船舶輔鍋爐點火失敗故障分析與處理

陳祥光，梁志鵬

(1.天津海運職業學院，天津 300350;2.北京華洋海事中心，北京 100029)

船舶輔鍋爐主要用于產生飽和水蒸氣，供冬天取暖、洗澡、主機暖缸及燃油加熱等，是船舶熱能主要的供給設備，在現代化船舶蒸汽系統中起到至關重要的作用［1］。在船舶輔鍋爐常見故障中燃燒問題是極易發生的故障，需要綜合多方面因素如輔鍋爐自動控制系統、供油系統、風油比等進行診斷分析才能解決此類故障［2－3］，如果無法及時排除故障，將影響到船舶備航、正常航行及設備用汽，因此鍋爐燃燒故障很容易困擾輪機管理員與電子電氣員。現在以APL航運公司的“GWANGYANG”集裝箱船上輔鍋爐燃燒器點火失敗故障為例進行分析，該船輔鍋爐由韓國Hyundai Heavy公司生產，其型號為PA0401P38，正常工作壓力為0.6 MPa，設計壓力為0.8 MPa，蒸汽產生量為5 500 kg/h，其鍋爐相應的設備、系統控制等采用PLC實現。輔鍋爐上安裝由芬蘭奧林公司生產型號為RP－500M的重油燃燒器。

1 故障過程

該船從新加坡開往中東途中，在海上航行期間輔鍋爐一直處于自動點火控制位置，輔鍋爐是否需要點火升汽由蒸汽壓力控制實現。在阿拉伯海船舶靠港前一天，船舶三管輪例行測試將輔鍋爐控制方式點火開關置于0FF位置，為了保證靠港期間，船舶鍋爐可靠燃燒重油，將燃燒器拆下，更換其濾器和噴嘴，更換完畢后將燃燒器的附件裝復，然后將點火開關置于手動控制模式進行點火測試，幾秒之后輔鍋爐出現火焰失敗警報，鍋爐自動停止點火出現停爐報警，而后多次嘗試點火依然出現同樣的問題。三管輪將點火控制模式置于應急模式，手動啟動供風風機，之后幾秒鐘還是同樣出現火焰失敗警報，鍋爐自動停止并進行后掃風程序。

2 工作原理

2.1 燃燒器內部油路循環系統

圖1 燃燒器內部燃油油路系統

該船輔鍋爐采用奧林RP－500M燃燒器，其內部燃油系統如圖1所示。工作原理過程:由燃油供給泵供應過來的燃油去經燃燒器軟管1，燃油濾器2，驅氣裝置3，到燃油增壓泵4，完成了燃油增壓，提高霧化效果，三通閥實現故障外部循環及正常供油燃燒;經過預熱器7，完成燃油加熱保證霧化效果，其包含了溫度控制器5、恒溫器8、溫度傳感器6;燃油經過加溫后由截止閥9、12分別實現燃油壓力顯示的壓力表10、壓力開關11;經過主電磁閥13;后面進入前噴嘴分為2路，通過控制電磁閥14、15、16完成燃油噴射、噴嘴清洗、冷卻;噴嘴位置火焰感受器17，完成火焰監測，采用雙套設備保證了檢測火焰可靠性;部分回油經過伺服電動機18，根據蒸汽壓力控制回油的流量進而實現鍋爐負荷控制，回油經過止回閥19回到脫氣模塊，經過回油軟管回到輔鍋爐重油日用柜。

2.2 點火失敗控制電路

由于發生故障為船舶輔鍋爐點火失敗故障，因此在鍋爐說明書中截取與此故障有關的控制電路圖。圖2為輔鍋爐點火失敗部分控制電路圖:點火失敗線圈K8是否通電受到火焰失敗限制時間繼電器常閉觸點37K6、復位按鈕控制繼電器常開觸點12K7、自鎖常開觸點K8、時間繼電器觸點17T5、點火成功繼電器常開觸點K4控制，在沒有火焰失敗信號時線圈K8一直有電，一旦出現線圈K8無電，說明點火失敗，導致鍋爐故障繼電器失電，發出停爐并報警。圖2中的常開觸點K4是否閉合取決于線圈K1、K2是否得電，兩個火焰感受器1、2是否檢測到火焰決定了線圈K1、K2狀態;圖2中時間繼電器17T5觸點控制火焰感受器，其為圖3中時間繼電器T5的斷電延時閉合的常閉輔助觸點，其狀態由常開輔助觸點K5是否閉合決定，而圖3中繼電器K5線圈是否通電由PLC輸出的常開觸點36K6決定的;輔鍋爐總電源斷開重啟時會出現各種報警顯示如低水位、點火失敗、應急停爐等，由鍋爐控制面板上復位按鈕進行復位，方可執行輔鍋爐的一系列程序，進而實現了對繼電器12K7線圈控制，實現了鍋爐狀態重置。

