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船舶輔鍋爐幾種水位的定義及“失水”應對措施辨析
時間:2010年08月21日   作者:佚名  點擊次數(shù): 【字體:

概念定義”,兩個詞的含義不同?!?/SPAN>鍋爐水位是概念,鍋爐的各種水位必須有明確的定義。

船舶輔機課程輔(蒸汽)鍋爐部分,備課和授課過程中發(fā)現(xiàn),鍋爐的各種水位過多且定義不明確,不僅造成授課困難和學生理解錯誤,還可能導致在船船員(包括學生畢業(yè)后在船工作)失誤,故建議航運行業(yè)的主管機關、學界和企業(yè)清晰界定鍋爐的各種水位。

本文提出一些見解敬請指正。

1 鍋爐水位分類

鍋爐水位,指鍋爐汽水空間內的水面位置,最低和最高分別是鍋爐汽和水空間的最低點(無水)和最高點(充滿水)。

鍋爐工作水位適當,是鍋爐正常工作必要條件,如所周

過高,爐水可能隨蒸汽溢出導致水擊損壞用汽設備。

過低,部分傳熱面可能因失去爐水冷卻而高溫燒損,尤其是傳熱面溫度過高又被補加的水驟冷,極易裂紋或擴管連接處松動漏泄。

分析鍋爐實際工作情況,水位有三類(見圖1)

船舶輔鍋爐幾種水位的定義及“失水”應對措施辨析

正常工作水位;

過高水位(高于正常工作水位)

過低水位(低于正常工作水位)

2 鍋爐正常工作水位

2.1 定義

正常工作水位,指能保證鍋爐安全正常工作的水位,其高度范圍

正常工作水位上限,低于鍋爐汽水空間的蒸汽出口一定高度

正常工作水位下限,高于鍋爐傳熱面最高點一定高度。

水位表均明顯標識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標識都有強制性規(guī)

中國船級社《鋼質海船船舶入級與建造規(guī)范》2006年版第6.3.4.7條規(guī)定了不同型式鍋爐的不同正常工作水位上限和下限;

中國船級社《鋼質海船船舶入級與建造規(guī)范》2006年版第6.3.4.2條規(guī)定,“水位表的水位最低顯示位置應與鍋爐的最低工作水位高度相一致,但對水管鍋爐應位于最低工作水位以下50 mm”;以及

國家《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程1997年版第157條,水位表下部可見邊緣應比最低安全水位至少低25 mm,和上部可見邊緣應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應可理解為正常工作水位下限正常工作水位上限

2.2 確認方法

可通過目視確認,有疑問可沖洗水位表后確認。

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《鋼質海船船舶入級與建造規(guī)范2006年版第6.3.4.2條。

最高工作水位最低工作水位的詞義不準確,實際是說安全工作最高水位安全工作最低水位

建議不使用最高工作水位最低工作水位,因為不如正常工作水位上限正常工作水位下限準確。

(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,見于國家《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程1997年版第157條。

建議不使用最低安全水位最高安全水位,理由

詞義不明確,可能被理解為最高安全的水位和最低安全的水位嚴格地說,應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準確。

(3)鍋爐最高水位鍋爐最低水位

見于《水運技術詞典》(交通部《水運技術詞典》編輯委員會主編,人民交通出版社,1984年出版,293頁,最高水位、最低水位詞條):“(1)鍋爐最高水位,是指鍋爐工作時允許的水位上限(2)鍋爐最低水位,是指鍋爐工作時允許的水位下……”。

建議不使用鍋爐最高水位鍋爐最低水位,理由是其詞義不確切易與前述鍋爐水位最低是鍋爐汽和水空間的最低點(無水)和最高是鍋爐汽和水空間充滿水混淆。

(4)高水位低水位

高水位低水位常用來簡稱正常工作水位上限和正常工作水位下限,例如中華人民共和國船舶檢驗局《內河營運船舶檢驗規(guī)程1993年版第十三章第三節(jié)13.3.3.1條。

建議不使用高水位低水位,理由

高水位低水位詞義不準確,不知水位高或低到什么程度

從字面理解似乎鍋爐本來就有高水位低水位兩個水位,導致理解困難和引起爭論。

若以為正常工作水位上限和正常工作水位下限太羅嗦,為便于船舶日常工作而必須簡化,建議允許船舶日??谡Z使用高水位低水位,但不宜見諸文字。

3 鍋爐過高水位

(1)定義

過高水位,指鍋爐工作時高于正常工作水位上限的水位。

(2)確認方法

水位低于水位表(顯示部分)上緣,可目視確認;

