关于柴油机低负荷性能的探讨1.docVIP

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关于柴油机低负荷性能的探讨1

关于柴油机低负荷性能的探讨1 关于柴油机低负荷性能的探讨 作者:金邦雄 【摘要】我局自航式挖泥船有多艘是定距桨推进的,航速变化通过改变主机转速完成,船舶挖泥施工时要求航速在2节左右航行(设计最高航速12节),这样在挖泥时主机都在低转速,低负荷运行,抛泥距离近的工程,船舶挖泥施工时间占一半以上,主机就长时间在低转速,低负荷运转,如果不采取措施而让其长期在低于额定功率50%的条件下运行,会对主机产生不利影响。为了保障船舶柴油机适应低负荷运转的工况,就需要做好船舶柴油机的调整工作,本文将具体研究船舶柴油机低负荷运转,探索出船舶柴油机低负荷运转应对措施。 【关键词】船舶;柴油机;低负荷性能;措施 一、目前船舶柴油机低负荷运转易出现的问题 根据当前我国柴油机部件的正常情况分析来说,一般船舶的柴油机能够在25%至30%额定负荷下稳定运行,但是如果柴油机长时间处于低负荷运行状况下,会影响柴油机的工作状况,因此,只有我们做好船舶柴油机的调整工作,才能确保柴油机的正常运行,如果主机长期运行在25%额定负荷以下,甚至在10%额定负荷以下,则需要对某些部件进行改造,否则会造成船舶柴油机的迅速恶化,甚至出现柴油机损坏的情况。 目前我国船舶柴油机低负荷运转时可能遇到的问题:第一是燃烧质量降低造成主机燃烧室部件、增压器喷嘴环和叶片、废气炉烟管和烟囱积炭加重,严重时会造成烟筒着火,可能造成废气炉管子因局部过热变形而漏水;第二是柴油机辅助鼓风机出现故障;第三是柴油机汽缸润滑情况变坏;第四是柴油机机轴承润滑不良;第五是柴油机低温腐蚀;第六是柴油机机扫气箱止回阀损坏;汽缸下部扫气室油渣增加,扫气箱着火;第七是柴油机机长期低负荷运转使运动部件磨损加剧,维修保养周期缩短,增加维修费用和备件费用。 二、船舶柴油机低负荷运转时产生问题的原因分析 (一)燃烧质量降低造成主机燃烧室部件、增压器喷嘴环和叶片、废气炉烟管和烟囱积炭加重:由于转速低,每个工作循环的注油量少,使得喷油雾化质量变差;同时,由于负荷小,远离废气涡轮增压器的最佳工作点,效率会大幅度降低,增压压力低,从而导致燃烧不充分;低负荷运转时,汽缸和排气阀漏气量加大,压缩压力减小,汽缸内温度减低也会引起后燃。由于燃烧不好形成积炭在活塞、活塞环、增压器喷嘴环、透平叶 轮和废气管路管子内沉积,加剧了活塞环、活塞和缸套的磨损,影响汽缸密封使漏气加剧,主机排出背压加大增压器效率进一步降低,使得主机工况逐渐恶化。 (二)主机辅助鼓风机故障:主要是船舶柴油机在低于40%额定负荷运转时,会造成辅助鼓风机的长时间运转,但是如果鼓风机的保养不及时或检查的不到位,就很容易造成鼓风机泄放孔堵塞,从而导致马达轴和轴封磨损。如果船舶柴油机在停止运转的负荷状况下运转,会加剧柴油机辅助鼓风机工作电流的加大,一旦负荷变化较为频繁的话,辅助鼓风机会由于变化的频繁过热而损坏。 (三)柴油机汽缸过度润滑:对于机械式汽缸油注油器,由于汽缸油的注油率是和转速成正比的,而负荷的减少和转速的三次方成正比,但是目前船舶注油器设定的量都是一样的,船舶柴油机在低负荷运转过程中需要的油量会大大超出正常情况下的油量,这样一来会显著增加主机燃烧室部件的积炭,增加运动件的磨损。特别是对于ALPHA电子汽缸油注油器,当主机负荷大于25%额定负荷时,汽缸油的注油率随负荷减小而减小;但在主机负荷小于25%额定负荷时,注油率不随负荷减小而减少,这时汽缸油的注油量会偏大。 (四)轴承润滑问题:由于转速低,轴承动力润滑油膜建众相对困难,油膜容易被破坏,在低转速下轴瓦的应力点也会发生变化,容易在油楔边沿产生疲劳破坏。 (五)低温腐蚀问题:由于低负荷运转时汽缸平均温度会较低,如果扫气温度控制不好,会产生冷凝水并和燃烧产物中的二氧化碳反应生成亚硫酸,造成汽缸套低温腐蚀。

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