船舶航行中立式火管锅炉点火耗油成因与对策

　　引言

　　锅炉在船舶辅助设备中是非常重要和不可缺少的，它的工作好坏直接影响到船舶的营运、成本和安全。随着技术的发展，锅炉也经历了不断发展和改进的过程。在蒸汽动力装置为船舶主要推进力的年代，锅炉产生的蒸汽主要供蒸汽轮机使用，推动船舶航行，这种锅炉被称之为主锅炉。在柴油机动力装置中，锅炉产生的蒸汽仅用于加热燃油、滑油、保温、驱动辅助机械及日常生活需要，这种锅炉称为辅锅炉。

　　在现代的普通杂货船和散装船上，一般装设一台压力为0.5~0.7MPa、蒸发量为 1~2t/h 的辅锅炉，它产生的蒸汽为饱和蒸汽，能够保证船舶加热等方面的使用。在现代船舶上辅锅炉都是使用燃油喷射燃烧的方式加热锅炉而产生蒸汽，因此，需要耗费大量的燃油。

　　在以柴油机为船舶动力装置的船舶中，柴油机的排烟温度是非常高的，带有大量的剩余能量，一般大型低速二冲程柴油机的排气温度可以达到 250~380℃，而水蒸气在压力为0.5MPa 时，其饱和蒸汽的温度为 165℃，因此，为了利用废气能量，以达到节约燃油的目的，现代船舶上都装设了废气锅炉用以回收余热，提高柴油机的热效率，所以装设一台用柴油机排气的余热来加热产生水蒸气的废气锅炉，不仅能节约燃油，还可起到柴油机排气消音器的作用。甚至，有的船舶还将多余的蒸汽驱动一台辅助汽轮发电机，使剩余能量的利用更充分。

　　船舶辅锅炉分类方式很多，按安装形式一般分为立式锅炉、卧式锅炉，按水循环方式分为水管锅炉、火管锅炉、水火管炉，等；根据辅锅炉与废气锅炉的联系分为：二者独立式、废气炉为辅锅炉的一个附加受热面、组合式锅炉等。

　　既然废气锅炉是为节能而设，船舶主机在全速航行时，它产生的蒸汽可以满足航行中船舶有关设备的日常蒸汽之用。然而 2008 年爆发的经济危机持续数年，至今没有经济复苏的迹象，给世界经济带来了无可估量的损失；对于世界航运业更是打击很大，加之燃油费用居高不下，船东和租家都是艰难度日，有的甚至亏损经营。在目前经济低迷的情况下，燃油成本几乎占了运营成本的一半以上，而燃油的消耗与船舶航速的平方成正比，因此降速可以显着的降低燃油的消耗，从而降低运营成本，减少经营损失。因此，不得不采取了降速航行的办法。然而，凡事都有两面性，主机转速的降低，给船舶动力装置带来一系列故障、给船舶管理带来一系列困难，比如废气锅炉在航行中产生的蒸汽量不能满足各种相关设备的最低需求，导致辅锅炉只能点火燃烧，以保证产生足够的蒸汽量，却又增大了燃油的耗量。笔者就在工作中遇到了这样的情况。

　　“GLOBAL PROSPERITY”轮是一艘载重吨 33,000t的木材船，2006 年 5 月下水，船龄不算老，跑北美-中国航线。笔者 2013 年 9 月上船后，主机是处于减速航行状态，主机排烟温度达到 360/280℃（透平前/透平后），虽然到废气炉加热管还有一定的温降，但也要高于 165℃，从理论上讲可以满足废气炉的加温和产生足够蒸汽，可是航行中辅锅炉经常点火燃烧，这是不正常的，问题也很严重，租家认为多消耗了不必要的燃油，向船东索赔；船东为此非常烦恼和不满意，向船舶管理公司和派员公司抱怨和投诉，认为船员没有尽到维护、维修和保养的责任；住日本东京公司的段船长和中散劳务公司的梁老轨都出面过问此事。出于为船东服务、为船东着想、为公司信誉的考虑，一时间大家感到压力很大。如何解决这一问题成了摆在我们面前的一道难题。作为轮机长必须带领大家克服一切困难，调动一切积极因素，分析解决问题、解决问题。这不但是一个技术问题，也是影响我们外派公司的形象和信誉的问题，甚至是影响我们中国海员的形象的问题，外国人会认为中国海员管理和技术不行。