水位高于水位表(顯示部分)上緣,可沖洗水位表確認。

(3)危害

水位過高,爐水可能隨蒸汽溢出(汽水共騰),導致水擊,損壞用汽設備(汽缸、管路)。

(4)應對措施

水位低于水位表(顯示部分)上緣,可手動停止給水泵,密切監(jiān)視水位變化,待水位降低至正常工作水位后恢復給水泵工作,必要時查明原因并消除之。

水位高于水位表(顯示部分)上緣,應立即停止鍋爐燃燒或加熱,關閉主蒸汽閥,停止設備用汽,查明原因并消除后再恢復鍋爐工作。

(5)過高水位的某些其他表述辨析

船舶輔鍋爐,一般不向動力設備供汽,不大會損壞蒸汽動力設備且蒸汽壓力不高,蒸汽管路水擊損壞的可能也不大。所以航運行業(yè)主管機關、學界和企業(yè)對鍋爐水位過高討論很少,基本沒有分歧。

4 鍋爐過低水位

定義一一過低水位,指鍋爐工作時低于正常工作水位下限的水位。

按此定義,過低水位范圍包括正常工作水位下限至汽和水空間最低點,水位在不同區(qū)間對鍋爐安全的影響不同,應對措施也不同。為方便船上操作,可細分為可見過低水位和不可見過低水位兩種。

4.1 可見過低水位

(1)定義和確認方法

可見過低水位,指鍋爐工作時,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。按此定義,過低水位有兩種,確認方法也不

工作水位在正常工作水位下限(不含)與水位表(顯示部分)下緣(不含)之間,可直接目視確認,若有疑問,可沖洗水位表后確認;

工作水位在水位表(顯示部分)下緣()與水位表下連通管(不含)之間,可采取某些措施(例如叫水)目視確認。

叫水,指一種水位表的操作,即:關閉水位表通汽閥水位表內蒸汽冷凝而壓力低于鍋爐壓力若水連管內有水則流入水位表水位表因而出現(xiàn)水位。

(2)危害

可見過低水位,低于正常工作水位下限(正常工作水位下限距水位表顯示部分的下緣一般在25 mm左右),尚不低于水位表下連通管,對鍋爐正常工作只是危險趨勢而沒有實質性危害。

(3)應對措施

屬于不正常狀態(tài),必須立即采取措施,包

立即補充爐水;

若必要,立即停止鍋爐燃燒或加熱;

若必要(鍋爐汽壓下降過快可能導致汽水共騰),暫時關閉主蒸汽閥,停止設備用汽。

4.2 不可見過低水位

(1)定義和確認方法

不可見過低水位,指鍋爐工作時,水位低于正常工作水位下限,且目視(叫水后仍)不能確認的水位。

按此定義,不可見過低水位包括下列兩

工作水位在水位表下連通管(不含)與鍋爐傳熱面最高點(不含)之間

工作水位低于鍋爐傳熱面最高點。

確認水位的唯一方法,是鍋爐降壓和充分冷卻后打開人孔或手孔查看。

(2)危害

種情況,工作水位在水位表下連通管(不含)與鍋爐傳熱面最高點(不含)之間,鍋爐傳熱面尚未經干燒過熱,對鍋爐只是危險趨勢而沒有實質性損壞。

種情況,工作水位低于鍋爐傳熱面最高點,鍋爐傳熱面部分已經干燒,可能已經過熱甚至部分損壞。

(3)應對措施

屬于不正常狀態(tài),必須立即采取措施。

種情況,鍋爐傳熱面尚未經干燒過熱,沒有實質性損壞,理論上可以立即補充爐水。但是,當時沒有辦法確認水位一定高于鍋爐傳熱面最高點(如前所述,確認水位的唯一方法,是鍋爐降壓和充分冷卻后打開人孔或手孔查看,所以,必須做最壞打算,按第種情況采取應對措施。

種情況,鍋爐傳熱面部分已經干燒,可能已經過熱甚至部分損壞,若貿然補充爐水,已經干燒過熱而尚未損壞的受熱面驟冷,必然導致更嚴重的損壞。所以,應對措施包

立即停止鍋爐燃燒;

關閉主蒸汽閥,停止設備用汽;

鍋爐充分冷卻前,絕對不可向鍋爐補水

鍋爐充分冷卻,適當放掉部分爐水,打開人孔或手孔,檢查確認受熱面受損程度,適當修理。

4.3 過低水位的某些其他表述辨析

(1)最低危險水位

最低危險水位”,見于大連海事大學出版社出版的《船舶輔機》培訓書2008年版第271頁,最低危險水位,是指水位降至最低水位之下的危險水位

最低危險水位”,構詞方法錯誤,詞義不準確,不明確最低二字修飾危險、修飾水位、還是修飾危險水位”:

