電噴主機(jī)排氣閥故障及其處理過(guò)程實(shí)例

吳登峰 中遠(yuǎn)海運(yùn)船員管理有限公司廣州分公司

1.前言

隨著柴油機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，新造商船中很多使用電噴柴油機(jī)作為主機(jī)。電噴柴油機(jī)廣泛采用各項(xiàng)電子控制技術(shù)，在監(jiān)控和控制系統(tǒng)中大量應(yīng)用集成模塊，采用數(shù)字化、電腦化控制。主機(jī)作為船舶“心臟”，是船舶最重要設(shè)備之一。如何在主機(jī)發(fā)生故障時(shí)快速查找原因并在最短時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題，不要走彎路，是作為輪機(jī)管理人員的職責(zé)要求所在，因此也對(duì)新型輪機(jī)管理人員提出了更高的要求。很多輪機(jī)管理人員在從傳統(tǒng)機(jī)型升級(jí)過(guò)渡到電噴機(jī)管理過(guò)程中，往往會(huì)有些不適應(yīng)，不知道如何管理電噴機(jī)，不了解在發(fā)生故障時(shí)如何查找并處理。下面筆者就從親身經(jīng)歷處理的兩起ME型主機(jī)排氣閥故障解決過(guò)程案例，講述查找故障的技巧，與各位同行一起學(xué)習(xí)探討，希望能對(duì)在電噴柴油機(jī)工作的同行有一定幫助。

2.故障A過(guò)程

筆者曾在某VLCC任職輪機(jī)長(zhǎng)，該輪長(zhǎng)期服務(wù)于中東遠(yuǎn)東地區(qū)航線，為2014年建造，7年船齡，主機(jī)型號(hào)：MAN B&W 7S80ME-C8.2電噴柴油機(jī)，主機(jī)功率：29260KW，為監(jiān)控主機(jī)配套配置2臺(tái)“MOP”（即Main Operating Panel 主操作面板的英文縮寫(xiě)）?！癕OP”是人機(jī)操作界面，主機(jī)控制系統(tǒng) (ECS) 和主機(jī)通過(guò)此界面運(yùn)行和一臺(tái)“PMI”用于監(jiān)測(cè)以下內(nèi)容：燃燒狀況、單缸狀況、主機(jī)狀況并監(jiān)測(cè)任何運(yùn)行擾動(dòng)。2020年11月17日，船舶當(dāng)時(shí)從中東開(kāi)往遠(yuǎn)東地區(qū)正在印度洋航行，期間主機(jī)不斷出現(xiàn)自動(dòng)降速情況，降速后又會(huì)很快自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)轉(zhuǎn)速，并在機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)主機(jī)“SLOW DOWN”警報(bào)，主機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)恼：Ｉ虾叫修D(zhuǎn)速62RPM直接降至最低速“DEAD SLOW AHEAD”23RPM。經(jīng)查找PMI電腦主機(jī)排氣閥監(jiān)控曲線顯示如圖1所示，“Exhaust valve open stroke”曲線顯示排氣沒(méi)有完全打開(kāi),開(kāi)啟行程太小,正常時(shí)PMI電腦主機(jī)排氣閥監(jiān)控曲線如圖2所示。

圖1 主機(jī)故障時(shí)PMI排氣閥監(jiān)控曲線截屏

圖2 主機(jī)正常時(shí)PMI排氣閥監(jiān)控曲線截屏

3.故障A排查

看到“Exhaust Valve Stroke Low(Slow Down)”這個(gè)報(bào)警，當(dāng)時(shí)船上本著“先簡(jiǎn)單再?gòu)?fù)雜”的查找故障原則，首先懷疑是該缸排氣閥位置探頭有故障，并進(jìn)行了該缸排氣閥位置探頭備件換新和測(cè)試，故障跟原來(lái)一樣。

接下來(lái)是懷疑主機(jī)排氣閥有時(shí)沒(méi)打開(kāi)？該排氣閥檢修記錄顯示，經(jīng)上次檢修后運(yùn)轉(zhuǎn)了3000小時(shí)左右，運(yùn)轉(zhuǎn)記錄一直良好，到機(jī)旁觀察該排氣閥工作正常，運(yùn)轉(zhuǎn)聲音正常，排氣溫度正?！ㄟ^(guò)判斷認(rèn)為控制系統(tǒng)的問(wèn)題可能性較大，如果該缸先導(dǎo)閥或FIVA閥故障有可能會(huì)造成這種故障情況，于是又先更換先導(dǎo)閥，更換好后，起動(dòng)主機(jī)航行，低速時(shí)正常，但隨著提高主機(jī)轉(zhuǎn)速，故障依舊，問(wèn)題沒(méi)找到；再進(jìn)行停車進(jìn)行更換FIVA閥總成，更換后低速時(shí)可以，轉(zhuǎn)速提高故障還是跟原來(lái)一樣。

