鍋爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)典型故障分析

摘 要：本文根據(jù)某船實(shí)船案例，對鍋爐自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)的典型故障進(jìn)行分析與排除，并對該鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)提出適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：鍋爐；點(diǎn)火系統(tǒng)；故障分析

1.引言

鍋爐系統(tǒng)是船舶運(yùn)行的重要輔助系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，本文介紹 ZYC1.5/1.0-0.7型燃油廢氣立式水管組合鍋爐系統(tǒng)以及運(yùn)行過程中出現(xiàn)的自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)的典型故障。因其控制系統(tǒng)復(fù)雜再加上廠家為了節(jié)省成本所復(fù)印出來模糊不清的說明書及其系統(tǒng)籠統(tǒng)的介紹和出廠時(shí)相關(guān)電氣元件未做標(biāo)識，所以在使用和維護(hù)管理過程中，給船舶包括電機(jī)員在內(nèi)的管理人員帶來棘手和摸著石頭過河的感覺。

其先進(jìn)性與復(fù)雜性主要表現(xiàn)在燃油鍋爐自動(dòng)燃燒方面，除了常規(guī)的水位、汽壓、油溫、煙氣高溫、輕重油切換、爐門等控制與聯(lián)鎖外，還采用了包括水位、汽壓、蒸汽泄放、燃燒模式的PLC指令控制器、燃燒燃油油量的電子變頻控制技術(shù)、PLC燃燒程序控制器、電流控制器等；以及轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速、變頻泵轉(zhuǎn)速、一二次動(dòng)態(tài)風(fēng)壓、二次風(fēng)門預(yù)掃風(fēng)及其低火位置/點(diǎn)火燃燒的動(dòng)態(tài)聯(lián)鎖等控制手段和技術(shù)等。這些先進(jìn)的設(shè)備與控制技術(shù)，是我們在傳統(tǒng)的教科書上所不能學(xué)到的，現(xiàn)將這一故障的處理過程整理成文字材料，以備日后輪機(jī)管理人員借鑒。

2.故障描述及其處理過程

因鍋爐燃燒故障，爐膛燃燒不良，煙窗冒黑煙較大，輪機(jī)長決定停爐檢查，三管輪按輪機(jī)長指示于當(dāng)天下午做停爐前轉(zhuǎn)用輕油燃燒，但未將油種選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到輕油模式，致低溫動(dòng)作停爐，再放回自動(dòng)點(diǎn)火模式，即出現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火故障。打開爐門和燃油鍋爐頂煙道門檢查，發(fā)現(xiàn)爐膛上方的煙管表面嚴(yán)重結(jié)碳積垢，決定自動(dòng)點(diǎn)火問題擱后，先作停爐、冷爐以備進(jìn)入爐膛和煙道鏟刮、清洗鍋爐煙管。進(jìn)入爐膛，將爐膛內(nèi)頂部結(jié)成的煙垢積灰鏟除，同時(shí)進(jìn)入打開了的爐頂排煙道門進(jìn)行鏟刮和清掃，并用高壓水槍進(jìn)行沖洗，吸干爐膛積水并裝回爐門。

上述問題處理結(jié)束后，進(jìn)行自動(dòng)點(diǎn)火試驗(yàn)，此時(shí)發(fā)現(xiàn)，燃燒程序控制器不會轉(zhuǎn)動(dòng)。于是就轉(zhuǎn)為手動(dòng)模式進(jìn)行人工點(diǎn)爐，此時(shí)發(fā)現(xiàn)燃燒器轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速緩慢并導(dǎo)致轉(zhuǎn)杯馬達(dá)熱繼電器過載動(dòng)作。檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)動(dòng)較吃力，于是就解體轉(zhuǎn)杯總成，發(fā)現(xiàn)因天氣寒冷，上次解體轉(zhuǎn)杯所加過量的牛油已經(jīng)變的粘結(jié)，于是清潔軸承殼及更換軸承，待安裝完成，測量轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)動(dòng)電流正常，并作手動(dòng)點(diǎn)火試驗(yàn)，動(dòng)作正常，并開始間斷燃燒熱爐、升汽。

