水分对发电机系统的危害分析及解决对策

冯 涛，刘继先，史 铭，殷 胜

(中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431)

水分对发电机系统的危害分析及解决对策

冯 涛，刘继先，史 铭，殷 胜

(中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431)

发电柴油机是船舶的重要设备，是船舶电力的来源。文章主要就某船目前发电柴油机启动空气系统的结构浅析水分对系统造成的危害，并针对危害提出解决方案，确保发电机系统安全可靠运行。

发电柴油机;水分;启动系统

0 前言

H2203船曾多次因发电柴油机启动系统相关阀件出现故障而导致系统无法正常运行，经拆解阀件发现启动系统含有过多水分，导致阀件锈蚀卡阻。发电柴油机的稳定运行直接影响到船舶电网的稳定性，如果不能采取有效对策排除故障，将直接影响发电柴油机启动系统的正常运行，降低发电柴油机系统的稳定性和可靠性，危及船舶电力系统的安全。因此，主机操作管理人员对发电柴油机启动系统水分过多的问题进行了深入的探讨和研究，结合日常管理和实际情况，提出一系列解决办法和对策。

1 水分对发电机系统的危害分析

该船采用压缩空气启动系统，空气从空压机出来进入气瓶，再通过发电柴油机启动系统管路进入系统。虽然在空压机一二级压缩过程中都有油水分离装置对压缩空气进行净化处理，但输出的压缩空气中仍有水分，且输出温度较高，在气瓶冷却后也有水分析出，如不通过适当的方法清除，一旦进入系统，会对发电柴油机启动系统造成很大的危害。

1.1 造成启动系统运行故障

图1为船舶发电柴油机的启动系统工作原理图。

图1 船舶发电柴油机启动系统工作原理图

由气瓶来的压缩空气经管路到达主启动阀下部的气腔，通过旁边的排出孔进入启动控制阀下部的进口，当接到启动指令时，用手按下启动控制阀上的按钮，通过传动杆使启动阀内的阀芯克服弹簧的阻力打开，启动空气通过启动控制阀及连接管路进入主启动阀的上部，推动主启动阀的空气活塞克服弹簧的阻力下移，打开主启动阀，于是启动空气分成两路:一路经空气总管通至各缸的汽缸启动阀下方空间等候;另一路为控制用的压缩空气，被引至空气分配器，按照柴油机的发火顺序到达相应的汽缸启动阀的上部空间，依次将各缸汽缸启动阀打开，使等待在此阀前的启动空气进入汽缸，推动活塞运动及驱动曲轴旋转。

图2为启动系统中的启动控制阀，在启动柴油机时，手动按下启动控制阀上部的按钮，通过中间的挺杆下压，使阀芯克服弹簧的作用打开下面的孔道，同时阀芯关闭上部孔道，主启动阀过来的压缩空气经管路由下面的孔道进入气腔，从管道流向主启动阀上部。在2010年的某次航程中，值班人员发现3#发电机启动控制阀按钮无法按下，使启动空气无法进入汽缸，导致启动失败。拆卸并分解启动控制阀，发现内部阀芯由水分产生的锈渣脏堵，导致按钮卡死，下压受阻，无法正常启动。

图3为柴油机启动系统中的主启动阀，压缩空气从上面进入主启动阀气腔，推动活塞克服弹簧阻力往下移动，使气腔内的压缩空气顺通道进入管道，沿空气管路进入汽缸启动阀。在2008年的一次航渡过程中，值班人员在正常启动2#发电柴油机时，冲车结束后再按下启动阀，柴油机以很低的转速在转动，没有听到柴油机爆缸发火的声音，而且在机旁控制屏上显示柴油机启动失败，启动空气消耗迅速。拆卸并分解主启动阀，拆检过程中发现阀的活塞锈蚀严重，活塞与阀本体已经不能较好的活络，在移动中容易卡阻，导致滑阀停在半开状态，气瓶来的压缩空气没有完全到达汽缸，导致启动失败。

图4为发电机应急停车装置，当发电机故障需要应急停车时，通过切断燃油供给实现目的，经修复需要重新启动时，必须通过启动空气压缩使其复位。1#发电机曾出现冲车正常但启动失败的情况，将燃油切断装置拆卸分解，发现复位活塞机械控制零件锈蚀卡死，使燃油切断装置持续作用，燃油无法供上，造成发电机启动失败。

