分享

不好!ME主机加速中压力偏差大,原来竟是它搞鬼...这玩意你包好了吗?

 船舶讲武堂 2022-05-11



某大型VLOC散装矿砂船,主机型号:DMD-MAN B&W 7G80ME-C9.5 ;主机功率:CSR ( 85% SMCR) :20570 kW *54.9 RPM。PMI是AUTO TUNING 在线自调式。受经济低迷影响,该轮长期低负荷运行,运行转速一般在46rpm。
该轮装有脱硫塔,主机和发电机长期使用高硫份(≤3.5%m/m)重质燃油。 

一:故障现象

为响应公司要求,需定期对主机进行加速冲车除碳。某日,在对主机加速过程中,当转速逐渐地达到53.6rpm时,№2缸的性能参数在PMI上开始出现了较大偏差,其Pi、Pcomp、Pmax三个性能参数开始同时下降,均已超出Pi、Pcomp、Pmax的各缸平均值允许范围,请参图一。

  
而MOP上的AUTO TUNING程序一直在对主机各缸的性能参数进行自动调节,№2缸的Pi、Pcomp、Pmax三个性能参数也是同时下降且与平均值的偏差较大,但该缸的排温却与其它缸偏差不大。同时,在PMI电脑上所显示的主机负荷和MOP上的预估负荷在2%之内。

此时,若不立即采取减速措施,主机将会因偏差过大而出现Slowdown。采取减速措施时,当把主机转速降到45rpm以下某一转速运行几分钟后,№2缸的Pi、Pcomp、Pmax三个性能参数将恢复正常,且与平均值的偏差也会逐渐地恢复到允许值以内,即△Pmax≤3bar,△Pcomp≤3bar,△Pi≤0.5bar。 
 
二:故障分析与排除
     
在加速过程中,因是Pi、Pcomp、Pmax三个性能参数同时下降,能引起这三个气缸参数同时下降的原因,应包括如下几个方面:

1:排气阀密封不好或关闭动作不到位:

当上述现象发生时,在机旁没有发现振动、漏油等任何异常现象,用听棒切听排气阀动作,也没有异常敲击声。在集控室查看CoCoS EDS电脑界面,显示各缸工作参数正常,排气阀动作也正常;查看MOP电脑Maintenance→Troubleshooting→HCU界面,显示该缸排气阀的电流变化值和开关行程变化正常。
 
若排气阀密封不好或烧蚀,该缸的排温应该升高才对,而在加速过程中没有出现这种现象。由此排除排气阀的原因。

2:燃烧室其它组件的密封性变差:

在加速过程中,燃烧室构成组件可能会因磨损、裂纹等损坏而导致密封不良漏气。譬如:缸套磨损达到极限;活塞环因机械负荷和热负荷增加而逐渐失去弹性、活塞环断裂、环槽吹蚀;活塞头烧裂漏气;缸盖裂纹;缸头垫床漏气等。

该轮下水运营仅3年多,主机运转总时数21000多小时,气缸油注油率(Basic Feed Rate)设定在0.88g/kwh,近段时期对各缸气缸油进行扫气箱取样化验(swept analysis)时,气缸油残碱值在30左右,铁含量低于100ppm。扫气箱检查时各汽缸油注油点注油正常,缸套珩磨纹正常,也没有使用过劣质燃油(Cat Fine值高)的记录。
  
在每次扫气箱检查时,没有发现活塞环出现黏着、断裂、卡阻、微咬合等异常现象;活塞环表面无吹蚀状、弹性正常;搭扣状态、天地间隙正常;活塞环上的泄压槽测深正常。活塞头上无积碳烧蚀现象,没有发现活塞冷却油泄漏和缸套缸盖冷却水泄漏现象。 
     
综上分析,这三个性能参数Pi、Pcomp、Pmax在加速过程中异常偏低的现象应不是燃烧室组件功能不良所致,应予以将其排除,何况在减速过程中还能恢复正常。

3:燃油喷油量少:
   
