奇怪，剛并入電網的大發副機吃不上負荷，導緻非重要負荷自行脫扣
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源自日本技術的中速柴油機在國際船舶發電柴油機市場中占有較大的份額，特别是随着該機型國産化規模的不斷擴大，其在國内建造船舶上的應用将會愈發廣泛。因而，對該機型的維護管理顯得愈發重要。本文以筆者工作過的某公司實習船發電柴油機為例，闡述所遇到的燃油切斷/控制器的故障及其排除過程。該輪為五萬噸級散貨船，配備發電柴油機三台，型号為DAIHATSU5DK-2O.由國内某CSSC柴油機制造公司生産。該發電油機額定轉速750r/min,最大輸出功率560kW。由空氣馬達起動，平常使用船用180号重油。 1 DAIHATSU5DK-20柴油機的起動原理及G1型燃油切斷/控制器結構 1.1 DAIHATSU DK系列柴油機的起動原理 DAIHATSU DK系列柴油機有兩種起動方式，分别是壓縮空氣起動與空氣馬達起動。其中6缸及以上的柴油機系列采用壓縮空氣通過氣缸起動閥直接進入氣缸的起動方式。本機型為5缸機型，采用空氣馬達的間接起動方式，具體起動管路如圖1所示。 來自空氣瓶的空氣，經過過濾器和減壓閥之後，到達起動控制閥前備用。空氣壓力經減壓閥後，變為0.6-0.9MPa。來自控制空氣系統的控制空氣到達起動電磁閥前備用。當電磁閥收到起動電信号後，電磁閥動作，将控制空氣送至起動控制閥，并打開該閥，從而使空氣瓶中的空氣進入空氣馬達。因而，空氣馬達帶動飛輪轉動，起動柴油機。
1.2G1型燃油切斷/控制器的結構 燃油切斷裝置有兩種，即恒速柴油機如發電機使用的G1型和變速柴油機如船用主機使用的2型。燃油切斷裝置1型提供有一停車活塞切斷燃油，或用燃油控制活塞控制過量的燃油噴射，控制活塞和切斷活塞前後排列。該裝置通過公共連杆将齒條置于停車位置或控制位置，并受各缸控制空氣控制。 2G1型燃油切斷/控制器故障的排除 2.1故障現象 在國内某港外錨地抛錨等貨期間，某輪在進行常規的并車解列操作之後，剛并入電網的3#發電柴油機出現了負荷緩慢下降的故障，導緻部分用電設備自行脫扣，影響了機艙的正常工作。在輪機長和主管輪機員的帶領下，機艙人員将該機解列，并對故障展開了分析與排查工作。 2.2故障分析 (1)因為柴油機可以正常啟動，故可以排除起動馬達、起動電磁閥、起動管路減壓閥等起動系統部件的故障。 (2)該發電柴油機日常保養均按計劃進行，故障發生時，總運行時間約11326h,因此，基本可以排除是機器部件老化導緻故障的發生。 (3)調速器經互換試驗，功能正常。所以，該故障不是由調速器導緻的。 2.3故障的初步排除 (1)清洗燃油系統供油管路各個濾器。柴油機無法承載額定負荷，最常見的原因是燃油系統故障，表現為濾器的髒污，供油單元中供給泵或增壓泵内部洩漏導緻的流量不夠等。因此，機艙部人員迅速将進機濾器切換至備用，并且清洗了供油單元增壓泵前的過濾器。檢查無誤後起動柴油機，故障依舊。 (2)噴油設備故障的排除。柴油機無法承受較高負荷，也可能是因為噴油器無法提供大負荷所需要的供油量。可能的原因是噴油器噴嘴部分堵塞。機艙部成員認為這種可能性較低，但仍然将該發動機切換至柴油供應，以進行檢驗。切換柴油後起動，故障依舊。 (3)渦輪增壓器的檢查與排除。柴油機無法承載較大負荷的另外一個重要原因是渦輪增壓器無法提供足夠的進氣空氣。本次故障分析采用的檢查方法為，起動發動機後，用探聽棒探聽渦輪增壓器軸承部位及葉輪部位是否有異響，發現并無異常。