導(dǎo)讀

“育美”輪是集美大學(xué)航海學(xué)院一艘大型實(shí)習(xí)船,它有三臺(tái)型號(hào)一樣的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組，型號(hào)為SULZER 3AH25,額定功率是360kW,標(biāo)定轉(zhuǎn)速為750r/min，增壓器型號(hào)是VTR160。 

“育美輪”1974年建造，載重量5516噸

因?yàn)槭褂锰l繁，所以需要每年檢修一次，兩年半大修或者中修一次。

檢修一般是由船員在船上進(jìn)行的，大修跟中修是要到專業(yè)修船廠按照輪機(jī)檢修手冊(cè)進(jìn)行檢修。

按照型號(hào)的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)說(shuō)明書(shū)的要求，每個(gè)缸排氣溫度不能超過(guò)420度。

機(jī)組使用超過(guò)了10年，排氣溫度過(guò)高的問(wèn)題就會(huì)非常突出。

大修和中修的時(shí)候，專業(yè)修船廠按照輪機(jī)檢修手冊(cè)的標(biāo)定指標(biāo)檢查修理后,效果仍然不太好。

這些年來(lái)，如果排氣溫度保持在許多排氣溫度的上限，那么發(fā)電機(jī)功率就只能達(dá)到100kW, 導(dǎo)致這個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組只能夠長(zhǎng)期處于低功率下運(yùn)行,造成船舶營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性很差。

一、故障分析與判斷

發(fā)電柴油機(jī)熱負(fù)荷大小的重要參數(shù)反映是通過(guò)排氣溫度,換氣質(zhì)量跟燃油噴射與燃燒質(zhì)量是影響排氣溫度的因素。

在柴油機(jī)管理中，影響換氣的因素就有:

廢氣渦輪增壓器的故障;進(jìn)氣系統(tǒng)嚴(yán)重的漏泄;空冷器堵塞跟臟污;進(jìn)氣總管著火;氣道臟堵;進(jìn)排氣閥故障。

而影響燃油噴射跟燃燒質(zhì)量的因素就有:

燃油質(zhì)量問(wèn)題;各缸負(fù)荷不均;噴油器霧化不良;噴油正時(shí)問(wèn)題。

在柴油發(fā)電機(jī)大修的時(shí)候，抽取作為NO.1機(jī)做吊缸試驗(yàn),進(jìn)行檢查分析,從前面所說(shuō)的幾方面進(jìn)行故障分析跟判斷。

1、燃油噴射跟燃燒質(zhì)量

這個(gè)發(fā)電柴油機(jī)使用的是輕柴油,在查看了發(fā)電柴油機(jī)的日志近一年來(lái)的記錄,發(fā)現(xiàn)排氣溫度沒(méi)有因?yàn)槊炕卦诓煌劭诩佑投l(fā)生明顯的變化,這說(shuō)明了不是使用的油品有問(wèn)題。

在看了副機(jī)日志之后,確實(shí)存在各缸符合排氣溫度不一樣的現(xiàn)象,最高跟最低的差值有60度。

在吊缸之前，通過(guò)測(cè)取這個(gè)發(fā)電機(jī)各缸高壓油泵的刻度值、噴油提前角、爆壓值，分析比較之后認(rèn)定:

各缸高壓的油泵油門(mén)的刻度值一樣,這樣可以排除各缸供油量不一樣的問(wèn)題;各缸100kW符合的時(shí)候，噴油提前角比較小，爆壓降低，排溫升高的可能性;最后是拆檢試驗(yàn)各缸噴油器，各缸噴油器啟閥壓力正常,密封性良好，可是霧化的狀況不一樣,所以把各缸的噴油嘴全部換新的，重新調(diào)試后,啟閥壓力到達(dá)了正常值28MPa，霧化的狀況良好一致。

2、換氣

吊缸前，測(cè)取各缸示功圖作為比較,最大壓縮壓力各缸沒(méi)有差異,排除了進(jìn)排氣門(mén)跟缸內(nèi)的泄漏，因?yàn)榭諝饬坎蛔愣鴮?dǎo)致排氣溫度升高的因素。

空冷器送到修船廠進(jìn)行化學(xué)清洗、檢查、試壓，這樣清通了空冷器海水側(cè)，也洗干凈了空氣側(cè)的換熱面,保證了空氣流通跟空氣足夠的冷卻。

廢氣增壓器也送專業(yè)廠家清洗檢修,檢修報(bào)告反映,軸承松曠,轉(zhuǎn)子主軸下沉，鋁質(zhì)油封圓周向摩擦受損，做動(dòng)平衡修磨壓氣端葉片3g, 并且更新新的軸承跟油封。

