船舶主機(jī)低負(fù)荷運行中的故障風(fēng)險與管控

船舶主機(jī)低負(fù)荷運行中的故障風(fēng)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(jī)經(jīng)濟(jì)航速與低負(fù)荷運行的常態(tài)化發(fā)展，但會使船舶機(jī)械設(shè)備的技術(shù)風(fēng)險系數(shù)增加。為此，機(jī)務(wù)管理工作者尤其是船舶輪機(jī)部門需提高重視度，合理采用安全預(yù)控措施，為船舶與設(shè)備運行的安全性提供必要幫助?；诖?，文章將船舶主機(jī)低負(fù)荷運行作為主要研究內(nèi)容，重點闡述故障風(fēng)險和管控措施，希望有所幫助。關(guān)鍵詞：船舶主機(jī)；低負(fù)荷；故障風(fēng)險；管控目前，受全球經(jīng)濟(jì)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(jì)航速運行。而根據(jù)實際情況了解到，在船舶主機(jī)處于40%MCR超低負(fù)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(qiáng)市場競爭力的主要方法。若船舶主機(jī)處于低負(fù)荷工況或是超低負(fù)荷工況運行，則容易使船舶設(shè)備面臨故障風(fēng)險。為確保船舶的安全運行，有必要嚴(yán)格管理和控制風(fēng)險。由此可見，深入研究并分析船舶主機(jī)低負(fù)荷運行故障風(fēng)險與管控措施十分有必要。一、船舶主機(jī)低負(fù)荷運行中的設(shè)備技術(shù)風(fēng)險分析

第一，影響掃氣箱與排氣閥。船舶主機(jī)處于低負(fù)荷或是超低負(fù)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(yīng)將檢查掃氣箱的頻率適當(dāng)增加[1]。第二，影響增壓器。在低負(fù)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(jī)的噴油器、活塞與缸套。低負(fù)荷/超低負(fù)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(jī)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(jī)的負(fù)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(fù)荷也會隨之增加，運動部件磨損程度也更嚴(yán)重。第四，影響輔助風(fēng)機(jī)。船舶主機(jī)在低負(fù)荷狀態(tài)下，為滿足掃氣壓力要求，會長時間啟動輔助風(fēng)機(jī)。但在設(shè)計階段，輔助風(fēng)機(jī)不具備長期啟動的能力，長此以往，則會嚴(yán)重影響輔助風(fēng)機(jī)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(qiáng)，會直接影響設(shè)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(yīng)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(jī)低負(fù)荷運行中的管控措施（一）日常檢查工作的落實首先，船舶遠(yuǎn)洋航行或是船舶主機(jī)運行200-250小時以后，必須嚴(yán)格檢查主機(jī)的掃氣箱并進(jìn)行必要清潔處理。在停泊狀態(tài)下，還需對船舶主機(jī)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(jìn)行嚴(yán)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(jìn)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(yán)格檢查廢氣鍋爐煙道并進(jìn)行清潔處理，盡量每運行500小時定期進(jìn)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(xué)品的量，使廢氣鍋爐清洗的效果得以增強(qiáng)。（二）強(qiáng)調(diào)維修保養(yǎng)的作用首先，對船舶主機(jī)的空冷器要定期進(jìn)行清洗，使其氣道始終處于暢通狀態(tài)。其次，主機(jī)在最低轉(zhuǎn)速的情況下，其掃氣壓力會下降，進(jìn)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(yīng)有效檢查并予以更換，使活塞對壓力進(jìn)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(jī)正常運行提供保障。最后，定期拉出主機(jī)的各缸油頭進(jìn)行霧化試驗，及時更換工況不理想的油頭，進(jìn)而增強(qiáng)霧化效果[5]。（三）氣缸油注油量的調(diào)節(jié)首先，若船舶主機(jī)長時間處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速狀態(tài)，在低負(fù)荷運行條件下，需對氣缸油的注油量進(jìn)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(fù)荷變化以及機(jī)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(jìn)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(jī)務(wù)主管負(fù)責(zé)指導(dǎo)。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(jìn)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?xì)庀赂Z。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(jìn)行。（四）加速航行要點船舶處于經(jīng)濟(jì)航速的狀態(tài)下，每天需要進(jìn)行兩次全速航行，且每次的時間是1小時，進(jìn)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(xì)記錄此轉(zhuǎn)速條件下的多個參數(shù)，并在輪機(jī)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(fēng)機(jī)的損壞，在實際加速過程中，應(yīng)對輔助鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行設(shè)置，使其處于“自動”位置，在機(jī)控室的內(nèi)部要設(shè)置提醒標(biāo)志。增加或是減少主機(jī)負(fù)荷的時候要以說明書與制造商的服務(wù)通函、負(fù)荷程序基本要求等為依據(jù)進(jìn)行。如果沒有緊急情況，是不允許在短時間內(nèi)對船舶主機(jī)轉(zhuǎn)動速度進(jìn)行明顯改變的。（五）輔助風(fēng)機(jī)管理要點在調(diào)整主機(jī)輔助風(fēng)機(jī)的臨界工作區(qū)時，通常是低負(fù)荷40-42%MCR范圍。若船舶主機(jī)的輔助風(fēng)機(jī)出現(xiàn)了啟動頻繁的現(xiàn)象，則需對主機(jī)轉(zhuǎn)動速度做出調(diào)整，與輔助風(fēng)機(jī)啟動頻繁臨界區(qū)相避開，而最常使用的方式就是將主機(jī)負(fù)荷增加。若船舶主機(jī)于輔助風(fēng)機(jī)開關(guān)設(shè)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(shè)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(jī)的運行處于35-45%MCR負(fù)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(fēng)機(jī)的運行目標(biāo)，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(fù)蘇仍需較長時間，所以船舶主機(jī)也將長期處于經(jīng)濟(jì)航速與低負(fù)荷狀態(tài)。但船舶主機(jī)低負(fù)荷的運行會增加機(jī)械設(shè)備技術(shù)風(fēng)險系數(shù)，所以要求船員共同努力，積極落實安全預(yù)控措施，為船舶設(shè)備運行的安全提供必要幫助。Reference：[1]楊強(qiáng),閆城,陳峰.船舶主機(jī)氣動操縱系統(tǒng)常見故障與措施方法探討[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2020(6):151-152.[2]秦珩.可編程控制器在船舶主機(jī)安全保護(hù)中的應(yīng)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(jī)進(jìn)氣壓力低故障分析與排除[J].科學(xué)與信息化,2020(9):84.[4]劉剛,智廣信.散貨輪主機(jī)增壓器損壞原因分析及改進(jìn)措施[J].裝備機(jī)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(jī)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