馮 濤，劉繼先，史 銘，殷 勝

(中國衛(wèi)星海上測控部，江蘇江陰 214431)

水分對發(fā)電機系統(tǒng)的危害分析及解決對策

馮 濤，劉繼先，史 銘，殷 勝

(中國衛(wèi)星海上測控部，江蘇江陰 214431)

發(fā)電柴油機是船舶的重要設(shè)備，是船舶電力的來源。文章主要就某船目前發(fā)電柴油機啟動空氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)淺析水分對系統(tǒng)造成的危害，并針對危害提出解決方案，確保發(fā)電機系統(tǒng)安全可靠運行。

發(fā)電柴油機;水分;啟動系統(tǒng)

0 前言

H2203船曾多次因發(fā)電柴油機啟動系統(tǒng)相關(guān)閥件出現(xiàn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運行，經(jīng)拆解閥件發(fā)現(xiàn)啟動系統(tǒng)含有過多水分，導(dǎo)致閥件銹蝕卡阻。發(fā)電柴油機的穩(wěn)定運行直接影響到船舶電網(wǎng)的穩(wěn)定性，如果不能采取有效對策排除故障，將直接影響發(fā)電柴油機啟動系統(tǒng)的正常運行，降低發(fā)電柴油機系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，危及船舶電力系統(tǒng)的安全。因此，主機操作管理人員對發(fā)電柴油機啟動系統(tǒng)水分過多的問題進行了深入的探討和研究，結(jié)合日常管理和實際情況，提出一系列解決辦法和對策。

1 水分對發(fā)電機系統(tǒng)的危害分析

該船采用壓縮空氣啟動系統(tǒng)，空氣從空壓機出來進入氣瓶，再通過發(fā)電柴油機啟動系統(tǒng)管路進入系統(tǒng)。雖然在空壓機一二級壓縮過程中都有油水分離裝置對壓縮空氣進行凈化處理，但輸出的壓縮空氣中仍有水分，且輸出溫度較高，在氣瓶冷卻后也有水分析出，如不通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄇ宄?，一旦進入系統(tǒng)，會對發(fā)電柴油機啟動系統(tǒng)造成很大的危害。

1.1 造成啟動系統(tǒng)運行故障

圖1為船舶發(fā)電柴油機的啟動系統(tǒng)工作原理圖。

圖1 船舶發(fā)電柴油機啟動系統(tǒng)工作原理圖

由氣瓶來的壓縮空氣經(jīng)管路到達主啟動閥下部的氣腔，通過旁邊的排出孔進入啟動控制閥下部的進口，當(dāng)接到啟動指令時，用手按下啟動控制閥上的按鈕，通過傳動桿使啟動閥內(nèi)的閥芯克服彈簧的阻力打開，啟動空氣通過啟動控制閥及連接管路進入主啟動閥的上部，推動主啟動閥的空氣活塞克服彈簧的阻力下移，打開主啟動閥，于是啟動空氣分成兩路:一路經(jīng)空氣總管通至各缸的汽缸啟動閥下方空間等候;另一路為控制用的壓縮空氣，被引至空氣分配器，按照柴油機的發(fā)火順序到達相應(yīng)的汽缸啟動閥的上部空間，依次將各缸汽缸啟動閥打開，使等待在此閥前的啟動空氣進入汽缸，推動活塞運動及驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn)。

圖2為啟動系統(tǒng)中的啟動控制閥，在啟動柴油機時，手動按下啟動控制閥上部的按鈕，通過中間的挺桿下壓，使閥芯克服彈簧的作用打開下面的孔道，同時閥芯關(guān)閉上部孔道，主啟動閥過來的壓縮空氣經(jīng)管路由下面的孔道進入氣腔，從管道流向主啟動閥上部。在2010年的某次航程中，值班人員發(fā)現(xiàn)3#發(fā)電機啟動控制閥按鈕無法按下，使啟動空氣無法進入汽缸，導(dǎo)致啟動失敗。拆卸并分解啟動控制閥，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部閥芯由水分產(chǎn)生的銹渣臟堵，導(dǎo)致按鈕卡死，下壓受阻，無法正常啟動。

圖3為柴油機啟動系統(tǒng)中的主啟動閥，壓縮空氣從上面進入主啟動閥氣腔，推動活塞克服彈簧阻力往下移動，使氣腔內(nèi)的壓縮空氣順通道進入管道，沿空氣管路進入汽缸啟動閥。在2008年的一次航渡過程中，值班人員在正常啟動2#發(fā)電柴油機時，沖車結(jié)束后再按下啟動閥，柴油機以很低的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)動，沒有聽到柴油機爆缸發(fā)火的聲音，而且在機旁控制屏上顯示柴油機啟動失敗，啟動空氣消耗迅速。拆卸并分解主啟動閥，拆檢過程中發(fā)現(xiàn)閥的活塞銹蝕嚴(yán)重，活塞與閥本體已經(jīng)不能較好的活絡(luò)，在移動中容易卡阻，導(dǎo)致滑閥停在半開狀態(tài)，氣瓶來的壓縮空氣沒有完全到達汽缸，導(dǎo)致啟動失敗。

圖4為發(fā)電機應(yīng)急停車裝置，當(dāng)發(fā)電機故障需要應(yīng)急停車時，通過切斷燃油供給實現(xiàn)目的，經(jīng)修復(fù)需要重新啟動時，必須通過啟動空氣壓縮使其復(fù)位。1#發(fā)電機曾出現(xiàn)沖車正常但啟動失敗的情況，將燃油切斷裝置拆卸分解，發(fā)現(xiàn)復(fù)位活塞機械控制零件銹蝕卡死，使燃油切斷裝置持續(xù)作用，燃油無法供上，造成發(fā)電機啟動失敗。

