船機(jī)故障心莫慌，遇事不決船機(jī)幫
導(dǎo)讀
柴油機(jī)排氣溫度過高主要是燃油在氣缸內(nèi)燃燒不完全而在排氣管中發(fā)生二次燃燒。排氣溫度過高會(huì)影響柴油機(jī)的正常工作，例如造成排氣管破裂引起火災(zāi)、活塞與氣缸的氣蝕磨損、氣閥燒蝕等故障，導(dǎo)致增壓器的轉(zhuǎn)速降低，增壓器效率下降，進(jìn)而造成充氣系數(shù)降低，不能正常工作，不僅會(huì)影響柴油機(jī)的安全性與穩(wěn)定性，還會(huì)降低柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。
本文對(duì)船舶發(fā)電柴油機(jī)排氣溫度過高這一故障現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)例分析，查找故障原因，提出排除故障的對(duì)策。
一、故障現(xiàn)象
某船舶發(fā)電柴油機(jī)型號(hào)為KHDBA6M528，額定功率為300KW，標(biāo)定轉(zhuǎn)速為 650r/min，增壓器型號(hào)為VTR200，脈沖增壓。
該發(fā)電機(jī)在相同負(fù)荷轉(zhuǎn)速下，各缸排煙溫度明顯高于其他兩臺(tái)。
經(jīng)初步檢查，發(fā)現(xiàn)燃油表、滑油表、冷卻水壓力表的讀數(shù)均正常，增壓空氣壓力表、轉(zhuǎn)速表損壞，不能正常顯示；增壓器渦輪側(cè)透平油乳化且顏色變黑，發(fā)電柴油機(jī)冒黑煙。
二、故障原因分析
排氣溫度是反映發(fā)電柴油機(jī)熱負(fù)荷大小的重要參數(shù)，影響排氣溫度的主要是換氣質(zhì)量和燃油噴射與燃燒質(zhì)量；
在發(fā)電柴油機(jī)管理中，影響換氣質(zhì)量的因素主要是廢氣渦輪增壓器故障、進(jìn)氣系統(tǒng)泄漏、空氣冷卻器堵塞與臟污、進(jìn)氣總管著火、氣道臟堵、排氣閥故障；
影響燃油的噴射與燃燒質(zhì)量的因素主要是燃油質(zhì)量問題、各缸負(fù)荷不均勻、噴油器霧化不良、噴油正時(shí)問題。
在解決發(fā)電柴油機(jī)排氣溫度過高時(shí)，如果盲目逐項(xiàng)查找故障原因，會(huì)花費(fèi)大量的精力。
筆者認(rèn)為，在分析發(fā)電柴油機(jī)排氣溫度過高時(shí)，首先要分析的是整機(jī)排氣溫度過高還是個(gè)別缸排氣溫度過高。
當(dāng)個(gè)別缸或者幾個(gè)缸發(fā)生排氣溫度過高時(shí)，應(yīng)該檢查：
（1）排氣溫度表是否有誤差或者損壞；
（2）噴油壓力是否過低、定時(shí)是否滯后；
（3）噴油泵管道或者調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有無卡滯；
（4）掃排氣口是否臟堵，掃排氣閥有無泄漏；
（5）氣缸壓縮壓力是否正常；
（6）各缸負(fù)荷是否正常。
當(dāng)整機(jī)排氣溫度過高時(shí)，應(yīng)該檢查：
（1）增壓器提供的增壓空氣壓力、流量是否正常；
（2）空氣經(jīng)過中冷器的壓降是否超過正常值；
（3）進(jìn)氣溫度是否過高、柴油機(jī)是否超負(fù)荷；
（4）增壓器進(jìn)氣濾器是否臟堵；
（5）燃油噴射粘度是否合適（檢查預(yù)熱溫度）。
對(duì)于投入使用不長(zhǎng)的發(fā)電柴油機(jī)，發(fā)生排氣溫度過高一般是單一原因引起的，可以針對(duì)性地檢修。