同時，拆解機帶滑油濾器，對濾器底部滑油油泥取樣後用放大鏡觀察，并未發現有過多金屬物，可初步排除是渦輪增壓器方面的故障。 (4)柴油機自動減車降負荷，也有可能是因為滑油系統或者冷卻水系統故障，導緻電磁閥動作，向操作系統發出減車降速的信号。因此，在電機員與主管輪機員的組織下，機艙部成員對該機器的安保系統進行初步排查。依據說明書，該柴油機備有雙重安全系統，即該機型的起動系統設置了如下安保機構，以保證系統能夠在允許的條件下起動，并且能夠在接收到停車信号時及時控制或者切斷燃油供應，從而降速甚至停車。 ①燃油切斷電磁閥(5V):該閥在接到停車信号時，會導通控制空氣進入位于每隻噴油泵齒條頂端的一個小型控制氣缸，迫使裡面的控制活塞移動，推動齒條向停車的方向移動，從而實現停車功能。 ②燃油切斷電磁閥(5S):該閥在接到停車信号時，會導通控制空氣進入G1型燃油切斷/控制閥的切斷活塞，如圖1所示，進入圖中A空間，迫使切斷活塞向左移動，從而推動調速杆拉動所有噴油泵的齒條向外運動，從而實現停車功能。 ③燃油控制電磁閥(88L):當起動指令使起動電磁閥通電，執行動作的同時，同一個指令也會到達該燃油控制電磁閥，使得該閥導通，從而使空氣進入燃油條件氣缸，控制燃油噴射數量在起動時不能過量。 2.4故障的最終排除 經檢測分析，發現上述電磁閥中的燃油控制電磁閥(88L)閥芯有卡阻，緻使部分控制空氣能夠不斷的進入G1型燃油切斷/控制器，使其中的控制閥芯始終受到一個向左的力，從而會拉動油門向減小的方向移動，從而造成柴油機無法承擔較大的負載。将燃油控制電磁閥(88L)從機旁取出，進行解體清潔，對滑閥閥芯進行潤滑活絡，裝複後起動柴油機，可以逐漸承載較大負荷，至此故障排除。 故障排除後，機艙部成員在輪機長的帶領下，對故障進行了總結分析。重點是研究本次故障發生的深層次原因，以及本次故障還會造成哪些潛在的問題。經分析，導緻本次故障的主要原因是，近期南方多雨，空氣濕度長期保持較高水平，如果空氣淨化的不好，那就極容易造成控制空氣系統中的微小部件卡阻失靈。因此應該在日常值班過程中，加強對空氣系統的放殘除濕。同時，由于該電磁閥的卡阻失靈，很容易導緻緊随其後的部件内O-ring(O型圈)老化。因此，主管輪機員對G1型燃油切斷/控制器也進行了解體清潔，發現控制活塞有些卡阻，其上的密封O-ring有些老化發硬，更換O-ring後潤滑并裝複。 3結束語 通過本次故障的排除，可以發現，遇到故障首先應該冷靜分析已有條件，根據已有條件進行理論分析，可以大大減少拆檢工作量。故障的排除也應遵循從易到難的過程，根據綜合故障概率、難易程度制訂有針對性的故障排除計劃。另外，故障的發生往往具有關聯性，一個故障現象排除了，但這次故障對其他部件造成的潛在影響也應該及時消除。由于船舶機艙的設備多種多樣，有的設備可能因為使用較多而提前老化，有的設備在某些特殊環境條件下需要特别的照看巡查。本次故障根本原因就是由于本航次正值南方多雨季節，空氣濕度太大。因此，機艙的巡查制度也應該做出相應的變化調整，例如加強對空氣系統的檢查，提高放殘頻率等，從而避免故障的發生。 參考文獻： 1.張雲龍.一起主機氣控系統故障的排除J航海技術，2013(3)：59-60 2.徐立華.船舶柴油機M哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2006. 3.詹玉龍、張興芝、輪機長業務M北京人民交通出版社2007
