船舶柴油机扫气箱着火分析及预防措施 - 图文(3)

2019-03-10 18:42

3.2.2、 燃烧室部件

燃烧室部件是柴油机中最重要的部件,包括活塞组件、气缸盖组件、气缸组件。当活塞处于上止点时,由气缸盖底面气缸套内表面及活塞顶共同组成的燃料与空气混合和燃烧的这一空间称为燃烧室。

4、扫气箱着火的原因分析及故障的排除

4.1、扫气箱着火原因分析

扫气箱着火的原因很多,主要分为以下几个方面: 1)扫气温度升高。

例如空气冷却器脏堵;扫气压力降低,排气倒流;气缸燃气泄漏而引起扫气箱着火; 2)燃烧系统

(1)燃烧不良。例如喷油器工作不正常,影响雾化和喷射;燃油过冷,预热不够;喷油泵定时调整不当;柴油机负荷急剧变化,暂时进气不足,燃烧恶化;扫气系统污染造成气缸进气不足等等引发扫气箱着火;

(2) 燃烧产物泄漏。例如活塞环磨损,卡住和断裂;气缸润滑不良,密封性变差;气缸摩擦表面损坏,纵向沟纹泄漏;负荷急剧变化,引起活塞环密封效果变坏,从而引发扫气箱着火;

3)外界因素的影响

(1) 大转速赶航班,此时柴油机在高负载、大功率下运转,极易因为某一缸的状态不佳,燃气向下窜而造成扫气箱着火;

(2) 风浪天气航行时,轮船上下左右颠簸起伏。当尾部下沉时,负载增大,油门自动加大,转速下降,柴油机处于大功率,低转速下运行;当尾部上升时,情况相反,此时柴油机在交变负载情况下工作,最易引起工况薄弱的缸扫气箱着火。此时管理者不要盲目开大转速,一定要降速航行,同时最大油门限制必须调小,维持航向保证安全,等风浪小时再恢复原车速;

(3) 网缠绕桨叶。由于近洋海域渔网较多,船在近洋线上走,桨叶被缠绕的机率多。一旦桨叶被缠绕,柴油机的负荷增大,转速下降,扫气压力降低,造成燃烧恶化,引起扫气

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箱着火。识别的办法主要通过观察油门刻度所对应的转速,以及海浪的影响,与正常时进行比较;或船体、主机、尾轴有否异常振动等。如发现异常,可采用倒车的办法处理。

4.2 故障的排除

故障发生后,对柴油机进行了盘车检查。盘车检查过程中,发现活塞环第一道环无弹性,其它活塞环弹性也不是很好,而且表面呈现黑色,于是大管轮决定第二天对三号缸进行吊缸检查。第二天吊缸后发现第一道活塞环已经断裂,其他活塞环测量后搭口间隙后,发现已经超出说明书容许的范围,气缸套活塞运行至上止点时第一道活塞环所处位置处有一个小凸台。测量缸套圆周度后发现缸套磨损量在说明书容许范围内,轮机长和大管轮研究后决定用砂轮机将凸台打平,更换备用活塞,并将所有活塞环换新,同时将扫气口用锉刀做适当锉削。之后将此缸装复。

5、扫气箱着火征兆及着火后的处理方法

如果发现某个气缸工作状态变差,如排烟温度开始升高,每次测取的压缩压力和爆炸压力较平时或其它气缸低,在清洗扫气箱发现油泥渣增多或缸套出现划痕,航行时触摸扫气箱道门温度升高,这就说明该气缸的扫气箱即将着火,此时应选择单缸减油门或增减高压油泵底部垫片来调整。扫气箱一旦着火,管理者不要惊慌失措,首先通知驾驶台,降低油门,维持船舶航向,马上通知轮机长到达机舱。如果海况允许,停车、待降温后清洗扫气箱或吊缸处理;如果海况不允许,此时要单缸性停油或最大限度地调小该缸的油门,同时,采用蒸汽灭火。火熄灭后,可适当调大一些油门,但管理者要时刻观察,防止该缸扫气箱重复着火,维持到海况允许后处理。等到停车检查时,打开扫气箱,盘车检查气缸活塞组件等有无烧损现象,并在活塞杆上涂以滑油。

