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为何才下水的ME-C主机...10个喷油器7个漏烟?

 大卫11q 2023-01-12 发布于贵州

本文通过梳理一起ME-C主机喷油器漏烟案例分析,探讨如何在主机台架试验和船舶试航过程中提前发现并解决问题,并对营运船提出预防类似故障解决方案。
一、案例描述
某63500DWT散货船,主机型号:MANB&W5S60MEC8.1,额定功率(SMCR):8300kW,额定转速:91rpm。每缸前后各装有1个燃油喷油器(重庆红江公司生产),5个缸共配置了10个喷油器。该船交船2个月后,发现N0.2缸工况异常,进而发现该缸喷油器(前)内部针阀断裂,喷油器套筒被严重熏黑。
收到保修单反馈后,船厂对试航回来的姊妹船的主机喷油器进行了拆检。发现装机的10个喷油器有7个被熏黑,其中N0.4缸喷油器(前)漏烟严重,已将套筒0型密封圈烧损(见图1、图2)。

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图1主机喷油器密封部分被熏黑

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图2漏烟严重的主机喷油器
二、喷油器漏烟原因及危害
1.原因
安装在主机气缸盖上的喷油器由其两侧的压簧及拉力螺杆提供预紧力,喷油器套筒与喷油嘴邻近的外表面为密封面(见图3)。

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图3喷油器套筒密封面
该型主机100%负荷时的压缩压力为145bar,爆发压力为159bar。正常工况下,压缩压力及爆发压力均作用在喷油嘴及喷油器套筒密封面周围。密面工作良好时,不会有气缸压力或燃烧废烟泄漏。基于此,漏烟主要有以下原因造成:
(1)喷油器外套加工尺寸超过图纸公差要求。
(2)气缸盖喷油器底座孔加工尺寸超过图纸公差要求。
(3)喷油器套筒或气缸盖孔座材质存在缺陷,高温时受热膨胀且不均匀。
(4)喷油器压簧压力未收紧到位。
2.危害
喷油器漏烟,对主机运行将造成严重的安全隐患。首先,会导致喷油器外套筒整圈的外表面热负荷分布不均匀,套筒变形,密封性能进一步下降,从而加剧喷油器外套筒甚至内部部件热负荷分布不均匀,造成内部精密偶件异常磨损、失效。
其次,会导致喷油器密封面烧蚀,加剧漏烟。
第三,不仅影响单缸工况,还会污染机舱气体环境,对机舱内部安全造成严重的安全隐患。
三、增加专项检验点
一般情况下,喷油器漏烟很难被发现,除非漏烟严重。即使在主机100%高负荷运转的情况下,喷油器也有极少量的漏烟现象,但在单缸工况参数(压缩压力、爆发压力、排烟温度)上却少有异常表现。由于主机在高负荷运转时气缸盖和喷油器温度很高,机舱周围的气流扰动也很大,在喷油器套筒与气缸盖的间隙处很难监测到漏烟现象。因此,判断主机喷油器是否存在隐患,简单地就地检查或观察主机工况参数意义不大。只有在主机台架试验、试航时或交船后增加以下专项检查点,才能提前发现并解决问题:
1.在主机台架试验前检查喷油器及气缸盖的出厂数据报告和合格证明,从产品完工数据方面确认满足图纸要求。
2.在主机台架试验前先对各个喷油器逐个进行蓝油拂配(蓝油的湿膜厚度不能超过10μm),检查接触面的贴合情况(见图4),再检查密封面是否均匀连续、不存在线状或条状密封面通道。

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图4喷油器套筒与座孔密封面蓝油拂配检查
3.在主机负荷试验(尤其是高负荷运转)的过程中观察喷油器套筒与底座套筒之间有无废烟漏出。对此,可以用特制的小信号旗或在保证安全的情况下用手来感知是否有高压气体窜出。如果能感受到有节奏性的气流从间隙处窜出,就证明喷油器密封面工作不良。
4.主机台架试验结束后,拆下所有的喷油器并检查每个喷油器套体有无熏黑迹象。这项检查比较直观也最准确。即使用0号柴油进行台架试验,如果喷油器密封面工作不良,也能发现喷油器套筒局部或全部被废烟熏黑。
5.试航后,拆下所有的喷油器并检查每个喷油器有无熏黑迹象。
通过以上检查步骤,可初步排除喷油器漏烟的可能。但为了最终确认喷油器密封面工作正常,在主机试航结束后,可对各缸喷油器进行拆检。经过长时间的运转,如果主机喷油器存在漏烟现象(即使再微小),喷油器外套筒也会被污染。若发现喷油器有问题,可采取更换备件的方案解决,并协商主机厂和船厂适当增加主机喷油器备件供船,以备不时之需。
四、营运船预防类似故障方案
船舶投入营运后,要经常巡检主机各个工况(尤其是高负荷状态)下喷油器套筒处的工作情况,以便第一时间处理漏气问题。
1.适当加大压簧预紧力,可使压簧端面低于平面0.5mm。
2.取下主机喷油器,用船上的专用工具对喷油器外套与孔座结合处进行研磨拂配。
3.更换问题严重的喷油器,并在装复前做好接触面蓝油拂配检查,进行压力雾化试验。值得提醒的是,有问题的喷油器往往是其外套,其里面的针阀、针阀体,弹簧、压力调整垫片等零件可做为其他喷油器的备件使用。
总之,主机喷油器接触面漏烟虽然不会直接导致主机运转失效,但若忽视其管理维护,则会造成主机喷油器损坏,进而影响船舶航行安全。本文从新造船的角度,系统地分析了喷油器接触面漏烟问题的原因,并提出解决方案。在新造船的过程中增加相应的专项检验点,提前发现、解决问题,就能保证交船前主机喷油器工作正常。对于交付不久的营运船,尤应关注主机高负荷时的喷油器工况状态,及早发现有问题的喷油器并妥善处理。
来源:中远海运安全   作者:张余庆,天津中散国际贸易有限公司贸易部经理、高级工程师、注册设备监理师;

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