船舶主發(fā)電機(jī)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(jī)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(zhǔn)確的排除故障，確保船舶的安全運(yùn)行，已成為廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)之一。文章針對L23/30H型主發(fā)電機(jī)的典型故障的排除進(jìn)行了分析。
船舶主發(fā)電機(jī)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(jī)的正常工作對船舶的安全至關(guān)重要。所以對主發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的各種故障做出及時、準(zhǔn)確地檢測和診斷是船舶安全營運(yùn)的關(guān)鍵。文章對L23/30H型主發(fā)電機(jī)中出現(xiàn)頻率最高的幾個重要故障的診斷和處理方案進(jìn)行了分析介紹。
1 主發(fā)電機(jī)無法啟動
現(xiàn)場檢查結(jié)果：船舶進(jìn)行大功率負(fù)載啟動試驗時，第一備用2號主發(fā)電機(jī)無法啟動(集控室報警監(jiān)測系統(tǒng)顯示2號主發(fā)電機(jī)啟動失敗)，第二備用1號主發(fā)電機(jī)啟動運(yùn)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(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，負(fù)荷為645kW，1號及2號主發(fā)電機(jī)備車指示燈亮，2號主發(fā)電機(jī)處于第一備用狀態(tài)，1號主發(fā)電機(jī)處于第二備用狀態(tài)。主發(fā)電機(jī)現(xiàn)場控制箱顯示2號主發(fā)電機(jī)處于遙控狀態(tài)，燃油壓力為0.8MPa，燃油進(jìn)機(jī)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(yùn)行，滑油預(yù)潤壓力為0.06MPa，滑油進(jìn)主軸承的壓力為0.025MPa，輔機(jī)空氣瓶壓力為2.8MPa，主發(fā)電機(jī)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(jī)進(jìn)行盤車檢查，確認(rèn)主發(fā)電機(jī)沒有其它問題后，在機(jī)旁操作啟動，發(fā)現(xiàn)主發(fā)電機(jī)的啟動阻力很大，啟動馬達(dá)帶不動，后改用應(yīng)急啟動方式啟動2號主發(fā)電機(jī)，2號主發(fā)電機(jī)可以啟動，同時主發(fā)電機(jī)運(yùn)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(jī)啟動的各項條件都具備，而從機(jī)旁操作啟動的情況可以初步判斷是啟動馬達(dá)的風(fēng)葉磨損或葉片斷裂。因為主發(fā)電機(jī)啟動是通過啟動空氣進(jìn)入啟動馬達(dá)后，啟動馬達(dá)的葉輪在啟動空氣的作用下，使啟動馬達(dá)的傳動齒輪與發(fā)電機(jī)的飛輪嚙合從而帶動發(fā)電機(jī)啟動。若葉輪的葉片磨損或葉片斷裂，啟動馬達(dá)的葉輪所產(chǎn)生的力就不足以帶動發(fā)電機(jī)啟動。所以進(jìn)一步分析確認(rèn)是啟動馬達(dá)葉輪的葉片磨損或葉片斷裂。
故障排除方案：拆下啟動馬達(dá)解體檢查。故障排除結(jié)果：拆下啟動馬達(dá)解體檢查后發(fā)現(xiàn)啟動馬達(dá)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(rèn)為主要是啟動馬達(dá)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(jìn)一步引起其它葉輪的損壞。更換一臺新的啟動馬達(dá)后，2號主發(fā)電機(jī)啟動工作正常。運(yùn)行工作正常，故障排除。
預(yù)防措施：船舶主發(fā)電機(jī)在啟動前應(yīng)加強(qiáng)管路清潔度的控制，在主發(fā)電機(jī)第一次啟動前應(yīng)進(jìn)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(jī)艙的通風(fēng)，減少空氣中的粉塵，降低粉塵通過空壓機(jī)進(jìn)入啟動馬達(dá)從而引發(fā)啟動馬達(dá)故障的可能性。
2 主發(fā)電機(jī)運(yùn)行時煙囪排氣管冒黑煙
現(xiàn)場檢查結(jié)果：主發(fā)電機(jī)運(yùn)行，負(fù)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(jìn)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(jī)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(jìn)而產(chǎn)生后燃燒不良。
②氣閥間隙大小不正確。在柴油機(jī)冷車狀態(tài)下，機(jī)械式氣閥傳動機(jī)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時氣閥機(jī)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(yán)，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(jìn)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(fù)荷下運(yùn)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(fù)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行清理。
④對各缸的負(fù)荷進(jìn)行測量，如果各缸負(fù)荷超出允許的偏差則進(jìn)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(jī)運(yùn)行，主發(fā)電機(jī)排煙管還是冒黑煙，再進(jìn)一步根據(jù)故障排除方案③處理后，再重啟主發(fā)電機(jī)運(yùn)行，主發(fā)電機(jī)排煙煙色正常，主發(fā)電機(jī)運(yùn)行，負(fù)荷從255kW(約25%負(fù)荷)加至485kW(約50%負(fù)荷)，再加至750kW(約75%負(fù)荷)再加至950kW(約100%負(fù)荷)，每個負(fù)荷段運(yùn)行30min，并測出每個負(fù)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(jī)排煙煙色都正常，故障排除。
預(yù)防措施：
主發(fā)電機(jī)的日常管系必須經(jīng)過合格檢查，主發(fā)電機(jī)的用油必須是經(jīng)過分油機(jī)分油，所使用燃油溫度必須達(dá)到相應(yīng)的要求，確保主發(fā)電機(jī)用油清潔度、黏度、溫度達(dá)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(jìn)氣暢通。
3 主發(fā)電機(jī)啟動后轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定
現(xiàn)場檢查結(jié)果：主發(fā)電機(jī)啟動前，機(jī)旁控制箱上的機(jī)旁啟動按鈕指示燈亮，滑油預(yù)潤泵運(yùn)行，滑油預(yù)潤壓力為0.07MPa，進(jìn)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(jī)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(biāo)來看，各項參數(shù)均正常，初步判斷，主發(fā)電機(jī)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(rèn)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(dá)的運(yùn)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(jìn)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(jī)油；②把調(diào)速器的油位加至正常位置，先將柴油機(jī)低速啟動運(yùn)行，然后將補(bǔ)償針閥旋出幾圈，使柴油機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)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(bǔ)償針閥，直到游車完全消除為止。重啟主發(fā)電機(jī)，主發(fā)電機(jī)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(fù)荷從255kW(約25%負(fù)荷)加至485kW(約50%負(fù)荷)再加至750kW(約75%負(fù)荷)再加至950kW(約100%負(fù)荷)，每個負(fù)荷段運(yùn)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(jī)運(yùn)行管理高度的自動化，但為了設(shè)備的安全運(yùn)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(jì)可靠的運(yùn)行提供有力的保證。處理主發(fā)電機(jī)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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