郭宏強 肖海瑞
(中國衛星海上測控部 214431)
在航渡過程中,某船4號發電柴油機并網運行時出現滑油高溫報警(報警值為60℃,進機滑油溫度為61℃),值班人員立即換備用機上網并停止該機運行,并對該機進行應急處理。
滑油高溫會造成滑油粘度下將,滑油壓力降低,這樣就會使滑油容易從機件之間的配合間隙處流失,不利于建立油膜和潤滑,機件磨損加快,使滑油消耗量增加,因滑油系統工作不良而造成的柴油機燒軸瓦、拉缸等嚴重事故也是不少見的。所以在使用過程中一定要十分注意滑油系統的工作狀況,一旦發現異常現象,應及時查找原因并予以排除。因此必須盡快采取措施,排除故障。針對這一點,本文分析了滑油高溫產生的原因,解決了問題,并提出降低滑油高溫的一些措施,便于提高柴油機使用的可靠性。
柴油機的滑油系統主要有儲油裝置、滑油輸送裝置、滑油冷卻和濾清等裝置組成。由于柴油機的結構形式和用途的不同,具體的潤滑系統布置也各有不同,常見的潤滑系統有無冷卻器全流和分流濾清式、冷卻器與主油道串聯和并聯的潤滑方式及冷卻器與主油道各為獨立的潤滑系統等。
該船采用的是冷卻器與主油道串聯的潤滑方式。主要有滑油泵、預供油泵、手搖泵、粗細濾器、自清濾器、冷卻器、油底殼等組成。該船滑油泵為機帶泵,為保證滑油壓力穩定和流動均勻,采用齒輪式油泵。在泵的吸入端管上一般裝有真空表;滑油濾器分別有粗、細濾器和自清濾器,都為雙連式,它們分別潤滑活塞、軸承和清潔油底殼的滑油;滑油冷卻器采用管殼式,以管道與殼體形成換熱空間的熱交換器稱為管殼式熱交換器。在這種熱交換器中,大的容器—殼里面裝有許多管子,一種流體在管內流過,另一種流體在管外(殼內)流過。該船冷卻器是滑油在管外(殼內)流過,海水在管內流過。
在柴油機正常工作時,滑油從油底殼內被滑油機帶泵抽出后分二路:一路是由旁通濾器進行過濾后回到油底殼。另一路經滑油冷卻器后再分為兩路,一路經過滑油粗濾器清潔后進機冷卻活塞,壓力要求達到0.35—0.5Ma;另一路經細濾器清潔后分別冷卻柴油機軸承和發電機軸承,壓力要求達到0.25—0.35Ma,最后回到油底殼。
該船一般采用在啟動前用電動預供油泵來對柴油機進行潤滑,具體做法是給預供油泵供電,然后啟動油泵,把滑油從油底殼抽出,經過滑油粗濾器(活塞油濾器)冷卻活塞,最后回到油底殼。柴油機在沒有啟動前可以用手搖泵把滑油從油底殼抽出,經過進油管進入機器內部潤滑,壓力要求達到0.1Ma以上,然后回到油底殼。這種方法一般在應急情況下使用。
滑油在使用過程中由于蒸發、滲漏、從氣缸壁進入燃燒室等原因而逐漸消耗,尤其是當油管破裂或密封墊圈損壞時,大量滑油泄漏,使系統內循環油量減少。如果油位太低,循環油量不足,滑油在單位時間內循環次數多,得不到充分散熱,就會出現滑油高溫。該船的油位要求是保持在刻度1.0到2.0之間,低于此值應該加油。經過檢查發現滑油量足夠,在正常范圍內,排除了這個可能。
滑油是由冷卻水(海水)冷卻,如果發生海水濾器臟堵或出口閥開口太小,就會使冷卻水流經滑油冷卻器的水量減少,使滑油在冷卻器中得不到充分冷卻,溫度就會異常升高。此外,如果冷卻水溫度過高或機艙溫度偏高也會影響滑油溫度。通過觀察冷卻器海水進口壓力表,發現讀數在正常范圍內,排除了冷卻水不足的原因。此外,機艙的通風也一直很正常,機艙溫度變化不大,也排除了此種可能性。
雖然滑油溫度本身并沒有變化,但是由于滑油溫度表不準或者溫度傳感器出現故障,導致指示讀數過大而誤認為滑油溫度過高。通過用點溫計測量滑油溫度,發現兩種測量方式的結果相差不大,這就說明滑油溫度表和傳感器本身并無故障,滑油確實出現了高溫。
如果活塞、氣缸套磨損嚴重或活塞環卡死、折斷等,使較多的高溫燃氣漏入曲軸箱,也會造成滑油溫度過高,并且滑油容易結焦、變質等。針對這個情況,在等機器完全冷卻下來后,打開曲軸箱道門檢查油底殼滑油,滑油沒有出現結焦、變質等情況;另外,盤車時也沒有出現很吃力的現象,也就排除了以上原因。
滑油冷卻器長期使用后,冷卻器內部油道被膠質、積炭等雜物堵塞;冷卻器內部的水道(或水管)壁上水垢太厚,通道變窄,有的甚至被堵塞,影響冷卻水的流通和傳熱,使滑油冷卻器的冷卻效果變差;另一種情況,如果滑油冷卻器入口閥故障,導致滑油未經冷卻就從出口流出,滑油溫度就會異常升高。通過我們在停機后拆檢滑油冷卻器,發現進口水腔中塑料、紙片和金屬銹塊等垃圾及冷卻管中淤泥較多,清潔疏通后,設備恢復了正常運行。
根據以上分析,為保證柴油機滑油系統的正常運行,提出幾點建議:(1)保證滑油出口壓力在正常工作范圍內,滑油的壓力應高于海水壓力,以防止滑油冷卻器發生故障時冷卻液漏入滑油中,引起滑油變質。(2)經常檢查油底殼油位,保證正常油位。(3)定期檢查海水濾器是否臟堵,及時清潔。(4)定期檢查保養滑油冷卻器、淡水冷卻器、海水排舷外閥等,確保管路暢通。
[1]榮 銘 《船舶柴油機》 大連海運學院 1992.12