船舶辅锅炉的运行和维护.ppt

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1、第五节 船舶辅锅炉的运行和维护管理一、锅炉的运行管理二、低温腐蚀和积灰复燃三、锅炉的水质控制四、锅炉停用时的保养五、锅炉的清洗六、锅炉的检验船舶辅机 船舶辅机一、锅炉的运行管理5.停用放空4.停火留汽3.运行中的管理 Running Management2.点火升汽Firing&Steam Rising1.冷态点火前的准备Preparation船舶辅机 船舶辅机1.冷态点火前的准备长时间停炉后或大修后的点火称为冷态点火。(2)上水前检查水质，加入水处理药剂。水温和汽包壁面温差不宜超过60oC(最高90oC)。(3)上水时，先、后使用两套给水系统。烟管锅炉上水至水位计的高水位；水管锅炉上水至水位

2、计的低水位。(4)上水时检查水位计。(1)整体检查。船舶辅机 船舶辅机2.点火升汽(1)检查油柜油量和油温，放残；停汽阀关紧后开1/4圈，防止受热咬死。(2)点火前，预扫风5min以上。点火失败再次点火时仍要进行预扫风至少3min。多次点火失败时，应查明原因排除故障后再点火。万一发生爆炸回火，应立即关闭燃油速闭阀(机旁的)并停油泵，以防造成火灾。(3)“手动控制MANual Control”点火，正常运行后改“自动AUTO Control”。船舶辅机 船舶辅机(1)点火成功后检查燃烧(初期冒黑烟正常)。(2)空气阀冒汽后关闭。(3)汽压0.5MPa之前对拆卸过螺栓再次上紧(人孔Access H

3、ole和手孔Hand Hole)。(4)升汽过程冲洗水位计数次，使水位计逐渐加热，也防止水位计堵塞。点火后的工作(5)点火升汽阶段要尽可能缓慢(蓄水量越大，时间越长)(从点火到产生汽压时间约占到满压时间2/3)。蒸发量为12t/h的辅锅炉烟管2h，水管15min。船舶辅机 船舶辅机(6)汽压达到工作汽压后，供汽前应进行表面排污，然后暖管(水击Water Strike、热应力Thermo-stress)(将蒸汽阀稍开，供汽加热管路，同时开启泄水阀)，不少于1520min。(7)如果两台锅炉同时投入工作，应先使两者汽压相同后再并汽。如果升汽锅炉与另一台工作锅炉并汽，生汽(待并)锅炉中的汽压应比主蒸

4、汽管中汽压高出0.05MPa再并汽。船舶辅机 船舶辅机3.运行中的管理水位汽压油压油温风压燃烧和排烟温度计Thermometer、压力表Press.Guage水位计、冲洗见下页船舶辅机 船舶辅机燃烧情况和颜色炉膛状态炉膛状态火焰颜色火焰颜色排烟颜色排烟颜色燃烧良好燃烧良好略透明略透明橙黄色橙黄色浅灰色浅灰色大大透明透明发白发白几乎无色几乎无色小小(或雾化不良或雾化不良)模糊模糊暗红色暗红色浓黑浓黑炉内漏水炉内漏水白色白色船舶辅机 船舶辅机4.停火留汽锅炉暂时不用，但保持备用状态。(1)停火前改用柴油，或重油始终循环。(2)停用期间改自动控制为手动控制。(3)有压缩空气吹扫系统的应将喷油嘴吹扫干

5、净。(4)加水至水位计最高水位，以免看不到水位。(5)停火后半小时下排污，排污后化验炉水。(6)停火留汽期间应间断点火，保持汽压(最高升至工作汽压下限)，防止空气漏入。船舶辅机 船舶辅机5.停用放空当锅炉要内部检查或需检修而停炉时，切断电源，关闭停汽阀、给水阀，让锅炉自然冷却。当锅炉无汽压时，打开空气阀以免锅筒内产生真空。一般只有当炉水温度降至50oC时可打开底部排污阀放空炉水。水管 锅炉在紧急时可在汽压降至0.5MPa时放空。船舶辅机 船舶辅机二、防止低温腐蚀和积灰复燃1.低温腐蚀Low-Temp.Corrosion：烟气中的硫酸蒸气结酸露引起的腐蚀，发生在烟气温度较低区域(500oC)的受

