柴油机运行管理和应急处理复习

第九章柴油机运转管理和应急处理第一节备车和机动操纵一、开航前的备车根据船舶柴油机动力装置功率、类型的不同，备车时间一般在0.5~6h之间。备车的目的：使船舶动力装置处于随时可起动和运转状态。备车内容：供电准备、校对时钟、车钟、舵机、暖机、各动力系统准备、转车、冲车和试车。1、供电准备一般需要起动备用发电柴油机并网工作，以满足用电需要。2、暖机指对柴油机冷却系统、滑油系统进行预热，并起动冷却水循环泵、滑油循环泵给机体各部件加温和向各运动摩擦表面供应滑油的过程。暖机目的：通过对气缸各部件的预热，减小起动后由于温度突变产生的热应力；改善起动性能和发火性能；减少气缸内的低温腐蚀等。主机暖缸可用发电柴油机冷却系统的淡水实现，也可以用蒸汽或电加热器对主机淡水系统进行加温实现（主机淡水出口温度达到50ºC）。而滑油系统除用蒸汽或电加热器直接加温主机循环油柜（使主机滑油进机温度达到38ºC）外，常用滑油分油机进行分油加温。3、各动力系统的准备燃油系统、滑油系统、冷却系统、压缩空气系统。4、转车：检查机器各运动部件和轴系的回转情况以及缸内有无大量积水。[通过盘车机电流表电流变化判断]同时用人工向气缸注油进行润滑，注油量适当加大，以便缸壁和所有润滑表面得到充分润滑。对于大型柴油机，要求正车和倒车共转车10~15min。5、冲车：利用起动装置（不供给燃油）使机器转动，将气缸中的杂质、残水或积油等从示功阀处冲出的过程。冲车除可以初步检查起动系统系统的工作是否正常外，在冲车过程中，还应观察是否有油或水从示功阀中冲出。6、试车：目的：检查起动系统、换向装置、燃油喷射系统、油量调节机构及调速器工作是否正常。试车完毕后，一般将车钟放置“备车”位，如允许用车则放置“停车”位，对于采用驾驶台遥控方式的装置，将操纵手柄转至“驾控”位置。此后值班轮机员不应远离操纵台。二、机动操纵时的管理船舶在靠离码头和进出港口时，柴油机的起动、停车和各种运行状态变化频繁，当班轮机员应严格执行车令，并能进行正确的管理和操纵。1、起动空气瓶应随时补足空气；2、注意冷却水和滑油温度；3、正确操纵主机；4、及时调换海底门；第二节运转中的管理和完车一、运转中的管理1、运转中的热力检查目的：检查确认发动机各缸燃烧是否良好以及负荷分配的均匀程度。手段：（1）冷却水、滑油、排气温度表；（2）测取示功图或测取爆发压力。2、运转中的机械检查：目的：保证发动机各机件和系统均处于正常的状态。手段：听、摸、看。1）冷却系统的管理：注意膨胀水柜的水量消耗，如发现水位的下降速度超出正常消耗量，必须查明冷却水泄漏的原因并予以消除。当某一缸由于冷却水量供应不足或中断供应而引起过热时，首先应慢车运行，并切断该缸燃油，缓慢增加冷却水量。绝不可骤然增加，否则气缸将会碎裂。如果活塞断水引起过热，切勿增加气缸冷却水，以防活塞咬住。待减速运行后该缸过热情况好转时恢复柴油机正常运行。水温过低不但会使柴油机的热效率降低，增加低温腐蚀，还会使气缸套内外温差增大，热应力增加，容易引起气缸裂纹。若冷却水出口温度太高，则气缸阻水橡皮圈容易因受热而损坏，造成缸套漏水。当船舶航行在潮湿的海域中时，应减少空冷器的冷却水量，已防止在扫气箱中出现大量凝结水。2）滑油系统的管理：在值班中，应注意检查滑油循环柜的油位。如发现油位很快降低，则说明有漏泄之处。如油位反而升高，则说明水或燃油漏入曲轴箱。应检查滑油泵的压力和滤器前后的压差是否正常。如果滤器前后压差过大，则说明滤器被脏物堵塞，应立即将管路旁通使滤器与管路脱离，以便进行清洗。清洗完后将油充满，放掉空气，重新接入系统中恢复工作。运转中要经常注意注油器中的油位和各注油点的注油情况。当发现注油量很小或中断供应时，应减慢车速或停车立即设法消除，严防断油。在接班时要注意察看气缸注油器接头是否有漏油现象，确保气缸润滑油供应正常。对需要人工注油的进、排气阀阀杆应按时注油。对排气阀杆应用柴油（30%）与滑油（70%）的混合油进行润滑，以减轻结炭，防止阀杆咬死。