某輪主機(jī)型號(hào)為:MITSUBISHI 6UEC50LSⅡ。某航次執(zhí)行中國(guó)-地中海航線任務(wù),主機(jī)全速航行。某日下半夜,主機(jī)突然出現(xiàn)報(bào)警并自動(dòng)減速,值班輪機(jī)員睡夢(mèng)中驚醒,立即查看監(jiān)測(cè)報(bào)警屏,發(fā)現(xiàn)為主機(jī)NO.5缸排煙溫度過(guò)高(達(dá)425℃),超過(guò)排煙溫差限制而引發(fā)自動(dòng)降速。值班輪機(jī)員隨即將這一故障報(bào)告輪機(jī)長(zhǎng)。輪機(jī)長(zhǎng)隨后立即下到機(jī)艙查看,發(fā)現(xiàn)除NO.5缸外,其他缸排溫正常,輪機(jī)長(zhǎng)決定嘗試臨時(shí)采用調(diào)小NO5缸油門的方法降低排煙溫度,維持航行。但2個(gè)小時(shí)后,NO.5缸排溫再次升高至412℃。隨后輪機(jī)長(zhǎng)與駕駛臺(tái)電話溝通,確認(rèn)為開(kāi)敞水域,經(jīng)船長(zhǎng)同意后減速停車,臨時(shí)漂航查找故障。二、柴油機(jī)排煙溫度高的常見(jiàn)原因1.排氣閥泄漏:排氣閥泄漏將造成壓縮壓力降低,由于新鮮空氣量減少和發(fā)火延時(shí)而產(chǎn)生后燃,并且在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生漏氣,使沒(méi)有燃燒完全的高溫燃?xì)膺M(jìn)入排氣管,使排煙溫度急劇升高。 2.噴油定時(shí):噴油提前角過(guò)小,造成噴油過(guò)遲,燃燒滯后,排煙溫度升高。3.排氣定時(shí):排氣閥過(guò)早打開(kāi),汽缸內(nèi)還沒(méi)有完全燃燒的燃?xì)膺M(jìn)入排氣管產(chǎn)生后燃。4.排氣閥開(kāi)度不足:排氣閥開(kāi)度不足導(dǎo)致?lián)Q氣不良,氣缸內(nèi)新鮮空氣注入過(guò)少,造成燃燒不良,后燃加劇。 5.噴油器霧化不良:噴油器霧化不好,使燃油在汽缸內(nèi)不能短時(shí)充分燃燒而造成在排氣管內(nèi)后燃。6.噴油器安裝:噴油器在安裝過(guò)程中墊片處理不當(dāng),墊片過(guò)厚或原墊片沒(méi)取出又加入新墊片造成過(guò)厚,使噴油器噴油位置不對(duì)。 7.壓縮壓力:①汽缸蓋與汽缸套之間的墊片過(guò)厚,造成汽缸氣容增大而壓縮壓力降低,使發(fā)火滯后產(chǎn)生后燃;②活塞環(huán)或缸套磨損造成壓縮壓力降低,汽缸內(nèi)新鮮空氣減少,使得發(fā)火滯后產(chǎn)生后燃。 8.增壓器:①增壓器的軸承損壞,使其轉(zhuǎn)速降低,掃氣壓力也同時(shí)降低;②增壓器空氣濾網(wǎng)臟堵、壓氣機(jī)葉輪、噴嘴環(huán)、廢氣葉輪以及壓氣葉輪積碳或臟堵,這些都會(huì)使增壓器增壓壓力不足而不能使燃油充分燃燒。 9.出油閥故障可能造成二次噴射而產(chǎn)生后燃,使排溫升高,或者表現(xiàn)為由于單缸做功少,導(dǎo)致其他缸負(fù)荷增加。10.空冷器:①空冷器冷卻水管積垢堵塞,使其熱交換能力降低而使增壓空氣進(jìn)機(jī)溫度升高,最終導(dǎo)致排溫升高;②空冷器氣側(cè)堵塞使增壓空氣壓力低,進(jìn)入汽缸的空氣量不足,使燃油不能充分燃燒而產(chǎn)生后燃使排溫升高。1.其中增壓器和空冷器是影響柴油機(jī)普遍排溫偏高的兩項(xiàng)重要因素,如果空冷器出現(xiàn)堵塞,輕則主機(jī)排溫升高,重則主機(jī)在未加負(fù)荷時(shí)就已無(wú)法使用,導(dǎo)致船舶停航。從本輪主機(jī)故障情況看,僅僅NO.5缸出現(xiàn)非正常狀況,因此可完全排除空冷器和增壓器問(wèn)題。2.將2只噴油器拔出泵壓,發(fā)現(xiàn)啟閥壓力略微偏低,調(diào)整后檢查霧化良好。3.打開(kāi)NO.5缸掃氣箱道門,從掃氣口觀察氣缸和活塞狀況,發(fā)現(xiàn)并無(wú)斷環(huán)和異常磨損現(xiàn)象。 4.考慮到噴油定時(shí)和排氣定時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的幾率較小,聯(lián)想到故障時(shí),測(cè)取示功圖,NO.5缸壓縮壓力較其它缸略低,感覺(jué)問(wèn)題很可能出在排氣閥上。