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船舶辅锅炉几种水位的定义及“失水”应对措施辨析
时间:2010年08月21日   作者:佚名  点击次数: 【字体:

概念定义”,两个词的含义不同。“锅炉水位是概念,锅炉的各种水位必须有明确的定义

船舶辅机课程辅(蒸汽)锅炉部分,备课和授课过程中发现,锅炉的各种水位过多且定义不明确,不仅造成授课困难和学生理解错误,还可能导致在船船员(包括学生毕业后在船工作)失误,故建议航运行业的主管机关、学界和企业清晰界定锅炉的各种水位。

本文提出一些见解敬请指正。

1 锅炉水位分类

锅炉水位,指锅炉汽水空间内的水面位置,最低和最高分别是锅炉汽和水空间的最低点(无水)和最高点(充满水)

锅炉工作水位适当,是锅炉正常工作必要条件,如所周

过高,炉水可能随蒸汽溢出导致水击损坏用汽设备。

过低,部分传热面可能因失去炉水冷却而高温烧损,尤其是传热面温度过高又被补加的水骤冷,极易裂纹或扩管连接处松动漏泄。

分析锅炉实际工作情况,水位有三类(见图1)

船舶辅锅炉几种水位的定义及“失水”应对措施辨析

正常工作水位

过高水位(高于正常工作水位)

过低水位(低于正常工作水位)

2 锅炉正常工作水位

2.1 定义

正常工作水位,指能保证锅炉安全正常工作的水位,其高度范围

正常工作水位上限低于锅炉汽水空间的蒸汽出口一定高度

正常工作水位下限高于锅炉传热面最高点一定高度。

水位表均明显标识正常工作水位上限和正常工作水位下限

上述一定高度和水位表标识都有强制性规

中国船级社《钢质海船船舶入级与建造规范》2006年版第6.3.4.7条规定了不同型式锅炉的不同正常工作水位上限和下限

中国船级社《钢质海船船舶入级与建造规范》2006年版第6.3.4.2条规定,“水位表的水位最低显示位置应与锅炉的最低工作水位高度相一致,但对水管锅炉应位于最低工作水位以下50 mm”;以及

国家《蒸汽锅炉安全技术监察规程1997年版第157条,水位表下部可见边缘应比最低安全水位至少低25 mm,和上部可见边缘应比最高安全水位至少高25 mm”。其中最低安全水位最高安全水位应可理解为正常工作水位下限正常工作水位上限

2.2 确认方法

可通过目视确认有疑问可冲洗水位表后确认

2.3 正常工作水位的某些其他表述辨析

(1)最高工作水位和最低工作水位

最低工作水位和最高工作水位,如上引《钢质海船船舶入级与建造规范2006年版第6.3.4.2条。

最高工作水位最低工作水位的词义不准确,实际是说安全工作最高水位安全工作最低水位

建议不使用最高工作水位最低工作水位,因为不如正常工作水位上限正常工作水位下限准确

(2)最高安全水位和最低安全水位

最低安全水位和最高安全水位,见于国家《蒸汽锅炉安全技术监察规程1997年版第157条。

建议不使用最低安全水位最高安全水位,理由

词义不明确,可能被理解为最高安全的水位和最低安全的水位严格地说应是安全工作最低水位安全工作最高水”;

不如正常工作水位上限正常工作水位下限准确。

(3)锅炉最高水位锅炉最低水位

见于《水运技术词典》(交通部《水运技术词典》编辑委员会主编,人民交通出版社,1984年出版,293页,最高水位、最低水位词条):“(1)锅炉最高水位,是指锅炉工作时允许的水位上限(2)锅炉最低水位,是指锅炉工作时允许的水位下……”。