難道新的排氣閥位置探頭本身就有問(wèn)題？為確認(rèn)排氣閥位置探頭是否完好，決定把#1缸換上去的新排氣閥位置探頭與#2缸原來(lái)使用顯示正常的排氣閥位置探頭對(duì)換。對(duì)換后顯示#2正常，#1換上原來(lái)#2好的探頭顯示還是故障，從中可以確認(rèn)，造成該故障并非排氣閥探頭本身故障。

先前已更換過(guò)先導(dǎo)閥、甚至FIVA都更換了，故障還是沒(méi)有找到，究竟是什么原因？為了不影響船期，根據(jù)故障排查計(jì)劃下一步工作就是整體更換排氣閥總成，先保證正常航行再查找具體原因。就在中間休息準(zhǔn)備更換排氣閥總成時(shí)，突然想到會(huì)不會(huì)#1缸排氣閥位置探頭接線盒到CCU板線路之間出現(xiàn)問(wèn)題呢？

經(jīng)過(guò)認(rèn)真查找，電子電氣員確實(shí)發(fā)現(xiàn)該缸電纜信號(hào)線外表皮磨損接地，找到新電纜線進(jìn)行更換后，起動(dòng)主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一切正常。這也印證了前面提到的為什么低速時(shí)正常，高速時(shí)又會(huì)出現(xiàn)故障的問(wèn)題，因?yàn)榈退贂r(shí)主機(jī)震動(dòng)小，當(dāng)主機(jī)速度增大時(shí)，主機(jī)震動(dòng)也會(huì)隨之增大，破損表皮信號(hào)線又接地，所以就出現(xiàn)故障，問(wèn)題終于解決！

4.故障A分析

回想整個(gè)故障處理解決過(guò)程，走了很多彎路，并帶有一定偶然性的運(yùn)氣成分。事后對(duì)此次故障處理進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)、反思和學(xué)習(xí)，通過(guò)學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)：其實(shí)可以直接判斷是電纜有故障而快速解決問(wèn)題恢復(fù)主機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在的電噴機(jī)各種信號(hào)線、控制線、電纜線非常多，成束成捆的用鐵質(zhì)線扎扎得非常整齊，信號(hào)線外表皮是否磨損幾乎看不出來(lái)。靠視覺(jué)檢查電纜線外表發(fā)現(xiàn)破損可能性較小，關(guān)鍵是要熟練掌握電噴機(jī)配置配套兩臺(tái)“MOP”及“PMI”監(jiān)控電腦的各項(xiàng)功能，就能找到是電纜或探頭相關(guān)設(shè)備故障的“蛛絲馬跡”。通過(guò)“MOP”操作界面屏幕，打開(kāi)界面“MAINTENANCE”進(jìn)入“TROUBLE -SHOOTING”，再點(diǎn)入“HCU Events”，有故障時(shí)里面會(huì)自動(dòng)記錄當(dāng)時(shí)故障的各曲線記錄，如圖3為當(dāng)時(shí)故障時(shí)的曲線，圖4為正常工作的排氣閥曲線，通過(guò)圖3與圖4的對(duì)比，就能發(fā)現(xiàn)其中明顯的區(qū)別。

圖3 故障時(shí)排氣閥曲線（粉紅色）

圖4 正常工作時(shí)排氣閥曲線（粉紅色）

從圖3可以看出，故障時(shí)排氣閥曲線不清爽，紅線圈中曲線顯示有各種信號(hào)，可以推斷出有各種信號(hào)干擾，這就可以縮小故障范圍，確定為排氣閥位置探頭或是探頭與CCU板之間信號(hào)線等相應(yīng)部件線路有干擾。如果情況正常則不記錄，只需找到當(dāng)時(shí)最先報(bào)警的曲線故障記錄，通過(guò)那條曲線的異常之處，即可快速判斷是哪些相關(guān)設(shè)備故障，這樣范圍就小了很多，處理起來(lái)更快、更準(zhǔn)、更有把握，也可以省去更換設(shè)備查找故障時(shí)不必要的時(shí)間和勞動(dòng)付出。

以上只是“MOP”及“PMI”監(jiān)控電腦各項(xiàng)功能中的其中一項(xiàng)，大部分的功能還得要求我們?cè)诠ぷ髦姓J(rèn)真學(xué)習(xí)并熟練掌握。本文通過(guò)對(duì)該起電噴主機(jī)排氣閥故障的分析處理，充分說(shuō)明熟練掌握“MOP”功能能幫助更加快速有效地解決問(wèn)題，希望同仁在以后遇到同類故障時(shí)可以參考。

5.故障B過(guò)程、排查及解決

某輪2018年7月1日，主機(jī)“MOP”出現(xiàn)NO.7缸“exhaust valve stroke low"報(bào)警，并觸發(fā)主機(jī)“slow down",隨即自動(dòng)復(fù)位；隨后直至7月8日、7月9日，再次出現(xiàn)該報(bào)警；正常運(yùn)行時(shí)主機(jī)排煙溫度及爆壓等熱工參數(shù)未見(jiàn)異常。

