主机排烟温度异常升高故障---比较典型，有代表性！

一、 引言

某船用燃料油供应公司一艘3600吨级专业供油驳船，主要进行港内直供船用保税燃料油作业，采用双机双桨设计，左主机为左旋机，右主机为右旋机。主机输出端通过减速齿轮箱，带动螺旋桨为船舶航行提供动力，而自由端通过增速齿轮箱，带动双螺杆货油泵为远洋货轮供应船用燃料油。主机为广州柴油机股份有限公司生产的6230ZC(-4)型四冲程、直列、水冷、直接喷射、废弃涡轮增压、中间冷却，采用空气马达起动的中速柴油机。

二、故障及排查经过

（一）故障情况

某日该轮于山东青岛港锚泊，1630时起锚为某外轮供应保税低硫380cst燃料油500t，主机冲车、起动正常，备毕后转驾控，正倒车试验正常，起锚进港。在车钟指令为前进一时，两主机转速450r/min，两螺旋桨转速110r/min，两主机排烟温度正常且基本相同。当车钟指令为前进二时，两主机转速580r/min，两螺旋桨转速145r/min，左主机排烟温度正常，而右主机各缸排烟温度均异常升高且平均温度高于390℃达到报警值，值班轮机员立刻电话通知驾驶台，请求将右主机降速、停车并报告轮机长。轮机长和船长研究后决定使用左主机单车进港靠泊外轮并使用左机带货油泵进行供油作业，确保供油作业正常进行，保证外轮船期不受影响。

（二）主机排烟温度过高故障排查

靠泊外轮后，由于供油时间较短，遵循由简到繁原则，轮机部人员首先对右主机增压器压气端进行检查，增压器空气滤网及压气机叶轮未见明显脏堵，手动旋转压气机叶轮，增压器转动顺畅无卡阻，首先排除增压器轴承损坏及压气端脏堵的影响因素。

供油结束后，该轮在离港返回锚地途中，仍然采用左主机单车航行，在保证安全航行的同时，再次起动右主机，对故障进一步排查。当右主机车钟指令再次达到前进二时，排烟温度依然异常升高并达到报警值，此时，舵机舵角指示为正舵，机舱两台风机均已开启，观察主机冷却海水压力及温度均正常，增压空气冷却后进机温度正常，排除外部环境及空气冷却器冷却效果不良的影响因素。由于主机并未达到额定转速，两台主机增压器转速及增压压力数值相差不大，还不能排除由于增压器转速低导致汽缸进气量不足所引起的排烟温度异常升高。

待该轮抵达锚地锚泊后，轮机长决定将两台主机均转到机旁控制，增、减速齿轮箱均不接排，两主机空载运行，排除主机输出端吸收功率过大的影响因素，同时机旁控制两主机，将两主机转速逐渐增加到900r/min标定转速，分别测量两主机各缸压缩压力均为7.0MPa左右，基本相同，排除主机进、排气阀关闭不严造成的排烟温度异常升高。但是此时左主机的增压器转速为25000r/min，中冷器后增压压力为0.11MPa；而右主机的增压器转速仅为18200r/min，中冷器后增压压力仅为0.05MPa，通过与右主机对比发现，当前右主机增压器转速与增压压力远远低于左主机数值。由此判断右主机排烟通道阻塞使主机增压器转速降低，导致汽缸进气量不足引起主机排烟温度异常升高。在检查该主机烟囱关闭装置处于开启位置后决定对增压器废气涡轮进、出口进行拆检。

通过拆检发现增压器废气涡轮进口处被一筒状物阻塞，经确认为排烟管膨胀节内套筒脱落（见图1）。

图1  增压器涡轮进口阻塞物

再通过脱落内套筒尺寸大小的对比，锁定可能损坏的排烟管膨胀节，后发现主机排烟管一膨胀节安装方向错误（见图2）。由于膨胀节内套筒通过一端开口（见图3），一端焊接，固定在膨胀节内，安装方向的错误致使膨胀节内套筒开口与烟气流动方向相反，内套筒长期经烟气的吹刷，最终脱落阻塞废气涡轮进口。

图2   安装方向指示

图3   内套筒开口端

三、故障原因分析

经过这次对故障排查和分析，影响主机排烟温度过高的因素有：

1.主机本身负荷过重，齿轮箱、中间轴承及螺旋桨吸收功率过大或船体脏污。

2.排气阀泄漏，造成压缩压力降低，由于新鲜空气量减少和发火延时而产生后燃，并且在燃烧过程中产生漏气，使没有燃烧完全的高温燃气进入排气管，使排烟温度急剧升高。

3.排气阀过早打开，汽缸内还没有完全燃烧的燃气进入排气管产生后燃。

4.进气阀开度不足导致换气不良，汽缸内新鲜空气注入过少，造成燃烧不良，后燃加剧。

5.喷油过迟，喷油器漏油、滴油等，使燃油雾化不良，燃烧不充分，导致后燃，排烟温度升高。

6.排气道阻塞，排烟背压升高，废气涡轮增压器转速降低，导致进气压力不足，进气量减少。

7.增压器轴承损坏，使其转速降低，进气量及进气压力同时降低。

8.增压器空气滤网脏堵、压气机叶轮、喷嘴环、废气叶轮以及压气叶轮积碳或脏堵，这些都会使增压压力不足不能使燃油充分燃烧。

9.空冷器冷却水管积垢堵塞，使其热交换能力降低而使增压空气进机温度升高，最终导致排温升高。

10.空冷器气侧堵塞使增压空气压力降低，进入汽缸的空气量不足，使燃油不能充分燃烧。

四、日常维护及管理建议

船舶柴油机排烟温度升高的现象经常发生，其产生的原因也多种多样，该轮故障的发生是由于排烟管膨胀节的错误安装，导致备件结构在使用周期内不正常损坏，最终引起故障产生。目前，膨胀节已广泛用在船舶、化工、冶金、核能等领域，而对于管路膨胀节的安装和使用我们应注意以下几点：

1、管道膨胀节在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况，必须符合设计要求。

2、对带内套筒的膨胀节应注意使内套筒的方向与介子流动方向一致，铰链型膨胀节的铰链转动平面与位移转动平面一致。

3、需要进行“冷紧”的膨胀节，预变形所用的辅助构件应在管路安装完毕后方可拆除。

4、严禁用管道膨胀节变形的方法来调整管道的安装超差，以免影响管道膨胀节的正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件的载荷。

5、安装过程中，不允许焊渣飞溅到波壳表面，不允许波壳受到其他机械损伤。

6、管系安装完毕后，应尽快拆除管道膨胀节上用作安装运输的黄色辅助定位构件及紧固件，并按设计要求将限位装置调到规定位置，使管系在环境条件下有充分的补偿能力。

7、管道膨胀节所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围，应保证各活动部位的正常工作。           

来源：中远海运安全