6、预防措施

1) 每班把扫气箱的排放阀逐个打开一会儿,以放泄残油; 2) 定期检查清洁扫气空间,避免扫气空间内积聚油污过多; 3) 在部分负荷时,减少气缸油的注入量;

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4) 使扫气温度恒定,不使其升高;

5) 避免长时间低速运行,低速运行将造成燃烧不良; 6)避免超负荷运行,超负荷加剧磨损和燃气泄漏;

7) 在大风浪时降低柴油机的转速,避免负荷突变的范围过大; 8) 正确调整喷油器的雾化状态和喷油泵的喷油定时;

9) 定期检查活塞环的状态,对磨损、断裂和粘着的活塞环及时更换;

10) 定期检查气缸套的磨损,圆度和锥度情况,超过磨损极限时应及时更换和修理。

7、日常管理措施

7.1扫气系统日常管理措施

扫气压力和排气温度,是评价柴油机状况的重要参数。扫气压力受到机舱环境温度、增压器转速、滤网和中冷器结垢程度等影响;排气温度受增压器喷嘴环、涡轮叶片以及废气锅炉烟管脏污程度所影响,所以平时要加强对这些设备的维护和管理。对于机舱鼓风机,平时要定期测量电机绝缘,更换轴承,保证鼓风机高效运行,降低机舱环境温度,使其不超过45℃。对增压器的管理,除了尽量使各缸燃烧完好外,建议每到5000小时要拆检增压器一次,清洁保养喷嘴环、叶轮等。对中冷器,每过8000-10000小时要化学清洗一次。管理者平时可通过测取柴油机平均有效压力、增压器转速、空冷器U型压力差、扫气压力、进出中冷器空气温度、海水温度等数据对照说明书来综合分析判断,制定正确的维护保养周期。对于气阀定时,也要视情制定检查周期,防止因凸轮磨损或其它原因造成气阀延迟开启,提早关闭,排气不完全影响燃烧,严重时燃气倒窜造成扫气箱着火。对增压器辅助鼓风机的电机,除了定期保养外,一定要备一至二台在船上,以备应急之需。

7.2喷油器的日常管理措施

在日常的维修保养中,根据柴油机的运行状况,对喷油器进行定期的预防性检查和不定期的诊断性检查,以保证喷油器始终能提供良好的喷油质量。检查的内容包括:启阀压力,雾化质量和针阀偶件的密封性。对于不同机型的柴油机,其值一般在20-35MPa之间。喷油器长期使用后,启阀压力可能因调节螺钉松动,弹簧折断或卡阻,顶杆与针阀磨损或卡阻等原因而变动,因此必须经常进行检查;喷油器密封性检查包括针阀与针阀体柱面和针阀与阀

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座两处密封性的检查。

7.3 燃烧室部件的日常管理措施

7.3.1活塞和活塞环的管理措施

活塞头部与燃气接触,承受高温和高压。活塞裙部与气缸套接触,产生摩擦和磨损。活塞头和活塞裙分别用耐热合金港和耐磨铸铁制造,然后用螺栓联接。活塞头的顶部呈下凹形,利于扫气和受热后自由膨胀,也利于燃油和空气混合。在活塞头的侧面车有四道镀铬的活塞环槽,构成活塞环带,以装配活塞环密封燃烧室。活塞采用滑油冷却。活塞环受到高温高压燃气的作用,而且在工作中被活塞带动相对于气缸作往复运动,由于气体压力,活塞环往复运动的惯性力和气缸套间产生的摩擦力,活塞横向震动和气口挂碰等作用使活塞环在环槽中产生十分复杂的运动。活塞环在高温下工作,润滑条件较差,在环槽中的运动又复杂,使它与气缸套,活塞环槽之间产生严重的摩擦和磨损。活塞环因震动,与气口挂碰,弹性张合扥作用有可能产生裂纹或折断。活塞环必须封住活塞和气缸套之间的间隙,这种密封是靠活塞

