柴油机运转管理和应急处理.ppt

1、第十三章 柴油机运转管理和应急处理,本章的重点：柴油机的运行管理，拉缸的原因及处理，敲缸的原因及处理，扫气箱着火的原因及处理，曲轴箱爆炸的原因及处理，紧急刹车的操作和注意事项。 本章的难点：拉缸的原因及处理，敲缸的原因及处理，扫气箱着火的原因及处理，曲轴箱爆炸的原因及处理，烟囱冒火的原因及处理。,主要内容,第一节 柴油机管理 第二节 柴油机的故障及应急处理,第一节 柴油机管理,一、备车 备车是指船舶在开航前，使主机及其一切辅助设备处于能随时起动、停止和进入各种运行状态，准备执行驾驶台发出的各种指令。 备车时间一般在0.5h6h之间。 备车的目的：使船舶动力装置处于随时可起动和运转状态。 备车内

2、容：供电准备；校对时钟、车钟；校对舵机；暖机；各动力系统的准备；转车：冲车和试车。 备车工作由轮机人员在机舱中操作，当备车完毕后，应将操纵手柄置于停车位置。 1供电准备 起动备用发电柴油机，并电。,2暖机暖机是指对柴油机冷却系统、滑油系统进行预热，并起动冷却水循环泵、滑油循环泵给各部件加温和向各运动摩擦表面供应滑油的过程。暖机的目的：对气缸各部件的预热，减小热应力；改善起动性能和发火性能；减少气缸内的低温腐蚀等；使滑油均布于气缸壁，减少缸套磨损；节省起动过程中所消耗的压缩空气。 主机暖缸：（1）利用发电柴油机的冷却水（此法为新型船舶主机用）；（2）用蒸汽或电加热主机冷却水；（3）膨胀水柜中蒸汽

3、加热。滑油系统加热：用蒸汽管道加热主机循环油柜；对滑油分油机进行分油加温。,3各动力系统的准备1）滑油系统的准备 检查滑油循环柜、增压器油柜、轴系中间轴承座和尾轴承油柜的油位。起动滑油循环泵，并逐渐将油压调至规定值。 采用油冷却的活塞，滑油泵起动后，要注意各缸回油及油温和温差。强制式废气涡轮增压器润滑系统要先起动涡轮油泵，使油在废气涡轮增压器的轴承中循环。2）冷却系统的准备检查膨胀水箱的水位和系统中各阀门是否处于正常状态；起动主机淡水泵，让淡水在系统中循环驱气并暖机。开动活塞及喷油器冷却泵并进行检查。 注意：备车不应开动海水泵。,3）燃油系统的准备 检查与注满主机日用轻、重油柜的油位或进行分油

4、作业，并注意放残；对重油日用油柜加温至规定范围；起动低压燃油输送泵进行泵油驱气。4）压缩空气系统的准备 主、辅空气瓶充气至规定压力，并泄放气瓶内的残水和残油；打开气瓶出口阀、主停气阀；使自动主起动阀处于“自动”位置上。控制空气瓶与气笛空气瓶充气，并打开出口阀。4转车 目的：检查机器各运动部件和轴系的回转情况以及缸内有无大量积水，同时用人工向气缸注油进行润滑。对于大型柴油机，要求正车和倒车共转车10min15min。,5冲车 冲车是利用起动装置（不供给燃油）使机器转动，将气缸中的杂质、残水或积油等从示功阀处冲出的过程。目的：检查起动系统的工作状态，观察缸内是否有积油、积水。冲车后关闭示功阀。6试

5、车 试车的目的：检查起动系统、换向装置、燃油喷射系统、油量调节机构及调速器工作是否正常。试车完毕后将车钟手柄置于停车位置，等待驾驶台的各种车令。对于采用驾驶台遥控方式的装置，试车完毕后，将操纵手柄转至“驾控”位置。此后值班轮机员不应远离操纵台。,二、起动,1在起动前通知周围的人； 2将燃油控制手柄置于中间位置（起动位置）； 3检查正、倒车指示灯是否已在需要的位置； 4接到车钟指令后，迅速而准确地执行车钟指令，操纵柴油机起动和运转； 5操纵燃油控制手柄，按照车钟指令逐步提高转速； 6检查润滑油压力、冷却水压力等； 7注意倾听柴油机发出的声音、冷却水泵、润滑水泵和换气机构的工作情况； 8若不能起动

