船用焚烧炉的故障分析和管理

船用焚烧炉是船上焚烧可燃固体垃圾和主机、辅机、分油机、油水分离器和油泵等产生污油的防污染设备。随着海洋环境保护方面的国际公约生效和国内法律法规的修订和完善，船舶防污染设备的正确使用和管理显得极其重要。针对船用焚烧炉进行详细介绍，分析其系统组成和常见故障处理方法，最后论述其维护管理措施，以确保船舶的航行安全和海洋环境的清洁。一、焚烧炉介绍船用焚烧炉的结构简单，常用钢板做外壳，内衬隔热耐火砖层围成的空腔，形成燃烧室。燃烧室内部设置有燃烧污油的主燃烧器和燃烧轻柴油的辅燃烧器，还设有投入固体废弃物的投料门。燃烧室是钢结构的长方体，主要由炉腔、投料口、清灰口等组成。焚烧炉的炉腔由耐火砖砌成，用耐火泥包裹，外壳由钢板焊制而成，中间留有可塑性耐火材料，炉腔内壁上中下分别开有4个助燃空气吸风孔，纵向吸风孔与对应的炉底角相通，从焚烧炉本体底角吸入助燃空气。炉腔正前方是带手柄的密封门即投料口，可燃固体垃圾由此投入进行焚烧。密封门板面安装有一个观察镜，供操作人员观察炉内火焰情况。燃烧完的炉灰经过燃烧室下部滤网到达本体底部储灰室，炉灰由清灰口进行清理。炉底由耐火绝热材料做成，以防止高温炉渣烧塌。焚烧炉的组成部分主要包括污油系统、风烟系统和控制系统

