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[标准类] MAN 系列柴油机出厂试验及安装工况研讨

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发表于 2018-12-11 15:10 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国山东威海
    摘   要
    本文从用户角度罗列了 MAN 系列柴油机出厂配置种种缺陷以及出厂试验误区;解析了缺陷造
成的负面影响;诠释了规范相关条款指令、指导性意义;剖析了标准中的模糊概念;提出了若干解
决问题的方法。
    关键词
MAN 柴油机配置 试验 安装工况  研讨
    近年来,国内引进 MAN 系列主柴油机及电站机组组装厂为数不少,我船(57000t
散货)使用的主/辅机都采用了 MAN 系列产品。MAN 柴油机以其优良的性能和良好服
务体系得到了国内用户的广泛认可。可好的产品不一定都极尽完美,MAN 柴油机也是
如此。通过我们船东监造组对该类主/辅机出厂试验机、装船以及试航检验来看均有不尽
人意之处,现简述其主要缺陷供后期使用用户借鉴。
一、主机试验(B&W 6S46MC-C8.1 TⅡ 8280Kw 129r/min)
  【1】.所有负荷试验都始终带有相应的推力负荷,同时显示推力块温度。增加 75-90%
的倒车试验。
    根据传统的柴油机出厂试验是无此次项内容的,规范(见《钢质海船入级规范》2009
下同)也把正倒车推力试验编制在船上试验章节(第三篇 9 章附录 6-2.1)。但所有事情
均是有变的,自上世纪末船舶市场进入商品船生产阶段,许多传统概念都被破之包括诸
多造船厂无深水靠泊码头,依据沿海、江边斜坡顺势造船并用气囊下水这一事实(我船
建造正是如此)。这样就将主机推力负荷试验被分解为要么在组装厂试验要么只能等船
舶试航一并进行(船舶也不是一下水就能立即试航的)。而该项以及与之相关的预试验
是必须要有的,不但对涉及主机推力负荷方面的试验,还包括对艉轴轴线及相关的中间
轴承、艉轴管前后轴承、前后密封装置以及推进器的负荷性能试验等。从规范意义上讲,
不具备上述内容的前期试验数据船舶是不允许进行海上航行试验的(北方船厂程序大都
如此)。并且规范对此也有前瞻性规定:工厂“根据柴油机的应用情况,可扩大试验范
围”(同上篇附录 6-1.5.1)。根据现各南方造船厂无厂内系泊之条件事实,主机厂应满足
在台架上能做推力负荷试验的要求。从试验台看对(双向负荷式)水利测功器增加推力
负荷试验设备也并不复杂,只需在水力测功器轴一侧的法兰端连接轴向液压负荷油缸等
工作机构就可同时实现双向推力负荷试验。不然,将系泊试验项目归并在试航中进行无
论是从船舶的安全性还是从双方的建造工期期考虑都是无法保证的。
  【2】模拟报警点试验项目缺少 c 淡水极高温报警-停车;d 汽缸油滞留报警-停车试验。
    该项目虽然规范无规定,但根据现柴油机设计功能上都带有此四项功能(包括 a 滑
油极低压、b 滑油极高温报警-停车)。该功能在电脑控制系统上究竟是能设置还是不能
设置并没有提及,在试验中也没有对此予以关注。因为试航时不做该项试验,此事就一
直未明了。据后期与接船轮机人员沟通答复该系统具备设置报警-停车功能,但实用情
况如何只有在后期的营运实践中认证(辅机的滑油、高温报警-停车试验在台架试验中
已做过)。需要提及的是该项目在试验时必须要同时试验 自动越控功能,不然,在有序
管控下的自动停车其后果是很严重的。
    规范对此有明确规定:“不管柴油机输出功率大小,船舶航行过程中当柴油机处于
自动或遥控方式时,除超速保护停车以外,其它的停车保护安全设置(如设有)都应自
动被越控不管柴油机输出功率大小,船舶航行过程中当柴油机处于自动或遥控方式时,
除超速保护停车以外,其它的停车保护安全设置(如设有)都应自动被越控”。
(同上篇 9 章 9.9.2.2)另外对主机而言,报警-停车过程是要经过设置自动减速程序
来实现,见《船舶大功率主柴油机遥控装置技术条件》CB*3260-85 第 2.3.2 条① 。
  【3】调速器额定负荷 100%-0 突卸试验时间过于缓慢不符合调速器试验要求;
    在此项试验中,厂方试验人员在触摸屏上小心翼翼的将水力测功器的出水阀缓缓打
开。该过程至少在 5s 以上,这样长时间测得的 瞬时最高转速(《船用柴油机调速系统试
验方法》GB3476-83 2.2.1.c) ② 是不准确的。据该标准第 2.2.2 条规定:“突卸负载方法:
