船用輔鍋爐火焰故障原因分析與處理

曹鵬飛 劉彥輝 張明敏 陳艷明

摘 要：介紹了LSK2-0.7型船用輔鍋爐燃油系統的組成和燃燒器工作原理，針對輔鍋爐伺服機構內部齒輪斷裂導致火焰故障的原因進行了分析，并總結了處理經驗。

關鍵詞：輔鍋爐;燃燒器;火焰故障;伺服機構

0 引言

LSK2-0.7型船用輔鍋爐為立式針形管低壓飽和蒸汽輔鍋爐，主要用于機艙主機高溫淡水及滑油預熱系統、分油機等主要設備的加熱，同時為全船的海底門雜質吹除、高溫廚房、冬天中央空調器等加熱設備提供蒸汽。因此，輔鍋爐能否正常工作至關重要。根據以往經驗，輔鍋爐火焰故障多為燃油系統故障所致，而本次伺服機構出現故障導致火焰故障尚屬首例。

1 燃油系統

1.1? ? 燃油系統組成

本鍋爐燃油系統設計簡單可靠、安裝簡易，為船用柴油專用，使用時柴油不需要加溫，供油只需適當的重力便可。油路為回路式設計，過剩的油量返回至油柜，以保持燃油霧化壓力的恒定，達到最佳燃燒效果。柴油柜出口設有截止閥及雙聯濾器。燃燒器的油泵供油及回油安裝柔性軟管，保證了燃燒器開啟時無須拆卸油管。燃油截止閥組合用于快速隔離燃燒器上的油路系統，閥組上設有限位開關以防止燃燒器誤操作，保障了維修人員的人身安全。圖1為輔鍋爐燃油系統圖。

1.2? ? 燃燒器工作原理

燃燒器有自動和手動兩種控制模式。當燃燒器處于自動控制狀態時，燃燒器的程序會自動對風機啟動、掃風、點火、噴油燃燒、大火、小火等進行控制，并配合光敏單元對燃燒火焰進行監測。若在點火噴油后5 s內未能建立正常的火焰信號，進油閥會馬上關閉，切停噴油并產生火焰故障報警。同樣，在燃燒中如失去正常的火焰信號，進油閥會在1 s內關閉，切停噴油和報警。點火前的預掃風和自動熄火后掃風的設定時間，能滿足燃燒室換氣4次的要求。圖2為燃燒器燃油供給圖，表1為燃燒器部件及作用。

2 點火困難的原因分析與處理

2.1? ? 故障現象

在船舶靠港停泊期間，某日，崗位人員正常啟動輔鍋爐時發現輔鍋爐在點火后8～10 s自動停止燃燒，并出現火焰故障報警。經過幾次重新點爐依舊無法啟動，最后崗位人員決定先啟動備用輔鍋爐，備用輔鍋爐正常運行后，崗位人員立即針對輔鍋爐故障現象進行原因分析及處理。

2.2? ? 原因分析與處理

結合以往輔鍋爐出現的故障情況及檢查分析，故障原因主要包括光敏單元故障、燃油壓力不足、噴油嘴霧化不良、電磁閥卡死、風門開度過小5個方面，下面針對故障現象，就這5個方面的原因逐一進行分析和排除。

2.2.1? ? 光敏單元故障

當出現火焰故障報警時，崗位人員首先對光敏單元進行檢查，因為光敏單元主要負責對爐膛內燃燒火焰進行檢測，點火后5 s內沒有發現火焰信號，安全電磁閥和1#電磁閥會立刻關閉，切斷供油并發出火焰故障報警。在鍋爐運行過程中檢測不到火焰信號，也將在1 s內切斷安全電磁閥、1#電磁閥和2#電磁閥并發出火焰故障報警。光敏單元是最容易出現故障的部位，因為光敏單元的檢測依靠光敏單元上的鏡片，而鏡片容易被積灰遮擋，出現報警，其次是光敏單元因為本體內部損壞發生故障。經檢查，光敏單元鏡片上有少量積灰，不足以引發報警，光敏單元本體內部線路完好正常，故此項可以被排除。

2.2.2? ? 燃油壓力不足

將光敏單元部件可能發生故障這一原因排除后，檢查燃燒器供油管路的三道濾器。輔鍋爐燃油供給依靠設置在燃燒器上層的重力油柜，再由油泵進行二次增壓將油壓加到參數要求送至噴嘴。從油柜出口至油泵進口這一段管路及油泵本體共有三道濾器，濾器臟堵將直接導致燃油壓力不足。LSK2-0.7型輔鍋爐使用的是輕柴油，較為干凈，正常情況下不會出現臟堵。經檢查，濾器臟堵程度不足以導致故障出現，故此項可以被排除。

