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一、事件過程(2018年7月)

我輪三臺發電機,原動機都是日本洋馬機——6EY18ALW 500KW 900RPM,透平增壓器是MET18SRC,2012年出廠。日常運行以三號發電機爲主,此次靠港備車航行期間使用一號和三號並聯供電,靠港後三號副機正常停車,一號副機運行供電。第二天需要用克令吊,值班機工啓動三號副機,卻發現啓動後轉速一直維持在500RPM左右無法達到額定轉速(900RPM),並且各缸發出爆燃敲缸的聲音,於是緊急停車並通知二管輪,二管輪到達機艙對三號副機進行檢查後重新啓動,故障依舊,轉速還是維持在500RPM左右!

二、故障原因分析

影響柴油啓動的一般包括啓動馬達、燃油供油系統、高壓油泵、噴油器、進氣、排煙、增壓器、燃燒室問題(氣閥泄漏卡死、缸套缸蓋裂開泄漏等)、缸套水溫度低、安保保護等。

副機達到了發火轉速,並且已經發火(500RPM,燃燒敲缸聲音),所以啓動馬達正常。

經過檢查,滑油壓力正常,安保正常,沒有動作。

缸套水溫度正常,排除冷缸導致的啓動困難。

燃油壓力正常,運轉時油壓無明顯異常波動,初步判斷油路故障可能性不大。

噴油器(油頭)霧化不好、油嘴卡住或者泄露可能導致燃燒不良發生燃燒敲缸。

高壓油泵故障、內漏嚴重會導致啓動時供油不足,從而轉速上不去。

進氣不足也會導致爆燃,並且轉速上不去。

增壓器故障、排煙不暢也會導致爆燃、轉速不高等。

燃燒室故障。氣閥關閉不嚴、燒蝕、閥杆卡住;缸套缸蓋裂紋泄漏;活塞組件密封不嚴等。也會導致燃燒不良,嚴重時會影響副機正常啓動。

三、結合實際具體分析與解決

⑴ 3號副機剛吊缸兩個月,空冷器也在上個月清潔過,打開示功閥衝車,沒有發現有水氣等異常現象,所以燃燒室和進氣道出問題的可能性比較小。

懷疑噴油器故障,於是二管輪和機工長,把所有油頭全部拔下泵壓,除二缸有點滴漏,其它缸噴油器都正常,起閥壓力也都一致;更換二缸噴油器,其它缸噴油器解體清潔後裝回。再啓動副機,故障依舊。

懷疑燃油油路不暢、堵塞。拆下濾器之後到高壓油泵段的油管,用輕油浸泡,空氣疏通,沒發現堵塞現象,更換燃油油路機旁壓力錶,啓動後油路壓力正常,故障依舊。在500RPM左右運轉時,手動推大各缸油門齒條,敲缸聲音加劇,轉速依然上不去。於是認爲油路沒問題,高壓油泵供油不足導致轉速上不去的可能性也不大。

拆增壓器。拆下後發現噴嘴環基本堵死,清潔噴嘴環葉片、渦輪及增壓器廢氣端各處,同時清潔和增壓器連接處的煙道,然後裝復,副機再次啓動恢復正常,故障消除。

四、事故總結

從最後結果來看,導致副機啓動後轉速達不到額定轉速的原因是副機長期的燃燒不良導致增壓器噴嘴及渦輪積碳和積油過多堵塞氣道,使排煙不暢、進氣減少,啓動後燃燒不良發生敲缸、柴油機轉速無法達到額定轉速,多次啓動並加大油門更加加劇了這一現象。

而燃燒不良導致增壓器噴嘴積碳增多的原因最大可能還是副機長時間低負荷運行。本輪正常航行時,發電機負荷一般在300KW左右(60%負荷);拋錨靠泊時,因爲爲主機服務的許多設備停止運轉,發電機組負荷更低,大多時候不足200kw(40%負荷);本輪帶四臺克令吊,每次使用克令吊必須雙機運行,但是在克令吊工作間隙或者單吊工作時,雙機運行顯然會導致單機負荷會很低,而且因爲三號副機之前工況一直比較好,所以使用克令吊時都會運行三號副機。此次備車航行,雙機運行時間比較長,三號副機長時間低負荷運轉,靠港停車,增壓器冷態後廢氣側及噴嘴處氣道堵塞加劇(熱脹冷縮),加上使用的是380CST的劣質燃油,導致停車後再啓動出現此次現象。

五、如何避免這種故障再次發生

如何避免這種故障再次發生,我覺的可以從以下幾個方面出發:

1、確保燃油淨化良好、粘度合適、停車後保持暖缸。目前燃油市場的油品越來越差,確保對燃油的良好淨化和粘度控制是保障副機及增壓器良好運行的基礎。

2、儘量避免副機長時間低負荷運轉;洋馬副機是中高增壓機,又與主機同樣使用380CST的重油,這兩個因素使它不適宜長時間低負荷運行。運行時最好保持在75%以上的額定負荷運行,如果沒有75%的負荷,在一定時間內可創造條件在85%的負荷下運轉1到2小時(其實對於主機大家基本都會做到週期性高負荷運轉一下,但是對於副機往往忽略了這點)。另外可以和大副溝通好,一旦不使用克令吊,及時通知機艙值班人員停一臺副機,防止雙機低負荷運行時間過久。

3、週期性對增壓器進行清潔保養;說明書上要求增壓器保養週期在4000小時,但是廠家說的保養一般指“overhaul”,而船上最好在500—700小時對增壓器廢氣側進行拆檢清潔,這樣會大大降低增壓器的故障率。每次拆下後的髒污狀態及時間認真記錄,如果比較髒則縮短保養週期。

4、安裝壓差計;如果可以的話,最好安裝個進出壓差計或掃氣微壓計,視情況清洗。

5、保持高壓油泵及噴油器狀態良好。沒有好狀態的高壓油泵及噴油器,就不會有好的燃燒狀況,這點就不做贅述了。

6、空冷器氣側的清潔。現在大多數船,副機冷卻系統都是中央冷卻系統,由淡水直接冷卻副機;散貨船,特別是經常裝煤炭、礦砂的船,裝卸貨時空氣污染嚴重,這兩點決定,副機掃氣溫度升高時,往往是空冷器氣側發生了髒污,所以對於空冷器氣側的清潔也是不可忽視的。

6、對副機運行參數認真做好記錄。值班人員每班要觀察副機排煙煙色,認真記錄各缸排溫、排煙總管溫度、掃氣壓力等,主管輪機員要經常比較副機參數變化,發現相同外界狀態時掃氣溫度升高、排溫升高等異常現象時,要及時檢查分析,視情況對噴油器、高壓油泵、空冷器、增壓器等進行保養。

作者注:副機燃燒室——氣缸蓋、氣閥、活塞組件及噴油、進氣定時對柴油機燃燒的影響,本文不做探討。

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