新主机一周后就开始莫名不断排温高,揉碎了轮机长、服务工程师、机务的心
某轮为17年7月28日出厂的新船,8月7日自国内开航往南美途中,主机就开始排温逐日升高。据当时在船的弟兄同我交流反映,主机排烟温度用不了几天就会偏高,一高船上被迫解体透平,解体后也就能管个几天。船上和厂家服务工程师多次查找原因无果,被迫一路采取清洁解体透平的手段维持航行。在此,经和相关当事人沟通,取得了一些资料,获取了整个事件的过程,在此整理出来供同仁参考,具有较大的参考价值。整个事件历时较长,信息量很大,颇花了些功夫整理,有兴趣的耐心读完,
8月7日船方报告主机相关运行参数如下:
今天14:30,从中国开往智利航行途中,主机所测参数如下:
船首吃水6.6米,船尾吃水7.7米。
主机转速90.2R/M, 航向094,风SW5级,偏顺,浪 3级,天气情况非常好。对水船速14.7节,对地船速15.8 节。
机舱温度 43℃,海水31℃,燃油温度130.5℃,压力0.838MPa;机油进机44.7℃,压力 0.508MPa;
扫气压力0.240MPa ,透平转速18053 R/M。
推力轴承47℃,中间轴承47℃。
调速器油门53.6%,主机负荷指示器53.7%(和调速器油门fuel feedback基本一致,是不是厂家将信号线接错了?),电脑显示 Est power(Fuel Cmd%*PRM%) 为78%。
从各参数来看,本轮主机排烟温度偏高,试车报告环境温度25.7℃,转速90,平均压缩压力113.8Bar,爆炸压力159.0 Bar,平均排烟温度349℃,我轮现排烟平均温度已超过400℃。
本轮主机在大致相同的气候条件及装载情况下,在相同的转速下主机负荷比某轮同类型主机要大。该轮在我们这种装载及气候条件下主机同转速时,调速器油门在48%左右,排烟温度最高380℃(可能和油门小有关系),但该轮比我轮吨位要大不少。我轮螺旋桨直径6200mm,螺距5519.00mm,主机90转时营运功率5250KW; 天禄轮螺旋桨直径6300mm,螺距5270.64mm,主机89.1转时营运功率5081KW。
本轮主机工况给我的总体感觉是负荷大,排温高。
8月15日,船方对主机相关参数报告如下:
今天10:00,从中国开往智利航行途中,主机所测参数如下:
船首吃水6.6米,船尾吃水7.7米。
主机转速89R/M, 航向096,风ENE5级,顶风,SW浪 4级,晴天。对水船速13.0节,对地船速13.2 节。
机舱温度 47℃,海水29℃,燃油温度133.2℃,压力0.824MPa;机油进机44.4℃,压力 0.517MPa;
扫气压力0.241MPa ,扫气进机温度35.4 ℃,透平转速17963 R/M。
推力轴承46.5℃,中间轴承46.6℃。
调速器油门54.3%,电脑显示 Est power(Fuel Cmd%*PRM%) 为79%。
这几天主机排烟温度一直在上升,FQS由0.6调整至0.2,也相应调整过喷油定时,效果甚微。主机透平及压气机每天冲洗,空冷器也冲洗过,废气锅炉每天吹灰,压差测量装置显示的压差都不大。透平吸气滤网压差0.4KPa, 空冷器压差15mbar,废气锅炉压差0.5KPa。
从这几天的情况观察,主机转速每上升一转,主机单缸排烟温度大概上升10℃左右。
问题1:这个型号的主机单缸最高排烟温度不能超过多少?排烟温度是机旁为准还是集控室电脑显示的为准?
问题2 :单缸排烟温度都高,从厂家的经验来看,是软件出了问题的可能性大还是硬件出了问题的可能性大?不可能所有缸的油头都不行吧?
