船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)起動(dòng)裝置故障分析與管理要點(diǎn)

雷進(jìn)軍 中遠(yuǎn)海運(yùn)船員管理有限公司廣州分公司

1.公約要求

“SOLAS公約”第II-1章構(gòu)造（結(jié)構(gòu)分艙與穩(wěn)性機(jī)電設(shè)備）D部分44-2條，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)裝置：

“2.能夠自動(dòng)起動(dòng)的每臺(tái)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組均應(yīng)設(shè)有主管機(jī)關(guān)認(rèn)可的起動(dòng)裝置，該裝置應(yīng)儲(chǔ)備至少供三次連續(xù)起動(dòng)的能源。還應(yīng)設(shè)有能在30mim中起動(dòng)三次的第二能源，除非人工啟動(dòng)能被證明是有效的。

2.1對(duì)1994年10月1日或以后建造的船舶，應(yīng)符合下述要求，以替代本條2中第二句的規(guī)定：儲(chǔ)備的能源應(yīng)受到保護(hù)，以免被自動(dòng)起動(dòng)系統(tǒng)耗盡，除非設(shè)有第二套獨(dú)立的起動(dòng)裝置。此外，還應(yīng)設(shè)有能在30mim中起動(dòng)三次的第二能源，除非人工啟動(dòng)能被證明是有效的。”

讀解：應(yīng)急發(fā)電機(jī)在自動(dòng)起動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其起動(dòng)裝置和能源應(yīng)該保證其能夠連續(xù)起動(dòng)三次，如果三次都起動(dòng)失敗，需要設(shè)有保護(hù)裝置從而不再使用該能源起動(dòng)，防止把該能源耗盡，一般設(shè)置三次起動(dòng)失敗報(bào)警，平時(shí)應(yīng)該就這一條試驗(yàn)；并且需要設(shè)有獨(dú)立的第二起動(dòng)能源以滿(mǎn)足應(yīng)發(fā)能在30min內(nèi)再次起動(dòng)三次。如果沒(méi)有保護(hù)裝置，則需要另外設(shè)置獨(dú)立的第二套起動(dòng)裝置。如果沒(méi)有第二套能源，則應(yīng)有人工起動(dòng)的其它方式（例如人工曲柄、慣性起動(dòng)器、人工充液液壓蓄能器、或火藥填充筒，如它們能被證明是有效的）。通常第一套能源為蓄電池或壓縮空氣，第二套獨(dú)立起動(dòng)裝置為人工充液液壓蓄能器，人工手搖彈簧蓄能器等。

2.幾起故障案例處理分析

2.1 案例1

2.1.1 故障經(jīng)過(guò)

某輪應(yīng)急發(fā)電機(jī)（STX -6CTA8.3DMGE）第二起動(dòng)裝置為液壓蓄能起動(dòng)器(B50G53)，某日上午檢查試驗(yàn)應(yīng)急發(fā)電機(jī)，電瓶能起動(dòng)，液壓不能起動(dòng)，液壓油壓力能泵至300Bar，但是壓下起動(dòng)手柄，飛輪僅轉(zhuǎn)動(dòng)1/5圈不到，不能成功啟動(dòng)。

2.1.2 故障分析

全面檢查發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)調(diào)速系統(tǒng)等正常，問(wèn)題應(yīng)該是液壓起動(dòng)系統(tǒng)問(wèn)題。

如圖1，正常情況下手搖液壓泵泵壓至液壓蓄能器壓力達(dá)到30.0MPa，瞬間按動(dòng)手柄，高壓油沖擊起動(dòng)器活塞帶動(dòng)齒條移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)轱w輪轉(zhuǎn)動(dòng)，如果沖擊能量能夠使飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)3/4周，就能啟動(dòng)成功，手柄復(fù)位后，液壓油在彈簧左右下迅速回流油柜，檢查解體各個(gè)液壓起動(dòng)部件。分析如下：

圖1 液壓?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)圖

（1）手搖泵能泵壓300Ba r以上，手搖泵沒(méi)問(wèn)題。

（2）壓下起動(dòng)手柄用手搖泵盤(pán)車(chē)能輕松盤(pán)車(chē)3/4圈，解體起動(dòng)器，發(fā)現(xiàn)離合小齒輪和抓頭沒(méi)磨損，起動(dòng)器活塞無(wú)漏油，活塞齒條及齒輪無(wú)磨損，卸下彈簧手能推動(dòng)活塞齒條，起動(dòng)器也應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題。

圖2 抓頭齒輪

圖3 飛輪齒圈

圖4 起動(dòng)器活塞

（3）解體起動(dòng)手柄閥，閥芯良好，裝復(fù)試驗(yàn)，啟動(dòng)瞬間回油管無(wú)油流回油柜，起動(dòng)閥也沒(méi)問(wèn)題，初步判斷蓄能器問(wèn)題。