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源自日本技術的中速柴油機在國際船舶發電柴油機市場中占有較大的份額，特别是随着該機型國産化規模的不斷擴大，其在國内建造船舶上的應用将會愈發廣泛。因而，對該機型的維護管理顯得愈發重要。本文以筆者工作過的某公司實習船發電柴油機為例，闡述所遇到的燃油切斷/控制器的故障及其排除過程。該輪為五萬噸級散貨船，配備發電柴油機三台，型号為DAIHATSU5DK-2O.由國内某CSSC柴油機制造公司生産。該發電油機額定轉速750r/min,最大輸出功率560kW。由空氣馬達起動，平常使用船用180号重油。 1 DAIHATSU5DK-20柴油機的起動原理及G1型燃油切斷/控制器結構 1.1 DAIHATSU DK系列柴油機的起動原理 DAIHATSU DK系列柴油機有兩種起動方式，分别是壓縮空氣起動與空氣馬達起動。其中6缸及以上的柴油機系列采用壓縮空氣通過氣缸起動閥直接進入氣缸的起動方式。本機型為5缸機型，采用空氣馬達的間接起動方式，具體起動管路如圖1所示。 來自空氣瓶的空氣，經過過濾器和減壓閥之後，到達起動控制閥前備用。空氣壓力經減壓閥後，變為0.6-0.9MPa。來自控制空氣系統的控制空氣到達起動電磁閥前備用。當電磁閥收到起動電信号後，電磁閥動作，将控制空氣送至起動控制閥，并打開該閥，從而使空氣瓶中的空氣進入空氣馬達。因而，空氣馬達帶動飛輪轉動，起動柴油機。
1.2G1型燃油切斷/控制器的結構 燃油切斷裝置有兩種，即恒速柴油機如發電機使用的G1型和變速柴油機如船用主機使用的2型。燃油切斷裝置1型提供有一停車活塞切斷燃油，或用燃油控制活塞控制過量的燃油噴射，控制活塞和切斷活塞前後排列。該裝置通過公共連杆将齒條置于停車位置或控制位置，并受各缸控制空氣控制。 2G1型燃油切斷/控制器故障的排除 2.1故障現象 在國内某港外錨地抛錨等貨期間，某輪在進行常規的并車解列操作之後，剛并入電網的3#發電柴油機出現了負荷緩慢下降的故障，導緻部分用電設備自行脫扣，影響了機艙的正常工作。在輪機長和主管輪機員的帶領下，機艙人員将該機解列，并對故障展開了分析與排查工作。 2.2故障分析 (1)因為柴油機可以正常啟動，故可以排除起動馬達、起動電磁閥、起動管路減壓閥等起動系統部件的故障。 (2)該發電柴油機日常保養均按計劃進行，故障發生時，總運行時間約11326h,因此，基本可以排除是機器部件老化導緻故障的發生。 (3)調速器經互換試驗，功能正常。所以，該故障不是由調速器導緻的。 2.3故障的初步排除 (1)清洗燃油系統供油管路各個濾器。柴油機無法承載額定負荷，最常見的原因是燃油系統故障，表現為濾器的髒污，供油單元中供給泵或增壓泵内部洩漏導緻的流量不夠等。因此，機艙部人員迅速将進機濾器切換至備用，并且清洗了供油單元增壓泵前的過濾器。檢查無誤後起動柴油機，故障依舊。 (2)噴油設備故障的排除。柴油機無法承受較高負荷，也可能是因為噴油器無法提供大負荷所需要的供油量。可能的原因是噴油器噴嘴部分堵塞。機艙部成員認為這種可能性較低，但仍然将該發動機切換至柴油供應，以進行檢驗。切換柴油後起動，故障依舊。 (3)渦輪增壓器的檢查與排除。柴油機無法承載較大負荷的另外一個重要原因是渦輪增壓器無法提供足夠的進氣空氣。本次故障分析采用的檢查方法為，起動發動機後，用探聽棒探聽渦輪增壓器軸承部位及葉輪部位是否有異響，發現并無異常。