船舶辅锅炉点火失败故障分析与处理

陈祥光，梁志鹏

(1.天津海运职业学院，天津 300350;2.北京华洋海事中心，北京 100029)

船舶辅锅炉主要用于产生饱和水蒸气，供冬天取暖、洗澡、主机暖缸及燃油加热等，是船舶热能主要的供给设备，在现代化船舶蒸汽系统中起到至关重要的作用［1］。在船舶辅锅炉常见故障中燃烧问题是极易发生的故障，需要综合多方面因素如辅锅炉自动控制系统、供油系统、风油比等进行诊断分析才能解决此类故障［2－3］，如果无法及时排除故障，将影响到船舶备航、正常航行及设备用汽，因此锅炉燃烧故障很容易困扰轮机管理员与电子电气员。现在以APL航运公司的“GWANGYANG”集装箱船上辅锅炉燃烧器点火失败故障为例进行分析，该船辅锅炉由韩国Hyundai Heavy公司生产，其型号为PA0401P38，正常工作压力为0.6 MPa，设计压力为0.8 MPa，蒸汽产生量为5 500 kg/h，其锅炉相应的设备、系统控制等采用PLC实现。辅锅炉上安装由芬兰奥林公司生产型号为RP－500M的重油燃烧器。

1 故障过程

该船从新加坡开往中东途中，在海上航行期间辅锅炉一直处于自动点火控制位置，辅锅炉是否需要点火升汽由蒸汽压力控制实现。在阿拉伯海船舶靠港前一天，船舶三管轮例行测试将辅锅炉控制方式点火开关置于0FF位置，为了保证靠港期间，船舶锅炉可靠燃烧重油，将燃烧器拆下，更换其滤器和喷嘴，更换完毕后将燃烧器的附件装复，然后将点火开关置于手动控制模式进行点火测试，几秒之后辅锅炉出现火焰失败警报，锅炉自动停止点火出现停炉报警，而后多次尝试点火依然出现同样的问题。三管轮将点火控制模式置于应急模式，手动启动供风风机，之后几秒钟还是同样出现火焰失败警报，锅炉自动停止并进行后扫风程序。

2 工作原理

2.1 燃烧器内部油路循环系统

图1 燃烧器内部燃油油路系统

该船辅锅炉采用奥林RP－500M燃烧器，其内部燃油系统如图1所示。工作原理过程:由燃油供给泵供应过来的燃油去经燃烧器软管1，燃油滤器2，驱气装置3，到燃油增压泵4，完成了燃油增压，提高雾化效果，三通阀实现故障外部循环及正常供油燃烧;经过预热器7，完成燃油加热保证雾化效果，其包含了温度控制器5、恒温器8、温度传感器6;燃油经过加温后由截止阀9、12分别实现燃油压力显示的压力表10、压力开关11;经过主电磁阀13;后面进入前喷嘴分为2路，通过控制电磁阀14、15、16完成燃油喷射、喷嘴清洗、冷却;喷嘴位置火焰感受器17，完成火焰监测，采用双套设备保证了检测火焰可靠性;部分回油经过伺服电动机18，根据蒸汽压力控制回油的流量进而实现锅炉负荷控制，回油经过止回阀19回到脱气模块，经过回油软管回到辅锅炉重油日用柜。

2.2 点火失败控制电路

由于发生故障为船舶辅锅炉点火失败故障，因此在锅炉说明书中截取与此故障有关的控制电路图。图2为辅锅炉点火失败部分控制电路图:点火失败线圈K8是否通电受到火焰失败限制时间继电器常闭触点37K6、复位按钮控制继电器常开触点12K7、自锁常开触点K8、时间继电器触点17T5、点火成功继电器常开触点K4控制，在没有火焰失败信号时线圈K8一直有电，一旦出现线圈K8无电，说明点火失败，导致锅炉故障继电器失电，发出停炉并报警。图2中的常开触点K4是否闭合取决于线圈K1、K2是否得电，两个火焰感受器1、2是否检测到火焰决定了线圈K1、K2状态;图2中时间继电器17T5触点控制火焰感受器，其为图3中时间继电器T5的断电延时闭合的常闭辅助触点，其状态由常开辅助触点K5是否闭合决定，而图3中继电器K5线圈是否通电由PLC输出的常开触点36K6决定的;辅锅炉总电源断开重启时会出现各种报警显示如低水位、点火失败、应急停炉等，由锅炉控制面板上复位按钮进行复位，方可执行辅锅炉的一系列程序，进而实现了对继电器12K7线圈控制，实现了锅炉状态重置。

