一起油輪輔助鍋爐的故障原因分析及排除

黃云江

（廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建廈門 361012）

1 存在的問題

某油輪是長期航行在國內(nèi)的5萬噸船舶，主要運(yùn)輸原油，偶爾也運(yùn)輸成品油。該輪配備蒸發(fā)量為10 t/h的燃油輔助D型水管鍋爐，該鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于貨油艙的貨油加溫和卸油時(shí)蒸汽透平使用。某次航行中，值班機(jī)工發(fā)現(xiàn)鍋爐耗水量增大，通過火焰觀察孔，確認(rèn)爐膛里有水蒸氣。判斷鍋爐有水管破裂，立即打電話給二管輪，停止使用設(shè)備，停爐檢查。檢查發(fā)現(xiàn)有2根水管破裂，待爐水溫度降下來，放空爐水，確認(rèn)破裂的水管，機(jī)艙管理人員使用專用的的燜頭堵住破裂的鍋爐水管兩端。由于當(dāng)時(shí)貨主要求盡快把貨油卸完，時(shí)間急，任務(wù)緊，船上鍋爐管理人員沒有對(duì)鍋爐徹底檢查。2根水管的破裂沒有引起船上管理者的足夠重視，鍋爐在用燜頭封堵好后繼續(xù)使用，當(dāng)時(shí)也沒有異常。船舶在港口卸完油后繼續(xù)航行，在從湛江航行到秦皇島途中，使用廢氣鍋爐，輔助鍋爐停爐。停爐后，值班輪機(jī)員第二天機(jī)艙巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)輔助鍋爐旁地板有積水。檢查發(fā)現(xiàn)水是從鍋爐底部滲漏出來，打開鍋爐道門，到爐膛內(nèi)檢查，又發(fā)現(xiàn)有水管破裂。輪機(jī)長把情況反應(yīng)給公司機(jī)務(wù)主管，機(jī)務(wù)科安排修理工人待船?？壳鼗蕧u碼頭對(duì)其進(jìn)行修理，修理工人上船之后，對(duì)鍋爐進(jìn)行徹底檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有40多根水管破裂。由于很多水管沒法焊接，又考慮修船期快到，只好先用專用鍋爐管燜頭封堵，采取降低鍋爐的負(fù)荷繼續(xù)使用。

2 故障處理

2.1 故障原因分析

油船輔助鍋爐平時(shí)出現(xiàn)1、2根水管破裂漏水很正常，但很多水管破裂，則屬異常。為此，輪機(jī)長召集機(jī)艙人員查找分析故障原因。鍋爐水管破裂的原因主要如下。

（1）鍋爐燃燒不良。目前，鍋爐多數(shù)燃燒渣油，燃燒器良好的霧化是燃燒充分的前提，油溫要合適。油溫太高，容易氣化，導(dǎo)致燃燒火焰不穩(wěn)，甚至熄滅；油溫太低，霧化不良，沒有完全燃燒的燃油會(huì)附著在爐管表面，繼續(xù)燃燒，導(dǎo)致局部爐管熱應(yīng)力過大而過熱、脆化、裂紋甚至破管。

（2）鍋爐爐水水質(zhì)差或爐水處理不當(dāng)。鍋爐爐水優(yōu)劣直接影響蒸汽品質(zhì)。爐水含鹽多，容易產(chǎn)生“汽水共騰”現(xiàn)象。鍋爐爐水雜質(zhì)多，容易在水管鍋爐的爐管內(nèi)壁結(jié)垢，且不容易清除，結(jié)垢后降低傳熱效率，水管脆化、局部過熱變形（鼓包、裂紋），嚴(yán)重時(shí)破管。水鼓（下部水聯(lián)箱）底部易積聚泥渣，嚴(yán)重時(shí)堵塞水管，導(dǎo)致水管過熱變形（鼓包），甚至破管。

