【船机帮】船舶试航主机典型故障的分析与排除

导读

主机作为船舶最重要的设备，虽然其监控管理系统高度自动化，但由于设备本身的故障或因误操作等原因，特别是在船舶试航期间，它的故障报警率也是比较高的，应及时准确的排除故障，确保试航船舶的安全运行，减少损失，避免更大事故的发生。

本文借助相关的理论分析和详尽的数据，结合实践经验，对9S50MC—C型主机在试航过程中出现的典型故障报警的分析排除作全面地分析和介绍。

 1、主要量度

总长182.80m

垂线间长170.20m

型宽 31.50m 

设计吃水7.70m

本船入DNV船级 、挂英国旗。 

2、主机的有关情况

本船主机为1台，是单作用、两冲程，可逆转、十字头船用柴油发动机，带2个涡轮增 压及空冷器。 

淡水冷却缸体、缸盖及排气阀。

油冷却活塞和喷油嘴阀。

压缩空气启动。

缸套冷却油系统采用的是新型电子注油系统。

船舶岸到岸航行时，主机可使用700Cst／50℃重油运行。 

制造厂                 韩国现代

型 号                   MAN—B&W9S50MC—C 

最大持续功率         MCR 14220kW

MCR时的转速        127r／min

标定最大持续功率    SMCR 14220kW

SMCR时的转速       127r／min 

优化点功率 O.P．    127980kW 

O.P.时的转速          122.6r／min

持续服务功率CSR=0.9MCR   12798kW

CSR时的转速          122.6r／min

缸数                     9

缸径                     500mm 

活塞行程                2000mm

CSR(O.P.)时燃油消耗 168.7g／kWh+5％

燃油低热值              42707kJ／kg 

汽缸油消耗(不考核)    1.1～1.6g／kWH 

滑油消耗 (不考核)      5kg／cy1.24h 

满足最新的 NOx排放标准

⚓ 1  集控室AMS报警监测系统显示主机1#、2#增压器出口温度高报警。(350℃为温度高报警) 

现场检查结果：

此时集控室MIMIC系统显示主机转速85.8r／min，辅助鼓风机运行，主机扫气压力为 0.038MPa；主机扫气温度为 32℃，主机 1#、2#增压器出口温度分别为360℃和 365℃。 

分析认为：

主要是主机处于低负荷运行，进入气缸的增压空气低而燃油无法完全燃烧形成后燃现象，从而造成增压器出口温度高报警。 

故障排除方法：

继续加大主机负荷，当主机扫气压力达0.07MPa后，此时辅助鼓风机自动停止运行，增压器出口温度报警消除。

⚓ 2  集控室AMS报警监测系统显示进主机空冷器冷却水温度高报警。(40℃为冷却水进机温度高报警)

现场检查结果：

此时主机正在加速，船舶航速达12kn，低温水系统温控阀温度设定为36℃，温控阀温度设定为36±6℃延时120s动作，海水压力为0.23MPa，进主机空冷器冷却水温度达46℃。 

分析认为：

主要可能是主机处于加速运行阶段并且加速太快，低温水系统温控阀温度设定比较高，温控阀动作允许偏差值较大，延时动作时间偏长，海水压力偏低。 

故障排除方法：

通知驾驶台，主机加速后，等运行平稳后再加速，通过关小海水排舷阀，调整海水压力至 0.26MPa，调整低温水系统温控阀温度设定为33℃，修正后的温控阀温度设定为 33±4℃延时80s动作，主机空冷器冷却水温度高报警消除。

⚓ 3  轴系接地装置的电压降值超极限值 (正常工作值为0—80mV，允许极限值 100mV)。

现场检查结果：

主机转速为122r／min，轴接地的电压表显示值为160—200mV。

主机停车后，检查轴系接地的2片抱箍的搭接口光顺，碳刷与抱箍的接触面清洁度良好，但碳刷与抱箍的接触不良，并且轴系接地的2片抱箍与中间轴贴合处有油迹，电工接线正确，轴系接地安装也正确。

分析认为：

碳刷与抱箍的接触不良及轴系接地的2片抱箍与中间轴贴合处有油迹造成电压降值超极限值。

故障排除方法：

用细砂纸紧贴中间轴的圆弧面，把碳刷放在砂纸上作圆周运动，直到碳刷的圆弧面与抱箍的接触良好，并对轴系接地的2片抱箍与中间轴贴合处油迹用丙酮清洁后再测试。

经测试，发现轴系接地装置的电压降值还是超极限值，测量碳刷的电阻是 0.6Ω，碳刷的电阻比较大，后经更换碳刷再测试，碳刷的电阻是 0.2Ω，轴系接地的电压降值在 40mV以内。

