某船主机排气温度过高起因及排除方法

２ 故 障分 析
上 述 主机表现 总结 起来 即各 缸排 烟温度 偏高 和增 压器 喘振 两大 特征 。 Ｊ 。按 照理论 分析 ， 结合
该船船龄较大， 所以正常情况下都采取降速运行 ， 转速维 持在 为 ８ ５ ｒ ／ ｍｉ ｎ左 右 。
在 某个 航 区营运过 程 中主机在 较 长时 间内表 现 出各 缸排 气 温度 普 遍过 高 ， 在 加 车或 者 大舵 角
而使排气后燃 。⑥增压器故 障导致扫气 压力降 低， 或者增压器内部部件脏堵等 ， 都会使扫气压力
不足 ， 最终导 致不充分燃烧。⑦排气阀泄漏。这 同样会使压缩压力降低 ， 还会在燃烧 过程 中伴随 发生漏气 ， 使 得 未 完 全 燃 烧 的燃 气 进 入 排 气 管 。
⑧排气定时。不合适的排气定时使还没有完全燃
喷油提 前 调整前 １ ３ ． ５ ０ １ ３ ． ５ ｏ １ ２ ． ０ ０ １ ２ ． ５ ０ １ ２ ． ０ ０ ｌ ２ ． ０ ０ 角／ （ 。 ） 调整后 １ ３ ． ５ ０ １ ３ ． ５ ０ １ ３ ． ５ ０ ｌ ３ ． ０ ｏ １ ３ ． ０ ０ １ ３ ． ０ ｏ 喷油始点 调整前 ８ ． ３ ０ ６ ． ５ ５ ９ ． ５ ８ ９ ． ０ ０ ９ ． ３ ３ ９ ． ４ ０ 位置／ ｍｍ 调整后 ８ ． ３ ０ ６ ． ５ ５ ７ ． ４ ０ ８ ． ４ ０ ８ ． ４ ６ ８ ． ３ ５ 喷油终点 调整前 ３ ６ ． ０ ０ ３ ２ ． ９ ０ ３ ６ ． ４ ０ ３ ６ ． ９ ０ ３ ６ ． ８ ０ ３ ５ ． ｏ ０ 位置／ ｍｍ 调整后 ３ ６ ． ０ ０ ３ ４ ． ２ ０ ３ ５ ． １ ０ ３ ６ ． １ ０ ３ ６ ． 加３ ６ ． ０ ０ 柱塞有效 调整前 ２ ７ ． ７ Ｏ２ ６ ． ３ ５ ２ ６ ． ８ ２２ ７ ． ９ ０２ ７ ． ４ ７ ２ ５ ． ６ ０ 行程／ ｍ ｍ 调整后 ２ ７ ． ７ ０２ ７ ． ６ ５ ２ ７ ． ７ ０ ２ ７ ． ７ ０ ２ ７ ． ７ ４ ２ ７ ． ６ ５
机本身某些部件也会产生故障 ， 致使两者的性能
逐 渐 恶化 ， 导致 匹配 不 良， 压气 机 的实 际流量 小 于 该 转 速下 引起 喘振 的 限制 流 量 ， 造 成 气 流 与 叶 片
范围存在较大差异。轮机员按照说明书要求对喷 油定 时认 真进 行 了调 整 和 校 准 Ｊ ， 主机 各 缸 高 压
也显 示在 正 常范 围 ， 所 以 有人 认 为 没 有必 要 再 检
查空冷器。但是为 了逐一排查故障的原 因， 这次 重点检查了空冷器气侧 ， 发现压差计处于失灵状 态， 造成 之前 很 长一 段 时 间 内因为 压 差 计 的错 误 读数而忽略 了空冷器气侧的清洗疏通。修复了压
差计 ， 然后对 空 冷 器 气 侧进 行 了清 通 。维 修记 录 显示 ， 之前半 年 内虽然 多 次 对 废气 锅 炉 烟 面 进行
烧的燃气进入排气管。⑨空冷器。空气冷却器水 侧管路脏污 ， 换热效率下降， 使得空气进机温度升
过机械清灰 ， 但是由于靠泊条件不允许 ， 所以并没 有进行水洗 ， 因此选择在合适的时机对废气锅炉 进行了水洗 ， 清洁出大量的污垢 ， 这使得排气通道
进一 步畅通 。
高； 空气冷却器气侧堵塞使增压空气压力低 ， 过量
行过检修 ， 记录显示 以往对扫气系统进行清洁工 作也都按时正常进行过。该主机在运转过程中没
有出现气门敲击声 ， 检查也没有发现气门液压油
泄露现象 ， 以往 的排气 门检修都按照说明书正常 进行 ， 所以轮机员们推测排气 门没有出现故障 ， 还 是将重点放在 了排气通道 的进一步疏通工作上 。
该轮船龄较大的实际情况， 其主机排烟温度高可 能有如下原 因： ①喷油定 时不正确 。喷油提前角 太小 ， 喷油太迟导致其喷人气缸 的燃油未完全燃 烧而产生后燃 。 ② 喷 油器 安 装 不 当 。 喷油 器 在 安
表 １ 故 障处理前 主机 工况参数表
装过程中垫片厚度不合适 ， 或者在原垫片上面直接
