船舶主发电柴油机典型故障的分析与排除（indoc整理）.doc

船舶主发电柴油机典型故障的分析与排除专 业：轮机工程学生姓名：万 云指导教师：韩 雪 峰重庆交通大学航海学院中文摘要摘 要主发电柴油机作为船舶主要的设备之一,虽然其在管理系统方面已经高度的自动化,但由于主发电柴油机设备本身的故障或误操作等原因,所以其故障率比较高,如何及时准确的排除故障,避免更大事故的发生,确保船舶的安全运行,减少损失,已成为业内人士广泛关注的焦点之一。文章针对L23/30H型主发电柴油机的典型故障报警的排除做出全面的分析和介绍。关键词：主发电柴油机，典型故障，分析与排除英文摘要ABSTRACTAs one of the most important marine equipments, the main engines managing system is of highly automation. But a higher fault rate on marine engine still exists, for therere some faults in the equipment itself and some other faults from wrong operation. In this paper, some typical faults detection and removing methods on L23 /30H are analyzed and introduced so as to remove faults in time and reduce loss from the faults.Keywords：Main Engine; Typical Fault; Analysis and Removal目 录目 录前 言1第1章 主发电柴油机排温温差大而报警21.1 现场检查结果21.2 故障分析21.3 故障排除方案21.4 故障排除结果2第2章 主发电柴油机运行时烟囱排气管冒蓝烟32.1 现场检测结果32.2 故障分析32.3 故障排除方案32.4 故障排除结果3第3章 主发电柴油机发生敲缸现象43.1 现场检查结果43.2 故障分析43.3 故障排除方案43.4 故障排除结果4第4章 船舶试航试验时主发电柴油机无法起动54.1 现场检查结果54.2 故障分析54.3 故障排除方案64.4 故障排除结果64.5 防止措施6第5章 主发电柴油机运行时烟囱排气管冒黑烟65.1 现场检查结果65.2 故障分析65.3 故障排除方案75.4 故障排除结果75.5 防止措施8第4章 主发电柴油机燃油泄放柜高位报警86.1 现场检查结果86.2 故障分析86.3 故障排除方案86.4 故障排除结果96.5 防止措施9第7章 主发电柴油机起动后转速不稳定97.1 现场检查结果97.2 故障分析97.3 故障排除方案97.4 故障排除结果107.5 防止措施10结论11致谢12参考文献13I2010届轮机工程专业毕业论文前 言船舶主发电柴油机是船舶电力系统的心脏,主发电柴油机同船舶主机一样重要。如果没有发电柴油机的正常供电，船舶上所有的辅助机械和相应设施将无法正常运作，船舶也将无法运行。它也就不能被称作是一艘真正的现代化远洋船舶。船舶发电柴油机组通常配备23台（其中1台备用）。船舶主发电柴油机在船舶航行和靠岸时主发电柴油机的正常工作对船舶的安全至关重要。