導(dǎo)讀

　　某公司大型集裝箱船舶配有四臺副機，一臺CME-MAN6L27/38，功率 1980kW 和三臺 CME-MAN9L27/38，功率 2 970kW。

　　額定轉(zhuǎn)速為 720RPM, 國內(nèi)某廠許可證生產(chǎn)。

　　自該船出廠以來，柴油發(fā)電機暖缸溫度一直無法達到說明書要求的 55℃以上，在停車狀態(tài)下，暖缸水進機壓力 2.5-2.8bar，缸套水溫度只能保持在40℃～ 45℃，滑油溫度也只有 40℃～ 45℃，甚至更低，并且隨著機艙環(huán)境溫度變化而發(fā)生高低變化。

　　副機總是處于冷車起動狀態(tài)，造成滑油壓力偏高，滑油濾器壓差偏大，壓損紙質(zhì)濾器和安全濾芯的情況時有發(fā)生。

　　一、副機冷卻水系統(tǒng)

　　副機暖缸單元設(shè)定溫度為 70℃，三組電加熱投入工作，只能加熱到 50℃，廠家也一直沒能解決這一問題。

　　針對這種情況，分析、究其原因并尋求解決辦法。

　　1、副機冷卻水系統(tǒng)布置

　　船舶日常狀態(tài)使用一臺副機，三臺副機備用。

　　設(shè)計上采用外設(shè)暖缸裝置，對三臺備用副機進行保溫，說明書上明確表述，冷卻系統(tǒng)的布置具備利用運行中的副機對備用副機進行保溫的功能。

　　副機冷卻水系統(tǒng)由低溫和高溫兩部分組成一個串聯(lián)冷卻系統(tǒng)，高、低溫冷卻水分別由各自的熱力控制閥控制溫度。

　　低溫冷卻水熱力控制閥溫度設(shè)定在 35℃，高溫冷卻水熱力控制閥溫度設(shè)定在 79℃，如圖 1、圖 2。

　　

　　▲圖 1 副機冷卻水系統(tǒng)(1)

　　

　　▲圖 2 副機冷卻水系統(tǒng)(2)

　　2、副機暖缸系統(tǒng)

　　副機暖缸裝置采用安慶船用電器責(zé)任有限公司生產(chǎn)的船用加熱器，型號 C6S(或 CGS)，功率 120kW。

　　由四組加熱器組成二個加熱單元，每組加熱器 30kW，每組加熱器分別與一臺副機對應(yīng)。

　　暖缸裝置控制系統(tǒng)在自動狀態(tài)下，運行中的副機對應(yīng)的加熱器自動切斷電源。

　　暖缸裝置配備有二臺暖缸水泵，泵型號 CR10-04 A-A-A-F-HOOE，每臺水泵排量 12.1M3/h(201L/min), 如圖 3。

　　

　　▲圖 3 副機冷卻水暖缸裝置

　　副機說明書中對暖缸溫度有如下要求：

　　(1)暖缸溫度要求設(shè)置在 60±5℃;

　　(2)為確保負荷區(qū)域的燃燒性能同時避免低溫腐蝕，備用副機冷卻水必須預(yù)熱到至少 60℃。

　　(3)為避免起動時太大溫度波動對發(fā)動機的應(yīng)力沖擊，起動前副機缸頭暖缸溫度至少應(yīng)保持 60℃的溫度 2 小時。

　　說明書對暖缸裝置容量配置的要求：

　　加熱器功率：3.0-3.5kW/cly;

