学习《中远集团工会劳动保护知识竞赛题》后,受益匪浅,其中一题特别引起我的注意:锅炉的三大安全附件是什么?答案为水位表、安全阀和压力表。无可非议,这三大件对锅炉的正常运行至关重要,也是船舶检验必须检验的项目。然而,作为工作时高温、高压的锅炉,影响其安全运行的因素有很多,如高低水位警报装置、辅锅炉低水位应急切断装置等等。在此,我只想谈谈锅炉自动给水对其安全运行的重要性及其管理方法。
锅炉给水一般分为手动和自动两套给水系统。自动给水作为主给水系统,手动给水作为辅助给水系统。由于老化及管理不善等因素,部分船舶锅炉的自动给水系统基本处于瘫痪状态,只能使用手动给水系统工作,这样不但增加了值班人员的工作强度,而且对锅炉的安全运行也是一种隐患。因为在这种情况下,如锅炉的高低水位警报不正常,就容易造成锅炉水位过高或过低。甚至造成锅炉满水或失水。在没有装置过热器的锅炉中,满水会降低蒸汽品质(指蒸汽带水及盐)严重时会使蒸汽管道中出现大量炉水,造成对用汽设备不同程度的损坏或结垢;而对装有过热器的动力锅炉,满水将造成过热器管道结垢,降低过热蒸汽品质,严重时汽中带水,会使动力机械发生水冲击,造成机损事故。相反,若锅炉失水,其受热面露出水面,因此有被过热、烧毁的危险。若处理不当,急加冷水,将红热的受热面剧冷,将引起裂管、爆管等恶劣后果。即使锅炉的高低水位警报正常,如若水位较低时甚至低水位报警时才开始向锅炉补水,势必要补进大量较冷的水,将导致蒸汽压力降低,对锅炉本身产生有害热应力,促使其加速老化。如若当水位较高时甚至高水位报警时才停止补水,其后果是蒸汽压力逐渐升高,热水井水位升高,甚至溢出,造成淡水的浪费、损失。另外,即使是正常能自动补水的热水井,在锅炉使用手动给水系统工作时,也只能由自动改为手动工作。否则,热水井的水必然常溢出,而造成炉水耗量大,机舱污水增多等恶果。上述的一系列不良后果,如果锅炉是采用自动给水系统工作,那么就可能不会发生。因为自动给水是相对均匀的向锅炉补水,从水位表上可看出,锅炉水位基本没有变化,总保持在设定水位左右波动,蒸汽压力也无甚变化,热水井如自动给水工作正常,完全可以放心使用,且水也不会因太满而溢出。即使各水位报警不正常,锅炉水位仍然会借助于其自身的自动给水系统而保持正常水位。值班人员除了对锅炉参数及运行状况进行巡回检查外,无须对锅炉进行其他的工作,工作量明显降低很多。因此,锅炉自动给水系统能否正常工作,对锅炉本身,对管理人员都非常重要,影响着船舶的安全生产,甚至人命财产安全。而作为管理人员,就应尽可能的保证其自动给水系统处于正常工作状态。
锅炉自动给水系统一般分为电动控制和气动控制两种类型。首先我们来看看电动控制自动给水系统,其工作原理简图如图1所示。
工作原理:将阀20、21、24、25 关闭,其余各阀开启,阀28、29为调节给水泵2和压力用,这样就使用自动给水系统向锅炉给水。当锅炉水位低于正常水位到达需补水水位时,(此水位可通过浮子4的行程进行调节)浮子4动作。使控制箱7中的继电器K通电,其常开触头K1 闭合,电磁阀9通电打开。而此时浮子5未动作,故继电器R无电,故电磁阀8无电关闭。这样自动给水阀3膜片上方的工作水就经电磁阀9泄放,阀杆在自身弹簧的作用下上移而打开自动给水阀3,向锅炉补水,锅炉水位逐渐上升,到达一定高度时,浮子4脱开,继电器K失电,电磁阀9无电关闭.但此时电磁阀8仍无电关闭,故继续向炉内补水。