  船机故障心莫慌，遇事不决船机帮  导读 全球经济的持续萧条,油价居高不下,减少温室气体排放的标准不断提高，都迫使航运企业纷纷降低主机负荷以降低成本。 对于可变速柴油主机,降低负荷(转速)运转,虽然降低耗油率,但偏离设计的最佳工况,一方面燃油燃烧不良、活塞和活塞环积炭降低热效率,另一方面润滑不良加剧各摩擦副磨损,增加不安全因素。 为了安全和改善柴油主机低负荷运转热效率,原有部件结构不变情况下,至少需采取四方面措施。  一、调节喷油正时和排气阀正时 1、喷油正时(喷油提前角) 主机降负荷运转,压缩压力和爆压降低,热效率也随之降低,需根据主机负荷适当加大喷油提前角,提高爆压以提高热效率——既可提高爆压增加有效功率，又使更多燃油在燃烧过程早、中期燃烧减少后燃。 主机低负荷运转时提高爆压,因机械负荷低于额定负荷时,不会超过机件强度;且燃烧温度低于额定负荷时,NOx排放也不会超标。 若主机负荷长期在MCR的50%~80%运转,排气正时应配合喷油正时尽量保持较高爆压,但不能超过80%MCR的允许爆压。 加大喷油提前角，传统的凸轮-高压油泵式主机，通常是调节柱塞下的顶杆高度改变喷油始点来实现。 例如某MITSUBISHI UEC-LSⅡ型主机(无VIT): ●船舶满载,额定负荷8250kW (124r/min) ,喷油提前角3°(曲轴转角),各缸爆压约14.5 MPa。 ●降速109r/min运行，负荷约70%额定负荷,喷油提前角3°,各缸爆压约9.8 MPa;喷油提前角10°,各缸爆压约12.0 MPa,不但耗油率SFOC(燃油特性Hu =41950kJ/kg)由174g/kW-h降为171g/kW-h,而且主机启动性能正常,各转速运转稳定,燃烧室状况良好。 主机某负荷(转速)最合适的喷油提前角,需根据反复测取的示功图、燃油耗油量、图1示意的趋势等综合考虑确定,且应逐步调节(也不可能一步到位)。  图 1 电喷柴油机喷油提前角调节推荐 斜槽柱塞式高压油泵,只需调节顶杆高度。 若主机配置可变正时调节机构VIT（例如MAN B&W的 MC、MC-E、MC-C,以及Sulzer 的RTA等),会根据主机负荷自动调节喷油提前角,不需另做调节。 电唢机型（例如MAN B&W的 ME和 Wartsila的RT-Flex),只需在 MOP电脑界面修改爆压设定值(参见图1)。 进回油阀式高压油泵主机,例如Sulzer 的 RND 型等,通常是调节进回油阀的开关正时来实现。这种高压油泵已很少,不赘述。 2、排气正时(排气阀启闭时刻) 主机降低负荷运转,排气能量低,受增压器特性制约,扫气压力明显下降。 提前启闭排气阀可提高增压器转速和效率(也就提高过量空气系数),进而提高压缩压力和爆压,燃油燃烧充分,提高热效率(省油)。 例如:某 MITSUBISHI UEC-LSⅡ型主机,额定负荷的最佳排气正时,排气凸轮中心线在BDC后12°(轴转角)。 当降速109r/min运行(约70%额定负荷): ●排气凸轮中心线仍在 BDC后12°(曲轴转角)，透平转速约9000r/min,扫气压力0.10 MPa,各缸爆压约9.8MPa,耗油(燃油特性Hu=41950kJ/kg)率SFOC174 g/kW-h。 ●排气凸轮中心线逐步调到 BDC后4°(曲轴转角) ,透平转速增到9500 r/min,扫气压力0.115 MPa,各缸爆压约10.5 MPa，则同样燃油的耗油率SFOC降至173 g/k W-h,且各种热工参数明显优于调节前。 传统的直流扫气柴油主机,调节排气正时,需使排气凸轮中心线在凸轮轴上转一个角度。(这种调节,操作起来较麻烦,需慎重,通常由柴油机厂家专业人员操作)。 