TEAMTEC焚烧炉故障解决实例_康以宣.pdf

2023 年 1 月航海技术第 1 期TEAMTEC 焚烧炉故障解决实例康以宣(中波轮船股份公司)随着时代的发展，人们对环境友好型船舶的需求也越来越多，船舶人员安全生产所产生的各种生活废弃物、机械设备安全运转积累的各种代谢产物、船舶运营时部分积载货物的残存物等都需要安全、妥善地去处理。现在船舶上处理各种污染物的方法有 2 种:一种是送岸处理，另一种是船上处理，符合国际公约要求，并按一定标准生产的合格设备来处理。船舶上安装的焚烧炉就是其中的一种设备，现在各种远洋船舶基本安装了这种设备，此设备一般用来处理船上的生活废弃物、油渣、油回丝、部分可处理的货物包装材料等。焚烧炉设备和这些待处理物一定要符合焚烧炉设备和这些待处理物一定要符合国际海事组织(International Maritime Organization，IMO)在海上环境保护委员会(Maritime EnvironmentProtection Committee，MEPC)第 76 次会议上通过的国际防止船舶造成污染公约。1TEAMTEC 焚烧炉组成及原理TEAMTEC 绿洲 OG120C 型焚烧炉是由中国船舶集团有限公司旗下南京绿洲船用机械有限公司从挪威 TEAMTEC 公司引进的一款优秀产品，用于船上废油及固体垃圾的焚烧。该产品由于结构简单、可靠、操作方便、维修保养工作量少等特点在船舶上得到广泛使用，它的整个系统(见图 1)可分为 4 个部分:柴油燃烧器、渣油燃烧器、燃油加热器和电控箱及燃烧室;烟气风机(带烟气风门或变频器);带循环泵和加热器的油渣服务柜、带注油泵和加热器的油渣沉淀柜;柴油服务系统。图 1TEAMTEC 绿洲 OG120C 型焚烧炉系统1)柴油燃烧器主要用来点燃垃圾、控制炉膛内的温度。渣油燃烧器向炉膛内投放符合要求的渣油进行燃烧。燃油加热器和电控箱及燃烧室:燃油加热器在控制程序的作用下加热燃油，使之达到燃烧的条件;电控箱是整个焚烧炉的核心，控制着焚烧炉的安全可靠运行，接收输入命令，实时对各类数据进行分析、对比、计算，然后把处理后的数据、命令送到执行机构、报警终端、安保设施等;燃烧室是一个圆柱形腔室，为钢结构，配有厚 50 mm 的绝热材料，内部为耐火砖结构，燃烧室外部由带冷却气体夹层的双层钢质壁板构成。2)烟气风机(带烟气风门或变频器)根据电控箱内主控板送来的信号进行调节风机的转速或烟气风门的开度大小。3)带循环泵和加热器的渣油服务柜主要是对渣油服务柜中的渣油进行循环和加热。带注油泵和加热器的渣油服务柜对渣油服务柜中的渣油进行加热并把渣油服务柜中的大量水分和不能燃烧的沉淀物分离出来。4)柴油服务系统主要由柴油供给泵、滤器、流量计、压力传感器、放残管路、服务柜等组成，主要作用是为柴油喷射器提供符合要求的燃油。TEAMTEC 绿洲 OG120C 型焚烧炉是通过程序逻辑控制器(PLC MicroLogix1400)控制的，控制器内部有操作功能和报警系统设定。人机界面是一个触摸式屏幕操作终端，通过该屏幕用户可以进行各种程序和任务的操作。该焚烧炉有 4 种模式:渣油模式、固体垃圾和渣油模式、固体垃圾模式、除渣模式。工作时，焚烧炉首先被柴油燃烧器加热，然后程序会根据情况自动计算所需的燃烧等级，并根据各传感器探得的数据综合计算后再去控制燃烧器的柴油电磁阀、风门、燃烧器电机、点火电极、蒸汽冲洗电磁阀、油渣计量泵的转速、风机转速、烟气风门开度等，精确控制燃烧条件，满足排放要求。2故障现象以一艘 2015 年 9 月份建造的 36 000 载重吨多用途散杂货船为研究对象，安装的正是 TEAMTEC绿洲 OG120C 型焚烧炉。图 2 为油渣计量泵温度探测故障显示。查阅导致焚烧炉不能正常工作的报警清单(见表 1)，可能是油渣计量泵温度传感器故障或者此温度传感器的信号放大器有故障，也有可能两者都同时发生了故障，焚烧炉不能进行下一步操作。