图2 点火失败部分控制电路图

图3 点火控制与燃油电磁阀部分控制电路图

3 故障分析与处理

三管轮针对辅锅炉出现点火失败故障进行分析，常规锅炉电路没有出现过问题，加之刚刚更换过滤器和喷嘴，所以怀疑燃烧器中油路出现问题，从燃烧器供油软管到喷嘴，按照图1进行细致检查，特别是涉及供油电磁阀13、14、15、16，最后扩大到辅锅炉燃油日用柜，经检查没有发现任何异常情况。

然后三管轮同电子电气员一同分析此故障，猜测可能是火焰感受器出现问题，将火焰感受器更换以后，进行手动锅炉点火，但是仍然出现同样的问题。所以很有可能是PLC控制器还没有输出预扫风和点火的指令时，直接跳过这些指令，给火焰传感器指令，导致该故障出现。如果故障无法排除就会导致船舶辅锅炉无法正常启动，影响到船舶正常备航。由于事故较为紧急，加之船舶没有配备备件，电子电气员上报公司并申请备件，公司安排锅炉维修人员到港上船检查。

船舶未靠港期间，轮机部两主管设备人员通过锅炉说明书上对应的电路图继续查找分析点火失败故障，试图尽快能解决问题，发现控制火焰传感器的时间继电器17T5在点火开关放到自动或手动模式后就立刻通电计时，与正常的程序不符，正常情况下时间继电器17T5在有点火指令继电器K3线圈 (图2)有电后继电器K5(图3)线圈有电才通电计时。控制时间继电器17T5通电的继电器K5常开辅助触点工作正常，所以时间继电器的电源来自进油阀的电磁线圈回路，如图3所示。

岸上锅炉维修人员在船舶到港后上船检查并更换PLC，发现PLC工作正常，同样控制时间继电器17T5通电的继电器K5常开辅助触点工作正常，所以时间继电器的电源来自进油阀的电磁线圈，将进油阀的电磁线圈更换以后尝试锅炉点火仍然出现同样的警报，怀疑某些线路之间短路造成时间继电器17T5一直通电。线路短路应是进油阀的电磁线圈线路，所以将进油阀的控制线拆除并外接进油阀的电源线，如图4所示。之后重新尝试锅炉点火，火焰失败警报消除，锅炉进行预扫风程序，但是伺服电动机不动作，可能是伺服电动机有问题。维修人员更换伺服电动机之后尝试锅炉点火，伺服电动机仍然不动作。经检查测量发现伺服电动机的电源在控制面板上电压正常，执行点火程序过程中经万用表测量得到燃烧器端电压不到正常电压的一半，可能是伺服电动机电源线发生短路造成的，将伺服电动机电源线拆掉外接电源线，如图4所示，尝试点火，发现点火程序正常，辅锅炉能够正常点火燃烧，所有故障问题迎刃而解。

图4 进油阀和伺服电动机控制线外接电源线

按照锅炉电路安装接线图查找短路线路，发现由于供油电磁阀和伺服电动机控制线路短路造成此次辅锅炉点火失败故障，进油阀和伺服电动机控制线如图5所示。

图5 控制线

轮机员对辅锅炉燃烧器中部件维护保养需打开进行，而燃烧器所有控制线路都固定在锅炉燃烧器上，因此打开保养燃烧器时势必造成这些控制线路会发生弯曲。由于该锅炉燃烧重油，并且为了保证辅锅炉正常运行，多次打开燃烧器进行维护保养而造成弯曲部位电线绝缘层破裂，进而导致控制线路间的短路，最终引起了辅锅炉点火失败报警故障。

4 结束语

此次锅炉点火失败报警故障由轮机员、电子电气员及岸上维修人员共同努力解决，保证了船舶能够正常备航。此次点火失败报警由于电气故障电缆破损造成的，该案例同以往锅炉由于燃烧器内设备引起点火失败案例相比发生概率较少，通过该案例的处理过程认识到:①维护设备过程中同时要注意相应的附属设备不应受损失，如本例电缆线绝缘破损，给故障排除造成极大困难、增加维护工作量;②故障处理不能拘泥于故障设备，需多方面考虑有针对性检查，减少误判率;③相应负责人应熟悉设备说明书，团队合作共同解决故障;④在船舶辅锅炉正常维护保养过程不能忽视了电气方面维护保养。

［1］韩宁，张明敏.结合一例浅谈辅锅炉燃烧器点火故障的分析处理 ［J］.科技资讯，2016，14(3):36－37.

［2］叶晓华.船舶辅锅炉燃烧系统故障实例 ［J］.航海技术，2016(1):60－62.

［3］周涛，刘昕，赵天翔.船用辅锅炉燃烧器故障分析与处理 ［J］.科技资讯，2015，13(35):145－146.