某轮主机排烟温度高，原来是这么回事

一、故障概况

某轮主机型号为：MITSUBISHI 6UEC50LSⅡ。某航次执行中国-地中海航线任务，主机全速航行。某日下半夜，主机突然出现报警并自动减速，值班轮机员睡梦中惊醒，立即查看监测报警屏，发现为主机NO.5缸排烟温度过高（达425℃），超过排烟温差限制而引发自动降速。值班轮机员随即将这一故障报告轮机长。轮机长随后立即下到机舱查看，发现除NO.5缸外，其他缸排温正常，轮机长决定尝试临时采用调小NO5缸油门的方法降低排烟温度，维持航行。但2个小时后，NO.5缸排温再次升高至412℃。随后轮机长与驾驶台电话沟通，确认为开敞水域，经船长同意后减速停车，临时漂航查找故障。

二、柴油机排烟温度高的常见原因

1.排气阀泄漏：排气阀泄漏将造成压缩压力降低，由于新鲜空气量减少和发火延时而产生后燃，并且在燃烧过程中产生漏气，使没有燃烧完全的高温燃气进入排气管，使排烟温度急剧升高。
2.喷油定时：喷油提前角过小，造成喷油过迟，燃烧滞后，排烟温度升高。

3.排气定时：排气阀过早打开，汽缸内还没有完全燃烧的燃气进入排气管产生后燃。

4.排气阀开度不足：排气阀开度不足导致换气不良，气缸内新鲜空气注入过少，造成燃烧不良，后燃加剧。
5.喷油器雾化不良：喷油器雾化不好，使燃油在汽缸内不能短时充分燃烧而造成在排气管内后燃。

6.喷油器安装：喷油器在安装过程中垫片处理不当，垫片过厚或原垫片没取出又加入新垫片造成过厚，使喷油器喷油位置不对。
7.压缩压力：①汽缸盖与汽缸套之间的垫片过厚，造成汽缸气容增大而压缩压力降低，使发火滞后产生后燃；②活塞环或缸套磨损造成压缩压力降低，汽缸内新鲜空气减少，使得发火滞后产生后燃。
8.增压器：①增压器的轴承损坏，使其转速降低，扫气压力也同时降低；②增压器空气滤网脏堵、压气机叶轮、喷嘴环、废气叶轮以及压气叶轮积碳或脏堵，这些都会使增压器增压压力不足而不能使燃油充分燃烧。
9.出油阀故障可能造成二次喷射而产生后燃，使排温升高，或者表现为由于单缸做功少，导致其他缸负荷增加。

10.空冷器：①空冷器冷却水管积垢堵塞，使其热交换能力降低而使增压空气进机温度升高，最终导致排温升高；②空冷器气侧堵塞使增压空气压力低，进入汽缸的空气量不足，使燃油不能充分燃烧而产生后燃使排温升高。

三、故障原因查找分析

1.其中增压器和空冷器是影响柴油机普遍排温偏高的两项重要因素，如果空冷器出现堵塞，轻则主机排温升高，重则主机在未加负荷时就已无法使用，导致船舶停航。从本轮主机故障情况看，仅仅NO.5缸出现非正常状况，因此可完全排除空冷器和增压器问题。

2.将2只喷油器拔出泵压，发现启阀压力略微偏低，调整后检查雾化良好。

3.打开NO.5缸扫气箱道门，从扫气口观察气缸和活塞状况，发现并无断环和异常磨损现象。

图1 排气阀蚀穿情况

4.考虑到喷油定时和排气定时出现问题的几率较小，联想到故障时，测取示功图，NO.5缸压缩压力较其它缸略低，感觉问题很可能出在排气阀上。随后将NO.5缸排气阀拆出，发现排气阀阀面蚀穿约1cm宽破洞（如图1）。于是更换备用排气阀组，恢复航行，排温恢复正常。

四、排气阀蚀穿原因分析

1.排气阀蚀穿的主要原因是排气阀密封不严，造成高温燃气漏泄，使该处严重过热，严重时可使该处熔穿一个大洞。造成排气阀密封不良的原因有：

(1)由于阀盘不同部位受热、散热条件不同，阀盘圆周上的温度分布不均匀。即靠气缸中心的部位温度高，而靠缸盖外侧的温度低。温差大会造成阀盘变形翘曲而漏气。

(2)排气阀阀盘及阀座密封锥面沉积一层混有炭粒的玻璃状物质。这些物质主要由Na2SO4、CaSO4、Fe2O3、V2O5，等组成，它们的成分主要来自重油中的杂质。玻璃状沉积物性脆。当沉积厚度较大时，在闭阀时的撞击下该沉积物会产生裂纹，反复撞击后进而发展到剥落，从而形成高温燃气喷口使气阀烧损。

(3)普通气阀密封锥面在工作温度下硬度并不很高，沉积的硬质燃烧产物颗粒在闭阀的撞击下，可使密封面出现凹坑，也可能造成漏气。

图2 三菱主机排气阀与其它品牌主机排气阀比较

2.三菱6UEC50L主机排气阀与其它品牌不同的是，其主机排气阀杆上无旋阀转翼装置（如图2），导致排气阀杆一直在一个位置上下运动，容易造成周向上受热不均，局部过热而加剧烧蚀，属于设计上存在缺陷。

五、经验小结

排气阀是柴油机的重要组成部分，其工作性能的好坏直接影响到主机的正常运行。因此，轮机管理人员应当关注以下几点：

（1）航行时认真巡回检查，注意排温变化。在外界海况和主机负荷不变的前提下，如某缸的排烟温度出现逐渐上升的趋势、声音异常等情况时，应及时采取措施，防止故障进一步扩大。
（2）平时加强对喷油器的维护管理，确保喷油器工作正常。若喷嘴雾化不良，吊出排气阀时，可明显看到距喷嘴最近的阀座内侧，成对角状堆积大量的结碳和未烧尽的燃油混合物，表面成液态状，且向下流到密封平面上，导致高温下碳化，这些结碳，可能就会成为气阀烧蚀的始作俑者。
（3）轮机员必须严格按照船舶柴油机说明书要求，定期拆检排气阀，缩短排气阀保养周期，保养时最好将空气弹簧活塞各相关O-RING换新，防止气阀关闭不严或延迟关闭。动力油活塞拆出检查，必要时更换活塞环，防止漏油，导致气阀延迟开启或关闭迅速（关闭阻尼过小容易造成气阀敲击）。

（4）阀盘与阀座面上均堆焊有耐热合金，一般厚度为3mm 左右，拆检时按说明书要求进测量，当最大研磨量Gt>2．0mm，气隙G3≤O时此阀不能再用。
（5）对于阀座或阀头密封面有瑕疵的，应进行人工或磨阀器研磨。为避免在使用磨阀器研磨时因波动引起阀盘表面出现振颤的情况，应尽可能不在船舶航行时研磨排气阀，如果条件允许，尽量在码头或交由专业厂家进行研磨工作。
（6）合理调整分油机分油流量和分离温度（在保证油够用的情况下，尽量以最低流量分离，分离温度视情采用较高值），提高分油机分离效果，减少燃油中杂质的存在。（部分素材及图片由大管轮刘新提供）