打开电控箱发现，微处理器旁边状态显示灯显示:POWE 灯亮，FAULT 红灯亮闪，液晶窗口输入输出 I/O 端口显示无输出。图 2油渣计量泵温度探测故障显示表 1导致焚烧炉不能正常工作的警报清单报警信息设定点报警状态涉及部件详细信息描述烟气风门变频器故障油渣计量泵变频器故障烟气温度高炉膛温度高炉膛温度低马达过载焚烧炉投料门没关燃烧腔室压力低柴油温度低柴油温度高柴油压力低火焰故障电压故障蒸汽或空气压力低蒸汽或空气压力高渣油压力低渣油温度低渣油温度高渣油服务柜温度高烟气温度探测回路故障通信故障炉膛温度探测回路故障油渣计量泵温度探测回路故障油渣服务柜低位375 1 200 800 1 mmWC480 s、600 s90 11 bar220 V 10%15 bar45 bar01 bar50 95 110 故障灯亮并停炉+5 U1烟气风门变频器一个或多个故障 U6油渣计量泵变频器一个或多个故障 U4烟气温度高设定值 U2炉膛温度高于最大值 U2烟气温度低于操作值 F1，to F9保护继电器断开 Y3，Y4投料门上的微动开关未闭合 A11燃烧室压力低于设定值+2 S2设定时间内加热器未工作+2 S3安全热保护动作(须手动复位)+2S1柴油泵压力低+2 1火焰故障 K9电压超过正常值的 10%(5 秒以上)S5蒸汽或空气压力低 S5A蒸汽或空气压力高 S6渣油压力低 U3渣油温度低 U3渣油温度高+3A，1 S1渣油服务柜温度高(须手动复位)U4烟气传感器开路或断路或者放大器短路BetweenPLC 间的通信故障 U2炉膛温度传感器开路或断路或者放大器短路 U3油渣计量泵温度传感器开路或断路或者放大器短路+3A S1油渣油位低于低位开关(超过 5 s)54第 1 期康以宣:TEAMTEC 焚烧炉故障解决实例3故障分析和解决油渣计量泵温度传感器的故障现象比较明显，但并不难查，按故障现象查阅说明书就可以锁定故障的大致范围:可能是油渣计量泵温度传感器(见图 3)故障或者此温度传感器的信号放大器(见图 4中 2 个圆饼状的器件)故障，也有可能是两者同时发生了故障。对此，解决故障的方案有如下几种:更换温度传感器探头及线路;更换温度传感器的信号放大器(如果是单独放大器);更换温度传感器及其放大器;在程序逻辑器中进行设置，屏蔽掉这个传感器探头。图 3油渣计量泵温度传感器图 4信号放大器由于本文研究的船舶没有温度传感器和信号放大器的备件，通常船舶产生的污油都送岸处理，平时仅用焚烧炉处理生活废弃物，因此，优先尝试在程序逻辑器中把这个探头的功能取消。程序逻辑器的程序都储存在微处理器 MicroLogix1400 的存储卡，尝试进入系统，显示输入密码或联系服务商，没有授权密码无法进入修改，查阅说明书也没有相应的密码。在微处理器的操作板上进行重新加载程序(使用方形选择按钮，选择 POGAM，然后点击 ESTAT，再点击 OK)，微处理器旁的 FAULT 红灯消失，UN灯亮起，能正常加载程序，但程序加载完成后，同样的警报就来了，FAULT 红灯高闪，I/O 无输出，无法进行其他任何操作。通过查阅说明书，了解到控制系统一旦监测到任何异常情况，就会发出报警并停止焚烧炉工作，所以此警报点报警，导致控制程序停止，焚烧炉停止工作。通过观察，发现控制箱内另有燃烧室温度传感器的放大器(U2)和油渣计量泵温度传感器的放大器(U3)的适应电压、型号、调节对参数都一样，而燃烧室的温度显示正常，未报警，说明其传感器和放大器都是良好的。故此，把这 2 个探头对调，如果原故障解除，说明油渣计量泵温度传感器的放大器发生故障;如果原故障未解除，说明油渣计量泵温度传感器探头故障或者线路损坏。把燃烧室温度探头的接线接至 U3 放大器，油渣计量泵温度传感器接线接至 U2 放大器(探头接线进行对换)，发现同样的警报仍在，说明确实是油渣计量泵温度传感器探头及其线路有问题，把探头及线拆下检查，发现线的中间部分折损严重，焚烧炉的上方正好有滴水，水滴在探头的保护层上，沿线路保护层渗进折弯处的内部，导致探头损坏。