当锅炉水位超过正常水位到达停止补水水位时(此水位可通过浮子5的行程进行调节),浮子5动作,使继电器R通电,其常开触头R1闭合,故电磁阀8通电打开,而此时电磁 阀9无电关闭,故给水管路中的压力水经电磁阀8作用在自动给水阀3的膜片上方,其压力足可克服阀3复位弹簧的作用力(可调节)使阀杆下移,最终关闭自动给水阀,停止向锅炉补水。这时给水管系压力逐渐升高,到达压力开关10的设定值时,其动作停止锅炉给水泵。此时锅炉水位开始逐渐下降,降到一定水位时,浮子5动作,使继电器R失电,电磁阀8无电关闭,但因电磁阀9仍无电关闭,故自动给水阀3仍处于关闭状态,直到水位下降到如上所述电磁阀9通电打开后,将作用在自动给水阀膜片上方的工作水泄放从而打开自动给水阀,给水管路中压力降低,低于压力开关10设定值时其动作起动给水泵向锅炉补水。
电动控制自动给水系统结构简单明了,没有很复杂的控制元件,便于管理人员维修保养。即使是已瘫痪的自动给水系统也较易修复。首先检查自动给水阀3,要确保阀能完全关闭且传动膜片无破损。阀3故障排除后,再检查浮子4、5是否动作,以及继电器R、K和电磁阀8、9是否随之电动作,且阀8、9定要能完全关闭。这些问题都能解决后,自动给水也就可恢复了。在日常管理方面,最易出现故障的就是继电器R、K和电磁阀8、9。尤其在风浪天气,因为船舶摇摆而使浮子4和5不停动作,易使继电器电磁阀线圈过热而烧毁。另外,电磁阀8、9与自动给水阀3的连接水管接头不允许有一点渗漏,否则会引起自动给水失灵。为保证自动给水工作的可靠性,平时需定期冲洗浮子4和5以免卡阻。若止回阀26、27不能止回、或各阀盘根管子接头滴漏等因素,在给水泵经压力开关10动作停止后,上述因素将导致给水管路中压力降低,从而使给水泵频繁起动。如果这些泄漏的地方不能彻底解决,可让给水泵脱开压力开关持续运转,通过旁通阀28或29调节好泵出口压力,使其在向炉内给水时的压力稍高于锅炉蒸汽压力。当自动给水阀3关闭后,泵通过阀28或29打循环,无需停止,实践证明,此法可行,且对泵无任何损害。此系统的另一个缺点就是炉水耗量相对较多,因为每次给水,电磁阀9动作,放泄了作用在自动给水阀膜片上方及管路中的一部分水,虽然此管路细且短,但日积月累亦很可观。其实若要解决此阀也很方便,只需在电磁阀9的出口接一根细铜管至热水井即可。
了解了电控自动给水系统后,再来看看气动控制自动给水系统,其工作原理简图如图2所示。
工作原理:将给水管路上阀20、21、24、25关闭,其余阀开启。阀28、29为调节给水泵2出口压力用,此系统便使用自动给水系统给锅炉补水。正常工作时,差压变送器输入阀36、37开启,阀31、32、33、34、35关闭。
从图3可看出,作用在差压变送器A、B点的压力PA、PB是不等的,因为蒸汽冷凝器7中的液位是不变的,其消耗的水量由蒸汽冷凝后补充,这样可以设定A点的液位高度hA不变,而冷凝器中压力为锅炉蒸汽压力。故作用在A点的压力PA= P蒸汽+衤甮hA而作用在B点的压力水是通过阀30接通在锅炉正常水位以下较低的位置,其液位高度hB是随锅炉的实际水位而变化的。液体表面压力同样为锅炉蒸汽压力,故作用在B点的压力PB=P蒸汽+衤甮hB