建议不使用锅炉最高水位锅炉最低水位,理由是其词义不确切易与前述锅炉水位最低是锅炉汽和水空间的最低点(无水)和最高是锅炉汽和水空间充满水混淆。

(4)高水位低水位

高水位低水位常用来简称正常工作水位上限和正常工作水位下限,例如中华人民共和国船舶检验局《内河营运船舶检验规程1993年版第十三章第三节13.3.3.1条。

建议不使用高水位低水位,理由

高水位低水位词义不准确,不知水位高或低到什么程度

从字面理解似乎锅炉本来就有高水位低水位两个水位,导致理解困难和引起争论。

若以为正常工作水位上限和正常工作水位下限太罗嗦,为便于船舶日常工作而必须简化,建议允许船舶日常口语使用高水位低水位,但不宜见诸文字。

3 锅炉过高水位

(1)定义

过高水位,指锅炉工作时高于正常工作水位上限的水位。

(2)确认方法

水位低于水位表(显示部分)上缘,可目视确认

水位高于水位表(显示部分)上缘,可冲洗水位表确认。

(3)危害

水位过高,炉水可能随蒸汽溢出(汽水共腾),导致水击,损坏用汽设备(汽缸、管路)

(4)应对措施

水位低于水位表(显示部分)上缘,可手动停止给水泵,密切监视水位变化,待水位降低至正常工作水位后恢复给水泵工作必要时查明原因并消除之。

水位高于水位表(显示部分)上缘,应立即停止锅炉燃烧或加热,关闭主蒸汽阀停止设备用汽,查明原因并消除后再恢复锅炉工作

(5)过高水位的某些其他表述辨析

船舶辅锅炉,一般不向动力设备供汽,不大会损坏蒸汽动力设备且蒸汽压力不高,蒸汽管路水击损坏的可能也不大。所以航运行业主管机关、学界和企业对锅炉水位过高讨论很少,基本没有分歧。

4 锅炉过低水位

定义一一过低水位,指锅炉工作时低于正常工作水位下限的水位。

按此定义,过低水位范围包括正常工作水位下限至汽和水空间最低点水位在不同区间对锅炉安全的影响不同,应对措施也不同为方便船上操作,可细分为可见过低水位和不可见过低水位两种

4.1 可见过低水位

(1)定义和确认方法

可见过低水位,指锅炉工作时,水位低于正常工作水位下限但水位表上仍能看到(包括叫水后看到)的水位。按此定义过低水位有两种确认方法也不

工作水位在正常工作水位下限(不含)与水位表(显示部分)下缘(不含)之间,可直接目视确认,若有疑问,可冲洗水位表后确认

工作水位在水位表(显示部分)下缘()与水位表下连通管(不含)之间,可采取某些措施(例如叫水)目视确认。

叫水,指一种水位表的操作,即:关闭水位表通汽阀水位表内蒸汽冷凝而压力低于锅炉压力若水连管内有水则流入水位表水位表因而出现水位

(2)危害

可见过低水位,低于正常工作水位下限(正常工作水位下限距水位表显示部分的下缘一般在25 mm左右),尚不低于水位表下连通管,对锅炉正常工作只是危险趋势而没有实质性危害。

(3)应对措施

属于不正常状态,必须立即采取措施,包

立即补充炉水

若必要,立即停止锅炉燃烧或加热

若必要(锅炉汽压下降过快可能导致汽水共腾),暂时关闭主蒸汽阀,停止设备用汽。

4.2 不可见过低水位

(1)定义和确认方法

不可见过低水位,指锅炉工作时,水位低于正常工作水位下限,且目视(叫水后仍)不能确认的水位。

按此定义,不可见过低水位包括下列两

工作水位在水位表下连通管(不含)与锅炉传热面最高点(不含)之间

工作水位低于锅炉传热面最高点。

确认水位的唯一方法是锅炉降压和充分冷却后打开人孔或手孔查看。

(2)危害

种情况,工作水位在水位表下连通管(不含)与锅炉传热面最高点(不含)之间,锅炉传热面尚未经干烧过热,对锅炉只是危险趋势而没有实质性损坏。

种情况,工作水位低于锅炉传热面最高点,锅炉传热面部分已经干烧可能已经过热甚至部分损坏。

(3)应对措施

属于不正常状态必须立即采取措施。

种情况,锅炉传热面尚未经干烧过热,没有实质性损坏,理论上可以立即补充炉水。但是,当时没有办法确认水位一定高于锅炉传热面最高点(如前所述,确认水位的唯一方法是锅炉降压和充分冷却后打开人孔或手孔查看,所以,必须做最坏打算,按第种情况采取应对措施。

