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B&W电喷主机燃油喷射系统常见故障与管理要点

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摘 要:本文通过实船收集电喷主机燃油喷射系统故障,在分析故障产生原因的基础上,总结电喷主机燃油喷射系统日常管理要点

关键词:电喷柴油机 蓄压器 MPC单元 动力提供单元(HPS)液压控制单元(HCU)

电喷柴油机具有动力性好,低污染、低油耗的优点,船东在主机选型方面也越多采用电喷柴油机,但是现阶段对于大多数轮机管理人员来说确是一种全新的机型,在管理过程中面临着不小的挑战和考验,电喷主机最大的改变就是主机的燃油系统。去年下半年我司连续新接多条电喷主机新船,主机型号:MAN b&w 5S60ME-C7,额定功率8833KW,额定转速105rpm,常用功率7950KW,常用转速101.4rpm,我有幸借调到公司工作,在这其间对出厂投入营运的船舶电喷主机的使用情况进行了详细的跟踪,设备总体情况还比较稳定,但是在燃油喷射系统方面还是发生了一些故障,这里面虽有油品质量问题的原因,但更多的是由于管理经验不足对燃油系统设备维护保养不到位和控制燃油喷射软件参数设定值不是最佳值问题。所有故障经MAN保修工程师指导和来船调整有关软件参数,以及主机厂家来船保修,更换部分备件之后设备恢复正常。现在把发生的故障做一个归纳总结,与同行共勉,有不对之处敬请指正。

与sulzer共轨电喷机相比,B&W ME-C机型主机仍保留高压油泵和液压驱动排气阀,与MC-C机的区别在于用高压动力滑油替代凸轮轴传动机构提供喷射燃油和开启排气阀的动力;动力提供单元(Hydraulic Power Supply,缩写HPS),系用油泵将主机系统滑油升压至200 bar左右,称为动力油,动力油驱动燃油升压器液压活塞,燃油柱塞使燃油产生喷射高压,喷射定时和供油量由FIVA阀控制,燃油升压器只起到升压作用,没有出油阀和安全阀,结构简单。电喷主机故障封缸运行的方法也很简单,操作方法是:在主机操作面板MOP上,进入engine>chief limiters.将故障缸的负荷降为0,关闭该缸燃油进油阀就可以了,操作方便快捷。

燃油系统发生的主要故障有:燃油喷射动力油稳压蓄压器的压力不合适,造成动力油压力波动过大或波动频繁,导致主机运转不正常,甚至损坏阀件;由于MPC板温度过高导致主机敲缸;由于个别主机油头质量不能适应电喷机使用导致油头燃油针阀杆断裂、止回阀弹簧座旁通油孔附近断裂,油头壳体密封锥面裂纹、雾化喷嘴孔裂纹等。下面从分析故障产生的原因入手,探讨管理要点。

X轮在出厂运行半年左右,在一次航行途中发现主机NO2缸排温不稳,有时高时低的现象,用手摸高压油管感觉脉冲不稳,检查动力油的油压正常,抵港后对该缸的蓄压器的压力进行检查发现燃油喷射蓄压器的压力只有125bar,当时机舱的温度30℃左右,查阅压力与温度修正表(表1),发现蓄压器的压力明显低于正常压力,经调整充N2后装复使用,该缸工况恢复正常。

Y轮在出厂第二航次装完货离开码头定速期间,发现主机NO5缸有敲缸现象,检查燃油压力和动力油压力正常,检查FIVA阀动作正常,最后检查控制系统发现MPC板温度偏高,因为在航行中采取临时处理措施:打开箱门,拿一台轴流风机对着他吹,结果敲缸消除,怀疑是MPC板故障,抵港后保修工程师来船保修,检查发现板上端口的接线处靠近电阻的一端均有烤糊的现象,系电阻松动引起接触电阻所致,更换电阻重新接线后故障消除。

在出厂的船舶燃油系统的故障中,喷油器损坏故障出现最多,对航行安全的影响最大,故障的主要现象就是:主机某缸排气温度低,排气平均温差迅速升高超过60℃,主机安保装置自动发出报警并降速,主机从海速101.4rpm降为45rpm;还有就是主机燃油供油单元发生除气筒低油位报警,检查自动放气阀,拆开阀后放气接头有气放出,说明自动放气阀工作正常,但自动放气阀来不及放气,需要采取临时措施人工加大放气量,大约每四小时放气一次,次日放气更为频繁,开始认为是压缩空气或燃气进入燃油系统。先从简单的入手,检查燃油自清滤器的气动活塞是否漏气进入燃油系统,于是转用燃油旁通滤器,故障依旧。因此可以确定是气缸内的燃气通过有故障的油头经回油管路至供油单元除气筒。具体的主要故障有:油头壳体密封锥面裂纹;阀杆断裂,止回阀止推阀座断裂;雾化喷嘴孔裂纹。

