轮机工程毕业论文————发电柴油机排温过高故障分析和处理

大连海事大学毕业论文Array二○一一年一月“广州发展1”轮发电柴油机排温过高故障分析和处理专业班级：轮机工程06－18姓名：刘翔指导教师：轮机工程学院内容摘要摘要：本文主要叙述了广州发展1轮MAN B&W 5L23/30型发电柴油机工作过程中排气温度过高这一实际故障，分析了能够导致这一故障现象主要的原因：燃油质量、雾化质量、进气质量、运动部件状况，然后根据分析的这些原因进行逐一的排查。

随后简述了燃油系统及喷油器的工作原理及喷油器的检查方法和其故障处理方法，并简述最终解决问题的方法。

最后提出了自己对于防止柴油机排温过高的一些管理方面的建议，并且结合此次故障叙述了机械设备日常管理注意事项和心得体会，以及实习的收获。

关键字：发电柴油机排气温度喷油器ABSTRACT：This paper mainly narratives the trouble of too higher exhaust temperature of “GUANG ZHOU FA ZHAN 1”ship’s MAN B&W 5L23/30 diesel generator, analyze mainly reason to the trouble, such as the quality of fuel oil, atomization quality, entering air quality and the moving parts condition, and then investigate the real reason one by one, describe the working principle of fuel system and fuel injector and injector inspection methods and its failure treatment, then introduce final solution to the problem. Finally, propose some recommendations of management to prevent diesel engine exhaust temperature is too high, and combine the trouble to narrate everyday management attentive matters of mechanical equipment and gains in depth of comprehension, and the practiced harvest.Key Words: diesel generator exhaust temperature oil injector目录1前言 (1)2 No.1发电机原动机排温过高故障现象 (1)3故障原因分析 (1)3.1进气质量 (2)3.2雾化质量 (2)3.3运转工况 (2)3.4燃油质量 (2)4 故障的查找 (3)4.1测量爆压 (4)4.2 运动部件的检查 (4)4.3增压器的清洗 (5)4.4燃油喷射系统的介绍及故障处理 (5)4.4.1燃油喷射设备 (6)4.4.2燃油的雾化 (10)4.4.3喷油器和喷油泵的检查 (11)4.4.4喷油定时的检查 (13)5 故障的最终处理解决 (13)6日常维护管理建议 (14)7 结论 (14)参考文献 (16)“广州发展1”轮发电柴油机排温过高故障分析和处理1前言“广州发展1”轮有三台发电柴油机，机型为镇江中船设备有限公司所生产的MAN B&W 5L23/30四冲程柴油机，气缸数为5、缸径为225mm、冲程为300mm、额定功率为650KW，额定转速为720rpm，其使用的增压器是PBS Turbo.s.r.o生产的NR15/R151。

2 No.1发电机原动机排温过高故障现象11月15日我轮在秦皇岛锚地抛锚待泊，早上当班机工抄表时发现No.1号发电机原动机排温不太正常，当班机工发现此情况后立刻告知二管轮，二管轮下到机舱发现No.1排温和相同负荷下的No.2号发电机原动机相比平均高出约40℃（电机日志中的数据，如表1），虽然排温过高现象不是十分严重，但为了安全起见还是决定对一号机进行检查和维修（注：电机排气温度抄表时末位均为“5”或“0”）。

表1 No.1、No.2号发电机原动机排温对比（负荷均为400KW）3故障原因分析排气温度是了解燃烧情况的重要指标，排气温度过高直接导致柴油机热负荷增加，不仅使热应力增大，材料的机械性能下降，而且高温破坏了柴油机的润滑条件，致使柴油机磨损加剧，甚至还会使燃烧室周围零件损坏（如排气阀），最终可能会影响柴油机的平稳运转，缩短维护周期以及工作寿命。

排气温度主要受到进气质量，燃油的质量，雾化的质量，柴油机的运转工况等的影响。

正常情况下的每台发电柴油机排温在相同负荷时差别应不大，且有个极限值(本轮发电机排气温度报警值为500℃)，排气温度过高是发电柴油机经常出现的故障，导致这一故障的原因也是多种多样的，但并不是无迹可寻，下面对可能导致柴油机排温过高的主要原因作些简要分析。

3.1进气质量气缸的进气质量差，进入气缸的空气量不足，燃油燃烧时就没有足够的氧气与之化合，燃油不能完全燃烧便会造成排气温度过高。

而进气质量变差的主要指标有两个，一是进气压力低，其主要原因有：①增压器淤堵（包括滤网堵塞、压气机端或透平端积污），②发电柴油机所在场所大气负压(如现在我轮11月份在北方时，机舱门关闭且为了保温未开风机)，③机械方面的原因（活塞环泄漏、进排气阀泄漏或间隙不当或增压器故障）。

二是进气温度过高，对于增压柴油机来说：空气进入柴油机之前要在压气机中被压缩，随着空气压力的上升，其温度也会升高，对于5L23/30H柴油发电机来讲，一般情况下增压器压气机出口温度高达180℃，而进入空冷器冷却后的温度仅为55℃左右，这就对空冷器的冷却效率和阻力系数要求较高，随着运行时间的增加，空冷器容易出现污染问题，即空气侧积灰，水冷侧结水垢，这些均会导致进气温度升高从而使排气温度也升高。