⚓ 4  集控室AMS报警监测系统显示主机4#缸排气温差大报警。

现场检查结果：

集控室MIMIC系统显示主机转速75.5r／min，主机4#缸排气温度为87℃，而其余各缸的排气温度都在200℃左右，检查4#缸排气阀的检查杆发现排气阀未工作。 

分析认为：

4#缸排气阀未工作，可能是排气阀高压油管阻塞或排气阀控制空气的气缸与气缸活塞间隙过大，造成漏气。 

故障排除方法：

主机停车，拆下排气阀高压油管是畅通的。

拆下排气阀控制空气的气缸后，发现排气阀控制空气的气缸壁有明显的锈蚀点，导致排气阀控制空气的气缸与气缸活塞间隙过大。

更换新的排气阀控制空气的气缸总成及密封圈，主机4#缸排气阀工作正常。

⚓ 5  集控室AMS报警监测系统显示主机4#、5#缸活塞冷却油断流报警。

现场检查结果：

集控室MIMIC系统显示主机转速为123r／min，进主轴承滑油压力为 0.198MPa，主滑油进机温度为46℃，主滑油泵工作压力为0.33 MPa，检查主机4#、5#缸活塞冷却油观察镜的流量情况，没有出现断流现象。

分析认为：

可能是传感器损坏或接线松动或是信号采集箱接线松动或对地有问题。

故障排除方法：

拆开传感器检查，发现传感器接线松动，安装好后工作正常。 

⚓ 6  集控室AMS报警监测系统显示主机1#空冷器扫气后温度高报警 (55℃为温度高报警)。

现场检查结果：

主机刚完成90％负荷，主机处于停车状态。

1#、2#主机空气冷却器冷却水进机温度为36℃，主机1#空冷器扫气后温度为56℃，主机1#空冷器扫气后温度为46℃。 

分析认为：

可能是活塞下行，刚好堵住进气口而造成空气冷却后气流不畅。 

故障排除方法：

运行辅助鼓风机后，报警消除。

 ⚓ 7  集控室 AMS报警监测系统显示主机高温水进机温度低报警(57℃为温度低报警 )。

现场检查结果：

集控室MIMIC系统显示主机转速为100.5r／min，各缸冷却水出口温度为73℃，低温水系统的温控阀设定为33±4℃延时80s动作，高温水系统的温控阀设定为80±4℃延时80s动作，造水机被打开运行。 

分析认为：

一般情况下主机90％负荷运行时，造水机才开启运行。

主机处于50％负荷运行根本不应该开造水机。

由于主机负荷低，造水机一开 ，造成主机高温水进机温度直线下降。 

故障排除方法：

马上停用造水机，主机高温水进机温度恢复正常。

 ⚓ 8  主机的空气冷却器的泄放量比以往大很多。

现场检查结果：

船舶开航后不久，集控室MIMIC系统显示主机转速为85.8r／min，1#增压器转速为 8140r／min，2#增压器转速为8150r／min，空冷器空气进口温度为125％，空冷器空气冷却后温度为31℃，现场检查中发现主机的空气冷却器的泄放量比以往大很多 。 

分析认为：

船舶开航前，刚下了一场大雨，潮湿的空气经机舱风机送到主机增压器，形成高温高压 的空气再经空气冷却器冷却后，形成大量的水珠，这样造成主机的空气冷却器的泄放量比以往大很多的事情。

故障排除方法：

天气转晴后正常。

 ⚓ 9  主机4#缸冷却水出口温度比其他缸温度高出5~8℃。

现场检查结果：

集控室MIMIC系统显示主机在50％负荷时转速为103r／min。

主机1~9缸冷却水出口温度，只有4#缸的冷却水出口温度比其他缸的温度高出5~8℃，各负荷阶段的各缸排温又都正常。

分析认为：

可能是异物堵塞冷却水管道所致。 

故障排除方法：

拆开4#缸的冷却水进出口管子及排气阀冷却水进出口管子后，检查发现冷却水进出口管子没有被异物堵塞，再把缸盖拆开吊起，把缸套拆下后发现冷却水管道被异物堵塞。

清理堵塞异物后，各负荷阶段的4#缸的冷却水出口温度与其他缸的温度相差1～2℃，故障排除。

⚓ 10  集控室AMS报警监测系统显示主机缸套水出口温度高报警。(85℃为温度高报警 ) 

