從主機運行初期掃氣箱著火談氣缸油管理

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從主機運行初期掃氣箱著火談氣缸油管理
2009年9月8日

) M7 e  d0 o, J) h輪機管理人員幾乎都知道氣缸油管理的重要性，都十分重視。然而近年來新造船數量快速上升和氣缸潤滑技術不斷進步，要求輪機管理人員不斷提高認識、更新觀念、加強管理，否則就會出現管理盲區，后果嚴重。
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例如某新造船出廠僅半年，還在保修期內，就發生主機掃氣箱著火故障，為正確做好主機初期運行科學管理敲響了警鐘。
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, k0 g; ]& U! E1 U9 B為避免同類船舶重蹈覆轍，有必要探討分析該故障的原因，探索正確的管理思路和方法。

: n  P- _6 I, G0 V1 故障現象及原因分析
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# H, c2 g) m6 O5 R9 E9 d; ]某1400 TEU集裝箱船，柴油主機MAN B&W 6S60MC型，最高轉速101 r/min，屬于比較成熟的機型，運行可靠、管理方便，得到管理人員的肯定。

& B% l' `' ~) z' X2 C& b7 |某航次，出廠投入中澳航線僅半年，由于班期寬裕，在一段不能漂航、且涌浪較大的航道上持續以60～70 r/min慢速航行，突然增壓器喘振、掃氣箱著火警報。當值人員迅速報告駕駛臺要求減速，很快控制了火勢。待航行到平靜海域停車打開掃氣箱，檢查各缸掃氣箱底部發現積碳都很多，而且掃氣箱泄油管嚴重堵塞。所幸著火時間短，缸套、活塞及環均未受到損傷。
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$ F$ J" o* T: o4 R; `5 c) L事后分析該輪管理情況，認為主要原因如下。
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（1）氣缸油供油量過大

該主機配用PEWT型封閉式自供油注油器：
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·整體供油量調節有5檔：第1檔為基礎油量；第5檔為最大油量。

" F% w+ [7 W$ g·單缸供油量靠各油泵頂部的螺釘調節，螺釘旋轉一周升降1格，共12格；每周還有A、B、C、D、E、F等6個位置，可獲得相當精確的供油調節。從出廠初期運行的最大供油量，根據運行小時依次遞減調節，直到磨合完畢停留在正常供油量位置。

# F, r$ i& d" y( ^6 m$ @正常情況，按廠方推薦的主機初期磨合周期表所要求的供油量，調節設定每組注油器單缸調節螺釘在統一格數和位置。

機動航行和惡劣海況，負荷變化較大，為防止氣缸潤滑不良，在負荷變化達到設定值（一般在10秒的參考周期內負荷變化15%）時，自動控制系統會從電子調速器處獲得信號，令注油器整體調節使全部注油器由1檔躍至最大限定檔（依據手動設置螺釘在2~5檔而定，整體調節最大為3檔），并維持30分鐘（若期間負荷波動將維持更久）。
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7 z5 I+ Z2 c" J' T9 l$ W經查，該主機已運行3200小時。按說明書，此時基本供油率是2.4克/馬力小時，負荷變化時的最大供油率約3.6克/馬力小時，廠方推薦的比較保守的磨合期供油率是1.2克/馬力小時。而實際情況是，注油器的單缸調節螺釘還設定在11A位，氣缸油供油量是基本供油量的2倍，是負荷變化時供油量的3倍。
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4 [% X" I  Z! E) |' T由于該船較長時間低速航行，主機低負荷運轉，加上涌浪較大，負荷變化導致注油器常常躍至高供油率，結果供油過量，殘油*****在掃氣箱。

% v7 S0 J3 B+ Z顯然，主管人員未能及時準確地調整供油率是掃氣箱著火的最主要原因。
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$ M  j- q* C4 g: W- T接船人員都知道，廠方相當重視主機的初期運行，除了設備說明書有專門論述外，廠家服務下程師在交船前會專門向船方主管人員明確交代初期運行的氣缸油管理，提供盡可能詳細的咨詢和附加說明。為何會出現上述失誤呢?