研究方向： 轮机 工程技术
Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ： ｙ ａ ｎ ｇ ｍ１ ５ ２ ８ ＠１ ６ ３ ． ｅ ｏ ｍ
燃。⑤压缩压力。缸头垫片过厚， 导致气缸容积增
１ ｌ ７
２ ０ １ ６年 第 １ 期
杨明亮 ， 等： 某船主机排气温度过高起 因及排除方法
船海工程
第４ ５卷
大而压缩 压力降低 ； 气 环过度磨 损 ， 压缩 压力 降低 。 这 两点 都会 造成发 火延 迟 和气 缸 内新 鲜空 气不 足
转 向时增 压器 时 有 发 生 喘振 现 象 ， 只能 降 速 维持 在７ ５ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ左 右运行 而不 能 达 到 营运 转速 ， 而此
时各缸 的排 烟温度 均 已超过 ３ ９ ０℃ 。根据轮 机 日
志记载 ， 之前 在相 似 环 境 区域 正 常 营运 的排 烟温
度 都在 ３ ５ ０—３ ６ ０ 。为 了改善 主机 的运 营工况 ，
空 气 系数减 小 ， 燃油不 能 充分燃 烧 而产 生后燃 。
针对燃油系统 ， 以往的喷油器检修记录并未
发现 异常 ， 因此 这 次 检查 了主 机 各缸 高 压 油 泵 的 喷油 定时 ， 发现 各 缸 高压 油 泵 的喷 油定 时与 规定
增 压器 喘振 主要 是 随着柴 油机 运转 时 间的增 长， 增 压系统 中各部 件就 会污 损或 出现故 障 ， 柴油
题之一¨ Ｊ 。主机排温过高 的成因 比较复杂 ， 如果
处 理不 当 ， 很 可能 使 得 主机 运 行 状 态进 一 步 恶 化 并 最终 给船 舶 造成 重 大 损 失 。因 此 ， 对 于轮 机 管 理 人员来 说 ， 准确 判 断 主机 排 温 高 的成 因并 且 采 取 恰 当的措施 就显 得尤 为重要 。
第４ ５卷 第 １ 期 ２ ０ １ ６年 ２月
船 海 工 程
Ｓ ＨＩ Ｐ＆ ０ ＣＥ ＡＮ Ｅ ＮＧＩ Ｎ ＥＥ ＲＩ ＮＧ
Ｖｏ １ ． ４ ５ Ｎｏ ． １ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ６
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ７ ９ ５ ３ ． ２ ０ １ ６ ． ０ １ ． ０ ２ ３
源自文库
降， 柴油机和增压器之 间的正常匹配关 系遭到破 坏， 导致压气机工作在高背压、 小流量 的状态 ， 从
而发 生 喘振 。
由表 ２可 见 ， 各 缸 喷 油 提前 角 存 在 着 不 同程 度 的差 别 ： Ｎ ｏ ． １ 、 Ｎ ｏ ． ２缸 的 喷油 提前 角 为 １ ３ ． ５ 。 ， 而Ｎ ０ ． ３ 、Ｎ ０ ． ５ 、Ｎ ｏ ． ６缸 只 有 １ ２ ． ０ 。 ， 前 后 相 差 １ ． ５ 。 ， 各缸 喷油 定 时 与说 明书 要 求 的 范 围存 在 差 距； 同时 ， 各 缸高 压油泵 柱塞 的有 效行程 的差 异也 较 为 明显 ， 这 恰 恰 说 明各 缸 喷 油 量 差别 较 大 。经 过 调整 ， 各缸 高 压 油泵 喷 油 定 时及 柱 塞 有 效行 程 的差异 缩小 到可 接受 范 围。 根 据 以前 的 检 修 记 录 簿 记 载 ，Ｎ ｏ ． ５缸 进 行 了常规 吊缸 检查 时除 发现该 缸气 口堵 塞 比较严重 外， 活 塞环槽 上 还 发 现 多 处小 裂 纹 。为 了改 善 主 机 的运 行 工 况 ， 又 对 另 一 只 工作 仅 约 ３ ０ ０ ０ ｈ的 Ｎ ｏ ． ２和 Ｎ ｏ ． ４进 行 了 吊缸 检 查 ， 也 发 现该 缸 存 在
某 船 主机 排气 温度 过 高 起 因及 排 除 方法
杨 明亮 ， 俞文胜
（ 集美大学 ａ ． 轮机工程学院 ． 福 建省船舶 与海洋工程重 点实验 室， 福建 厦 门 ３ ６ １ ０ ２ １ ）