图4 发电机应急停车装置

如图5为发电机的燃油限制装置，当启动发电机时，启动空气进入燃油限制器，推动活塞限制燃油供给量。当阀芯锈蚀卡死可能导致燃油限制系统失效，燃油供给过多导致发电机超速，汽缸发火燃烧粗暴，热负荷和机械负荷急剧增大，对发电机系统造成非常大的损害。

图5 发电机燃油限制装置

通过对以上阀件的故障分析可知，如果发电机启动系统中水分过多造成系统内的阀件锈蚀，运动部件卡死或磨损，使启动元件动作失灵和漏气，将严重影响发电机的启动性能和安全性能。

1.2 影响发电机系统的稳定性

柴油发电机在正常启动前都要进行冲车，冲车是利用启动装置供给压缩空气 (不供燃油)使主机转动的操作过程。利用冲车可以将汽缸中的杂质、残水或积油等从开启的示功阀冲出。如果启动空气中含有大量的水分进入汽缸，冲车就无法将残水冲干净，一方面会造成启动时为达到冲车效果，而使冲车时间和次数增长，影响发电机启动的时效性，当遇到突发状况需立即换发电机上网供电时，冲车延时将给船舶造成很大危害，同时使压缩空气消耗过多;另一方面汽缸中残留水分将影响燃油燃烧质量，恶化汽缸燃烧环境，造成汽缸滑油乳化，锈蚀活塞元件等恶劣影响，对发电机系统的稳定性和安全性造成危害。

2 解决对策

通过分析可知，水分对发电柴油机启动系统的危害，由于空气质量不良，使发电机系统的稳定性和安全性能大大降低，由此造成的损失往往大大超过气源处理装置的成本和维修费用，因此有必要对发电柴油机启动空气系统进行一定的处理。

2.1 改造气瓶放残管路

该船两个辅空气瓶采用竖置，且放残管路设计在气瓶的顶端，而水分的密度较空气大，一般会沉淀在气瓶底端，所以放残管路所在位置太高，无法达到放残的预期效果，经常会出现气瓶中残水放不出来的情况。

主空气瓶采用横置，且放残管路设计在气瓶底端，放残效果更佳。可遵照主空气瓶的设计模式对辅气瓶进行管路改造，将放残管路设计在气瓶底端，使得残水能够顺利排出。

2.2 加装除水设备

空气压缩机吸收的新鲜空气中水分含量是固有存在的，要将压缩空气中的水分尽量去除，只有通过在系统管路中设置去水装置。目前该船已经在空压机一级、二级压缩出口管路都设有汽水分离器，对系统中的水分起到了一定的排除效果。此外可在气瓶出口管路加装汽水分离滤器等，尽量减少进入发电机各阀件的水分。

2.3 加装系统管路泄放阀

发电机完车以后，系统管路中的压缩空气部分将被泄放，主启动阀和启动控制阀下部气腔与气源相通，可关闭通向主启动阀的压缩空气出口阀，并在中间加装一个放气阀将管路存气放掉。关闭出口阀的同时，还可避免因环境温度变化造成管路压力变化而对主启动阀和启动控制阀造成过多的冲击。

3 日常管理建议

水分对发电机系统的危害如何加以解决，系统管路改造以及设备加装的可行性还需考虑到很多方面的实际情况，因此为减少柴油机故障的发生，对柴油机的日常管理提出以下几点建议。

1)加强对启动系统的维护保养，特别是主启动阀和控制启动阀的维护保养，定期对其阀芯和活塞进行清洁，并进行涂油活络保养，通过保养尽量减轻水分对阀件造成的锈蚀危害。

2)在柴油机运行过程中要注意检查主启动阀前面的管路，如果某个缸的汽缸启动阀关闭不严导致汽缸内的燃气倒窜回主启动阀，容易烧蚀滑阀。如果检查出管路发烫，在查出泄露汽缸启动阀后应进行拆换检修。

3)每周最少要对主副气瓶在压力大于2.0 MPa时放残一次，保证气瓶中没有过多的积水和残渣。

Generating diesel engine is the important equipment in ship，which gives all the power for ship，this paper tells how the water content does harm to the generating diesel engine system based on its structure while starting air system.Against the harm this paper puts forward solutions to ensure the safe and reliable operation of generator system.

generating diesel engine;water content;starting system

U672

C

1001－8328(2012)05－0014－03

冯涛 (1986-)，男，江西宜春人，助理工程师，学士，主要从事船舶动力装置管理工作。

2012－04－19