隨后將NO.5缸排氣閥拆出,發(fā)現(xiàn)排氣閥閥面蝕穿約1cm寬破洞(如圖1)。于是更換備用排氣閥組,恢復(fù)航行,排溫恢復(fù)正常。1.排氣閥蝕穿的主要原因是排氣閥密封不嚴(yán),造成高溫燃?xì)饴┬梗乖撎巼?yán)重過(guò)熱,嚴(yán)重時(shí)可使該處熔穿一個(gè)大洞。造成排氣閥密封不良的原因有:(1)由于閥盤不同部位受熱、散熱條件不同,閥盤圓周上的溫度分布不均勻。即靠氣缸中心的部位溫度高,而靠缸蓋外側(cè)的溫度低。溫差大會(huì)造成閥盤變形翹曲而漏氣。(2)排氣閥閥盤及閥座密封錐面沉積一層混有炭粒的玻璃狀物質(zhì)。這些物質(zhì)主要由Na2SO4、CaSO4、Fe2O3、V2O5,等組成,它們的成分主要來(lái)自重油中的雜質(zhì)。玻璃狀沉積物性脆。當(dāng)沉積厚度較大時(shí),在閉閥時(shí)的撞擊下該沉積物會(huì)產(chǎn)生裂紋,反復(fù)撞擊后進(jìn)而發(fā)展到剝落,從而形成高溫燃?xì)鈬娍谑箽忾y燒損。(3)普通氣閥密封錐面在工作溫度下硬度并不很高,沉積的硬質(zhì)燃燒產(chǎn)物顆粒在閉閥的撞擊下,可使密封面出現(xiàn)凹坑,也可能造成漏氣。 圖2 三菱主機(jī)排氣閥與其它品牌主機(jī)排氣閥比較2.三菱6UEC50L主機(jī)排氣閥與其它品牌不同的是,其主機(jī)排氣閥桿上無(wú)旋閥轉(zhuǎn)翼裝置(如圖2),導(dǎo)致排氣閥桿一直在一個(gè)位置上下運(yùn)動(dòng),容易造成周向上受熱不均,局部過(guò)熱而加劇燒蝕,屬于設(shè)計(jì)上存在缺陷。排氣閥是柴油機(jī)的重要組成部分,其工作性能的好壞直接影響到主機(jī)的正常運(yùn)行。因此,輪機(jī)管理人員應(yīng)當(dāng)關(guān)注以下幾點(diǎn):(1)航行時(shí)認(rèn)真巡回檢查,注意排溫變化。在外界海況和主機(jī)負(fù)荷不變的前提下,如某缸的排煙溫度出現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)、聲音異常等情況時(shí),應(yīng)及時(shí)采取措施,防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。 (2)平時(shí)加強(qiáng)對(duì)噴油器的維護(hù)管理,確保噴油器工作正常。若噴嘴霧化不良,吊出排氣閥時(shí),可明顯看到距噴嘴最近的閥座內(nèi)側(cè),成對(duì)角狀堆積大量的結(jié)碳和未燒盡的燃油混合物,表面成液態(tài)狀,且向下流到密封平面上,導(dǎo)致高溫下碳化,這些結(jié)碳,可能就會(huì)成為氣閥燒蝕的始作俑者。 (3)輪機(jī)員必須嚴(yán)格按照船舶柴油機(jī)說(shuō)明書(shū)要求,定期拆檢排氣閥,縮短排氣閥保養(yǎng)周期,保養(yǎng)時(shí)最好將空氣彈簧活塞各相關(guān)O-RING換新,防止氣閥關(guān)閉不嚴(yán)或延遲關(guān)閉。動(dòng)力油活塞拆出檢查,必要時(shí)更換活塞環(huán),防止漏油,導(dǎo)致氣閥延遲開(kāi)啟或關(guān)閉迅速(關(guān)閉阻尼過(guò)小容易造成氣閥敲擊)。(4)閥盤與閥座面上均堆焊有耐熱合金,一般厚度為3mm 左右,拆檢時(shí)按說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)測(cè)量,當(dāng)最大研磨量Gt>2.0mm,氣隙G3≤O時(shí)此閥不能再用。 (5)對(duì)于閥座或閥頭密封面有瑕疵的,應(yīng)進(jìn)行人工或磨閥器研磨。為避免在使用磨閥器研磨時(shí)因波動(dòng)引起閥盤表面出現(xiàn)振顫的情況,應(yīng)盡可能不在船舶航行時(shí)研磨排氣閥,如果條件允許,盡量在碼頭或交由專業(yè)廠家進(jìn)行研磨工作。 (6)合理調(diào)整分油機(jī)分油流量和分離溫度(在保證油夠用的情況下,盡量以最低流量分離,分離溫度視情采用較高值),提高分油機(jī)分離效果,減少燃油中雜質(zhì)的存在。(部分素材及圖片由大管輪劉新提供)
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