這說(shuō)明了增壓器存在著機(jī)械方面的故障,令軸承轉(zhuǎn)動(dòng)受到阻礙,轉(zhuǎn)速降低了，增壓空氣壓力下降。

在經(jīng)過(guò)了這兩方面的檢查跟處理之后,進(jìn)行發(fā)電柴油機(jī)的負(fù)荷試驗(yàn)。

在加載到100kW負(fù)荷的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)掃氣壓力表顯示是零,這時(shí)候單缸排溫比較平衡，最高跟最低的差值達(dá)到了30度,增壓器前排氣總管溫度下降;在加載負(fù)荷到130kW的時(shí)候，各缸排氣溫度達(dá)到了420度，增壓器前排總管排氣溫度達(dá)到了450度,兩者都達(dá)到了許用臨界值;繼續(xù)增加負(fù)荷到150kW的時(shí)候，各缸排氣超過(guò)了440度,增壓器前排氣總管達(dá)到475度;當(dāng)短時(shí)間負(fù)荷加載到200kW的時(shí)候，各缸排氣超過(guò)了500 度，增壓器前排氣總管超過(guò)了550度,排氣總管發(fā)紅,機(jī)器振動(dòng)強(qiáng)烈，增壓器發(fā)出叫聲,排氣溫度處于高位沒(méi)有降低，負(fù)荷加不上。

二、疑問(wèn)解疑與處理

進(jìn)行了負(fù)荷試驗(yàn)之后，結(jié)果表明問(wèn)題是出在增壓器上面。

所以檢查柴油機(jī)掃氣壓力表，就發(fā)現(xiàn)了讀數(shù)是零,拆下壓力表,發(fā)現(xiàn)一股氣流從壓力表接頭處被吸入，這說(shuō)明了掃氣箱處于負(fù)壓狀態(tài)。

不過(guò)，增壓器能夠正常工作，增壓后掃氣壓力是負(fù)值，這就說(shuō)明了增壓器提供的增壓空氣量不足夠,所以覺(jué)得拆解增壓器進(jìn)行詳細(xì)檢查。

拆解之后發(fā)現(xiàn)了,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,跟圖紙相比較后，檢查各個(gè)零件時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。

在進(jìn)行了反復(fù)的觀察跟測(cè)量之后,發(fā)現(xiàn)廢氣渦輪的葉片末端比正常情況下的要窄。

跟新的轉(zhuǎn)子葉輪進(jìn)行比較測(cè)量后，發(fā)現(xiàn)舊的廢氣渦輪葉子末端50毫米處軸向被氣蝕而逐漸變窄,比較嚴(yán)重的部位窄了2毫米左右。

這樣導(dǎo)致了渦輪工作的效率降低,在更換渦輪葉片,裝復(fù)試車(chē)后,效果明顯。

三、效果對(duì)比與結(jié)果

把更換了廢舊渦輪葉片的增壓器安裝,再次進(jìn)行發(fā)電柴油機(jī)的負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)候,發(fā)現(xiàn)了更換后的發(fā)電柴油機(jī)的輸出功率提高了大約35%。

在發(fā)電柴油機(jī)的傳統(tǒng)管理里面，輪機(jī)員對(duì)“油”的管理很關(guān)注，注重噴油泵、噴油器等需要維護(hù)跟保養(yǎng)的。

反而對(duì)“氣”的管理不夠重視，特別是在增壓器、空冷器方面疏忽。

“育美”輪上面的掃氣壓力表跟掃氣溫度表?yè)p壞很久，卻沒(méi)有更換過(guò)，這樣就沒(méi)有辦法測(cè)出掃氣壓力跟溫度了。

增加了排除機(jī)械排溫過(guò)高的故障分析跟排除的難度。

隨著柴油機(jī)的增壓壓力增加，要對(duì)“氣”加強(qiáng)管理，特別是增壓器。

輪機(jī)檢修手冊(cè)里面應(yīng)該要增加對(duì)渦輪葉片氣蝕情況的檢查項(xiàng)目。

大型發(fā)電柴油機(jī)的排氣溫度過(guò)高的因素，可以歸納為幾點(diǎn):

第一，是單缸排溫過(guò)高，多由噴油器的霧化不良所引起的。

第二,整機(jī)排溫過(guò)高,是因?yàn)閺U氣渦輪增壓器軸承磨損、主軸下沉、油封摩擦、阻力增大，令到增壓器轉(zhuǎn)速降低、掃氣壓力降低引起的;或者是渦輪的葉片氣蝕，令渦輪葉片跟噴嘴環(huán)的軸向間隙變大,令渦輪的效率降低不少,增壓器轉(zhuǎn)速上不去,掃氣供不應(yīng)求，出現(xiàn)了負(fù)壓，氣缸里面的增壓空氣嚴(yán)重不足。

四、結(jié)語(yǔ)

船舶營(yíng)運(yùn)是通過(guò)許多方面形成的一個(gè)體系,其中船舶的機(jī)械故障,無(wú)論是對(duì)人的安全還是對(duì)船舶營(yíng)運(yùn)都有非常大的影響。

保證船員的人身安全和營(yíng)運(yùn)安全,就需要對(duì)船只里的機(jī)械進(jìn)行檢查維修。

大型船只上發(fā)電柴油機(jī)排溫過(guò)高，是頻發(fā)的故障之一。

柴油機(jī)的運(yùn)行安全與可靠，是非常重要的檢查項(xiàng)目。

提高柴油機(jī)的運(yùn)行安全,對(duì)船舶營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性大大提高，令船舶營(yíng)運(yùn)的收益增加，嚴(yán)格仔細(xì)的檢查機(jī)器設(shè)備是保證安全，減低隱患的重要手段。

END