6、或换向，应立即通知驾驶台并查明原因； 9严格按照使用说明书规定逐渐增加负荷； 10禁止柴油机在临界转速下运转，应尽快越过转速禁区。,三、柴油机运行的管理 为了保证柴油机及其装置始终处于安全可靠和经济的运行状态，在船舶航行中，值班轮机员应经常进行热力和机械的巡回检查。1. 运转中的热力检查（1）热力检查的目的：确定各缸燃烧是否良好以及负荷分配的均匀程度。（2）内容：各缸排气温度。它能大致反映出各缸内燃烧质量和喷射设备的技术状态。并在一定程度上反映各缸负荷的均匀性测取p-V示功图和最高燃烧压力。计算各缸的平均指示压力并判断各缸负荷的均匀性测取主机的燃油消耗量。在测取p-V示功图的同时，测取油耗量，

7、可用于判断柴油机的经济，同时也可大致判断指示功率测量的准确性。检查喷射设备技术状态，如喷油泵的供油量、供油定时；喷油器的雾化质量、启阀压力等。检查增压系统的技术状态。,2运转中的机械检查1）机械检查的目的：保证发动机各机件和系统均处于正常的状态。2）内容：（1）经常倾听柴油机及其它机械的运转声响。（2）注意检查有关部位的温度变化（各曲轴箱道门、缸套底部、十字头导板）。（3）注意检查有关部件（缸盖、喷油器等有关管系）有无泄漏。（4）加强各系统的管理冷却系统的管理,a注意检查主、副机膨胀水柜、喷油器冷却水柜的水位，如发现水位的下降速度超出了正常消耗量，必须查明冷却水泄漏的原因并予以消除。b各缸的出

8、水温度应保持正常，并应基本一致。c当某一缸由于冷却水量供应不足或中断供应而引起过热时，首先应慢车运行，并切断该缸燃油，缓慢增加冷却水量。绝不可骤然增加，否则气缸将会碎裂。d如果活塞断水引起过热，切勿增加气缸冷却水，以防活塞被咬住。e淡水泵出口压力是否波动，有波动可能是气缸或缸盖裂纹引起的。f航行在潮湿的海域中时，应减少空冷器的冷却水量，以防止在扫气箱中出现大量凝结水。g各冷却器海水出口温度不应超过4550，以免因大量盐分析出来造成结垢而影响传热，降低冷却效果。,滑油系统的管理 a检查滑油循环泵的出口压力、进出机温度、循环柜滑油量是否正常。b定期清洗滤器（重新装上应充油放气）。c定期取样化验，掌

9、握滑油变质的情况。d经常检查注油器中的油位和各注油点的注油情况。e定期检查轴系中各轴承的温度和油位。f对需要人工注油的进、排气阀阀杆应按时注油。,燃油系统的管理 a注意各油舱的合理使用、加温、驳运、沉淀、净化和两个日用油柜的交替使用情况。b注意检查日用油柜的油位和温度，按时排放柜中的残水。c定期清洗燃油滤器，清洗后要充满燃油，将空气排出。d注意喷油泵和喷油器的工作状态，检查高压油管的脉动情况。（若高压油管脉动微弱，而且排气温度和燃烧压力均较低，则可能是由于喷油泵密封不良而使供油太少所造成。若高压油管脉动虽微弱，但排气温度增高，则可能是由于喷油器针阀与阀座密封性不良、弹簧断裂或针阀在开启位置咬死

10、所造成。这时，应进一步检查针阀的跳动情况。若高压油管无脉动、气缸不发火、排气温度很低，则可能是由于喷油泵柱塞在上止点位置被咬死的缘故。）e保证燃油进入高压油泵的粘度适当（低速机为12mm2/s25mm2/s，中速机20mm2/s）。,增压系统的管理a检查增压器运转的平稳性；b仔细倾听有无不正常的声音；c注意检测增压器的转速、增压压力、润滑和冷却情况。d加强维护和管理，防止喘振的发生。e注意检查轴承的润滑情况。f注意检查油柜的油位、循环油泵的运行情况、滤器前后的压差、观察镜中油流的情况以及滑油的压力和温度。g定期对增压器涡轮和压气机进行清洗（每周一次）。,四、机动操纵时的管理1主机换用轻质燃油。