这样在A、B两点就存在着一定的压力差腜=PA-PB=衤甮(hA-hB),其中炉水比重衤A及g不变,故腜只随着hB的改变而改变,而hB即代表着锅炉的实际水位。hB升高,即锅炉水位升高,腜降低;反之hB减小,即锅炉水位降低,腜增大。作用在差压变送器5上的压力差腜经变送器转换后输出一个空气信号41,其压力随腜值的改变而改变。信号空气41一路去水位报警系统,即水位报警压力开关。另一路输入水位指示器4,在水位指示器中,可设定锅炉正常水位值。输入的信号空气41的压力值与设定值比较后,输出信号空气42,其压力随着信号空气41的变化而变化,信号空气42作为二位三通阀8的控制空气。当锅炉水位升高,即自动给水阀3开启向炉内补水时,hB随之增大,腜降低,信号空气41升高,42随之升高。当信号空气42的压力升高到足可以克服二位三通阀8复位弹簧的作用力时,阀8右边导通,这时经减压阀来的控制空气经阀8作用在自动给水阀3的膜片上方,其压力足可克服阀3复位弹簧的作用力而使阀杆下移,最终关闭自动给水阀3,停止向炉内补水;自动给水管系中压力升高,到达压力开关10设定值时,其动作停止锅炉给水泵2,锅炉水位开始逐渐下降,即hB降低,则 腜升高,信号空气41降低,42随之降低,降低到不能克服阀8复位弹簧作用力时,阀8左边导通,这样作用在自动给水阀3膜片上方的控制空气经阀8释放,阀3在复位弹簧的作用下阀杆上行。打开自动给水阀,将自动给水管路中的压力水释放,压力开关10动作,起动给水泵2向锅炉补水。
综上所述,气动控制锅炉自动给水系统控制元件较多,且较复杂,尤其是差压变送器与水位指示器,维修保养难度较大。但它的优点是工作可靠性高,即使在海况恶劣的条件下仍可平稳工作,且动力能源为压缩空气,比之淡水要经济得多。在日常管理中,需定期冲洗差压变送器及其两根进水管路,这可通过开关阀31至32来操作。首先打开阀31、31冲洗两根进水管路,然后关闭(此时将发出锅炉低水报警,因为冷凝器7中的水被泄放)。再打开阀35及差压变送器下部的冲洗阀33和34,冲洗差压变送器,然后关闭33、34和冷凝器7的通气阀39,再打开放气考克38,待有水喷出时关闭,再关闭阀35,然后开启阀39即冲洗完毕(注意最后一定先关35然后再开启阀39,否则,冷凝器7中的水将被泄放回锅炉)。如果在自动给水阀3关闭的情况下,给水泵2会频繁起动,那么可能同上述电控系统的原因一样由各处泄漏引起的。处理的方法可采取脱开压力开关让泵持续运转,通过阀28或29调节好给水泵的出口压力,使其左阀3开启时稍高于锅炉蒸汽压力即可。如果此系统已处于瘫痪状态,那么首先确定自动给水阀3是否正常,再检查气源来的控制空气是否畅通,蒸汽冷凝器7中的水是否足够,如这些均正常,再检查差压变送器有无信号输出。从压力表P1可看出,亦可从锅炉水位报警判断。若P1无压力或锅炉无高低水位报警,则说明差压变送器有故障。当然这首先得保证输入差压变送器的两根水管必须畅通,然后根据说明书酌情处理。若P1有压力或锅炉高低水位报警正常,则可判断差压变送器无故障。再检查水位指示器有无信号空气42输出,可从压力表P2处判断。若正常,P2的压力值应随锅炉水位的变化而变化;若无压力或压力值静止不动,则说明水位指示器有故障,亦需按说明书要求处理。如水位指示器也正常,仍不能自动给水,那么故障可能就在二位三通阀8上了。阀8的故障解决了,此自动给水系统也就能正常工作了。
了解了上述两种锅炉自动给水系统后,不难看出,其实这两者都不是很难、很复杂的,甚至有点简单。而其能否正常工作,对我们管理人员,甚至整条船舶的影响却很大。这就要求我们要各自发掘自身的潜力,努力钻研业务知识,才能变困难为容易,把复杂变简单。其实,不仅对锅炉的自动给水要如此处理,船上的哪种设备又不需如此对待呢?
