摘 要：在正常运行之中船舶主机产生出大量的废气能量，如果不加处置排放进大气中，必然会造成严重的污染，因此对船舶废气的处理成为了人们关注重要课题。因此，就在船舶上安装了废气锅炉来实现此目标；但是从废气锅炉的应用来看，存在的最大问题就是温度过高而被烧塌，本文分析了船舶废气锅炉被烧塌的原因，并根据实况制定出相应的预防措施，为相关人士提供理论参考依据。
关键词：预防措施 烧塌原因 废气锅炉
为了增强船舶的经济性，就必须要合理、充分使用船舶主机的排气废热，实现节能减排之目标，如今许多船舶上都安装上了废气锅炉。但是从各种资料显示，废气锅炉极易出现着火事故，调查之后显示多因水管锅炉与二冲程的柴油机缘故，一旦锅炉着火就会烧塌废气锅炉，因此必须要从烧塌案例之中分析原因，有针对性制定出科学的预防措施。
1 案例经过
2011年1月29日，某轮船从汕头到烟台空放受载，在晚上上的23点20分轮机长与三管轮发现集控室废气锅炉的汽压快速上升，短时间就从0.33 Mpa上升到0.41 Mpa，同时废气锅炉的烟气出口温度也随之升高；此时驾驶台也通知烟囱朝外冒火星。轮机长根据现象判断可能是废气锅炉着火。当时所处的航行海域是不能够停车，所以只能够低速行驶，立即将主机降到30 RPM。三管轮立马到废气锅炉吹灰，之后将蒸汽阀打开，让蒸汽吹灰，之后对炉水的循环泵压力进行检查，观察到泵出口的压力为0.45 Mpa，可以断定火势增大了。随即把1号燃油舱的加温阀打开降低汽压。此时检查压力，发现出现了0.3 Mpa～0.5 Mpa的波动范围。而且热水井位快速下降，烧红了废气锅炉外壳。使用冲洗管灭火，根本就没有法办正常实施，最终将废气锅炉烧塌。这次废气锅炉烧塌造成了30多万的经济损失，而这个废气锅炉是一种螺旋翅高效锅炉，在2009年8月也被断水烧坏过一次，当时将蒸发水管与预热水管全部换成新的。设计的炉水循环排出压力为0.5 Mpa，排水量达到10 m/h。
2 废气锅炉烧塌机理与原因
废气锅炉一旦坍塌直接回影响到船舶正常运行，因此就必须要分析着火的机理以及原因，为采取预防措施打下基础。
2.1 着火机理
事实上无论是那种燃烧都必须要具备几个因素，那就是氧气、燃烧物以及火源。对于船舶中的废气锅炉来说，积存于烟道中烟垢就是可燃物，而主柴油机未完全燃烧就成了氧气，而燃烧之后没有熄灭火星就是火源。因此废气锅炉就具备了燃烧的几个要素，事实上可以将着火分成两个阶段，其一是积灰着火，着火的温度大体在300～400℃，但是一旦具备了没有燃烧的燃料之时，比如燃油没有完全燃烧，就会将着火的温度降低到150℃左右，还可能低于120℃，这样即便停止了主机，锅炉管上灼热灰粒就可能引发着火。产生出来的热量能够被蒸汽、循环水以及燃烧气体所带走，此时认真仔细进行检测就能够及时发现，将损害锅炉或损害程度降低。按时一旦烟灰燃烧起来，就会快速提升温度到650℃以上，假如此时烟灰中碳遇到了充分氧气，就可能将燃烧温度提升到1000℃以上，此时遇到了漏出来的水或者蒸汽，就会出现氢燃。
2.2 着火原因
从上面废气锅炉的着火机理得出，要想着火必然同时满足燃烧三个要素，下面对这几个方面进行阐述。
（1）沉积了没有完全燃烧的烟灰。
