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1、浅析船舶内燃机积灰燃烧问题及对策 船舶内燃机烟道积灰的燃烧是一个需要特别注意的问题，尤其是在运输石油等危险物品时一定要对其风险程度进行必要的评估。积灰燃烧会极大地威胁船舶的安全，还会增加不必要的工作量以及额外的操作。本文通过对船舶内燃机积灰燃烧的成因的分析以及在实际中发生的积灰燃烧现象的探究，提出预防和应对船舶内燃机积灰燃烧的具体对策。 1.船舶内燃机积灰燃烧成因 燃烧是可燃物的一种氧化反应，是可燃物、助燃物与着火点共同作用下发生的现象，燃烧发出的火花实际是由于物体在燃烧过程中的一种表现形式，是一种外在的现象。船舶内燃机积灰燃烧的主要原因有： 1.1.船舶内燃机烟道内产生可燃物。船舶内燃机使用
2、的燃料在不完全燃烧时会产生含有碳与硫化物的可燃物体，可以再次燃烧。船舶的不同燃油品种在物理性能与燃烧性能上都有很大的不同，当前大多数船舶所用的燃油质量都不高，劣质的燃油在经过燃烧后所产生的固体颗粒物会更多，尤其是沥青烯的量会比较高，相对来说，金属钒钠及铝的含量则较低，而其中钒能够有效地辅助碳的燃烧。因此，使用劣质燃油会产生以下问题： 1.1.1.燃料燃烧时间较长，导致内燃机在单位时间内产生的动力不足。 1.1.2燃料在燃烧后会产生更多的固体颗粒物，将造成主机扫气侧的脏堵加剧，导致扫气不良，从而使不完全燃烧导致的烟道积灰之中可燃物剧增，还会激昂正在燃烧的炭由内燃机主机气缸带至排气中。根据实际测算
3、，利用柴油和重油产生的烟灰量的比值大约为1:6，而在实际航行中，船舶使用的重油量远比使用的轻油量大，因此，船舶在航行中产生的烟灰量大多是由重油燃烧产生的。 另外，积灰量的大小还与内燃机主机负荷有很大关系，在船舶航行中，积灰量会随着主机符合的增加而不断增大。 1.2.客观存在的助燃物质。船舶内燃机的烟道同外部空气是相互连通的，因此在烟道内部会存在着大量空气，一定程度上对积灰燃烧起到辅助作用。 1.3.着火点的出现。通常情况下，着火点出现有以下情况： 1.3.1.在通过内燃机主机烟道排气口派出的烟气中，会有一些烟灰粘在节能器蒸发管管壁上，并随着时间推移不断积累增多。船舶在重载时，内燃机负荷增加，排
4、气的温度会大大升高至350甚至会继续升高，这就使蒸发管管壁的温度接近于饱和温度，而随着蒸发管管壁上累积的烟灰量的持续增加，蒸发管内的饱和水就无法充分和有效地冷却烟灰的表面，导致积灰温度继续上升，而当积灰积累到一定的厚度时，就会达到并形成着火点。根据实际测算，当机会厚度到2至3毫米时，其表面温度就能达到着火点。另外，相比于蒸发管管壁的积灰，集灰斗内的积灰更易于达到着火点而发生自燃现象，因为此处没有饱和水对积灰表面进行冷却。 1.3.2.当温度较低时，燃料炭颗粒会慢慢地氧化并放出热量。正常情况下，内燃机烟道烟气的流动速度较高，能够有效地散热，炭粒氧化散发的热量能够迅速被带走，不会达到着火点并燃烧。
5、然而，当内燃机停止运行后，烟道内的烟气停止流动，散热较差，氧化放出的热量无法散发出去，烟道内的温度会逐渐上升，从而加速氧化过程并释放出更多的热量，最终导致燃料达到着火点重新燃烧。 2.船舶内燃机积灰燃烧现象分析 根据对实际燃烧现象的观察发现，但烟道出现燃烧火花时，废气节能器中也会出现火花，而在白天还能观察到集灰斗中出现火苗。内燃机增压器的出口位置至废气节能器进口处的烟道中可以发现有积灰存在，而后者管壁上的积灰更多，且管壁上部比下部积灰少。另外，发生燃烧现象的船舶在航行中所使用的重油和轻油之比约为10:1。 通过对船舶发生燃烧时的各部分运行状况的记录，发现内燃机主机各缸的出现火花时排气的温度都有
6、所升高，而在当时的航线海况并不理想，因此，船舶处于重载以及高度运行状态。这说明，当传播的承载量较大且主机符合较大时，更容易达到着火点。而在通常情况下，集灰斗里的出现积灰主要是由于主机和循环饱和水泵长时间地处于停用状态，或集灰斗经过了水洗，或废气节能器内堵塞导致烟灰下落，通过实际观察和记录，后两种情况发生的概率更大。 3.应对船舶内燃机积灰燃烧的有效措施 3.1.有效预防。预防是最基本也是最重要的应对措施，预防措施主要是清除引起烟道内的积灰燃烧的可燃物体以及着火的燃料，从根本上消除烟道内积灰燃烧的可能。有效的预防措施主要有：将不同的燃油分开存储，正确对燃油进行预处理，有效对燃油喷嘴进行维护保养与
7、及时清洗，保证内燃机主机的扫气口与排气口以及排气烟道的清洁度，定期对内燃机活塞环与缸套的状况进行检查并保证其密封性能。另外，在烟道内有废气时要进行每天一次的积灰清理工作，还要定期在停航期间使用高压淡水清洗烟道，防止积灰量达到危险程度。 3.2.及时限制和阻止积灰燃烧事故的扩大。当发生烟道内积灰燃烧现象时，要采取及时有效的限制性措施应对事故的发生，防止燃烧事故的蔓延并最大程度上降低带来的损失。有效的限制性措施主要有安装阻火器与泄压设备，在燃烧处设置防火墙与防爆墙。而在实际应用中，使用火花熄灭期产生的效果比较明显，通过火花熄灭期，一旦探测设备接收到烟道出现火花的预警信号，在烟道排出口安装的喷嘴就会
8、喷射出水来灭火。灭火通常发生在船舶航行期间，因此要控制好喷水量，不能太多，一致水量供应不足，也不能太少，以至于达不到降温和灭火效果，因此，通常喷水量根据对主机排气温度的计算来确定，使喷出的水可以全部被蒸发并随着废气一起排出。 3.2.1.有效的消防措施。在船舶上要配备完善的消防设施，在发生积灰燃烧且火势有扩大趋势时要及时地扑灭，将火势控制在初期，防止造成大范围的火灾甚至爆炸，带来人员与财物损失。 3.2.2.及时的人员及物资疏散。船舶航行要制定实际有效的应急预案，当发生大范围火灾时，要迅速疏散船上的人员并将重要物资撤离至安全区域。 通过对船舶内燃机烟道内积灰燃烧的成因的掌握，以及实际燃烧现象的观察和分析，能够有效的在关键位置与关键时刻尽心积灰燃烧的预防与补救，保障船舶运行中人员与财物的安全性。