I. Symptomer på feilforekomsten
De tre genererende dieselmotorene til Kote nenhai-hjulet er alle japanske Yanmar-dieselmotorer, modell EY26, med en effekt på 1620KW og en nominell hastighet på 720r/min, som er firetakts sekssylindrede mellomhastighets dieselmotorer.
En måned hadde gått siden den omfattende overhalingen av dieselmotoren med generator nr. 2. Under en rutinemessig inspeksjon av maskinrommet mens du var på vakt og fyllte drivstoff under en reise fra Malaysia til Afrika, ble det observert at eksostemperaturene på sylindrene nr. 1 og nr. 4 til dieselmotoren med nr. 2-generator var betydelig høyere enn de av de andre sylindrene. En sammenligning med produsentens spesifikasjoner indikerte at disse temperaturene hadde overskredet standardverdiene i håndboken. Til tross for denne uregelmessigheten forble alle andre driftsparametre til generatorens dieselmotor innenfor normale grenser, og ingen unormale lyder, vibrasjoner eller lukt ble oppdaget.
II. Analyse av mulige årsaker til feilen ved høy eksostemperatur
Den høye eksostemperaturen til en generator dieselmotor kan tilskrives flere faktorer, først og fremst relatert til drivstoffsystemet, inntaks- og eksossystemer, komponentslitasje og andre diverse problemer. Hovedårsakene er imidlertid vanligvis forbundet med kvaliteten på drivstoffforbrenning og luftutveksling.
1. Problemer med drivstoffsystem
(1) For høy drivstoffviskositet eller dårlig drivstoffkvalitet
1) For høy drivstoffviskositet
① Yanmar-generatorens dieselmotorer om bord på Kote Nenhai-fartøyet bruker tung fyringsolje (HFO) når belastningen overstiger 25 %. Hvis lasten ikke når den nødvendige terskelen under HFO-drift, kan utilstrekkelig drivstoffstrøm og for stort varmetap føre til lav oljetemperatur eller høy viskositet. Dette resulterer i dårlig forstøvning, forårsaker forsinket forbrenning i sylinderen og langvarig etterforbrenning, noe som til slutt fører til forhøyede eksostemperaturer.
② Drivstoffsystemet på Kote Nenhai er delt mellom hovedmotoren og generatorens dieselmotorer. Etter kai, når hovedmotoren er slått av, gjør det lille drivstofforbruket til generatorens dieselmotorer det vanskelig for det automatiske drivstoffvarmesystemet å opprettholde optimal temperatur. Manuelle justeringer for å redusere dampvolumet er ofte nødvendig. Hvis dampvolumet reduseres for mye, kan det føre til at oljetemperaturen faller for lavt, noe som resulterer i dårlig forstøvning og forlenget etterforbrenning, og dermed øke eksostemperaturen.
2) Dårlig drivstoffkvalitet
Drivstoffegenskaper som cetantall og viskositet påvirker direkte tenning og forbrenningseffektivitet. Lave cetantall forlenger tenningsforsinkelsesperioden, noe som fører til grov forbrenning og sen tenning, noe som øker det maksimale forbrenningstrykket og eksostemperaturen [3]. Motsatt kan for høye cetantall resultere i ufullstendig forbrenning og forringet forbrenningskvalitet, også øke eksostemperaturen. Høy drivstoffviskositet svekker forstøvning, noe som fører til ufullstendig forbrenning og ytterligere økende eksostemperatur. Derfor påvirker dårlig drivstoffkvalitet forstøvning og forbrenning, og bidrar til høyere eksostemperaturer over hele generatorens dieselmotor.
(2) Feil på drivstofftilførsel og injeksjonssystem
1) Injektorfeil
Høy eksostemperatur kan være forårsaket av lavt ventilåpningstrykk på grunn av ødelagte eller løse trykkfjærer, løse låsemuttere, feil installasjon eller fastlåste injektorer. Disse forholdene kan føre til tidlig injeksjonsstart og forsinket injeksjonsavslutning, forlenge injeksjonsvarigheten og forringe forstøvningskvaliteten. Dette forhindrer riktig blanding av drivstoff med frisk luft, forverret forbrenningskvalitet og forårsaker alvorlig etterforbrenning, overoppheting av komponenter og økt eksostemperatur. I tillegg kan en forstørret injektordysediameter svekke forstøvning og forbrenning, mens dårlig tetting av injektordysenes kjegleoverflate eller erosjonsinduserte hull og sprekker kan forårsake drivstofflekkasje, forlenge etterforbrenningsperioden og forringe forbrenningskvaliteten ytterligere. I slike tilfeller bør injektoren inspiseres for karbonoppbygging, og tester for ventilåpningstrykk, tetning og forstøvningskvalitet bør utføres for å diagnostisere problemet.
