔为3～5 min。

3.2    焚烧垃圾分类

焚烧炉主要焚烧纸质文件以及油抹布，严禁焚烧塑料制品及玻璃制品等。

3.3    焚烧炉运行后不能断电

焚烧炉在运行过程中或者运行完毕停机后断电，主风机会停止工作，炉膛内的余热得不到冷却，炉膛内的温度会迅速上升，温度过高会导致线路、炉膛及其他部件损坏。

3.4    除灰注意事项

（1）船舶出海期间除灰需要两个人同行，禁止一人单独前往后甲板;（2）除灰套的垃圾袋要套两层，防止垃圾袋破裂将灰尘洒到机舱内;（3）除灰时可以使用铲子将炉体内的灰尘清除干净;（4）除灰过后需要清洁焚烧炉周围地面。

3.5    燃油系统清洁及炉体检查

（1）清洁油柜出口滤网、油柜滤网出口至燃烧器进口管路、燃烧器油泵滤网。（2）定期检查炉膛内部保护层有无损坏情况。（3）检查内门、外门及灰门防火层情况。（4）检查压缩空气、电磁阀及消音器是否正常。

4 结语

近年来，我国对海洋环境保护的关注度越来越高，尤其是海洋环境污染越来越受到人们的重视。船用焚烧炉是远洋船舶防污染不可或缺的装置，随着各种防污染公约、法律法规的不断修订和完善，船用焚烧炉的使用要求越来越严格，对其关注度也越来越高。

本文主要通過对焚烧炉主燃烧室点火失败的故障分析，阐述了故障排查分析过程，并对焚烧炉的使用及维护注意事项提出了一些建议，为船舶工作者提供了参考。

[参考文献]

[1] 费千.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社，2001.

[2] 胡启祥.船舶辅机[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3] 杨帮文.液压阀和气动阀选型手册[M].北京：化学工业出版社，2014.

[4] 中国船舶工业总公司国营绿洲机器厂.OG100/120焚烧炉说明书[Z].

[5] 徐筱欣，韩小波.船用焚烧炉烟气排放控制技术研究[J].江苏船舶，2009，26（1）：1-3.

收稿日期：2020-12-14

作者简介：曹鹏飞（1990—），男，江苏盐城人，钳工高级，主要从事船舶机电设备维护管理与故障分析排查工作。