现场检查结果：

集控室MIMIC系统显示主机作90％负荷试验时转速为124.5r／min，集控室MIMIC 系统显示主机每缸缸套冷却水出口温度高达 86℃，并且在继续上升。

低温水系统进主机高温水冷却器的温度是 32℃，低温水泵1#、2#运行，压力是0.30 MPa。(低温水系统的温控阀设定为 33±4℃延时80s动作，高温水系统的温控阀设定为80±4℃延时80s动作)，通过手动调整主机缸套水温度控制阀来调节水温，当把主机缸套水温度控制阀手动往关闭的方向动作并使温度控制阀处于中位，主机缸套冷 却水出口温度开始下降。 

分析认为：

可能是主机缸套水温控阀阀芯位置装错。

故障排除方法：

拆开高温水温控阀检查阀芯安装位置，发现阀芯装错。

调整安装后，主机运行至90％ 负荷时，每缸缸套冷却水出口温度都保持 在75℃左右。

⚓ 11  集控室AMS报警监测系统显示主机燃油压力低报警。

现场检查结果：

主机转速128r／min，机旁燃油压力0.45MPa，温度135℃，黏度12Cst，燃油单元1#输送泵压力0.40MPa，1#输送升压泵压力0.70MPa，燃油日用舱的储量为 20m³，燃油分油机处于运行状态，燃油日用舱至燃油单元的阀门处于开启状态，燃油单元至主机进回油管系的阀门都处于开启状态。 

分析认为：

可能是主机燃油回油管上的调压阀的调节顶丝松了。 

故障排除方法：

拆下调压阀并解体检查，发现调压阀的调压弹簧断裂为3小段，更换调压弹簧。

⚓ 12  主机1#、2#空冷器“U”型背压计压降相差比较大

现场检查结果：

主机转速为128r／min，1#、2#增压器转速分别为14928r／min、14925r／min，1#、2# 空冷器空气冷却进口温度分别为 245℃ 、250℃， 1#、 2#空冷器冷却水进机温度为34℃ ，1#、2#空冷器冷却水出机温度分别为46℃、48℃，1#、2#空冷器 “U”背压计显示压降分别为150mmH₂O、200mmH₂O。 

分析认为：

可能是空冷器与U型背压计之间的连接管泄漏或空冷器堵塞。 

故障排除方法：

检查空冷器与U型背压计之间的连接管，发现其中的1个接头松开。锁紧接头后，1#空冷器“U”型背压计显示压降为180mmH₂O，与2#空冷器的压降基本一致。

⚓ 12  主机气缸油泵出 口压力波动大。

现场检查结果：

1#气缸油泵处于自动主用位置，2#气缸油泵处于备用位置，气缸油泵出口压力为4.5MPa，但向各气缸供油后压力降至3.3MPa，泵吸入口处的压差表显示正常。

当2#气缸油泵处于自动主用位置，1#气缸油泵处于备用位置后，气缸油泵出口压力为4.5MPa，但向各气缸供油后压力也是降至3.3MPa，泵吸入口处的压差表显示正常。

分析认为：

可能是某缸注油电磁阀卡阻，引起内漏，也可能是某缸储压罐内的氮气泄漏，导致储压罐起不到注油的压力缓冲作用，从而引起压力波动。 

故障排除方法：

在对每个缸 的注油电磁阀拆下后发现其中 1个电磁阀的阀芯有拉毛现象，同时也发现其中某1个缸的2个储压罐内的氦气泄漏。

通过修复电磁阀的阀芯及向2个泄漏氮气的储压罐内充足0.20MPa的氮气后，把1#气缸油泵处于自动主用位置，2#气缸油泵处于备用位置，气缸油泵出口压力为4.5MPa，向各气缸供油后压力为4.46MPa。 

当2#气缸油泵处于自动主用位置，1#气缸油泵处于备用位置后，气缸油泵出口压力为 4.5MPa，向各气缸供油后压力为4.45MPa。

向各气缸供油后正常允许波动值为 0.05～0.10MPa，故障排除。 

虽然该船主机运行管理高度自动化，但为了设备的安全运行，特别是在船舶试航期间，我们应加大监视及巡检力度，及时发现异常，并在第一时间采取有效措施把故障消除，为船舶试航安全提供有力的保证。