锅炉给水一般分为手动和自动两套给水系统。自动给水作为主给水系统,手动给水作为辅助给水系统。由于老化及管理不善等因素,部分船舶锅炉的自动给水系统基本处于瘫痪状态,只能使用手动给水系统工作,这样不但增加了值班人员的工作强度,而且对锅炉的安全运行也是一种隐患。因为在这种情况下,如锅炉的高低水位警报不正常,就容易造成锅炉水位过高或过低。甚至造成锅炉满水或失水。在没有装置过热器的锅炉中,满水会降低蒸汽品质(指蒸汽带水及盐)严重时会使蒸汽管道中出现大量炉水,造成对用汽设备不同程度的损坏或结垢;而对装有过热器的动力锅炉,满水将造成过热器管道结垢,降低过热蒸汽品质,严重时汽中带水,会使动力机械发生水冲击,造成机损事故。相反,若锅炉失水,其受热面露出水面,因此有被过热、烧毁的危险。若处理不当,急加冷水,将红热的受热面剧冷,将引起裂管、爆管等恶劣后果。即使锅炉的高低水位警报正常,如若水位较低时甚至低水位报警时才开始向锅炉补水,势必要补进大量较冷的水,将导致蒸汽压力降低,对锅炉本身产生有害热应力,促使其加速老化。如若当水位较高时甚至高水位报警时才停止补水,其后果是蒸汽压力逐渐升高,热水井水位升高,甚至溢出,造成淡水的浪费、损失。另外,即使是正常能自动补水的热水井,在锅炉使用手动给水系统工作时,也只能由自动改为手动工作。否则,热水井的水必然常溢出,而造成炉水耗量大,机舱污水增多等恶果。上述的一系列不良后果,如果锅炉是采用自动给水系统工作,那么就可能不会发生。因为自动给水是相对均匀的向锅炉补水,从水位表上可看出,锅炉水位基本没有变化,总保持在设定水位左右波动,蒸汽压力也无甚变化,热水井如自动给水工作正常,完全可以放心使用,且水也不会因太满而溢出。即使各水位报警不正常,锅炉水位仍然会借助于其自身的自动给水系统而保持正常水位。值班人员除了对锅炉参数及运行状况进行巡回检查外,无须对锅炉进行其他的工作,工作量明显降低很多。因此,锅炉自动给水系统能否正常工作,对锅炉本身,对管理人员都非常重要,影响着船舶的安全生产,甚至人命财产安全。而作为管理人员,就应尽可能的保证其自动给水系统处于正常工作状态。
锅炉自动给水系统一般分为电动控制和气动控制两种类型。首先我们来看看电动控制自动给水系统,其工作原理简图如图1所示。
工作原理:将阀20、21、24、25 关闭,其余各阀开启,阀28、29为调节给水泵2和压力用,这样就使用自动给水系统向锅炉给水。当锅炉水位低于正常水位到达需补水水位时,(此水位可通过浮子4的行程进行调节)浮子4动作。使控制箱7中的继电器K通电,其常开触头K1 闭合,电磁阀9通电打开。而此时浮子5未动作,故继电器R无电,故电磁阀8无电关闭。这样自动给水阀3膜片上方的工作水就经电磁阀9泄放,阀杆在自身弹簧的作用下上移而打开自动给水阀3,向锅炉补水,锅炉水位逐渐上升,到达一定高度时,浮子4脱开,继电器K失电,电磁阀9无电关闭.但此时电磁阀8仍无电关闭,故继续向炉内补水。当锅炉水位超过正常水位到达停止补水水位时(此水位可通过浮子5的行程进行调节),浮子5动作,使继电器R通电,其常开触头R1闭合,故电磁阀8通电打开,而此时电磁 阀9无电关闭,故给水管路中的压力水经电磁阀8作用在自动给水阀3的膜片上方,其压力足可克服阀3复位弹簧的作用力(可调节)使阀杆下移,最终关闭自动给水阀,停止向锅炉补水。这时给水管系压力逐渐升高,到达压力开关10的设定值时,其动作停止锅炉给水泵。此时锅炉水位开始逐渐下降,降到一定水位时,浮子5动作,使继电器R失电,电磁阀8无电关闭,但因电磁阀9仍无电关闭,故自动给水阀3仍处于关闭状态,直到水位下降到如上所述电磁阀9通电打开后,将作用在自动给水阀膜片上方的工作水泄放从而打开自动给水阀,给水管路中压力降低,低于压力开关10设定值时其动作起动给水泵向锅炉补水。