6、热面(烟气侧，壁温低至烟气中水蒸气露点(约60oC)。S SO2 SO3 H2SO4措施：(1)防止尾部受热面温度过低，低负荷时使烟气旁通。(2)改善燃烧工况，采用低过剩空气系数。(3)及时进行吹灰。船舶辅机 船舶辅机2.积灰Soot Deposit和着火复燃Afterburn积灰的来源：燃油中的灰分(硫Sulfur、钠Sodium、钒Vanadium、钙Calcium)；燃烧不良产生大量的碳粒(主要成分)。着火复燃Afterburn：积灰中的可燃物在烟道中重新着火燃烧的现象，会把受热面烧毁。积灰的危害：(低温)腐蚀、妨碍传热、堵塞烟道、着火复燃烧坏受热面。着火复燃常发生停炉一段时间之后，不是

7、在运行过程中。船舶辅机 船舶辅机措施(1)保证良好燃烧。(2)及时吹灰。(3)停炉后防止空气漏入烟道。(4)着火复燃用蒸汽灭火。船舶辅机 船舶辅机三、锅炉的水质控制Water Quality Control2.锅炉水质的测定方法1.锅炉水质控制的主要项目3.锅炉水处理药剂减轻结垢、防止腐蚀、防止汽水共滕。船舶辅机 船舶辅机1.炉水控制的主要项目：硬度、碱度、含盐量(1)硬度Hardness Ca2+、Mg2+(结垢能力)Ca2+、Mg2+的碳酸盐Carbonates、硫酸盐Sulfates、硅酸盐Silicates易生成水垢Scale。危害：影响传热、热效率；受热管可能烧坏；垢下水浓缩促进金属

8、电化学腐蚀(垢下腐蚀)。低压锅炉硬度应在0.25oH以下。方法是炉水中加入磷酸钠或磷酸二钠，磷酸根与Ca2+、Mg2+的生成物通过下排污除去。当pH=1012，过剩磷酸根在要求范围内时，生成松软泥渣。所以只测量和控制过剩磷酸根浓度，不直接控制硬度。船舶辅机 船舶辅机(2)碱度Alkalinity OH-、CO32-、HCO3-、PO43-碱度低产生电化学腐蚀；碱度高破坏保护膜加剧腐蚀，更重要的危害是苛性脆化。苛性脆化Cuastic Embrittlement：在高碱度和高应力作用下，炉水中缺少保护性盐类时(硝酸盐、磷酸盐)，会使金属结晶之间产生细微裂纹。通常发生在铆钉接缝处。常用磷酸钠降低硬度

9、，同时提高碱度。炉水中过量的磷酸根离子，可抑制结垢和电化学腐蚀。二高一少船舶辅机 船舶辅机(3)含盐量Salinity Cl-含盐量过大引起汽水共腾，恶化蒸汽品质，加剧腐蚀。含盐量太大时用表面排污、加强补水方法来降低，应限制补水的含盐量。船舶辅机 船舶辅机(5)磷酸根含量的测定(4)硬度的测定(3)含盐量的测定(2)碱度的测定(1)水样Water Sample的采取2.锅炉水质Water Quality的测定方法测定方法自学，重点掌握滴定液、指示剂、颜色变化。滴定法Titration Method比色法Colorimetric Method船舶辅机 船舶辅机滴定剂滴定剂Titrant Titr

10、ant指示剂指示剂Indicator Indicator初始颜色初始颜色Init.Color Init.Color终点颜色终点颜色End Color End Color硬度硬度Hardness HardnessEDTAEDTA铬黑蓝铬黑蓝葡萄酒红葡萄酒红色色蓝色蓝色酚酞碱度酚酞碱度Phenolphthal Phenolphthalein Alkalinity ein Alkalinity硝酸硝酸酚酞酚酞红色红色无色无色含盐量含盐量Salinity Salinity硝酸银硝酸银铬酸钾铬酸钾黄色黄色砖红色砖红色炉水化验总结Ethylene Diamine Tetraacetic Acid 乙二胺四