[2]。图1焚烧炉结构图1、污油系统1）驳油系统机舱的污油收集于污油柜，经过蒸汽加热后输送至双联滤器，再由齿轮泵驳至污油日用柜，污油日用柜内的污油经循环泵抽吸到焚烧炉，或者经旁通管道返回污油柜，完成循环。2）处理系统污油处理系统常采用二级过滤的方式进行。还未处理过的污油，通常水分含量大于60%，为了更快地去除水分，焚烧炉设置有专门处理污油的渣油分油机，在污油柜和污油日用柜之间进行循环处理。经过初次分离后的污油含水量可降至40%以下，再由驳运泵驳至位于和焚烧炉同高度的污油日用柜，利用蒸汽对污油柜进行高温加热，二次次处理后的污油含水量可降至20%以下，可供焚烧炉单独燃烧。3）焚烧系统为提高燃烧效率，焚烧炉采用双燃烧器进行燃烧。烧污油的主燃烧器类型为气流式，它是利用具有一定压力的蒸汽使污油雾化而燃烧。这种燃烧器前设有污油增压泵，其流量可供调节，调节范围为0～180L/h。其燃烧喷嘴使用套管形式，污油从内管喷出，具有一定压力的蒸汽从外管前端若干小孔喷出，形成的高速气流使污油雾化，在燃烧器背后还设计有一个可调助燃空气的进风口，雾化后的油气与进风口的空气进行二次混合，在燃烧室内充分燃烧。烧轻柴油的辅燃烧器和辅锅炉的燃烧器类似，这里不做详细赘述。2、风烟系统风烟系统主要包括风机（一次风机和二次风机）、侧墙冷却风机、空气预热器及风道、引风机等设备。一次风作用于主燃烧室，由于顶部烟囱出口与一次和二次进风口处均有高度差，形成一定的压降，因此炉膛内保持负压燃烧，炉内的烟气和臭气不致外泄。焚烧炉内的一次风机按干燥、加热、分解、燃烧等过程供风。二次风作用于二次燃烧室，其喷嘴布置于二次燃烧室的前后，以保证燃烧室烟气产生喘流，有害气体迅速分解，可燃气体完全燃烧。焚烧炉内的高温空气被二次风机抽吸送到燃烧区，充分利用好空气的热量，提高燃烧的热效率。炉膛侧墙的冷却风机从焚烧室内吸风加热后与一次风混合，混合后的一次风温度将达180℃以上，进一步提高了燃烧的热效率。3、控制系统图2焚烧炉的控制系统焚烧炉的控制系统（见图2）对炉膛的燃烧和炉膛的高温、烟道的高温、喷油器点火失败、火焰熄灭以及抽风机的温度等进行综合控制和安全保护，该系统目前常用PLC控制器设计。例如，当出现以下情况时（炉膛内温度超过500℃时；排烟烟道温度超过540℃时；点火失败或者点着后中途熄火），焚烧炉将自动报警，停止油泵运转，切断喷油器，停炉。二、故障分析和处理船用焚烧炉在运行过程中可能遇到以下常见故障，其处理措施有：1）油泵颤动厉害。如果是旧油泵，原因可能是转轴失衡所致；如果是新油泵，原因可能是轻柴油燃烧器的管路中的空气没有充分放完所致，通过释放进油管路中的气体解决此故障。2）燃烧器起停频繁。原因可能是由于污油调节阀开度过大，通过调小阀门开度，减少流量解决此故障。3）污油压力波动。原因可能是污油柜到主阀的滤器脏堵，须拆开清洗滤器并装复后方可消除此故障。4）马达突然停机。原因可能是热继电器故障或者是马达过载运行，可通过更换热继电器或降低马达负荷消除此故障。5）冒黑烟。原因可能是燃烧速度过快造成的燃油雾化效果不好，或是燃烧的固体垃圾量过大所致，可通过调大蒸汽压力调节阀加快加热速度解决此故障。6）点火失败。原因可能是雾化器的喷嘴脏堵，可通过停炉并对其进行清洁消除，或是污油的含水量过高，可通过排查污油处理系统消除，或是喷油电磁阀故障，可通过更换电磁阀消除。需要注意的是，清洁油头的喷嘴时可用铜丝不能用铁丝，否则容易使其刮伤。7）高温报警。此类故障主要是由炉膛内部温度过高引起的。导致高温的原因可分为：由于污油喷射量过大，可适量调小进油量；风门开度太小，使燃烧产生的烟气多于排烟管排除的烟气，引起温度急剧升高，可适量增大风门的开度。长时间高温时应停炉处理，以免炉膛被烧塌掉，否则容易使风机长时间受高温炙烤而烧掉，甚至导致控制系统发生短路故障。三、管

理1、操作管理1）操作前的准备为了充分和快速焚烧污油，轮机人员应在焚烧之前做好以下工作：一是尽可能地去除污油中的水份；二是尽量沉淀污油中较大的固体颗粒；三是确保油泵及各附件处于正常状态，顺序打开各阀门；四是保持燃烧室油头和滤器的清洁。需要注意的是，焚烧炉运行期间应定期指定人员检查焚烧炉周围情况和排烟温度、燃烧温度、空气压力等热工参数

[3]。2）点火操作将固体垃圾由投料口送入炉腔，关上投料门和清灰门，随后启动风机，进行预扫风。关小风门和助风器，接着打开清油燃烧器进行点火，点火成功后，对风机风门进行调节。若焚烧炉内无垃圾，尽量关小风机风门；若有垃圾，则可从火焰观察镜观察炉内火焰情况，如果火焰呈暗红色，可将风门调大，如果火焰呈亮白色，且伴随窜动，应该及时调小风门，否则容易造成火焰熄灭