如果是进气质量导致的排温过高，则可以通过检查机旁的通风情况，进气温度，进气压力，以及透平前后的压差来判断。

3.2雾化质量雾化质量不好会使燃油颗粒不够细，导致燃油不能与空气混合均匀，从而造成喷入气缸的燃油无法完全燃烧或滞燃致使排气温度升高，其主要受燃油喷射系统的影响（燃油质量也会影响雾化），例如高压油泵齿条脏污、油尺卡死在最大位置或超出最大位置使气缸处于多供油位置。

再如喷油器使用一段时间后，喷油压力下降，喷油嘴针阀密封环带密封不良，针阀与喷嘴体的配合间隙太大，喷孔堵塞、针阀不能落座卡死在开启位置等都会使雾化质量变差。

雾化质量的检查首先可以通过观察排气烟色来判断，正常情况下排气烟色应该为浅灰色或者接近无色透明，雾化质量不良时容易在排烟管内发生二次燃烧而导致排温过高，排气会冒黑烟，其次可以通过对喷油设备的拆检来判断，后文会有详细的介绍。

3.3运转工况柴油机如果超负荷运转，则会造成过大的扭矩，致使排气温度过高，再者如果柴油机运动部件有阻力（如拉缸）也是导致排温过高故障发生的原因。

3.4燃油质量燃油的好坏程度是由其特性指标决定的，当燃油的特性（如进机粘度和温度）不能满足柴油机的要求时，会发生燃烧恶化致使柴油机排气温度过高，柴油机燃油进机粘度一般要求在10-15cST（运动粘度）。

“广州发展1”轮柴油发电机进机粘度一般控制在13 cST左右，使用的是180cST的燃油，因为粘度计一直有问题不能正常工作，靠手动调节燃油温度确定进机粘度，根据燃油粘度/温度曲线图（图1）确定进机温度一般为115℃左右。

燃油质量的检查可以通过检查滤器，燃油加热情况等来判断，如燃油的品质不佳滤器会脏的很快，温度方面主要是检查燃油柜的温度，燃油管路蒸汽伴行管加温的情况。

图1 燃油粘度/温度曲线图4 故障的查找通过以上对排温过高的原因分析，我首先想到去检查一下排气的烟色，发现冒黑烟的情况并不严重。

随后我又检查了透平压差、空冷器的温度（冷却水温和空气温度）、燃油温度等参数，除了增压压力略低以外其余均在正常范围之内，然后我打开机舱水密门并加开一台风机，然而排气温度并未好转。

雾化质量方面，读取油门齿条刻度分别为17//17//16.5//17//17，并检查齿条活动情况未见异常，而就理论上讲，五个缸同时因为喷油器故障导致的排温都过高几乎不太可能，所以我认为可以排除雾化和进气这两方面的原因。

但二管轮却认为引起排气温度过高这一现象的原因太多，不能通过简单查看系统参数来判断，而且2#缸排温很高不能排除其喷油器完全没有故障，还是要通过拆检等详细检查才能确定到底是什么原因导致的这一故障，所以除了空冷器之外（上一航次拆检过），我们对能导致排温过高的原因进行逐一的排查。

4.1测量爆压柴油机的最大爆发压力和排气温度都是了解燃烧情况的重要指标，两者互有关联，爆压可以作为确认排气温度过高故障原因的参考，爆压的测量步骤如下①如（图2）所示安装爆压表A前，用示功阀专用扳手打开示功阀B，然后，轻松开启1-2次后关闭示功阀（目的是为了吹掉内部污物以免造成爆压表损坏）②将爆压表安装到示功阀接头C部位，并拧紧锁紧螺帽D将爆压表固紧在示功阀上③关闭爆压表上的排气阀E，打开示功阀，记下爆压表上的压力读数如表2所示，爆压比正常略有偏高。

表2 爆压表上的压力读数图2测量爆压示意图4.2 运动部件的检查盘车，发现运动部件并无卡阻等异常情况，而电机也没超负荷的情况，检查气阀间隙发现气阀上下启闭灵活无卡死现象，顶杆摇臂传动机构也正常，基本也可排除运动部件以及运转工况对排气温度的影响。

4.3增压器的清洗通过对进气压力的检查，发现比起柴油机说明书规范所对应的值略有降低，清洗了增压器透平滤网排除了机器处所大气负压的原因之后发现进气压力没有改善，为了保险起见，还是对增压器压气机进行清洗，增压器的清洗步骤如下：①清洗前，要确认柴油机负荷在75%或以上。

②将专用清洗液倒入注射器A中（如图3所示）。

③将注射器接口与另一端连接在增压器进口的注入管相连。

④操作注射器使用其喷射清洗液。

⑤注入清洗液3-5分钟后，按上述步骤注入等量的淡水，清洗后要在该负荷状况下运转1小时以上。

图3增压器压气机清洗示意图通过清洗了增压器，气缸排气温度有所降低，增压压力略有升高，说明压气机效率有回升，进气量增多，柴油机燃烧有所改善，但导致柴油机排气温度升高的根本原因并未找到。

4.4燃油喷射系统的介绍及故障处理因燃油的燃烧情况与燃油喷射系统有极大的关联，以下首先对燃油喷射系统，燃油喷射设备及燃油喷射规律进行简介，帮助我们分析排气温度过高的故障原因。