船舶主机排烟温度高故障处理与反思

青岛远洋运输有限公司 刘广利

一、故障概况

某船是一艘载重吨为27000t的小灵便型远洋散装货船，1998年天津船厂建造。配备上海沪东重机制造MANB&W5L50MC型主机1台，主机汽缸5只，缸径500mm，额定功率6650kW，额定转速148r/min，常用转速130r/min，二冲程直流扫气，配ABBVTR-454型定压增压器1台。该船长期期租在外，已一年多没有回到国内。某日，船从国外开往国内某港航行途中，船舶向公司汇报主机减速5转后增压器仍频繁喘振，主机各缸排烟温度近400℃。考虑到航程较短，公司建议船舶根据海况及主机工况适当降速，增压器压气端滤网外部围拢一长布条视情展开或收拢，控制增压器供气量避免透平喘振维持航行到国内。

主机排烟温度与主机高压油泵、喷油器、燃油品质、燃油定时、增压器、空冷器、废气炉、海水/淡水冷却温度都有关联。查阅分析该船主机热工工况报表参数，上述排烟温度持续升高、透平转速降低及扫气压力下降故障可能的原因是增压器隔栅、喷嘴环、叶轮脏堵，而该船增压器解体后仅运行7000h，远远低于说明书推荐的16000h。船舶维修保养报告表明，该船喷油器更换、透平冲洗、空冷器清洗、锅炉烟面冲洗、增压器进气格栅检查工作一直正常进行，出现上述故障的真正原因令人困惑。

二、调查处理

船舶抵港口后，笔者第一时间登上该船，与轮机长、大管轮进行了交谈。轮机长、大管轮均已在国外换班，询问大管轮主机喷油器的泵压试验情况时，大管轮介绍：接班时交班大管轮告知主机喷油器泵压试验台曾解体2次更换液压、气动密封件，仍不能泵压使用，原因不明。他接班后，也对试验台解体过一次，也未能排除故障。一年多来，船上定期3000h解体喷油器都是更换新的针阀偶件或喷油嘴及各密封圈，但均没有进行泵压试验。主机排烟温度也不是短期上升的，是轮机长考虑到主机说明书要求排温正常最高值390℃，而告知值班人员作了改动。

故障原因可能是增压器隔栅、喷嘴环、叶轮脏堵，于是公司联系增压器生产厂家ABB青岛维修部对主机增压器解体清洁检查。2名ABB维修服务工程师花费10余小时解体增压器，油泵、轴承、扩压器、压气叶轮状况良好，而涡轮喷嘴环、废气涡轮严重脏污。服务工程师确认增压器无须更换任何备件，应该是柴油机本身故障或柴油机运行工况不良导致增压器废气端脏污。

根据以上结论综合船舶反映的情况可以初步判断，主机排烟温度高、增压器喘振故障原因应该是喷油器没有进行泵压试验，2只油头启阀喷射压力不一致，造成喷油时间长形成后燃，影响燃烧质量，引起排烟温度高，继而影响增压器正常工作，造成增压器工作恶化，反过来又影响主机进气质量，造成燃烧质量进一步恶化，恶性循环。

针对主机喷油器泵压试验台前后解体2次更换液压、气动密封件，喷油器泵油仍无法建立压力，滑阀常开，压力油全部从喷油器回油孔回油的故障现象，笔者建议船舶用铜塞将喷油器回油孔封堵观察泵压试验台是否能建立高压。铜塞封堵喷油器回油孔后，泵压试验油压可很快建立并快速达到60MPa，说明喷油器泵压试验台本身没有问题。

图1为丹麦制造VPU1100.2MK.I型主机喷油器试验台。喷油器泵压试验时，喷油器体下端与喷油器安装支架底部圆盘接触，喷油器头穿过两根固定螺杆用两只弹簧螺帽及锁紧螺母压紧。

检查试验台喷油器安装支架固定螺杆，发现其中一根螺杆上部曾焊补打磨过，推测该螺杆上部螺纹因滑牙割换过一段新螺纹。安装喷油器不压螺帽自然状态下，发现喷油器头部一只螺孔与焊接螺杆碰擦。原因是割换新螺纹导致该固定螺杆变形，螺杆垂直度、平行度受到影响。