11、醋酸一种结晶状的酸，C10H16N2O8，用作强螯合剂，其钠盐用作金属中毒的解剂，抗凝血剂及许多工业试剂。船舶辅机 船舶辅机低压锅炉硬度控制在 0.25oH炉水pH值应 1012许多辅锅炉含盐量超过 400 mg/l(NaCl)上排污。规定p1MPa的锅炉含盐量小于 1000 mg/l(NaCl)。规定p=12.5MPa的锅炉含盐量小于 700 mg/l(NaCl)。规定炉水过剩磷酸根离子浓度 1030 mg/l。用蒸馏水做给水含盐量应小于 10 mg/l(NaCl)。一些规定和要求：船舶辅机 船舶辅机3.锅炉水处理药剂Water Treatment Medicament国外采用混合药剂(主要

12、是磷酸钠)，根据酚酞碱度决定投放量，同时可提高碱度、降低硬度、增加泥渣流动性而防止生成二次水垢。国内采用磷酸三钠或磷酸二钠，掺配拷胶使用。拷胶主要成分是丹宁(65%70%)，黄棕色，粉状或块状的弱酸性天然有机物，可溶，毒性低。作用：阻止水垢生成，增加泥渣流动性，在碱性介质中吸附水生成形成金属保护膜。船舶辅机 船舶辅机碱度足够，硬度太高时加磷酸二钠。碱度不足，硬度太高时加磷酸钠。碱度太高上排污，同时补水。含盐量高上排污(因汽化作用含盐量上大下小)。船舶辅机 船舶辅机四、锅炉停用时的保养1.满水保养法锅炉停用时间较长，但不超过1个月。将汽、水空间全部充满不含氧的碱性水以防腐蚀。要点：驱气、碱度(1

13、)开空气阀，送入加碱性药物(氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠)的水。(2)水加满前点火燃烧使水沸腾，驱除空气和水中氧气。(3)空气阀冒蒸汽后关闭，压力达到0.30.5MPa。冷却后，压力可降至0.180.35MPa，空气不能漏入。(4)如超过1个月，放部分水加热驱氧，化验碱度。船舶辅机 船舶辅机2.干燥保养法锅炉停用时间超过1个月或需内部检修时采用干燥保养法。要点：内部干燥，防止潮气腐蚀。(1)放空炉水，打开人孔门，用小火加热干燥。(2)在锅筒和联箱中用开口容器放置干燥剂(无水氯化钙，1kg/m3;硅胶，4kg/m3)。(3)长时间保养应清除水垢、烟灰。船舶辅机 船舶辅机五、锅炉的清洗Boiler C

14、leaning1.水垢的清洗(1)机械清洗法(2)碱洗法(3)酸洗法2.烟灰的清洗(1)吹灰器除灰(2)机械法除灰(3)水洗法除灰船舶辅机 船舶辅机1.水垢的清洗Scale Cleaning水垢表观 原因水垢厚度超过2mm，呈结晶状态，并牢牢地附在金属表面上炉水硬度太高，过剩磷酸根不足，钙、镁离子未完全转化水垢厚而不紧密，略带半透明的大晶粒，放在水中易破碎炉水含盐量过大，排污不够或海水漏入系统水垢是光滑薄瓷片状且坚硬 炉水含硅盐船舶辅机 船舶辅机锅筒内部形态原因及处理方法原因 原因 处理方法 处理方法锅筒水位线附近有较多 锅筒水位线附近有较多油污 油污多数是油柜 多数是油柜加热漏 加热漏消除原

15、因并清洗 消除原因并清洗水位线以上附有泥渣 水位线以上附有泥渣 含盐量高 含盐量高，汽水共腾 汽水共腾加强上排污 加强上排污底部泥渣较多 底部泥渣较多 下排污不够 下排污不够 保证及时有效的下排污 保证及时有效的下排污船舶辅机 船舶辅机水垢薄，用刮刀、钢丝刷、管刷等工具。水垢较薄时可使用磷酸钠煮洗，排污后补水时补入磷酸钠。(1)机械清洗法Mechanical Cleaning碱液对铜腐蚀，碱洗前将接触液体的铜件换下。使用Na2CO3和NaOH混合投入煮洗。保持最高水位，周期性地使汽压在00.3MPa变动，使水垢松动。定期上排污(每降至0.1MPa时)。碱度不再下降时，即可结束煮洗。(2)碱洗法