在加速过程中,高压油管脉动强劲有力,若出现气缸喷油量减少,则该缸的排温应略有降低,且只会造成参数Pi、Pmax降低,而不会促使Pcomp也降低。由此,应该排除FIVA阀、燃油升压器(FUEL BOOSTER)和油头故障,包括高压油管裂纹和两端连接端面接触不严现象,因漏油警报没有触发。

4:在线压力传感器
   
当主机在正常运转下,使用便携式压力传感器测量№2缸压力,发现与在线压力传感器所测量的数值基本相同。
   
当在加速过程中,Pi、Pcomp、Pmax三个性能参数开始出现偏差时,使用便携式压力传感器测量该缸压力,发现测量值比在线传感器要高一些。由此判断,可能是在线传感器灵敏度不够或测量误差较大所致。

在主机运行期间是不允许打开示功考克进行吹扫操作的。考虑到该传感器可能已损坏,在加速过程中,当Pi、Pcomp、Pmax三个性能参数开始出现偏差时,试着打开示功考克进行吹扫1~2次(爆燃声),发现偏差竟然能减小,三个参数能恢复正常,且能在以后的10多天内加车时不再出现偏差较大的异常现象。但若在10多天后加车时,有时还会出现压力偏差较大的现象,此时只要打开示功考克进行吹扫一下既能恢复。
 
三:故障处理
   
据上所述,主机在加速时,当№2缸三个性能参数出现偏差时,只要打开示功考克吹扫一下即可。这是什么原因引起的呢?
   
观察备用缸头,发现从示功考克通往燃烧室的孔径约有10mm,孔长约60cm(估算,没具体测量),难道是这孔不通常所致?

待到锚泊后(完车后没冲车),拆出该缸的示功阀,发现示功阀通道内有大量的黄色凝结物,拆下压力传感器探头,发现其感应区也有厚厚的一层燃烧产物,并用钢棍清通示功通道。并对其它缸的示功阀也进行了拆检。请参图二。

     
由此可知,主机加速过程中出现压力偏差大的原因,应是这些燃烧产物在压力传感器探头上和其感测通道内凝结所致,造成较长的感测通道形成节流效应,以致压力传感器的响应迟钝不灵敏。

为什么燃烧产物会在此凝结呢?应是该处温度低于废气中所含水蒸气、硫酸蒸汽等其它产物的露点。硫酸蒸汽在燃烧室中的露点可达140℃左右,比水蒸气的露点要高很多。
     
经检查,各缸示功阀的绝热棉包裹情况不一,尤其是№2缸示功阀的绝热棉损坏严重,下半部缺了一大块,用点温枪测量示功阀体的温度,只有111℃。个别缸示功阀绝热棉包裹严实的话,示功阀温度可达152℃。请参下图,请参图三。
 
重新对各缸示功考克的绝热棉进行了包裹,在之后的主机加速过程中,没再出现燃烧室压力偏差较大的现象。
 
四:小结  

1:所包裹示功阀的隔热棉不能丢弃,以防燃烧产物在此冷凝集聚以及产生低温腐蚀,确保该处始终包裹隔热缘棉,以将温度升高到硫酸露点以上。

2:主机运转时,请不要打开示功阀吹扫(清洁)传感器。在没有安装参考(校准)传感器的情况下打开示功阀会使传感器因过热而损坏。仅在主机启动前冲车时,可用压缩空气对其进行吹扫。

3:安装示功阀及在线压力传感器时,清洁密封面,并换新铜质密封垫圈,务必交叉拧紧螺母以防倾斜密封不良而漏气。

4:完车后务必冲车,以把残留在气缸内的残余含酸燃气清空。
限于作者水平有限,难免有遗漏和思考不周之处,敬请读者批评指正!
 本文作者:张献宝                     2022-05-09  

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多