船舶主機排煙溫度高故障處理與反思

青島遠洋運輸有限公司 劉廣利

一、故障概況

某船是一艘載重噸為27000t的小靈便型遠洋散裝貨船，1998年天津船廠建造。配備上海滬東重機制造MANB&W5L50MC型主機1臺，主機汽缸5只，缸徑500mm，額定功率6650kW，額定轉速148r/min，常用轉速130r/min，二沖程直流掃氣，配ABBVTR-454型定壓增壓器1臺。該船長期期租在外，已一年多沒有回到國內。某日，船從國外開往國內某港航行途中，船舶向公司匯報主機減速5轉后增壓器仍頻繁喘振，主機各缸排煙溫度近400℃?？紤]到航程較短，公司建議船舶根據(jù)海況及主機工況適當降速，增壓器壓氣端濾網外部圍攏一長布條視情展開或收攏，控制增壓器供氣量避免透平喘振維持航行到國內。

主機排煙溫度與主機高壓油泵、噴油器、燃油品質、燃油定時、增壓器、空冷器、廢氣爐、海水/淡水冷卻溫度都有關聯(lián)。查閱分析該船主機熱工工況報表參數(shù)，上述排煙溫度持續(xù)升高、透平轉速降低及掃氣壓力下降故障可能的原因是增壓器隔柵、噴嘴環(huán)、葉輪臟堵，而該船增壓器解體后僅運行7000h，遠遠低于說明書推薦的16000h。船舶維修保養(yǎng)報告表明，該船噴油器更換、透平沖洗、空冷器清洗、鍋爐煙面沖洗、增壓器進氣格柵檢查工作一直正常進行，出現(xiàn)上述故障的真正原因令人困惑。

二、調查處理

船舶抵港口后，筆者第一時間登上該船，與輪機長、大管輪進行了交談。輪機長、大管輪均已在國外換班，詢問大管輪主機噴油器的泵壓試驗情況時，大管輪介紹：接班時交班大管輪告知主機噴油器泵壓試驗臺曾解體2次更換液壓、氣動密封件，仍不能泵壓使用，原因不明。他接班后，也對試驗臺解體過一次，也未能排除故障。一年多來，船上定期3000h解體噴油器都是更換新的針閥偶件或噴油嘴及各密封圈，但均沒有進行泵壓試驗。主機排煙溫度也不是短期上升的，是輪機長考慮到主機說明書要求排溫正常最高值390℃，而告知值班人員作了改動。

故障原因可能是增壓器隔柵、噴嘴環(huán)、葉輪臟堵，于是公司聯(lián)系增壓器生產廠家ABB青島維修部對主機增壓器解體清潔檢查。2名ABB維修服務工程師花費10余小時解體增壓器，油泵、軸承、擴壓器、壓氣葉輪狀況良好，而渦輪噴嘴環(huán)、廢氣渦輪嚴重臟污。服務工程師確認增壓器無須更換任何備件，應該是柴油機本身故障或柴油機運行工況不良導致增壓器廢氣端臟污。

根據(jù)以上結論綜合船舶反映的情況可以初步判斷，主機排煙溫度高、增壓器喘振故障原因應該是噴油器沒有進行泵壓試驗，2只油頭啟閥噴射壓力不一致，造成噴油時間長形成后燃，影響燃燒質量，引起排煙溫度高，繼而影響增壓器正常工作，造成增壓器工作惡化，反過來又影響主機進氣質量，造成燃燒質量進一步惡化，惡性循環(huán)。

針對主機噴油器泵壓試驗臺前后解體2次更換液壓、氣動密封件，噴油器泵油仍無法建立壓力，滑閥常開，壓力油全部從噴油器回油孔回油的故障現(xiàn)象，筆者建議船舶用銅塞將噴油器回油孔封堵觀察泵壓試驗臺是否能建立高壓。銅塞封堵噴油器回油孔后，泵壓試驗油壓可很快建立并快速達到60MPa，說明噴油器泵壓試驗臺本身沒有問題。

圖1為丹麥制造VPU1100.2MK.I型主機噴油器試驗臺。噴油器泵壓試驗時，噴油器體下端與噴油器安裝支架底部圓盤接觸，噴油器頭穿過兩根固定螺桿用兩只彈簧螺帽及鎖緊螺母壓緊。

檢查試驗臺噴油器安裝支架固定螺桿，發(fā)現(xiàn)其中一根螺桿上部曾焊補打磨過，推測該螺桿上部螺紋因滑牙割換過一段新螺紋。安裝噴油器不壓螺帽自然狀態(tài)下，發(fā)現(xiàn)噴油器頭部一只螺孔與焊接螺桿碰擦。原因是割換新螺紋導致該固定螺桿變形，螺桿垂直度、平行度受到影響。