对主发电柴油机出现的各种故障做出及时、准确地检测和诊断是船舶安全运营的关键。根据编者实习单位（中交上海航道局）历年来对各种船舶主发电柴油机出现的故障所做出的统计,本文针对L23 /30H型主发电柴油机中出现频率最高的几个重要故障的诊断和处理方案作了详细的分析介绍。以便及时采取有效的措施减少损失,避免更大的事故发生。本论文由重庆交通大学航海学院2006级轮机工程专业学生万云统稿并主编，并分别提请韩雪峰教授、张德荣轮机长、顾耀坤船长进行了审阅，并提出了宝贵意见。在编写过程中得到了重庆交通大学轮机工程系众多师生和中交上海航道局部分领导的大力帮助，在此表示感谢！由于论文题目涉及知识较广，编者水平有限，时间仓促，其错误之处在所难免，恳请读者批评指正。 第1章 主发电柴油机排温温差大而报警1.1 现场检查结果集控室AMS报警监测系统显示主发电柴油机1缸、6缸缸套水排温温差大报警, 1缸、6缸排温为72和170,其余各缸排温都在110130左右,各缸冷却水出口温度都在7476左右,低温水系统压力0.12MPa,高温水系统压力0.3MPa,燃油压力为0.4MPa,集控室M IM IC系统显示主发电柴油机1缸、6缸的排温为74和169,其余各项工作参数均正常,同时发现负荷往上加的时候,1缸的排温反而下降。1.2 故障分析分析认为：集控室M IM IC系统显示主发电柴油机1缸、6缸的排温与现场排温误差在正常范围内,那么就可以排除是温度传感器的故障问题。可能原因为: 喷油器喷油压力低或喷油孔阻塞造成; 燃油齿条卡阻。1.3 故障排除方案主发电柴油机停车,拆下喷油嘴,在喷油器校验台上校验喷油压力及检查喷油器的喷油孔是否阻塞; 检查1缸的燃油齿条是否卡阻。1.4 故障排除结果根据故障排除方案处理后,发现6缸喷油器的喷油压力为28MPa(正常为30MPa),喷油器的喷油压力偏低,调整喷油器的喷油压力至30MPa;根据故障排除方案处理后,也发现1缸的燃油齿条被卡阻,经过修磨清洁后,并把校验后的喷油器安装好,再重启主发电柴油机,主发电柴油机加负荷运行,负荷从25%加至50%再加至75%再加至100%,每个负荷段运行30min,各负荷阶段的各缸排温均正常,没有再出现温差大报警,故障排除。第2章 主发电柴油机运行时烟囱排气管冒蓝烟2.1 现场检测结果主发电柴油机运行,负荷为740kW,调整器油量开关打至10(最大油量),4缸排温为400,其余各缸排温都在350370左右,排气总管温度为300,经空气冷却器冷却后的空气温度为45,各缸冷却水出口温度都在7678左右,低温水系统压力0.12MPa,高温水系统压力0.3MPa,滑油进滤器前压力为0.4MPa,滑油过滤后压力为0.35MPa,烟囱排气管冒蓝烟。拆下增压器与废气集合管的联接,检查废气集合管,发现4缸的排气口往后都是湿的。2.2 故障分析导致排气管冒蓝烟的因素可能为: 活塞上的刮油环装反,加强了气环的泵油作用,导致大量的滑油窜入燃烧室,进而产生蓝烟; 缸盖出现裂纹,导致滑油进入气缸,进而产生蓝烟。2.3 故障排除方案拆下4缸的缸盖,进行水压试验或PT检查; 先把4缸活塞吊出,检查活塞环, 有不符合要求的应该换新。2.4 故障排除结果根据故障排除方案处理后,发现4缸的缸盖上的两个进气阀都是湿的,活塞顶部有很多的滑油。对4缸的缸盖进行水压试验, 发现缸盖出现裂纹,导致滑油进入气缸,进而产生蓝烟。更换备用气缸盖后,主发电柴油机运行,排烟烟色正常。