最低二字修飾危險,則最低危險水位應是危險性最低的水位”;

最低二字修飾水位,則最低危險水位應是可能發(fā)生危險的水位的最低”,只能是鍋爐汽水空間沒有水(水位高度為零);

聯(lián)系后文的低于最低工作水位線的鍋爐水位,最低危險水位應該是危險低水位。

最低危險水位”,主管機關沒有要求在水位表上標識,實際上船舶一般也不標識,因而于船舶實際操作沒有任何意義。

低于最低工作水位線的鍋爐水位實際是指過低水位,建議廢止最低危險水位”。

2)“最低極限水位

最低極限水位”,見于中華人民共和國船舶檢驗局《內河營運船舶檢驗規(guī)程1993年版第十三章第三節(jié)13.3.3.1條,規(guī)定“……(3)鍋爐水位小于最低極限水位時,則應自動停止供油和燃燒,并報警。中華人民共和國船舶檢驗局《海上營運船舶檢驗規(guī)程》也有類似規(guī)定。

最低極限水位,構詞方法錯誤,詞義不準確,不明確最低二字修飾極限、修飾水位、還是修飾極限水位”:

最低二字修飾極限,而極限就是“最”,則極限”與“最”重復;

最低二字修飾“水位”,最低極限水位極限低水位,也只能是鍋爐汽和水空間沒有水(水位高度為零);

聯(lián)系后文的應自動停止供油和燃燒,并報警,最低極限水位應該是危險低水位。

最低極限水位”,主管機關沒有要求在水位表上標識,實際上船舶一般也不標識,因而于船舶實際操作沒有任何意義。

建議廢止最低極限水位。

5 鍋爐失水以及應對措施

5.1 鍋爐失水的定義

失水,顧名思義,是指鍋爐缺水,或者不能保證鍋爐安全,或者不能保持鍋爐正常工作。因而,可以從這兩方面界定失水。

從保證鍋爐安全的角度,“失水應該以水位是否低至鍋爐傳熱面最高點為標準。因為,按照前面的分析,只要鍋爐水位不低于鍋爐傳熱面最高點,鍋爐傳熱面就不會干燒,也就沒有實質性損傷。

從保持鍋爐正常工作的角度,“失水應該以水位是否可見為標準。因為,水位一旦不可見,不論其是否低至鍋爐傳熱面最高點,都必須做最壞打算,按本文第4節(jié)過低水位的第種情況(水位低于鍋爐傳熱面最高點)采取應對措施。

建議失水定義為鍋爐水位低于正常工作水位下限,即包括可見過低水位不可見過低水位,理由

鍋爐實際操作,只能確定鍋爐水位可見和不可見,失水僅定義為不可見過低水位沒有實際意義

可見過低水位包括正常工作水位下限至水位表(顯示部分)下緣,雖然對鍋爐沒有實質性危害,卻是危險趨勢,也必須立即采取補救措施。

若規(guī)定失水水位為水位表(玻璃)下緣,極易誤將水位表下緣的影子作為水位;若將失水水位規(guī)定為水位表(顯示部分)下緣以上若干毫米,卻因鍋爐正常工作水位下限與水位表(顯示部分)下緣之間距離很短(一般只有25 mm)和船舶縱傾、橫傾和搖擺難以判定而沒有實際意義

失水定義為鍋爐水位低于正常工作水位下限,即包括本文4鍋爐過低水位所述的包括可見過低水位不可見過低水位”,因而也可分為可見失水不可見失水

5.2 失水的應對措施

關于失水事故的處置,現(xiàn)有《船舶輔機》教科書有兩種觀點不妥。

(1)不區(qū)分可見失水不可見失水

多數(shù)教科書,不考慮可見失水(可見過低水位)不可見失水(不可見過低水位)的區(qū)別,統(tǒng)統(tǒng)要求一旦發(fā)現(xiàn)失水,不能馬上加水,以防赤熱的受熱面遇水而產生裂紋,甚至鍋爐爆炸,并立刻停汽停爐。

實際上,可見失水不必立刻停汽停爐,馬上加水也不會赤熱的受熱面遇水而產生裂紋,甚至鍋爐爆炸。

這種觀點,理論上不成立,船員不信服;不從實際出發(fā)給操作帶來麻煩,不會被船員認可,行不通。

(2)貿然加大給水量

某些教科書認為,鍋爐處于失水危險狀態(tài),只要能明確知道數(shù)分鐘前水位仍處于正常位置,則可加大給水量,前提難以理解,表述不科學,完全錯

數(shù)分鐘究竟是多少分鐘?不同額定蒸發(fā)量和負荷(實際蒸發(fā)量)的鍋爐一樣嗎?