　　暖缸水流量：4L/min。

　　二、探析故障根源

　　1、暖缸水的流量

　　四臺副機共33個缸，應(yīng)配備：

　　99-115.5kW 132L/min 的暖缸裝置。

　　根據(jù)實船暖缸裝置配置是滿足要求的。

　　正常航行中，使用一臺副機，三臺副機備用，所需加熱器功率為 81-94.5kW，暖缸水流量 108L/min。

　　如果加熱器設(shè)置在自動狀態(tài)，有 3 組加熱器可用，加熱器功率共 90kW，暖缸水流量 201L/min。

　　由此可見，正常情況下的暖缸加熱器功率基本能滿足要求，但現(xiàn)有的暖缸水流量太大了，導(dǎo)致暖缸溫度達不到60℃，這是故障的主要原因。

　　2、低溫冷卻水熱力溫度控制閥溫度設(shè)定值

　　從副機冷卻系統(tǒng)布置來看，副機低溫冷卻水熱力溫度控制閥溫度設(shè)定值僅為 35℃，船舶中央冷卻系統(tǒng)低溫淡水的供水溫度設(shè)定在 36℃，也就是說副機冷卻系統(tǒng)進機溫度只有是36℃，低溫冷卻水熱力溫度控制閥一直處在打開回流至低溫淡水中央冷卻系統(tǒng)的位置，實際使用中，暖缸裝置保持在額定流量 201L/min 的狀態(tài)下，能將水溫提高 10℃～ 15℃左右，35℃的低溫冷卻水控制閥設(shè)置，使暖缸水循環(huán)重復(fù)加熱的性能幾乎沒有起作用，所以很難將暖缸溫度提升至 60℃。

　　咨詢MAN 工程師，認為當(dāng)副機負荷低于 30% 額定負荷時，低溫冷卻水熱力溫度控制閥溫度設(shè)定值應(yīng)該提高到 45℃～ 50℃，由此可見，副機在低負荷運行時該閥溫度設(shè)定值太低，這就是問題所在，這是第二個原因。

　　將暖缸溫度設(shè)定值提高到 45℃～50℃，暖缸效果大為改善，同時也能更好保證副機低負荷運行或起動時的燃燒性能。

　　3、運行中的副機對備用副機進行保溫的功能

　　從副機冷卻系統(tǒng)設(shè)計上看，利用運行中的副機對備用副機進行保溫的功能基本上不具備的，副機高溫冷卻水透氣管節(jié)流孔 5mm，到低溫膨脹水柜透氣管節(jié)流孔 3mm，暖缸泵正常狀態(tài)出口壓力 3.8bar，副機高溫冷卻水壓力 3.3bar, 利用這么小的節(jié)流孔，而且是負壓差，根本就不可能輔助保溫，這是原因之三。

　　三、故障應(yīng)對措施

　　1、目前應(yīng)對措施

　　原因二和原因三中存在的問題，目前只能由廠家解決，因為副機還在保修期內(nèi)。

　　目前，作為臨時措施，可考慮調(diào)整原因一中的流量控制因素，即通過調(diào)節(jié)暖缸泵流量來提高副機暖缸溫度。

　　暖缸泵冷卻水流量手動調(diào)節(jié)是比較難以掌握的，流量太大則暖缸溫度達不到 60℃，流量太小則可能因流速太低無法及時替換加熱器里的熱水，從而導(dǎo)致加熱器溫度達到85℃自動切斷電源，這時除了必須手動復(fù)位，還會造成冷卻水溫度波動太大。

　　根據(jù)副機暖缸系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)是反向流動的原理，暖缸時高溫冷卻水出口溫度比進口溫度高，有溫差說明出口與進口存在壓差，水是流動的，基本符合說明書關(guān)于暖缸時高溫水出口 60℃，進口在 25℃～ 45℃符合說明書的要求，這時，副機高溫冷卻水出口與進口之間溫差保持在10℃～ 15℃之間，也就是合適的流量，如果暖缸水流量大，進出口之間溫差不明顯。

　　同時，在滿足以上要求時，暖缸泵出口壓力小于運行中副機的高溫冷卻水壓力，可以小部分的利用運行中副機的輔助加熱性能，實際使用中，效果非常好，能保證副機暖缸在 60℃或以上，如圖 4、圖 5。

　　

　　▲圖 4 集控臺副機各項參數(shù)

　　

　　▲圖 5 機旁現(xiàn)場高低溫水各項參數(shù)

　　2、暖缸控制系統(tǒng)對加熱器的三級保護

　　這種做法受質(zhì)疑最多的是：

　　手動調(diào)小暖缸泵流量會不會燒壞暖缸加熱器，事實證明是不會。

　　因為暖缸控制系統(tǒng)對加熱器有三級保護，第一級當(dāng)冷卻水達到設(shè)定溫度時加熱器會自動斷電并在低于設(shè)定溫度時自動接通，這個功能可在控制面板上設(shè)定;

　　第二級通過 PT100 檢測到冷卻水溫度達到 70℃時會自動切斷加熱器電源;