主发电柴油机加负荷运行, 负荷从25%加至50%再加至75%再加至100%,每个负荷段运行30min,并测出每个负荷段的各缸的爆压与台架试验的各缸爆压基本一致,各项数据均在正常工作范围内,主发电柴油机在各负荷阶段的排烟烟色都正常, 故障排除。第3章 主发电柴油机发生敲缸现象3.1 现场检查结果主发电柴油机较长时间没有运行(12天),在机旁对主发电柴油机进行冲车后,在机旁启动3主发电柴油机,当主发电柴油机的转速达到额定转速后,发现5缸、6缸的气缸上部有明显的敲击声。马上停机检查,在集控室查得3主发电柴油机的运行时间为385 h。3.2 故障分析分析认为: 从3主发电柴油机的运行时间为385h的情况分析,该机运行时间少,出现各运动部件磨损严重或间隙过大的情况可能性较小。因此出现5缸、6缸的气缸上部有明显的敲击声可能是: 进排气阀的间隙过大,进而引起敲击声; 5缸、6缸的喷油嘴的喷油压力过低,燃烧粗暴,进而引起敲击声; 5缸、6缸高压油泵的燃油齿条被卡阻, 造成供油量过大,超负荷运转进而引起敲击声。3.3 故障排除方案主发电柴油机停车后,打开5缸、6缸的气阀摇臂的盖子,用塞尺检查进排气阀的间隙是否在正常值; 检查5缸、6缸的喷油嘴的喷油压力是否正常; 检查5缸、6缸的燃油齿条表面的清洁及是否被卡阻。3.4 故障排除结果通过实施故障排除方案后发现5缸的进气阀的间隙为0.50mm(正常值为0.50mm),排气阀的间隙为1.25mm(正常值为0.90mm),6缸的进气阀的间隙为0.55mm (正常值为0.50 mm) ,排气阀的间隙为1.15 mm (正常值为0.90 mm) ,调整5缸、6缸进排气阀的间隙达到正常值的要求。根据故障排除方案处理后,5缸、6缸喷油嘴的喷油压力均正常,雾化良好。根据故障排除方案处理后,5缸、6缸燃油齿条表面清洁无毛刺无卡阻现象。在机旁启动3主发电柴油机,空载运行后,5缸、6缸的气缸上部明显的敲击声消失,主发电柴油机加载运行,负荷从25%加至50%再加至75%再加至100%,每个负荷段运行30min,没有出现敲缸的情况,故障排除。第4章 船舶试航试验时主发电柴油机无法起动4.1 现场检查结果 船舶试航做大功率马达起动试验时，第一备用2#主发电柴油机无法起动（集控室AMS报警监测系统显示2#主发电柴油机起动失败），第二备用1#主发电柴油机起动运行。此时集控室船舶电站PMS功率管理系统处于自动管理状态，3#主发电柴油机处于运行状态，负荷为645KW，1# 、2#主发电柴油机备车指示灯亮，2#主发电柴油机处于第一备用状态，1#主发电柴油机处于第二备用状态。主发电柴油机现场控制箱显示2#主发电柴油机处于遥控状态，燃油压力为0.8MPa，燃油进机温度105，低温水系统压力为0.12MPa，高温水系统压力为0.12MPa，滑油预润泵运行，滑油预润压力为0.06MPa，滑油进主轴承的压力为0.025MPa，辅机空气瓶压力为2.8MPa，主发电柴油机起动空气减压阀后的压力是0.8MPa。打开所有示功阀用盘车杆对主发电柴油机进行盘车检查，确认主发电柴油机没有其它问题后，在机旁操作起动，发现主发电柴油机的起动阻力很大，起动马达带不动，后改用应急起动方式起动2#主发电柴油机，2#主发电柴油机可以起动，同时主发电柴油机运行后一切工作正常。4.2 故障分析根据现场情况分析，主发电柴油机起动的各项条件都具备，而从机旁操作起动的情况可以初步判断是起动马达的风叶磨损或叶片断裂。