船舶主機低負荷運行中的故障風險與管控

船舶主機低負荷運行中的故障風險與管控

摘要：為縮減船舶燃油成本、提升市場競爭能力，大型集裝箱、散貨船公司與油輪公司將實現(xiàn)船舶主機經(jīng)濟航速與低負荷運行的常態(tài)化發(fā)展，但會使船舶機械設備的技術(shù)風險系數(shù)增加。為此，機務管理工作者尤其是船舶輪機部門需提高重視度，合理采用安全預控措施，為船舶與設備運行的安全性提供必要幫助。基于此，文章將船舶主機低負荷運行作為主要研究內(nèi)容，重點闡述故障風險和管控措施，希望有所幫助。關(guān)鍵詞：船舶主機；低負荷；故障風險；管控目前，受全球經(jīng)濟形勢影響，航運市場持續(xù)走低而油價始終居高不下，為使燃油成本減少，船東與租家要求船舶以經(jīng)濟航速運行。而根據(jù)實際情況了解到，在船舶主機處于40%MCR超低負荷運行狀態(tài)下可獲得理想節(jié)油效果。所以減慢船舶行駛速度是縮減燃油成本并增強市場競爭力的主要方法。若船舶主機處于低負荷工況或是超低負荷工況運行，則容易使船舶設備面臨故障風險。為確保船舶的安全運行，有必要嚴格管理和控制風險。由此可見，深入研究并分析船舶主機低負荷運行故障風險與管控措施十分有必要。一、船舶主機低負荷運行中的設備技術(shù)風險分析

