导读

船用柴油机温度过高，这是远洋船舶老龄辅机存在的难题之一。

这一“通病”得不到根治会导致各种连锁故障的出现，影响面极大。

文中结合某轮柴油机排烟温度高故障的排除过程，通过理论分析，找出了柴油机长期低负荷运转导致扫气系统的脏堵是引发所在船舶柴油机排烟温度高的一个根本原因，采取相应措施消除柴油机排烟温度高的故障后，对此类船用柴油机维护管理提出了建议。

一、现象与分析

船舶步入老龄，各种机械故障增多，其中高速运转的辅机，问题尤为严重。

而经常遇到的是辅机排烟温度偏高，由此可以导致辅机排气阀烧坏，燃烧室向曲拐箱蹿火；

咬缸；烧熔活塞及活塞环；

缸头垫经常被吹掉等一些故障，为了降低排烟温度，大部分老龄船舶只能航行时使用两部辅机并电航行。

这样不仅给管理者带来维护的麻烦，也浪费了大量的燃油，同时给安全航行带来了巨大的隐患。

2009 年某轮三台船用柴油发电机是80年代出厂的6DSC-18AF柴油机，1000r/min，296kw，虽然燃用轻柴油，根据工作记录，近几年的排气温度一直令管理员困惑不已。

查阅以往的柴油发电机记录：

每一次整体吊缸后一段时将内，大约在工作 1000小时内，功率180kw时，排烟温度尚正常。

各缸排烟温度大都在350℃左右，但是过了这段时间发现排烟温度就迅速上升，在同样负荷下各缸排烟温度高达450℃以上，从而带来了一系列的问题：

进气系统被污染，燃烧室向曲拐箱串气；油底壳的润滑油被污染，并使润滑油高温；咬缸；活塞头烧坏；排气阀烧蚀；空气冷却器、透平增压器严重脏堵等等，功率不足，对船舶的安全营运和生命财产、船东的经济效益带来严重的威胁。 

二、故障分析[1] 

为何会造成发电柴油机排烟温度的高温？

原因分析：

首先该轮船舶辅机是以“0”号柴油为设计的，但是随着国际燃油价格的快速升高，为了降低成本，采用以重带轻。

因为使用重质的燃料油则引起滞燃期延长，导致严重后燃，如果此时不适当加大喷油提前角的调整，排烟温度必然要升高。 

其次是老龄船舶带来的一系列问题，一些原配件难以购买到，只能使用一些替代品，其性能指标难以达到技术要求等等，本来一台辅机可以维持正常航行现在变成两台辅机同时工作。

且仅用30~40%的额定负荷致使扫气压力大大低入额定的设定要求，这样当进气阀刚开始的瞬间，缸内废气的压力还远远高于扫气箱的压力，废气大量的冲入扫气道，造成透平增压器进气端和空气冷却器严重结碳、污染、是进气通道变窄，同时占去了一部分新鲜空气进气时间，使新鲜空气进气量严重不足，致使燃烧尽一步恶化，这样是造成排烟温度迅速升高的主要原因。 

排烟温度的升高还与轮机管理人员的管理有直接的关系。

例如船舶轮机员流动性大，对于本船机器性能不熟悉。 

作为一个合格的轮机管理人员，对设备应该有全面的了解，及时检查、调整、维修保养。

对高压油泵的柱塞、套筒偶件，喷油定时机构的磨损状况等都要做到心中有数，严格控制在极限范围内，否则将会导致喷油提前角的减少，使雾化不良； 

压缩比也是一个重要的参数，老龄辅机的缸套，活塞的磨损导致的漏泄等等均会造成压缩压力的下降，使燃烧室的混合空气温度，及空气密度降低，造成燃烧的滞燃期延长，从而造成燃烧效果差，造成爆炸压力降低，功率降低，调速器为了维持输出功率的需要就要加大油门，这些因素都能导致辅机的排烟温度升高。 