11、2起动空气瓶和气笛瓶应随时补足空气并保持规定压力。3注意冷却水和滑油温度，使其保持稳定，减少通过增压空气冷却器的海水量。4保证操车质量和操车成功率，如起动成功率，加速不可过快，迅速越过转速禁区等。5控制扫气空气温度不可过低，以保证气缸必要的热状态。6根据航行条件换用高位（低位）海底阀，并适当调整气缸注油量。,二、停车完车后的操作 当船舶要进行停泊作业时，轮机员接到驾驶台“完车”的指令后，说明主机不再动车，这时当班人员应做如下工作： （1）关掉主停气阀、主起动阀和气瓶出口阀，并将空气瓶补满。 （2）接上转车机，打开各缸示功阀，转车15min30min，并人工气缸注油器几十下。 （3）关掉海水泵进

12、出口阀。 （4）关闭燃油低压输送泵，进、出口阀，关闭燃油日用柜出口阀。（5）将扫气箱、涡轮端排出管等处放残阀门打开。（6）完车后应使主机滑油泵、淡水冷却泵再继续循环一段时间，待降温后再停泵关闭进出口阀门，喷油器冷却水泵也应在运转一段时间后停掉。 （7）使用副机冷却水对主机进行暖机。,思考题：1备车的目的和内容是什么？2暖机的目的是什么？3简述在备车中压缩空气系统的准备工作有哪些？4机动操作时应做好哪些工作？5热力检查的目的和内容是什么？6为什么在柴油机完车后不应立即停止淡水泵和主海水泵的运转？,第二节 柴油机的故障及应急处理,一、拉缸 1、拉缸现象 拉缸指活塞环或活塞裙与气缸套之间，两个相对运

13、动表面的相互作用而发生的表面损伤、划痕甚至咬死。 活塞环与缸套之间的拉缸发生在运转初期。而活塞裙与缸套之间的拉缸，往往发生在磨合完毕后稳定运转的数千小时内。 通常四冲程机拉缸多发生在气缸上部第一道环附近。 二冲程机拉缸多发生在气缸下部气口附近。,2、拉缸的原因 （1）气缸润滑不良：如注油量不足、注油孔堵塞、气缸油变质、供油中断等。 （2）磨合不良：磨合期的时间负荷分配不合理或急于加大负荷运转。 （3）冷却不良：如冷却水中断、冷却液不足、水腔内脏污或有大量气泡等。 （4）活塞环断裂：如搭口间隙、天地间隙过小或过大；活塞环粘环等。（5）燃用劣质燃油造成燃烧不完全、排气温度升高。（6）长期超负荷运转

14、，热负荷增大使部件过热膨胀，破坏了原有的正常间隙等。 （7）活塞严重失中。,3、拉缸时的征兆 （1）气缸、活塞冷却液出口温度明显增高； （2）可以听到活塞与气缸壁的干摩擦异常响声； （3）该缸活塞越过上止点位置时将发生敲击声并且转速迅速下降或自行停车；（4）曲轴箱和扫气箱温度升高，甚至有烟气冒出。4、拉缸时的应急处理 （1）早期发现拉缸时应首先加大气缸滑油注油量。如过热现象没有改变，可采取单缸停油、降低转速，加强活塞冷却等措施，直到过热消除为止。 （2）当发现拉缸时，必须迅速降低转速，然后停车。继续增加活塞冷却，同时进行盘车。但此时切勿加强气缸冷却，否则会使拉缸加剧，使事故更加恶化。,（3）如

