某船兩臺(tái)主柴油機(jī)滑油及淡水同時(shí)超溫故障分析與排除

尹德祥,王茂生

(92323部隊(duì),山東青島 266017)

1 故障現(xiàn)象

1)主機(jī)空車暖機(jī)期間,淡水溫度上升快。兩主機(jī)均為額定轉(zhuǎn)速 1 500 r/min的高速柴油機(jī),在離港前暖機(jī)過程中,主柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn) 20min,水溫升至 60℃、滑油溫度升至 55℃。正常情況,暖機(jī)淡水溫度應(yīng)在 45℃以下。

2)航行中,兩主機(jī)隨著負(fù)荷的緩慢增加,淡水溫度、滑油溫度急劇升高。船離港后轉(zhuǎn)入正常航行,主機(jī)正車轉(zhuǎn)速加至 1 000 r/m in時(shí),淡水溫度上升較快,水溫、油溫、油壓正常。繼續(xù)加速至1 200 r/min,15 min后淡水溫度升至 90℃,滑油溫度升至 85℃,當(dāng)轉(zhuǎn)速加至 1 400 r/min時(shí),淡水溫度和滑油溫度急劇升高,10min后,淡水溫度升至 95℃,滑油溫度升至 105℃,兩主機(jī)淡水、滑油溫度均超限。

3)淡水冷卻器及主機(jī)舷外排煙管冷卻水套表面局部過熱。

4)排煙管冷卻水舷外出口排量偏小,并有汽化現(xiàn)象。

2 故障分析

柴油機(jī)滑油、淡水溫度過高的原因很多,操縱使用、自身部件的損壞和系統(tǒng)問題都可能引起這一故障,但這種未超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重超溫故障非常少見。該型船用主機(jī)冷卻系統(tǒng)采取的是海水冷卻淡水,淡水再冷卻柴油機(jī)及滑油的閉式冷卻系統(tǒng)。

淡水從淡水箱到淡水泵進(jìn)口,經(jīng)淡水泵提壓后分成兩路進(jìn)入左右兩排汽缸水套進(jìn)行冷卻,再經(jīng)汽缸套和汽缸蓋間的導(dǎo)水管冷卻汽缸蓋及其它機(jī)件,后再經(jīng)汽缸蓋后端排水管進(jìn)入排氣總管;由排氣總管出來的冷卻水,先經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)閥,如果水溫超過允許值,溫度調(diào)節(jié)器開啟,從排氣總管來的水全部經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)閥到淡水冷卻器被海水冷卻然后再到滑油冷卻器冷卻滑油;如果水溫較低,則溫度調(diào)節(jié)閥關(guān)閉,從排氣總管來的淡水不經(jīng)海水冷卻而直接經(jīng)過滑油冷卻器,最后回到淡水泵進(jìn)口。這樣,使柴油機(jī)不斷地得到適當(dāng)?shù)睦鋮s。海水經(jīng)海底門至海水泵提高壓力,經(jīng)水泵排出后分兩路,一路冷卻推進(jìn)器軸套,另一路進(jìn)入淡水冷卻器冷卻淡水,冷卻淡水后至主機(jī)舷外排煙管冷卻水套冷卻排煙管后至消音器排出舷外。

通過試航發(fā)現(xiàn),兩主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)正常,排煙及滑油壓力正常,初步斷定主機(jī)淡水、滑油溫度高與柴油機(jī)本身關(guān)系不大,應(yīng)從海水冷卻系統(tǒng)查找問題。必須對(duì)通海閥、淡水冷卻器、舷外排煙管冷卻水套、消音器內(nèi)冷卻水出口進(jìn)行拆檢。通過拆檢后發(fā)現(xiàn)各部件都存在一些問題,特別是消音器內(nèi)部問題更為嚴(yán)重,消音器內(nèi)冷卻水環(huán)形出水管上的出水孔 2/3被積碳和銹渣堵塞,海水無法正常排放,致使冷卻系統(tǒng)中的海水流量低,淡水冷卻器換熱效果差,無法有效地帶走柴油機(jī)冷卻水中的熱量,隨著柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的不斷增加,淡水溫度急劇升高,致使滑油冷卻器中的滑油也不能得到正常有效的冷卻,而造成滑油溫度居高不下?？梢?消音器內(nèi)冷卻水環(huán)形出水管大部分被積碳、銹蝕物及垢渣堵塞是造成兩主機(jī)淡水和滑油溫度過高的主要原因。銹蝕物及垢渣多產(chǎn)生于冷卻系統(tǒng)內(nèi)部的腐蝕和老化,而積碳則源于柴油機(jī)燃燒不良,最終查明是兩柴油機(jī)噴油系統(tǒng)的霧化不良及噴油提前角有誤。此故障的實(shí)際排查過程在柴油機(jī)運(yùn)行故障類型中較為少見。

3 故障排除

根據(jù)故障現(xiàn)象及拆檢分析,對(duì)柴油機(jī)做了如下的修理。

1)對(duì)主機(jī)噴油系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)調(diào)整。

2)對(duì)海水通海閥進(jìn)行了檢查清潔,對(duì)破損的海水濾網(wǎng)進(jìn)行了更換,以保證海水冷卻系統(tǒng)暢通。

3)對(duì)主機(jī)冷卻系統(tǒng)中的淡水冷卻器進(jìn)行拆檢、清潔、試壓。在拆檢淡水冷卻器時(shí),發(fā)現(xiàn)其弧形和半弧形隔板脫焊,淡水冷卻器中有氧化物碎渣等雜物。對(duì)其進(jìn)行了清潔、焊補(bǔ)、試壓和回裝。

4)清洗兩主機(jī)舷外排煙管冷卻水套。根據(jù)試航中兩主機(jī)外接排煙管表面局部過熱情況,對(duì)主機(jī)外接排煙管進(jìn)行拆檢,割開舷外排煙管冷卻水套部分外殼,發(fā)現(xiàn)水套內(nèi)有少量銹渣阻礙冷卻水循環(huán),對(duì)其進(jìn)行了清潔沖洗。

5)對(duì)消音器內(nèi)環(huán)形冷卻水管上的出水孔進(jìn)行清潔疏通,為防止今后類似故障發(fā)生,增擴(kuò)了環(huán)型冷卻水管出水孔的數(shù)量和孔徑,孔徑由原來的 5 mm增至 8mm,新增出水孔 20個(gè)。

4 試航情況

兩主機(jī)海水冷卻系統(tǒng)恢復(fù)后,進(jìn)行了各負(fù)荷航行試驗(yàn),情況正常。

1)海水冷卻閥為半開狀態(tài),主機(jī)暖機(jī) 0.5 h后,淡水、滑油溫度一直保持在 45℃以下。

2)航行試驗(yàn)中,主機(jī)正車轉(zhuǎn)速 1 200 r/min,航行 1 h后,淡水溫度為 75℃左右,滑油溫度為80℃左右。轉(zhuǎn)速加至 1 400 r/min,航行 30 min后,主機(jī)淡水溫度穩(wěn)定為 80℃,滑油溫度穩(wěn)定為85℃,均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),兩主機(jī)故障排除。