3）燃油系统的管理：当船舶在大风浪中航行时由于船舶摇摆，沉淀的脏物又重新被搅起，燃油滤器很容易被污塞，所以应特别注意燃油滤器前后的压差。当压差过大时，应更换滤器，对脏污者进行清洗，以备随时换用。喷油泵体或高压油管发热，则说明喷油器的喷孔被堵塞。若高压油管脉动微弱，而且排气温度和燃烧压力均较低，则可能是由于喷油泵密封不良而使供油量减少所造成。若高压油管脉动微弱，但排气温度增高，则可能是由于喷油器针阀与阀座密封性不良、弹簧断裂或针阀在开启位置咬死所造成。这时，应进一步检查针阀的跳动情况。若高压油管无脉动、气缸不发火、排气温度很低，则可能是由于喷油泵柱塞在上止点位置被咬死的缘故。4）增压系统的管理：当涡轮增压器污染较轻时，应按说明书要求定期进行水洗和“干洗”，对恢复涡轮增压器的性能可以收到较好的效果。但它并不能将已经严重污染的废气涡轮增压器清洗干净，因而不能代替增压器定期的解体清洗。充分注意空冷器（尤其是空气侧）脏堵对柴油机运转状态的严重影响。因而加强对空冷器的科学管理至关重要，化学剂冲洗与浸泡对清洗空冷器侧脏堵是行之有效的措施。三、停车完车后的操作正常情况下的停车应保持各系统参数正常，主机处于随时可用状态。如停车时间较长，应注意各系统工质状态参数的变化，并及时调整。当船舶要进行停泊作业时，轮机员接到驾驶台“完车”的指令后，说明主机不再动车，这时当班人员应做如下工作：（1）关掉起动空气系统的主停气阀、主起动阀和气瓶出口阀，并将空气瓶充满；（2）接上转车机，打开各缸示功阀，转车15~30min，并人工强力驱动气缸注油器几十下；（3）将主海水泵进出口阀以及通往冷却器的进口阀关掉；（4）停掉燃油低压输送泵，关闭进、出口阀，最后将燃油日用柜出口阀关掉；（5）将扫气箱、涡轮端排出管等处放残阀门打开，最后用防尘罩将压气机消音滤网罩好，已防灰尘积存污染；（6）为了使气缸、活塞以及各运动表面的热量逐渐被冷却液带走，以免由于突然中断冷却液使机件出现应力而裂损或造成气缸壁滑油在高温下结炭，在完车后应使主机滑油泵、淡水冷却泵再继续循环一段时间，待降温后再停泵关闭进出口阀门，喷油器冷却水泵也应运转一段时间后停掉；如主机需要副机冷却水继续暖机，则应趁水温未降低前停掉淡水冷却迸，关闭有关阀门，换用副机暖机管系继续对主机进行暖机。最后经检查确认主机和机舱无异常情况时，便开始停航值班。第三节应急处理一、拉缸1、拉缸现象拉缸是指活塞环或活塞裙与气缸套之间，两个相对运动表面的相互作用而造成的表面损伤。根据损伤的不同程度，可分为划伤、拉缸和咬缸，统称为拉缸。活塞环与气缸套之间的拉缸一般发生于运转初期（磨合期），即台架试验、海上试验和开航的初期，一旦磨合完毕几乎不再发生；活塞裙与气缸套之间的拉缸往往发生在磨合完毕后稳定运转的数千小时内（运转期）。拉缸损伤的机理：大多是由于滑动部位的润滑油膜受到局部破坏，此时两个相对运动的表面突出部位首先发生金属接触，然后在局部出现微小的“熔着”现象，而熔着部位由于部件的相对运动又被撕裂。在这个过程中金属表面形成硬化层，当硬化层被破坏时，所产生的金属磨粒将成为加剧表面磨损的磨料。在出现所谓熔着磨损的短时间内，在活塞和气缸套表面上出现和气缸中心线相平行的高低不平的磨痕，这就是拉缸现象。严重时滑动部位完全粘着或卡住甚至可能在两个表面的薄弱部位产生裂纹致使机件破坏，即咬缸。因此，拉缸的根本原因是粘着磨损。2、拉缸的原因造成拉缸的原因十分复杂，有设计方面的原因，如材料的选配、间隙大小的确定、装置的安装对中等是否恰当，结构布置是否合理，表面粗糙度是否适宜，润滑冷却的安排是否完善等；从管理的角度，则可能是下列原因造成的：1）气缸润滑不良：气缸润滑油不足或供油中断，使活塞与气缸套过热而过度膨胀变形，失去原来的正常间隙而拉缸。主要原因：注油器调节油量过小；注油管堵塞；注油接头漏油；气缸套注油孔或布油槽堵塞；注油器故障；气缸油品种选择不当或滑油变质；四冲程柴油机的刮油环刮油效果过好。