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船舶主發(fā)電機典型故障的分析與排除
2025-10-22郭開展
（廈門船舶重工股份有限公司）
摘 要：主發(fā)電機作為船舶主要的設(shè)備之一，管理系統(tǒng)高度自動化，但由于設(shè)備本身的故障或因誤操作等原因，故障率比較高，如何及時準確的排除故障，確保船舶的安全運行，已成為廣泛關(guān)注的焦點之一。文章針對L23/30H型主發(fā)電機的典型故障的排除進行了分析。
船舶主發(fā)電機是船舶電力系統(tǒng)的心臟，在船舶航行和靠岸時主發(fā)電機的正常工作對船舶的安全至關(guān)重要。所以對主發(fā)電機出現(xiàn)的各種故障做出及時、準確地檢測和診斷是船舶安全營運的關(guān)鍵。文章對L23/30H型主發(fā)電機中出現(xiàn)頻率最高的幾個重要故障的診斷和處理方案進行了分析介紹。
1 主發(fā)電機無法啟動
現(xiàn)場檢查結(jié)果：船舶進行大功率負載啟動試驗時，第一備用2號主發(fā)電機無法啟動(集控室報警監(jiān)測系統(tǒng)顯示2號主發(fā)電機啟動失敗)，第二備用1號主發(fā)電機啟動運行。此時集控室船舶電站管理系統(tǒng)處于自動管理狀態(tài)，3號主發(fā)電機處于運行狀態(tài)，負荷為645kW，1號及2號主發(fā)電機備車指示燈亮，2號主發(fā)電機處于第一備用狀態(tài)，1號主發(fā)電機處于第二備用狀態(tài)。主發(fā)電機現(xiàn)場控制箱顯示2號主發(fā)電機處于遙控狀態(tài)，燃油壓力為0.8MPa，燃油進機溫度105℃，低溫水系統(tǒng)壓力為0.12MPa，高溫水系統(tǒng)壓力為0.12MPa，滑油預(yù)潤泵運行，滑油預(yù)潤壓力為0.06MPa，滑油進主軸承的壓力為0.025MPa，輔機空氣瓶壓力為2.8MPa，主發(fā)電機啟動空氣減壓閥后的壓力是0.8MPa。打開所有示功閥用盤車桿對主發(fā)電機進行盤車檢查，確認主發(fā)電機沒有其它問題后，在機旁操作啟動，發(fā)現(xiàn)主發(fā)電機的啟動阻力很大，啟動馬達帶不動，后改用應(yīng)急啟動方式啟動2號主發(fā)電機，2號主發(fā)電機可以啟動，同時主發(fā)電機運行后一切工作正常。
故障分析：根據(jù)現(xiàn)場情況分析，主發(fā)電機啟動的各項條件都具備，而從機旁操作啟動的情況可以初步判斷是啟動馬達的風(fēng)葉磨損或葉片斷裂。因為主發(fā)電機啟動是通過啟動空氣進入啟動馬達后，啟動馬達的葉輪在啟動空氣的作用下，使啟動馬達的傳動齒輪與發(fā)電機的飛輪嚙合從而帶動發(fā)電機啟動。若葉輪的葉片磨損或葉片斷裂，啟動馬達的葉輪所產(chǎn)生的力就不足以帶動發(fā)電機啟動。所以進一步分析確認是啟動馬達葉輪的葉片磨損或葉片斷裂。
故障排除方案：拆下啟動馬達解體檢查。故障排除結(jié)果：拆下啟動馬達解體檢查后發(fā)現(xiàn)啟動馬達的所有葉輪片都從根部斷裂，并且粉末狀的顆粒比較多。分析認為主要是啟動馬達的葉輪在高速旋轉(zhuǎn)的情況下被管路中的異物擊到，致使其中的一片葉輪斷裂，斷裂下來的葉輪片再進一步引起其它葉輪的損壞。更換一臺新的啟動馬達后，2號主發(fā)電機啟動工作正常。運行工作正常，故障排除。
預(yù)防措施：船舶主發(fā)電機在啟動前應(yīng)加強管路清潔度的控制，在主發(fā)電機第一次啟動前應(yīng)進行啟動空氣管路的吹除工作，同時在管路的吹除工作中應(yīng)用橡皮錘敲擊管路，以保證附著在管路內(nèi)的雜質(zhì)去除。同時注意機艙的通風(fēng)，減少空氣中的粉塵，降低粉塵通過空壓機進入啟動馬達從而引發(fā)啟動馬達故障的可能性。
2 主發(fā)電機運行時煙囪排氣管冒黑煙
