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瓦锡兰电喷主机气缸注油率设定值的管理经验---“荣安城”轮

 xczonesky 2019-03-08

柴油机气缸润滑是一个复杂而又重要的问题。在大型十字头式柴油机中,气缸润滑是一个独立的润滑系统,其润滑设备、滑油品质及运转管理均需特殊及谨慎考虑。尤其是现在的柴油机高强度化、燃油劣质化的发展中,对气缸润滑的要求越来越苛刻。良好的气缸润滑是减少缸套和活塞环磨损的必要条件,为了减少在柴油机低负荷时汽缸油的消耗量,很多柴油机采用了气缸注油量随负荷自动调整的自动控制系统。

荣安城主柴油机则是采用了瓦锡兰CLU-4电子脉冲气缸注油系统,它显著的优点就是能较大幅度降低气缸油消耗量。此外,在柴油机结构上取消了链条传动的各缸机械注油器,既节省了空间也实现了先进智能电子控制系统。

   控制单元控制注油器的电磁阀以合适的时机启闭进行注油, 每个注油的情况通过反馈信号发光二极管显示出,注油器注油定时是依据曲柄角度译码器的两个信号控制,一个是以第一气缸上死点为准, 另一个是曲柄转角度。注油器的每次喷油量是恒量控制,但特定的喷油率是由喷油频率来实现,而注油器的喷油频率是根据柴油机实际负荷比例控制,并且仅仅在单缸的压缩冲程按照70% - 25% - 5%对活塞上部、活塞环、活塞下部喷射气缸油(如图)。

  选择气缸油时,一般根据所使用燃油的硫份来选择气缸油的总碱值。由于远洋船舶需要在世界不同港口加装燃油,在决定加装燃油时习惯上以粘度等级为准,而相同粘度等级的燃油硫份随产地不同又有较大差别。对这种差别船方无法事先获得有关数据,无法根据燃油硫份的变化来改变气缸油的总碱值。在多数情况下,船上值只备有某一碱值的气缸油,因而在实践中总碱值与燃油硫份的匹配比较粗糙。对于一些工作条件严酷的柴油机会采用TBN100的气缸油,“荣安城”轮即是采用TBN100的气缸油。

气缸油的注油率应当适宜。注油率过大,不但浪费而且会使活塞顶部、环带区、气口和排气阀处的沉积物增多,从而引起活塞环和排气阀粘着,使气流通道部分堵塞。同时多余的气缸油还会沉积在活塞下部空间、扫气箱中,影响扫气质量;注油率太少,则难以形成完整的油膜,而使活塞环与缸套磨损加剧和漏气增多,泄漏的燃气又会破坏缸壁上的油膜导致发生咬缸事故和扫气箱着火。

不同类型的柴油机注油率在不同工况下各不相同,最适宜的注油率应该根据推荐的注油率并综合考虑扫气口检查情况如活塞环的状态、缸套表面状况等等来确定。如缸套内壁表面湿润、干净,首环半干半湿,其余环湿润,活塞环在环槽内活动灵活,环外圆表面光亮,倒角尚在,则气缸油可认为适中。

为了检查运转中的柴油机注油率是否合适,可以对从气缸中刮下的残油进行化学分析,根据残油的BN值来判断气缸壁上是否有足够的碱性储备。如图显示,当残油的BN值在25-50为安全值,当BN值为10-25为警戒值,残油BN值0-10是绝对不允许的。


  此外还可以用直观法加以判断,一般说来,若气缸油注油率较低,则会缸套表面上出现漆状沉积物,使铸铁缸套表面被腐蚀发暗。

“荣安城”主柴油机目前已运转9000多小时,根据生产商推荐的气缸油设定值应为0.8g/KWh。在实践中发现当气缸油设定为0.8g/KWh(燃油含硫量S%=3.23%)后运转48H,打开扫气箱内部检查:活塞环湿润,活塞环活动灵活,活塞环外圆光亮,倒角尚在,但缸套表面发暗,稍显漆状沉积物。后重新将气缸注油率设置为0.85g/KWh(燃油含硫量S%=3.23%),运转72H打开扫气箱内部检查,缸套表面仍发暗,但发暗程度明显减轻;后续将气缸油设置为0.9g/KWh(燃油含硫量S%=3.23%),运转48H后重新检查,缸套壁不再发暗,漆状沉淀物消失,珩磨纹明显呈现出来。

最近一次扫气箱残油化验,各缸残油BN值在19 mgKOH/g,取残油时使用的燃油含硫量S%=2.79%,气缸注油率设定值为0.85g/KWh。滑油商给出的报告显示为NORMAL,但是根据设备说明书此值是处在警戒区域值。此时的扫气口内部检查缸套壁稍有发暗,但没有发现漆状沉淀物,可见此时的注油率在还是稍微偏低。

综述上述现象,当燃油含硫量S%=3.0%-3.5%时(3.5%为Marpol Annex VI限定的允许最高含硫量,国内外有些港口添加的燃油含硫量有时都达到3.34%),为保证设备安全,可将气缸注油率设置为0.9g/KWh,同时适宜时机可打开扫气箱进行扫气口检查缸套壁情况,根据检查情况略作调节;当燃油含硫量S%=2.0%-3.0%时,可将气缸注油率设置为0.85g/KWh;只有当含硫量低于2.0%时,可以设置为说明书推荐的设定值0.8g/KWh。当然,现在多数供油商给的燃油加油单上的含硫量数据并非实际值,会比所添加的燃油含硫量偏低,这样就给管理者在设定气缸注油率数值带来麻烦。当然残油BN值过大也不好,这样缸内会由于过量碱性添加剂而形成大量灰白色沉淀物,一般这种情况为长时间使用低硫份燃油(如低硫轻油),说明书上给出的推荐运转时间为48H。

在实际操作中,很多管理者将气缸注油率设置为固定值后不再调节,这样就使气缸注油率与燃油硫份的匹配比较粗糙。其实,设定值在0.8g/KWh和0.9 g/KWh24H所消耗的气缸油相差不大,假设柴油机负荷为72%且不考虑负荷突变现象,两者分别对应的实际有效注油率为0.85g/KWh和0.95g/KWh,消耗相差量为(0.95-0.85)*24*6100*72%/950=11L。当然,以上只是个人在实际工作中总结出来的经验,个人觉得最适宜的注油率应该根据推荐的注油率并综合考虑扫气箱残油化验值及扫口气内部检查情况来确定再根据所使用的燃油含硫量稍作调整。

  此外,还要经常检查伺服油去CLU4脉冲泵的减压装置压力(正确值为60Bar)和此减压装置的蓄能器内氮气压力(30-35Bar),每缸CLU4脉冲油泵上的蓄能器压力(30-35Bar)也要检查,这些值偏小的话也会造成气缸油注油量偏小或不均匀。“荣安城”轮大管轮张德刚供稿

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