[4]。点火成功后，继续用轻柴油燃烧30min以上，待炉膛温度达到200℃以上后，打开污油出油阀和焚烧炉前的污油旁通阀，开启污油循环泵，打开蒸气阀门，使污油于喷嘴处产生负压作用而被引射，瞬间充分雾化为极微小的油滴。将焚烧炉调节到污油与轻柴油拌烧的档位，从观察镜观察炉火情况，适量调大风门，使烟气可部分抽出，同时，开大助风器风口，其位置约处于三分之一处，使火焰处于动态平衡，以便烟气被及时抽出。焚烧炉在焚烧时，可以通过污油调节阀及旁通阀来改变污油的进口压力，从而到控制排烟温度的目的。3）停炉先把燃烧控制的转换开关转到轻柴油燃烧档位。关闭污油循环泵，然后关掉蒸汽加热阀和污油进口阀。使用轻柴油继续燃烧一段时间，待系统内的管路清洁后，关闭燃烧器。继续让风机运行一段时间，待炉膛温度降下来后，再停止风机运转。2、维护管理为保证焚烧炉处于随时可运行的状态，轮机员除了掌握上述操作管理方法外，还需要加强对焚烧炉的维护管理。1）日检每天要检查炉膛内部情况，观察其防火泥是否脱落或塌陷，若有破坏应该即使补上。检查焚烧炉燃烧室的负压，其正常值约为-15mm汞拄，检查油气温度以及排烟温度，前者不超过400℃，后者不超过350℃。检查风机的运行情况，观察轻柴油柜和污油柜的油位。若油位过低，应及时驳油，驳油入柜时不能太满，达到2/3容量即可，保持焚烧炉观察镜的清洁，脏污时应及时清理，检查燃烧器是否脏堵或变形。2）周检雾化器喷嘴要每周定期清洁，否则将影响燃烧，甚至会造成点火失败，注意点火电极之间的距离，约3mm，最大不超过5mm，否则容易点火失败。注意喷雾器的油/气O型密封圈，发现破损时应及时换新，每周定期对炉膛炉灰进行清理，检查其连锁跳闸机构，包括火焰失败，炉膛高温以及风机马达高温警报。3）月检检查风机螺栓和锁紧装置，检查燃烧管路和蒸汽管路是否泄露，检查供油泵，驳运泵和循环泵，包括其轴封，电机以及自动起停系统等设备。拆检喷油器，用煤油清洗，保持喷油嘴的清洁。定期对风机加注一定的牛油。3、公司管理船用焚烧炉在船上正确使用是妥善处理船上的各种垃圾，最大程度减少船上垃圾对海洋环境污染的必备条件，也是MARPOL73/78公约附则V和VI的基本要求。焚烧炉是PSC检查的重要内容之一，船舶常因非法排放被处罚或滞留，航运公司在对船舶进行检查或内审时应重点注意以下方面的检查。1）证书检查检查船上是否保存IMO型式认可证书，特别是船上焚烧塑料垃圾的焚烧炉，部分船上可能存在无IMO型式认可证书而仅能提供欧盟或其他地区组织的认可证书，应要求及时提供，注意观察焚烧炉的最大处理量与其他相关证书中的内容是否相同。2）操作检查检查焚烧炉是否有按照要求对燃烧室气体出口温度进行监测，是否有装贴符合国家公约要求的操作规程。通过船员实际操作焚烧炉，评估船员熟悉程度和设备的技术水平，确认焚烧炉是否能在规定的时间内使烟道烟气出口温度达到规定的要求。3）垃圾分类检查船舶垃圾可分为以下4类：①不可回收和混入其他垃圾的塑料；②破布；③可回收的材料：食用油、玻璃、铝罐、纸、纸板、波纹板、木材、金属、塑料（包括发泡胶或其他类似的塑料材料）；④可能危及船舶或船员安全的垃圾（油布、灯管、灯泡、酸、化学品、电池等）。现场检查船上垃圾的分类情况，特别关注混有塑料的垃圾是否进入食物垃圾筒，而导致非法排海，比较常见的是将香烟过滤嘴、塑料包装袋等掺入食品垃圾。定期检查垃圾桶内衬塑料袋是否与食品垃圾或其他垃圾排放入海，对于无IMO认可证书的焚烧炉禁止焚烧聚氯乙烯。4）灰烬的处理焚烧普通垃圾产生的灰烬可视为普通垃圾处理，对于缆绳、渔网、塑料袋和有毒或含有重金属的特殊塑料焚烧的灰烬一律禁止排放入海。5）垃圾记录簿检查记