待汽壓能夠維持正常供汽使用后，釋放汽壓變送器的壓力，進(jìn)行自動(dòng)點(diǎn)火試驗(yàn)：

1）當(dāng)MAN/AUTO 選擇開關(guān)至AUTO位時(shí)，燃燒程序控制器不動(dòng)作，需要人工拔動(dòng)一下才會執(zhí)行低火掃風(fēng)的動(dòng)作（風(fēng)門伺服器輸出控制的二次風(fēng)門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在Low fire位不動(dòng)作）而不能執(zhí)行燃燒前的預(yù)掃風(fēng)程序，程序控制器走了一圈后，既不報(bào)警也不點(diǎn)火就停下來；同時(shí)，在控制箱面板上的由CPU模板之SLOT10 輸出的“NORMAL SHUTDOWN”燈常亮；

2）同時(shí)觀察到風(fēng)箱溫度探測器輸出到TA07#的顯示值為99.9閃爍，但此信號不影響燃燒程序，也未發(fā)出高溫報(bào)警信號，TA07#輸出正常；

3）檢查MAN/AUTO 選擇開關(guān)各連接線，正常；松開風(fēng)門伺服器聯(lián)動(dòng)桿，檢查風(fēng)箱下部的預(yù)掃風(fēng)驗(yàn)證（AIR PURGE PROVING SWITCH）、低火/點(diǎn)火驗(yàn)證開關(guān)（AIR LOW FIRE PROVING SWITCH）、全關(guān)位聯(lián)鎖（FULLY CLOSING DAMPER MICRO SWICH）開關(guān)及其控制繼電器輸出正常；檢查油路連鎖的油溫、油種，水位的高低位連鎖及其繼電器輸出正常；檢查蒸汽壓力及其繼電器輸出正常；

4）反復(fù)調(diào)試檢查COMMANDER350各功能參數(shù)，包括報(bào)警、啟動(dòng)、停爐、水位、燃燒程序等參數(shù)，沒有結(jié)果；

5）電話咨詢廠家，廠家認(rèn)為是CPU之PLC程序或燃燒程序控制器出現(xiàn)問題，沒能提供具體意見。照廠家意見停電，拆下燃燒程序控制器，檢查、調(diào)整各凸輪位置，各繼電器線圈，觸點(diǎn)動(dòng)作情況至與說明書一致，裝回。檢查CPU模板之SLOT10輸入正常，開電試用，情況依舊，“NORMAL SHUTDOWN” 燈常亮無法消除；

到此時(shí)，已陷入一片迷惘之中，經(jīng)輪機(jī)人員仔細(xì)研究說明書，重新找到如下切入點(diǎn)：

1）檢查一次風(fēng)壓繼電器在停爐、預(yù)掃風(fēng)狀態(tài)下輸出正常；

2）檢查二次風(fēng)壓繼電器，發(fā)現(xiàn)其在程序控制器執(zhí)行前已經(jīng)閉合，應(yīng)該在程控器動(dòng)作掃風(fēng)后檢測風(fēng)壓到設(shè)定值才閉合，拆出此風(fēng)壓繼電器清潔檢查、調(diào)整、活絡(luò)（主要是由于鍋爐燃燒不良產(chǎn)生的回流油煙引起此二次風(fēng)壓繼電器閉合）；到此時(shí)，試自動(dòng)點(diǎn)火，燃燒程序控制器已可以執(zhí)行預(yù)掃風(fēng)動(dòng)作，但不執(zhí)行點(diǎn)火程序，同時(shí)會發(fā)出“鍋爐故障”的報(bào)警了；在控制箱面板上的“NORMAL SHUTDOWN”燈消失了。

經(jīng)分析，出現(xiàn)二次風(fēng)壓繼電器在風(fēng)機(jī)動(dòng)作之前就閉合的原因主要在于該型鍋爐過去經(jīng)常出現(xiàn)燃燒故障停爐及平時(shí)停爐長期操作不當(dāng)，即錯(cuò)誤地將MAN/AUTO開關(guān)拔至MAN位，正確的操作應(yīng)該是將燃燒器開關(guān)拔到OFF位。只有這樣每次停爐才能執(zhí)行后掃風(fēng)（POST-PURGE）的程序，以將殘存在風(fēng)管內(nèi)的油氣清掃干凈（其作用相當(dāng)于主機(jī)完車后“盤車”）。否則，日積月累使風(fēng)管周圍及安裝在風(fēng)管下方的二次風(fēng)壓繼電器（出廠設(shè)置值為5mbar，根據(jù)我們實(shí)踐可調(diào)到10mbar）自動(dòng)閉合。同時(shí)還應(yīng)該定期泄放風(fēng)管底部的殘油（相當(dāng)于主機(jī)掃氣箱的 “放殘”）。