（4）蓄能器為氮?dú)庑钅芷鳎鰪S預(yù)沖壓200Bar，說(shuō)明書(shū)禁止解體，起壓過(guò)程也比較奇怪，0-80Bar需要手搖泵壓80多下，而80-300Bar卻只需6沖程，液體不可壓縮性，初步認(rèn)為氮?dú)庑孤┲?0bar，蓄能活塞可能卡死。

2.1.3 修理過(guò)程

經(jīng)過(guò)機(jī)務(wù)總管緊急安排，拆下蓄能器進(jìn)廠，車(chē)制專(zhuān)用接頭，充注氮?dú)?，在廠發(fā)現(xiàn)沖壓至200Bar，不能保持，僅能維持80Ba r左右，初步判斷蓄能活塞密封性下降，回船裝復(fù)后，泵壓，起壓過(guò)程也比較奇怪，0-80bar起壓比較快，80-300Bar起壓較慢，需要泵2分鐘左右，一次啟動(dòng)成功，但是壓力降為120Bar，停下機(jī)器，再次還能成功啟動(dòng)，壓力降為100Bar，再試著啟動(dòng)成功，壓力降為85Bar，再次啟動(dòng)又成功，壓力降為0.總共可以啟動(dòng)4次。

2.1.4 修復(fù)后故障分析和日常管理

通過(guò)前后對(duì)比，蓄能器出廠氮?dú)鉀_壓200bar，泵壓至300bar，泵入的油量剛好是起動(dòng)器一個(gè)起動(dòng)沖程油量，壓力釋放完，而進(jìn)修理廠充氮?dú)鈺r(shí)將之前卡死的蓄能活塞活絡(luò)了，密封只能保持氮?dú)獬鯄?0bar，泵壓從80bar到300bar，根據(jù)熱力學(xué)第一定理，其泵入的液壓油量已達(dá)3倍起動(dòng)沖程油量，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，液壓油從80bar泵至90bar，其液壓油量及沖擊能量剛好達(dá)到一次起動(dòng)需求，不必泵至300bar?？梢耘袛?，初始故障時(shí)氮?dú)庖欢ㄐ孤獨(dú)鈮毫抵?0Bar，而且蓄能活塞應(yīng)卡住了，所以泵壓時(shí)，液體不可壓縮，壓力上來(lái)了，而實(shí)際油量少?zèng)_擊能量較小。在廠里反復(fù)沖壓200Bar時(shí)活絡(luò)了蓄能活塞，但是密封件只能維持80Bar壓力。出廠時(shí)氮?dú)忸A(yù)沖壓200Bar，泵油壓力至300Bar時(shí)，氮?dú)怏w積縮小為泵入高壓液壓油量，剛好是一個(gè)起動(dòng)沖程（飛輪轉(zhuǎn)3/4圈）的油量，現(xiàn)在是初壓80，如果泵壓至300Bar，泵入的高壓液壓油量應(yīng)為4倍左右的起動(dòng)沖程的油量，所以啟動(dòng)一次，壓力并沒(méi)有完全釋放，這樣存在一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，啟動(dòng)成功后如果起動(dòng)器蓄能器沒(méi)能釋放完，如果在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不小心壓到起動(dòng)手柄，導(dǎo)致起動(dòng)器離合齒輪與抓頭繼續(xù)嚙合，可能導(dǎo)致嚙合齒輪與抓頭齒的磨損或損壞，所以最好起動(dòng)液壓油量剛好滿(mǎn)足一次啟動(dòng)即可，故修理后起動(dòng)液壓壓力不必泵到300bar！這個(gè)案例警示我們，一定要定期試驗(yàn)，解決不了的及時(shí)尋求岸基支持，泵壓90bar已達(dá)到起動(dòng)液量和動(dòng)能，無(wú)須泵壓至300bar，必須特別說(shuō)明，留下檢修記錄，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)警示。

2.2 案例2

2.2.1 故障現(xiàn)象

某輪應(yīng)急發(fā)電機(jī)（STX -6CTA8.3DMGE）第二起動(dòng)裝置為液壓蓄能起動(dòng)器(B50G53),5月21日上午定期進(jìn)行檢查試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠電瓶起動(dòng)，手動(dòng)液壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，手搖泵泵壓只能到23.0MPa（操作規(guī)程要求30.0MPa），數(shù)次啟動(dòng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)失敗。解體手搖泵，各鋼珠，彈簧均正常，主活塞低位密封件34發(fā)現(xiàn)破損，主活塞44頂部小活塞明顯腐蝕。（見(jiàn)圖5、圖6）