第一，影響掃氣箱與排氣閥。船舶主機處于低負荷或是超低負荷運行狀態(tài)，會因燃燒不合理而使掃氣箱出現(xiàn)臟堵的情況，排氣閥也可能出現(xiàn)積碳等系列故障。為此，在船舶運行過程中應將檢查掃氣箱的頻率適當增加[1]。第二，影響增壓器。在低負荷運行狀態(tài)下，受燃燒不充分因素的影響，使渦輪增壓器空氣側(cè)臟污的發(fā)生率增加，直接影響增壓器的功效。第三，影響主機的噴油器、活塞與缸套。低負荷/超低負荷運行狀態(tài)下，船舶因燃燒不理想等因素會使噴油器的積碳量顯著增多，可能出現(xiàn)堵塞燒蝕的現(xiàn)象。另外，在這種運行條件下，船舶主機活塞頭的積碳會增加，而活塞環(huán)與缸套的磨損程度也會表現(xiàn)出異常。由于船舶主機的負荷比缸內(nèi)燃油量40%低，燃燒不完全，致使排氣的溫度不斷提高且熱負荷也會隨之增加，運動部件磨損程度也更嚴重。第四，影響輔助風機。船舶主機在低負荷狀態(tài)下，為滿足掃氣壓力要求，會長時間啟動輔助風機。但在設計階段，輔助風機不具備長期啟動的能力，長此以往，則會嚴重影響輔助風機情況[2]。第五，影響輔鍋爐與廢氣鍋爐。受燃燒系統(tǒng)不充分燃燒和后燃等因素影響，廢氣鍋爐出現(xiàn)積碳的可能性更強，會直接影響設備效率，甚至被損壞。另外，廢氣鍋爐的產(chǎn)汽量也會減少，為保證船用蒸汽供應的充足性，一定要將輔鍋爐運行的頻率與時間予以增加。這樣一來，必然會影響輔鍋爐的運行效果。二、船舶主機低負荷運行中的管控措施（一）日常檢查工作的落實首先，船舶遠洋航行或是船舶主機運行200-250小時以后，必須嚴格檢查主機的掃氣箱并進行必要清潔處理。在停泊狀態(tài)下，還需對船舶主機的掃氣箱放殘管通暢狀況展開系統(tǒng)檢查[13。其次，經(jīng)掃氣箱與掃氣口對各缸活塞頭部的積碳程度進行嚴格檢查，借助搭口對活塞環(huán)槽的積碳情況、各道活塞環(huán)的表面潤滑程度、光亮程度等進行觀察，同時亦可對氣缸內(nèi)的缸壁大體的潤滑程度加以觀察。最后，嚴格檢查廢氣鍋爐煙道并進行清潔處理，盡量每運行500小時定期進行人工檢查與清潔工作。此外，在對廢氣鍋爐清洗的過程中，可增加投放使用化學品的量，使廢氣鍋爐清洗的效果得以增強。（二）強調(diào)維修保養(yǎng)的作用首先，對船舶主機的空冷器要定期進行清洗，使其氣道始終處于暢通狀態(tài)。其次，主機在最低轉(zhuǎn)速的情況下，其掃氣壓力會下降，進而影響掃氣吹掃的效果[4]。為此，在轉(zhuǎn)動速度提高期間要持續(xù)性針對廢氣鍋爐煙道展開投藥吹灰操作，以免出現(xiàn)臟堵的情況而影響暢通性，使廢氣鍋爐的運行效率不斷提高。同樣可使廢氣排出的背壓下降，使增壓器的效率得以優(yōu)化，以排出各缸內(nèi)的灰分，避免煙囪冒出火星的現(xiàn)象發(fā)生。再次，以說明書內(nèi)容為依據(jù)確定吊缸的具體周期，針對失效活塞環(huán)應有效檢查并予以更換，使活塞對壓力進行壓縮以加快燃燒。如果有必要，可將計劃保養(yǎng)周期縮短，為主機正常運行提供保障。最后，定期拉出主機的各缸油頭進行霧化試驗，及時更換工況不理想的油頭，進而增強霧化效果[5]。（三）氣缸油注油量的調(diào)節(jié)首先，若船舶主機長時間處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)速狀態(tài)，在低負荷運行條件下，需對氣缸油的注油量進行合理化調(diào)節(jié)，一般注油率要低于1.2g/kW·h，有效規(guī)避氣缸油過量或是掃氣箱臟污情況的發(fā)生。但需要注意的是，只能在負荷變化以及機動操縱的情況下將注油率增加。其次，調(diào)節(jié)氣缸油注入量的時候一定要緩慢多次進行，堅決不允許氣缸油的注入量變化過于突然，同時與缸內(nèi)檢查結(jié)果相結(jié)合。需要注意的是，調(diào)整氣缸油需由機務主管負責指導。最后，高溫條件下，氣缸的注油量過多則會產(chǎn)生黑色的沉積物，即碳焦，于活塞的頭部與環(huán)槽部位附著，甚至還會對碳渣進行吸附，使得活塞環(huán)與缸套磨損速度明顯加快，對其自由運動產(chǎn)生了直接影響，降低了活塞環(huán)氣密性[6]。如果積碳時間過長，活塞環(huán)出現(xiàn)斷環(huán)的幾率會更高，容易使其彈性喪失且燃氣下竄。在調(diào)節(jié)氣缸注油量的時候，通常需要定期檢查掃氣口的活塞頭部，并且根據(jù)環(huán)槽結(jié)碳的實際情況進行。（四）加速航行要點船舶處于經(jīng)濟航速的狀態(tài)下，每天需要進行兩次全速航行，且每次的時間是1小時，進而使積灰量減少。同時，要系統(tǒng)沖洗船舶廢氣鍋爐與增壓器，詳細記錄此轉(zhuǎn)速條件下的多個參數(shù)，并在輪機日志中記入。此外，在此期間還需測量獲取熱工參數(shù)[7]。為盡量規(guī)避錯誤操作對于鼓風機的損壞，在實際加速過程中，應對輔助鼓風機進行設置，使其處于“自動”位置，在機控室的內(nèi)部要設置提醒標志。增加或是減少主機負荷的時候要以說明書與制造商的服務通函、負荷程序基本要求等為依據(jù)進行。如果沒有緊急情況，是不允許在短時間內(nèi)對船舶主機轉(zhuǎn)動速度進行明顯改變的。（五）輔助風機管理要點在調(diào)整主機輔助風機的臨界工作區(qū)時，通常是低負荷40-42%MCR范圍。若船舶主機的輔助風機出現(xiàn)了啟動頻繁的現(xiàn)象，則需對主機轉(zhuǎn)動速度做出調(diào)整，與輔助風機啟動頻繁臨界區(qū)相避開，而最常使用的方式就是將主機負荷增加。若船舶主機于輔助風機開關(guān)設定數(shù)值臨界范圍運行，要想規(guī)避啟動與停止的頻繁發(fā)生，需將開關(guān)設置成手動啟動的模式狀態(tài)。而在日常運行期間，如果船舶主機的運行處于35-45%MCR負荷區(qū)域，要想使排氣溫度下降，則盡量以手動開啟模式為基礎(chǔ)實現(xiàn)輔助風機的運行目標，所以要對其最大電流予以高度重視。結(jié)束語：

綜上所述，結(jié)合航運形勢可知，航運航運復蘇仍需較長時間，所以船舶主機也將長期處于經(jīng)濟航速與低負荷狀態(tài)。但船舶主機低負荷的運行會增加機械設備技術(shù)風險系數(shù)，所以要求船員共同努力，積極落實安全預控措施，為船舶設備運行的安全提供必要幫助。Reference：[1]楊強,閆城,陳峰.船舶主機氣動操縱系統(tǒng)常見故障與措施方法探討[J].內(nèi)燃機與配件,2020(6):151-152.[2]秦珩.可編程控制器在船舶主機安全保護中的應用研究[J].船電技術(shù),2020,40(1):27-30.[3]張志剛,韓星星,董慶豐,等.SWC400/30型空壓機進氣壓力低故障分析與排除[J].科學與信息化,2020(9):84.[4]劉剛,智廣信.散貨輪主機增壓器損壞原因分析及改進措施[J].裝備機械,2020(2):62-68.[5]李奇鐘,朱慧敏,譚笑,等.基于狀態(tài)變量分析的船舶主機控制系統(tǒng)傳感器偶發(fā)性故障檢測[J].新型工業(yè)化,2021,11(1):1-3