主机启动空气漏泄故障分析

大连海事大学 吴 恒

某船舶公司从国外购进一艘3万载重吨的二手杂货船，主机为S U L Z E R 7 R N D 7 6型二冲程低速定压废气涡轮增压柴油机，其主要参数如下：

型号SULZER7RND76

缸数7

缸径760mm

行程1550mm

额定功率10294kW，122r/min

平均有效压力1.259MPa

额定耗油率150g/（kW·h）

调速器WOODWARDPGA

启动空气压力3MPa

控制空气压力0.6MPa

一、故障情况

船员在国外港口接船。交接后在进出港机动操纵和备车情况下，主机启动空气压力下降过快，两个主空气瓶同时开启供气，启动压力不能正常保持，即使两台空气压缩机同时运转补充供气，主空气瓶压力也难以保持正常。经接船船员初步检查，各汽缸启动阀工作正常，开关动作灵活，柴油机能够正常启动；柴油机运转时，启动空气支管上的火焰阻挡器未见发热现象；主启动阀的阀杆由锁紧装置锁在“启动”位置和“关闭”位置之间的“自动”位置上，也是正常操作。

二、采取的临时措施

该主机的驾驶台遥控采用气动遥控系统，控制空气压力为0.6 M P a。转换为机旁操纵时，故障依然如故。针对上述现象，船员采取了一个临时措施，即驾驶台—集控室—主空气瓶联合操纵。

在机动操纵时，值班轮机员在机舱集控室操纵台上根据驾驶台车钟指令操纵主机，一位轮机人员在机舱主空气瓶旁操作启动空气出口阀，打开集控室门，另一位轮机人员在门口负责向前两人传递车钟信息。当车钟指令为启动主机时，值班轮机员需待主空气瓶出口阀开启时再启动主机，主机启动后，立即关闭主空气瓶出口阀。

（3）中国机械运输设备的出口价格逐渐向高于世界平均水平转变，在不同出口市场上的价格差异越来越小。从图3可以看出，图像有上移和轻微右移的趋势，说明中国机械运输设备的价格在不同市场的差异越来越小，且产品的价格在逐步提高。

上述临时措施暂时消除了主空气瓶压力下降过快的现象。在回航途中，于广州珠江航道和上海黄浦江航道都顺利地完成了机动航行和进出港的任务。

三、船厂修船与初步分析

驶回船籍港后，公司安排船厂检修。船厂拆检了汽缸启动阀和启动空气分配器，没有发现部件的腐蚀和磨损情况，修理后经试车检查发现，主机启动操纵时主空气瓶压力仍迅速下降。

笔者上船后，轮机长、大管轮介绍了上述故障情况和处理过程，查看了SULZERRND启动空气分配器结构（如图1所示）。据此分析：①如果启动空气分配器某滑阀磨损漏气或滑阀弹簧断裂，在主机启动操纵的瞬间会造成启动空气的漏失，使主启动空气瓶压力有一定下降，但因启动时间很短，压力下降的影响不会很明显，且如果该滑阀漏气造成开启管（J）和关闭管（H）连通的话，相应汽缸会发生启动阀不能开启的现象，导致启动故障。该柴油机启动正常，说明启动空气分配器是正常的。②从汽缸启动阀的拆检和运转来看，未见异常。③主启动阀故障应是主要原因，具体见后面的进一步检查分析。

四、主启动阀故障分析与处理

该柴油机的主启动阀及止回阀是SULZERRND和RD机型的典型结构，详见图2。

造成主启动空气瓶压力迅速下降的原因可能有下列各项：

1. 检查阀（K）

主机操纵台上安装的检查阀（K），又作为主启动阀的放气阀，空气管路连接于主启动阀的下部空间。当主启动阀手轮锁在“自动”位置时，如把检查阀（K）打开，则主启动阀下部空间（A）的空气通过环形空间（H）与检查阀（K）相通，从而下部空间压缩空气被泄放。由于两个小孔（D）流通面积小，不能立即由环形空间（B）向内部空间（A）补足压缩空气，继续作用在环形面积（B）上的启动空气压力克服弹簧力将主启动阀打开，直到被止动肩（C）顶住为止，发生的现象和在操纵台上拉动启动手柄一样，但因启动空气分配器的控制空气未接通，则启动空气分配器和汽缸启动阀都不动作。如把检查阀（K）重新关闭，启动空气从环形空间（B）经阀上的两个小孔（D）流到内部空间（A），然后再通过环形空间（H），使下部空间的空气压力重新恢复，这时启动阀在弹簧力与空气压力作用下迅速关闭。这种检查可以在任何时候进行，即使在柴油机运行中也可以不触及启动手柄来检查主启动阀的动作。

经检查，该检查阀（K）开启和关闭正常。当检查阀（K）关闭，甚至将放气管盲死时，主启动阀仍不能关闭，主启动空气瓶压力迅速下降。

2.控制阀（436.51）

控制阀受到启动手柄、启动空气引导阀的控制。当启动手柄拉到“启动”位置时，控制阀（436.51）被抬起，将主启动阀下部空间的压缩空气迅速放出，主启动阀开启；反之，当启动手柄回到“停车”位置时，控制阀落下而关闭，使主启动阀下部空间的空气压力重新补足，主启动阀关闭。操作启动手柄和使用检查阀（K），其启动过程是完全一样的。

如果在操纵过程中主启动阀的控制阀（436.51）由于某种原因卡住了，就需要用手轮来开启和关闭主启动阀。如果阀杆被锁在“自动”位置，而控制阀卡住在抬起的位置，则主启动阀处于开启状态将不能关闭。

经检查，该控制阀并未卡住，所以故障现象并非控制阀卡住所致。

3. 阀上的两个小孔（D）

两个小孔（D）如被脏物封堵，则主启动阀下部空间得不到上部空间启动空气的补充，使主启动阀不能向上关闭或延迟关闭，致使每次启动耗气量大增。

为了检查两个小孔（D）是否被堵塞，只好将主启动阀拆下来解体，发现铜质的启动阀油光明亮，小孔（D）未被堵塞。此时却意外地发现阀杆的密封填料严重老化变质。原来是密封填料严重漏气，使主启动阀下部空间及内部空间（A）不能建立起足够的空气压力，导致主启动阀不能自动关闭。更换阀杆的密封填料后，该故障被彻底排除。

一般情况下，阀杆密封填料漏气，用听声音和手感的简单办法就很容易发现。该船的机旁操纵台在主机二层平台上，主启动阀手轮在机旁操纵台的左上方，阀杆较长，主启动阀在其上方的启动空气总管上，且四周没有检查通道。此次拆检主启动阀还是搭脚手架进行的。由于该主启动阀处于特殊位置，工作人员在机舱的强噪声环境下听不到漏气的声音，也无法用手去感受漏气气流。港泊和厂修时，机舱噪声虽小，但由于主启动阀已被手动“关闭”，不会发生漏气，因此也不容易找出故障原因。

从该阀杆密封填料老化变质情况看，自主机运行1 0多年来可能从未换新过。近几年随着漏气情况逐渐严重，该主机的启动性能必然越来越差，令机务人员头痛。可能这也是能以较低价格购进该船的原因之一吧？