MAN B&W 6S42MC7主機(jī)滑油壓力偏高的原因分析

李 娜

● （廣州文沖船廠有限責(zé)任公司，廣州 510725）

MAN B&W 6S42MC7主機(jī)滑油壓力偏高的原因分析

李 娜

● （廣州文沖船廠有限責(zé)任公司，廣州 510725）

根據(jù)32000DWT散貨船主機(jī)MAN B&W 6S42MC7出現(xiàn)滑油壓力偏高的現(xiàn)象，并通過(guò)理論計(jì)算進(jìn)行論證，結(jié)果表明，理論計(jì)算與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果基本吻合，同時(shí)采取了增加流量調(diào)節(jié)閥的改進(jìn)措施。

6S42MC7主機(jī)；滑油壓力；原因分析

0 引言

主機(jī)是船舶的心臟,是動(dòng)力裝置最核心的設(shè)備[1]。主機(jī)工作的好壞，將直接影響船舶的推進(jìn)和正常航行。所以，主機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)是新造船主機(jī)動(dòng)車與試航時(shí)的必檢項(xiàng)目。我公司為歐洲某船東建造的32000DWT散貨船主機(jī)在碼頭動(dòng)車時(shí)出現(xiàn)主機(jī)滑油進(jìn)口壓力偏高的現(xiàn)象，壓力偏高不利于主機(jī)滑油系統(tǒng)內(nèi)部密封。為此需要及時(shí)查明原因，積極采取經(jīng)濟(jì)可行的措施，保證主機(jī)各項(xiàng)參數(shù)正常運(yùn)行。

1 主機(jī)滑油系統(tǒng)分析

32000DWT散貨船主機(jī)型號(hào)是MAN B&W S42MC7，額定功率是6480kW，額定轉(zhuǎn)速是136r/m。主機(jī)滑油系統(tǒng)主要由2臺(tái)主機(jī)滑油泵、1臺(tái)主機(jī)滑油自清濾器和1臺(tái)主機(jī)滑油冷卻器等組成，具體如圖1所示。

主機(jī)滑油泵采用了SHINKO深井式離心泵，兩臺(tái)互為備用，該泵設(shè)計(jì)流量為170m3/h，揚(yáng)程為4.5bar(1bar=0.1 MPa)。主機(jī)滑油冷卻器采用了ALFA-LAVAL的板式冷卻器，熱交換量為570kW，滑油側(cè)壓力損失約為0.6bar。主機(jī)滑油自清濾器采用了 BOLL帶手動(dòng)旁通的自動(dòng)反沖洗濾器，精度為25μm，壓縮空氣吹洗，反沖洗壓差設(shè)定為0.6bar。

主機(jī)滑油系統(tǒng)采用干式油底殼式潤(rùn)滑系統(tǒng)[2]，主機(jī)滑油泵將主機(jī)滑油循環(huán)艙內(nèi)的滑油通過(guò)外部管路輸送到滑油油冷卻器，滑油被冷卻后通過(guò)主機(jī)滑油自清濾器過(guò)濾，過(guò)濾后的滑油進(jìn)入主機(jī)，冷卻主機(jī)各處軸承等重要部件。主機(jī)滑油經(jīng)底部?jī)蓚€(gè)回油口返回到主機(jī)滑油循環(huán)艙，如此不斷地循環(huán)，滿足主機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要。

圖1 主機(jī)滑油系統(tǒng)圖

2 滑油管路阻力計(jì)算

MAN B&W 6S42MC7主機(jī)滑油進(jìn)口壓力正常設(shè)定值是 2.0bar～2.3bar，但主機(jī)碼頭動(dòng)車時(shí)滑油進(jìn)口壓力表讀數(shù)為2.8bar，比正常值高出0.5bar～0.8bar，經(jīng)查主機(jī)滑油泵出口壓力表讀數(shù)約為4.3bar，基本滿足設(shè)計(jì)工況，所以問(wèn)題沒(méi)有出在主機(jī)滑油泵上。再查主機(jī)滑油冷卻器進(jìn)出口壓力表，壓差約為 0.3bar～0.5bar，完全在設(shè)備正常壓降范圍內(nèi)。主機(jī)滑油自清濾器是自動(dòng)反沖式，也沒(méi)有出現(xiàn)異常壓降。由此初步判斷，主機(jī)滑油流經(jīng)外部管路時(shí)因管路總阻力小導(dǎo)致主機(jī)進(jìn)口壓力偏高。

