轮机管理毕业论文(锅炉点火失败原因分析及解决方案)

1、南通航运职业技术学院毕业论文r专业：轮机管理班级：姓名：学号：M.V. CAPE ETERNITY 锅炉点火失败原因分析及解决方案内容摘要：锅炉点火失败原因分析1. 预扫风不足：（ 1 ）鼓风机故障（ 2）扫风控制器故障2. 油温不在工作范围：（ 1 ）油温太低，雾化不良（ 2）加热器加热不良3. 油压在工作范围：（ 1）燃油循环泵故障（ 2）燃油泵故障4. 燃烧器脏污：（ 1 ）配风器结碳（ 2）喷油嘴堵脏 （3） 感光探头脏污（ 4 ） 点火电极故障关键词 :回火扫风雾化工作上下限控制系统触发电极推荐位置保护套击穿打火1. 永恒角号远洋货轮锅炉简介本轮是 20 万 5 千载重吨的好望角型远

2、洋散货船，所安装锅炉为燃油与废气 组合式烟管锅炉，是由 ALFA LAVAL 集团旗下的日本 AALBORG 工业公司 制造的型号为 MISSION OC 组合锅炉。锅炉设计压力为 0.8MPa ，锅炉工作 压力为 0.6MPa ，包括燃油燃烧工作状态和废气工作状态。锅炉所用安全阀 设定压力为 0.8MPa ，液压测试压力为 1.2MPa ，给水温度在 60 摄氏度。在 燃油燃烧工作状态下，锅炉的蒸发量是 1500 千克 /小时，在废气工作状态下， 锅炉的蒸发量为 1300 千克 /小时。最大蒸发量为 2860 千克/小时。本锅炉为 烟管锅炉，燃油燃烧加热面积是 13 平方米，废气加热面积是

3、314 平方米。 燃烧室空间 1.6 立方米，气筒空间 0.95 立方米，水筒空间 10.7 立方米。本 轮锅炉具有自动控制系统，正常定速航行时，主机排气温度在 270290 摄氏 度不等，锅炉蒸汽压力会保持在 0.620.68MPa 。期间给水是有锅炉自动控 制系统控制补水，是由锅炉水筒电极液位器发射信号。在港区靠泊或备车机 动航行时，因为主机不工作或是废气温度不稳定，导致气筒压力下降，而气 筒上所安装的压力继电器在低于 0.5MPa 时开始动作，控制系统会自动点火 燃烧，使锅炉气筒压力保持在 0.6MPa 。所以锅炉气筒的继电器的工作上限 是 0.6MPa ，工作下限是 0.5MPa 。2

4、. 故障现象2012 年 7 月 30 日，我轮在澳大利亚沃尔科特港外抛锚，主机完车后不 久，锅炉报警。到机旁控制板前，看到是点火失败警报。在机旁复位后重新 启动，在自动状态下，开始预扫风，待预扫风完成，点火控制箱面板上点火 电钮指示灯亮后，自动点火。只一会儿， “嘭 ”一声，一小股黑烟喷出，回火 了。然后我重新复位后，打到手动点火模式后开始重新启动。等到预扫风完 成，指示灯亮后，再把燃油电磁阀旋钮打开并同时按下点火电钮。但是还是 冒烟回火，点火失败后进行后扫风，然后不得不停止。然后我打电话给锅炉 主管轮机员三轨，报告情况，来分析原因解决问题。3. 原因分析锅炉气筒蒸汽压力降低，使得压力继电器

5、动作而进行点火生汽，保持 正常的蒸汽工作压力。在自动点火模式下和手动点火模式下都会点火失败而 回火喷烟。要分析点火失败的原因，应该从以下方面入手：3.1. 预扫风风量不足预扫风不彻底使点火瞬间炉膛内氧气含量不足，造成油气含量过高达到爆炸 极限。当电极点火时，在炉膛内形成爆炸回火，在点火器与锅炉本体连接处 喷出黑烟。在此种情况下，有两种可能性：3.1.1 鼓风机故障鼓风机为锅炉在燃油燃烧工况下提供条件，并且在点火之前提供预扫 风的必要条件，只有这样才能使锅炉正常工作。所以，没有预扫风完全的状 态下来进行点火工作，必然会出现本文中所提及的点火失败的故障现象。但 是，在发现警报后去锅炉机旁复位，并且

