船舶主机低负荷运行中的故障风险与管控

船舶主机低负荷运行中的故障风险与管控

摘要：为缩减船舶燃油成本、提升市场竞争能力，大型集装箱、散货船公司与油轮公司将实现船舶主机经济航速与低负荷运行的常态化发展，但会使船舶机械设备的技术风险系数增加。为此，机务管理工作者尤其是船舶轮机部门需提高重视度，合理采用安全预控措施，为船舶与设备运行的安全性提供必要帮助。基于此，文章将船舶主机低负荷运行作为主要研究内容，重点阐述故障风险和管控措施，希望有所帮助。关键词：船舶主机；低负荷；故障风险；管控目前，受全球经济形势影响，航运市场持续走低而油价始终居高不下，为使燃油成本减少，船东与租家要求船舶以经济航速运行。而根据实际情况了解到，在船舶主机处于40%MCR超低负荷运行状态下可获得理想节油效果。所以减慢船舶行驶速度是缩减燃油成本并增强市场竞争力的主要方法。若船舶主机处于低负荷工况或是超低负荷工况运行，则容易使船舶设备面临故障风险。为确保船舶的安全运行，有必要严格管理和控制风险。由此可见，深入研究并分析船舶主机低负荷运行故障风险与管控措施十分有必要。一、船舶主机低负荷运行中的设备技术风险分析

