“中水電01”絞吸式挖泥船冬季柴油機循環(huán)水加熱系統(tǒng)改造

壽文榮

(中國水利水電第十二工程局有限公司，浙江 金華 321000)

“中水電01”絞吸式挖泥船冬季柴油機循環(huán)水加熱系統(tǒng)改造

壽文榮

(中國水利水電第十二工程局有限公司，浙江 金華 321000)

文章介紹了“中水電01”絞吸式挖泥船3臺大功率柴油機存在冬季冷車啟動困難的故障現(xiàn)象，提出了在柴油機內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)水箱(膨脹水箱)中安裝加熱及強制循環(huán)系統(tǒng)的改造，對3臺柴油機啟動前進行預熱，實現(xiàn)了一次性啟動，減少了備車時間，提高了船舶生產(chǎn)效率。

絞吸式挖泥船；柴油機；冷車啟動；加熱循環(huán)水

Abstract:Cold starting became difficult for the 3 high power diesel engines in the cutter suction dredger ZHONGSHUIDIAN O1 in winter.Installation of heating devise and forced cyclic system were put in the inner cyclic water tank.Preheating for the 3 diesel engines achieved disposable starting with waiting time reduced and shipping production efficiency raised.

Keywords：cutter suction dredger;diesel engine;cold starting;cyclic-water heating

“中水電01”絞吸式挖泥船生產(chǎn)能力為3 500 m3/h，船長99 m，船寬18 m ，排水量4 400 t,2007年7月25日投產(chǎn)后一直在渤海灣一帶施工，至今已近10年。船舶安裝有3臺大型柴油機，1臺日本產(chǎn)大發(fā)柴油機，型號是6DK-36L，功率3 310 kW，2臺大連產(chǎn)柴油機，型號16V240ZC0Z柴油機，功率2 350 kW，3臺柴油機功率總計8 010 kW，耗油可達0.8～1 t/h柴油。為了降低油耗，在生產(chǎn)中因移船位、管線維修、機械設(shè)備故障等原因，柴油機需經(jīng)常停機，有時會做長時間的停機處理。特別是在冬季，渤海灣氣溫最低可達-20 ℃，停機后，柴油機機體溫度很快下降，柴油機再次冷車啟動時非常困難，需經(jīng)過3～4次啟動甚至更多次的啟動才能使柴油機正常運行(有時啟動時間可達70 min)，嚴重影響了船舶的生產(chǎn)效率。

1 故障原因分析

1)3臺柴油中，特別是大連產(chǎn)柴油機，經(jīng)過多次的大修，其汽缸的密封性降低，再加之冬季機體溫度低，造成活塞上止點壓縮比不夠，只能靠多次啟動提高機體溫度后，才能啟動柴油機。

2)低溫時由于潤滑油的黏度大，柴油機曲軸、活塞、連桿等運動部件在啟動時，運行阻力增大，造成轉(zhuǎn)速低，達不到發(fā)動機啟動所需的最低轉(zhuǎn)速，導致啟動困難。

3)3臺柴油機啟動裝置都采用壓縮空氣驅(qū)動2臺空氣馬達，帶動柴油機曲軸旋轉(zhuǎn)，完成柴油機的啟動過程。因多次啟動，充滿壓縮空氣的氣瓶很快放空，需空壓機再打氣充滿，這個充氣過程需15～20 min，重復啟動充氣再啟動直至柴油機啟動，耗時最長可達70 min，等待啟動時間長。

2 故障影響

冬天施工中，冷車啟動柴油機，其各運動部件之間的摩擦阻力增加，柴油機靠多次啟動提高機體溫度后來實現(xiàn)正常運行，柴油機中各運動部件之間磨損增加，頻繁啟動柴油機還會造成啟動馬達齒輪與柴油機飛輪齒圈頻繁沖擊，易導致啟動馬達驅(qū)動齒輪斷齒，驅(qū)動軸斷軸，柴油機飛輪齒圈齒斷損故障。更換飛輪齒圈需解體發(fā)動機，且工作量大。在節(jié)能減排方面，啟動時燃油燃燒不充分且油耗較高，因此，排放會污染環(huán)境，同時啟動時間較長，所以減少了生產(chǎn)時間，降低了絞吸式挖泥船的生產(chǎn)效率。

3 故障解決方法

通過故障原因分析，得出啟動前提高發(fā)動機機體溫度是解決故障的關(guān)鍵。根據(jù)發(fā)動機內(nèi)循環(huán)水冷卻的特點，采取加熱淡水箱(膨脹水箱)中的內(nèi)循環(huán)水，用管道泵、管道球閥將已加熱的水壓入柴油機冷卻水道中，并保持連續(xù)循環(huán)來提高缸體溫度，實現(xiàn)一次性啟動。其原理見圖1。

圖1 改裝水道原理圖

每臺柴油機配一個淡水箱(膨脹水箱)，淡水箱體積為1 m3，每個淡水箱內(nèi)增設(shè)2套電加熱系統(tǒng)，每套電加熱系統(tǒng)安裝1個防漏電的空氣開關(guān)，淡水箱底部增加一道管路，管路上加1臺管道水泵和球閥，管道水泵出水管接入柴油機的進水管，在水箱出水管位置加一球閥。為了便于操作與觀察，管道水泵與加熱器的空氣開關(guān)、淡水箱的溫度傳感器顯示數(shù)據(jù)都安裝在集控室的集控柜中，以便操作人員即時操作與監(jiān)控。具體啟動步驟：首先檢查淡水箱水位，水位高程需達80 cm，柴油機因故停車后，停車時間超過1 h 的，在柴油機準備冷車啟動前，閉合加熱器空氣開關(guān)(根據(jù)加熱快慢要求可選擇1個或2個加熱器加熱)，加熱水溫至60 ℃左右，關(guān)閉球閥1，打開球閥2，啟動管道水泵，將淡水箱中加熱的水壓入柴油機水道，冷水流回淡水箱繼續(xù)加熱，在管道水泵強制循環(huán)下，缸體溫度不斷提高，缸體溫度達到15～20 ℃(柴油機每缸都有溫度感應顯示)，即可啟動柴油機，可順利實現(xiàn)一次性啟動。發(fā)動機啟動后，先停止管道水泵，關(guān)閉球閥2，打開球閥1，柴油機正常運行。

總之，通過這次改進，實現(xiàn)了柴油機一次性啟動，提高了柴油機的啟動平穩(wěn)度和機械的使用壽命，達到了節(jié)能減排降耗的目的，也減少了啟動時由于燃油不完全燃燒造成的污染排放，經(jīng)濟效益顯著。

壽文榮(1961-)，男，浙江諸暨人，高級工程師，大學本科，主要從事挖泥船修理與管理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.05.005

2017-05-24