若主机(例如Sulzer公司的RTA-T型)配置可变排气正时调节机构VEC，则会根据主机负荷自动调节排气阀正时,不需另做调节。 MAN B&W的ME和Wartsila的 RT-Flex 等电喷机型,只需在MOP电脑界面修改排气正时设定值。 主机某负荷(转速)最合适的排气正时,也需根据反复测取的热功参数、燃油流量表显示的耗油量等综合考虑确定,且应逐步调节(也不可能一步到位),与喷油提前角差不多。 二、调节气缸油注油率 主机降低负荷,每个工作循环的喷油量减少,相应的酸性产物减少,每个工作循环所需气缸油减少,适当调低气缸油(总碱值TBN不变)注油量,既节省气缸油,又不影响正常润滑,还减少燃烧室的结焦和积炭从而减少活塞环与缸套间磨料磨损。 气缸油注油量调低多少才算适当? 应根据理论计算和实际检查所见: ●理论计算——按主机每转燃油喷油量减少的比例,计算确定气缸油注油量(称为“负荷调节”)。 假设标定工况注油量为Ab,主机降负荷以60%标定负荷运转的注油量A=60% Ab。 ●实际检查所见——缸套壁面和活塞环的结炭、磨损,残留气缸油等状况。 最终调节结果,应略高于理论计算值(因为存在其它不利因素),且不低于标定注油量的40%。 气缸油注油量,应分几次调低。 每调节一次,运行一段时间后检查,以确定最佳值。  三、调节扫气温度 主机降低负荷,增压器获得的能量大幅降低,增压空气量大幅减少,空冷器后的扫气温度大幅下降,气缸壁低温腐蚀(酸性腐蚀)加剧。 所以,主机长期降低负荷运转,必须控制空冷器的冷却水流量和/或温度以保持合理的扫气温度。 例如 MAN B&W ME-C6S50型主机，负荷从100%降至70%(转速124r/min降至109r/min) ,较长时间运转中多次检查比较,扫气温度45℃比较适宜。 另一MITSUBISHI 6UEC-50ISII型主机降低负荷运转经验也支持这个结论。 四、调节主机滑油系统压力 主机滑油系统,润滑轴承、导/滑板等摩擦副。 影响润滑效果的因素,有摩擦副的结构、尺寸、表面材质和形态、相对速度等,以及润滑油性质和工作压力。 对于非定速主机,主机降低负荷(转速)运转,影响润滑效果的因素中，摩擦副表面相对运动速度降低，不利于轴承,导/滑板等的润滑;而且增压器转速大幅度下降,也不利于增压器轴承润滑。 所以,主机长期降低负荷(转速)运转,需适当提高主机滑油系统的工作压力,但应避免因工作压力过高可能带来的滑油渗漏等不良影响。 原则上系统滑油压力值最高不应超过厂家指导压力范围的上限。 螺杆泵之类定量泵作为主滑油泵时，可关小回流旁通阀开度提高系统压力。 浸泡式离心泵作为主滑油泵时,需开大出口阀提高系统压力。 某MAN B&W ME-C6S50型主机,负荷从100%降至70%(转速从124r/min降至109 r/min) ,主机滑油进机压力由原来的0.22 MPa提高到0.26MPa，实际运转效果良好。 另一MITSUBISHI 6UEC-50ISII 型主机降低负荷运转经验也支持这个结论。  五、结语 主机降速减耗长态运行,完善节油减耗技术措施，做好相应的优化调整,不仅能节油,而且能减少或避免长期低负荷运行造成的各种机件损耗。 近年来,我们对几台柴油主机调整使用的实践表明，这些优化调节措施效果明显。 必须注意,随着主机降速程度和运行工况的变化，相应的调节措施也是动态的;且每次调节后必须加强维护检查,以期达到最佳效果。  本文原创作者系： 中远航运股份有限公司 李秉忠 END   |
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