第一，影响扫气箱与排气阀。船舶主机处于低负荷或是超低负荷运行状态，会因燃烧不合理而使扫气箱出现脏堵的情况，排气阀也可能出现积碳等系列故障。为此，在船舶运行过程中应将检查扫气箱的频率适当增加[1]。第二，影响增压器。在低负荷运行状态下，受燃烧不充分因素的影响，使涡轮增压器空气侧脏污的发生率增加，直接影响增压器的功效。第三，影响主机的喷油器、活塞与缸套。低负荷/超低负荷运行状态下，船舶因燃烧不理想等因素会使喷油器的积碳量显著增多，可能出现堵塞烧蚀的现象。另外，在这种运行条件下，船舶主机活塞头的积碳会增加，而活塞环与缸套的磨损程度也会表现出异常。由于船舶主机的负荷比缸内燃油量40%低，燃烧不完全，致使排气的温度不断提高且热负荷也会随之增加，运动部件磨损程度也更严重。第四，影响辅助风机。船舶主机在低负荷状态下，为满足扫气压力要求，会长时间启动辅助风机。但在设计阶段，辅助风机不具备长期启动的能力，长此以往，则会严重影响辅助风机情况[2]。第五，影响辅锅炉与废气锅炉。受燃烧系统不充分燃烧和后燃等因素影响，废气锅炉出现积碳的可能性更强，会直接影响设备效率，甚至被损坏。另外，废气锅炉的产汽量也会减少，为保证船用蒸汽供应的充足性，一定要将辅锅炉运行的频率与时间予以增加。这样一来，必然会影响辅锅炉的运行效果。二、船舶主机低负荷运行中的管控措施（一）日常检查工作的落实首先，船舶远洋航行或是船舶主机运行200-250小时以后，必须严格检查主机的扫气箱并进行必要清洁处理。在停泊状态下，还需对船舶主机的扫气箱放残管通畅状况展开系统检查[13。其次，经扫气箱与扫气口对各缸活塞头部的积碳程度进行严格检查，借助搭口对活塞环槽的积碳情况、各道活塞环的表面润滑程度、光亮程度等进行观察，同时亦可对气缸内的缸壁大体的润滑程度加以观察。最后，严格检查废气锅炉烟道并进行清洁处理，尽量每运行500小时定期进行人工检查与清洁工作。此外，在对废气锅炉清洗的过程中，可增加投放使用化学品的量，使废气锅炉清洗的效果得以增强。（二）强调维修保养的作用首先，对船舶主机的空冷器要定期进行清洗，使其气道始终处于畅通状态。其次，主机在最低转速的情况下，其扫气压力会下降，进而影响扫气吹扫的效果[4]。为此，在转动速度提高期间要持续性针对废气锅炉烟道展开投药吹灰操作，以免出现脏堵的情况而影响畅通性，使废气锅炉的运行效率不断提高。同样可使废气排出的背压下降，使增压器的效率得以优化，以排出各缸内的灰分，避免烟囱冒出火星的现象发生。再次，以说明书内容为依据确定吊缸的具体周期，针对失效活塞环应有效检查并予以更换，使活塞对压力进行压缩以加快燃烧。如果有必要，可将计划保养周期缩短，为主机正常运行提供保障。最后，定期拉出主机的各缸油头进行雾化试验，及时更换工况不理想的油头，进而增强雾化效果[5]。（三）气缸油注油量的调节首先，若船舶主机长时间处于经济转速状态，在低负荷运行条件下，需对气缸油的注油量进行合理化调节，一般注油率要低于1.2g/kW·h，有效规避气缸油过量或是扫气箱脏污情况的发生。但需要注意的是，只能在负荷变化以及机动操纵的情况下将注油率增加。其次，调节气缸油注入量的时候一定要缓慢多次进行，坚决不允许气缸油的注入量变化过于突然，同时与缸内检查结果相结合。需要注意的是，调整气缸油需由机务主管负责指导。最后，高温条件下，气缸的注油量过多则会产生黑色的沉积物，即碳焦，于活塞的头部与环槽部位附着，甚至还会对碳渣进行吸附，使得活塞环与缸套磨损速度明显加快，对其自由运动产生了直接影响，降低了活塞环气密性[6]。如果积碳时间过长，活塞环出现断环的几率会更高，容易使其弹性丧失且燃气下窜。在调节气缸注油量的时候，通常需要定期检查扫气口的活塞头部，并且根据环槽结碳的实际情况进行。（四）加速航行要点船舶处于经济航速的状态下，每天需要进行两次全速航行，且每次的时间是1小时，进而使积灰量减少。同时，要系统冲洗船舶废气锅炉与增压器，详细记录此转速条件下的多个参数，并在轮机日志中记入。此外，在此期间还需测量获取热工参数[7]。为尽量规避错误操作对于鼓风机的损坏，在实际加速过程中，应对辅助鼓风机进行设置，使其处于“自动”位置，在机控室的内部要设置提醒标志。增加或是减少主机负荷的时候要以说明书与制造商的服务通函、负荷程序基本要求等为依据进行。如果没有紧急情况，是不允许在短时间内对船舶主机转动速度进行明显改变的。（五）辅助风机管理要点在调整主机辅助风机的临界工作区时，通常是低负荷40-42%MCR范围。若船舶主机的辅助风机出现了启动频繁的现象，则需对主机转动速度做出调整，与辅助风机启动频繁临界区相避开，而最常使用的方式就是将主机负荷增加。若船舶主机于辅助风机开关设定数值临界范围运行，要想规避启动与停止的频繁发生，需将开关设置成手动启动的模式状态。而在日常运行期间，如果船舶主机的运行处于35-45%MCR负荷区域，要想使排气温度下降，则尽量以手动开启模式为基础实现辅助风机的运行目标，所以要对其最大电流予以高度重视。结束语：

综上所述，结合航运形势可知，航运航运复苏仍需较长时间，所以船舶主机也将长期处于经济航速与低负荷状态。但船舶主机低负荷的运行会增加机械设备技术风险系数，所以要求船员共同努力，积极落实安全预控措施，为船舶设备运行的安全提供必要帮助。Reference：[1]杨强,闫城,陈峰.船舶主机气动操纵系统常见故障与措施方法探讨[J].内燃机与配件,2020(6):151-152.[2]秦珩.可编程控制器在船舶主机安全保护中的应用研究[J].船电技术,2020,40(1):27-30.[3]张志刚,韩星星,董庆丰,等.SWC400/30型空压机进气压力低故障分析与排除[J].科学与信息化,2020(9):84.[4]刘刚,智广信.散货轮主机增压器损坏原因分析及改进措施[J].装备机械,2020(2):62-68.[5]李奇钟,朱慧敏,谭笑,等.基于状态变量分析的船舶主机控制系统传感器偶发性故障检测[J].新型工业化,2021,11(1):1-3