因为主发电柴油机起动是通过起动空气进入起动马达后，起动马达的叶轮在起动空气的作用下，使起动马达的传动齿轮与发电机的飞轮啮合从而带动发电机起动。若叶轮的叶片磨损或叶片断裂，起动马达的叶轮所产生的力就不足于带动发电机起动。所以进一步分析确认是启动马达叶轮的叶片磨损或叶片断裂。4.3 故障排除方案 拆下启动马达解体检查。4.4 故障排除结果 拆下启动马达解体检查后发现启动马达的所有叶轮片都从根部断裂，并且粉末状的颗粒比较多。分析认为主要是起动马达的叶轮在高速旋转的情况下被管路中的异物击到，致其中的一片叶轮断裂，断裂下来的叶轮片再进一步引起其它叶轮的损坏。更换一台新的起动马达后，2#主发电柴油机起动工作正常，运行后工作正常，故障排除。4.5 防止措施 船舶主发电柴油机在起动前应加强管路清洁度的控制，在主发电柴油机第一次起动前应进行起动空气管路的吹除工作，同时在管路的吹除工作中应用橡皮锤敲击管路多遍，以保证附着在管路内的杂质去除。同时注意机舱的通风，减少空气中的粉尘，降低粉尘通过空压机而进入启动马达，引发启动马达故障。第5章 主发电柴油机运行时烟囱排气管冒黑烟5.1 现场检查结果 主发电柴油机运行，负荷为545KW，调整器油量开关打至10（最大油量），各缸排温都在300310左右，排气总管温度为300，经空气冷器冷却后的空气温度为45，各缸冷却水出口温度都在7376左右，低温水系统压力0.12MPa，高温水系统压力0.3MPa，滑油进滤器前压力为0.4MPa，滑油过滤后压力为0.34MPa，烟囱排气管冒黑烟。5.2 故障分析导致排气管冒黑烟的因素有很多种，而对各项参数均正常的主发电柴油机排气管冒黑烟，可以初步判断为：增压器的滤网太脏，使流阻增大，增压能力降低，引起燃烧室内的空气不足进而产生后燃烧不良的冒黑烟的现象；气阀间隙大小不正确。在柴油机冷车状态下，机械式气阀传动机构中的摇臂端与气阀阀杆之间要留有一定的间隙，为柴油机运转时气阀机构受热后膨胀留有余地。若气阀间隙过小将造成气阀受热后关闭不严，而漏气会使起燃烧室内空气不足，产生后燃冒黑烟现象，若气阀间隙过大，则造成气阀迟开早关，使废气残余剩留在燃烧室内造成空气质量不好，进而产生后燃烧不良的冒黑烟现象；喷油嘴喷油压力过低或喷油孔阻塞滴油，而造成燃油雾化油滴的平均直径过大和雾化均匀度不好，无法与燃烧室内的空气完全混合，从而造成燃烧过程粗暴、冒黑烟、结炭；在额定负荷下运转，若各缸的功率分配不均匀，个别气缸中喷入的燃油未燃烧而不产生功，促使其余气缸的负荷过载而冒黑烟；活塞环装配间隙过大或弹力不够，润滑油大量地进入气缸燃烧室内，活塞环粘住或折断也会发生类似情况；喷油开始时间太迟（即喷油提前角太小），使喷入气缸内的部分燃油未燃烧干净就与废气一起排入排气管中，而受高温影响后才进行燃烧（后燃现象），因而不仅仅使废气呈现深黑色而且此时的排气温度也会超出额定温度。5.3 故障排除方案清洗更换增压器的滤网；用塞尺检查气阀间隙大小并调整至规定的要求；将喷油嘴从气缸盖上卸下，拆下所有喷油嘴在喷油嘴校验台上校验其喷油压力，如果发现将喷油嘴有滴油或孔阻塞现象，则把喷油嘴拆开检查针阀与针阀体锥面阀座有无变形损坏，可重新研磨或换新。对于裂缝，则可用磁粉探伤方法检查，发现有裂缝者，就必须报废。对于喷油器的阻塞则可用专用的通针对阻塞的喷油器的喷油孔进行清理；用示功仪对各缸的负荷进行测量，如果各缸负荷超出允许的偏差则进行相应的调整。吊出活塞，检查活塞环，有不符合要求的应该换新。检查喷油正时并调整。