圖5 液壓泵示意圖

圖6 故障部件活塞組件

2.2.2 修理過(guò)程

因?yàn)闆](méi)有合適的密封件，用尼龍棒車(chē)制數(shù)個(gè)形狀類(lèi)似環(huán)形件，經(jīng)過(guò)數(shù)次試驗(yàn)，一次性泵壓能到28.0MPa，啟動(dòng)成功，數(shù)次試驗(yàn)?zāi)軌騿?dòng)，泵壓時(shí)間有點(diǎn)長(zhǎng)，大約5-6分鐘，滿(mǎn)足半小時(shí)啟動(dòng)3次。

2.2.3 管理要點(diǎn)

定期檢查試驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；準(zhǔn)備必要的備件。

2.3 案例3

2.3.1 故障經(jīng)過(guò)

某輪應(yīng)急發(fā)電機(jī)Cummins 6BT5.9-D(M)，第二起動(dòng)裝置為start well儲(chǔ)能彈簧式應(yīng)急起動(dòng)馬達(dá)，某二管輪初次上該輪工作，接班后由于誤操作，導(dǎo)致該起動(dòng)馬達(dá)損壞。

2.3.2 故障分析

圖7 破損的密封令，無(wú)備件

圖8 尼龍泵車(chē)制密封件 泵壓能到28MPa

圖9 彈簧起動(dòng)器

解體損壞的起動(dòng)馬達(dá)，發(fā)現(xiàn)棘輪軸承斷裂成三塊，棘輪環(huán)斷裂成2塊。（見(jiàn)圖10、圖11）儲(chǔ)能彈簧式應(yīng)急起動(dòng)雖然比較簡(jiǎn)單易于操作，但是如果不依據(jù)操作手冊(cè)而憑經(jīng)驗(yàn)，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞或人身傷害，說(shuō)明書(shū)要求在有兩種能源啟動(dòng)時(shí)，一定要注意，在彈簧馬達(dá)蓄能時(shí)，即彈簧不是綠色時(shí)，彈簧馬達(dá)小齒輪是和飛輪齒圈嚙合的，如果使用其它馬達(dá)起動(dòng)柴油機(jī)將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的設(shè)備損壞和/或人員傷亡。使用彈簧馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)，控制板上模式選擇開(kāi)關(guān)從“AUTO”轉(zhuǎn)到“MANUAL”位，蓄電池轉(zhuǎn)EMERG.，將手柄釋放至“復(fù)位”（reset）位置，裝上搖柄并順時(shí)針盤(pán)動(dòng)馬達(dá)直到紅色或白色彈簧在觀察窗中出現(xiàn)，能看到白色彈簧是用于起動(dòng)熱機(jī)，能看到紅色彈簧是用于起動(dòng)冷機(jī)，蓄能完畢后將手柄快速一推到底，中途不能有猶豫或松手。當(dāng)彈簧馬達(dá)不用時(shí)，應(yīng)保持其釋放桿與重置拉桿處于平行位置（trip位）。如果不清楚彈簧馬達(dá)是否已蓄能，重置和釋放馬達(dá)釋放桿就可以使彈簧馬達(dá)復(fù)位。本次故障由于二管輪將彈簧起動(dòng)器處于reset狀態(tài)，彈簧馬達(dá)小齒輪是和飛輪齒圈嚙合的情況下，卻用蓄電池啟動(dòng)。船上無(wú)法修復(fù)，只能急等備件。

圖10 棘輪軸承裂成3塊

圖11 棘輪環(huán)裂成2塊

2.3.3 管理要點(diǎn)

相關(guān)人員一定要熟讀說(shuō)明書(shū)，操作手冊(cè)，明白工作原理；加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)操作培訓(xùn)；一定要在現(xiàn)場(chǎng)清晰的標(biāo)識(shí)警示風(fēng)險(xiǎn)；準(zhǔn)備必要備件。

3.結(jié)語(yǔ)

這兩類(lèi)型起動(dòng)裝置作為應(yīng)急發(fā)電機(jī)第二起動(dòng)裝置比較普遍，基本上是PSC和FSC必查的項(xiàng)目，船上輪機(jī)人員要高度重視，熟練掌握其操作程序，定期測(cè)試，認(rèn)真研習(xí)說(shuō)明書(shū)，操作手冊(cè)，注意維護(hù)保養(yǎng)，準(zhǔn)備必要的備件有備無(wú)患，有任何問(wèn)題應(yīng)盡快解決或?qū)で蠊景痘С?，絕不可以存在僥幸心理，對(duì)工作負(fù)責(zé)，也是對(duì)自己負(fù)責(zé)！