2）磨合不够充分：磨合期间要适当加大注油量；活塞环换新后应在低负荷下运转一段时间；活塞和气缸套换新后应进行磨合再加大负荷。3）冷却不良：冷却水泵排出压力不够，供水不足或中断；冷却水腔锈蚀或脏污；水中含有气泡，积存在冷却腔内没有放出而造成气阻；水质太脏，水温过高。4）活塞环断裂：搭口间隙过小，使活塞环断裂；天地间隙过小，使活塞环卡死；结碳太多，使活塞环粘在环槽内失去弹性，造成断裂或燃气漏泄；搭口间隙过大或磨损严重，发生漏气。活塞环断裂后碎片易引起拉咬缸，燃气的漏泄破坏润滑油膜使表面温度过高。5）燃用劣质燃油：不完全燃烧带来更多的燃烧残渣；后燃使排气温度升高；未使用高碱值的润滑油。另外有些柴油机因长期超负荷运转，热负荷增加，发生过热膨胀或运动部件对中不良而拉缸。3、拉缸时的征兆1）气缸冷却水出口温度和活塞冷却液出口温度增高；2）如早期发现活塞过热，可以听到活塞与缸壁的干摩擦的异常声音；3）当发生拉缸时，该缸曲柄越过止点位置时将发生敲击声，此时柴油机的转速会迅速下降或自行停车；4）曲柄箱或扫气箱温度升高，甚至有烟气冒出。4、拉缸时的应急处理一旦发现主机有拉缸征兆，值班轮机员应立即减油降速，然后在根据事故的严重程度和海面的情况以及机型进一步采取正确的措施，同时应尽快告知驾驶台和轮机长。1）临时安全措施在发现主机有拉缸的征兆时，为了避免事故的扩展，值班轮机员应立即采取如下措施：（1）把油门手柄拉回一定格数，减油降速航行；（2）用专用工具将拉缸的那个气缸的喷油泵柱塞抬起，单缸停油；（3）用手摇动该缸的气缸油注油器注油，加强气缸润滑；（4）打开该缸的示功阀，以便释放压力并将缸内污物吹出；（5）加强活塞的冷却，以便将活塞热量带走，防止咬缸，但同时要防止冷却速度过快而引起裂纹。另外，切勿加强缸套冷却，否则缸套受冷收缩可能引起咬缸，造成更大事故。（6）通知驾驶台和轮机长；轮机长应即刻到机舱处理事故和查找事故原因。（7）经采取上述临时措施，确认是拉缸并排除其原因后，可将冷却液的温度调到正常值，重新给该缸供油，使其恢复正常工作，但在运转中还应注意观察，直到确认一切正常后方可家速正常航行。同时记录入“轮机日志”和“航海日志”。（8）如果一时不能查明原因或拉缸事故发展较严重时，应进一步采取吊缸检修、减缸航行、封缸航行等安全措施。2）吊缸检修当拉缸事故比较严重时，在继续运转将有可能把连杆或其它部件拉断，或者活塞已咬死在气缸中而自动停车，或者事故虽未发展到严重程度当又不能很快排除，目的港又距离较远，海面情况良好而允许停车吊缸检查操作时，可以采取吊缸抢修措施。在吊缸前要切断主机燃油供给并盘车，加强活塞冷却和气缸润滑，直到主机完全冷却之后方可打开该缸曲柄箱导门和进行吊缸作业。吊缸检查后，在拉缸比较轻的情况下，如活塞和缸套仅有局部拉毛或轻微擦伤，可用砂轮、油石、砂布等工具将受伤处磨光或抛光，使缸套纵向（轴向）无沟纹或划痕，横向周向）无台肩；已损坏或不符合要求的活塞环应换新；对于已出现裂缝和严重损坏的活塞、缸套、连杆等零部件应更换，若无备件或损伤严重无法修复应采取封缸航行。吊缸抢修后，仍可投入运行时，应注意换新部件的重新磨合，同时要加强该缸注油润滑和管理。轮机长应将事故情况和所采取的措施记录入“轮机日志”并一切处理过程等写如事故报告/机务报告。二、敲缸1、敲缸现象及分类柴油机在运行中产生有规律性的不正常异声或敲击声，称为敲缸。其分为燃烧敲缸和机械敲缸。1）燃烧敲缸（热敲缸）：由于燃烧方面的原因在上止点发出尖锐的金属敲击声。若继续运行，则发动机的最高燃烧压力异常地增高，各部件的机械应力增大，在冲击力的作用下，运动部件会快速磨损而损坏。2）机械敲缸（冷敲缸）：因运动部件和轴承间隙不正常所引起的钝重的敲击声或摩擦声，其特征是发生在活塞的上下止点部位或越过上下止点时。3）鉴别方法：若采取降速或切断该缸供油时敲击声音即消除者为燃烧敲缸，否则为机械敲缸，可用听诊棒探查敲击声发生部位。2、敲缸的原因1）燃烧敲缸的原因（1）燃油喷射时间过早，使平均