“概念”與“定義”,兩個(gè)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(guò)程中發(fā)現,鍋爐的各種水位過(guò)多且定義不明確,不僅造成授課困難和學(xué)生理解錯誤,還可能導致在船船員(包括學(xué)生畢業(yè)后在船工作)失誤,故建議航運行業(yè)的主管機關(guān)、學(xué)界和企業(yè)清晰界定鍋爐的各種水位。
本文提出一些見(jiàn)解,敬請指正。
1 鍋爐水位分類(lèi)
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(diǎn)(無(wú)水)和最高點(diǎn)(充滿(mǎn)水)。
鍋爐工作水位適當,是鍋爐正常工作必要條件,如所周知:
過(guò)高,爐水可能隨蒸汽溢出導致水擊損壞用汽設備。
過(guò)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(guò)高又被補加的水驟冷,極易裂紋或擴管連接處松動(dòng)漏泄。
分析鍋爐實(shí)際工作情況,水位有三類(lèi)(見(jiàn)圖1):
正常工作水位;
過(guò)高水位(高于正常工作水位)
過(guò)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(diǎn)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定:
中國船級社《鋼質(zhì)海船船舶入級與建造規范》2006年版第6.3.4.7條規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(zhì)海船船舶入級與建造規范》2006年版第6.3.4.2條規定,“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處”;以及
國家《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監察規程》1997年版第157條,水位表“下部可見(jiàn)邊緣應比最低安全水位至少低25 mm”,和“上部可見(jiàn)邊緣應比最高安全水位至少高25 mm”。其中“最低安全水位”和“最高安全水位”應可理解為“正常工作水位下限”和“正常工作水位上限”。
2.2 確認方法
可通過(guò)目視確認,有疑問(wèn)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(zhì)海船船舶入級與建造規范》2006年版第6.3.4.2條。
“最高工作水位”和“最低工作水位”的詞義不準確,實(shí)際是說(shuō)“安全工作最高水位”和“安全工作最低水位”。
建議不使用“最高工作水位”和“最低工作水位”,因為不如“正常工作水位上限”和“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(jiàn)于國家《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監察規程》1997年版第157條。
建議不使用“最低安全水位”和“最高安全水位”,理由是:
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(shuō),應是“安全工作最低水位”和“安全工作最高水位”;
不如“正常工作水位上限”和“正常工作水位下限”準確。
(3)“鍋爐最高水位”和“鍋爐最低水位”
見(jiàn)于《水運技術(shù)詞典》(交通部《水運技術(shù)詞典》編輯委員會(huì )主編,人民交通出版社,1984年出版,293頁(yè),最高水位、最低水位詞條):“(1)鍋爐最高水位,是指鍋爐工作時(shí)允許的水位上限;(2)鍋爐最低水位,是指鍋爐工作時(shí)允許的水位下限……”。
建議不使用“鍋爐最高水位”和“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(diǎn)(無(wú)水)和最高是鍋爐汽和水空間充滿(mǎn)水混淆。
(4)“高水位”和“低水位”
“高水位”和“低水位”常用來(lái)簡(jiǎn)稱(chēng)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(yíng)運船舶檢驗規程》1993年版第十三章第三節13.3.3.1條。
建議不使用“高水位”和“低水位”,理由是:
“高水位”和“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(lái)就有“高水位”和“低水位”兩個(gè)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(jiǎn)化,建議允許船舶日??谡Z(yǔ)使用“高水位”和“低水位”,但不宜見(jiàn)諸文字。
3 鍋爐過(guò)高水位
(1)定義
過(guò)高水位,指鍋爐工作時(shí)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(guò)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(dòng)停止給水泵,密切監視水位變化,待水位降低至正常工作水位后恢復給水泵工作,必要時(shí)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(guān)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(guò)高水位的某些其他表述辨析
船舶輔鍋爐,一般不向動(dòng)力設備供汽,不大會(huì )損壞蒸汽動(dòng)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(guān)、學(xué)界和企業(yè)對鍋爐水位過(guò)高討論很少,基本沒(méi)有分歧。
4 鍋爐過(guò)低水位
定義一一過(guò)低水位,指鍋爐工作時(shí)低于正常工作水位下限的水位。
按此定義,過(guò)低水位范圍包括正常工作水位下限至汽和水空間最低點(diǎn),水位在不同區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(jiàn)過(guò)低水位和不可見(jiàn)過(guò)低水位兩種。
4.1 可見(jiàn)過(guò)低水位
(1)定義和確認方法
可見(jiàn)過(guò)低水位,指鍋爐工作時(shí),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(guò)低水位有兩種,確認方法也不同:
①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(wèn),可沖洗水位表后確認;
②工作水位在水位表(顯示部分)下緣(含)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(guān)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→水位表因而出現水位。
(2)危害
可見(jiàn)過(guò)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(méi)有實(shí)質(zhì)性危害。
(3)應對措施
屬于不正常狀態(tài),必須立即采取措施,包括:
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(guò)快可能導致汽水共騰),暫時(shí)關(guān)閉主蒸汽閥,停止設備用汽。
4.2 不可見(jiàn)過(guò)低水位
(1)定義和確認方法
不可見(jiàn)過(guò)低水位,指鍋爐工作時(shí),水位低于正常工作水位下限,且目視(或“叫水”后仍)不能確認的水位。
按此定義,不可見(jiàn)過(guò)低水位包括下列兩種:
①工作水位在水位表下連通管(不含)與鍋爐傳熱面最高點(diǎn)(不含)之間;
②工作水位低于鍋爐傳熱面最高點(diǎn)。
確認水位的唯一方法,是鍋爐降壓和充分冷卻后打開(kāi)人孔或手孔查看。
(2)危害
第①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(diǎn)(不含)之間,鍋爐傳熱面尚未經(jīng)干燒過(guò)熱,對鍋爐只是危險趨勢而沒(méi)有實(shí)質(zhì)性損壞。
第②種情況,工作水位低于鍋爐傳熱面最高點(diǎn),鍋爐傳熱面部分已經(jīng)干燒,可能已經(jīng)過(guò)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。
第①種情況,鍋爐傳熱面尚未經(jīng)干燒過(guò)熱,沒(méi)有實(shí)質(zhì)性損壞,理論上可以立即補充爐水。但是,當時(shí)沒(méi)有辦法確認水位一定高于鍋爐傳熱面最高點(diǎn)(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(kāi)人孔或手孔查看”,所以,必須做最壞打算,按第②種情況采取應對措施。
第②種情況,鍋爐傳熱面部分已經(jīng)干燒,可能已經(jīng)過(guò)熱甚至部分損壞,若貿然補充爐水,已經(jīng)干燒過(guò)熱而尚未損壞的受熱面驟冷,必然導致更嚴重的損壞。所以,應對措施包括:
立即停止鍋爐燃燒;
關(guān)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(kāi)人孔或手孔,檢查確認受熱面受損程度,適當修理。
4.3 過(guò)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(jiàn)于大連海事大學(xué)出版社出版的《船舶輔機》培訓書(shū)2008年版第271頁(yè),“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”:
若“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(méi)有水(水位高度為零);
聯(lián)系后文的“低于最低工作水位線(xiàn)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(guān)沒(méi)有要求在水位表上標識,實(shí)際上船舶一般也不標識,因而于船舶實(shí)際操作沒(méi)有任何意義。
“低于最低工作水位線(xiàn)的鍋爐水位”實(shí)際是指“過(guò)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(jiàn)于中華人民共和國船舶檢驗局《內河營(yíng)運船舶檢驗規程》1993年版第十三章第三節13.3.3.1條,規定“……(3)鍋爐水位小于最低極限水位時(shí),則應自動(dòng)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(yíng)運船舶檢驗規程》也有類(lèi)似規定。
“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”:
若“最低”二字修飾“極限”,而“極限”就是“最”,則“極限”與“最”重復;
若“最低”二字修飾“水位”,則“最低極限水位”是“極限低水位”,也只能是鍋爐汽和水空間沒(méi)有水(水位高度為零);
聯(lián)系后文的“應自動(dòng)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(guān)沒(méi)有要求在水位表上標識,實(shí)際上船舶一般也不標識,因而于船舶實(shí)際操作沒(méi)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(diǎn)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(diǎn),鍋爐傳熱面就不會(huì )干燒,也就沒(méi)有實(shí)質(zhì)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(jiàn)為標準。因為,水位一旦不可見(jiàn),不論其是否低至鍋爐傳熱面最高點(diǎn),都必須做最壞打算,按本文第4節“過(guò)低水位”的第②種情況(水位低于鍋爐傳熱面最高點(diǎn))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(jiàn)過(guò)低水位”和“不可見(jiàn)過(guò)低水位”,理由是:
鍋爐實(shí)際操作,只能確定鍋爐水位可見(jiàn)和不可見(jiàn),“失水”僅定義為不可見(jiàn)過(guò)低水位沒(méi)有實(shí)際意義。
“可見(jiàn)過(guò)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(méi)有實(shí)質(zhì)性危害,卻是危險趨勢,也必須立即采取補救措施。
若規定“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(méi)有實(shí)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(guò)低水位”所述的包括“可見(jiàn)過(guò)低水位”和“不可見(jiàn)過(guò)低水位”,因而也可分為“可見(jiàn)失水”和“不可見(jiàn)失水”
5.2 “失水”的應對措施
關(guān)于“失水”事故的處置,現有《船舶輔機》教科書(shū)有兩種觀(guān)點(diǎn)不妥。
(1)不區分“可見(jiàn)失水”和“不可見(jiàn)失水”
多數教科書(shū),不考慮“可見(jiàn)失水”(可見(jiàn)過(guò)低水位)和“不可見(jiàn)失水”(不可見(jiàn)過(guò)低水位)的區別,統統要求“一旦發(fā)現失水,不能馬上加水,以防赤熱的受熱面遇水而產(chǎn)生裂紋,甚至鍋爐爆炸,并立刻停汽停爐”。
實(shí)際上,“可見(jiàn)失水”不必“立刻停汽停爐”,“馬上加水”也不會(huì )“赤熱的受熱面遇水而產(chǎn)生裂紋,甚至鍋爐爆炸”。
這種觀(guān)點(diǎn),理論上不成立,船員不信服;不從實(shí)際出發(fā)給操作帶來(lái)麻煩,不會(huì )被船員認可,行不通。
(2)貿然加大給水量
某些教科書(shū)認為,“鍋爐處于失水危險狀態(tài),只要能明確知道數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(xué),完全錯誤:
“數分鐘”究竟是多少分鐘?不同額定蒸發(fā)量和負荷(實(shí)際蒸發(fā)量)的鍋爐一樣嗎?
