预防船舶机电设备故障专项行动进行时|船舶主机高压油泵卡阻引起主机超速故障

文摘   2024-11-15 16:46   河北  

前言



船舶高压油泵是船舶发动机中的核心部件之一,其主要作用是将燃油压缩至高压状态,并将高压燃油喷入发动机燃烧室,从而使发动机正常运转。船舶高压油泵的作用不仅仅是将燃油压缩,还包括将燃油输送至喷油嘴,为发动机提供高效的燃油供应。船舶调速器通过控制高压油泵的排量,进而调节气缸内燃料喷入量,达到控制主机速度的目的。高压油泵工况是否良好直接关系到主机正常运转。

下面小编介绍近期发生的一起船舶因高压油泵卡阻导致主机超速的案例,以案为鉴,希望引起航运公司及船舶的警觉和重视,加强安全隐患排查整改。






船舶机电故障案例介绍

2024年9月19日,拟靠泊曹妃甸港的“XXX”轮在靠泊备车时,发现主机高压油泵有卡阻现象,手动活络并润滑后状况缓解。再次启动主机试车后,主机工况正常,船舶开始驶入港池开展靠泊作业。靠泊作业后期,主机负荷下降后,主机超速,值班轮机员抢修后,主机转速下降,最终在辅助拖轮协助下完成靠泊后停车。

船舶机电故障排查及原因分析

接到故障报告后,执法人员第一时间赶往“XXX”轮,对该轮开展港口国监督检查。轮机长介绍,船舶在靠泊后期,主机空挡后,4号气缸高压油泵再次出现卡阻现象,导致调速器无法完成降速指令,造成主机超速,值班轮机员紧急润滑,反复小幅度活络4号气缸高压油泵齿条,卡阻现象得到缓解,主机转速下降,完成停车指令。

该轮主机为广东柴油机厂生产的8320型柴油机,共8个气缸,气缸缸径为320mm。该机型与常见一个高压油泵通过高压油管为各气缸供油不同,每个气缸由独立的高压油泵供油,高压油泵为柱塞泵。

柱塞和柱塞套是一对精密偶件,间隙极小,约在0.0018-0.003mm,经配对研磨后不能互换;柱塞套上部有进、回油孔,均与泵上体内低压油腔相通。柱塞下部加工有榫舌,由于进行供油量调节。


柱塞泵的泵油原理 

a从上止点到柱塞顶平面露出径向油孔之前。(部分真空)

b从柱塞顶平面露出径向油孔运行到下止点为止。(进油过程)

a从下止点到柱塞头部封闭进回油孔之前。(回油)

b从柱塞顶平面封闭进回油孔到柱塞斜槽露出径向孔之前。油压迅速升高(供油)

c从柱塞斜切槽与进回油孔相连通起,到柱塞上行至上止点。(断油)。

高压油泵的油量调节

柱塞顶面封闭柱塞套径向油孔至柱塞斜槽露出径向油孔前柱塞上移的行程,用hc 表示。hc 决定了喷油泵每循环供油量(Δ g )。旋转柱塞,即可调节供油有效行程,即改变泵油量。

该轮气缸高压油泵为齿杆式调节机构,通过调节齿条的伸缩,带动调节齿圈转动,进而通过柱塞杆下端的榫舌带动柱塞杆转动,从而改变供油有效行程,调节进油量。

该轮的具体情况 

该轮每个气缸的高压油泵调节齿条,通过槽型臂、螺栓、摆臂连接到油泵连接臂,进而连接到调节手柄。当需要停车时,可转动调节手柄,带动调节齿条,进而带动柱塞杆旋转,调节进油量。

油泵连接臂是通过摆臂、弹簧及槽形臂与油泵齿条连接的,当某缸供油与其它各缸不一致时,可调节油泵连接臂摆臂上的螺钉,使齿条有微量的移动,从而改变该缸的供油量,使其与各缸一致。万一某一缸喷油泵齿条卡住不能动时,其它缸的喷油泵仍能受操纵手柄的控制,推向停油方向,因而可保证柴油机在这种情形下,将速度降至最低,直至停车。若要停止某缸供油,可把该缸油泵连接臂与齿条拆开,或使连接臂与油量控制拉杆松开。

针对此次故障,船舶轮机长分析该轮进港前主机进行了燃油转换,进港时所用轻油杂质少,转换前所用重油杂质相对较多,因柱塞杆和柱塞套筒是精密偶件,缝隙极小,重油杂质卡在二者缝隙之中,导致柱塞杆转动受阻,无法调节喷油量。船舶出港后对该高压油泵进行了拆解,证实了轮机长的猜想。

安全管理建议

1.加强维护保养,按照该轮主机设备说明书,高压油泵拆解保养周期为6000H,但对于此类情况,特别是发现燃油杂质较多导致调节机构出现轻微卡阻等情况时,不能局限于说明书中要求周期,应及时拆解清洁。

2.加强船员培训,结合此高压油泵工作原理,对轮机部人员全面培训,全面掌握应急操作方法,一旦发生故障,及时应急处置,降低事故影响。

3.此机型在国内航行海船中应用广泛,建议公司加强宣传,降低船队发生此类故障风险。

作者:姚亚威、薛振朋、于鑫

供稿单位:曹妃甸海事局

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