船舶废气锅炉积灰着火故障原因与解决方法.pdfVIP

航海技术 船舶废气锅炉积灰着火故障原因与解决方法 文/大连海事大学轮机工程学院 张存有 赵龙文 摘要：针对船舶废气锅炉积灰着火问题，从燃烧三要素的角度进行原因分析，指出设计和管理方面不足均会导致着火发生，从设 计与使用角度提出避免废气锅炉积灰着火的方法。 关键词：废气锅炉；积灰；着火；故障 目前，很多船舶出于对节油的要求而采用劣质燃 速大于20m/s的废气锅炉积灰着火的可能性大大降低。 油，并将废气锅炉作为最简单、常用的废热回收装 2.烟气温度的影响 置。柴油机为追求更低的油耗和更高的热效率而进一 随着柴油机效率的提高，透平后的排气温度降为 步降低其排烟温度，为加大加热蒸汽需求量又必须设 240~270℃，而在提高废气锅炉换热量的同时，烟气加 法提高废气锅炉的换热量，即进一步加大换热面面 热炉水后出废气锅炉的温度也进一步降低。随着烟气 积、降低烟气流速。另一方面，随着石油的进一步精 与炉水的换热量逐渐加大，烟气出废气锅炉的温度逐 炼，渣油中的沥青、残炭、硫分等杂质进一步增多， 渐降低。如增加给水预热器，传热温差最低时仅为 所有这些都使废气锅炉的积灰有增加的趋势。若管理 15℃。这一温差可称为窄点 （匹配点），因而烟气离 不善，将导致废气锅炉发生着火事故。 开锅炉时的温度一方面取决于柴油的排气温度，另一 废气锅炉着火原因要从燃烧三要素进行分析，即 方面与废气锅炉设计与工作时的匹配点有很大关系。 可燃物、氧气和火源。废气锅炉分为烟管锅炉与水 烟气中的灰分能否沉积到换热面上，除与其速度有关 管锅炉，烟管锅炉一般采用直立烟管，管内径为 外，还与其黏性有关，如排气温度较低，特别是达到 30~100mm，通常这类锅炉烟气流速较高，具有较大的 酸露点时，烟灰比较黏，容易沉积。相反当温度较高 换热和自清洁能力。烟管锅炉尽管也有可能被积灰堵 时，烟灰处于较干的状态，不太容易黏结在一起，在 塞，也需要定期清洗，但其外被水包围，一般不会着 相同的排烟速度下比较容易被吹出炉体。 火，因此，本文将重点讨论水管废气锅炉。 3.烟气成分的影响 烟气成分与积灰形成有很大关系，如果柴油机燃 一、积灰形成与废气锅炉着火 烧优质柴油，且燃烧充分，则烟气中能够产生沉积的 （一）积灰的形成 灰分就很少，反之现代船舶柴油机燃用劣质燃油，使 烟气积灰的形成主要与下述三点原因有关：烟气 烟气中含有相对较多的硫、钒、钠等灰分，加之机动 流速、烟气温度、烟气成分。 航行时由于燃烧不充分，部分未完全燃烧的燃油、汽 1.烟气流速的影响 缸油随排烟排走。而就在燃烧不充分时的低负荷情况 柴油机排烟带走的废热约占燃料燃烧热值的 下，排气速度和排气温度也较低，因而更加加剧积灰 1/5~1/4，现代大型柴油机效率不断提高，对排气背压 的形成。实验证实，肋片管式废气锅炉的积灰中70%为 有较严格的要求，一般不大于350mmHO，在设计阶段 2 可燃成分。烟气中未燃烧的碳氢化合物，大型柴油机 都不大于300mmHO，而排烟在废气锅炉中的压降只能 2 可达300ppm，且与燃油喷射系统的维护管理、燃油种 是全部压降中的一部分。为防止排气背压过高，一般