三、故障排查

通过思考、分析推理后，下一步就开始了检查调整。

遵循先易后难的原则：

测取了各缸的爆炸压力等参数，对排烟温度最高的一台副机扫气道打开检查。

发现：

进气通道几乎被积碳堵死，现将扫气道内的积碳清除，经过这一简单的措施，在启动辅机检查，发现该辅机在同样负荷下的排烟温度明显降低。

但这只是解决了表面的问题，过一段时间，高温故障会继续出现。 

要想治本必须做进一步探索，对技术处理上下功夫，对喷有定时进行了检查调整发现各缸的喷油提前角基本符合说明书的要求，仅对个别偏低的喷油提前角做了调整。

接着对各缸的单缸油门杆进行检查发现各缸油门杆在正常运转情况下，各缸油门杆基本一致。 

对各缸的高压油泵偶件解体检查，对磨损不符合要求的换新。

换新了部分超过极限的缸套，对于各缸的进排气阀检查研磨。

对辅机的透平增压器解体发现：

拉出增压器转子后发现结碳超出常规，从扫气总管到各缸进气口的通道更是被严重污阻止，几乎被油污堵死，仅留下2cm直径的一个小孔。

经全面清洗、测条后，装复。

通过以上的检查调试辅机运转后发现工作状况良好。

四、故障分析[2] 

故障的原因似乎是找到了，但是为什么会出现以上燃烧状况差的问题。

经过分析认为辅机长时间低负荷运转是造成燃烧状况恶化的根本原因。

目前在船上的辅机大部分是使用中速机作为辅机，如果长时间低负荷运转可以造成：

（1）会导致废气“倒灌”：

尽管柴油机转速不变，由于增压空气压力低，进气阀提前角不变，仍然会导致废气“倒灌”，进气道很快污阻，换气质量变差。

（2）由于增压压力下降而是燃烧不良：

低负荷运行，尽管柴油机转速不变，涡轮获得能量较少。

增压器转速下降，增压空气压力低，进入气缸的空气量减少，过量空气系数 a减少，压缩终点压力、温度较低，导致燃烧不良。

（3）由于喷油压力下降而是燃烧不好：

辅机缸径较小，转速较高，但对重油的雾化要求更高。

低负荷运行尽管高压油泵柱塞运动速度不变，由于每循环喷油量减少，喷油压力仍会下降。

燃油雾化变差，燃烧边缓慢，不完全，更容易结碳。 

（4）增压器（进、排气）系统污阻进入恶性循环：

由于增压器压力下降和废气“倒灌”进气道污阻，使气缸进气不足，燃烧不良，柴油机功率下降。

而调速器为了维持规定的转速，则自动加大油门，在没有足够空气的情况下，喷入更多的燃油，使燃烧进一步恶化，造成排气道和涡轮污阻更迅速，成为恶性循环。

增压系统污阻，也会导致废气“倒灌”更严重，很快燃烧室结碳和进排气系统污阻等故障，造成排烟温度升高。 

（5）燃用的燃油品质越低劣，低负荷运转能力就越差： 

辅机缸径较小，转速较高，燃用重质油原本就比较不利。

低负荷运转气缸热状态变差，压缩终点的压力和温度进一步降低，更是导致重油着火、燃烧困难，更容易形成结碳。

总之，发电辅机不宜长时间低负荷运行。

问题找到后，对辅机的透平、扫气道、进排气阀、高压油泵等全面检查清洁后。

航行期间辅机两部运行改为单机航行。

轮机人员加强对辅机的维护保养。

经过一大段时间的观察，该轮的辅机温度恢复到说明书要求的范围内。 

五、结论与建议 

长期以来，相当一部分轮机管理人员的观念中存在着一种错觉，即如果将运转中的柴油机控制在较小的负荷范围内，安全系数就大些，就可以少发生故障。

对于辅机有些轮机长认为老龄辅机工况差，一台工作不安全，于是航行时也使用两台辅机并联工作。

其实这种观点是违反柴油机工作原理的。 

柴油机经常在低负荷区域运转容易引起故障增加、磨损增加、检修间隔缩短和机器使用寿命缩短等不利结果。

现在柴油机增压度很高。

燃用劣质重油，不宜长时间运行的低负荷区域又有相应的扩大，尤其是燃用与主机相同的劣质重油的新型发电机，更不允许长时间低负荷运行。 

参考文献

[1] ***康，中速柴油机的管理中的问题.[2] 马智宏，现代轮机管理[M].北京：人民交通出版社，1994.[3] 钱耀南，船舶柴油机[M].大连：大连海事大学出版社，1999

原创作者系：

青岛远洋船员职业学院    李成福

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