2) Feil på drivstoffinjeksjonspumpe
Eksostemperaturen kan også stige på grunn av overdreven slitasje mellom stempelet og hylsen, noe som reduserer tetningsytelsen og injeksjonstrykket, noe som fører til dårlig forstøvning og en mindre fremføringsvinkel for injeksjonen. Alvorlig slitasje mellom ventilen og ventilsetet kan på samme måte redusere tetningsytelsen, forårsake et fall i gjenværende trykk i høytrykks drivstoffledningen og en reduksjon i injeksjonsvolum, som begge påvirker forstøvningskvaliteten og forbrenningsprosessen, og til slutt forringes forbrenningskvaliteten og øker. eksostemperatur.
3) Skadet drivstoffilter
Et skadet drivstoffilter kan forringe kvaliteten på drivstoffet som kommer inn i forbrenningskammeret, og tillate større drivstoffpartikler som ikke kan brytes ned og brenne helt, noe som fører til dårlig forstøvning og forbrenningskvalitet, og som følgelig økende eksostemperatur. Dette scenariet kan utelukkes hvis bare en enkelt sylinder viser unormalt høy eksostemperatur.
2. Problemer med inntak og eksosanlegg
1) Feil på inntaksventilen
En mulig årsak til feil på inntaksventilen er alvorlig slitasje på toppen av inntaksventilstammen, noe som fører til for stor ventilklaring. Dette påvirker tidspunktet for inntaksventilen, og får den til å åpne sent og stenge tidlig. Følgelig reduseres mengden frisk luft som kommer inn i forbrenningskammeret betydelig, noe som resulterer i lavere kompresjonstrykk ved slutten av kompresjonsslaget, ufullstendig drivstoffforbrenning, forringet forbrenningskvalitet og økt eksostemperatur.
Et annet potensielt problem er alvorlig slitasje på tetningskonoverflaten til inntaksventilen eller erosjon av ventilskiven, eller at inntaksventilen setter seg fast i åpen posisjon. Disse forholdene forhindrer at inntaksventilen lukkes tett, slik at frisk luft kan lekke ut av forbrenningskammeret gjennom inntaksventilen, redusere luftvolumet, forringe forbrenningskvaliteten og øke eksostemperaturen.
Denne situasjonen kan diagnostiseres ved å måle ventilklaringen til inntaksventilen og utføre en tetningstest på ventilskiven.
2) Feil på eksosventilen
Feil på eksosventilen kan være forårsaket av flere faktorer:
- Erosjon av eksosventilskiven, som fører til små hull.
- Eksosventilen sitter fast i åpen stilling.
- Pockmarks og groper på tetningslinjen til eksosventilskiven, noe som resulterer i dårlig tetting.
Disse problemene tillater frisk luft å lekke fra eksosventilen, reduserer luftvolumet i sylinderen, senker kompresjonstrykket, forringer forbrenningskvaliteten og øker eksostemperaturen.
Denne situasjonen kan identifiseres ved å kontrollere tetningstilstanden til eksosventilskiven og verifisere fleksibiliteten til eksosventilen.
3) Feil i ventildrivmekanismen
Feil i ventildrivmekanismen kan oppstå fra:
- Løse justeringsskruer til vippearmen som justerer ventilklaringen.
- Alvorlig slitasje på vippearmen som kommer i kontakt med inntaksventilstammen.
- Bøyde eller deformerte skyvestenger.
- Kraftig slitasje på valse og kam.
Disse forholdene fører til en økning i inntaksventilklaringen, endrer tidspunktet for inntaksventilen, får den til å åpne sent og lukke tidlig, redusere mengden frisk luft som kommer inn i forbrenningskammeret, forringe forbrenningskvaliteten og øke eksostemperaturen.
