徐澄+喻健康+張振峰

摘要：本文簡要介紹VISATRON115/87—EMC型主機(jī)油霧濃度探測器的工作原理及工作過程，并通過測量船相繼出現(xiàn)的主機(jī)油霧濃度高自動停車故障實(shí)例，分析判斷出產(chǎn)生故障的原因及解決方案，同時提出了對該裝置的幾點(diǎn)管理建議，希望對裝有類似型號油霧濃度探測器的船舶在故障排除及設(shè)備管理方面有所借鑒。

關(guān)鍵字：主機(jī) 油霧探測器 自動停車 原因分析 排除方法

0 引言

油霧濃度探測器是預(yù)防柴油機(jī)曲軸箱爆炸的一個重要安保裝置。其主要功能是監(jiān)視柴油機(jī)曲軸箱油霧濃度，預(yù)防曲軸箱著火爆炸.柴油機(jī)在運(yùn)行一段時間后，機(jī)件溫度升高，主機(jī)曲柄箱中的滑油會產(chǎn)生油氣，這些油氣在曲柄箱中與70℃左右的較冷空氣混合會形成油霧。當(dāng)油霧濃度超過一定值時，可能會引起曲軸箱爆炸，造成嚴(yán)重的機(jī)損事故。柴油機(jī)裝有曲軸箱油霧濃度探測器后，一旦油霧濃度超過正常標(biāo)準(zhǔn)，能及時發(fā)出聲光報(bào)警，同時使主機(jī)自動降速或停車。由此可見，主機(jī)曲軸箱油霧濃度探測器是實(shí)現(xiàn)機(jī)艙自動化，保證柴油機(jī)安全運(yùn)行的重要設(shè)備之一。

某船配置了型號為VISATRON115/87—EMC地主柴油發(fā)動機(jī)油霧濃度探測器，其特點(diǎn)是采樣準(zhǔn)確、執(zhí)行速度快、自檢功能強(qiáng)等。該裝置性能的好壞直接影響到主柴油發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和船舶安全航行。因此，對其正確使用和維護(hù)管理是機(jī)電專業(yè)人員不可忽視的一項(xiàng)工作。

1典型故障案例

1.1故障案例一

2012年6月19日，改船右主機(jī)單車航行時，出現(xiàn)油霧濃度高自動停車。當(dāng)時，正是因?yàn)檩o機(jī)艙1#中央冷卻器調(diào)溫閥工作氣源進(jìn)口閥（下圖V1）填料失效，使機(jī)艙控制空氣大量外泄，造成主機(jī)艙穩(wěn)壓氣瓶壓力急劇下降，而右主機(jī)油霧濃度探測器正是依靠穩(wěn)壓氣瓶給抽氣泵提供氣源以充當(dāng)驅(qū)動空氣，來抽吸各曲軸箱隔間油霧的，探測器由于氣源大量外泄，供氣不足，抽吸能力下降，引起其他檢測單元內(nèi)部真空下降并發(fā)出報(bào)警，同時各曲軸箱隔間的采樣氣體流動速度變慢，氣流被紅外檢測時其在探測器檢測單元內(nèi)滯留時間變長，導(dǎo)致探測器獲取的采樣氣流不透光度變大超過停車值。因此，探測器向主機(jī)PCU發(fā)出停車信號導(dǎo)致主機(jī)自動停車。