电动控制自动给水系统结构简单明了,没有很复杂的控制元件,便于管理人员维修保养。即使是已瘫痪的自动给水系统也较易修复。首先检查自动给水阀3,要确保阀能完全关闭且传动膜片无破损。阀3故障排除后,再检查浮子4、5是否动作,以及继电器R、K和电磁阀8、9是否随之电动作,且阀8、9定要能完全关闭。这些问题都能解决后,自动给水也就可恢复了。在日常管理方面,最易出现故障的就是继电器R、K和电磁阀8、9。尤其在风浪天气,因为船舶摇摆而使浮子4和5不停动作,易使继电器电磁阀线圈过热而烧毁。另外,电磁阀8、9与自动给水阀3的连接水管接头不允许有一点渗漏,否则会引起自动给水失灵。为保证自动给水工作的可靠性,平时需定期冲洗浮子4和5以免卡阻。若止回阀26、27不能止回、或各阀盘根管子接头滴漏等因素,在给水泵经压力开关10动作停止后,上述因素将导致给水管路中压力降低,从而使给水泵频繁起动。如果这些泄漏的地方不能彻底解决,可让给水泵脱开压力开关持续运转,通过旁通阀28或29调节好泵出口压力,使其在向炉内给水时的压力稍高于锅炉蒸汽压力。当自动给水阀3关闭后,泵通过阀28或29打循环,无需停止,实践证明,此法可行,且对泵无任何损害。此系统的另一个缺点就是炉水耗量相对较多,因为每次给水,电磁阀9动作,放泄了作用在自动给水阀膜片上方及管路中的一部分水,虽然此管路细且短,但日积月累亦很可观。其实若要解决此阀也很方便,只需在电磁阀9的出口接一根细铜管至热水井即可。
了解了电控自动给水系统后,再来看看气动控制自动给水系统,其工作原理简图如图2所示。
工作原理:将给水管路上阀20、21、24、25关闭,其余阀开启。阀28、29为调节给水泵2出口压力用,此系统便使用自动给水系统给锅炉补水。正常工作时,差压变送器输入阀36、37开启,阀31、32、33、34、35关闭。
从图3可看出,作用在差压变送器A、B点的压力PA、PB是不等的,因为蒸汽冷凝器7中的液位是不变的,其消耗的水量由蒸汽冷凝后补充,这样可以设定A点的液位高度hA不变,而冷凝器中压力为锅炉蒸汽压力。故作用在A点的压力PA= P蒸汽+衤甮hA而作用在B点的压力水是通过阀30接通在锅炉正常水位以下较低的位置,其液位高度hB是随锅炉的实际水位而变化的。液体表面压力同样为锅炉蒸汽压力,故作用在B点的压力PB=P蒸汽+衤甮hB
这样在A、B两点就存在着一定的压力差腜=PA-PB=衤甮(hA-hB),其中炉水比重衤A及g不变,故腜只随着hB的改变而改变,而hB即代表着锅炉的实际水位。hB升高,即锅炉水位升高,腜降低;反之hB减小,即锅炉水位降低,腜增大。作用在差压变送器5上的压力差腜经变送器转换后输出一个空气信号41,其压力随腜值的改变而改变。信号空气41一路去水位报警系统,即水位报警压力开关。另一路输入水位指示器4,在水位指示器中,可设定锅炉正常水位值。