老舊的發(fā)電柴油機(jī)需要綜合分析，各個(gè)參數(shù)的全面分析是解決問題的關(guān)鍵。
三、故障排查及處理
1.噴油器霧化不良
霧化加熱溫度太低，不能滿足噴油器對(duì)燃油霧化粘度的最低要求以及噴油器故障等引起霧化不良，燃燒不完全，造成耗油率加大，排溫升高。
對(duì)發(fā)電柴油機(jī)排溫最高的1號(hào)缸進(jìn)行拆卸，進(jìn)行霧化檢查，發(fā)現(xiàn)其氣閥壓力為2150Pa/cm2，小于說明書規(guī)定的2850Pa/cm2，而且發(fā)現(xiàn)油頭有滴油現(xiàn)象，立即更換此噴油器，實(shí)驗(yàn)后其排氣溫度與其它各缸一致，1號(hào)缸排氣溫度明顯下降，霧化不良一般發(fā)生在個(gè)別缸，不會(huì)發(fā)生在所有缸，同時(shí)根據(jù)各缸的排氣溫度基本一樣，說明各缸的噴油量基本一樣，可以排除霧化不良引起故障現(xiàn)象。
2、船舶柴油機(jī)負(fù)荷
柴油機(jī)負(fù)荷增加，充氣系數(shù)降低，燃燒速率降低，耗油率增加，排氣煙度急劇變濃，如果繼續(xù)加大供油量，沒有完全燃燒的燃油將在排氣管中發(fā)生二次燃燒，此時(shí)柴油機(jī)會(huì)冒黑煙，排氣溫度升高。
1號(hào)缸更換油頭后，排氣溫度降低到與其他各缸基本一致，說明所有缸噴油量基本相同，排除柴油機(jī)負(fù)荷不均引起故障。
3.燃油質(zhì)量
燃油的質(zhì)量不合格，導(dǎo)致霧化不良，燃燒惡化，排氣溫度升高。
該發(fā)電柴油機(jī)使用的燃油與其它兩臺(tái)一樣，經(jīng)查副機(jī)日志，該柴油機(jī)使用的燃油一直沒有改變，燃油溫度也一直恒定，之前也不存在排溫過高現(xiàn)象，因此可以排除燃油質(zhì)量問題。
4.噴油正時(shí)檢查
如果噴油正時(shí)調(diào)節(jié)不正確，引起噴油過遲就會(huì)引起燃油在緩燃階段沒有來得及燃燒，而在膨脹階段燃燒。
后燃會(huì)引起工質(zhì)的膨脹比減小，排氣溫度升高，機(jī)器的熱效率下降，熱負(fù)荷增加。
經(jīng)過查看副機(jī)日志，各缸的排煙溫度基本一樣。
檢查機(jī)器各缸的高壓油泵的油門刻度都在同一位置，各缸的噴油提前角均為15°，與說明書一致，在此條件下，進(jìn)行試車，排氣溫度仍然居高不下。
5、氣閥故障分析
氣閥發(fā)生裂紋或者關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏氣，會(huì)引起二次燃燒，造成排氣溫度升高。
對(duì)氣閥進(jìn)行檢修，調(diào)整氣閥間隙，測(cè)量各缸示功圖，經(jīng)過比較最大壓縮壓力都正常，基本可以排出氣閥和缸內(nèi)漏泄的可能，試車后，排溫仍然變化不大。
6、空冷器檢查
空氣冷卻器空氣側(cè)臟堵，進(jìn)氣總管空氣壓力降低，進(jìn)氣量減少，排氣溫度升高；空冷器海水側(cè)冷卻效果不佳，進(jìn)氣總管空氣溫度升高，密度降低，排氣溫度升高。
對(duì)空氣冷卻器清洗、檢查、試壓，清洗空冷器海水側(cè)與空氣側(cè)換熱面的雜質(zhì)，保證空氣流通與空氣足夠的冷卻效果，經(jīng)過試車檢查，溫度沒有明顯降低。
7、增壓器檢修