摘 要： 针对某船 主机排烟温度高 的问题 ， 根据该 轮 ＭＡ Ｎ — Ｂ ＆ Ｗ ６ Ｌ ６ ０ ＭＣ Ｅ型主柴油机 的技术状态 和具体
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５— １ ０—１ ３ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ５—１ １ — ０ ５
加上新垫片 ， 使喷油器安装错位。③喷油器雾化不
良。燃油在气缸 内未充分燃烧而进入排气管内发 生后燃。④ 出油阀故 障， 造成二次喷射引起 的后
第一作者简介 ： 杨明亮 （ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 硕士， 甲类二管轮
油泵 喷油 定时 调整前 后 的对照 见表 ２ 。
表 ２ 高压 油泵 调整前后对照表
凇 项目
的强烈撞击， 引起喘振。原因可能如下 ： ①气流通
道堵 塞 ， 增 压 系统 的气 体 流 动环 节 中流 阻 增 大 而
使压气机流量减小 ， 背压升高 ， 引起喘振 。进 口 滤
器、 压气 机 叶 轮 、 汽缸 扫 排 气 口、 涡 轮 的喷 嘴 环等
１ 主机 排 气温 度过 高的表 现 特 征
某 船是具 有 ２ ０多年船 龄 的老龄 散货 船 ， 主机
选 用 ＭＡ Ｎ — Ｂ ＆Ｗ ６ Ｌ ６ ０ ＭＣ Ｅ机型 ， ６缸 ， 缸径 ６ ０ ０
ｍ ｍ， 冲程 １ ９ ４ ０ ｍｍ， 额定 功率 ７ ０ ２ ４ ｋ Ｗ， 采 用 定 压增压 方 式 ， 主 机 采 用 气 口一 气 口式 直 流 扫 气 方 式， 是典 型 的低 速 超 长行 程 二 冲程 柴油 机 。 由于
等， 都是容易发生脏堵的部件 ； ②增压器和柴油机 的运行失配 ， 喷油设备出现故障造成的燃烧不 良， 或者过量空气系数 降低 ， 排烟温度升高 ， 废气
能量 随之增 加 ， 增压 器 转 速 升高 ， 供气量增多， 而 此 时柴 油机 因指 示 功率 或 有 效 功 率 减 小 ， 转 速 下
随后在 广州 厂修 期 间 对 废气 锅 炉 进 行 了疏 通 ， 对 增 压器更 换 了滑油 、 空冷 器水 侧进 行 了清洗 ； 对工 时较长 的两 只气 缸 进 行 了 吊缸 ， 其 中更 换 了 一 只 过 度磨损 的缸 套 。采 取 上述 措 施 后 ， 主 机 工 况 略 有 好转 。但是 开 航 离 开 广州 几 天 后 ， 主 机各 缸排 温 又逐渐 升 高 ， 增 压器 又开 始喘振 ， 主 机不得 不减 速至 ７ ５ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 重 新 回 到之 前 的工 作状 态 。 对 主 机 当时工况 参数记 录处 理见 表 １ 。
的运行情况 ， 采取一 系列措施排除故 障， 从而保证 主机的正常运 转 ， 为此类故障 的排查和处理提供参考 。 关键词 ： 柴油机 ； 排气温度 ； 燃烧 ； 增压 ； 扫气
中图分类号 ： １ ５ ６ ７ ６ ． ４ 文献标志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ １ ． ７ ９ ５ ３ （ ２ ０ １ ６ ） ０ １ － ０ １ １ ７ － ０ ４
３ 采 取 的措 施 及 后 续 处理
该 轮主机 排 烟温度 偏 高并伴 有增 压器 喘振 现
象 ｊ ， 造成该轮主机排烟温度过高和增压器喘振
的原 因很 有 可能 是 多 方 面 的 ， 必 须按 照 一 定 的逻 辑 推理 进行 有针 对性 的检查 Ｊ 。
扫气系统的增压器及空冷器在船厂时刚刚进
现代远洋船舶普遍使用重油作为主柴油机的 燃料 ， 由于其 品质较 差 ， 对 主机 活塞 及其运 动部 件
的影 响较 大 ， 使 主 机 增 压 和排 气 系 统更 加 容 易 脏 污， 易导 致船 龄较 大 的主机逐 渐 出现 各部 件失 配 ， 综 合性能 下 降 ， 其 中主 机排 温 升 高 是 最普 遍 的 问