“中水电01”绞吸式挖泥船冬季柴油机循环水加热系统改造

寿文荣

(中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江 金华 321000)

“中水电01”绞吸式挖泥船冬季柴油机循环水加热系统改造

寿文荣

(中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江 金华 321000)

文章介绍了“中水电01”绞吸式挖泥船3台大功率柴油机存在冬季冷车启动困难的故障现象，提出了在柴油机内循环系统水箱(膨胀水箱)中安装加热及强制循环系统的改造，对3台柴油机启动前进行预热，实现了一次性启动，减少了备车时间，提高了船舶生产效率。

绞吸式挖泥船；柴油机；冷车启动；加热循环水

Abstract:Cold starting became difficult for the 3 high power diesel engines in the cutter suction dredger ZHONGSHUIDIAN O1 in winter.Installation of heating devise and forced cyclic system were put in the inner cyclic water tank.Preheating for the 3 diesel engines achieved disposable starting with waiting time reduced and shipping production efficiency raised.

Keywords：cutter suction dredger;diesel engine;cold starting;cyclic-water heating

“中水电01”绞吸式挖泥船生产能力为3 500 m3/h，船长99 m，船宽18 m ，排水量4 400 t,2007年7月25日投产后一直在渤海湾一带施工，至今已近10年。船舶安装有3台大型柴油机，1台日本产大发柴油机，型号是6DK-36L，功率3 310 kW，2台大连产柴油机，型号16V240ZC0Z柴油机，功率2 350 kW，3台柴油机功率总计8 010 kW，耗油可达0.8～1 t/h柴油。为了降低油耗，在生产中因移船位、管线维修、机械设备故障等原因，柴油机需经常停机，有时会做长时间的停机处理。特别是在冬季，渤海湾气温最低可达-20 ℃，停机后，柴油机机体温度很快下降，柴油机再次冷车启动时非常困难，需经过3～4次启动甚至更多次的启动才能使柴油机正常运行(有时启动时间可达70 min)，严重影响了船舶的生产效率。

1 故障原因分析

1)3台柴油中，特别是大连产柴油机，经过多次的大修，其汽缸的密封性降低，再加之冬季机体温度低，造成活塞上止点压缩比不够，只能靠多次启动提高机体温度后，才能启动柴油机。

2)低温时由于润滑油的黏度大，柴油机曲轴、活塞、连杆等运动部件在启动时，运行阻力增大，造成转速低，达不到发动机启动所需的最低转速，导致启动困难。

3)3台柴油机启动装置都采用压缩空气驱动2台空气马达，带动柴油机曲轴旋转，完成柴油机的启动过程。因多次启动，充满压缩空气的气瓶很快放空，需空压机再打气充满，这个充气过程需15～20 min，重复启动充气再启动直至柴油机启动，耗时最长可达70 min，等待启动时间长。

2 故障影响

冬天施工中，冷车启动柴油机，其各运动部件之间的摩擦阻力增加，柴油机靠多次启动提高机体温度后来实现正常运行，柴油机中各运动部件之间磨损增加，频繁启动柴油机还会造成启动马达齿轮与柴油机飞轮齿圈频繁冲击，易导致启动马达驱动齿轮断齿，驱动轴断轴，柴油机飞轮齿圈齿断损故障。更换飞轮齿圈需解体发动机，且工作量大。在节能减排方面，启动时燃油燃烧不充分且油耗较高，因此，排放会污染环境，同时启动时间较长，所以减少了生产时间，降低了绞吸式挖泥船的生产效率。

3 故障解决方法

通过故障原因分析，得出启动前提高发动机机体温度是解决故障的关键。根据发动机内循环水冷却的特点，采取加热淡水箱(膨胀水箱)中的内循环水，用管道泵、管道球阀将已加热的水压入柴油机冷却水道中，并保持连续循环来提高缸体温度，实现一次性启动。其原理见图1。

图1 改装水道原理图

每台柴油机配一个淡水箱(膨胀水箱)，淡水箱体积为1 m3，每个淡水箱内增设2套电加热系统，每套电加热系统安装1个防漏电的空气开关，淡水箱底部增加一道管路，管路上加1台管道水泵和球阀，管道水泵出水管接入柴油机的进水管，在水箱出水管位置加一球阀。为了便于操作与观察，管道水泵与加热器的空气开关、淡水箱的温度传感器显示数据都安装在集控室的集控柜中，以便操作人员即时操作与监控。具体启动步骤：首先检查淡水箱水位，水位高程需达80 cm，柴油机因故停车后，停车时间超过1 h 的，在柴油机准备冷车启动前，闭合加热器空气开关(根据加热快慢要求可选择1个或2个加热器加热)，加热水温至60 ℃左右，关闭球阀1，打开球阀2，启动管道水泵，将淡水箱中加热的水压入柴油机水道，冷水流回淡水箱继续加热，在管道水泵强制循环下，缸体温度不断提高，缸体温度达到15～20 ℃(柴油机每缸都有温度感应显示)，即可启动柴油机，可顺利实现一次性启动。发动机启动后，先停止管道水泵，关闭球阀2，打开球阀1，柴油机正常运行。

总之，通过这次改进，实现了柴油机一次性启动，提高了柴油机的启动平稳度和机械的使用寿命，达到了节能减排降耗的目的，也减少了启动时由于燃油不完全燃烧造成的污染排放，经济效益显著。

寿文荣(1961-)，男，浙江诸暨人，高级工程师，大学本科，主要从事挖泥船修理与管理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.05.005

2017-05-24