种情况,锅炉传热面部分已经干烧,可能已经过热甚至部分损坏,若贸然补充炉水,已经干烧过热而尚未损坏的受热面骤冷,必然导致更严重的损坏。所以,应对措施包

立即停止锅炉燃烧

关闭主蒸汽阀,停止设备用汽

锅炉充分冷却前,绝对不可向锅炉补水

锅炉充分冷却,适当放掉部分炉水,打开人孔或手孔,检查确认受热面受损程度,适当修理。

4.3 过低水位的某些其他表述辨析

(1)最低危险水位

最低危险水位”,见于大连海事大学出版社出版的《船舶辅机》培训书2008年版第271页,最低危险水位,是指水位降至最低水位之下的危险水位

最低危险水位”,构词方法错误,词义不准确,不明确最低二字修饰危险、修饰水位、还是修饰危险水位”:

最低二字修饰危险,则最低危险水位应是危险性最低的水位”;

最低二字修饰水位,则最低危险水位应是可能发生危险的水位的最低”,只能是锅炉汽水空间没有水(水位高度为零)

联系后文的低于最低工作水位线的锅炉水位最低危险水位应该是危险低水位

最低危险水位”,主管机关没有要求在水位表上标识,实际上船舶一般也不标识,因而于船舶实际操作没有任何意义

低于最低工作水位线的锅炉水位实际是指过低水位,建议废止最低危险水位”。

2)“最低极限水位

最低极限水位”,见于中华人民共和国船舶检验局《内河营运船舶检验规程1993年版第十三章第三节13.3.3.1条,规定“……(3)锅炉水位小于最低极限水位时,则应自动停止供油和燃烧,并报警。中华人民共和国船舶检验局《海上营运船舶检验规程》也有类似规定

最低极限水位,构词方法错误,词义不准确,不明确最低二字修饰极限、修饰水位、还是修饰极限水位”:

最低二字修饰极限,而极限就是“最”,则极限”与“最”重复

最低二字修饰“水位”,最低极限水位极限低水位,也只能是锅炉汽和水空间没有水(水位高度为零)

联系后文的应自动停止供油和燃烧,并报警最低极限水位应该是危险低水位

最低极限水位”,主管机关没有要求在水位表上标识,实际上船舶一般也不标识因而于船舶实际操作没有任何意义。

建议废止最低极限水位

5 锅炉失水以及应对措施

5.1 锅炉失水的定义

失水,顾名思义,是指锅炉缺水,或者不能保证锅炉安全,或者不能保持锅炉正常工作。因而,可以从这两方面界定失水

从保证锅炉安全的角度,“失水应该以水位是否低至锅炉传热面最高点为标准。因为,按照前面的分析,只要锅炉水位不低于锅炉传热面最高点,锅炉传热面就不会干烧,也就没有实质性损伤。

从保持锅炉正常工作的角度,“失水应该以水位是否可见为标准。因为,水位一旦不可见,不论其是否低至锅炉传热面最高点,都必须做最坏打算,按本文第4过低水位的第种情况(水位低于锅炉传热面最高点)采取应对措施。

建议失水定义为锅炉水位低于正常工作水位下限,即包括可见过低水位不可见过低水位,理由

锅炉实际操作只能确定锅炉水位可见和不可见,失水仅定义为不可见过低水位没有实际意义

可见过低水位包括正常工作水位下限至水位表(显示部分)下缘,虽然对锅炉没有实质性危害,却是危险趋势,也必须立即采取补救措施。

若规定失水水位为水位表(玻璃)下缘,极易误将水位表下缘的影子作为水位若将失水水位规定为水位表(显示部分)下缘以上若干毫米,却因锅炉正常工作水位下限与水位表(显示部分)下缘之间距离很短(一般只有25 mm)和船舶纵倾、横倾和摇摆难以判定而没有实际意义

失水定义为锅炉水位低于正常工作水位下限,即包括本文4锅炉过低水位所述的包括可见过低水位不可见过低水位”,因而也可分为可见失水不可见失水

5.2 失水的应对措施

关于失水事故的处置,现有《船舶辅机》教科书有两种观点不妥

(1)不区分可见失水不可见失水

多数教科书,不考虑可见失水(可见过低水位)不可见失水(不可见过低水位)的区别,统统要求一旦发现失水,不能马上加水,以防赤热的受热面遇水而产生裂纹,甚至锅炉爆炸,并立刻停汽停炉

