船舶主机填料函结碳严重的原因及对策

赵立震

摘 要：本文介绍了主机填料函结碳严重的现象，分析了可能导致该现象产生的原因，如燃油品质问题、气缸注油率问题、主机长期运行负荷问题等，并提出针对性对策，如提升主机转速、缩短主机扫气箱的清洁周期和定期对喷油器进行拆检。

关键词：填料函;结碳;注油率;负荷

中图分类号：U672 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）10-0105-02

Abstract： This paper introduced the serious phenomenon of carbon deposition in the main engine packing box， analysed the possible causes of this phenomenon， such as fuel quality problem， cylinder fuel injection rate problem， long-term operation load problem of the main engine， and put forward corresponding countermeasures， such as increasing the main engine speed， shortening the cleaning cycle of the main engine scavenging box and periodically disassembling and inspecting the injector.

Keywords： stuffing box;carbon deposition;injection rate;load

船舶柴油机设有横隔板把扫气空间与曲轴箱隔开，活塞杆穿过横隔板处设有填料函。填料函的作用是防止扫气空间和气缸漏下来的污油、污物漏入曲轴箱，以免加热和污染曲轴箱滑油、腐蚀曲轴与连杆等部件。本文就主机填料函结碳严重的现象，分析原因，提出对策。

1 故障现象

某轮船员反映主机在运行过程中发现滑油变黑，滑油滤器内黑色沉积物较多，清洁滤器频繁，排烟管排出的烟呈现蓝色，各缸填料函泄放管间歇性漏气，如图1所示，No.6填料函泄放管没有油放出，认为主机填料函有问题。对6#缸进行了拆检，更换了全部刮油环和密封环。在更换过程中，发现填料函泄放孔内积碳严重，刮油环和密封环表面有很多积碳，如图2所示。初步判断，船员反映的情况与填料函泄放孔内积碳而不通畅，导致刮下来的油和气不能通过正常途径泄放有关[1]。

2 原因分析

从主机燃油品质、气缸注油率、主机长期运行负荷状况、注油正时参数、主机运行各参数、扫气箱检查清洁情况等方面进行分析，以找到主机填料函结碳严重的原因。

2.1 燃油品质研究

主机厂评估燃油品质的影响需要使用一段时间的燃油状况，需要船上提供一段时间以来燃油的成分报告。Si和Al的含量影响积碳的生成，Si和Al含量越高，越容易生成积碳。经核对船员反馈的数据，认为Si和Al含量在正常范围内，本船采用的燃油符合MDT的推荐要求。

2.2 气缸注油率调整情况

请船上提供一段时间以来主机气缸油注油率的设定情况，结合主机运行时间，如之前运行2 000h，注油率是多少，当前运行4 000h，注油率是多少。MDT推荐注油率范围为0.20～0.34g/（kW·h）。经分析可知，本船气缸注油率为0.85～0.98g/（kW·h），略偏高，但基本满足要求，不是产生积碳过多的主要原因。

2.3 主机长期运行负荷情况

请船上反馈主机在一段时间内运行的负荷及对应的主机转速。此项可在PMI上查到。本船主机为HLT高负荷优化，推荐负荷运行在85%左右。根据船上反馈，实际运转负荷为40%～70%，低于推荐负荷，偏低。而低于推荐负荷运行将导致燃油燃烧不充分，若长期运行，不及时清理，易积碳。由此，可以推断长期低负荷运行是本船积碳过多的主要原因。

2.4 注油正时参数检查

请船上反馈主机参数Sparf文件发给主机厂家做检查，方法为：用U盘插在MOP任一USB接口上，在MOP界面左下角找到Export按钮，点击即可。将以.Sparf为后缀名的参数文件发给主机厂家。核对.Sparf参数文件后发现，该轮注油正时参数正常，符合要求。

2.5 油头开启压力情况

如果油头开启压力过低，会出现燃油雾化不充分，将导致积碳生成量增加。经核对船上反馈的数据，参数正常，符合要求。

2.6 主機运行数据记录表

请船上提供一段时间以来主机运行的各项参数，如燃油黏度值、油品牌号、主机各缸爆压值、缸套冷却水温度、主机排气温度和压力、主机扫气温度和压力、主机滑油温度和压力等。以便厂家综合评估主机的运行情况。经核对船上反馈的数据表，参数正常，符合要求。

2.7 扫气箱检查清洁记录情况

主机扫气箱需要例行检查和清洁，请船上提供一段时间以来扫气箱内检查清洁的记录。实际上，船员每航次38～40d都要进行一次扫气箱检查清洁，具体操作为清洁扫气箱及清洗废气锅炉烟面。从总量上来看，近两个航次积碳比前两个航次有所增多，每缸均能掏出20～30L油渣。这主要是因为主机长期处于低负荷运行状态，每38～40d检查清洁一次扫气箱，时间间隔偏长。

2.8 增压器清洁状态

主机涡轮端积碳过多，会导致增压器效率偏低，扫气量偏少，燃烧不充分，积碳较多。从船上反馈的数据来看，增压器需要清洁，该因素是积碳过多的因素之一，但非主要原因。

2.9 环境因素情况调查

高温高湿环境会导致主机扫气量不足，燃油燃烧也会不充分。船员提供的数据表格显示环境温度偏高，会在一定程度上导致燃油燃烧不充分，加之长期运行负荷偏低，会加剧积碳的产生。但是，仅此因素而言，根据单航程扫气箱积碳量的判断，该因素不是主要原因。

3 解决对策

3.1 提升主机转速

主机长时间处于低负荷运行情况（40%～70%），会出现燃油燃烧状态不佳，容易积碳。在各方面允许的情况下，尽量提升主机转速，增加负荷（超过70%）运行一段时间，或者采用定时提升转速运行一段时间的方法。

3.2 缩短主机扫气箱的清洁周期

在无法提升主机运行负荷的情况下，尽量缩短主机扫气箱的清洁周期。具体时间没有明确界定，但越短的清洁周期越有利，建议至多两周清洁一次。在主机运行过程中，请船员进行观察，如果污油仍是油状，填料函是可以正常工作的，但如果污油成为膏状，说明积碳过多且没有及时清理，会导致泄放口堵塞，需要及时清理扫气箱。

3.3 定期对喷油器进行拆检

依据主机维修保养说明书，定期对喷油器采取拆检、泵压等维修保养措施，确保喷油器正常运行。

参考文献：

[1]孙培廷，李斌，杜荣铭.船舶柴油机[M].大连：大连海事大学出版社，2002.