圖2 點火失敗部分控制電路圖

圖3 點火控制與燃油電磁閥部分控制電路圖

3 故障分析與處理

三管輪針對輔鍋爐出現點火失敗故障進行分析，常規鍋爐電路沒有出現過問題，加之剛剛更換過濾器和噴嘴，所以懷疑燃燒器中油路出現問題，從燃燒器供油軟管到噴嘴，按照圖1進行細致檢查，特別是涉及供油電磁閥13、14、15、16，最后擴大到輔鍋爐燃油日用柜，經檢查沒有發現任何異常情況。

然后三管輪同電子電氣員一同分析此故障，猜測可能是火焰感受器出現問題，將火焰感受器更換以后，進行手動鍋爐點火，但是仍然出現同樣的問題。所以很有可能是PLC控制器還沒有輸出預掃風和點火的指令時，直接跳過這些指令，給火焰傳感器指令，導致該故障出現。如果故障無法排除就會導致船舶輔鍋爐無法正常啟動，影響到船舶正常備航。由于事故較為緊急，加之船舶沒有配備備件，電子電氣員上報公司并申請備件，公司安排鍋爐維修人員到港上船檢查。

船舶未靠港期間，輪機部兩主管設備人員通過鍋爐說明書上對應的電路圖繼續查找分析點火失敗故障，試圖盡快能解決問題，發現控制火焰傳感器的時間繼電器17T5在點火開關放到自動或手動模式后就立刻通電計時，與正常的程序不符，正常情況下時間繼電器17T5在有點火指令繼電器K3線圈 (圖2)有電后繼電器K5(圖3)線圈有電才通電計時。控制時間繼電器17T5通電的繼電器K5常開輔助觸點工作正常，所以時間繼電器的電源來自進油閥的電磁線圈回路，如圖3所示。

岸上鍋爐維修人員在船舶到港后上船檢查并更換PLC，發現PLC工作正常，同樣控制時間繼電器17T5通電的繼電器K5常開輔助觸點工作正常，所以時間繼電器的電源來自進油閥的電磁線圈，將進油閥的電磁線圈更換以后嘗試鍋爐點火仍然出現同樣的警報，懷疑某些線路之間短路造成時間繼電器17T5一直通電。線路短路應是進油閥的電磁線圈線路，所以將進油閥的控制線拆除并外接進油閥的電源線，如圖4所示。之后重新嘗試鍋爐點火，火焰失敗警報消除，鍋爐進行預掃風程序，但是伺服電動機不動作，可能是伺服電動機有問題。維修人員更換伺服電動機之后嘗試鍋爐點火，伺服電動機仍然不動作。經檢查測量發現伺服電動機的電源在控制面板上電壓正常，執行點火程序過程中經萬用表測量得到燃燒器端電壓不到正常電壓的一半，可能是伺服電動機電源線發生短路造成的，將伺服電動機電源線拆掉外接電源線，如圖4所示，嘗試點火，發現點火程序正常，輔鍋爐能夠正常點火燃燒，所有故障問題迎刃而解。

圖4 進油閥和伺服電動機控制線外接電源線

按照鍋爐電路安裝接線圖查找短路線路，發現由于供油電磁閥和伺服電動機控制線路短路造成此次輔鍋爐點火失敗故障，進油閥和伺服電動機控制線如圖5所示。

圖5 控制線

輪機員對輔鍋爐燃燒器中部件維護保養需打開進行，而燃燒器所有控制線路都固定在鍋爐燃燒器上，因此打開保養燃燒器時勢必造成這些控制線路會發生彎曲。由于該鍋爐燃燒重油，并且為了保證輔鍋爐正常運行，多次打開燃燒器進行維護保養而造成彎曲部位電線絕緣層破裂，進而導致控制線路間的短路，最終引起了輔鍋爐點火失敗報警故障。

4 結束語

此次鍋爐點火失敗報警故障由輪機員、電子電氣員及岸上維修人員共同努力解決，保證了船舶能夠正常備航。此次點火失敗報警由于電氣故障電纜破損造成的，該案例同以往鍋爐由于燃燒器內設備引起點火失敗案例相比發生概率較少，通過該案例的處理過程認識到:①維護設備過程中同時要注意相應的附屬設備不應受損失，如本例電纜線絕緣破損，給故障排除造成極大困難、增加維護工作量;②故障處理不能拘泥于故障設備，需多方面考慮有針對性檢查，減少誤判率;③相應負責人應熟悉設備說明書，團隊合作共同解決故障;④在船舶輔鍋爐正常維護保養過程不能忽視了電氣方面維護保養。

［1］韓寧，張明敏.結合一例淺談輔鍋爐燃燒器點火故障的分析處理 ［J］.科技資訊，2016，14(3):36－37.

［2］葉曉華.船舶輔鍋爐燃燒系統故障實例 ［J］.航海技術，2016(1):60－62.

［3］周濤，劉昕，趙天翔.船用輔鍋爐燃燒器故障分析與處理 ［J］.科技資訊，2015，13(35):145－146.