16、Alkalinity Cleaning船舶辅机 船舶辅机所用盐酸溶液浓度与水垢性质有关。若水垢主要是碳酸钠，2%2040oC；若水垢主要是硫酸钠和硅酸钠，2%10%，可加入NaF和HF2030g。酸洗时，盐酸浓度减小表示除垢正在进行，需补充盐酸恢复到初始值，直到浓度不变结束。酸洗结束后，用淡水冲洗锅炉，再用热碱水(中和)和热淡水清洗。(3)酸洗法Acid Cleaning(盐酸Hydrochloric Acid)效果好、腐蚀大、强制循环船舶辅机 船舶辅机溶液 溶液 是否 是否循环 循环是否加热 是否加热 是否 是否补充 补充结束标 结束标志 志后续工作 后续工作碱 碱洗 洗碳酸钠 碳酸钠氢氧化

17、 氢氧化钠 钠否 否 加热 加热(汽压 汽压00.3)00.3)否 否 碱度不 碱度不变化 变化简单 简单酸 酸洗 洗盐酸 盐酸 强制 强制循环 循环(专用 专用)否 否 补充 补充 酸浓度 酸浓度恢复初 恢复初始值 始值复杂 复杂(碱液 碱液中和、水 中和、水洗 洗)关于碱洗和酸洗(洗炉)的几点定性比较：船舶辅机 船舶辅机2.烟灰的清洗Soot Cleaning 积灰的危害：(低温)腐蚀、妨碍传热、堵塞烟道、着火复燃烧坏受热面。燃油锅炉一般在排烟温度明显升高时或送风机风压明显升高时(1020oC或1020mmHg)，进行除灰。(1)吹灰器除灰(2)机械法除灰(3)水洗法除灰船舶辅机 船舶辅机

18、吹灰器有单喷嘴、多喷嘴，用蒸汽或压缩空气。Long Retractable Blower Air/SteamHelical Blower Air/SteamRotary Blower Air/Steam(1)吹灰器Sootblower除灰船舶辅机 船舶辅机a.应吹扫整个受热面，按烟气流动方向逐个开蒸汽阀，不易中途停顿。b.吹灰器用汽量大，应加强燃烧。c.吹灰器的蒸汽阀要保持严密防止漏汽。d.不宜在低负荷下吹灰(使炉膛温度下降、燃烧恶化、烟气在滞留区自燃)。e.吹灰时将自动燃烧改为手动燃烧。f.仍须定期停炉用机械法或水洗阀除灰。g.水管锅炉可在运行中或停炉后吹灰。关于吹灰器的几点说明：船舶辅机

19、船舶辅机a.吹灰气体中有凝水。b.吹灰过于频繁。c.吹灰蒸汽压力太高。d.烟气流速太高。吹灰器吹灰可能引起管子腐蚀或刷蚀，因为：船舶辅机 船舶辅机声波吹灰器的原理，是将一定强度的声波，送入运行中的锅炉体内，各种可能积灰结渣的空间区域，通过声能量的作用，使这正些区域中的空气分子与粉尘颗粒，产生振荡，破坏和阻止粉尘粒子，在热交换器表面或粒子之间的结合，使之始终处于悬浮流化状态，以便烟气或重力将其带走。声波吹灰器船舶辅机 船舶辅机(2)机械法除灰使用小锤、凿子、刮刀或压缩空气喷枪除灰。船舶辅机 船舶辅机(3)水洗法除灰灰渣溶于水，在其它方法无效时或难于接近的部件使用水枪水流冲洗；水温6590oC；水

20、压0.20.3 MPa。a.要消耗大量淡水。b.水漏入会使耐火砖损坏。c.溶解的灰渣为酸性，腐蚀管路和锅筒。d.对电气设备和线路可能损坏，须严加保护。e.可借助吹灰器进行，水中加入碱性化合物效果更好。f.污水有腐蚀作用，时间不易过长，不易中途停顿。船舶辅机 船舶辅机六、锅炉的检验Boiler Survey检验内容包括锅炉本体及主要部件、主要附件、指示仪表。设计压力大于0.35MPa 且受热面积大于4.65m2的锅炉：炉龄8年，1年一次。检验由验船师Surveyor 进行。1.检验期限Survey Interval船舶辅机 船舶辅机2.检验准备Survey Preparation(1)隔断与其它