3）繼續(xù)檢查轉(zhuǎn)杯、變頻油泵各轉(zhuǎn)速傳感器輸出，發(fā)現(xiàn)感應(yīng)轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)的速度傳感器輸出信號太小，不能使其輸出繼電器CSR動(dòng)作，導(dǎo)致鍋爐在完成預(yù)掃風(fēng)后發(fā)出“鍋爐故障”的信號，重新調(diào)整傳感器與軸感應(yīng)塊之間的間隙到說明書范圍（1.0～1.5mm），重新試驗(yàn)點(diǎn)火， 繼電器CSR動(dòng)作功能正常。再作鍋爐的自動(dòng)點(diǎn)火、停爐等試驗(yàn)，恢復(fù)正常使用。

3.結(jié)論

1）實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)表明，為減少鍋爐運(yùn)行時(shí)頻繁的點(diǎn)火啟動(dòng)、汽壓到上限時(shí)停爐動(dòng)作，實(shí)踐中主要采取了將Modul commander 350 AUT/MANUAL 模式設(shè)置為MANUAL模式，及使用UP/DOWN鍵，將Modul commander 350的輸出控制在25～30左右，對應(yīng)于變頻油泵顯示單元EMD35的顯示值在36～39之間，此時(shí)觀擦，待熱爐后，燃燒火焰呈桔紅色，煙窗看不到有煙。Modul commander 350輸出值過高或過低都將影響燃燒質(zhì)量，表現(xiàn)為爐門結(jié)碳和轉(zhuǎn)杯積碳及點(diǎn)火光敏電阻和主火焰光電池極易發(fā)黑報(bào)警停爐死火。

2）該型鍋爐燃燒器周圍燃油管路雖然安裝了電加熱燃油伴行管，但形同虛設(shè)，根本起不到保溫作用，一是油管外表出廠時(shí)根本沒有保溫材料，二是燃燒器附近有一個(gè)專供鍋爐的供風(fēng)斗，如果鍋爐起停平繁及此風(fēng)斗開的過大，鍋爐每次啟動(dòng)都會出現(xiàn)低油溫報(bào)警而無法正常啟動(dòng)。所以必須重新包扎裸露的油管及控制風(fēng)斗的開度或?qū)⒃摖t層的水密門開一條小縫，以確保燃燒所需的空氣而又不致于風(fēng)過大而出現(xiàn)點(diǎn)爐時(shí)低油溫報(bào)警。

4）該型鍋爐燃燒器壓蓋槽與安裝在爐體上的底座之間出廠時(shí)采用的是寬度為4mm左右的平面密封，加上鎖緊壓蓋采用的是塑料柄，根本無法將爐門鎖緊，于是就在燃燒器壓蓋槽上安裝牛油盤根，勉強(qiáng)安裝但不耐溫，久而久之，就出現(xiàn)上文所提到的燃燒器著火現(xiàn)象。因此，必須改造該爐門的密封結(jié)構(gòu)，即將爐門底座用砂輪機(jī)打磨成60度左右的錐型，更換牛油盤根為高溫石棉盤根，同時(shí)將鎖爐門用的塑料塊更換為墊片加螺絲的結(jié)構(gòu)。

5）該型鍋爐的風(fēng)箱下部的預(yù)掃風(fēng)（AIR PURGE PROVING SWITCH）、低火/點(diǎn)火驗(yàn)證開關(guān)（AIR LOW FIRE PROVING SWITCH）、風(fēng)門擋板全關(guān)位聯(lián)鎖（FULLY CLOSING DAMPER MICRO SWICH） 開關(guān)對應(yīng)的凸輪從設(shè)計(jì)到安裝定位都非常粗糙，一是凸輪與開關(guān)頂頭的對中性能差，其次是凸輪采用非流線過渡型的設(shè)計(jì)，只要一調(diào)整二次風(fēng)門機(jī)構(gòu)，相應(yīng)的微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作就失靈。所以適時(shí)改造這些開關(guān)凸輪實(shí)為必要。

參考文獻(xiàn)：

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[2]初忠.輪機(jī)自動(dòng)化[M].大連海事學(xué)院出版社，2006.06

作者簡介：

劉磊，（1982-），男，碩士研究生，天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)楹胶Ｂ殬I(yè)教育。