“數分鐘后”發(fā)現“失水”,水位肯定不會(huì )降低至受熱面最高點(diǎn)之下?有何依據?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“數分鐘”不會(huì )損壞?
這種觀(guān)點(diǎn),易混淆“失水”概念,導致教學(xué)困難甚至危及船舶安全,必須糾正。
5.3 “失水”不是事故
按IMO推薦的《國際安全管理規則應用指南》[3]的定義:
“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?jiàn),事故是過(guò)去完成時(shí)態(tài),實(shí)際傷害和/或損害已是既成事實(shí)。
“險情系指若進(jìn)一步發(fā)展會(huì )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,因為:
“失水”定義為“鍋爐水位低于正常工作水位下限”,只是當時(shí)水位的狀態(tài),是現在進(jìn)行時(shí)態(tài),而不是過(guò)去完成時(shí)態(tài),鍋爐可能已經(jīng)損壞,也可能將要損害,或者根本不會(huì )損壞。
主管機關(guān)關(guān)于事故的分類(lèi)、報告、調查、統計(標準)、處理等的規定,也沒(méi)有一件將“失水”定性為事故。
《水運技術(shù)詞典》是水運行業(yè)權威學(xué)術(shù)著(zhù)作,沒(méi)有依據就將“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(shù)詞典》的相關(guān)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。根據有關(guān)文獻和曾參與《水運技術(shù)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(diǎn),沒(méi)有爐水冷卻的部分受熱面干燒”,而是因為船員經(jīng)驗不足或心存僥幸,發(fā)現“失水”后未確認水位高于受熱面最高點(diǎn)就貿然補水,致使溫度過(guò)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(xiě)者認為有必要加強防范,體現為:
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(xué)術(shù)觀(guān)點(diǎn),沒(méi)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(guān)認同),效果良好;定性為事故,沒(méi)有得到法律和(主管機關(guān)行政)法令的支持也就無(wú)法執行,《水運技術(shù)詞典》1984年發(fā)行以來(lái),“失水”從來(lái)沒(méi)有作為事故列入統計項目,也就沒(méi)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(huì )對防范“失水”有任何作用。
6 結束語(yǔ)
鍋爐各種水位過(guò)多且定義不明確,顯示航運業(yè)的國家主管機關(guān)、學(xué)術(shù)機構和院校相關(guān)人員用語(yǔ)、用詞不嚴謹。其原因,愚以為可能是沿用習慣用語(yǔ)、口語(yǔ)化用語(yǔ)或約定俗成之故,可能還有翻譯的原因。
解決之道,長(cháng)遠看,寄望于建立“船(船舶單位)、學(xué)(專(zhuān)業(yè)學(xué)校)、研(學(xué)術(shù)研究機構)、管(國家主管機關(guān))”全面合作機制;當務(wù)之急,是規范相關(guān)資料(規則、規程、教材、參考書(shū)等)用詞,關(guān)鍵是航運行業(yè)主管機關(guān)出面組織官員、學(xué)者、從業(yè)者篩選鍋爐各種水位并科學(xué)地制定清晰的定義,強制推行。
參考文獻
1 中國船級杜.鋼質(zhì)海船船舶入級與建造規范.北京:人民交通出版社,2006,3-79.
2 水運技術(shù)詞典編輯委員會(huì )《水運技術(shù)詞典》輪機管理分冊.北京:人民交通出版社,1988,293、308.
3 國際航運公會(huì )(ICS)和國際航運聯(lián)合會(huì )(ISF).國際安全管理規則應用指南.1993年.
作者:王金祥 來(lái)源:航海技術(shù)