鍋爐爐水化驗(yàn)和處理是保證爐水優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵。爐水要每天化驗(yàn)，爐水不合格要進(jìn)行上、下排污操作，投藥處理，使?fàn)t水保持良好水質(zhì)。也要注意補(bǔ)加鍋爐里的水的水質(zhì)，有的補(bǔ)水水質(zhì)本身就不合格，導(dǎo)致鍋爐水處理困難。尤其在國內(nèi)航行的船舶，船上造水機(jī)沒有造水，都是通過碼頭加裝的自來水補(bǔ)水。有些港口水的含鹽量很高，鍋爐管理人員很容易忽視這個(gè)問題。

（3）鍋爐水管有油流入。油輪輔助鍋爐要提供蒸汽給貨油加溫，而貨油艙的蒸汽管多，蒸汽加溫管難免破裂。而在開啟貨油艙加溫前，若操作人員忽略開啟檢查管，這時(shí)破裂的蒸汽管在沒有加溫時(shí)，管內(nèi)沒有壓力，油就滲漏到管子內(nèi)，打開加溫管時(shí)，貨油就會(huì)隨著回水流入到熱水井。若熱水井流入的油少，油會(huì)被絲瓜筋吸附住，進(jìn)不了鍋爐的水鼓。若加溫管破裂大，回水里油多則攔截不住，會(huì)進(jìn)入到鍋爐爐管內(nèi)。油的導(dǎo)熱性很差，爐水中的油粘附在鍋爐水管內(nèi)壁，減少熱傳遞，導(dǎo)致鍋爐水管局部過熱，若長期超過500 ℃，水管會(huì)過熱脆化、破裂。

（4）鍋爐管理人員吹灰操作不當(dāng)。鍋爐吹灰是清除鍋爐與高溫?zé)煔饨佑|面上的灰渣和浮灰，提高熱交換效率。分為藥劑除灰和蒸汽除灰。油輪輔助鍋爐多數(shù)采用蒸汽（過熱蒸汽）吹灰，有的輪機(jī)員吹灰前不放干凈吹灰管殘水，直接就吹。水吹到鍋爐受熱面上，正好和灰渣粘在一起，形成硬垢，嚴(yán)重降低熱傳遞效率，導(dǎo)致局部受熱不均和腐蝕，最終導(dǎo)致水管破裂。

（5）鍋爐超負(fù)荷工作。為了給貨油加溫和搶卸油，鍋爐爐膛內(nèi)所有的油槍都會(huì)噴油，投入燃燒工作。尤其在一些寒冷天氣的港口，大艙貨油加溫困難，這時(shí)鍋爐會(huì)超負(fù)荷工作，一些性能差的、使用時(shí)間長的鍋爐水管破裂。

（6）鍋爐管理人員點(diǎn)火升汽操作不當(dāng)。油輪輔助鍋爐是大型D型水管鍋爐，蒸發(fā)量大，要求冷爐升汽時(shí)間長。有些輪機(jī)員沒有嚴(yán)格按照冷爐升汽操作規(guī)定進(jìn)行升汽操作，例如，升汽太快，鍋爐爐管焊接處的金屬會(huì)因熱脹系數(shù)不同，出現(xiàn)裂紋。

