排除由气阀弹簧引发的主机排气阀故障

唐为民


摘要:针对海洋运输船舶存在的主机排气阀故障,本文全面地分析了气阀弹簧在实际使用中产生故障的原因,揭示了内部密封元件对设备的重要性,并提出了相应对策和预防措施。
关键词:主机 空压机 排气阀 空气弹簧
0 引言
海洋运输船舶一般采用柴油机组作主机,其本身没有自行起动能力。要使静止的柴油机转动起来,必须借助于外力,创造柴油机获得第一个工作行程的条件,即在外力作用下,进气,压缩,喷油,直至燃油燃烧膨胀做功才能推动活塞自行转动。这一过程称为柴油机起动。
船用大功率柴油机绝大多数采用压缩空气起动,原理是将具有一定压力的压缩空气,按柴油机发火次序,在工作冲程时送入各气缸,推动活塞,使柴油机转动起来。待柴油机转速达到起动转速,喷入燃烧室中的燃料方能自行发火燃烧,使柴油机运行。
一般,船上的压缩空气可分为两种:起动空气及控制空气。起动空气用于柴油机的起动;控制空气主要用于对船舶各相关设备的不同需求进行分配控制。可以说,空气系统是保障柴油机正常运行的关键因素之一。下述案例为一起排气阀空气弹簧漏气所引发的故障,在此进行分析,供大家参考。
1 故障现象
某轮,MAN B&W 8S35MC 十字头二冲程直流扫气柴油机;額定功5 920kW×2台;转速173 RPM;缸径350mm;冲程1400mm; 配用电子调速器;辅助鼓风机两台;制造厂家MAN B&W DIESEL A/S DENMARK。
某日,航行途中,发现NO.1空压机连续运转不停,空气压力打不上去,只能临时开启NO.2空压机一起使用,以保证正常供气;同时,一方面组织人员对NO.1空压机进行全面检查;另一方面对全船空气管路进行逐一排查,检查结果,空压机运行正常、全船空气管路也没有发现漏气现象。
那么,空气到底从哪里泄漏了呢?进一步对两台主机控制空气系统检查,发现右主机的排气阀控制压力只有0.63Mpa,左主机为0.7Mpa,右主机比左主机的压力要低0.07Mpa,问题明朗了,空气是从排气阀的气阀弹簧机构内部泄漏了。
2 故障分析和处理
首先了解排气阀的工作原理,它采用的是液压排气阀驱动系统,主要由液压驱动系统和空气弹簧系统两个部分组成。
排气阀的开启,由液压驱动系统驱动。液压驱动系统由伺服油缸、液压油管、液压油缸等三部分共同组成一个液压滑油作为工质,传递伺服活塞和液压活塞的位移,提供开阀压力。
排气阀的关闭,除了借助于主机活塞上行产生的气流推动外,主要依靠气阀弹簧推动。
空气弹簧,主要由气动活塞和空气室组成。气动活塞固定在排气阀杆上随同作往复运动,与空气室之间有防止空气泄漏的密封件;空气室,上部是气动活塞,底部与排气阀杆配合处有两道密封圈。空气弹簧的气源,来自主机控制空气,通过一个截止止回阀进入,一般为0.7Mpa,为空气弹簧补充空气。
当气动活塞上的密封圈失效,或底部与排气阀杆配合处两道密封圈失效,会造成空气室内空气泄漏。这样,当排气阀开启即气动活塞下行时,气缸底部不能形成气垫,导致排气阀开启时的敲击,更有甚者将影响到排气阀的正常关闭。
主机排气阀空气弹簧压力偏低,但还没有达到报警值,基本能保证排气阀关闭。当某一个气阀弹簧密封出现问题时,可能不至于出现空压机空气压力打不上去的现象;而当多缸出现漏气,那就势必造成漏气量增加,使得空压机运转时间延长或者运转不停。
导致后果:
① 故障缸排气阀比正常情况早开迟关,气缸内的压缩压力降低,燃烧恶化,阀座热负荷增大,油耗上升;
② 整台机负荷不均匀,低速性能下降;
③ 空气压缩机运转时间延长;
④ 如果漏气严重,将会造成故障缸不发火的严重现象,直接影响到船舶的安全航行。
找出原因,解决起来就方便了。首先判断出故障排气阀,然后解体、检查、保养,更换所有密封圈,问题就迎刃而解了。
3 解决问题后的反思
(1)空压机空气压力打不上,要综合考虑各种情况,不要被表面现象所蒙骗,要开阔思路,以免贻误正确的处理时间。
(2)当班人员要增加工作责任性,集中精力,认真监控,密切注意各运行参数变化,以便相关人员作出正确的故障原因分析。
(3)无论遇到何种故障,要以最短、最快的时间作出正确的判断,避免出现头痛医头,脚痛医脚的现象,从而达到去伪求真,标本兼治。
4 结束语
随着MAN B&W十字头二冲程直流扫气柴油机在船舶运输中的广泛应用,类似的故障屡有发生,虽然该故障比较容易处理,但还是给管理带来许多麻烦,严重时直接影响航行安全。所以管理者必须严格按照说明书要求,及时对相关设备的运行部件进行维修保养,更换易损部件,消除隐患,避免类似情况发生。
参考文献:
[1]《MAN B&W柴油机使用说明书》