21、锅炉的蒸汽管路和给水管路，用铁丝将所关的截止阀绑住，挂上告示牌。(2)锅筒内有人工作时，锅筒外应有人照明。(3)对内部进行充分通风保证足够空气。(4)锅筒内不允许明火照明，照明灯不超过24V。(5)锅筒内禁止吸烟，易燃物不准带入锅筒。(6)无关用品和易燃物不准带入锅筒内，带入的工具和物件要清点登记并用小盒存放。船舶辅机 船舶辅机3.检验项目Survey Item(1)安装附件的孔口边缘和人孔边缘内侧。(2)人孔盖及其横梁上的孔有无变形。(3)蒸汽空间管壁有无腐蚀。(4)锅筒封头弯角处及给水管连接处有无裂纹。(5)受热面管子鼓疱、变形(下垂量不许超过管径2倍、管距变化不超过2535%，管端扩接处

22、烟气侧有盐渍应重新扩管)和腐蚀麻点。(6)锅筒、联箱厚度。(7)其它检验项目。船舶辅机 船舶辅机水垢形态 水垢形态 推断 推断水垢呈深红色或深褐色条纹，其余地 水垢呈深红色或深褐色条纹，其余地方为均匀的淡黄色 方为均匀的淡黄色有细微裂纹存在 有细微裂纹存在水垢因含有氧化铁成分，为局部的深 水垢因含有氧化铁成分，为局部的深色 色局部腐蚀 局部腐蚀水垢呈褐色，易脱落，下面有黑色氧 水垢呈褐色，易脱落，下面有黑色氧化铁 化铁腐蚀处于 腐蚀处于活化阶段 活化阶段水垢牢固地贴在麻点上，颜色淡 水垢牢固地贴在麻点上，颜色淡停止腐蚀的麻点 停止腐蚀的麻点4.检验锅炉的腐蚀和裂纹Corrosion&Crack

23、检查腐蚀和裂纹，应在水垢未清除之前进行，因为此时腐蚀和裂纹可通过水垢表面特征显示。在水位波动区域容易产生腐蚀。船舶辅机 船舶辅机腐蚀麻点深度测量方法Corrosion Pit Measurement压铅法：将软合金压入麻点，用手锤敲平，取出测量厚度。金属浇铸法：将低熔点金属(如焊锡)熔化后注入麻点中，凝固后取出测量其厚度。测量结果 测量结果 处理方法 处理方法锅筒等厚度普遍减薄 锅筒等厚度普遍减薄 10%10%验算强度 验算强度，降 降压使用 压使用腐蚀减薄不超过 腐蚀减薄不超过 30%30%，面积，面积 2500cm 2500cm2 2堆焊修补 堆焊修补(焊 焊补应预热且焊 补应预热且焊后保

24、温 后保温)腐蚀减薄超过 腐蚀减薄超过 30%30%，但凹坑直径不超过，但凹坑直径不超过 3 3倍 倍厚度、坑距不小于 厚度、坑距不小于 120mm 120mm船舶辅机 船舶辅机裂纹的检查Crack Measurement(1)通过水垢的颜色判断裂纹位置(2)煤油白粉法：用14%的硫酸浸蚀需检查处，然后用煤油浸湿，25min后擦干，涂上白粉，煤油会透过白粉显示裂纹。(3)超生波探伤法：使用超生波探伤仪。原则上不许有裂纹。如仅少数裂纹且未穿透可焊补；若多处裂纹且深度大，考虑换新。船舶辅机 船舶辅机5.水压试验Hydraulic(Press.)Test(1)锅炉大修后或检验时发现有必要或长期停用后进行试验。(3)安全阀用专用夹具锁紧，不能用调紧弹簧的方法。取下不能承受超压的零件和仪表。(4)打开空气阀，用手摇泵向锅筒内充水，确认排污阀和泄放阀无漏泄，空气阀溢水后关闭。加至试验压力保持5min压力不下降合格。(2)水压试验压力为1.25倍锅炉设计压力，大修后试验压力为1.5倍锅炉设计压力。