現(xiàn)場檢查結(jié)果：主發(fā)電機運行，負荷為545kW，調(diào)整器油量開關(guān)至最大油量，各缸排溫都在300～310℃左右，排氣總管溫度為300℃，經(jīng)空氣冷卻器冷卻后的空氣溫度為45℃，各缸冷卻水出口溫度都在73～76℃左右，低溫水系統(tǒng)壓力0.12MPa，高溫水系統(tǒng)壓力0.3MPa，滑油進濾器前壓力為0.4MPa，滑油過濾后壓力為0.34MPa，煙囪排氣管冒黑煙。
故障分析：導(dǎo)致排氣管冒黑煙的因素有很多種，而對各項參數(shù)均正常的主發(fā)電機排氣管冒黑煙，可以初步判斷為：
①增壓器的濾網(wǎng)太臟，使流阻增大，增壓能力降低，引起燃燒室內(nèi)的空氣不足進而產(chǎn)生后燃燒不良。
②氣閥間隙大小不正確。在柴油機冷車狀態(tài)下，機械式氣閥傳動機構(gòu)中的搖臂端與氣閥閥桿之間要留有一定的間隙，為柴油機運轉(zhuǎn)時氣閥機構(gòu)受熱后膨脹留有余地。若氣閥間隙過小將造成氣閥受熱后關(guān)閉不嚴，而漏氣會使燃燒室內(nèi)空氣不足，產(chǎn)生后燃冒黑煙現(xiàn)象，若氣閥間隙過大，則造成氣閥遲開早關(guān)，使廢氣殘留在燃燒室內(nèi)造成空氣質(zhì)量不好，進而產(chǎn)生后燃燒不良的冒黑煙現(xiàn)象。
③噴油嘴噴油壓力過低或噴油孔阻塞滴油，而造成燃油霧化油滴的平均直 徑過大和霧化均勻度不好，無法與燃燒室內(nèi)的空氣完全混合從而造成燃燒過程粗暴、冒黑煙、積碳。
④在額定負荷下運轉(zhuǎn)，若各缸的功率分配不均勻，個別汽缸中噴入的燃油未燃燒而不做功，使其余汽缸的負荷過載而冒黑煙。
⑤活塞環(huán)裝配間隙過大或彈力不夠，潤滑油大量地進入汽缸燃燒室內(nèi)，活塞環(huán)粘住或折斷也會發(fā)生類似情況。
⑥噴油開始時間太遲(即噴油提前角太小)，使噴入汽缸內(nèi)的部分燃油未燃燒 干凈就與廢氣一起排入排氣管中，而受高溫影響后才進行燃燒(后燃現(xiàn)象)，因而不僅僅使廢氣呈現(xiàn)深黑色而且此時的排氣溫度也會超出額定溫度。
故障排除方案：
①清洗或更換增壓器的濾網(wǎng)。
②用塞尺檢查氣閥間隙大小并調(diào)整至規(guī)定的要求。
③將噴油嘴從汽缸蓋上卸下，拆下所有噴油嘴，在噴油嘴校驗臺上校驗其噴油壓力，如果發(fā)現(xiàn)噴油嘴有滴油或孔阻塞現(xiàn)象，則把噴油嘴拆開，檢查針閥與針閥體錐面閥座有無變形損壞，可重新研磨或換新。對于裂縫，則可用磁粉探傷方法檢查，發(fā)現(xiàn)有裂縫者，就必須更換。對于噴油器的阻塞則可用專用的通針對阻塞的噴油器的噴油孔進行清理。
④對各缸的負荷進行測量，如果各缸負荷超出允許的偏差則進行相應(yīng)的調(diào)整。
⑤吊出活塞，檢查活塞環(huán)，有不符合要求的應(yīng)該換新。
⑥檢查噴油正時并調(diào)整。
故障排除結(jié)果：
根據(jù)故障排除方案①和②處理后，主發(fā)電機運行，主發(fā)電機排煙管還是冒黑煙，再進一步根據(jù)故障排除方案③處理后，再重啟主發(fā)電機運行，主發(fā)電機排煙煙色正常，主發(fā)電機運行，負荷從255kW(約25%負荷)加至485kW(約50%負荷)，再加至750kW(約75%負荷)再加至950kW(約100%負荷)，每個負荷段運行30min，并測出每個負荷段的各缸的爆壓基本一致，并且排氣總管溫度也降為280℃，主發(fā)電機排煙煙色都正常，故障排除。
預(yù)防措施：
主發(fā)電機的日常管系必須經(jīng)過合格檢查，主發(fā)電機的用油必須是經(jīng)過分油機分油，所使用燃油溫度必須達到相應(yīng)的要求，確保主發(fā)電機用油清潔度、黏度、溫度達到相應(yīng)的要求，在條件允許的情況下盡量使用高品質(zhì)的燃油或柴油，同時增壓器的濾網(wǎng)也應(yīng)該經(jīng)常清洗，保持進氣暢通。
