【船机帮】某船发电柴油机排气温度过高故障分析及排除

导读

柴油机排气温度过高主要是燃油在气缸内燃烧不完全而在排气管中发生二次燃烧。排气温度过高会影响柴油机的正常工作，例如造成排气管破裂引起火灾、活塞与气缸的气蚀磨损、气阀烧蚀等故障，导致增压器的转速降低，增压器效率下降，进而造成充气系数降低，不能正常工作，不仅会影响柴油机的安全性与稳定性，还会降低柴油机的经济性。

本文对船舶发电柴油机排气温度过高这一故障现象进行实例分析，查找故障原因，提出排除故障的对策。

一、故障现象 

某船舶发电柴油机型号为KHDBA6M528，额定功率为300KW，标定转速为 650r/min，增压器型号为VTR200，脉冲增压。

该发电机在相同负荷转速下，各缸排烟温度明显高于其他两台。

经初步检查，发现燃油表、滑油表、冷却水压力表的读数均正常，增压空气压力表、转速表损坏，不能正常显示；增压器涡轮侧透平油乳化且颜色变黑，发电柴油机冒黑烟。 

二、故障原因分析 

排气温度是反映发电柴油机热负荷大小的重要参数，影响排气温度的主要是换气质量和燃油喷射与燃烧质量；

在发电柴油机管理中，影响换气质量的因素主要是废气涡轮增压器故障、进气系统泄漏、空气冷却器堵塞与脏污、进气总管着火、气道脏堵、排气阀故障；

影响燃油的喷射与燃烧质量的因素主要是燃油质量问题、各缸负荷不均匀、喷油器雾化不良、喷油正时问题。 

在解决发电柴油机排气温度过高时，如果盲目逐项查找故障原因，会花费大量的精力。

笔者认为，在分析发电柴油机排气温度过高时，首先要分析的是整机排气温度过高还是个别缸排气温度过高。 

当个别缸或者几个缸发生排气温度过高时，应该检查：

（1）排气温度表是否有误差或者损坏；

（2）喷油压力是否过低、定时是否滞后；

（3）喷油泵管道或者调节机构有无卡滞；

（4）扫排气口是否脏堵，扫排气阀有无泄漏；

（5）气缸压缩压力是否正常；

（6）各缸负荷是否正常。 

当整机排气温度过高时，应该检查：

（1）增压器提供的增压空气压力、流量是否正常；

（2）空气经过中冷器的压降是否超过正常值；

（3）进气温度是否过高、柴油机是否超负荷；

（4）增压器进气滤器是否脏堵；

（5）燃油喷射粘度是否合适（检查预热温度）。 

对于投入使用不长的发电柴油机，发生排气温度过高一般是单一原因引起的，可以针对性地检修。

老旧的发电柴油机需要综合分析，各个参数的全面分析是解决问题的关键。 

三、故障排查及处理 

1.喷油器雾化不良 

雾化加热温度太低，不能满足喷油器对燃油雾化粘度的最低要求以及喷油器故障等引起雾化不良，燃烧不完全，造成耗油率加大，排温升高。

对发电柴油机排温最高的1号缸进行拆卸，进行雾化检查，发现其气阀压力为2150Pa/cm²，小于说明书规定的2850Pa/cm²，而且发现油头有滴油现象，立即更换此喷油器，实验后其排气温度与其它各缸一致，1号缸排气温度明显下降，雾化不良一般发生在个别缸，不会发生在所有缸，同时根据各缸的排气温度基本一样，说明各缸的喷油量基本一样，可以排除雾化不良引起故障现象。 

2、船舶柴油机负荷 

柴油机负荷增加，充气系数降低，燃烧速率降低，耗油率增加，排气烟度急剧变浓，如果继续加大供油量，没有完全燃烧的燃油将在排气管中发生二次燃烧，此时柴油机会冒黑烟，排气温度升高。