首先，是思想上不重視，憑經驗和感覺管理；

其次，是人員更替頻繁，交接班時交待不清，出現管理上的斷層。
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（2）掃氣箱殘油泄放不暢
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6 f/ F1 J* V& I傳統的掃氣箱放殘方式，一般是由值班人員定期通過逐個開啟放殘閥實施，以盡可能減少掃氣壓力損失，避免影響燃燒質量。定期逐缸放殘，因為殘油量的多少無法直接觀察，很難判斷需要多長時間才能放盡，往往憑經驗而定，人為因素影響極大。
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新造船，特別是近年來日本船廠設計制造的船舶，掃氣箱放殘與傳統概念大不相同，認為高增壓的柴油機可以忽略少量掃氣損失對燃燒的影響，卻必須保證放殘管的暢通。故采用節流孔長期泄放模式，即各掃氣箱放殘閥長開，而專設的放殘柜入口處裝有一粗一細兩根并聯管路——細管長期開通，有一孔徑8 mm的節流板；粗管旁通，有閥平時關閉。
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  h) L5 Y% M8 ]. F  q該船主管人員未能理解這種系統的新概念，管理中仍采用了傳統的人工逐缸放殘方式：
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·放殘時間過短，泄放不完全，殘油中的碳渣逐漸沉積阻塞泄放管口。
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·放殘時間過長，放殘柜入口粗管上的閥被開足，高轉速、高增壓情況下，殘油放盡后，近0.2 MPa壓力的掃氣進入放殘柜，會帶著柜內的殘油經透氣管從煙囪高處吹出，造成“天女散花”的尷尬局面。該船就曾多次在高負荷運行時因放泄時間過長出現殘油吹出煙囪飛濺到墻面和甲板的情況。當時還曾絞盡腦汁找原因。
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/ B/ m+ l/ V  \3 W' J: P, @# ?" l+ |3 O因此，每次放殘，當值人員都是小心翼翼地將放殘時間盡量縮短，唯恐將殘油吹出。結果，檢查清潔掃氣箱時，多次發現幾缸、甚至全部掃氣箱內殘油一直滿到缸套下部的填料函上緣，且嚴重阻塞泄油孔。
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8 N; k9 }* A6 U. `這次掃氣箱阻塞，顯然是以前放殘時間過短，進而導致泄油不暢、氣缸油過量積聚引起的。
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# |" ^; K! T/ J（3）轉速不穩定，燃氣倒竄

* `' A( n4 r1 Z$ W故障時：
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& f: O1 i5 u; y' X·主機負荷低，輔助風機持續運行供風；
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·涌浪大，主機轉速不穩定，掃氣壓力相應波動；
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·航行在熱帶海域，機艙環境溫度高，掃氣箱內過多的積油產生易燃油氣。

結果，主機轉速某次較大波動，掃氣壓力跌至低谷，高溫排氣竄入掃氣箱，點燃*****的油氣，導致掃氣箱著火。
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事后檢查缸套、活塞及環的狀態，未發現異常缺陷，可以排除燃氣因氣缸氣密不良進入掃氣箱的可能。

* h, v0 a2 B  F: @2 正確的管理方法
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7 Q8 C% I  t. t眾所周知，柴油機運行初期的磨合質量，直接影響其今后的工作可靠性和使用壽命。
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要確保磨合質量，科學地掌握和運用初期氣缸油管理方法尤為重要。

以前有種說法：磨合期內氣缸油量多多益善。事實證明，這種觀念不夠準確。
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1 S9 R1 Z6 k9 C筆者認為，磨合期較長，磨合運轉期間必須：

·遵守柴油機生產商據科學研究和實踐經驗推薦的磨合周期表。

- F* X' K# A- M4 Q: B4 Z·定期觀察和檢查缸套活塞組件狀態、掃氣箱積碳量、排煙顏色、每日殘油柜油量等，據以及時修正氣缸油供油率（量）；主機減負荷運行或風浪大主機轉速不穩定時，應縮短檢查間隔期。
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# p9 x5 }4 T% l. _4 T·經常實測氣缸油耗量。

. E! v7 x" x% G/ X·及時掌握掃氣箱泄放的原理和方法，確保掃氣箱無大量積油。

# V7 _+ x# m/ c1 ?+ o# u調節注油器的供油量并不難，設備說明書有詳細介紹，可根據5檔12格的供油率合理選擇，但供油率每次減少必須小于0.05克/馬力小時。關鍵在于，輔助觀測分析需要一定的經驗，例如缸套、活塞及環的外觀狀態怎樣才是正常的，排煙顏色的深淺，掃氣箱積碳量限制以多少為佳，泄放殘油量的合理數量，等。

正確的管理方法來自工作實踐。各種不同機型和系統有不同的特點和管理要求。管理人員只要具有足夠的敬業精神和責任心，抓住時機，掌握并分析研究第一手資料，突破經驗、開闊視野、更新觀念，悉心鉆研、不斷摸索、不斷實踐，就能有所進步。