同時，拆解機帶滑油濾器，對濾器底部滑油油泥取樣後用放大鏡觀察，并未發現有過多金屬物，可初步排除是渦輪增壓器方面的故障。 (4)柴油機自動減車降負荷，也有可能是因為滑油系統或者冷卻水系統故障，導緻電磁閥動作，向操作系統發出減車降速的信号。因此，在電機員與主管輪機員的組織下，機艙部成員對該機器的安保系統進行初步排查。依據說明書，該柴油機備有雙重安全系統，即該機型的起動系統設置了如下安保機構，以保證系統能夠在允許的條件下起動，并且能夠在接收到停車信号時及時控制或者切斷燃油供應，從而降速甚至停車。 ①燃油切斷電磁閥(5V):該閥在接到停車信号時，會導通控制空氣進入位于每隻噴油泵齒條頂端的一個小型控制氣缸，迫使裡面的控制活塞移動，推動齒條向停車的方向移動，從而實現停車功能。 ②燃油切斷電磁閥(5S):該閥在接到停車信号時，會導通控制空氣進入G1型燃油切斷/控制閥的切斷活塞，如圖1所示，進入圖中A空間，迫使切斷活塞向左移動，從而推動調速杆拉動所有噴油泵的齒條向外運動，從而實現停車功能。 ③燃油控制電磁閥(88L):當起動指令使起動電磁閥通電，執行動作的同時，同一個指令也會到達該燃油控制電磁閥，使得該閥導通，從而使空氣進入燃油條件氣缸，控制燃油噴射數量在起動時不能過量。 2.4故障的最終排除 經檢測分析，發現上述電磁閥中的燃油控制電磁閥(88L)閥芯有卡阻，緻使部分控制空氣能夠不斷的進入G1型燃油切斷/控制器，使其中的控制閥芯始終受到一個向左的力，從而會拉動油門向減小的方向移動，從而造成柴油機無法承擔較大的負載。将燃油控制電磁閥(88L)從機旁取出，進行解體清潔，對滑閥閥芯進行潤滑活絡，裝複後起動柴油機，可以逐漸承載較大負荷，至此故障排除。 故障排除後，機艙部成員在輪機長的帶領下，對故障進行了總結分析。重點是研究本次故障發生的深層次原因，以及本次故障還會造成哪些潛在的問題。經分析，導緻本次故障的主要原因是，近期南方多雨，空氣濕度長期保持較高水平，如果空氣淨化的不好，那就極容易造成控制空氣系統中的微小部件卡阻失靈。因此應該在日常值班過程中，加強對空氣系統的放殘除濕。同時，由于該電磁閥的卡阻失靈，很容易導緻緊随其後的部件内O-ring(O型圈)老化。因此，主管輪機員對G1型燃油切斷/控制器也進行了解體清潔，發現控制活塞有些卡阻，其上的密封O-ring有些老化發硬，更換O-ring後潤滑并裝複。 3結束語 通過本次故障的排除，可以發現，遇到故障首先應該冷靜分析已有條件，根據已有條件進行理論分析，可以大大減少拆檢工作量。故障的排除也應遵循從易到難的過程，根據綜合故障概率、難易程度制訂有針對性的故障排除計劃。另外，故障的發生往往具有關聯性，一個故障現象排除了，但這次故障對其他部件造成的潛在影響也應該及時消除。由于船舶機艙的設備多種多樣，有的設備可能因為使用較多而提前老化，有的設備在某些特殊環境條件下需要特别的照看巡查。本次故障根本原因就是由于本航次正值南方多雨季節，空氣濕度太大。因此，機艙的巡查制度也應該做出相應的變化調整，例如加強對空氣系統的檢查，提高放殘頻率等，從而避免故障的發生。 參考文獻： 1.張雲龍.一起主機氣控系統故障的排除J航海技術，2013(3)：59-60 2.徐立華.船舶柴油機M哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2006. 3.詹玉龍、張興芝、輪機長業務M北京人民交通出版社2007
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