a 发电机装置--切断电源(负荷);b 水力测功器— 尽快关闭进水阀和开足出水阀”。这种
瞬时和 尽快的要求是以电磁铁直线行程工作原理为基准的,一般为 0.5s 以内。手控方法
为一键(触摸屏或按钮)切入或解除,如发电机负荷切入/解除方法。作为控制管路阀的
瞬间打开/关闭方式也应采用电磁直线行程原理一次性将进/出水两个截止阀通经全部打
开(旋转阀杆的蝶阀、球阀或升降阀杆的截止阀)而不是用电机旋转驱动方式在一定时
间内只将一个出水阀逐渐打开。厂方将调速器试验项目变成了对主机的保护性试验其概
念本身就被颠倒了。
二、主机配置
  【4】主机体填料函泄油检测漏斗汇入泄油总管至垂直管段中要加设三通旋塞(水平
接口备接至填料函处理单元进口)。
    现在轮机设计都对十字头式二行程柴油机设置了填料函处理单元,现船方对此设备
功能的有效性褒贬不一。如果确需安装此设备需通知主机厂在上述位置安装三通旋塞保
证交货的完整性。该装置图纸上有接口而主机上则无属于主机厂提供图纸不实或者说主
机厂没有按图纸施工。
  【5】飞轮在连接中间轴螺栓处应设置工艺孔(图 1-2)。
    该主机飞轮直径较大且机座端面宽度与飞轮直径差不多,而飞轮与机座端面的内间
距仅为 270mm,一般人的身体是进不去的手也摸不到。这样就导致了在此间距内进行
安装螺母-套扳手紧固-穿装开口销工作异常不便,从而使该项工作干的是磕磕碰碰、粗
粗拉拉。如果在螺栓孔处开设 6 个工艺孔,手从工艺孔中干上述工作工况就会大为改观,
这种安装维护工况也是符合柴油机设计宗旨的。
  【6】增压器 DN65 回油管在上平台应改在左侧至机座下(图 3)。
    此管路一直由增压器出口向下,按下平台预留的管口会以垂直走向下至近飞轮中部
左侧,导致此管路下行直接有碍于飞轮刻度指针监测处通道空间,如果此管路接口能在
下平台上部拐弯至左侧贴近机体向下,一切就顺利了。
  【7】启动空气总管(DN100)进机前需加装空气滤器。
    据接船轮机人员对该机型的使用经验,该机主启动阀和空气分配器阀组部件精密,
对空气净洁质量要求较高。如因进气不净洁导致启动不灵既影响使用同时维护也很麻
烦。按传统惯例本船启动空气进主机前管路未设空气滤器(作为空气滤器标准
CB*3251-85 中也没有 Y100 规格最大仅为 Y32) ③ ,因此为防此项遗漏需厂家配置按前
述标准 DN100 滤器,或按 MAN 要求配置更恰当的滤器产品乃是一种万全之策。
  【8】曲轴箱道门内下部缺少挡油设计,道门下部积油甚多。
    主机停机时拆解曲轴箱道门时发现道门下部或者说道门口下槛与道门结合处都存积
滑油,一打开就洒落一地。包括辅机的道门打开后在内横向加强筋板内都存有积油。如
果此横筋角度能向下倾斜一个角度及主机道门下槛位置也设计一道横向筋板并倾斜进
到门口的话,此处的积油就免除,这种工况作为以前可以是睁一只眼闭一只眼就过了,
而现在各方面都对海运环境保护如此重视的情况下,此措施的改进也就顺理成章了。
三、辅机试验(B&W 6L16/24 TⅡ 570KW 1000r/min)
  【9】.辅机主启动阀应急操纵装置是用螺丝刀旋转旁通旋塞(一圈半以上)不符合应
急要求。该结构不满足规范要求见上期《MAN 6L16/24 电站柴油机调速器特性试验一见》
一文第七条。
  【10】辅机调速器无 0-50%及以上额定负荷突加试验及并车试验问题。
    关于调速器突加负荷试验 0-50%及以上负荷量及并车试验一事,同见上期《MAN
6L16/24 电站柴油机调速器特性试验一见》一文。
四、辅机配置
  【11】手动盘车杆与主空气气动阀装置碰撞需更改方向安装问题。
    在辅机吊缸盘车过程中发现手动盘车扳杆很容易就碰到主启动阀上的电磁阀,随即
提议厂方将启动阀总成折转 90°安装就不会有此问题。
  【12】船装发现辅机配套波纹膨胀节内无挡烟衬套问题(图 4)。
    在安装机带波纹膨胀节时发现膨胀节内壁内没有设挡烟衬套,不符合不锈钢波纹膨
胀节 GB/T12522-1996 标准设计要求 ④ ,之前我们也经历过国内其它厂家配置过类同的
膨胀节,不知所配置此类型膨胀节的依据都来自何处。
五、关于主机调速器功能定位问题
  【13】对主机调速器无突加 0-75%或以上负荷试验一事提出商榷,因该项目在航行中
有极强的实用性但无试验依据故没有在至厂家试验文件中提出,这也是涵盖所有柴油主
机都需面对的问题。
    直连艉轴及定距桨的柴油主机调速器动态特性如何试验,规范没有具体表述(见第