噴油器頭兩只彈簧螺帽如果壓緊不均勻，會導致細長的噴油器本體彎曲變形，致使圖2中噴油器推力芯與噴油器頭及針閥偶件接觸面密封不良而嚴重泄漏，壓力油全部從噴油器回油孔流出，不能建立壓力。

更換一根代用新絲桿后，噴油器泵油正常。筆者建議船舶在港期間拆下主機5個缸1 0只噴油器全部解體進行泵壓試驗后配對裝復。

3日后，該船完貨開航電告公司主機工況恢復正常：主機轉速131r/min，增壓器轉速13000r/min，掃氣壓力0.16MPa，各缸排煙溫度350～360℃，主機排溫高、增壓器喘振故障排除。

三、泵壓試驗方法

主機排溫高、增壓器喘振無法加速，不但嚴重影響船期，也影響船舶航行安全，導致增壓器解體周期由16000h提前到7000h。事件因主機噴油器泵壓工具故障無法排除，主管輪機員解體組裝噴油器未經泵壓試驗裝機使用引發(fā)，管理人員自以為是、盲目管理人為造成。

燃油霧化效果、燃燒質量直接取決于噴油器，噴油器的檢查保養(yǎng)維護泵壓至關重要。正確泵壓試驗方法如下：

（1）檢查試驗臺噴油器固定用兩只彈性螺帽，指示銷有否變形。

（2）滑閥動作試驗：緩慢加壓，油壓低于1MPa時，滑閥開啟，回油管可見回油，油壓高于1MPa時滑閥關閉，回油消失；慢慢降壓接近1MPa時，滑閥開啟，油壓迅速降到0MPa，回油管回油。上述動作過程說明滑閥啟閉動作正常。

（3）密封試驗：保持油壓高于1MPa低于30MPa，回油管沒有回油。

（4）開啟試驗：加壓至噴油嘴滋出油流的壓力即噴油器啟閥壓力。由于主機運行中油泵壓力/供油量遠遠大于試驗壓力/供油量，所以上述泵壓試驗可以滿足使用要求。

（5）泵壓試驗過程中注意觀察縮緊帽、噴油嘴與噴油器體結合部有無滲漏。

四、反 思

柴油機管理是一門學問，主機工況主要決定于燃油品質、霧化狀態(tài)、新鮮空氣擾動和混合、排氣幾方面。

主機日常管理中應注意：（1）按說明書要求，定期清潔增壓器吸氣濾網，檢查進排氣口、活塞環(huán)，周期拆檢汽缸、活塞、排氣閥、噴油器等處于良好的工作狀態(tài)；（2）按要求定期沖洗增壓器廢氣端、壓氣端、空冷器、廢氣爐；（3）定期檢查增壓器進氣格柵、噴嘴環(huán)、葉輪是否臟堵等等。相信大家對此都有心得，主管輪機員也來自高等院校，但在遇到實際問題時卻犯了低級錯誤。

聽過水煮青蛙的故事，也是一個實驗：把一只青蛙放在沸水中，青蛙會被燙得跳起來，如果跳出沸水，便有幸活下來。而如果把一只青蛙放在冷水中，小火緩慢加熱，青蛙便感覺不到將至的危險，等水溫高到一定程度，青蛙想跳時也沒力氣了……接班大管輪剛著手工作時，聽說主機噴油器試驗臺不能用而裝機噴油器均沒有經過泵壓試驗時是吃驚的、恐慌的，也想找到問題的癥結所在，可是查找癥結過程受阻，慢慢地，他便忘記了自己應該恪守的法則以及最初的目標。

上述低等錯誤導致的故障提醒我們，在船舶設備操作和管理中，作為輪機管理人員必須加強責任心：態(tài)度決定一切。管理人員的工作態(tài)度和責任心等職業(yè)素質至關重要，其次才是專業(yè)素質。關鍵設備的維修保養(yǎng)規(guī)定是不可忽視的，不能盲目管理或憑經驗管理，投機必然要付出代價。輪機管理人員必須熟讀、遵照設備說明書要求做好設備維護與管理。設備一旦發(fā)生問題，應靜下心來，集思廣益認真分析判斷，及時查找原因加以排除，防止故障蔓延擴大。必要時，可實事求是將問題報告船公司尋求岸基支持，確保船舶安全生產。

[1]杜榮銘.船舶柴油機[M].大連:大連海事大學出版社,1999:111.

[2]黃云頭.某輪主機缸套裂紋的原因及對策[J].天津航海,2009(4):14,15.