有关船上的两个疑问解读:
1.对于RT-flex 机,单缸的最大排气温度是515度。单缸排温超过515度会报警,超过530度主机会自动降速!排烟温度一般以机旁直插排温表为主;
2.对于出厂的机器,软件重要的参数,像排气阀的开关角度以及可变排气阀开关角度都是锁定的,所以软件不可能出问题的。是不是硬件方面原因,还需借助截屏和性能参数进行分析。
目前的机舱温度已经达到47度,扫气温度偏高,排温确实会增加好多。但是目前的排气温度不会对排气阀造成烧蚀,这一点不用担心。
8月17日经和主管机务商榷及售后服务工程师建议,临时停车拆检了主机透平,结果如下:
主机停车后,检查了主机喷嘴环,拆检发现喷嘴环脏堵严重,都是黄褐色的固体,像是硫,排烟管也是黄色,清洁后装复。现已运转3个多小时,早上拆检前开到85转时排烟温度电脑显示最高达到490℃,现87转最高排烟温度最高400℃左右。应该说效果还是明显的,不过扫气温度和排烟温度相对于台架试车报告来说还是偏高的。我们担心过几天后工况又会恶化,我们燃油现在含硫量2.96%,目前我们消耗重油340吨左右。按比例消耗油里面含有10吨左右的硫份,我们需要采取哪些措施防止硫份形成固体?这样才能解决问题,是主机工况不好导致硫份析出堵住喷嘴环还是其他的原因?透平用核桃壳冲洗喷嘴环上的硫份还是不容易去掉,能否问问厂家在低负荷时改用用水冲洗?以前辅机透平也是这样冲洗的,为什么辅机工况良好目前没有喷嘴环脏堵现象,而主机就容易脏堵呢?以前遇到的都是辅机喷嘴环脏堵,对于主机透平喷嘴环短时间脏堵成这样还是第一次遇到。
售后服务工程师关于船方疑问的回复:
首先回答船上老轨的几个疑问:
疑问1:轮机长认为缸套有问题,活塞盘车至下死点,活塞头仍然挡住扫气口1/4流通面积,这必然导致扫气时间变短,扫气量减少,扫气质量下降,排烟温度大幅上涨。不知道其他几条船是不是也设计成这样。如果实在找不出其他原因,可以考虑将扫气口改装。
回复:S1238/39/40/41/40系列主机都是降功率的,功率点是CMCR 7000kw & 95rpm,核对图纸尺寸可以确认:
对应的压缩垫片是30mm,
在TDC的位置时,活塞突出高度为83mm.
扫气口的高度为112.2mm,
在BDC的位置时,活塞头伸出扫气口29mm
所以这个是没有问题的。
疑问2:缸套靠近扫气口上部的内壁有黑斑,是低温腐蚀还是燃气倒窜不能定论。我已将缸套水出口温度相应调高,并适当调整汽缸油注油量,扫气温度已经很高就不用调整了。本轮现用燃油含硫量2.96%,在试航后开缸检查也发现同样症状,那时重油含硫量0.45%,轻油含硫量0.0038%。
回复:缸套内壁扫气口上部有黑斑,这是燃烧产物遇到扫气空气,硫化物与扫气空气中所含水分在冷却的缸套内壁上产生化合物,黑斑主要成分是硫化钙和一些碳氢氧化物,这种现象短时间对缸套不会产生很大的危害,但是运行中需要注意以下:
参考燃油的含硫量,选用合适碱值的气缸油;
缸套冷却水温度适当调高;
调节合适的扫气温度;
定期化验扫气箱放残的残碱值。
目前船上所作措施是正确的!
疑问3:主机负荷指示器和油门指示一致,估计接错了,这会不会影响控制系统?比如油门指示53%, 控制系统会不会按负荷也是53%来调整相应的参数?这种可能性估计不大。
回复:这个不会。
疑问4:机舱NO3风机风量不大。机舱温度高,温度高和主机排温高也有关系。
回复:供风量不足,强行加负荷,排温是会快速增加的。
疑问5:关于燃油质质量怎样不能定论,现辅机及锅炉也用同种油,目前没有发现问题,从驳油,分油及油柜放残,及滤器清洗,目前未发现异常。我们将提高燃油分离效果,适当调整油温,每班加强油柜放残观察,有问题及时报告。
回复:油品不是主要原因,但至少是一方面原因。
疑问6:主机透平及排烟管也不能排除。前几天主机扫气压力上升,这两天又下降了,(估计和负荷及转速有关),如果喷嘴环脏堵,会导致排温上升及扫气压力升高。
回复:导致喷嘴环脏堵的原因:
排气背压太高;
油品质量差,燃烧产物太多;
喷油角度滞后,后燃严重。
上面几种原因都会让排温不正常增加。
根据船上发来的截屏和热力参数来看,各缸排气阀的工作正常,油头和ICU工作正常,另外船上也排除了角度偏移的问题。
目前存在的问题:
空冷器后的扫气温度与单缸活塞底部的扫气温度差值较大;
整体排温较高
建议换用MDO运行几个小时,尝试增加负荷,观察排温的变化,将爆压自动调整的功能关掉(单缸平衡的可以开着):
如果排温仍旧很高,要考虑检查船上的排烟系统以及废气锅炉的布置是否有问题;
如果排温可以降下来,可以完全排除油品的问题。