根據(jù)說(shuō)明書(shū)分析問(wèn)題可能的原因，先易后難，于7月10日更換了該缸排氣閥位置探頭，但問(wèn)題沒(méi)有解決，7月11日該報(bào)警再次出現(xiàn)。

7月12日再次出現(xiàn)“exhaust valve stroke low"報(bào)警，同時(shí)出現(xiàn)“fuel plunger store too low"報(bào)警，也隨即復(fù)位。

7月13日下午，船上組織更換備用FIVA閥，仔細(xì)察看拆下的FIVA閥未見(jiàn)異常情況；在主機(jī)運(yùn)行兩小時(shí)后，“exhaust valve stroke low"報(bào)警及“fuel plunger store too low"報(bào)警再次出現(xiàn)；隨后把主機(jī)NO.6與NO.7兩個(gè)缸的FIVA閥對(duì)調(diào)進(jìn)一步觀察主機(jī)運(yùn)行情況，但當(dāng)主機(jī)在運(yùn)行至7月14日早上04：45及05：05（LT)，NO.7再次出現(xiàn)“exhaust valve stroke low"報(bào)警，并觸發(fā)主機(jī)“slow down"；經(jīng)過(guò)多天查找原因，問(wèn)題仍然沒(méi)有解決，經(jīng)過(guò)幾天的總體檢查情況分析，“exhaust valve stroke low”的報(bào)警始終無(wú)法消除，最后分析不排除是排氣閥本身的原因?qū)е屡艢忾y開(kāi)、關(guān)不到位的可能性，準(zhǔn)備對(duì)排氣閥總成進(jìn)行整體更換。

7月15日下午仔細(xì)比對(duì)了“MOP”內(nèi)的報(bào)警及EVENT LOG中的參數(shù)圖，發(fā)現(xiàn)“MOP”報(bào)警顯示的是“exhaust valve stroke low”（機(jī)艙監(jiān)控報(bào)警顯示也是），但event log中的脈沖曲線圖上，排氣閥的脈沖是正常的，而燃油柱塞行程的脈沖線沒(méi)有了（見(jiàn)圖5），圖上曲線故障指示與報(bào)警顯示不一致。根據(jù)以上分析懷疑燃油柱塞行程探頭工作異常，于是對(duì)其進(jìn)行更換，（拆檢拆下燃油柱塞行程探頭發(fā)現(xiàn)探頭腔內(nèi)有少量的燃油），拆下燃油柱塞行程探頭時(shí)“MOP”報(bào)警顯示的是排氣閥功能斷線（見(jiàn)圖6）；也就是說(shuō)，在安裝接報(bào)警通道時(shí)，把燃油柱塞行程低的報(bào)警，誤接成了排氣閥行程低報(bào)警，二者報(bào)警對(duì)調(diào)了。

圖5 報(bào)警發(fā)生時(shí)“event log”脈沖曲線圖中藍(lán)色燃油脈沖線異常截圖

圖6 拆檢燃油柱塞行程探頭時(shí)“MOP”報(bào)警記錄顯示的是排氣閥功能斷線零截圖

基于以上的原因分析，則可對(duì)之前的所有解決問(wèn)題的措施及故障無(wú)法消除，進(jìn)行合理的解釋：1）船上做的都是針對(duì)解決排氣閥的故障進(jìn)行操作，而真正原因是燃油柱塞行程探頭故障；2）7月1日?qǐng)?bào)警后秒復(fù)位，第二次報(bào)警出現(xiàn)在7月8日，以及之后報(bào)警越來(lái)越頻繁，是因?yàn)樘筋^腔內(nèi)燃油越積越多，從而影響到探頭的靈敏性；3）在更換了燃油柱塞行程探頭后（同時(shí)對(duì)腔內(nèi)燃油進(jìn)行了清理），主機(jī)沒(méi)有再出報(bào)警；燃油柱塞行程探頭腔內(nèi)的燃油，應(yīng)該是燃油套筒下部與泵殼之間膠圈密封不良所致。

更換了該缸燃油柱塞行程探頭后，主機(jī)已運(yùn)行多天沒(méi)有再出現(xiàn)排氣閥行程低報(bào)警，問(wèn)題得到解決。故障B的原因查找與問(wèn)題解決，歷時(shí)較長(zhǎng)，耗費(fèi)了大量精力，雖然最終原因是報(bào)警安裝錯(cuò)誤所致，給查找故障過(guò)程增加了不少難度，但從中也能吸取到經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：一定要善于利用電噴機(jī)配置的“MOP”并熟練掌握其中各項(xiàng)功能，從中著手分析往往可以獲得事半功倍的效果，這也是與傳統(tǒng)機(jī)型分析解決問(wèn)題過(guò)程中重點(diǎn)考慮思路不同的地方。

6.結(jié)束語(yǔ)

隨著航海設(shè)備技術(shù)的不斷升級(jí)換代，將會(huì)有越來(lái)越多的先進(jìn)設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)投入到實(shí)際使用中，我們輪機(jī)管理人員唯有不斷學(xué)習(xí)和提高自已的技術(shù)水平，才能滿足日益提高的要求！