15、因活塞咬死而不能盘车时，可待活塞冷却一般时间后，再行盘车使之活动。 （4）当活塞咬死的情况比较严重时，可向气缸内注入煤油，待活塞冷却后撬动飞轮或盘车。如活塞仍不能动作时，可将起吊螺栓装在活塞顶上用吊车吊出活塞。起吊时应边注入煤油，边用软金属敲打活塞顶，慢慢吊出活塞，防止起吊螺栓拉断或起吊螺孔拉坏。 （5）吊缸检查时，应将活塞与缸套表面上的拉缸痕迹用油石仔细磨平。损坏的活塞环必须换新。若活塞和缸套损坏严重，应予以换新。 （6）活塞装复时，必须仔细检查气缸上的各注油孔注油是否正常。若活塞和气缸套均换新，则在装复后应进行磨合，磨合时应从低负荷开始逐渐地加负荷并连续运转。（7）如拉缸事故不能修复或不允

16、许修复时，可采取封缸方法继续运行。,二、 敲缸1、敲缸现象及分类 （ 1）概念：运行中产生有规律性的不正常异音或敲击声。 （ 2）分类：燃烧敲缸：机械敲缸： 区别燃烧敲缸和机械敲缸的方法：采取降速或切断该缸供油。采取上述措施后若敲击声随之消除则是燃烧敲缸。若敲击声没有消除，则是机械敲缸。,2、敲缸的原因（1）燃烧敲缸的原因 燃油喷射时间过早，使平均压力增长率和最高爆发压力pmax增高； 喷油器针阀在开启位置卡住； 喷油器弹簧断裂或启阀压力太低； 该缸超负荷运转，； 使用劣质燃油，发火迟后。（2）机械敲缸的原因 第一道活塞环碰到气缸套上部的磨台； 运动部件中心线不正； 各轴承间隙过大或产生偏磨；

17、 气缸套严重磨损； 主要运动部件的螺栓松动等。,三、敲缸时的应急处理 首先采取降速运行的措施，避免部件损坏。如判定是燃烧敲缸，停车后对影响燃烧的设备进行检查和调整。如为机械敲缸，则须对有关部件进行调整、紧固、修理以至更换。 在外界不允许停车或无法修复时，可采取封缸或降速运行。,三、 曲轴箱爆炸 1、曲轴箱爆炸的原因（1）曲轴箱内油雾浓度达到可爆燃的混合比是爆炸的基本条件； （2）高温热源的存在是爆炸的决定性因素。 2、曲轴箱爆炸的预防 （1）避免出现热源 。 （2）曲轴箱装设油雾浓度检测器，用以连续监测箱内油雾浓度的变化，在油雾浓度达到着火下限之前，发出警报。 （3）采用曲轴箱透气装置，防止油

18、气积聚。（4）装设防爆门（开启压力为0.02Mpa，可在爆炸前释放曲轴箱内的气体，然后自动关闭。防止更为强烈的二次爆炸。）。（5）装设灭火设备。,3、应急处理 （1）如发现有爆炸危险，如曲轴箱过热、透气管冒出大量油气和嗅到油焦味，或者油雾检测器发出警报，应立即停车或降速运行，滑油泵和冷却水泵不能停。发电柴油机应在转换负荷后降速运行。如果停车，自带的滑油泵和冷却水泵也将停泵，反而容易在刚停车时发生曲轴箱爆炸。 （2）如有爆炸危险，机舱人员不许在柴油机的装有防爆门的一侧停留。 （3）曲轴箱爆炸发生并将防爆门冲开后，要立即采取灭火措施，但不可马上打开曲轴箱道门或检查孔救火。 （4）如因曲轴箱内某些机

19、件发热而停车，至少停车15min后再开道门检查，以免新鲜空气进入而引起爆炸。（5）曲轴箱内部的灭火采用装设在曲轴上的CO2管系把CO2充入（但不要轻易在曲轴箱内使用灭火剂，因它对金属有腐蚀作用）。,四、 扫气箱着火1、扫气箱着火的原因 扫气箱着火两个条件：一是扫气箱内积聚有大量的可燃物；二是有高温火源的存在。扫气箱积集的可燃物来源：（1）燃烧产物泄漏（2）气缸油过多（3）活塞杆填料函失效（4）增压空气中含有透平油雾；高温热源主要是由于燃气下泄、燃烧产物倒冲而产生。2、扫气箱着火的现象和预防措施 （1）扫气箱着火现象：排气温度明显升高，扫气温度提高，烟囱冒黑烟，扫气箱过热，打开扫气箱放泄考克检查