　　第三級加熱器本體有溫度探頭，當(dāng)加熱器達到 85℃時對應(yīng)的加熱器自動斷電，并且需要手動復(fù)位才能恢復(fù)工作，這個功能也可以在使用人員誤操作導(dǎo)致暖缸水沒有流動性時，對加熱器進行斷電保護，如圖 6、圖 7。

　　

　　▲圖 6 缸套冷卻水溫控控制圖

　　

　　▲圖 7 缸套水預(yù)加熱線路圖

　　3、有效改造方案

　　根據(jù)現(xiàn)場觀察，還有提高冷卻水溫度更有效的改造方案。

　　

　　▲圖 8 副機暖缸系統(tǒng)圖

　　

　　▲圖 9 缸頭結(jié)構(gòu)圖

　　檢查實際管系，在機體的高溫水接管上尋找可供改裝相應(yīng)的接口，如圖 9 所示，上部是缸頭，下部是缸套，冷卻水由圖示缸頭的左側(cè)下箭頭所指的管口進入，經(jīng)過內(nèi)部管路，進入缸套，在缸套內(nèi)流動，經(jīng)過缸頭下部一圈的規(guī)則分布的10 個導(dǎo)孔，如 t 箭頭所指，回到缸頭內(nèi)，再匯入圖示缸頭的左側(cè)上箭頭所指的回流總管流出。

　　對于多缸副機，多只缸頭串連在一起，相互以套管連接進水 / 回水管，就組成進水總管和回水總管。

　　在最后一缸的缸頭上有兩個圓形盲板，分別安裝在進出水總管端，如圖 10 所示。

　　

　　▲圖 10 缸頭實物圖

　　可以利用該盲板開孔，并接入暖缸水，具體方法如下：

　　將圖 8 中的2FV77 閥所接的暖缸水泵吸入 口， 經(jīng)過改裝，接到圖 10 所示的下盲板上，即接入缸頭進水總管，串接安裝一個截止止回閥(DN25)。

　　拆除圖 8 中的 F4 單向閥板，將暖缸泵的進出口調(diào)換，使暖缸泵從圖 8 中的 F3/F4 吸水、加熱、加壓，經(jīng)過單向截止止回閥DN25 泵入缸頭進水總管，循環(huán)加熱后由圖 8 中的 F3/F4 再回暖缸泵，就可達到暖缸的效果。

　　如果副機運行，由于副機自帶的高溫水泵壓力 4.0bar，大于暖缸泵 2.0bar 的壓力 , 所以運行的副機不會被暖缸，相反，運行副機的高溫水經(jīng)過圖 8 中的 F3/F4 吸入暖缸系統(tǒng)，可以對停用的副機暖缸，應(yīng)該可以達到理想的效果。

　　四、結(jié)束語

　　目前，采取一些臨時措施：

　　(1)每次起動副機前，以分油機預(yù)加熱滑油，防止剛起動時滑油高壓，保護滑油濾芯。

　　(2)少開或停用副機邊的機艙風(fēng)機，提高環(huán)境溫度，盡可能維持較高的缸套水溫度。

　　眾所周知，現(xiàn)在的大型集裝箱船舶，副機隨時處于備用狀態(tài)，一旦開啟，要在很短的時間內(nèi)帶上大負荷運行。

　　若缸套水溫度低于說明書要求的 55℃，運動部件熱度不一致，磨損腐蝕嚴重，甚至可能會造成機損事故。

　　另外，按年度備件消耗統(tǒng)計，當(dāng)暖缸溫度低于 55℃時，副機滑油紙質(zhì)濾器使用壽命只有 1 個月，個別案例，副機剛起動滑油濾器就有壓差報警，嚴重影響副機的安全使用，缸套水溫度提高至 70℃以上時，副機滑油濾器的使用時間可延長至 4 個月，按單船統(tǒng)計每年可以節(jié)約備件費用約為81000元。

　　目前該類型船舶有 8 艘，全年光這一項可以節(jié)約備件費用648000元，節(jié)能降耗非常明顯。

　　參考文獻：

　　[1] CME-MAN L27/38. 說明書 .

　　[2] 超大型集裝箱船舶圖紙 .

　　[3] 上海市航海學(xué)會 . 船舶主流機型服務(wù)手冊 (MAN2007-2011

　　四沖程柴油機服務(wù)信函 )[M]. ***出版社 .

　　原創(chuàng)作者系：

　　中遠海運發(fā)展股份有限公司 周中平