該故障出現(xiàn)后，迅速檢修工作氣源進(jìn)口閥V1，使其可靠密封后，按程序啟動右主機(jī)，自動停車故障得到徹底排除。

圖1 故障一示例圖

1.2 故障案例二

2013年5月30日，該船右主機(jī)正常運(yùn)行中突然出現(xiàn)油霧濃度探測裝置報(bào)警停機(jī)，油霧濃度探測指示燈在8-10格來回跳動，此時，主機(jī)熱力參數(shù)主軸承溫度、缸套水、排氣溫度等均在正常范圍之內(nèi)。右主機(jī)出現(xiàn)油霧濃度探測裝置報(bào)警停機(jī)后，備用油泵啟動。迅速組織人員對該機(jī)進(jìn)行問題排查。打開曲軸箱目視檢查、點(diǎn)測主軸承溫度正常，并且更換油霧濃度探測裝置空氣濾芯，清潔裝置內(nèi)部，重新調(diào)整氣壓。再啟動右主機(jī)試車，測量主機(jī)各缸爆壓，各缸爆壓比較平均，但運(yùn)行半小時后，油霧濃度探測器再次報(bào)警，機(jī)旁人員應(yīng)急處置避免了應(yīng)急停機(jī)。取樣檢查右主機(jī)滑油，發(fā)現(xiàn)滑油中含有少量水分。右機(jī)油霧濃度探測器出口空氣濕度大，探測器內(nèi)部有較多凝水，判斷該主機(jī)并非真正意義油霧濃度升高，而是因?yàn)榛椭兴终舭l(fā)，油霧中攜帶的水蒸氣觸發(fā)報(bào)警出現(xiàn)報(bào)警。因此，裝置一旦出現(xiàn)排氣口水霧逐漸增多時，只需打開收集箱旋塞，放出殘液，并用壓縮空氣加壓吹除即可。

根據(jù)設(shè)備運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，有以下幾種情況可能誘發(fā)裝置報(bào)警：一是曲軸箱內(nèi)滑油水分含量過高，水比滑油更容易蒸發(fā)，油霧中攜帶的水蒸氣可能會觸發(fā)裝置出現(xiàn)報(bào)警；二是船舶航行于高溫高濕區(qū)域；三是油霧濃度探測器因電子元件等老化而導(dǎo)致性能下降；四是油霧濃度探測器本身的靈敏度設(shè)置得太高，靈敏度設(shè)得越高其報(bào)警值就越低，于是油霧濃度稍有升高就觸發(fā)報(bào)警。五是如果油霧濃度探測器附近因?yàn)槟撤N原因存在大量煙霧，煙霧可能經(jīng)新鮮空氣吸口進(jìn)入檢測單元而觸發(fā)報(bào)警。一旦主柴油發(fā)動機(jī)因曲軸箱油霧濃度高報(bào)警停車時，應(yīng)當(dāng)迅速鑒別是真報(bào)警還是誤報(bào)警。可查閱康仕伯主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，如果主滑油溫度、曲軸箱內(nèi)部壓力、主軸承溫度等參數(shù)未見異常，可以將誤報(bào)警復(fù)位后重新啟動主機(jī)；如果是真報(bào)警，則應(yīng)按照曲軸箱過熱的處置方法予以處理。

2 油霧濃度探測器的結(jié)構(gòu)及工作原理

為更好地分析故障產(chǎn)生原因，特對所使用的油霧濃度探測器的結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行深入分析。VISATRON115/87—EMC型油霧濃度探測器主要由底板（包括抽氣泵，內(nèi)置加熱裝置、油氣分離器及電氣連接的插頭）、由光電傳感器所組成的測量通道、電子裝置及集管連接箱等組成，如圖1所示。

曲軸箱內(nèi)的氣體由于抽氣泵所產(chǎn)生的真空，通過連接箱中的集管進(jìn)入底板中的分離器，大的油滴在離心力的作用下被分離開來并通過導(dǎo)管送至抽氣泵排出（拆開閥箱，在殼體下部可以看到3個孔，大的孔是氣流到檢測室的氣流通道，小的兩個孔其中一個用于抽除管接頭塊內(nèi)的積油，另一個用于排除閥箱內(nèi)的積油），防止它們進(jìn)入測量通道而引起誤報(bào)警。經(jīng)過分離的氣體送到測量通道中，由通道兩端的光電傳感器進(jìn)行測量（在檢測室內(nèi)設(shè)置有兩個紅外探頭，一端作為紅外線發(fā)光二極管產(chǎn)生定量的光強(qiáng)照在另一端對紅外線敏感的光電二極管上，光電二極管將光強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娏鱾魉偷诫娮訙y量裝置上）。當(dāng)油霧濃度因?yàn)榍S箱內(nèi)部故障而有所升高，阻光度增加到一定程度時，光電流減弱至一定值，測量裝置發(fā)出報(bào)警信號并使主機(jī)降速或保護(hù)性停機(jī)。流過檢測室的氣霧最后被抽回曲軸箱內(nèi)。