图5.主机活塞

环自身的张力和作用在活塞环上面和背面的气体压力来实现的。如果由于活塞环选配间隙太大或太小,或磨损太甚,活塞环槽磨损后变宽或形成台阶,气体压力就无法迫使活塞环压向活塞环槽平面和压向气缸套内壁,不能形成良好的密封,造成漏气。其结果会使活塞环和活塞环槽大量积碳,纵而使活塞环不能在环槽内活动;或环槽内积炭使活塞环在交变的弯曲下

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断裂,燃气漏泄,促使油膜破坏,导致气缸套磨损加剧;燃气下窜,引起扫气箱着火。预防的措施:一是加强气缸内部定期的检查,通过人进入扫气箱,盘车检查,并做好记录;二是通过记录数据的比较和现场观察,一旦发现活塞环粘住、折断、活塞环槽断裂,或缸套拉痕严重,马上进行吊缸。建议扫气箱内部检查周期为400-600小时,活塞检修周期为2000-3000小时。勤检查,及时发现,早做处理是预防扫气箱着火非常有效的措施之一。

7.3.2气缸套的管理

活塞环-气缸套是柴油机中重要的具有往复运动的部件。活塞环与气缸套受到高温高压燃气的作用和冲刷,产生很大的机械应力与热应力,且工作表面也受到严重的摩擦。在工作中主要防止缸套过度磨损和椭圆度、锥度的产生。吊缸时,注意检查缸套注油有否堵塞,平时值班要注意注油器上观察管玻璃有否裂纹,止回阀钢珠有否跳动等等。测量缸套时要注意二个参数:一是磨损量;二是椭圆度、锥度。当这两参数同时超限时,椭圆度、锥度大的这缸要先换新。另外,可以采取以下途径来减少气缸套的磨损:

1 ) 加强燃油和燃烧的管理。燃油质量及其燃烧质量对缸套磨损影响很大,加强燃油品质的选择和净化处理科有效的防治和减少腐蚀磨损和磨粒磨损;

2 )保证良好的气缸润滑条件;

3 )关注气缸冷却水温度。冷却水温度过高或过低都会加剧缸套的磨损。加强冷却水的管理和定期进行水处理,注意水温的变化和调节使水温保持在要求的温度范围内等;

4 )保持活塞与气缸套之间的正常配合间隙。活塞运动装置具有良好的对中性,是其正常运转的重要工艺条件,定期吊缸,检测与调整活塞与气缸之间的配合间隙,以免产生敲缸,拉缸等故障。

8、结论

经过对船舶柴油机扫气箱着火原因的探讨,找出了各种可能导致扫气箱着火的外因以及内因,并且对此提出了一些预防的措施。而从这些导致扫气箱着火的诱因来看,只要平时做好维护保养工作,在大部分情况下,扫气箱着火是可以避免的,除非遇到不可抗力的作用。

此外,在平时应该认真做好维修保养工作,特别是做好喷油系统及燃烧室部件的管理,定期的清理扫气道及扫气箱,不让可燃物在里面堆积,就可以有效的防止扫气箱着火。

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9、致谢

通过为期四个月的船上实习,本人顺利的完成了毕业论文,在这里,要感谢指导轮机员蔡少良先生以及轮机长贺孝明先生。在两位师傅的帮助和教导下,让本人学到了很多实际的操作技能。

指导轮机员在本人实习过程中给予了很多的帮助,在平时的工作过程中,他认真地讲解各种机械的工作原理以及常出现的故障及解决的方法,还在休息的时间不厌其烦的解答本人的疑惑。

此外,在撰写毕业论文的过程中轮机长给予本人很多的帮助,在选题以及实际的写作过程中都给了很多的建议和意见。在此,本人真诚的感谢两位师傅,对他们致以最崇高的敬意和最真挚的谢意!

【参考文献】

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