输入的信号空气41的压力值与设定值比较后,输出信号空气42,其压力随着信号空气41的变化而变化,信号空气42作为二位三通阀8的控制空气。当锅炉水位升高,即自动给水阀3开启向炉内补水时,hB随之增大,腜降低,信号空气41升高,42随之升高。当信号空气42的压力升高到足可以克服二位三通阀8复位弹簧的作用力时,阀8右边导通,这时经减压阀来的控制空气经阀8作用在自动给水阀3的膜片上方,其压力足可克服阀3复位弹簧的作用力而使阀杆下移,最终关闭自动给水阀3,停止向炉内补水;自动给水管系中压力升高,到达压力开关10设定值时,其动作停止锅炉给水泵2,锅炉水位开始逐渐下降,即hB降低,则 腜升高,信号空气41降低,42随之降低,降低到不能克服阀8复位弹簧作用力时,阀8左边导通,这样作用在自动给水阀3膜片上方的控制空气经阀8释放,阀3在复位弹簧的作用下阀杆上行。打开自动给水阀,将自动给水管路中的压力水释放,压力开关10动作,起动给水泵2向锅炉补水。
综上所述,气动控制锅炉自动给水系统控制元件较多,且较复杂,尤其是差压变送器与水位指示器,维修保养难度较大。但它的优点是工作可靠性高,即使在海况恶劣的条件下仍可平稳工作,且动力能源为压缩空气,比之淡水要经济得多。在日常管理中,需定期冲洗差压变送器及其两根进水管路,这可通过开关阀31至32来操作。首先打开阀31、31冲洗两根进水管路,然后关闭(此时将发出锅炉低水报警,因为冷凝器7中的水被泄放)。再打开阀35及差压变送器下部的冲洗阀33和34,冲洗差压变送器,然后关闭33、34和冷凝器7的通气阀39,再打开放气考克38,待有水喷出时关闭,再关闭阀35,然后开启阀39即冲洗完毕(注意最后一定先关35然后再开启阀39,否则,冷凝器7中的水将被泄放回锅炉)。如果在自动给水阀3关闭的情况下,给水泵2会频繁起动,那么可能同上述电控系统的原因一样由各处泄漏引起的。处理的方法可采取脱开压力开关让泵持续运转,通过阀28或29调节好给水泵的出口压力,使其左阀3开启时稍高于锅炉蒸汽压力即可。如果此系统已处于瘫痪状态,那么首先确定自动给水阀3是否正常,再检查气源来的控制空气是否畅通,蒸汽冷凝器7中的水是否足够,如这些均正常,再检查差压变送器有无信号输出。从压力表P1可看出,亦可从锅炉水位报警判断。若P1无压力或锅炉无高低水位报警,则说明差压变送器有故障。当然这首先得保证输入差压变送器的两根水管必须畅通,然后根据说明书酌情处理。若P1有压力或锅炉高低水位报警正常,则可判断差压变送器无故障。再检查水位指示器有无信号空气42输出,可从压力表P2处判断。若正常,P2的压力值应随锅炉水位的变化而变化;若无压力或压力值静止不动,则说明水位指示器有故障,亦需按说明书要求处理。如水位指示器也正常,仍不能自动给水,那么故障可能就在二位三通阀8上了。阀8的故障解决了,此自动给水系统也就能正常工作了。
了解了上述两种锅炉自动给水系统后,不难看出,其实这两者都不是很难、很复杂的,甚至有点简单。而其能否正常工作,对我们管理人员,甚至整条船舶的影响却很大。这就要求我们要各自发掘自身的潜力,努力钻研业务知识,才能变困难为容易,把复杂变简单。其实,不仅对锅炉的自动给水要如此处理,船上的哪种设备又不需如此对待呢?
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