3 主發(fā)電機啟動后轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定
現(xiàn)場檢查結(jié)果：主發(fā)電機啟動前，機旁控制箱上的機旁啟動按鈕指示燈亮，滑油預(yù)潤泵運行，滑油預(yù)潤壓力為0.07MPa，進主軸承滑油預(yù)潤壓力為0.025MPa，柴油壓力0.4MPa，壓力無波動現(xiàn)象，低溫水系統(tǒng)壓力0.12MPa，高溫水系統(tǒng)壓力0.3MPa，調(diào)速器油量旋鈕調(diào)至滿格10的位置，主發(fā)電機啟動后，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速忽高忽低不穩(wěn)定現(xiàn)象。
故障分析：
從參數(shù)指標來看，各項參數(shù)均正常，初步判斷，主發(fā)電機啟動后轉(zhuǎn)速忽高忽低，有兩種可能。一是燃油管路漏氣造成燃油壓力不穩(wěn)定；二是調(diào)速器出現(xiàn)故障。但現(xiàn)場柴油壓力為0.4MPa并無波動現(xiàn)象，可以基本排除，因此可確認是調(diào)速器出故障。
故障排除方案：
檢查調(diào)速器的油位、各缸油門尺條清潔、閥桿卡阻等情況，檢查調(diào)速器內(nèi)部的傳動及伺服馬達的運行，檢查調(diào)速器的反饋系統(tǒng)等是否發(fā)生故障。
故障排除結(jié)果：
排除中發(fā)現(xiàn)調(diào)速器的油位太高，整個調(diào)速器的上蓋布滿水珠，停車電磁閥的閥桿有卡阻現(xiàn)象。排除方法如下：①對停車電磁閥的閥桿進行修復(fù)，并將調(diào)速器內(nèi)舊油經(jīng)放油旋塞放掉，重新加注調(diào)速器機油；②把調(diào)速器的油位加至正常位置，先將柴油機低速啟動運行，然后將補償針閥旋出幾圈，使柴油機產(chǎn)生嚴重的轉(zhuǎn)速波動，迫使油道內(nèi)的空氣從出油孔中排出，這種大幅度游車至少保持2min，再慢慢關(guān)閉補償針閥，直到游車完全消除為止。重啟主發(fā)電機，主發(fā)電機啟動后，轉(zhuǎn)速720r/min，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，沒有再出現(xiàn)轉(zhuǎn)速忽高忽低的現(xiàn)象，負荷從255kW(約25%負荷)加至485kW(約50%負荷)再加至750kW(約75%負荷)再加至950kW(約100%負荷)，每個負荷段運行30min，沒有再出現(xiàn)轉(zhuǎn)速忽高忽低的現(xiàn)象，故障排除。
預(yù)防措施：在監(jiān)視及巡檢過程中，應(yīng)注意調(diào)速器的油位必須保持在油位玻璃表的刻度線之間，不可過高或過低，如果油位液面下降過快，說明調(diào)速器有漏油或滲油處，應(yīng)立即查找和處理，如果過高應(yīng)注意調(diào)速器內(nèi)部油道的驅(qū)氣。同時，注意調(diào)速器注油口的密封，應(yīng)防止滑油被污染，保證滑油的清潔，并注意調(diào)速器的油溫不能太高。經(jīng)常性的檢查各缸的燃油尺條是否清潔并及時加注滑油。
4 結(jié)束語
雖然現(xiàn)代化的船舶主發(fā)電機運行管理高度的自動化，但為了設(shè)備的安全運行，加大監(jiān)視及巡檢力度，及時發(fā)現(xiàn)異常，并在第一時間采取有效措施把故障消除在最初階段，為船舶安全經(jīng)濟可靠的運行提供有力的保證。處理主發(fā)電機故障的過程中的主要方法和措施可供類似的故障處理使用。
來源：《中國修船》2007年第5期
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