实际上,可见失水不必立刻停汽停炉马上加水也不会赤热的受热面遇水而产生裂纹,甚至锅炉爆炸

这种观点,理论上不成立,船员不信服不从实际出发给操作带来麻烦,不会被船员认可,行不通。

(2)贸然加大给水量

某些教科书认为,锅炉处于失水危险状态,只要能明确知道数分钟前水位仍处于正常位置,则可加大给水量,前提难以理解,表述不科学,完全错

数分钟究竟是多少分钟?不同额定蒸发量和负荷(实际蒸发量)的锅炉一样吗?

数分钟后发现失水”,水位肯定不会降低至受热面最高点之下?有何依据?不同型式、不同额定蒸汽压力和/或燃烧强度的锅炉都一样吗?还是锅炉受热面干烧数分钟不会损坏?

这种观点,易混淆失水概念,导致教学困难甚至危及船舶安全,必须纠正

5.3 失水不是事故

IMO推荐的《国际安全管理规则应用指南[3]的定

事故系指造成人员伤亡或造成环境、船舶或其货物损害的事件。可见,事故是过去完成时态,实际伤害和/或损害已是既成事实

险情系指若进一步发展会造成事故的情况(事故前兆)

失水不能认定为事故,最多是险情,因

失水定义为锅炉水位低于正常工作水位下限,只是当时水位的状态,是现在进行时态,而不是过去完成时态,锅炉可能已经损坏,也可能将要损害,或者根本不会损坏。

主管机关关于事故的分类、报告、调查、统计(标准)、处理等的规定也没有一件将失水定性为事故。

《水运技术词典》是水运行业权威学术著作,没有依据就将失水定性为事故状态显然不妥。况且事故不是状态而是事件

《水运技术词典》的相关词条把锅炉内的水位低于水位表上标出的最低工作水位定性为事故,可能是形势使然。根据有关文献和曾参与《水运技术词典》编撰的人员介绍,该词典1984年出版之前,我国水运行业陆续发生多起失水导致的锅炉事故,损失惨重。其中大部分锅炉损坏不是因为前述的水位低于受热面最高点,没有炉水冷却的部分受热面干烧,而是因为船员经验不足或心存侥幸发现失水后未确认水位高于受热面最高点就贸然补水,致使温度过高的受热面遇温度较低的炉水急剧冷却而变形损坏为了抑制失水损坏锅炉的事故,该词典编撰组织者和编写者认为有必要加强防范,体现

提高失水的水位高度,将低于正常工作水位下限而不是水位表(显示部分)下缘作为失水的标准

不论锅炉损坏与否,都定性为事故。

然而,词典表达的是学术观点,没有任何约束力提高失水的水位高度,获得了广泛认同(尤其是主管机关认同),效果良好定性为事故,没有得到法律和(主管机关行政)法令的支持也就无法执行,水运技术词典1984年发行以来,失水从来没有作为事故列入统计项目,也就没有一件作为事故而报告、调查和处理。

总之,失水不符合事故的定义,不是事故,也不是事故状态。硬把失水作为事故状态也不会对防范失水有任何作用

6 结束语

锅炉各种水位过多且定义不明确,显示航运业的国家主管机关、学术机构和院校相关人员用语、用词不严谨。其原因,愚以为可能是沿用习惯用语、口语化用语或约定俗成之故,可能还有翻译的原因

解决之道,长远看,寄望于建立(船舶单位)、学(专业学校)、研(学术研究机构)、管(国家主管机关)全面合作机制当务之急,是规范相关资料(规则、规程、教材、参考书等)用词,关键是航运行业主管机关出面组织官员、学者、从业者筛选锅炉各种水位并科学地制定清晰的定义,强制推行。

参考文献

1 船级杜.钢质海船船舶入级与建造规范.人民交通出版20063-79.

2 水运技术词典编辑委员会《水运技术词典》轮机管理分册.人民交通出版社,1988293308.

3 际航运公会(ICS)和国际航运联合会(ISF).国际安全管理规则应用指南.1993.

作者:王金祥  来源:航海技术

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