數(shù)分鐘后發(fā)現(xiàn)失水”,水位肯定不會降低至受熱面最高點之下?有何依據(jù)?不同型式、不同額定蒸汽壓力和/或燃燒強度的鍋爐都一樣嗎?還是鍋爐受熱面干燒數(shù)分鐘不會損壞?

這種觀點,易混淆失水概念,導致教學困難甚至危及船舶安全,必須糾正。

5.3 失水不是事故

IMO推薦的《國際安全管理規(guī)則應用指南[3]的定

事故系指造成人員傷亡或造成環(huán)境、船舶或其貨物損害的事件??梢?,事故是過去完成時態(tài),實際傷害和/或損害已是既成事實。

險情系指若進一步發(fā)展會造成事故的情況(事故前兆)。

失水不能認定為事故,最多是險情,因

失水定義為鍋爐水位低于正常工作水位下限,只是當時水位的狀態(tài),是現(xiàn)在進行時態(tài),而不是過去完成時態(tài),鍋爐可能已經損壞,也可能將要損害,或者根本不會損壞。

主管機關關于事故的分類、報告、調查、統(tǒng)計(標準)、處理等的規(guī)定,也沒有一件將失水定性為事故。

《水運技術詞典》是水運行業(yè)權威學術著作,沒有依據(jù)就將失水定性為事故狀態(tài)顯然不妥。況且事故不是狀態(tài)而是事件

《水運技術詞典》的相關詞條把鍋爐內的水位低于水位表上標出的最低工作水位定性為事故,可能是形勢使然。根據(jù)有關文獻和曾參與《水運技術詞典》編撰的人員介紹,該詞典1984年出版之前,我國水運行業(yè)陸續(xù)發(fā)生多起失水導致的鍋爐事故,損失慘重。其中大部分鍋爐損壞,不是因為前述的水位低于受熱面最高點,沒有爐水冷卻的部分受熱面干燒,而是因為船員經驗不足或心存僥幸,發(fā)現(xiàn)失水后未確認水位高于受熱面最高點就貿然補水,致使溫度過高的受熱面遇溫度較低的爐水急劇冷卻而變形損壞為了抑制失水損壞鍋爐的事故,該詞典編撰組織者和編寫者認為有必要加強防范,體現(xiàn)

提高失水的水位高度,將低于正常工作水位下限而不是水位表(顯示部分)下緣作為失水的標準;

不論鍋爐損壞與否,都定性為事故。

然而,詞典表達的是學術觀點,沒有任何約束力。提高失水的水位高度,獲得了廣泛認同(尤其是主管機關認同),效果良好;定性為事故,沒有得到法律和(主管機關行政)法令的支持也就無法執(zhí)行,水運技術詞典1984年發(fā)行以來,失水從來沒有作為事故列入統(tǒng)計項目,也就沒有一件作為事故而報告、調查和處理。

總之,失水不符合事故的定義,不是事故,也不是事故狀態(tài)。硬把失水作為事故狀態(tài)也不會對防范失水有任何作用。

6 結束語

鍋爐各種水位過多且定義不明確,顯示航運業(yè)的國家主管機關、學術機構和院校相關人員用語、用詞不嚴謹。其原因,愚以為可能是沿用習慣用語、口語化用語或約定俗成之故,可能還有翻譯的原因。

解決之道,長遠看,寄望于建立(船舶單位)、學(專業(yè)學校)、研(學術研究機構)、管(國家主管機關)全面合作機制;當務之急,是規(guī)范相關資料(規(guī)則、規(guī)程、教材、參考書等)用詞,關鍵是航運行業(yè)主管機關出面組織官員、學者、從業(yè)者篩選鍋爐各種水位并科學地制定清晰的定義,強制推行。

參考文獻

1 船級杜.鋼質海船船舶入級與建造規(guī)范.人民交通出版,2006,3-79.

2 水運技術詞典編輯委員會《水運技術詞典》輪機管理分冊.人民交通出版社,1988293、308.

3 際航運公會(ICS)和國際航運聯(lián)合會(ISF).國際安全管理規(guī)則應用指南.1993.

作者:王金祥  來源:航海技術

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