20、时有烟或火花喷出；柴油机转速下降；增压器发生喘振；扫气箱安全阀起跳（开启压力为1.1倍最高扫气压力）。,（2）预防措施有： 每班开启扫气箱放残阀一次，放泄残油；并定期检查清洁扫气空间. 避免长时间的低速运行，以免燃烧不良；在部分负荷时，减少气缸油的注入量； 控制适当的扫气温度. 避免超负荷运行，以免加剧磨损和燃气泄漏； 大风浪时降低柴油机的转速，避免负荷突变的范围过大； 定期检查活塞环、活塞、缸套的状态； 正确调整喷油设备的定时和雾化质量；,3、扫气箱着火的应急处理 （1）降速，并切断该缸燃油，烧光为止； （2）如火势严重，可减速或停车，采取灭火措施（慎用CO2灭火）； （3）用温水冷却扫气箱

21、； （4）加大着火气缸的滑油注油量； （5）火熄灭后，515min可酌情打开扫气箱检查，不可立即开启扫气箱门以防二次爆炸。,五、 封缸运行柴油机运行中若一个或一个以上的气缸发生故障而一时无法修复，此时可采取停止故障气缸运转的措施，即封缸运行。根据我国船规的规定，六缸以下柴油机应能保证在停掉一个气缸的情况下继续运转；六缸以上应能保证在停掉两个气缸的情况下继续运转。1、封缸运行的三种情况及措施（1）停止该缸供油发火 在封缸的各种措施中，最基本的措施是抬起喷油泵滚轮进行单缸停油，使喷油泵停止工作或打开喷油器的回油阀，使燃油停止喷入气缸。但要避免关闭喷油泵进出口阀，造成喷油泵偶件干磨而咬死。,（2）活

22、塞组件拆出，十字头和连杆尚在机内 如果是活塞、气缸造成气缸裂纹或损坏而无法修复使用，但连杆和十字头尚能正常工作，则必须拆掉活塞组件（含填料函），并采取下列措施： 提起喷油泵滚轮停止泵油； 弯流扫气者专用工具封住气缸套排气口，直流扫气者或四冲程柴油机将气阀锁住在正常关闭位置； 用专用工具封住活塞杆填料函孔； 在十字头上安装专用封盖； 封闭活塞冷却系统； 拆下气缸起动阀控制空气管并封住； 拆下气缸起动阀起动空气管并封住； 关闭该缸气缸冷却水的进出口阀； 该缸气缸油注油管减至最小；活塞组件拆除后重新安装气缸盖。,（3）活塞、连杆、十字头全部拆出 如果连杆、十字头或导板严重损坏，轴承损坏，则需拆除全部

23、运动部件。此时除采取上述第二种措施外，还需采取下列措施：用夹具封闭曲柄销上的油孔；封闭十字头润滑系统。,2、封缸运行的应急处理 封缸运行时应酌情降低柴油机的运行转速，可按以下原则选择适宜的转速维持航行： （1）各缸排气温度不允许超过标定值； （2）废气涡轮增压器不发生喘振； （3）船体或机体不发生异常振动。,六、 停增压器运转当涡轮增压器严重损坏（如轴承烧毁，叶片大量断裂、增压器不能运行等），一时无法修复，此时应停止增压器运转（锁住转轴或吊出转轴），并采取相应应急措施。 1、四冲程柴油机的停增压器运行 四冲程柴油机停增压器运行时相当于非增压柴油机，此时大大降低使用功率。并酌情进行下列调整：（1

24、）适当增大压缩比以降低排气温度；（2）适当增大喷油提前角，保证缸内较好的燃烧质量；（3）减少气阀重迭角以免废气倒冲；（4）适当减少气阀间隙以免阀杆撞击。,如某四冲程柴油机其标定功率Pb=820.3kW，标定转速nb=750rmin，标定有效耗油率ge=221.3g（kWh），停增压器后运转允许的最大转速为390rmin、运转功率降为138kW，有效耗油率增压407.7g（kWh）。 2、二冲程柴油机的停增压器运行 二冲程柴油机必须使用辅助供气设备或应急供气设备，并降低柴油机的负担和转速，其降低转速以下述因素为限。（1）排气温度不超过限止值，（2）不冒黑烟，（3）柴油机运行的转速，防止超速。,七