主机经过长时间的负荷运转，不能够完全燃烧，就会产生出未完全燃烧、大量的烟气；而且随着主机的排气压力与排气量的减小，降低了排烟管中烟气的流速，从而在废气锅炉中存在了大量的烟灰。一些船舶上为了实现高效锅炉使用了翅片型的炉管，有效增大了换热面积，降低了炉内的空间，减小废气流速等各种方式来加强锅炉的效率。
（2）达到着火温度。
在本案例中发生废气锅炉坍塌之前检查过循环系统有关阀门，还按照要求起动过1号循环水泵，都是按照正常步骤进行操作。当发现废气锅炉发生故障之时，就检查循环水泵状态，但是循环水泵工作正常，所以出现废气锅炉缺水烧干而导致烟灰着火可能性较小。因为主机排烟到达废气锅炉温度仅仅为260 ℃左右，根本不能够达到烟灰燃点，因此也不可能造成废气锅炉着火。排出了这几项，那就在可能是主机在低负荷状态下运行，因为燃烧不完全，烟灰中含有没有燃烧的燃油，降低了烟灰的着火温度。加之主机运行之时负荷时常变化，一旦主机工作稍为不良，必然导致排气中就带有了火星。
（3）废气锅炉中氧气浓度增加。
废气锅炉中的氧气浓度增加的途径有两种，其一是柴油机的排气含有了氧气，这种现象是比能够避免，因为为了提升柴油机效率，普遍都使用了大量空气系数，增加了废气中含氧的浓度，有一些含氧量甚至达到了14%；其二是从废气锅炉外部进入；当主机负荷比较低，不能够完全燃烧，增大了排气的含氧量，如果主机的扫气压力在0.05 Mpa左右，也就会降低主机产生废气压力。一旦废气锅炉中满足了燃烧的三要素，一段时间积累之后就可能出现着火事故发生。
3 预防船舶废气锅炉烧塌措施
要想预防船舶废气锅炉发生着火，从理论上来看只要将燃烧三要素掐断任一一个要素即可，也就不会发生燃烧事故，废气锅炉更不会坍塌。从上面的案例分析得出，在柴油机运行中彻底避免火源与氧气是不可能的，所以只能够从控制可燃物方面下手，防止烟灰聚集与形成。因此要想防止着火，就应该从如下几个方面进行预防。
3.1 管理船舶主机
（1）进一步处理好燃油，假如一些净化、合适添加剂等各种措施降低形成烟灰，进而降低烟火的沉积机率，有效掐断燃烧源。
（2）尽可能降低主机低负荷的运转时间，降低排烟含油量。假如在运行中依据需要低负荷的运行，这就需要在进行了一段高负荷运行之后再适当降下来，使用压力较高煤气来吹掉废气锅炉上的积灰。同时还要根据需求来调整汽油缸的注油率，尽量降低管子上积存不完全燃烧物。为了保证机器运转正常，要尽量让燃油完全燃烧。 3.2 管理废气锅炉
（1）定期吹灰。
很多船舶上都加配了3～6组蒸汽吹灰管，管子上布满了小孔。在航行期间最好对主机负荷与蒸汽压力每一天吹灰几次，如果主机低负荷运行或者燃烧不好就要适当增加吹灰的次数。要加强吹灰的效果，应该依照需求适当加入一套烟灰的松动剂，这样就能够减低没有完全燃烧物自身温度，对烟管上沉积烟灰进行松动。同时在航行期间还要常常检查与记录好废气锅炉的参数，比如废气锅炉进出口温度、前后压差等等。
（2）定期水洗。
为了方式锅炉发生着火，最有效方法之一就是定期水洗。每一次吹灰之时，要对废气锅炉上的进出压差进行比较，观察是否发生过变化。假如变化较小甚至没变化，但是废气锅炉上的压差比较大，证明烟灰已经沉积在烟管上，如果还是依靠蒸汽是不能够达到目标，此时最好是采用水洗，水洗之时要十分仔细不留死角，清洗完之后就要将强制循环水泵启动起来，干燥废气锅炉的内部。
（3）确保循环水泵正常工作。