6、自动和手动点火模式各试点火一次。 在此过程中，鼓风机运转正常，电机运行声音以及转向均正常。所以排除鼓 风机有故障的原因。3.1.2 鼓风机预扫风自动控制器有故障在本船锅炉上，预扫风是由自动程序所启动。当燃烧器在从“停止”位 置打到“自动”或者“手动”时，控制程序会立即启动风机进行预扫风。预 扫风进行 30 秒，而控制风量与指示扫风是否完成的是一个控制马达单元， 控制程序根据信号来控制这个控制马达的启动与关闭，转动方向和速度，从 而控制风门的开启角度。信号是由在扫风箱进口的一个空气压力探测器发出， 它用来探测风箱中扫风风压，若风压过低，则会给控制电路发射信号，控制 系统会遥控控制马达的转动来加大

7、风门的开启角度。如果出现空气不足的状 态或是空气过多的状态下燃烧，为了改进，都可以通过控制马达与风门之间 的活动连杆中间的旋转扣来调节连杆长度，从而改变风门在控制马达转动心 下的开启角度，使进入的空气量有所改变。但是，在我船下水到现在，没有 调节过旋转扣，这是下水前厂家已经调试好了的，而且从未出现过问题。在 我复位后重新启动的过程中，控制马达正常控制风门的开启的角度，如说明 书上所述，在点火前的预扫风正常进行 30 秒，在点火失败后，后扫风正常 进行 30 秒。在此期间，控制马达运转正常，转动指针先逆时针转动最左端， 也就是风门开启的最大角度，接着在 7.5 秒后，缓慢开始顺时针转动，当指 针

8、转动到最右端时候表示预扫风完成可以进行点火工作。控制器，也就是控 制马达工作如说明书所述工作正常，所以就排除此项故障原因。3.2 燃油温度不在正常工作范围内油温直接决定了燃油的黏度，也影响着喷油器喷油后的雾化效果。合适 的油温会使燃油黏度适宜，喷油器喷出后会有良好的雾化效果，燃油才能正 常燃烧，锅炉才能正常点火。3.2.1 燃油温度太低，导致雾化不良本船废气烟管式组合锅炉的喷油器不是旋杯式，而是喷油嘴式的喷油器。 是由日本 SUN FLAME 公司生产的型号为 ECP-3 的燃烧器。此种燃烧器机 构简单，工作原理简易，由压力式喷油嘴，直流配风器和电极构成。当然， 也包括在外端盖上的火焰探测器。

9、所以，要想使锅炉点火运行成功，燃油良 好的雾化状况是必要条件。要使燃油雾化良好，那么合适的燃油温度才会使 燃油在喷嘴喷射过程中有良好的雾化状态。说明书所述，燃烧器燃油进口处 有两处温度继电器，当探测到燃油小于或等于 90 摄氏度，低温继电器动作 发出信号，控制程序就会立即停掉燃油与点火器，当油温低于 100 摄氏度时， 程序会发出燃油低温报警。若是燃油高于 145 摄氏度，控制程序会立即发出 燃油高温报警并立即停止供油。所以燃烧器前燃油进口的温度继电器的上限 和下限是 90 和 145 摄氏度。但是在复位后重新试点火的过程中没有燃油低 温报警，而且机旁的燃烧器燃油进口温度计显示燃油在 115

10、摄氏度。所以， 排除燃油温度过低，导致雾化不良的原因。3.2.2 锅炉燃油加热器加热不良本船锅炉拥有独立的燃油加热器，主电源由锅炉自动控制程序控制，由 电热盘管加热。在定速航行时，加热器与燃烧器的控制开关都在关闭位置。 在抛锚靠港时，都在打开的位置。加热器的启闭信号是由加热器的温度继电 器所控制，加热器端有控制盒，用来调节燃油加热的温度。我船所设定的工作上限和下限是 130 和 90 摄氏度。正常情况下，加热器燃油出口温度在115 摄氏度。在复位后，还特别到燃油加热器旁查看过，燃油出口有油温是115 摄氏度，符合正常范围。因此，也排除加热器加热不良的原因。4.1 燃油压力不在正常范围本锅炉的燃

