船用柴油机降速运行注意事项
近20年来,多数营运中的船舶(如油轮、矿砂船、散装船等大型船舶)出于货运市场与船舶营运成本等多方面因素的考虑,多采用降速运行的节能(油)措施。按不同船舶及货源情况选用(75-80)%nb(标定转速)作为长期运转转速(相应运转功率约为(40-50)% Pb)。
此时船舶航速虽相应降低,但降低幅度不大,而主机燃油耗量降低幅度较大:航速降低约20%而主机油耗量降低达50%。因而采用降速运行是降低营运成本的一项行之有效的技术措施。
但由于柴油机长期处于低负荷运行,偏离其最佳工况太多,必然使柴油机燃烧恶化,故障率增加,具体表现在以下几个方面:
1、进气系统的问题:降低主机转速运行,主机排气能量降低,增压器转速下降,增压器也在非设计工况下运行,导致增压器效率下降,进气压力低,主机过量空气系数降低,造成主机燃烧条件进一步恶化,当主机减速到一定程度时,甚至需要开启主机鼓风机来维持进气压力和进气量,保证主机能够在低转速下正常运行,从而造成船舶电力系统负荷变大,鼓风机经常启停增加对船舶电网的冲击,从而会影响船舶付机及发电机的正常运行,
2、燃油系统问题:长时间低速运行容易造成柴油机燃油系统内部积碳、污染等问题,柴油机可靠性降低。燃油燃烧不充分,燃烧效果变差,必定导致燃烧室内大量结碳,使柴油机的有效油耗率增加,这样的恶性循环,使得柴油机可靠性进一步降低,大小故障频发,同时影响后期增加到正常转速运行。
3、润滑系统问题:柴油机长时间低速运行因润滑能力变差,非设计转速运行情况下润滑油膜建立困难,从而加剧各运动部件的摩擦和磨损,尤其是气缸套损坏或活塞松动,长期低速运行会导致气缸套损坏或活塞向侧面移位等,这些都可能导致以后的提速受阻,甚至需要花费更大的费用来更换主机缸套和活塞。
4、冷却系统问题:长期低速运行会导致柴油机冷却系统内部积垢、结石沉积,影响散热效果,造成柴油机换热能力下降,从而造成磨损加剧。当需要切换到正常设计速度运行时,必定导致柴油机温度过高,需要对柴油机冷却腔进行彻底和有效果的清洗,此项工作难度较大。
5、降低主机转速运行,排期能量降低,同时也影响船舶废气锅炉的正常运行,废弃能量降低、废气锅炉的蒸汽压力达不到要求,主机燃油温度不能加温到正常要求,可能会需要启动辅助锅炉来维持蒸汽压力,同样也会增加燃油的消耗。
为改善柴油机低负荷运转时的运转性能,使降速运行节能技术更加完善,通常,在采取降速运行时,需要对柴油机进行相应的优化调整措施,这些优化调整措施主要有:
1、根据说明书要求,适当增加压缩比,如在连杆大端处加调整垫片。保证压缩终点良好的热状态。
2、根据说明书要求,适当增大喷油提前角,保证燃烧室良好的燃油雾化和燃烧质量。
3、采用小喷孔节能型喷油器(孔径减小,孔数稍有增多,但总流通面积降低),提高启阀压力等以提高雾化质量;
4、 适当提高燃油温度、或者加装低标号的燃油来降低燃油粘度以提高雾化质量,并缩短对燃油系统进行清洗或更换更细密的燃油滤清器等零部件,缩短主机的吊缸周期,检查活塞环的气密性和燃烧室的积碳清洁。
5、主机长期低速运行情况下,不完全燃烧容易引起低温腐蚀,需要提高汽缸油的碱值、抗氧化和抗腐蚀性能。在不换用汽缸油的情况下,需要适当增加气缸油注油量,维持汽缸油的碱值,同时增加活塞环的密封性能。但是如果船舶持续使用低硫油特别是含硫量低于0.1% m/m的燃油时,需要降低汽缸油的碱值,防止磨料磨损,这种情况下只能更换合适的低碱值汽缸油。
6、保证缸套、喷油器等正常冷却,适当调高冷却水进机温度,调整空冷器后增压空气温度,防因过分冷却而产生低温腐蚀。
7、改善进排气系统,缩短主机增压器的维护保养周期,缩短扫气箱及扫气总管的积碳清洁,防止扫气箱着火。
8、加强对柴油机的维护管理,此时建议对润滑系统进行检查和维护,确保润滑油质量良好,滑油液压力和流量正常。
综上所述,公司可以参考节约的费用和投入的人力物力进行对比,找到一个好的平衡点,既能保证船舶的安全营运,又能取得经济效益。
武汉鑫隆泰船务有限公司
2023-09-18