某船兩臺主柴油機滑油及淡水同時超溫故障分析與排除

尹德祥,王茂生

(92323部隊,山東青島 266017)

1 故障現象

1)主機空車暖機期間,淡水溫度上升快。兩主機均為額定轉速 1 500 r/min的高速柴油機,在離港前暖機過程中,主柴油機低速運轉 20min,水溫升至 60℃、滑油溫度升至 55℃。正常情況,暖機淡水溫度應在 45℃以下。

2)航行中,兩主機隨著負荷的緩慢增加,淡水溫度、滑油溫度急劇升高。船離港后轉入正常航行,主機正車轉速加至 1 000 r/m in時,淡水溫度上升較快,水溫、油溫、油壓正常。繼續加速至1 200 r/min,15 min后淡水溫度升至 90℃,滑油溫度升至 85℃,當轉速加至 1 400 r/min時,淡水溫度和滑油溫度急劇升高,10min后,淡水溫度升至 95℃,滑油溫度升至 105℃,兩主機淡水、滑油溫度均超限。

3)淡水冷卻器及主機舷外排煙管冷卻水套表面局部過熱。

4)排煙管冷卻水舷外出口排量偏小,并有汽化現象。

2 故障分析

柴油機滑油、淡水溫度過高的原因很多,操縱使用、自身部件的損壞和系統問題都可能引起這一故障,但這種未超負荷運轉而短時間內嚴重超溫故障非常少見。該型船用主機冷卻系統采取的是海水冷卻淡水,淡水再冷卻柴油機及滑油的閉式冷卻系統。

淡水從淡水箱到淡水泵進口,經淡水泵提壓后分成兩路進入左右兩排汽缸水套進行冷卻,再經汽缸套和汽缸蓋間的導水管冷卻汽缸蓋及其它機件,后再經汽缸蓋后端排水管進入排氣總管;由排氣總管出來的冷卻水,先經過溫度調節閥,如果水溫超過允許值,溫度調節器開啟,從排氣總管來的水全部經過溫度調節閥到淡水冷卻器被海水冷卻然后再到滑油冷卻器冷卻滑油;如果水溫較低,則溫度調節閥關閉,從排氣總管來的淡水不經海水冷卻而直接經過滑油冷卻器,最后回到淡水泵進口。這樣,使柴油機不斷地得到適當的冷卻。海水經海底門至海水泵提高壓力,經水泵排出后分兩路,一路冷卻推進器軸套,另一路進入淡水冷卻器冷卻淡水,冷卻淡水后至主機舷外排煙管冷卻水套冷卻排煙管后至消音器排出舷外。

通過試航發現,兩主機運轉平穩正常,排煙及滑油壓力正常,初步斷定主機淡水、滑油溫度高與柴油機本身關系不大,應從海水冷卻系統查找問題。必須對通海閥、淡水冷卻器、舷外排煙管冷卻水套、消音器內冷卻水出口進行拆檢。通過拆檢后發現各部件都存在一些問題,特別是消音器內部問題更為嚴重,消音器內冷卻水環形出水管上的出水孔 2/3被積碳和銹渣堵塞,海水無法正常排放,致使冷卻系統中的海水流量低,淡水冷卻器換熱效果差,無法有效地帶走柴油機冷卻水中的熱量,隨著柴油機轉速和負荷的不斷增加,淡水溫度急劇升高,致使滑油冷卻器中的滑油也不能得到正常有效的冷卻,而造成滑油溫度居高不下。可見,消音器內冷卻水環形出水管大部分被積碳、銹蝕物及垢渣堵塞是造成兩主機淡水和滑油溫度過高的主要原因。銹蝕物及垢渣多產生于冷卻系統內部的腐蝕和老化,而積碳則源于柴油機燃燒不良,最終查明是兩柴油機噴油系統的霧化不良及噴油提前角有誤。此故障的實際排查過程在柴油機運行故障類型中較為少見。

3 故障排除

根據故障現象及拆檢分析,對柴油機做了如下的修理。

1)對主機噴油系統進行校驗調整。

2)對海水通海閥進行了檢查清潔,對破損的海水濾網進行了更換,以保證海水冷卻系統暢通。

3)對主機冷卻系統中的淡水冷卻器進行拆檢、清潔、試壓。在拆檢淡水冷卻器時,發現其弧形和半弧形隔板脫焊,淡水冷卻器中有氧化物碎渣等雜物。對其進行了清潔、焊補、試壓和回裝。

4)清洗兩主機舷外排煙管冷卻水套。根據試航中兩主機外接排煙管表面局部過熱情況,對主機外接排煙管進行拆檢,割開舷外排煙管冷卻水套部分外殼,發現水套內有少量銹渣阻礙冷卻水循環,對其進行了清潔沖洗。

5)對消音器內環形冷卻水管上的出水孔進行清潔疏通,為防止今后類似故障發生,增擴了環型冷卻水管出水孔的數量和孔徑,孔徑由原來的 5 mm增至 8mm,新增出水孔 20個。

4 試航情況

兩主機海水冷卻系統恢復后,進行了各負荷航行試驗,情況正常。

1)海水冷卻閥為半開狀態,主機暖機 0.5 h后,淡水、滑油溫度一直保持在 45℃以下。

2)航行試驗中,主機正車轉速 1 200 r/min,航行 1 h后,淡水溫度為 75℃左右,滑油溫度為80℃左右。轉速加至 1 400 r/min,航行 30 min后,主機淡水溫度穩定為 80℃,滑油溫度穩定為85℃,均在標準范圍內,兩主機故障排除。