圖4 發(fā)電機應(yīng)急停車裝置

如圖5為發(fā)電機的燃油限制裝置，當(dāng)啟動發(fā)電機時，啟動空氣進入燃油限制器，推動活塞限制燃油供給量。當(dāng)閥芯銹蝕卡死可能導(dǎo)致燃油限制系統(tǒng)失效，燃油供給過多導(dǎo)致發(fā)電機超速，汽缸發(fā)火燃燒粗暴，熱負(fù)荷和機械負(fù)荷急劇增大，對發(fā)電機系統(tǒng)造成非常大的損害。

圖5 發(fā)電機燃油限制裝置

通過對以上閥件的故障分析可知，如果發(fā)電機啟動系統(tǒng)中水分過多造成系統(tǒng)內(nèi)的閥件銹蝕，運動部件卡死或磨損，使啟動元件動作失靈和漏氣，將嚴(yán)重影響發(fā)電機的啟動性能和安全性能。

1.2 影響發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性

柴油發(fā)電機在正常啟動前都要進行沖車，沖車是利用啟動裝置供給壓縮空氣 (不供燃油)使主機轉(zhuǎn)動的操作過程。利用沖車可以將汽缸中的雜質(zhì)、殘水或積油等從開啟的示功閥沖出。如果啟動空氣中含有大量的水分進入汽缸，沖車就無法將殘水沖干凈，一方面會造成啟動時為達到?jīng)_車效果，而使沖車時間和次數(shù)增長，影響發(fā)電機啟動的時效性，當(dāng)遇到突發(fā)狀況需立即換發(fā)電機上網(wǎng)供電時，沖車延時將給船舶造成很大危害，同時使壓縮空氣消耗過多;另一方面汽缸中殘留水分將影響燃油燃燒質(zhì)量，惡化汽缸燃燒環(huán)境，造成汽缸滑油乳化，銹蝕活塞元件等惡劣影響，對發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性造成危害。

2 解決對策

通過分析可知，水分對發(fā)電柴油機啟動系統(tǒng)的危害，由于空氣質(zhì)量不良，使發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性能大大降低，由此造成的損失往往大大超過氣源處理裝置的成本和維修費用，因此有必要對發(fā)電柴油機啟動空氣系統(tǒng)進行一定的處理。

2.1 改造氣瓶放殘管路

該船兩個輔空氣瓶采用豎置，且放殘管路設(shè)計在氣瓶的頂端，而水分的密度較空氣大，一般會沉淀在氣瓶底端，所以放殘管路所在位置太高，無法達到放殘的預(yù)期效果，經(jīng)常會出現(xiàn)氣瓶中殘水放不出來的情況。

主空氣瓶采用橫置，且放殘管路設(shè)計在氣瓶底端，放殘效果更佳?？勺裾罩骺諝馄康脑O(shè)計模式對輔氣瓶進行管路改造，將放殘管路設(shè)計在氣瓶底端，使得殘水能夠順利排出。

2.2 加裝除水設(shè)備

空氣壓縮機吸收的新鮮空氣中水分含量是固有存在的，要將壓縮空氣中的水分盡量去除，只有通過在系統(tǒng)管路中設(shè)置去水裝置。目前該船已經(jīng)在空壓機一級、二級壓縮出口管路都設(shè)有汽水分離器，對系統(tǒng)中的水分起到了一定的排除效果。此外可在氣瓶出口管路加裝汽水分離濾器等，盡量減少進入發(fā)電機各閥件的水分。

2.3 加裝系統(tǒng)管路泄放閥

發(fā)電機完車以后，系統(tǒng)管路中的壓縮空氣部分將被泄放，主啟動閥和啟動控制閥下部氣腔與氣源相通，可關(guān)閉通向主啟動閥的壓縮空氣出口閥，并在中間加裝一個放氣閥將管路存氣放掉。關(guān)閉出口閥的同時，還可避免因環(huán)境溫度變化造成管路壓力變化而對主啟動閥和啟動控制閥造成過多的沖擊。

3 日常管理建議

水分對發(fā)電機系統(tǒng)的危害如何加以解決，系統(tǒng)管路改造以及設(shè)備加裝的可行性還需考慮到很多方面的實際情況，因此為減少柴油機故障的發(fā)生，對柴油機的日常管理提出以下幾點建議。

1)加強對啟動系統(tǒng)的維護保養(yǎng)，特別是主啟動閥和控制啟動閥的維護保養(yǎng)，定期對其閥芯和活塞進行清潔，并進行涂油活絡(luò)保養(yǎng)，通過保養(yǎng)盡量減輕水分對閥件造成的銹蝕危害。

2)在柴油機運行過程中要注意檢查主啟動閥前面的管路，如果某個缸的汽缸啟動閥關(guān)閉不嚴(yán)導(dǎo)致汽缸內(nèi)的燃?xì)獾垢Z回主啟動閥，容易燒蝕滑閥。如果檢查出管路發(fā)燙，在查出泄露汽缸啟動閥后應(yīng)進行拆換檢修。

3)每周最少要對主副氣瓶在壓力大于2.0 MPa時放殘一次，保證氣瓶中沒有過多的積水和殘渣。

Generating diesel engine is the important equipment in ship，which gives all the power for ship，this paper tells how the water content does harm to the generating diesel engine system based on its structure while starting air system.Against the harm this paper puts forward solutions to ensure the safe and reliable operation of generator system.

generating diesel engine;water content;starting system

U672

C

1001－8328(2012)05－0014－03

馮濤 (1986-)，男，江西宜春人，助理工程師，學(xué)士，主要從事船舶動力裝置管理工作。

2012－04－19