主机单缸排温及最大爆压异常的排查

时间:2023-08-12 10:35:02 公文范文 来源:网友投稿

曹彧敏

(中远海运船员管理有限公司深圳分公司,广东 深圳 518033)

某远洋40 万吨矿砂船舶,从下水后长期运行在巴西-亚洲主要港口航线。该轮主机型号为CMD-MAN B&W 7G80ME-C9.5,其主机气缸发火顺序为1-7-2-5-4-3-6,船级社:DNV-GL/CCS。FIVA (全称是Fuel Injection Valve Activation) 阀品牌:Bosch Rexroth。本船舶下水时间刚一年多时,主机出现单缸排烟温度、指示压力及最大爆压异常,需要排除此故障。

本文要解决的问题是:某轮从中国某港出发,中途经停新加坡锚地添加燃润油往巴西航行,经过三十多天海上航行,抵巴西PDM 港锚地前,主机从高硫重燃料油(HSFO)转换成低硫船用柴油(LSMGO),换油操作后,突然出现的问题是:主机第三缸排烟温度比其它缸排温突然低了30℃(平时各缸排温差异率很小,船舶定速航行时最高温度与最低温度差值小于10℃),该缸指示压力及最大爆压也偏低,此时主机第三缸压缩压力正常(见图1 balance graphs),外观上未发现该缸燃油升压器周围有漏油现象。

图1

发现了这个问题,我轮高度重视,首先在报警监视电脑及主操作屏MOP 上查看报警,均未出现异常报警,比较机旁直接读取的温度参数与集控室显示屏显示数据确认无误后,利用MOP 中数据分析软件(曲线图)来协助判断。借助Troubleshooting 界面中的分析软件HCU events(有的版本有),观察比对各缸FIVA Set Point(黄色线)、FIVA Feedback Ch30(绿色线)、FIVA Controller Ch70(浅蓝色线)、Plunger Position Ch31(蓝色线)可以观察到第三缸的柱塞行程偏小,如某些版本无上述曲线图也可直接比对Troubleshooting 界面中的分析软件HCU。为了不耽误船期,就利用船舶抵锚地前主机备车进行正倒车试验时停车的机会,在集控室主操作屏MOP 电脑做了FUNCTION TEST-HCU 功能测试,测试也未发现任何异常。船舶再次恢复航行,发现主机第3 缸排温还是比其他缸排温低30℃,考虑到FIVA 阀功能之一就是通过控制液压动力油的流量,来控制燃油喷射量的大小,以满足柴油机的速度负荷的要求。为此,综上分析初步判断主机第3 缸FIVA 阀有故障。由此,我们决定先通过MOP 电脑适当调整各缸气缸负荷(Cylinder Load),临时维持主机第3 缸排温和爆压偏差值在合适的范围内,争取在抵锚地时择机实施更换该缸FIVA 阀。

2.1 初步判断——更换FIVA 阀

根据上述排查,经过缜密分析,已经初步判断故障最有可能的原因在于主机第3 缸FIVA 阀(见图2)。而该轮一共有两套FIVA 阀备件,我们只能随机选取了其中一套备件,并且按照程序要求进行换新(更换时,一定要在 MOP 电脑Maintenance-Function Test-HCU 界面做功能测试,以确定接线正确,并且保存测试结果)后试车发现,此时比较上述Troubleshooting 界面中的分析软件HCU events 曲线图未发现异常,故障现象尚未彻底解决,主机第3 缸排温与其它缸排烟温度偏差值还有20℃左右。虽然判断是FIVA 阀有故障的可能性最大,且已用随船备件更换过,但未能排除故障。由于该备件价格昂贵,为了高效,也为了节约,就不能轻易再更换余下的另一个新备件。

图2

2.2 继续探究--检查燃油升压器柱塞偶件

为了不因为错误判断而造成损坏昂贵备件,但又受制于在港时间短暂,我们必须另开思路,再一次进行了全面分析,认真探讨。此时我们考虑到的是主机燃油系统由高硫重燃料油(HSFO)转换成低硫船用柴油(LSMGO)换油操作后出现该现象,是否会因相关部件密封不良等引发故障呢?我轮轮机部人员就决定,抓紧时间再从燃油路检查分析,逐一排除故障。于是对燃油升压器(见图3)解体检查,发现柱塞偶件有轻微拉痕,而燃油腔中密封的O-RING 已损坏。因升压器柱塞偶件船上仅有一套备件,所以我们决定仅将燃油腔损坏的O-RING 换新。

图3

2.3 加强探究—检查燃油升压器其它附件及第3 缸燃油喷油器

为了能有效解决问题,我们加强探究,此时检查燃油升压器上止回阀(NON-RETURN VALVE 见图4 中611ACA-21)、吸油阀(SUCTION VALVE COMPLETE见图5 中611ACB)以及节流阀(THROTTLE VALVE COMPLETE 见图5 中611ACC),发现这三个阀密封状况良好。另外为了确保燃油系统正常,把主机第3 缸喷油器也全部用检修过的备用喷油器更换。