1号缸更换油头后，排气温度降低到与其他各缸基本一致，说明所有缸喷油量基本相同，排除柴油机负荷不均引起故障。 

3.燃油质量 

燃油的质量不合格，导致雾化不良，燃烧恶化，排气温度升高。

该发电柴油机使用的燃油与其它两台一样，经查副机日志，该柴油机使用的燃油一直没有改变，燃油温度也一直恒定，之前也不存在排温过高现象，因此可以排除燃油质量问题。 

4.喷油正时检查 

如果喷油正时调节不正确，引起喷油过迟就会引起燃油在缓燃阶段没有来得及燃烧，而在膨胀阶段燃烧。

后燃会引起工质的膨胀比减小，排气温度升高，机器的热效率下降，热负荷增加。

经过查看副机日志，各缸的排烟温度基本一样。

检查机器各缸的高压油泵的油门刻度都在同一位置，各缸的喷油提前角均为15°，与说明书一致，在此条件下，进行试车，排气温度仍然居高不下。 

5、气阀故障分析 

气阀发生裂纹或者关闭不严，造成漏气，会引起二次燃烧，造成排气温度升高。

对气阀进行检修，调整气阀间隙，测量各缸示功图，经过比较最大压缩压力都正常，基本可以排出气阀和缸内漏泄的可能，试车后，排温仍然变化不大。 

6、空冷器检查

空气冷却器空气侧脏堵，进气总管空气压力降低，进气量减少，排气温度升高；空冷器海水侧冷却效果不佳，进气总管空气温度升高，密度降低，排气温度升高。

对空气冷却器清洗、检查、试压，清洗空冷器海水侧与空气侧换热面的杂质，保证空气流通与空气足够的冷却效果，经过试车检查，温度没有明显降低。 

7、增压器检修 

增压器的轴承与轴封处被污染，致使轴承烧损，转子转动受阻，进而转速降低，增压压力降低；涡轮叶片变形、损坏都会导致转速下降，增压压力下降，柴油机发生不完全燃烧，排气温度升高；压气机进口滤网与扩压器通道污损导致压气机叶轮背面封漏气，新鲜空气与废气混合一起排入空气中，导致压力下降，排气温度升高。 

鉴于此，拆检废气涡轮增压器，由于滤网不久前清洗过，经查滤网比较清洁，排出滤网脏堵引起排气温度升高的可能。

检修过程中，从涡轮侧的透平油观察孔发现油质变黑，且涡轮的轴承烧毁。

透平油变质原因主要是由于气封不足，引起废气进入透平油中并在轴承处结碳，碳粒混入透平油中，致使轴承不能得到充分的润滑，摩擦生热，轴承烧毁，转速下降，致使增压器的压力降低，排气温度升高。

同时发现轴封处、喷咀环有结碳、涡轮的废气通道污损，主要是燃烧不良所致，轮机员对脏污的位置进行清洗，更换了轴承，试车后柴油机排温恢复正常，排气温度如表 1 所示。

四、结束语

通过对发电柴油机排温过高故障的分析与检修，总结出1号缸排温过高是气阀压力过低同时伴随油嘴漏油现象，导致排气温度过高。

另外整机排气温度过高主要是两个方面原因，一是涡轮的透平油变质，引起轴承烧毁；二是涡轮的废气道污染损坏，导致喷嘴环结碳。

以上两方面的原因使废气涡轮增压器效率显著降低，压气机不能提供足量的空气，引起燃烧不完全，最终引起机器的排气温度升高。

轮机员除了一般的维护保养工作之外，还要注意以下几点预防措施:

（1）确保合适负荷。

柴油机不能长期低负荷运行，否则会导致增压器涡轮侧气封不足，透平油变质，轴承损坏，增压器转速降低，扫气压力降低。

（2）做好透平和空冷器的维护工作。

定期对增压器清洁，如果条件准许，用清水对涡轮端清洗，空冷器用化学清洗剂清洗，定期检查空冷器压差。

（3）定期对扫气系统清洁，缩短清理周期，清洁气口时，检查口琴阀是否完好。

（4）定期检查油头、高压油泵，使之处于良好工作状态。

（5）平时船舶保养过程，注意更换锈蚀的海水管路，减小空冷器海水侧的压力损失。

柴油机排气温度过高的原因比较多也比较复杂，必须认真多方面的分析与排查，找出主要原因，才是解决故障的有效途径。