船舶在航行之时就要确保循环水泵工作正常，防止干烧废气锅炉。而且给水循环的倍率及流速一定要高，因为不够高必然导致管壁烟气的温度升高，进而增大了积灰起火的几率。主机一旦完车或者紧急停车，还要让水泵循环运行2～6个小时，这样才能够充分带走各种热量。
（4）烟气的流速不能够太低。
对于水管规律平均烟气的速度不能够高于了15 m/s，而烟管锅炉烟气流速不能够高过20 m/s，具备了自清灰的功效。而且锅炉面上温度是不能够太低，防止出现湿灰。而锅炉的出口烟气温度的受热面和炉水蒸发的问题之间差为15 ℃，如果比20 ℃高就更加好。
（5）在废气锅炉上装上火或者高温的报警器。
装上了报警器之后，就能够有效发现险情，降低相应的措施，防止火灾势态进一步扩大。如果是积灰失火，就应该马上停止柴油机，但是锅炉的给水循环依然在运行。这个时候是不能够采用吹灰器进行灭火，可以采用水清洗装置来灭火。
4 结语
现代的废气锅炉大都是增加受热面积或者减小烟气流速增强效率。当然这不是几句话能够体会，要从废气锅炉烧塌现在入手，切实分析导致给水锅炉的原因，进而结合船舶实况制定相应改进预防措施，这样才能够避免出现完全事故。
参考文献
[1] 杨志辫.船用柴油机废气锅炉着火分析与预防[J].世界海运，2008（1）：16-18.
[2] 戴立国，王尚余.船舶废气锅炉着火的调查分析及预防[J].青岛远洋船员学院学报，2007，28（4）：91-94.
[3] 祝彦兵，赵殿礼，付佳杰，等.船舶辅锅炉安全性和经济性的研究与设计[J].中国修船，2011，24（5）：104-106.
[4] 朱波.船舶废气锅炉烧塌原因分析及预防措施[J].南通航运职业技术学院学报，2007，6（1）：276-278.
[5] 张守俊，李斌.轮辅锅炉停炉后炉膛内壁"发红"故障分析[J].青岛远洋船员学院学报，2009，30（2）：154-156.
[6] 万林桥.如何降低船舶燃油锅炉故障率[J].中国远洋航务，2010（6）：52-56.
关键词：预防措施 烧塌原因 废气锅炉
为了增强船舶的经济性，就必须要合理、充分使用船舶主机的排气废热，实现节能减排之目标，如今许多船舶上都安装上了废气锅炉。但是从各种资料显示，废气锅炉极易出现着火事故，调查之后显示多因水管锅炉与二冲程的柴油机缘故，一旦锅炉着火就会烧塌废气锅炉，因此必须要从烧塌案例之中分析原因，有针对性制定出科学的预防措施。
1 案例经过
2011年1月29日，某轮船从汕头到烟台空放受载，在晚上上的23点20分轮机长与三管轮发现集控室废气锅炉的汽压快速上升，短时间就从0.33 Mpa上升到0.41 Mpa，同时废气锅炉的烟气出口温度也随之升高；此时驾驶台也通知烟囱朝外冒火星。轮机长根据现象判断可能是废气锅炉着火。当时所处的航行海域是不能够停车，所以只能够低速行驶，立即将主机降到30 RPM。三管轮立马到废气锅炉吹灰，之后将蒸汽阀打开，让蒸汽吹灰，之后对炉水的循环泵压力进行检查，观察到泵出口的压力为0.45 Mpa，可以断定火势增大了。随即把1号燃油舱的加温阀打开降低汽压。此时检查压力，发现出现了0.3 Mpa～0.5 Mpa的波动范围。而且热水井位快速下降，烧红了废气锅炉外壳。使用冲洗管灭火，根本就没有法办正常实施，最终将废气锅炉烧塌。这次废气锅炉烧塌造成了30多万的经济损失，而这个废气锅炉是一种螺旋翅高效锅炉，在2009年8月也被断水烧坏过一次，当时将蒸发水管与预热水管全部换成新的。设计的炉水循环排出压力为0.5 Mpa，排水量达到10 m/h。