11、油系统比较简单 （见附页 1） ，从油柜出来，先经过滤器和燃 油循环泵，在通向两路，一路通往燃油泵，另一路通过燃油释放阀回到油柜。 在循环泵和燃油泵这一路，中间经过空气分离器和燃油加热器，加热器可被 旁通。然后从燃油泵出来就直接进燃烧器进油油路了。从燃烧器回油油路出 来，经过主电磁阀和燃油调节阀（它们并联）通过空气分离器和燃油释放阀 回到油柜。锅炉燃烧器所设定油压是 2.0MPa 。4.1.1 燃油循环泵有故障，不能正常工作燃油循环泵的正常工作压力是 0.25MPa ，在工作过程中，它只能保证燃 油系统的油量供应，不保证燃油系统的工作压力。于是，此项与燃油压力无 关，且在观察后，燃油循环泵并无

12、任何异象，循环泵出口压力也正常。所以， 排除此项故障原因。4.1.2 燃油泵故障，不能正常工作在锅炉燃油系统中，保证燃油压力的是燃油泵。燃油泵是内啮合齿轮泵， 由一台 0.4KW 的小马达带动。正常的排口压力范围是 2.02.2MPa ，在工作 过程中，燃油泵无异响，无泄露，工作完全正常。所以排除此原因。5.1 燃烧器脏污，缺少清洁保养前面讲到燃烧器主要包括点火电极，电极线，压力式喷油嘴，喷嘴循环 阀体，燃油管（厂家将进油管和回油管铸造为一体），直流配风板和感光探 头。正常情况下，锅炉的日常保养工作除了给水洗锅炉炉膛，其余的主要保 养工作就是定期清洁燃烧器。相对与锅炉本体炉膛的清洗，清洁燃烧器

13、的周 期更短，厂家推荐保养周期为一周一次，实际状况也是如此。5.1.1 直流配风器结碳严重直流配风器布风板在喷油嘴稍前处，平时最易结碳，因为距炉膛燃油燃 烧距离最近。而布风板上最主要的地方在于布风口。布风口一旦结碳严重会 导致布风口堵塞造成布风不均，使雾化后的燃油与风量混合不足，会造成燃 烧失败或者爆炸。所以要定时清洗配风器，特别在燃油燃烧工况前清洁完毕， 以便让锅炉保持正常运转。在试点火不成功的情况下，二管轮和我在后扫风 完毕后，停掉燃烧器。先拆下燃烧器上燃油进油和回油软管，再将点火电极 接头拆下，最后将火焰探头拆下。随后，拧下燃烧器固定螺栓，从锅炉本体 中抽出点火器。根据观察，配风板上是有

14、严重结碳现象，但是配风器上布风 口缝隙没有堵塞结碳。在用轻油浸泡后，将配风器上的结碳清理干净，并且 特别注重清理布风缝隙上的结碳。在试点火后，依旧回火失败。因此，也排 除配风器结碳严重影响布风情况，使布风不均的原因。5.1.2 压力式喷油嘴堵脏锅炉的燃油系统的末端是喷油嘴，在正常的油温及油压下，由喷油嘴完 成最后的燃油雾化，才能使燃油能被顺利点燃，锅炉才能正常生汽。本锅炉 设定的油压是 2.0MPa ，正常油温范围是 100120 摄氏度。如果燃油中的杂 质堵塞了喷油嘴油孔或者是燃油燃烧后形成积炭在喷油嘴油孔处。这样会造 成喷油失败，燃油雾化不良或者在喷油嘴处有滴漏现象，使喷嘴处结碳并且 炉膛

15、内的油气混合不佳，继而会点火失败。要排除此种情况，就要定期清洁 喷油嘴。在试点火失败后，拆下燃烧器，准备清洗喷油嘴。用专用工具拆下 油头上的雾化头，取下油头前的雾化器。在雾化器内，从末端取下活动的包 在雾化头内的小滤器。然后用 4mm 的内六角扳手从雾化头末端拧下里面的 固定小螺栓，接着在倒出在固定螺栓与雾化头之间的旋回部，也就是旋涡室。 把它们都泡在轻油中，再用干净的布，擦去喷嘴阀体口的油和赃物。再用空 气吹干净。将泡好的喷油嘴雾化器的小部件从轻油中拿出，用干净的破布擦 拭干净，用空气吹干净。最后再依次装复好。把清洁好的油头装回锅炉本体 上，准备点火。但是依旧出现回火状况，还喷出黑烟。所以，