25、、 连杆螺栓断裂,柴油机工作时连杆螺栓必须十分可靠，连杆螺栓一旦断裂就会击毁柴油机，或伤害工作人员。连杆螺栓的断裂事故，几乎完全发生于四冲程柴油机，这是因为四冲程柴油机上往复运动质量的惯性力在连杆螺栓上产生了较大的脉动拉伸应力。,1、对连杆螺栓断裂的统计 对连杆螺栓的断裂位置和原因统计归纳如下： 断裂位置： （1）在螺纹部分断裂的46； （2）在中央圆角处断裂的占40。 （3）在螺栓头根部断裂的占10。 断裂原因： （1）由于疲劳，占40； （2）忘记装防止螺帽转动的开口销等，占25； （3）上紧不良，占13； （4）圆角不足等设计加工不良，占12； （5）材料本身存在缺陷，占6。,2、对连杆

26、螺栓的检查 （1）使用放大镜或肉眼检查有无缺陷，特别要注意检查螺栓的头部、螺纹与螺纹根部。 （2）用牙规和直尺检查螺纹的螺距和弯曲情况。 （3）装上螺帽，看其是否过松来检查螺纹的磨损情况，尤其要检查螺帽和螺栓头部与轴承的接触面是否均匀接触，贴合是否好。 （4）将螺栓用丝绳吊起来，用手锤敲打，与新的螺栓比较它们的声音来判别有无缺陷和疲劳。（5）螺栓若在轴承上、下两半紧配处的孔中松动，则轴承盖由于离心力而移位，就会使螺栓受到剪切力作用。（6）检查连杆螺栓与螺栓孔的配合间隙，不可过紧。 （7）检查定位销是否松动或磨损。 （8）上紧螺帽插入开口销。 （9）测量连杆螺栓的总长，以检查其伸长量，伸长量超过

27、规定值就必须换新。（10）中型以下的四冲程发动机连杆螺栓的寿命约为1500020000h。时间超过规定值，即使在外表上无异状也应更换。,3、上紧连杆螺栓的注意事项（1）必须保持垫片和轴承上下接合面的清洁，确保其完全接触。（2）过度地上紧螺栓将使其疲劳，受力增大。（3）两侧的连杆螺栓必须交替上紧而不要造成单边固紧。应顺次增大力量同时又交替地上紧。上紧得适当，则螺栓的伸长量是一定的。根据需要的固紧力大小，选用合适的扳手和长度，最好使用扭力扳手，并且用力均匀；,八、 紧急刹车1船舶航行遇到避碰等紧急情况时，为使船舶尽快停止运动或改为倒航而对主机进行制动并迅速倒转的操纵过程称为紧急刹车。2刹车的基本原

28、理：利用换向后的起动空气对原转向运动的活塞进行制动（初期为能耗制动，后期为强制制动），使活塞迅速停止运动并立即反向运转。由此可大大缩短反向运转的时间，避免船舶碰撞等恶性事故发生。,3紧急刹车操作程序 （1）回车令。 （2）柴油机停油，燃油手柄拉回“停车”位置。 （3）换向手柄推至倒车位置。 （4）换向动作完成后，选择最有利时刻（通常转速下降至60%-70%）拉动起动手柄，进行制动，如转速太高一次不成功，可断续拉动起动手柄进行刹车。在此期间，运转方向连锁装置可使柴油机自动断油。（5）当柴油机停车时，即应进行反向起动，使柴油机反向运转，防止油门增大太快以防超负荷。,二、紧急刹车的注意事项（1）保证压缩空气的压力，否则刹车过程很难有效进行。（2）为了保证倒车起动成功，可根据情况适当将起动油量略调大些（如苏尔寿机可从3.5格移至5.0格）。 （3）为了使主机迅速刹车和反向起动，拉动起动手柄时可略停顿一下。这样，当转速降至零后随即便可反向起动起来，可大大缩短刹车过程的时间。 （4）当主机和船舶在较高航速下刹车时，进行一次操作可能无法使主机刹车成功，可采取几次间断刹车的操作。