根据此温度传感器的测量原理:不同的温度下传感器阻值不一样的热效应原理，传感器在一定电压下，电阻不同，产生的电流就不同，测得的电流通过放大器整流，进而转换为 4 20 mA 输出电流，送到微处理器，经过处理再转换成相应温度。因此，只要连接合适的电阻就能暂时使显示温度固定在一个合适的数值上，警报自然消除。多次尝试发现500 的电阻正合适，温度显示值为40 左右，连接电阻后的情形见图 5。此时警报消除，系统程序加载成功，FAULT 灯灭，UN 灯亮起，可以进行固体垃圾的焚烧。图 5信号放大器外接电阻值得注意的是，以上修理属于无备件情况下的紧急性修理，仅限焚烧固体垃圾模式，不可用于其他模式的焚烧，新备件上船后请及时更换，调整正常。64航海技术第 1 期4结束语1)从以上发生和解决问题的过程可以发现，焚烧炉作为船上的一个重要的防污染设备，部件少、系统简单、功能组合也不复杂，查找故障也较为简单明了。当油渣计量泵探头故障时，系统会发出 FAULT报警，切断输出通道，使焚烧炉不能进行固体垃圾焚烧，而且不能由使用者在系统内调节。这个程序上的设计显然不合常理、不切实际，希望厂家对这类型的产品进行程序上改进、升级，使该产品可操作性更强，更符合设备的使用情况。2)可以在条件允许的情况下储备一些船上重要设备的易损件，如油嘴、皮带、温度传感器、压力传感器、接触器、轴承等，以便设备出问题的时候进行判断和修理。3)对设备的工作原理、各部件功能、设计原理要做到清晰明了。这就要求工作人员平时多加涉猎各方面知识，并做到活学活用，碰到不同问题时才能有办法去测试、验证和解决。4)对电气设备的维护保养要严禁接触水汽、水雾、海水等潮湿、高盐环境，一旦接触要及时驱湿、驱潮、清洁保养。5)TEAMTEC 绿洲 OG120C 型焚烧炉的售后服务有待改进和提高，查阅说明书发现，仅有挪威TEAMTEC 公司的服务电话，而没有绿洲服务工程师的电话，这样就给船上及时解决产品问题设置了障碍，希望这款产品的售后服务能够得到进一步完善。作者简介:康以宣，轮机长，(E-mail)1362146237 qq com航海技术 在全国期刊核验和审读检查中获评“优秀”级根据国家新闻出版署 关于开展期刊核验工作的通知(国新出发电 2022 13 号)、中国科协主管期刊审读办法(试行)的要求，中国科协组织开展了全国主管期刊年度核验和审读工作。主要从出版运行情况、出版导向情况、出版质量情况、主办单位责任落实情况、期刊及从业人员遵规守纪情况、期刊融合发展情况等方面深入检查，促进各刊持续健康发展。由中国科协主管、中国航海学会主办的航海技术(CN 10-1744/U ISSN 1006-1738)科技期刊，在本次核验和审读过程中，经专家组审读评定，荣获为“优秀”级期刊!本次审读共抽选中国科协主管期刊 171 种，占中国科协主管期刊总数的 33 5%。其中按学术类期刊审读的为 153 种，按非学术类期刊审读的为 18 种。评价分为“优秀”级、“合格”级、“不合格”级三类，分别占本次审读期刊总数的 43 3%、54 4%、2 3%。中国科协提出，各期刊主办单位、出版单位要深入学习贯彻党的二十大精神，全面落实意识形态工作责任制，认真组织编辑学习 报纸期刊质量管理规定 期刊出版形式规范 图书、期刊、音像制品、电子出版物重大选题备案办法 关于进一步规范出版物文字使用的通知 等重要规范性文件。各主办单位应健全质量管理制度，切实规范出版秩序。各出版单位要认真遵守法律法规、国家政策以及办刊宗旨、编辑方针和行业规范，树立精品意识，加强选题、内容、编校、印制各环节审核把关。“优秀”级期刊再接再厉，进一步发挥好示范带动作用，将学会建设和期刊发展统筹规划，采取有效措施推动主办期刊可持续高质量发展，不断提高期刊学术质量和影响力。74第 1 期康以宣:TEAMTEC 焚烧炉故障解决实例