上面的故障中喷油器故障虽然有质量问题的原因,但是也由日常管理分不开;其他故障更多的是由于维护保养管理不到位造成的,怎样才能减少燃油系统故障,保证船舶航行安全呢?那必须严格按照说明书的要求做好维护保养;在维护保养过程中一些细节方面的问题还要特别注意,尽量避免由于维护保养操作失当造成损坏或加剧损坏,在对燃油系统的维护保养和油头的更换要特别注意以下几点。

要定期检查蓄压器的压力,蓄压器中氮气压力等于HPS和HCU系统油压,蓄压器中氮气过多可能导致膜片中心的圆盘撞击蓄压器底部的钢质壳体,过少可能导致撞击蓄压器顶部的钢质壳体,可能导致膜片中心圆盘破裂,蓄压器功能失效。蓄压器中的氮气不可避免会轻微泄漏,经验表明正常情况下每月压降2~5bar,这样就必须适时(一般三个月)测量蓄压器中氮气压力,根据温度修正压力,必要时填充,以免燃油系统产生强烈脉冲,影响柴油机输出的稳定性。

要定期对蓄压器做紧固检查,确保紧固正常预紧力相同。C轮投入运营不久就出现一只蓄压器两只紧固螺栓松动而断裂,导致蓄压器松脱滑出,造成主机失压停车,大量滑油漏入机舱,直到取出断裂螺丝,重新装复后才恢复正常。

为了避免MPC控制箱里的电路板出现异常高温,日常管理注意事项是:①控制箱内部定期清洁,保证通风小风机运行良好、滤网清洁以及模块各散热孔无灰尘,日常用手感各模块温度及温升情况,发现异常及时检查处理,避免模块损坏;②定期测量电源输出电压,如发现偏差,按要求调整各输出电压符合上述各模块电压要求;③定期测量电源绝缘,使用万用表电阻200K档测得绝缘不能低于100K;④利用锚泊或靠港期间,断电对系统进行彻底清洁检查,对于部分接触电阻增大或有松动的冷压接头进行换新或处理,使其处于良好状态;防止出现由于接触电阻的增大造成的参数漂移,影响系统稳定;⑤检查接地线及屏蔽线是否良好可靠。

更换喷油器需要注意的有:①更换时认真检查清洁油头座:彻底清洁气缸盖上的油头孔,检查孔座有否伤痕。如果有则必须修复。油头拉出后若发现壳体外表发黑并有结碳,说明孔座漏气,孔座表面有麻点或裂纹,必须修复。孔座锥角120°,油头锥面118°,油头与孔座为线接触,座面不能有麻点或裂纹,以免漏气过热造成油头壳体密封锥面裂纹。②要注意检查压紧油头的蝶形弹簧总成:蝶形弹簧总成由弹簧座、压紧块、蝶形弹簧片和定位/标记销等组成。Y轮出厂后就发现在随机备件中有一个新的蝶形弹簧总成,其压紧块与壳体齐平,不能使用。解体检查发现只有11块弹簧片,且厚薄不一。我们就此问题咨询了厂家。厂家专业技术人员是这样回复的:弹簧片12块分为4组排列,每组三块弹簧片为同一朝向,上面一组与压块为外接触,正确的装配才能保证油头有合适的预紧力。③安装油头时:油头由蝶形弹簧总成和螺母固定在气缸盖油头孔,上紧螺母直到压块顶面与弹簧座顶面齐平。这一操作必须十分仔细地进行,因为蝶形弹簧的弹力决定了喷油器与气缸盖间的正确压紧以及喷油器的正确压紧。如果油头未被弹簧座正确压紧,可能引起油头失效并可能引起喷油嘴及高压油管产生裂纹。

总之,MAN B&W5S60MEC主机的燃油系统和以前非电喷主机的燃油系统有诸多的不同,这需要我们管理者认真研读设备说明书,对系统的维护保养要力求全面和仔细,设备的可靠性和稳定性将会大大提高,船舶的安全才有保障。

参考文献:

[1]HHM-MAN B&W5S60ME-C7 INSTRUCTION BOOK.

[2]HHM-MAN B&W5S60ME-C7.MAINTENANCE MANUAL.

[3]MAN B&W.ACCUMULATOR CHARGE PRSSURE OVERHAUL ANDMAINTENANCE..

[4]ME ENGINES.SERVICE LETTERS FOR ME ENGINES:SL501-554.