2 废气锅炉烧塌机理与原因
废气锅炉一旦坍塌直接回影响到船舶正常运行，因此就必须要分析着火的机理以及原因，为采取预防措施打下基础。
2.1 着火机理
事实上无论是那种燃烧都必须要具备几个因素，那就是氧气、燃烧物以及火源。对于船舶中的废气锅炉来说，积存于烟道中烟垢就是可燃物，而主柴油机未完全燃烧就成了氧气，而燃烧之后没有熄灭火星就是火源。因此废气锅炉就具备了燃烧的几个要素，事实上可以将着火分成两个阶段，其一是积灰着火，着火的温度大体在300～400℃，但是一旦具备了没有燃烧的燃料之时，比如燃油没有完全燃烧，就会将着火的温度降低到150℃左右，还可能低于120℃，这样即便停止了主机，锅炉管上灼热灰粒就可能引发着火。产生出来的热量能够被蒸汽、循环水以及燃烧气体所带走，此时认真仔细进行检测就能够及时发现，将损害锅炉或损害程度降低。按时一旦烟灰燃烧起来，就会快速提升温度到650℃以上，假如此时烟灰中碳遇到了充分氧气，就可能将燃烧温度提升到1000℃以上，此时遇到了漏出来的水或者蒸汽，就会出现氢燃。
2.2 着火原因
从上面废气锅炉的着火机理得出，要想着火必然同时满足燃烧三个要素，下面对这几个方面进行阐述。
（1）沉积了没有完全燃烧的烟灰。
主机经过长时间的负荷运转，不能够完全燃烧，就会产生出未完全燃烧、大量的烟气；而且随着主机的排气压力与排气量的减小，降低了排烟管中烟气的流速，从而在废气锅炉中存在了大量的烟灰。一些船舶上为了实现高效锅炉使用了翅片型的炉管，有效增大了换热面积，降低了炉内的空间，减小废气流速等各种方式来加强锅炉的效率。
（2）达到着火温度。
在本案例中发生废气锅炉坍塌之前检查过循环系统有关阀门，还按照要求起动过1号循环水泵，都是按照正常步骤进行操作。当发现废气锅炉发生故障之时，就检查循环水泵状态，但是循环水泵工作正常，所以出现废气锅炉缺水烧干而导致烟灰着火可能性较小。因为主机排烟到达废气锅炉温度仅仅为260 ℃左右，根本不能够达到烟灰燃点，因此也不可能造成废气锅炉着火。排出了这几项，那就在可能是主机在低负荷状态下运行，因为燃烧不完全，烟灰中含有没有燃烧的燃油，降低了烟灰的着火温度。加之主机运行之时负荷时常变化，一旦主机工作稍为不良，必然导致排气中就带有了火星。
（3）废气锅炉中氧气浓度增加。
废气锅炉中的氧气浓度增加的途径有两种，其一是柴油机的排气含有了氧气，这种现象是比能够避免，因为为了提升柴油机效率，普遍都使用了大量空气系数，增加了废气中含氧的浓度，有一些含氧量甚至达到了14%；其二是从废气锅炉外部进入；当主机负荷比较低，不能够完全燃烧，增大了排气的含氧量，如果主机的扫气压力在0.05 Mpa左右，也就会降低主机产生废气压力。一旦废气锅炉中满足了燃烧的三要素，一段时间积累之后就可能出现着火事故发生。
3 预防船舶废气锅炉烧塌措施
要想预防船舶废气锅炉发生着火，从理论上来看只要将燃烧三要素掐断任一一个要素即可，也就不会发生燃烧事故，废气锅炉更不会坍塌。从上面的案例分析得出，在柴油机运行中彻底避免火源与氧气是不可能的，所以只能够从控制可燃物方面下手，防止烟灰聚集与形成。因此要想防止着火，就应该从如下几个方面进行预防。
3.1 管理船舶主机
（1）进一步处理好燃油，假如一些净化、合适添加剂等各种措施降低形成烟灰，进而降低烟火的沉积机率，有效掐断燃烧源。