三篇 9 章 9.7.8.1),不及电站机组 9.7.10.1 有详细表述。这与后述标准中也无此项目有直
接关联,因为规范的制定大都以相关的标准为依据或依据公约要求对标准做必要的修
订、或先提出要求后制定标准。据上述《船用柴油机调速器系统试验方法》GB3476-83
第二项柴油主机调速器系统性能鉴定试验、第 2.2 款动态特性试验项目,只有 2.2.1 突卸
负荷试验和-c 突卸负荷时的 瞬时最高转速, 无突加负荷试验和瞬时最低转速试验项目。
这就是所有柴油主机调速器特性试验中未设突加负荷的依据。至于无突加试验项目是实
际工况不需要还是基于设备本身试验条件条件不具备不得而知(按上述第三条 b 表述的
原理,尽快关闭出口阀和同时打开进口阀就可以满足 是否可行此不论述)。根据标准的
制定源于实际工况而又指导于实际工况的理念,这里不妨剖析一下主机调速器实际负荷
特性的实际工况:
    突卸负荷分为以下四种工况:1.艉轴系突然断裂或推进器突然脱落;2 离合器瞬时
脱开;3.变距桨螺距瞬时为零;4.推进器突然出水“打空摆”。
    突卸负荷工况的后果极易导致飞车,因此主/辅机组对调速器负荷突卸特性的试验都
是必备的,一般都为负荷 100%-0;除此外还增加了超速保护装置,在设计上使柴油机
飞车事故概率降低为零。
    如果我们把上述第一项事故结果确定负荷突卸,那么剩下三种工况是既有负荷突卸
之理同时又有负荷突加之由,因为第 2-3 种液压离合器、变距桨系统的突然矢压/加压以
及操纵阀的误动作工况既可以人为操纵失控也可以自动失控产生,第四种工况则是不可
控的。此三种工况在航行中(85%负荷)有突卸的时候就有突加的时候,第四种推进器
突然出水与落水也只是十秒钟上下之事。如果负荷突卸时调速器能及时向一个减油方向
动作保证了主机不飞车且运转正常、那突卸之后紧接又突加负荷时调速器如不能及时向
供油方向动作导致主机负荷过重而“死车”的工况又如何面对。
    与超速后的自动停车相比,突加负荷后因供油不及导致的“闷机”被动停车后果虽对主机
无碍,但对同影响船舶航行安全的程度看与自动停车是难分仲伯。关乎船舶及柴油机航行
安全性项目试验一般都重复三次及以上(调速器各项试验最少重复做两次),即使如此使
用中还不免会出故障。何况调速器反方向突加负荷供油试验还没试过,这对调速器的系统
动作看试验本身就是一个“跛脚”式动作。不做加油/减油双向试验如何证明调速器工作的可靠性、
以及用户实际需求及权益又何如显现及维护呢?
    调速器在突加负荷后,作用于油泵拉杆向供油方向移动位置是极限位置,和极限减
油位置一样,此两位置平常是出于“待工”状态也称“非磨合”区域。正因为如此,在
此区域或因拉杆外部污物及碰磕或因内部齿与齿条啮合新旧磨痕不顺畅等原因,都容易
导致油泵拉杆在此位置“卡壳”现象。因此,对于带有离合器的中高速柴油主机而言,
定期的重负荷突加/突卸试验是验证调速器性能及油泵供油拉杆是否处于正常工况的唯
一方法。遗憾的是《海船系泊及航行试验通则》GB/T3471-1995 ⑤ 第 35 项主机试验并没
有将调速器试验项目列入。而对于多数大功率低速直连定距桨主机的调速器而言,出厂
试验台试验是该机唯一的试验条件,因为装船后调速器不会再有满负荷突加/突卸试验条
件(包括变距桨调距时间不能在瞬时降为零的主机调速器)。如果这方面试验不完整,
主机调速器的实况试验只能是满足了 50%。关于上述标准主机调速器特性试验为何不设
突加负荷项目,还期待专家们做出更合理解释。
    柴油机性能的优劣很大程度取决于综合性能指标的比重,在社会日益注重环保、人
性化理念的今天,改善上述缺陷或不足应是船用柴油机改进的一个重要内容,也应是船
东们所关注的。如果该类问题能在订货前应以要约条件提出也不失为明智之举。
    本文查阅文件
【1】①引用标准均为 CSSC《船舶标准全文系统》2004 序号 CB-1124
②同上 GB-153
③同上 CB-1114
④同上 GB-461
⑤同上 GB-149
【2】插图见下 1-4(本帖不知如何粘贴图片请谅解)
                                                                                                                                                                                          2013.12.28

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