對(duì)照上述原因分析，此輪鍋爐爐管自上次修船更新后一直在使用，途中沒有出現(xiàn)異常，材料本身應(yīng)沒有問題，肯定是管理操作的問題。鍋爐有3支油槍，考慮鍋爐的負(fù)荷，經(jīng)常只用2支油槍，應(yīng)不會(huì)超負(fù)荷。輪機(jī)員責(zé)任心很強(qiáng)，吹灰和升汽都沒有違規(guī)操作。爐膛內(nèi)檢查，沒有發(fā)現(xiàn)吹灰槍附近結(jié)渣現(xiàn)象。燃燒器油槍附近爐管表面也沒有發(fā)現(xiàn)油渣，燃燒不良也被排除。最后將故障原因鎖定在鍋爐進(jìn)油和水質(zhì)上。出現(xiàn)如此大規(guī)模的裂管，如果進(jìn)油就是大規(guī)模進(jìn)油。輪機(jī)長檢查鍋爐管壁水側(cè)，沒有發(fā)現(xiàn)大量附著的油，詢問當(dāng)值人員，熱水井最近也沒有大量回油。最后只能在水質(zhì)上，惟一可能是進(jìn)海水。查看爐水化驗(yàn)日志，記錄無異常。詢問二管輪，得知最近鹽度有所上升，但二管輪覺得上升不是很大，故還是按正常值記錄。輪機(jī)長化驗(yàn)爐水，發(fā)現(xiàn)鹽度超標(biāo)嚴(yán)重，立即意識(shí)到有海水漏入。鍋爐蒸汽系統(tǒng)與海水接觸的地方只有2處，都是大氣冷凝器，一個(gè)是卸油時(shí)用來冷卻蒸汽透平的殼管式大的大氣冷凝器（船上叫大定生）；另外一個(gè)是平時(shí)用來冷卻日常用的蒸汽殼管式的小的大氣冷凝器（船上叫小定生）。先拆開小空氣冷凝器檢查，用海水試壓，發(fā)現(xiàn)蒸汽側(cè)有一根管有海水流出，不是很大。拆開大的大氣冷凝器檢查，無異常。最終確認(rèn)故障原因是海水通過小的大氣冷凝器破裂的冷凝管流入到鍋爐里。

2.2 故障原因查找

船上的大氣冷凝器的作用主要是用海水冷凝回水中含有的蒸汽，冷凝成水后流到熱水井。鍋爐運(yùn)行時(shí)，冷凝器管束蒸汽側(cè)是蒸汽和水的混合物，有一定壓力。船舶航行時(shí)使用廢氣鍋爐，這時(shí)海水漏入量很少，二管輪化驗(yàn)爐水是從輔助鍋爐取樣，忽略了從廢氣鍋爐采取化驗(yàn)水樣。檢查爐水雖然含鹽量超標(biāo)，停航時(shí)廢氣鍋爐停用，小冷凝器蒸汽側(cè)沒有壓力，海水漏入量大，爐水化驗(yàn)指標(biāo)超標(biāo)嚴(yán)重，但開航鹽度又減少，沒有引起管理人員足夠重視。二管輪誤以為碼頭加水含鹽量超標(biāo)致成，只是加強(qiáng)上排污來降低含鹽量，也沒有報(bào)告給輪機(jī)長。輪機(jī)長僅僅檢查鍋爐水化驗(yàn)日志，沒有親自化驗(yàn)，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)海水漏入到爐水里。導(dǎo)致鍋爐管腐蝕，大量鍋爐水管破裂。廢氣鍋爐水管沒有漏水是因?yàn)槠溥\(yùn)行蒸汽壓力低，雖受到腐蝕，但還沒有顯現(xiàn)出來。

2.3 故障處理措施

用銅燜頭封死小冷凝器漏水管。在秦皇島碼頭，鍋爐水管由專業(yè)鍋爐焊補(bǔ)人員進(jìn)行焊補(bǔ)，無法焊補(bǔ)的只能用專用燜頭進(jìn)行封管?？紤]到海水的腐蝕性，結(jié)合該輪的修理周期，本航次結(jié)束進(jìn)行修船，鍋爐管全部有待換新。

2.4 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

由于沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)海水從小冷凝器漏入到鍋爐水系統(tǒng)內(nèi)，輪機(jī)員和輪機(jī)長都沒有嚴(yán)格按照公司SMS（安全管理體系）化驗(yàn)爐水，導(dǎo)致大量的爐水管破裂。為此，對(duì)油輪輔助鍋爐管理提出如下建議。

（1）提高鍋爐管理輪機(jī)人員的責(zé)任心和管理水平，出現(xiàn)異常時(shí)要查清原因，絕不能抱有僥幸心理，自己無法解決要及時(shí)報(bào)告給輪機(jī)長。嚴(yán)格控制鍋爐水的硬度、堿度及含鹽量，若水質(zhì)出現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)查明原因，采取處理措施。