2.2.3? ? 噴油嘴霧化不良

經以往故障分析總結得出，當噴油嘴機械部分出現偏差或故障時，燃油得不到充分的霧化，會導致點火電極無法點燃燃油。當噴油嘴出現泄漏時，在燃燒器每次啟動時都會有過量的燃油噴出，致使電極無法點燃燃油。當噴油嘴本體內部濾網臟堵或濾網損壞噴嘴油道被堵時，噴出油量較少或無油噴出，也無法點火。根據以往排查的三項問題，崗位人員對噴油嘴進行了拆卸檢查試驗，經檢查，噴油嘴機械部分正常，濾網完好，油道通暢，所以此項可以被排除。

2.2.4? ? 電磁閥卡死

在拆檢噴油嘴、確定噴油嘴沒有問題后延后安裝，對安全電磁閥、1#/2#電磁閥手動進行開關，并用壓縮空氣對管路進行試驗檢查，經檢查，3個電磁閥均正常后裝復噴油嘴，此項可以被排除。

2.2.5? ? 風門開度過小

根據以往故障分析，當配風過大時火焰易發生脫頭熄滅，配風過小時易冒黑煙。崗位人員對風門開度情況進行檢查，發現小火時風門開度只有正常位置的2/3，大火時風門不動作。因此，初步判斷是風門開度過小導致火焰故障。崗位人員隨即對風門控制連桿進行檢查，并按說明書對風門進行調節。

說明書：伺服機構附有0°～90°的刻度板，驅動軸上指針在刻度板上的位置就是風門板的位置（風門擋板如圖3所示）。與驅動軸相連的凸輪上有刻度盤，凸輪調節塊上的小指針指向刻度，從而給出對應于限位開關位置的各個風門位置。

伺服機構結構圖如圖4所示，凸輪調節塊功能設定表如表2所示。

崗位人員檢查控制連桿正常，再按說明書調節風門，在調節過程中發現伺服機構風門控制位置正常，但風門開不到位，這說明是伺服機構出現問題。檢查發現凸輪Ⅱ調節齒輪斷裂，導致在運行時齒輪轉動到斷裂處時卡滯，手動脫開傳動輪跳過斷裂處正常轉動，轉到斷裂處再次卡滯，故障最終定位就在這里。由于船上沒有相應備件，崗位人員立即聯系輔鍋爐廠家訂購備件，但因為訂購備件時間長、價格高等原因，在訂購備件的同時，崗位人員利用3D打印機對調節齒輪進行制作，因材料限制，制作的齒輪只能作為應急使用。在崗位人員制作好后，更換上新齒輪進行點火試驗，火焰故障排除，輔鍋爐運行正常。崗位人員后續將對材料有針對性地進行選購，在保證設備正常運行和安全性的前提下兼顧經濟性。

3 結語

本文首先介紹了LSK2-0.7型船用輔鍋爐燃油系統及部件的作用，針對火焰故障這一現象，崗位人員結合以往的故障處理經驗進行分析判斷，對可能出現故障的部位進行逐一排查，從最容易、最常見的故障部位開始，逐步向難推進。經過多次排查試驗，最后將故障定位。處理故障時，在保證設備正常運行和安全性的前提下兼顧了經濟性。輔鍋爐是船舶重要輔助設備，其運行正常與否直接決定船舶主動力是否能正常運行，同時也影響全船人員的生活，一旦輔鍋爐出現故障不能及時排除將會導致嚴重后果。因此，確保輔鍋爐的安全穩定運行尤為重要。

[參考文獻]

[1] 青島船用鍋爐廠有限公司.LSK型立式針形管鍋爐說明書[Z]，2005.

[2] 青島船用鍋爐廠有限公司.LSK型立式針形管鍋爐[Z]，2006.

[3] 李秀中.鍋爐設備與安全技術[M].上海：上海科學普及出版社，2003.

[4] 胡啟祥.船舶輔機[M].北京：人民交通出版社，2010.

[5] 李光.鍋爐工[M].延邊：延邊人民出版社，2002.

收稿日期：2021-04-06

作者簡介：曹鵬飛（1990—），男，江蘇鹽城人，鉗工高級，研究方向：船舶管系。