宏觀判斷需要理論依據(jù)支持。根據(jù)管路阻力計(jì)算方法，管路總阻力=各直管段摩擦阻力之和+所有附件的局部阻力之和[3]。

直管摩擦阻力P1按式(1)計(jì)算。

式中：P1為直管摩擦阻力(mH2O)；λ為管子摩擦阻力系數(shù)；L為管段長(zhǎng)度(m)；di為管子內(nèi)徑(m)；V為管內(nèi)流體流速(m/s)；g 為重力加速度(9.81m/s2)；ρ為密度(kg/m3)。

管路附件的局部阻力P2按公式(2)計(jì)算。

式中：P2為管路局部阻力(mH2O)；ζ為局部阻力系數(shù)；V為管內(nèi)流體流速(m/s)；g為重力加速度(9.81m/s2)；ρ為密度(kg/m3)。

根據(jù)上述管路阻力計(jì)算公式，結(jié)合CATIA三維模型中提取的實(shí)際管路放樣的具體數(shù)據(jù)，如管路放樣長(zhǎng)度、彎頭形式、數(shù)量等參數(shù)，具體計(jì)算過(guò)程如表1所示。計(jì)算結(jié)果表明主機(jī)滑油流經(jīng)外部管路與設(shè)備時(shí)的總阻力約為1.49bar，如此主機(jī)滑油進(jìn)口的壓力為 4.3bar-1.49bar=2.81bar，這樣理論計(jì)算壓力與實(shí)際壓力表讀數(shù)基本吻合。

3 主機(jī)滑油系統(tǒng)改進(jìn)措施

通過(guò)理論計(jì)算可知，6S42MC7主機(jī)滑油進(jìn)口壓力偏高的主要原因是管徑偏大導(dǎo)致管內(nèi)流速小，管路布置順暢等導(dǎo)致滑油在管路中的總阻力減小。找到了問(wèn)題的根源，需要對(duì)癥下藥才能解決問(wèn)題。如果采用減小管徑以增大流速與阻力的修改方案無(wú)異于重新設(shè)計(jì)，修改量太大將造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。最終采用在原有管路保持不變的基礎(chǔ)上增加1個(gè)流量調(diào)節(jié)閥，如圖1中的LOV16以增大管路阻力的方案。圖2是實(shí)船改進(jìn)后布置在主機(jī)滑油冷卻器進(jìn)口處的青銅調(diào)節(jié)閥，此閥操作方便，易于調(diào)節(jié)，而且價(jià)錢較低，節(jié)省了修改大量管路的成本。調(diào)節(jié)閥安裝調(diào)好后試航期間測(cè)量主機(jī)滑油進(jìn)口流量與壓力均在正常范圍內(nèi)。

圖2 實(shí)船安裝調(diào)節(jié)閥圖片

4 小結(jié)

通過(guò)對(duì)主機(jī)滑油管路阻力的理論計(jì)算，分析出主機(jī)滑油壓力偏高的根本原因，并設(shè)計(jì)了具體改進(jìn)方案。既解決了實(shí)際發(fā)生的問(wèn)題，又積累了阻力計(jì)算的寶貴經(jīng)驗(yàn)，便于新船項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段預(yù)估可能潛在的問(wèn)題，真正做到設(shè)計(jì)階段早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，早期處理，避免后期類似現(xiàn)象的發(fā)生。

[1]徐筱欣. 船舶動(dòng)力裝置[M]. 上海: 上海交通大學(xué)出版社, 2007.

[2]陳鐵銘，謝榮.船舶管系[M]. 北京: 人民交通出版社，2007.

[3]中國(guó)船舶工業(yè)總公司編. 船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)-輪機(jī)分冊(cè)[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 1998.

Reason Analysis on MAN B&W 6S42MC7 Main Engine LO High Pressure

LI Na
(Guangzhou Wenchong Shipyard Co., Ltd, Guangzhou 510725, China)

Based on MAN B&W 6S42MC7 main engine LO high pressure phenomena on 32000DWT bulk carrier, it is proved by theoretic calculation that the theoretic calculation matches the measured record. The adjusting flow valve is used for the improvement.

6S42MC7main engine; LO high pressure; reason analysis

U664.12

A

李娜（1977-），女，工程師。主要從事船舶機(jī)裝的設(shè)計(jì)與項(xiàng)目管理工作。