船机故障心莫慌，遇事不决船机帮
导读
通过对某轮主机增压压力过低的故障分析，找出了故障的原因并提出了控制对策。
一、故障简介
该轮主机为SULZER 6RD 68 大型低速二冲程十字头式柴油机，额定功率为 5200KW，额定转速为140rpm，定压涡轮增压，并设有两台22KW应急电动鼓风机。
某年5月17日在航次检查时发现主机各缸排烟温度升高，增压压力较以前明显下降，增压器喘振。
与上次坞修后运行参数比较如表1、表2所示
由表1、表2 可以看出，在目前状态下，增压压力下降了1.0-0.8=0.2bar，排温升高了410-380=30℃，增压器转速下降了 11800-11000=800rpm之多。
增压压力的过分降低，一方面使得进入汽缸的空气量减小，在循环供油量不变的情况下，使得过量空气系数减小，后燃加剧，各缸排烟温度升高；
另一方面使得汽缸的热负荷加大，从而使缸内结碳，润滑不良，易引起活塞、汽缸盖、汽缸套等处发生故障。
二、原因分析
1、该主机增压压力的下降主要是由于增压器转速下降所引起的。
如果排气阀开启提前角过小，缸套过度磨损漏气，喷油提前角过大等等引起废气能量不足导致增压器转速下降，通过检查这些因素排除了。
2、空冷器是增压系统的重要组成部分，应经常清洗。
因为空冷器脏堵，增大了气体流经空冷器时的阻力，引起增压压力降低（根据说明书的要求每运行2000小时，就要清洗一次，而这台增压器已有5000多小时没有清洗）故此值得怀疑。
另外，空冷器的冷却水侧，会因为结垢和腐蚀而降低冷却效果，进而削弱对进气的冷却，导致汽缸的热负荷增加，燃烧性能恶化，最终导致增压压力的降低。
但通过表 2 可知扫气温度基本未变，说明空冷器工作基本正常。
3、在增压系统中影响增压器功率的因素有许多，通过公式（1）
可以看出，当 Gt、ηt、Tt﹡、Pt﹡减小，P2 增大时均可使得输出功率降低，增压压力随之降低。
由于主机油门刻度未变，主机转速也几乎未变，而排气温度升高，故可认为Gt、Pt﹡ 几乎未变，Tt﹡升高，而废气锅炉刚刚吹灰，故P2 不应该增大，引起输出功率 P t 减小的因素很有可能是ηt的降低，即增压器本身存在故障：
（1）增压器涡轮端如果脏堵将使废气进入增压器的量减少。
从记录中我们可以看到，该增压器已经持续运转了 6500小时，远远超出说明书规定的时间（4000 小时）；此外，由于汽缸燃气中因燃烧而产生的钒、钠化合物和没有完全燃烧的碳粒在通过喷嘴环和涡轮叶片时，附着在通道的表面，随着柴油机长时间的运转，附着物越来越多，使得喷嘴环和涡轮叶片通道面积越来越少，流阻增加，增压器效率下降，从而导致增压压力下降。
另外，若增压器废气通道漏气或密封装置损坏将使废气进入增压器的量减少也会导致增压器输出功率下降，增压压力降低，通过检查未发现有漏气的地方。
（2）增压器压气机进气滤器堵塞，进气量减少也会引起增压压力下降；在压气机的工作叶轮与隔热墙之间设有密封圈，如因磨损失效或损坏而未能及时更换，就会导致压气机出口空气泄露量增加，增压效率下降，增压压力下降。
研究和实践证明，涡轮机前废气温度越高，废气中可利用能量就越大，涡轮机前后温差也因变大，而由表2可知涡轮机前后温差未变，故可知是由于流阻变大，使一部分动能变为热能，使增压器效率下降，但由于涡轮机前的废气温度升高而使温差未变，故这不是涡轮机功率下降的主要原因，使增压器效率下降的主要原因必定是机械方面的原因。
增压器由于高速运转，轴承易磨损，轴封处易污染，此外增压器滑油的变质易引起轴承的异常磨损，这些都使增压器的机械磨损加大，机械效率下降，增压器转速下降，扫气压力下降。
透过观察镜检查发现油腔内滑油已经变黑，但仅此一点并不能说明轴承的损坏，因为实际工作中滑油工作一段时间就变黑亦属于正常。
因主机运转，无法拆检，有待于停车后拆检。
三、处理方法
由于赶船期，不允许停船检修，而保持此状况运行必将导致系统的工作进一步恶化，甚至造成严重的后果。
故采取如下步骤：
1、降低油门至 5.5，开启两台辅助鼓风机继续运行；
2．对压气机、涡轮机和空冷器进行清洗采取上述步骤后，虽然扫气压力进一步降低，但排气温度下降至正常值附近，稳定后的工作参数如表3所示：
到港停航后，立即拆检：
（1）放掉滑油，拆下两端盖，发现压气机油腔较脏，推力轴承有较大磨损，转动转子，发现叶轮有晃动，用力压叶轮时，叶轮与前后壳壁有触碰。
据此可判断，由于推力轴承磨损严重，增压器运转时摩擦阻力过大，从而造成增压器输出功率下降，扫气压力下降，造成主机整体排气温度升高。
由于磨损严重，原轴承已不能使用，决定换新。
（2）全面解体，发现涡轮机喷嘴环和叶轮较脏，喷嘴环上结碳，这也是引起涡轮机效率下降，扫气压力下降的原因之一。
检查压气机叶轮有积灰但不严重，吸气滤网较脏，有油泥和积灰。
这些造成吸入空气流阻增加，造成扫气压力进一步降低。
（3）清洗、更换、装复完毕，再次开航时，检查各项工作参数已恢复正常，如表 4 所示。
综上所述，该主机废气涡轮增压器推力轴承的损坏系保养不周所致，为防止此类事故的再次发生，我认为必须要做到以下几点：
1、平时要注意在检查并记录增压器的转速、滑油压力、增压压力、涡轮机前后废气温度等数据，以利于检查时比对和发现问题。
2、运转中应定期对压气机和涡轮机进行清洗，清洗过后要及时的清洗空冷器。
3、轮机员要有责任心，要严格执行制定的维修保养计划，根据增压器说明书的要求结合设备实际运行情况，解体增压器，清洁压气机和涡轮机叶轮，测量转子间隙，使之符合要求。
本文原创作者系：
江苏海事职业技术学院 李 勇
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