引 言jrT壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
某客滾船為 ABB 第三代電力推進船舶,有 4 臺MAK9M25 型柴油機作為發電機使用,發出的 6. 6kV 交流電經推進變壓器轉變為 690 V 交流電,驅動2 臺吊艙式永磁變頻電機帶動螺旋槳工作。柴油機由供油單元 CRGD2. 4A 供油( 180 cSt 燃油) ,該船
共有 2 套供油單元,每 2 臺柴油機共用 1 套供油單元,另有 2 臺 750 kW 的艏側推器。
1 故障現象
供油單元管系原理圖見圖 1。
當船舶靠離港口、柴油機逐漸增加負荷或定速航行( 83% 負荷) 時,本船 1#供油單元的燃油壓力穩定,基本維持在 4. 5 bar 左右,無明顯波動跡象; 當船舶靠離港口、柴油機突加突減負荷或啟動艏側推器時,1#供油單元出現燃油壓力低( < 3. 0 bar) 報警,或循環泵的備用泵啟動( 燃油壓力 < 2. 8 bar 時備用泵啟動) 現象。觀察燃油壓力表的變化情況,與報警相符,排除誤報警的可能。
因此種現象僅維持幾秒到幾十秒,然后壓力又自動恢復正常,并且在 1 個多月內每次靠離港口時均出現該現象,故筆者分析其原因和排除故障,供同人參考。
2 故障分析與處理
供油單元燃油壓力瞬間降低,很可能是安全閥在壓力脈沖沖擊下瞬間起跳造成的。
( 1) 供油單元的系統安全閥故障。本船曾出現過供油單元系統壓力低的故障,發現是供油單元安全閥關閉不嚴造成的,故在安全閥前的法蘭上加裝盲板進行封堵試驗。起初未考慮系統安全閥有問題,但檢查時發現安全閥的調節螺栓已經全部旋松,一旦盲板銹蝕,在系統壓力的脈沖下安全閥起跳,使壓力瞬間降低。
由于船舶在航行途中無法檢查盲板,因此旋緊安全閥后進行試驗,但靠港啟動 2 臺艏側推器時依然出現壓力低報警。靠泊后,供油泵( HP1、HP2) 及循環泵( HP3、HP4) 停止運轉,拆下盲板檢查發現已經腐蝕銹透,再次用盲板進行封堵。試驗發現負荷波動時故障依然存在,故拆除盲板。
( 2) 回油筒( HT1) 放氣電磁閥( M) 故障。通過放氣電磁閥( M) ,可將供油單元回油筒的空氣排出到重油日用柜。若放氣電磁閥( M) 不能開啟,則回油筒中會留存較多空氣,對燃油的壓力波動產生一定影響。同時,由于 2#供油單元放氣電磁閥出口管的溫度明顯高于 1#供油單元放氣電磁閥出口管的溫度,因此懷疑 1#供油單元放氣電磁閥( M) 不能開啟,使得回油筒的空氣不能排出。電磁閥的電磁線圈測量正常; 拆檢回油電磁閥時發現電磁閥膜片老化破損,電磁閥工作不正常,換新電磁閥總成; 拆下回油筒( HT1) 的放氣浮球控制裝置,清潔電磁閥的控制浮球; 檢查控制閥密封面正常,對回油筒進行手動放氣。但靠離泊負荷突變時,壓力低報警故障依然存在。
( 3) 供給泵旁通管路調壓閥( 即燃油壓力自動調節閥 HR1、HR2) 及供給泵( HP1、HP2) 、循環泵( HP3、HP4 ) 的自身安全閥故障。供 給 泵 ( HP1、HP2) 是三螺桿泵,其壓力的調節通過旁通管路調壓閥( HR1、HR2) 自動調節。拆檢調壓閥,檢查閥、閥座和調節彈簧,未見異常; 拆檢供給泵、循環泵,檢查螺桿、襯套、安全閥和彈簧,未見異常; 將供給泵、循環泵與 2#供油單元的泵進行互換配對試驗,依然出現壓力低報警。
根據上述 3 個方面的分析,發現故障依然存在,并且每項主要工作檢修完后,供油單元的燃油壓力變化情況分為: ( 1) 供給泵、循環泵的壓力都降低。
( 2) 供給泵壓力不降,但循環泵的壓力下降。( 3) 開始時供給泵壓力不降,循環泵壓力降; 等循環泵壓力慢慢增大后,供給泵壓力慢慢降低,隨后恢復正常。
3 故障排除
某日,筆者在 1#供油單元前觀察燃油壓力變化情況時,在啟動艏側推器的瞬間突然發現
流量計( 見圖 2) 突然卡滯不動; 此時機艙報警系統出現燃油壓力低報警,大約 5 s 后流量計又開始轉動,燃油壓力逐漸恢復正常。于是筆者將流量計旁通閥( 10) 開啟,關閉量計的進口閥( 11) 、出口閥( 12) ,停止流量計的使用。連續使用 3 d,未再出現燃油壓力低報警,說明整個供油單元壓力瞬間低是由流量計故障導致的。
橢圓齒輪流量計由流量變送器與計數機構組成,變送器的主要部分由 1 對橢圓齒輪轉子的計量室與密封聯軸器組成。計量室內由 1 對橢圓齒輪和蓋板構成月牙形空腔,作為流量計的計量單位。橢圓齒輪依靠流量計進、出口處的壓力差推動旋轉,從而不斷地把進口處的液體經月牙形空腔計量后送到出口處。橢圓齒輪每轉動 1 周流過的液體總量是月牙形空腔的 4 倍。密封聯軸器將橢圓齒輪旋轉的總數以及旋轉的速度傳遞給計數機構,通過指針顯示和字輪累積即可知曉通過管路中的液體數量。由于供柴油機所需的燃油都要經過流量計,而流量計變送器是個橢圓形的齒輪轉子,一旦流量計不轉,即橢圓齒輪停止轉動,那么就會導致供油中斷,燃油進機壓力降低。
拆檢流量計時,發現橢圓齒輪流量計內部的軸套( 見圖 3) 嚴重腐蝕,軸套與軸之間間隙過大,造成流量計在運轉過程中遇到負荷突變時,就會出現齒輪軸在軸套內竄動,造成齒輪偏磨而出現短暫卡阻的現象。在電網負荷的波動下,流量計的橢圓齒輪又開始轉動,繼續供應燃油,使燃油壓力逐漸恢復正常。
換新流量計,后續再未出現過壓力低報警和壓力突變的現象,故障得到排除。
4 經驗和教訓
造成橢圓齒輪流量計齒輪卡阻或不轉動的原因包括: 管路內有雜物、被測液體中有雜物、軸套磨損過大造成齒輪運轉不正常、被測液體溫度過高、流量計變形、齒輪與流量計體相碰等。
輪機員必須每半年對流量計進行清潔、檢查并測量間隙,確保工作狀態良好。平時要加強燃油的預處理工作,做好燃油的沉淀和凈化工作,定期清洗濾器,并檢查濾網是否破損,控制好燃油的溫度等。輪機長必須對設備的維護保養嚴格把關,履行好提醒和監督的職能,在關鍵環節上須親自指導。
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