（2）尽可能降低主机低负荷的运转时间，降低排烟含油量。假如在运行中依据需要低负荷的运行，这就需要在进行了一段高负荷运行之后再适当降下来，使用压力较高煤气来吹掉废气锅炉上的积灰。同时还要根据需求来调整汽油缸的注油率，尽量降低管子上积存不完全燃烧物。为了保证机器运转正常，要尽量让燃油完全燃烧。 3.2 管理废气锅炉
（1）定期吹灰。
很多船舶上都加配了3～6组蒸汽吹灰管，管子上布满了小孔。在航行期间最好对主机负荷与蒸汽压力每一天吹灰几次，如果主机低负荷运行或者燃烧不好就要适当增加吹灰的次数。要加强吹灰的效果，应该依照需求适当加入一套烟灰的松动剂，这样就能够减低没有完全燃烧物自身温度，对烟管上沉积烟灰进行松动。同时在航行期间还要常常检查与记录好废气锅炉的参数，比如废气锅炉进出口温度、前后压差等等。
（2）定期水洗。
为了方式锅炉发生着火，最有效方法之一就是定期水洗。每一次吹灰之时，要对废气锅炉上的进出压差进行比较，观察是否发生过变化。假如变化较小甚至没变化，但是废气锅炉上的压差比较大，证明烟灰已经沉积在烟管上，如果还是依靠蒸汽是不能够达到目标，此时最好是采用水洗，水洗之时要十分仔细不留死角，清洗完之后就要将强制循环水泵启动起来，干燥废气锅炉的内部。
（3）确保循环水泵正常工作。
船舶在航行之时就要确保循环水泵工作正常，防止干烧废气锅炉。而且给水循环的倍率及流速一定要高，因为不够高必然导致管壁烟气的温度升高，进而增大了积灰起火的几率。主机一旦完车或者紧急停车，还要让水泵循环运行2～6个小时，这样才能够充分带走各种热量。
（4）烟气的流速不能够太低。
对于水管规律平均烟气的速度不能够高于了15 m/s，而烟管锅炉烟气流速不能够高过20 m/s，具备了自清灰的功效。而且锅炉面上温度是不能够太低，防止出现湿灰。而锅炉的出口烟气温度的受热面和炉水蒸发的问题之间差为15 ℃，如果比20 ℃高就更加好。
（5）在废气锅炉上装上火或者高温的报警器。
装上了报警器之后，就能够有效发现险情，降低相应的措施，防止火灾势态进一步扩大。如果是积灰失火，就应该马上停止柴油机，但是锅炉的给水循环依然在运行。这个时候是不能够采用吹灰器进行灭火，可以采用水清洗装置来灭火。
4 结语
现代的废气锅炉大都是增加受热面积或者减小烟气流速增强效率。当然这不是几句话能够体会，要从废气锅炉烧塌现在入手，切实分析导致给水锅炉的原因，进而结合船舶实况制定相应改进预防措施，这样才能够避免出现完全事故。
参考文献
[1] 杨志辫.船用柴油机废气锅炉着火分析与预防[J].世界海运，2008（1）：16-18.
[2] 戴立国，王尚余.船舶废气锅炉着火的调查分析及预防[J].青岛远洋船员学院学报，2007，28（4）：91-94.
[3] 祝彦兵，赵殿礼，付佳杰，等.船舶辅锅炉安全性和经济性的研究与设计[J].中国修船，2011，24（5）：104-106.
[4] 朱波.船舶废气锅炉烧塌原因分析及预防措施[J].南通航运职业技术学院学报，2007，6（1）：276-278.
[5] 张守俊，李斌.轮辅锅炉停炉后炉膛内壁"发红"故障分析[J].青岛远洋船员学院学报，2009，30（2）：154-156.
[6] 万林桥.如何降低船舶燃油锅炉故障率[J].中国远洋航务，2010（6）：52-56.