　　一、分析查找原因

　　1．查阅轮机日志，发现首次出现航行中报锅炉耗油，是2011 年 12 月。当时的情况是主机转速从 123r/min，降到112r/min。也就是说由于主机降速导致废气炉能量供应不足，从而导致辅锅炉点火燃烧，但当时报的耗油量很少，每天 0.3~0.5t 左右，这一情况没有引起管理公司、船东和船上的重视；到 2013 年 5 月，主机转速再次降低到 109r/min，航行中辅锅炉的点火次数增加，燃油耗量已达到 1t/日左右，费用惊人，这种不正常的现象，引起管理公司重视和过问，指导船上增加对废气炉吹灰次数，增加废气炉烟面的清洁次数。尽管船上按照指导和说明书要求做了大量努力，但是效果甚微。到了 2013 年 9 月份，笔者上船接班，也正是锅炉耗油过多和蒸汽不足问题最严重的时候。本船的废气炉是水平火管锅炉，也就是说当主机降速造成燃烧不好，烟灰更容易存在烟管内，而且是使用蒸汽吹灰，吹灰的次数越多，蒸汽的压力下降越大，辅锅炉的点火燃烧的时间就越长，形成恶性循环，到后来航行时和在码头装卸货时，辅锅炉的点火燃烧的耗油已基本一样了，也就是说增加蒸汽吹灰频次，就增大了锅炉燃烧的时间和耗油。仅仅靠吹灰一个办法得不偿失，不能奏效。

　　2．辅锅炉点火燃烧是根据锅炉压力下降到点火压力时，锅炉开始点火燃烧，以保持压力的回升。当主机转速降低造成排烟温度降低，燃烧质量变差时，容易引起烟道污染使传热效果变差，且给加热废气锅炉的废气能量供应不足，因此，蒸汽压力就会下降到锅炉起动压力。目前情况下，主机降速是经济危机大背景下的大势所趋，我们无能为力。还有另一方面，如果外部使用的蒸汽量大于锅炉产生的蒸汽量，锅炉压力也会下降，造成锅炉点火燃烧。针对烟道污染，我们可以采取增加清洁频次和冲洗等办法加以解决；对于外部蒸汽量耗量过大，造成锅炉压力持续下降的情况，我们认为应该有办法去解决。

　　二、实施解决办法

　　1．技术改造，达到目的

　　如前所述，仅仅靠蒸汽吹灰不是很好的办法，增加了蒸汽的耗量，但不吹灰或少吹灰又无法保证烟道清洁。于是我们提出了改造吹灰系统的办法，改变吹灰介质，把蒸汽换成压缩空气。重新铺设管路麻烦和增加维修费用，我们采用在原有的蒸汽吹灰管路上加装一个压缩空气阀，吹灰时用软管将机舱日用空气和吹灰管连接起来，原来的蒸汽阀用盲板封起来，这样一来，我们就可以增加吹灰频次而不会影响蒸汽压力。由于主机长时间的低负荷运转，燃烧不良，废气炉的烟管已经被烟尘和结碳堵塞三分之一以上，我们利用在港时间对废气炉烟面进行彻底的清洁和冲洗，先用细钢管清通，然后再用清水冲洗，经过持续多次的努力，烟管终于全部通畅，而且坚持每个班用压缩空气吹一次灰。同时，将转动不灵活的两个吹灰器拆出炉外解体和修理，达到了转动灵活和便于吹灰操作。经检查采用了上述办法后，烟管保持的较干净，且能保持很长时间不用水洗，蒸汽压力开始上升。减少外部蒸汽消耗量，也是否能够保持锅炉压力稳定和足够蒸汽来加热燃油的重要保证，以尽量使蒸汽的产出和消耗相平衡，从而达到航行中减少或不需要辅锅炉点火燃烧之目的。