喷油器头两只弹簧螺帽如果压紧不均匀，会导致细长的喷油器本体弯曲变形，致使图2中喷油器推力芯与喷油器头及针阀偶件接触面密封不良而严重泄漏，压力油全部从喷油器回油孔流出，不能建立压力。

更换一根代用新丝杆后，喷油器泵油正常。笔者建议船舶在港期间拆下主机5个缸1 0只喷油器全部解体进行泵压试验后配对装复。

3日后，该船完货开航电告公司主机工况恢复正常：主机转速131r/min，增压器转速13000r/min，扫气压力0.16MPa，各缸排烟温度350～360℃，主机排温高、增压器喘振故障排除。

三、泵压试验方法

主机排温高、增压器喘振无法加速，不但严重影响船期，也影响船舶航行安全，导致增压器解体周期由16000h提前到7000h。事件因主机喷油器泵压工具故障无法排除，主管轮机员解体组装喷油器未经泵压试验装机使用引发，管理人员自以为是、盲目管理人为造成。

燃油雾化效果、燃烧质量直接取决于喷油器，喷油器的检查保养维护泵压至关重要。正确泵压试验方法如下：

（1）检查试验台喷油器固定用两只弹性螺帽，指示销有否变形。

（2）滑阀动作试验：缓慢加压，油压低于1MPa时，滑阀开启，回油管可见回油，油压高于1MPa时滑阀关闭，回油消失；慢慢降压接近1MPa时，滑阀开启，油压迅速降到0MPa，回油管回油。上述动作过程说明滑阀启闭动作正常。

（3）密封试验：保持油压高于1MPa低于30MPa，回油管没有回油。

（4）开启试验：加压至喷油嘴滋出油流的压力即喷油器启阀压力。由于主机运行中油泵压力/供油量远远大于试验压力/供油量，所以上述泵压试验可以满足使用要求。

（5）泵压试验过程中注意观察缩紧帽、喷油嘴与喷油器体结合部有无渗漏。

四、反 思

柴油机管理是一门学问，主机工况主要决定于燃油品质、雾化状态、新鲜空气扰动和混合、排气几方面。

主机日常管理中应注意：（1）按说明书要求，定期清洁增压器吸气滤网，检查进排气口、活塞环，周期拆检汽缸、活塞、排气阀、喷油器等处于良好的工作状态；（2）按要求定期冲洗增压器废气端、压气端、空冷器、废气炉；（3）定期检查增压器进气格栅、喷嘴环、叶轮是否脏堵等等。相信大家对此都有心得，主管轮机员也来自高等院校，但在遇到实际问题时却犯了低级错误。

听过水煮青蛙的故事，也是一个实验：把一只青蛙放在沸水中，青蛙会被烫得跳起来，如果跳出沸水，便有幸活下来。而如果把一只青蛙放在冷水中，小火缓慢加热，青蛙便感觉不到将至的危险，等水温高到一定程度，青蛙想跳时也没力气了……接班大管轮刚着手工作时，听说主机喷油器试验台不能用而装机喷油器均没有经过泵压试验时是吃惊的、恐慌的，也想找到问题的症结所在，可是查找症结过程受阻，慢慢地，他便忘记了自己应该恪守的法则以及最初的目标。

上述低等错误导致的故障提醒我们，在船舶设备操作和管理中，作为轮机管理人员必须加强责任心：态度决定一切。管理人员的工作态度和责任心等职业素质至关重要，其次才是专业素质。关键设备的维修保养规定是不可忽视的，不能盲目管理或凭经验管理，投机必然要付出代价。轮机管理人员必须熟读、遵照设备说明书要求做好设备维护与管理。设备一旦发生问题，应静下心来，集思广益认真分析判断，及时查找原因加以排除，防止故障蔓延扩大。必要时，可实事求是将问题报告船公司寻求岸基支持，确保船舶安全生产。

[1]杜荣铭.船舶柴油机[M].大连:大连海事大学出版社,1999:111.

[2]黄云头.某轮主机缸套裂纹的原因及对策[J].天津航海,2009(4):14,15.