（2）輪機(jī)長要按照公司的SMS親自化驗(yàn)爐水，不要只看化驗(yàn)爐水記錄。

（3）控制鍋爐補(bǔ)水的水質(zhì)。許多油輪長期航行在國內(nèi)，造水機(jī)基本不用，都是加裝碼頭的自來水。因此，鍋爐主管人員要做好加裝水的化驗(yàn)，防止含鹽量高的水加入到鍋爐內(nèi)。

（4）防止油污進(jìn)入鍋爐水內(nèi)。油輪不但有燃油艙加溫系統(tǒng)，還有貨艙貨油加溫系統(tǒng)。燃油艙加溫管很少破裂，貨油艙加溫管破裂比較常見，這就要求開貨油加溫的工作人員操作要謹(jǐn)慎。首先要對(duì)蒸汽加熱管預(yù)熱；其次開閥要講究技巧，先開微開閥門，讓殘留在管內(nèi)回水慢慢流回?zé)崴?，閥門開得太大會(huì)造成“液擊”，加劇加溫蒸汽管的破裂；大多數(shù)油船燃油加溫系統(tǒng)在甲板上都安裝回水檢查管，觀察回水是否有油，若有，說明該管已破裂，不能再用，沒有油就開啟回水管。若值班時(shí)發(fā)現(xiàn)熱水井有油，應(yīng)及時(shí)報(bào)告給輪機(jī)長，查找油的來源，及時(shí)消除。定期清潔熱水井，更換新的絲瓜筋濾網(wǎng)。若油進(jìn)入鍋爐內(nèi)，油量較少，可以在熱水井中投入加化學(xué)藥劑“Liquid Coagulant”，該藥劑可以凝結(jié)油污和懸浮污渣，然后再通過鍋爐下排污除去；若鍋爐進(jìn)入油量較多，只有停爐進(jìn)行洗爐。

（5）保持鍋爐燃燒良好狀態(tài)。平時(shí)做好噴油器、配風(fēng)器的維護(hù)保養(yǎng)。燃油油壓、油溫要保持適度，燃油霧化良好，風(fēng)油比保持最佳，燃燒充分。

（6）定期進(jìn)行鍋爐吹灰工作。使用吹灰器吹除受熱面上的積灰時(shí)，應(yīng)力求吹掃整個(gè)受熱面，避免局部地區(qū)未被吹掃，造成受熱面各管束傳熱不均，鍋爐吹灰要嚴(yán)格按照說明書操作。否則蒸汽吹灰也可能引起管子腐蝕或刷蝕，造成管子漏水。

（7）加強(qiáng)鍋爐爐水處理和排污工作。根據(jù)公司機(jī)務(wù)要求和爐水化驗(yàn)結(jié)果，正確投放爐水處理劑。鍋爐運(yùn)行時(shí)進(jìn)行上排污，主要是排除爐內(nèi)水面上的泡沫和懸浮雜質(zhì)，爐水沸騰時(shí)排放效果較好；鍋爐停止時(shí)進(jìn)行下排污，下排污是排除爐內(nèi)水腔底部（下部水聯(lián)箱）泥渣雜質(zhì)，一般在卸油作業(yè)完成后進(jìn)行。

（8）定期檢查鍋爐爐膛內(nèi)水管狀況、水鼓和汽鼓。若發(fā)現(xiàn)水管裂紋和破裂，但不嚴(yán)重，可堆焊或貼補(bǔ)焊，切不可輕易封管。若發(fā)現(xiàn)有水管外表顏色與其他正常水管不一樣（變灰白色且有金屬炭化現(xiàn)象），應(yīng)懷疑該水管內(nèi)部已被堵塞，需及時(shí)在管子上開孔清通，再貼補(bǔ)焊處理。若鍋爐水管燒壞嚴(yán)重且無法焊補(bǔ)，或堵塞了且不能疏通，這些水管應(yīng)臨時(shí)封堵或更換。

3 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，油輪運(yùn)輸隊(duì)伍越來越壯大，管理好油輪輔助鍋爐對(duì)油輪裝卸油起著關(guān)鍵作用。本文分析一起油輪水管破裂事故原因，提出一些油輪輔助鍋爐管理建議，希望對(duì)油輪輔助鍋爐管理人員有所幫助。