I tillegg kan for stramme justeringsskruer føre til utilstrekkelig ventilklaring for både inntaks- og eksosventiler. Når ventilene når sin maksimale driftstemperatur, kan det hende at de ikke lukker tett, noe som fører til lekkasje, forsterket erosjon av ventilskiven, redusert luftvolum i sylinderen, forringet forbrenningskvalitet og økt eksostemperatur.
Denne situasjonen kan kontrolleres ved å måle klaringen til inntaks- og eksosventilene.
III. Feilløsningstiltak og lærdom
1. Tiltak for håndtering
1) Etter å ha oppdaget feilen under et rutinemessig fylleskift, gikk jeg umiddelbart videre til generatorens dieselmotor for å foreta en grundig inspeksjon av feilsymptomene. Deretter startet jeg standby nr. 1 generator dieselmotor, synkroniserte strømforsyningen, og koblet deretter fra nr. 2 generator dieselmotor. Etter å ha fullført oljeskifteoperasjonen bestemte jeg meg for å slå av motoren for detaljert inspeksjon. Den første inspeksjonen viste at den totale posisjonen til gasspaken var innenfor normale grenser. Deretter fjernet jeg drivstoffinjektorene fra sylinderhodene og utførte ventilåpningstrykktester, atomiseringstester og forseglingstester på alle fjernede injektorer.
Testene indikerte at ventilåpningstrykket var litt lavere enn spesifisert. Etter å ha justert ventilåpningstrykket til de nødvendige verdiene, ble injektorene installert på nytt på generatoren. Basert på avfyringssekvensen (1-5-3-6-2-4), gjorde jeg mindre justeringer av drivstofftilførselen til hver sylinder. Etter å ha startet på nytt og kjørt generatorens dieselmotor i en periode, vedvarte det samme høye eksostemperaturproblemet.
2) Etter dette inspiserte jeg høytrykksdrivstoffpumpen og justerte tidspunktet for drivstofftilførselen. Til tross for disse justeringene forble eksostemperaturen til de berørte sylindrene forhøyet. Med mistanke om begroing i eksosrørene, demonterte jeg eksosmanifoldene for inspeksjon, men fant minimalt med sot uten unormale forhold. Jeg snudde så motoren og målte ventilklaringene til inntaks- og eksosventilene for hver sylinder. Målinger viste at inntaksventilklaringene for sylinder 1 og 4 var betydelig større enn de normale arbeidsklaringsverdiene. Ved nærmere undersøkelse viste det seg at inntaksventilstammene og vippearmene hadde stor slitasje, og skruene for å justere ventilklaringen på vippearmene var løse. Til slutt justerte jeg inntaksventilklaringene til den angitte verdien (0,3 mm) og strammet til justeringsskruene. I tillegg byttet jeg filterskjermen ved turbinens inntaksende. Etter å ha kjørt generatorens dieselmotor en stund, gikk eksostemperaturene tilbake til det normale driftsområdet.
2. Erfaringer
Ved gjennomgang av hjelpemotorloggen, måling av sjøvannstemperaturer og konsultasjon med maskinrommets personell, ble det oppdaget at eksostemperaturene på sylinder 1 og 4 hadde vært konsekvent høyere enn for de andre sylindrene i flere dager mens de navigerte gjennom den relativt kjøligere vannet i Kinahavet. Til å begynne med var temperaturforskjellen ikke signifikant, noe som førte til at sjefsingeniøren overså problemet og forsinket å undersøke årsaken til de forhøyede eksostemperaturene i sylinder 1 og 4. Ingen umiddelbare tiltak ble iverksatt for å løse den for store inntaksventilklaringen og løse justeringsskruer, som akselererte slitasje mellom vippearmene og inntaksventilstammene, og økte ventilklaringen ytterligere. Over tid forverret feilen seg, da eksostemperaturforskjellen nærmet seg kritiske nivåer, forårsaket overoppheting og påvirket levetiden og sikkerheten til komponentene.
Selv om det ikke skjedde noen større ulykker, fungerer hendelsen som en dyp lærdom. Det understreker viktigheten av at ingeniører umiddelbart analyserer og adresserer eventuelle feil, uavhengig av deres tilsynelatende alvorlighetsgrad, for å forhindre eskalering til mer alvorlige problemer. Ingeniører må øke bevisstheten om utstyrssikkerhetsstyring, forbedre daglig vedlikeholdspraksis og opprettholde et høyt ansvarsnivå for å sikre sikker drift av fartøyet.