某船两台主柴油机滑油及淡水同时超温故障分析与排除

尹德祥,王茂生

(92323部队,山东青岛 266017)

1 故障现象

1)主机空车暖机期间,淡水温度上升快。两主机均为额定转速 1 500 r/min的高速柴油机,在离港前暖机过程中,主柴油机低速运转 20min,水温升至 60℃、滑油温度升至 55℃。正常情况,暖机淡水温度应在 45℃以下。

2)航行中,两主机随着负荷的缓慢增加,淡水温度、滑油温度急剧升高。船离港后转入正常航行,主机正车转速加至 1 000 r/m in时,淡水温度上升较快,水温、油温、油压正常。继续加速至1 200 r/min,15 min后淡水温度升至 90℃,滑油温度升至 85℃,当转速加至 1 400 r/min时,淡水温度和滑油温度急剧升高,10min后,淡水温度升至 95℃,滑油温度升至 105℃,两主机淡水、滑油温度均超限。

3)淡水冷却器及主机舷外排烟管冷却水套表面局部过热。

4)排烟管冷却水舷外出口排量偏小,并有汽化现象。

2 故障分析

柴油机滑油、淡水温度过高的原因很多,操纵使用、自身部件的损坏和系统问题都可能引起这一故障,但这种未超负荷运转而短时间内严重超温故障非常少见。该型船用主机冷却系统采取的是海水冷却淡水,淡水再冷却柴油机及滑油的闭式冷却系统。

淡水从淡水箱到淡水泵进口,经淡水泵提压后分成两路进入左右两排汽缸水套进行冷却,再经汽缸套和汽缸盖间的导水管冷却汽缸盖及其它机件,后再经汽缸盖后端排水管进入排气总管;由排气总管出来的冷却水,先经过温度调节阀,如果水温超过允许值,温度调节器开启,从排气总管来的水全部经过温度调节阀到淡水冷却器被海水冷却然后再到滑油冷却器冷却滑油;如果水温较低,则温度调节阀关闭,从排气总管来的淡水不经海水冷却而直接经过滑油冷却器,最后回到淡水泵进口。这样,使柴油机不断地得到适当的冷却。海水经海底门至海水泵提高压力,经水泵排出后分两路,一路冷却推进器轴套,另一路进入淡水冷却器冷却淡水,冷却淡水后至主机舷外排烟管冷却水套冷却排烟管后至消音器排出舷外。

通过试航发现,两主机运转平稳正常,排烟及滑油压力正常,初步断定主机淡水、滑油温度高与柴油机本身关系不大,应从海水冷却系统查找问题。必须对通海阀、淡水冷却器、舷外排烟管冷却水套、消音器内冷却水出口进行拆检。通过拆检后发现各部件都存在一些问题,特别是消音器内部问题更为严重,消音器内冷却水环形出水管上的出水孔 2/3被积碳和锈渣堵塞,海水无法正常排放,致使冷却系统中的海水流量低,淡水冷却器换热效果差,无法有效地带走柴油机冷却水中的热量,随着柴油机转速和负荷的不断增加,淡水温度急剧升高,致使滑油冷却器中的滑油也不能得到正常有效的冷却,而造成滑油温度居高不下。可见,消音器内冷却水环形出水管大部分被积碳、锈蚀物及垢渣堵塞是造成两主机淡水和滑油温度过高的主要原因。锈蚀物及垢渣多产生于冷却系统内部的腐蚀和老化,而积碳则源于柴油机燃烧不良,最终查明是两柴油机喷油系统的雾化不良及喷油提前角有误。此故障的实际排查过程在柴油机运行故障类型中较为少见。

3 故障排除

根据故障现象及拆检分析,对柴油机做了如下的修理。

1)对主机喷油系统进行校验调整。

2)对海水通海阀进行了检查清洁,对破损的海水滤网进行了更换,以保证海水冷却系统畅通。

3)对主机冷却系统中的淡水冷却器进行拆检、清洁、试压。在拆检淡水冷却器时,发现其弧形和半弧形隔板脱焊,淡水冷却器中有氧化物碎渣等杂物。对其进行了清洁、焊补、试压和回装。

4)清洗两主机舷外排烟管冷却水套。根据试航中两主机外接排烟管表面局部过热情况,对主机外接排烟管进行拆检,割开舷外排烟管冷却水套部分外壳,发现水套内有少量锈渣阻碍冷却水循环,对其进行了清洁冲洗。

5)对消音器内环形冷却水管上的出水孔进行清洁疏通,为防止今后类似故障发生,增扩了环型冷却水管出水孔的数量和孔径,孔径由原来的 5 mm增至 8mm,新增出水孔 20个。

4 试航情况

两主机海水冷却系统恢复后,进行了各负荷航行试验,情况正常。

1)海水冷却阀为半开状态,主机暖机 0.5 h后,淡水、滑油温度一直保持在 45℃以下。

2)航行试验中,主机正车转速 1 200 r/min,航行 1 h后,淡水温度为 75℃左右,滑油温度为80℃左右。转速加至 1 400 r/min,航行 30 min后,主机淡水温度稳定为 80℃,滑油温度稳定为85℃,均在标准范围内,两主机故障排除。