5.4 故障排除结果回码头后，根据故障排除方案处理后，主发电柴油机运行，主发电柴油机排烟管还是冒黑烟，再进一步根据故障排除方案处理后，再重启主发电柴油机运行，主发电柴油机排烟烟色正常，主发电柴油机运行，负荷从255KW（约25负荷）加至485KW（约50负荷）再加至750KW（约75负荷）再加至950KW（约100负荷），每个负荷段运行30分钟，并测出每个负荷段的各缸的爆压与码头系泊试验的各缸爆压基本一致，并且排气总管温度也降为280，主发电柴油机排烟烟色都正常，故障排除。5.5 防止措施主发电柴油机的日用管系必须经过串油合格检查，主发电柴油机的用油必须是经过分油机分油，所使用燃油温度必须达到相应的要求，确保主发电柴油机用油清洁度、黏度、温度达到相应的要求，在条件允许的情况下尽量使用高品质的燃油或柴油，同时增压器的滤网也应该经常清洗，保持进气畅通。第6章 主发电柴油机燃油泄放柜高位报警6.1 现场检查结果 主发电柴油机由柴油转成燃油（船舶出港后）时，燃油压力为0.8MPa，燃油进机温度80，蒸汽压力0.5MPa，检查燃油泄放管的泄放阀处于开启状态，燃油泄放管的蒸汽加热伴行管也处于开启加热状态，拆开主发电柴油机燃油泄放报警柜的检查旋塞，发现燃油泄放报警柜内的泄放管的管口高度与高位浮球报警的高度差不多一样高。6.2 故障分析 主发电柴油机燃油泄放报警柜高位报警的产生一般有三种可能。燃油进机温度低，燃油的流动性较差。燃油泄放报警柜内的泄放管管口被堵塞。蒸汽系统压力低，燃油泄放管的加热伴行管内凝水无法回流至热井。根据现场检查发现燃油泄放报警柜内的泄放管的管口高度与高位浮球报警的高度差不多一样高。也可定发电机燃油泄放管设计或施工过程中存在着不足，它也是产生报警的一个主因。6.3 故障排除方案 根据故障排除方案继续对燃油温度进行加热，使其达到相应的温度要求；打开燃油泄放报警柜，同时拆下燃油泄放管系中的管，用压缩空气进行管子的畅通检查；检查蒸汽压力及对燃油泄放管的加热伴行管的疏水阀组的泄放阀进行泄放，直至疏水阀组的泄放阀放出蒸汽为止。在燃油泄放报警柜内的泄放管上低于高位浮球报警高度20mm处钻一个6mm小孔，来改善因燃油泄放报警柜内的泄放管管口的高度与高位浮球报警的高度差不多一样高的不足。6.4 故障排除结果 通过实施故障排除方案后主发电柴油机燃油泄放报警柜高位报警消除。6.5 防止措施 日常管理维护工作应按规范操作，应认真检查燃油泄放管系的加热阀是否打开，并打开检查相应的疏水阀组的泄放阀，直至疏水阀组的泄放阀放出蒸汽为止，以防因加热阀关闭导致燃油温度低，流动性较差而产生报警。第7章 主发电柴油机起动后转速不稳定7.1 现场检查结果主发电柴油机起动前，机旁控制箱上的机旁起动按钮指示灯亮，滑油预润泵运行，滑油预润压力为0.07MPa，进主轴承滑油预润压力为0.025MPa，柴油压力0.4MPa，压力无波动现象，低温水系统压力0.12MPa，高温水系统压力0.3MPa，调速器油量旋钮调至满格10的位置，主发电柴油机起动后，出现转速忽高忽低不稳定现象。7.2 故障分析故障分析：从参数来看，各项参数均正常，初步判断主发电柴油机起动后转速忽高忽低，有两种可能，燃油管路漏气造成燃油压力不稳定。调速器出现故障。由于现场柴油压力为0.4MPa并无波动现象，因此可确认是调速器内部出故障。7.3 故障排除方案检查调速器的油位、各缸油门尺条清洁、阀杆卡阻等情况，检查调速器内部的传动及伺服马达的运行，检查调速器的反馈系等是否发生故障。