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【船机帮】某型船舶副机滑油温度偏高系列故障调查

 superb917 2022-03-11
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船机故障心莫慌,遇事不决船机帮

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某型船副机滑油温度普遍偏高

某型1432TEU集装箱船6艘,2000年前后陆续投入营运。 

该型船舶各WARISIAL 4L20柴油副机3台,额定功率620kW,额定转速900r/min,10 年后滑油温度普遍偏高。 

以X轮为例,负荷小于50%,滑油进机温度70~72℃;负荷 60~70%,油温超过80℃高温报警。 

迫不得已只好降低副机负荷,例如负荷达50%增开一台副机、缩短滑油更换周期(500~1000小时)等。

各轮陆续采取了一些常规的检查、保养措施,例如清洁滑油冷却器、拆检滑油自动调温阀等,但收效甚微,滑油温度依然居高不下,但由此可以排除冷却器脏阻和调温阀不正常引起滑油高温的可能。

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滑油高温危害大

副机滑油高温,不仅滑油黏度下降、油膜变薄,润滑效果严重降低导致超常磨损并将损坏摩擦副部件,还浪费人力和增加不安全因素,而且增开副机、缩短滑油更换周期也浪费燃油和滑油。


该副机冷却淡水系统

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图 1 该副机冷却淡水系统原理图

该副机使用中央冷却系统来的低温淡水冷却。 

温度基本恒定的低温水,由低温水自控阀进入,经自带低温水泵加压后,先冷却空冷器(扫气空气),再冷却滑油冷却器,(水温已升高)后经热力膨胀三通阀分两路: 

★部分回自带低温水泵进口以调节空冷器和滑油冷却器的冷却水温度; 

★另一部分去自带高温水泵加压后冷却副机 (缸套、缸头)和增压器(透平),然后经热力膨胀三通阀,部分回自带高温水泵进口以调节副机和增压器的冷却水温度,部分返回中央冷却水系统接受海水冷却。


检查和分析

该型号副机说明书规定: 

★滑油进机温度正常范围是,负荷小于30%最高77℃,负荷 30~100%(63~67℃),高温报警值80℃; 

查 6 艘姊妹船的船厂试验报告, 副机负荷25~100%,滑油进机均正常(64~65℃),排除设计和制造不良的可能,只能是维护或使用不当。 

维护或使用方面,淡水冷却滑油一路,只有热力膨胀阀、滑油冷却器、空冷器、自带低温水泵、低温水自控阀等五个元件。 

检查各轮发现: 

★滑油冷却器和滑油自动调温阀,均已陆续清洁和拆检,可排除调温阀不正常和冷却器脏阻。 

★检查自带低温水泵,转速随副机,正常,无异响;吸入压力和排出压力稍低。 

★检查低温水自控阀,均手动控制停机时常开,不符合说明书规定的停机时关。 

(1) 自带低温水泵吸排压力偏低分析

中央冷却器低温水压力逐年降低,例如 FUH 轮: 

★2000年船舶出厂,中央冷却器低温水压力0.23MPa,副机低温水泵排出压力0.25 MPa; 

★2005年5月,中央冷却器低温水压力 0.20MPa左右,副机低温水泵排出压力 0.23MPa左右; 

★2006年5月,中央冷却器低温水压力 0.18MPa左右,副机低温水泵排出压力 0.21MPa 左右;

★2008年5月,中央冷却器低温水压力 0.16MPa左右,副机低温水泵排出压力 0.20MPa左右; 

★2010年5月,中央冷却器低温水压力 0.16~0.18 MPa,副机低温水泵排出压力 0.19 MPa,至今。

可见,随着运行时间增加,冷却系统和水泵性能下降导致整个低温水系统流量下降,冷却副机滑油一路淡水压力及流量也随之逐渐下降,已无法同时满足冷却三台副机的需要。

这是副机滑油高温的主要原因。 

(2)低温水自控阀手动常开分析

低温水自控阀,说明书规定,副机运行时全开,副机停机时全关,有手动和自动两种控制方法。 

自动控制信号来自副机扫气压力,通过压力继电器转换成电信号控制该阀启闭。 

扫气压力继电器的动作值设定低于0.01 MPa,确保只要有微小的扫气压力就打开该阀。 

其作用是,副机停机和空载运行(没有扫气压力),该阀关闭以利于副机保温;副机有负荷运行(扫气压力大于设定值),该阀全开确保副机冷却。 

若各副机停机时低温水自控阀手动全开, 中央冷却器来的低温淡水分散到三台副机, 则运转副机低温水流量不足,尤其是冷却系统和水泵性能(流量)下降的情况下,导致滑油因冷却不足而高温。 

这是副机滑油高温的重要原因。

纠正措施

冷却系统和水泵性能下降,彻底改造成本太高,且目前也没到非改造不可的程度, 可行的纠正措施主要是低温水自控阀采用自动控制(若自动控制故障,副机停机状态保持手动关闭)。 

6 艘姊妹船执行效果良好,至今半年多,未见这样的滑油高温故障。


调查中分析的其他问题

调查中还发现几点导致滑油温度偏高的因素,虽不是重要原因,也应引起注意。

 (1) 滑油冷却器端盖上的挡水板 

滑油冷却器端盖上的挡水板,形成冷却水的往复回路,保证冷却效果。清洁冷却器时需拆下该挡水板。 

调查发现,有的船清洁滑油冷却器后,该挡水板漏装或安装不正确,冷却水不能形成往复回路,冷却效果 严重下降,滑油温度降不下来。检修时务必注意。 

(2) 滑油冷却器换热管上的散热肋片 

该型滑油冷却器换热管外侧 (油面) 布满散热肋片。 

检修滑油冷却器,往往需抽出换热管束,清洁换热管外侧(油面)后再装回去。换热管(油面)上散热肋片虽是金属的,但很薄(刚度小),清洗和拆装很可能损伤(倒伏),不仅减少换热面积,还改变滑油流线降低换热系数。 

这些都降低滑油冷却效果,检修时务必注意。 

(3)滑油温度控制 

如前述,说明书规定的滑油进机温度,有“负荷小于30%最高77℃,负荷30~100%( 63~67℃)”,即: 

★负荷低于 30%,允许滑油进机温度达到77℃; 

★负荷高于30%,各部件受力加大,必须保持滑油进机温度在63~67℃。 

有些管理人员没有全面理解该规定,忽视了设定条件“负荷小于30%”,错误的认为不论副机负荷多少都允许滑油进机最高温度77℃,这也是某些船滑油温度偏高的一个原因。

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本文原创作者系:

上海远洋运输有限公司 虞 忠  张云龙

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