增壓器的軸承與軸封處被污染，致使軸承燒損，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)受阻，進(jìn)而轉(zhuǎn)速降低，增壓壓力降低；渦輪葉片變形、損壞都會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降，增壓壓力下降，柴油機(jī)發(fā)生不完全燃燒，排氣溫度升高；壓氣機(jī)進(jìn)口濾網(wǎng)與擴(kuò)壓器通道污損導(dǎo)致壓氣機(jī)葉輪背面封漏氣，新鮮空氣與廢氣混合一起排入空氣中，導(dǎo)致壓力下降，排氣溫度升高。
鑒于此，拆檢廢氣渦輪增壓器，由于濾網(wǎng)不久前清洗過，經(jīng)查濾網(wǎng)比較清潔，排出濾網(wǎng)臟堵引起排氣溫度升高的可能。
檢修過程中，從渦輪側(cè)的透平油觀察孔發(fā)現(xiàn)油質(zhì)變黑，且渦輪的軸承燒毀。
透平油變質(zhì)原因主要是由于氣封不足，引起廢氣進(jìn)入透平油中并在軸承處結(jié)碳，碳粒混入透平油中，致使軸承不能得到充分的潤(rùn)滑，摩擦生熱，軸承燒毀，轉(zhuǎn)速下降，致使增壓器的壓力降低，排氣溫度升高。
同時(shí)發(fā)現(xiàn)軸封處、噴咀環(huán)有結(jié)碳、渦輪的廢氣通道污損，主要是燃燒不良所致，輪機(jī)員對(duì)臟污的位置進(jìn)行清洗，更換了軸承，試車后柴油機(jī)排溫恢復(fù)正常，排氣溫度如表 1 所示。
四、結(jié)束語
通過對(duì)發(fā)電柴油機(jī)排溫過高故障的分析與檢修，總結(jié)出1號(hào)缸排溫過高是氣閥壓力過低同時(shí)伴隨油嘴漏油現(xiàn)象，導(dǎo)致排氣溫度過高。
另外整機(jī)排氣溫度過高主要是兩個(gè)方面原因，一是渦輪的透平油變質(zhì)，引起軸承燒毀；二是渦輪的廢氣道污染損壞，導(dǎo)致噴嘴環(huán)結(jié)碳。
以上兩方面的原因使廢氣渦輪增壓器效率顯著降低，壓氣機(jī)不能提供足量的空氣，引起燃燒不完全，最終引起機(jī)器的排氣溫度升高。
輪機(jī)員除了一般的維護(hù)保養(yǎng)工作之外，還要注意以下幾點(diǎn)預(yù)防措施:
（1）確保合適負(fù)荷。
柴油機(jī)不能長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行，否則會(huì)導(dǎo)致增壓器渦輪側(cè)氣封不足，透平油變質(zhì)，軸承損壞，增壓器轉(zhuǎn)速降低，掃氣壓力降低。
（2）做好透平和空冷器的維護(hù)工作。
定期對(duì)增壓器清潔，如果條件準(zhǔn)許，用清水對(duì)渦輪端清洗，空冷器用化學(xué)清洗劑清洗，定期檢查空冷器壓差。
（3）定期對(duì)掃氣系統(tǒng)清潔，縮短清理周期，清潔氣口時(shí)，檢查口琴閥是否完好。
（4）定期檢查油頭、高壓油泵，使之處于良好工作狀態(tài)。
（5）平時(shí)船舶保養(yǎng)過程，注意更換銹蝕的海水管路，減小空冷器海水側(cè)的壓力損失。
柴油機(jī)排氣溫度過高的原因比較多也比較復(fù)雜，必須認(rèn)真多方面的分析與排查，找出主要原因，才是解決故障的有效途徑。
本文原創(chuàng)作者系：
江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 彭 陳
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