7.4 故障排除结果排除中发现调速器的油位太高，整个调速器的上盖布满水珠，停车电磁阀的阀杆有卡阻现象。因此根据排除方法，对停车电磁阀的阀杆进行修复，并将调速器内旧油经放油旋塞放掉，重新加注调速器机油。把调速器的油位加至正常位置，先将柴油机低速起动运行，然后将补偿针阀旋出几圈，人为使柴油机产生严重的转速波动，迫使油道内的空气从出油孔中排出，这种大幅度游车至少保持2min，再慢慢关闭补偿针阀，直到游车完全消除为止。重起主发电柴油机，主发电柴油机起动后，转速720rpm，转速稳定，没有再出现转速忽高忽低的现象，负荷从255KW（约25负荷）加至485KW（约50负荷）再加至750KW（约75负荷）再加至950KW（约100负荷），每个负荷段运行30分钟，没有再出现转速忽高忽低的现象，故障排除。7.5 防止措施在监视及巡检过程中，应注意调速器的油位必须保持在油位玻璃表的刻度线之间，不可过高或过低，如果油位液面下降过快，说明调速器有漏油或渗油，应立即查找和处理，如果过高应注意调速器内部油道的驱气。同时，注意调速器注油口的密封，应防止滑油被污染，保证滑油的清洁，并注意调速器的油温不能太高。经常性的检查各缸的燃油尺条是否清洁并及时加注滑油。结 论船用柴油机是船舶的心脏，它为船舶的海上航行提供能量与动力，虽然现代化的船舶主发电柴油机运行管理高度的自动化，但为了设备的安全运行，加大监视及巡检力度，及时发现异常，并在第一时间采取有效措施把故障消除在最初阶段，为船舶安全经济可靠的运行提供有力的保证。处理主发电柴油机故障的过程中的主要方法和措施可供类似的故障处理时参考。毕业设计已接近尾声，我们在大学的最后一项课程快要宣告结束，看着自己这两个多月来的辛苦和努力换来的成果，心里觉得很欣慰。这么多天来的辛苦没白费，我们换来了一笔不小的财富，这次毕业设计，无论对现在还是我们将来的工作来说，都是一次难得的经历和总结。毕业设计在指导老师韩雪峰的耐心辅导下，从课题到确定大纲、收集资料，从着手设计到完成初稿，一切显得匆忙有序。使我们基本上能够独立地完成一项工程设计的各项任务。在具体的应用和实践中，我们把四年所学的理论知识得到灵活的应用，使我们的理论知识得到了巩固和加强，并增强了我们灵活应用知识的能力以及动手和动脑的能力，同时也提高了我们的实践能力。综合运用了大学期间所学的各门专业课程，例如船舶柴油机、船舶辅机、船舶电气等。总之，此次的毕业设计使我受益匪浅，获得了许多宝贵知识，在教与学环节中，特别是在课程设计阶段，老师严格要求学生培养严谨的思维逻辑能力，并及时解答同学们的疑问，以便毕业设计阶段能快速高质量地完成设计任务，这点联系的很好。本次毕业设计得到了指导老师的大力帮助，才能使我遇到问题时迎刃而解，在此表示感谢。致 谢感谢重庆交通大学航海学院和中交上海航道局东方疏浚公司的各位老师和领导，我还要特别感谢我的毕业设计指导老师韩雪峰院长，是您在毕业设计期间指导我需要注意的相关事项。我感谢在我有困难时给予我帮助的所有人，是他们在繁忙的工作、学习之余，抽空为我指导、答疑，耐心讲解实习中遇到的各种疑难问题。毕业设计的每一个细节从开始到结束都离不开这些老师的指导。他们那严谨治学，一丝不苟的工作态度时刻鞭策着我，永远是我学习的榜样。此外，本次毕业设计的顺利完成也得到上海航道局顾耀坤船长及各位轮机管理人员的大力支持与帮助。设计过程中并不是每一处不懂的地方都有机会请教老师的，请教各位轮机员的过程就是相互探讨，相互学习的