16、排除喷油嘴堵 脏的原因。5.1.3 感光探头脏污在本锅炉燃烧器上安装了两支感光探头，用以探测锅炉炉膛内的燃烧状 况。在说明书中的控制电路图中，两支并联在控制电路上的感光探头发出信 号来控制锅炉燃油系统中的燃油循环泵与燃油泵的启闭。如果炉膛内燃烧状 况良好，使两支或其中任何一支感光探头能够探测到火焰，从而使电流通过 探头，探头向 PLC 电路板发射电信号，来打开燃油循环泵与燃油泵。反之， 若果探测不到火焰，则无电流通过探头，最后关闭燃油循环泵与燃油泵停止 供油。在点火前的有自动延时。但是拆下感光探头，探头上并无结碳积灰， 而且外部线路的隔热绝缘层都良好，并无异常。说明书所述，每周检查一次 感光探

17、头，用测电阻的方法，正常电阻值为 120 千欧姆 ,而且测量值在正常 范围内 .由此判断，点火失败原因不在感光探头上。5.1.4 燃烧器点火电极工作出现故障点火器由外部活动电源接头，外电极插栓，电极线和电极组成，油头上 有一铸铁三支架，分别用来固定两电极和配风器的。说明书所述，两电极触 发头弯折点在喷油嘴前 3mm ，距喷油嘴中心 10mm 上方。两电极头有 15mm 的翘起端，厂家规定在燃烧器水平放置的情况下，两电极的翘起段的 一段电极要与燃烧器油管轴线成 40 度夹角。除此之外，两电极翘起段末梢 相距 13mm ，两电极弯折处相距要求在 4mm 处。这样的位置要求便于点火 成功，也是点火的

18、最佳位置。所以，厂家要求在每次保养清洁完燃烧器后， 需要按照此推荐值来安装和固定点火电极。OM/OFFCOMBUSTION CONTROL SYSTEM PROPORTINAL COLteuSTfON CONTROL SYSTEM.才A/才7制御仕様 上匕例利啣牡様WOFF COMBUSTION CONTROL SYSTEM MiGH/LDW COMBUSTION CONTROL smew,才:z/才7制瀏i性機 小口一制制社様5.141点火电极的安装位置有误在检查燃烧器点火电极的位置时，发现点火电极末端相距距离略长，末 端与油管轴线所成夹角略大，而且电极弯折处距喷油嘴距离过大。此安装位 置不

19、是厂家推荐位置，所以点火不良，以至点火失败。5.142电极线有异常电极线是连接外部电极与内部触发电极的重要零件。有耐高温的橡胶皮 包裹，橡胶皮外还有钢丝编制的外保护皮。电极线两头是与电极互配的接头。 在电极线与内部触发电极接头的连接处发现有橡胶皮被击穿的现象。钢丝保 护皮包裹电极线最外层，但是在电极线金属接头 10mm处没有钢丝皮保护, 取而代之的是在内橡胶皮上加上的橡胶保护套，两端都有。就是在此橡胶保 护套上发现有裂开的痕迹，而且能透过裂缝看到金属线。保护套和电线皮被 击穿，电极线绝缘失效而打火，造成电极末端不能正常打火。击穿位置在喷 油嘴后方，所以造成回火现象。而且电极安装位置错误也促使了电极线保护 套的击穿，所以判定这两方面的原因造成锅炉点火失败，不能正常工作。首 先，拆下被击穿的电极线末端的保护套，用绝缘胶带在裂缝处绑扎缠绕几圈， 使其绝缘。因为没有备件，所以只能暂时对此进行简单处理，保证锅炉能在 停航时正常运转。等申请新的备件电极线到了之后，再予以更换。接着，严 格按照厂家推荐的电极安装位置来进行安装固定，保证其能够正常点火。最 后，在装复好燃烧器后进行点炉作业，为保险起见，采用手动模式进行点炉。 把燃烧器旋钮从停止位置打到手动位置，首先自动程序进行预扫风，等预扫 风完成后在手动点火控制