图4

图5

2.4 细致探究——排查故障

通过加强探究,重点检查了燃油升压器,并认真地将主机第3 缸燃油升压器装复后,开展细致探究,精细排查。此时,开启主机供油单元燃油增压泵及燃油循环泵,检查燃油升压器检漏孔,发现仍有少量轻柴油泄漏,但有所改善,相对之前已小了许多。由于使用船用低硫轻柴油时,柱塞偶件可以容许少量泄漏,同时也检查其它缸检漏孔,发现也有轻微泄漏。于是,我轮采取的措施是,主机通过多次试车后,再通过主操作屏MOP 电脑适当调整各缸气缸负荷(Cylinder Load),尽量维持主机第3 缸排温和爆压偏差值在合适的范围内,待开航离开硫排放控制区域后转用高硫重燃料油时再观察各参数是否有变化。

根据上述排查,当我轮从巴西PDM 港开航后,进入海上航行阶段,待到彻底使用高硫重燃料油后,再进行认真深度探究,观察各参数变化情况,检查的现象是:主机第3 缸排温还是低(比其它缸低15℃),指示压力低以及最大爆压也低,此时比较上述Troubleshooting界面中的分析软件HCU events 曲线图及Troubleshooting界面中的分析软件HCU,可以观察到第三缸的柱塞行程还是有些偏小,明显供油不足。所以,引发了我们深究,力图层层拨开疑团,当我轮抵达下一港——马来西亚TRMT 港锚地后,怀疑点集中在上次在PDM 港锚地在主机第3 缸上新换的FIVA 阀本身就有故障。到底情况如何呢?试!于是,替换法思路萌生,我们将主机第3 缸FIVA 阀与第7 缸正在使用且正常的FIVA阀互换安装,按程序在集控室主操作屏MOP 电脑做了FUNCTION TEST-HCU 功能测试,并恢复主操作屏MOP 电脑中各有关参数原先设置值,然后试车检查。发现此时主机第3 缸指示压力、最大爆压及排温全部恢复正常,但是,第7 缸指示压力、最大爆压及排温明显低于平均值。至此,我们可以得出结论,确定主机第3缸之前新换的FIVA 阀备件本身就有故障(应该是开度不足)。随后,将主机第7 缸FIVA 阀(就是原先为排除故障更新安装在主机第3 缸上的新备件)拆下,再次用船上剩下唯一的备件进行按程序、按要求进行换新。装复完成后,接着进行主机试车,发现该缸指示压力、最大爆压及排温等都全部恢复正常(见图6)。

图6

4.1 分析、处置

在此次故障的出现、排查、探究、处置、排除过程中,为了高效,我们虽然做到了分析、处置,但许多分析、猜测、怀疑、诊断的经历是值得反思。比如,因FIVA阀是精密部件,通常认为出厂时应该经过严格检查,才把它当作正常备件,虽然从外表看不出任何异常,但有可能检查疏漏,也有可能是备件运输过程中某种原因导致FIVA 阀内部损伤。为此,告诉我们新的备件不一定就是好的,因为备件运输中间环节有可能存在不可预测的风险,特别是精密备件,有时认为新备件就是好的——这种从众心理也会误导我们,所以检修时借助MOP 自带软件判断后需要大胆猜测、怀疑,当然也不应该是盲目的。又因FIVA 阀检修厂家意见是送回原厂处理,所以建议船上最好要配备主机气缸总缸数一半的FIVA 阀,这样船员遇到此类故障时敢大胆果断地使用备件。

4.2 提高技术素养,做好维修保养

维修保养是轮机管理者对船舶的责任,而要做好维修就必须提高技术素养,才能得心应手地处置各种意外故障。比如,FIVA 阀是一个典型的液压元件,在新设备磨合运行时,FIVA 阀的故障率往往是较高的。为了延长FIVA 阀使用寿命,减少备件费用开支,船舶轮机管理方面要考虑到该阀加工制造的精度极高,且是精密偶件,滑阀间隙极小(≤6um),因此,船舶投入运营后,要确保主机系统滑油洁净度,避免滑油混入水分乳化变质,日常要维持滑油分油机良好工况,并不间断地循环分油(停航时也需分油)以及必需保证滑油系统两级自清洗滑油滤器的正常工作,应按规定时间周期清洗滤器、更换滤芯,维护过程中避免异物进入滑油滤器中,以确保滑油的洁净度(特别是伺服液压油6u 的过滤器的维护保养更要小心,最好有一套备用,确保滤器工况正常。需要人工清洗时,清洁时切不可污染滤器干净的内表面,使用超声波设备清洁滤芯效果会更好)。同时注意保持滑油油温在正常范围内工作,避免油温的突变影响设备的可靠性。还要定期对系统滑油取样进行化验(一般来说每三个月取样一次送到指定实验室化验),确保油质合格,从而避免FIVA 阀受液压介质的油质、油温及洁净度的影响,阀芯咬死或不能运行到位等故障出现。一般而言滑油系统初期窜油不充分和后期管理不善已成为FIVA 阀的故障主要原因。而且一旦出现FIVA 阀故障,船上也只剩下更换备件这种办法,对于一艘新船来说要让FIVA 阀可靠地工作,把好船舶监造关、备件采购质量及物流运输关、船舶维修保养关等都是缺一不可的。

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