　　2．查找漏泄，减少浪费

　　仔细查找和解决锅炉体、蒸汽管路和阀件的跑、冒、滴、漏问题。首先是锅炉本体上的水位计、蒸汽阀、补水阀、放残阀、仪表接头等，进行仔细的检查。将漏泄的水位计解体换垫床、多个漏汽的蒸汽阀解体研磨、更换垫床灭漏；蒸汽管路检查，有漏汽的管路焊补或换新，漏汽的管子法兰接头更换垫床，特别是船舶中部管子弄里的燃油加热蒸汽管三处严重的漏泄，管路全部换新。经过以上的维修和保养，船舶航行中辅锅炉的点火次数明显减少。

　　3．维修跟进、优化操作

　　经检查，发现过量蒸汽阀关闭不严，将其拆下解体研磨，恢复正常工作状况；关小蒸汽冷凝器的海水阀开度，提高热水井温度，相应地提高锅炉给水温度；合理调整用汽量，把蒸汽的用量调整到最小并且能够保证燃油系统加热，油舱驳油泵能够驳上油的范围内；保持沉淀柜加热一般保持在 60℃就好，不宜太高，可以适当放放残油水就可；分油机加热是必须保证的，根据粘-温曲线调整最佳的分离温度；日用柜保持在 95℃左右；将主、辅机的燃油进机温度根据粘-温曲线调整到最佳雾化喷射加热温度；燃油伴温管耗汽量也很大，因此伴温阀开度只保持在 1/4 即可；其次是空调系统，在冬季在温度太低的情况下，不开空调是不行的，即使开启空调，一般保持在不低于 20℃，室内多穿一些衣服就是了。还有废油柜，污油柜等加温，也采用适当的温度，用后及时关闭蒸汽阀。

　　三、最终结果和反思

　　经过废气炉吹灰系统的改造，烟面的清洁和冲洗，有故障吹灰器的解体；再经过蒸汽系统的检查灭漏和蒸汽用量的合理控制，使辅锅炉在航行中不再点火燃烧了，解决了航行中锅炉耗费燃油的问题。尤其是为租家和船东解决了燃油费用的纠纷和索赔，得到租家、船东和船舶管理公司的认可和表扬，更体现了中国船员技术全面、服务船东、管理到位的道德素质。

　　本船遇到的问题，原因是多方面的，从设计角度讲，现在的船舶主机马力越来越小，这条船是三万多吨的船，才用一万匹马力的主机；废气炉的设计蒸发量设计偏小仅 1t/h，当主机减速，燃烧不良，废气炉烟面脏污，蒸发量就会明显不足；从吹灰装置讲使用蒸汽吹灰，虽然结构简单但如果蒸汽量不足，越吹灰蒸汽压力下降越多，从而导致辅锅炉点火燃烧，消耗燃油；从使用和技术角度讲，租家为节约高昂的燃油费，不但一再降低主机转速，而且所加燃油质量也越来越差，这样要求燃油分离和燃烧的加热温度相应提高，所消耗的蒸汽量有所提高；从管理角度讲，船员自身技术和服务意识方面的问题，保养和维修没有跟上，应该也是管理没有到位。

　　由于持续不断的市场低迷和经济不景气，以上的问题在目前很多的船舶上具有一定的代表性。中医讲“治不病”，即在人还没有发病前，通过一定的治疗手段避免使人发病。我们作为船舶管理人员，如果在问题出现以前，通过合理、及时和有效的维护、保养，使设备处在正常的状态下运转，那么就不会出现麻烦的情况。笔者遇到的问题和实施的补救措施，虽然是在问题发生之后，不算多么高明，但问题还是解决了。希望笔者的经历能够给遭遇类似问题的同仁提供一些参考，通过早期维护、保养，避免类似事情发生，为船舶降本增效，为提高我们的管理水平打开一点思路。

　　参考文献

　　[1] 费千主编.船舶辅机[M].大连：大连海运学院出版社，1993.

　　[2] 吴恒主编.轮机长业务[M].大连：大连海事大学出版社，2000.