案例分享:空冷器,不容忽视的影响柴油机工况的重要环节!

事件经过:

XXXX年 6 月,某轮主机开始冒黑烟,燃烧工况恶化。No. 1、No. 3 缸接连发生扫气箱着火,增压器喘振,主机被迫减速运转。6 月27 日 No. 3 缸排烟温度上升至 450℃,排烟管烧红,只得调低第3 缸的进油量来减低排温。到港后吊缸检查,发现第 3 缸活塞环槽间隙过大,活塞环咬死,已失去密封作用。第 1 缸吊缸,活塞环全部换新。还对定时进行了调整,清洁了 6 个缸的扫气箱,主空冷器原地做了化学清洗。航修后,主机工况有所好转,但空冷器前后压差仍较大。12 月初主机又冒黑烟, 主机增压器转速上不去,主机转速稍增加点,就易造成扫气箱起火。为此,又对定时进行了检查调整对油头进行了泵压,对扫气箱进行了清洁,但效果仍不明显,主机只能维持开 65 转/分。

XXXX年 5 月进行航修。主要项目有:增压器解体检查、转子和喷嘴环化学清洗、第 1 缸吊缸检查并换新缸套、各缸定时重新校正。效果:主机在 50 转/分以下时排烟正常,70 转/分时轻微冒黑烟,75 转/分以上时黑烟严重,可以说工况没见好转。

船到新加坡后,拆下空冷器进厂进行彻底清洁(原1/3 冷却管被海生物堵死)。船上又对6 个缸的扫气箱进行清洁,掏出油泥 20 余桶,口琴阀全部拆洗(换新 10 组)。上述工作完成后, 主机工况恢复了正常。

事故原因:

该轮自 XXXX年 6 月主机工况恶化,第 1、3 缸扫气箱接连起火,到 第二 年 5 月以后在新加坡航修得以恢复正常。在一年的时间里好像走到哪、就修到哪,一直在折腾。在自修和三次航修期间做了大量重复性的检修工作:共计吊缸 3 缸次、检查定时 3 次、油头泵压一次、清洁扫气箱3 次、解体透平增压器一次、直到最后一次才做了“口琴阀片全部拆洗并换新 10 组”这项从一开始就该做的工作。从上述经过应该得到的结论是:

忽略了口琴阀性能状况不佳这个首要因素(目前基本使用风门挡板替代)。

因口琴阀单向气密不好,会影响扫气压力,直接影响燃烧质量;

同时口琴阀单向气密不好,当活塞下行时,还会把活塞下部被增压的气流倒灌进入扫气箱;

如果活塞令的密封不良,大量燃烧产物及不完全燃烧残油和汽缸油残油进入扫气箱,致使扫气箱被污染,扫气温度也急剧升高,容易引发扫气道着火;同时因口琴阀止回功能差,进而也会造成空冷器的污染;

空冷器脏堵,会造成透平增压端进气阻力增加,诱发透平“喘振”。

而空冷器的污染又反过来影响主机的燃烧工况,使排烟温度升高、甚至结碳,影响气缸润滑、加快缸套和活塞环的磨损,这种恶性循环不断加重,就会诱发和加剧透平喘振。

所以,如果说造成燃烧恶化的原因是空冷器脏堵的话,那么致使空冷器快速污染的原因就是口琴阀(单向气密不好)。

目前口琴阀基本使用风门挡板替代,日常检查要注意风门挡板是否活络、挡板是否有变形损坏,活页是否完整或变形,确保止回功能良好。

事故教训:

该轮的这件事例非常典型,因为它消耗了巨大的人力、物力和精力,增加了船员们的海上风险,影响了船舶的营运效益。

影响主机燃烧工况的因素很多,要针对故障的特征及其征兆规律,结合主机自身的技术状况——即对过去的维修检测数据和轮机日志中各种相关的运转参数的数据记录进行认真分析,在诸多因素中抓住最关键的、首要的因素,给予优先解决——这是阻断状况恶化、避免损失扩大、减少重复修理的正确方法。

在运行中注意利用空冷器上的U型管(空冷器前后压差指示计),监视主机空冷器脏污程度。U型计的正常显示功能要随时保持。

延伸知识:扫气道着火的应急措施


扫气箱着火的预防措施有:
(1)定期检查、清洁扫气空间,避免扫气空间内积聚油污过多;
(2)控制好正常的扫气温度,不使其升高;
(3)避免长时间低速运行,低速将造成燃烧不良;
(4)避免超负荷运行,超负荷加剧磨损和燃气泄漏;
(5)在大风浪时降低柴油机转速,避免负荷突变的范围过大;
(6)正确地调整喷油器的雾化状态;
(7)正确地调整喷油定时;
(8)定期检查活塞环的状态,对磨损、断裂和粘住的活塞环及时更换;
(9)定期检查气缸套的磨损、圆度和圆柱度情况,超过磨损极限时应及时更换和修理。
扫气箱着火的应急处理:
(1)首先降低柴油机转速,并切断着火气缸的燃油供应。如火势不重并得到了控制,可等待积油烧完为止;
(2)如火势严重,可立即减速或停车,采取灭火措施;
(3)采用蒸汽灭火,蒸汽灭火的优越性是不致形成有关部件的剧冷损伤,但缺点是可能形成锈蚀;
(4)采用C02灭火,火势猛烈可用C02灭火,但容易使有关部件造成剧冷损伤;
(5)必要时用温水喷洒扫气箱外壳,以降低温度;
(6)适当加大着火气缸的滑油注油量,以保证缸内充分润滑;
(7)火被扑灭后,一般情况下在5~15 min以后重新把切断的喷油泵接通,慢慢提高柴油机的转速,并使气缸油注油量逐步降至正常值,避免在注油量增多的情况下连续运转;
(8)火熄灭后,如需停车检查,待冷却后打开扫气箱(注意至少冷却15分钟以上,才可以打开,以免大量空气进入引起再次着火或爆炸),盘车检查气缸活塞组件等有无烧损现象,并在活塞杆上涂以滑油。由于扫气箱流通的空气量很大,因此不大可能形成可爆性的油气混合物。
中远海运船员 广州分公司 高级轮机长 张玉龙 2020.5.2
电话:18680871406(微信同号)
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