另外，此裝置有三點(diǎn)值得注意：一、為了避免曲軸箱的油氣污染測量通道內(nèi)的光電傳感器（紅外線濾光片），通過掃氣室的兩個銅質(zhì)燒結(jié)式濾片將吸人一定量的新鮮空氣，進(jìn)入的新鮮空氣一部分將經(jīng)流量控制小孔上行沿紅外探頭外側(cè)流入主氣路，一則可時刻對紅外探頭進(jìn)行沖洗清潔，另外還可阻止油霧接觸紅外探頭，以及冷卻測量室和紅外探頭。二、為了檢測測量通道中所需的真空度，兩個空濾器的下方各安裝有一個PI100測量傳感器，一個負(fù)責(zé)測量流速，另一個則負(fù)責(zé)測量環(huán)境溫度，以進(jìn)行必要的溫度補(bǔ)償。三、為了防止油霧濃度探測器自身裝置發(fā)生故障時，仍發(fā)出錯誤的信號，一個綜合的監(jiān)測邏輯電路保證裝置發(fā)生故障時，不再發(fā)送信號。

圖2 VISATRON115/87—EMC結(jié)構(gòu)原理圖

3 油霧探測器管理要點(diǎn)

油霧探測器正常運(yùn)行時，不須手動調(diào)整，就能確保正常狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行，但是由于油霧探測器安裝在柴油機(jī)旁，其運(yùn)行環(huán)境十分惡劣，為了不因外部環(huán)境因素的影響而使油霧探測器誤報(bào)警，必須加強(qiáng)對油霧探測器的運(yùn)行維護(hù) 。結(jié)合該船的實(shí)際情況，分以下幾方面進(jìn)行闡述 ：

1.新鮮空氣吸入系統(tǒng)：常見主要故障是空氣濾網(wǎng)被粉塵或油污污染堵塞，造成該裝置不能正常工作，維護(hù)措施是每 30天更換燒結(jié)青銅濾網(wǎng)。

2.壓縮空氣供給系統(tǒng)：它主要是用于建立和維持抽氣壓力，并把測量后的油氣排走，其可能引起的故障有壓縮空氣帶水，測量腔真空度改變，減壓閥濾網(wǎng)堵塞。維護(hù)措施是加裝空氣干燥器，每月檢查一次測量腔真空度，每隔三個月更換減壓閥濾網(wǎng)。

3.曲軸箱油氣取樣系統(tǒng)：油氣抽取管道設(shè)計(jì)為斜式安裝，使冷凝出來的油滴可以自然流回曲軸箱內(nèi)。維護(hù)措施是每半年吸入壓縮空氣清洗油氣抽取管道，定期對潤滑油的含水量進(jìn)行檢查。

4.光電測量通道：其引起故障的原因主要是流量測量元件、紅外光發(fā)射及接收元件、光學(xué)透鏡被油霧污染，裝置內(nèi)的氣路堵塞等，維護(hù)措施是每30天對以上部件進(jìn)行清洗或清理。

4 結(jié)束語

油霧探測器是船舶柴油機(jī)安全運(yùn)行的重要保護(hù)裝置，通過對油霧探測器的維護(hù)與檢修，可減少油霧探測器出現(xiàn)故障的機(jī)會，一方面節(jié)省了大筆資金用于購買備件，另一方面確保了柴油機(jī)能正常運(yùn)行，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 李春野.輪機(jī)維護(hù)與修理.大連海事大學(xué)出版社，2001年

[2] 輪機(jī)工程手冊.人民交通出版社，1992年

[3] 德國公司.油霧濃度探測器使用手冊，2007年endprint