I.Symptoms of Fault
سه موتور دیزلی مولد چرخ Kote nenhai همگی موتورهای دیزلی یانمار ژاپنی مدل EY26 با قدرت 1620 کیلووات و سرعت نامی 720r/min هستند که موتورهای دیزلی چهار زمانه شش سیلندر با سرعت متوسط هستند.
یک ماه از تعمیرات اساسی موتور دیزل ژنراتور شماره 2 گذشته بود. طی یک بازرسی معمول از موتورخانه در حین انجام وظیفه و سوخت گیری در طول سفر از مالزی به آفریقا، مشاهده شد که دمای اگزوز سیلندرهای شماره 1 و شماره 4 موتور دیزل ژنراتور شماره 2 به طور قابل توجهی بالاتر از دمای اگزوز است. از سایر سیلندرها مقایسه با مشخصات سازنده نشان داد که این دماها از مقادیر استاندارد ارائه شده در دفترچه راهنما فراتر رفته است. با وجود این ناهنجاری، سایر پارامترهای عملیاتی موتور دیزل ژنراتور در محدوده نرمال باقی ماندند و هیچ صدا، ارتعاش یا بو غیر طبیعی تشخیص داده نشد.
II. تجزیه و تحلیل علل احتمالی خطای دمای بالای اگزوز
دمای بالای اگزوز یک موتور دیزل ژنراتور را می توان به عوامل متعددی نسبت داد که در درجه اول مربوط به سیستم سوخت، سیستم های ورودی و اگزوز، سایش قطعات و سایر مسائل متفرقه است. با این حال، علل اصلی معمولاً با کیفیت احتراق سوخت و تبادل هوا مرتبط است.
1. مسائل مربوط به سیستم سوخت
(1) ویسکوزیته سوخت بیش از حد یا کیفیت پایین سوخت
1) ویسکوزیته سوخت بیش از حد
① موتورهای دیزل ژنراتور Yanmar در کشتی Kote Nenhai از روغن سوخت سنگین (HFO) استفاده می کنند که بار بیش از 25٪ باشد. اگر بار در طول عملیات HFO آستانه مورد نیاز را برآورده نکند، جریان ناکافی سوخت و اتلاف حرارت بیش از حد می تواند منجر به دمای روغن پایین یا ویسکوزیته بالا شود. این منجر به اتمیزه شدن ضعیف می شود و باعث تاخیر در احتراق در داخل سیلندر و پس سوزی طولانی مدت می شود که در نهایت منجر به افزایش دمای اگزوز می شود.
② سیستم سوخت در Kote Nenhai بین موتور اصلی و موتورهای دیزل ژنراتور مشترک است. پس از پهلوگیری، هنگامی که موتور اصلی خاموش می شود، مصرف سوخت اندک موتورهای دیزل ژنراتور، حفظ دمای بهینه را برای سیستم گرمایش سوخت خودکار دشوار می کند. تنظیمات دستی برای کاهش حجم بخار اغلب ضروری است. اگر حجم بخار بیش از حد کاهش یابد، می تواند باعث شود دمای روغن بسیار پایین بیاید و در نتیجه اتمیزه شدن ضعیف و پس سوزی طولانی شود و در نتیجه دمای اگزوز افزایش یابد.
2) کیفیت سوخت ضعیف
خصوصیات سوخت مانند تعداد ستن و ویسکوزیته به طور مستقیم بر احتراق و راندمان احتراق تأثیر می گذارد. تعداد پایین ستن دوره تأخیر احتراق را طولانی تر می کند و منجر به احتراق خشن و احتراق دیررس می شود ، که باعث افزایش فشار احتراق و دمای اگزوز می شود [3]. در مقابل ، تعداد بیش از حد بالا ستن می تواند منجر به احتراق ناقص و کیفیت احتراق بدتر شود ، همچنین باعث افزایش دمای اگزوز می شود. ویسکوزیته سوخت بالا باعث اختلال در اتمیزه شدن می شود و منجر به احتراق ناقص و افزایش بیشتر دمای اگزوز می شود. بنابراین ، کیفیت پایین سوخت بر اتمی سازی و احتراق تأثیر می گذارد و به دمای اگزوز بالاتر در کل موتور دیزل ژنراتور کمک می کند.
(2) خرابی سیستم سوخت و تزریق سیستم تزریق
1) نقص انژکتور
دمای اگزوز بالا ممکن است در اثر فشار کم باز شیر به دلیل چشمه های فشار شکسته یا شل ، آجیل قفل شل ، نصب نادرست یا انژکتورهای گیر شده ایجاد شود. این شرایط می تواند منجر به شروع تزریق زودهنگام و تأخیر در خاتمه تزریق ، افزایش مدت زمان تزریق و کاهش کیفیت اتمییزاسیون شود. این امر مانع از مخلوط کردن مناسب سوخت با هوای تازه ، بدتر شدن کیفیت احتراق و باعث سوزاندن شدید ، گرمای بیش از حد قطعات و افزایش دمای اگزوز می شود. علاوه بر این ، یک قطر نازل انژکتور بزرگ شده می تواند اتمی سازی و احتراق را مختل کند ، در حالی که آب بندی ضعیف سطح مخروط نازل انژکتور یا سوراخ ها و ترک های ناشی از فرسایش می تواند باعث نشت سوخت ، گسترش دوره پس از سوختگی و بدتر شدن کیفیت احتراق شود. در چنین مواردی ، انژکتور باید برای ساخت کربن مورد بازرسی قرار گیرد و آزمایشات مربوط به فشار باز شدن دریچه ، آب بندی و کیفیت اتمی سازی برای تشخیص مسئله باید انجام شود.
2) خرابی پمپ تزریق سوخت
دمای اگزوز همچنین به دلیل سایش بیش از حد بین پیستون و آستین ، کاهش عملکرد آب بندی و فشار تزریق می تواند افزایش یابد و منجر به اتمی سازی ضعیف و زاویه پیشرفت تزریق کوچکتر شود. ساییدگی شدید بین صندلی دریچه و دریچه به طور مشابه می تواند عملکرد آب بندی را کاهش دهد و باعث کاهش فشار باقیمانده در خط سوخت فشار قوی و کاهش حجم تزریق می شود ، که هر دو بر کیفیت اتمیزاسیون و روند احتراق تأثیر می گذارند ، در نهایت وخیم تر شدن کیفیت احتراق و افزایش دمای اگزوز
3) فیلتر سوخت آسیب دیده
فیلتر سوخت آسیب دیده می تواند کیفیت سوخت ورودی به محفظه احتراق را کاهش دهد و به ذرات سوخت بزرگتر اجازه دهد که به طور کامل تجزیه و بسوزند، که منجر به اتمیزه شدن و کیفیت احتراق ضعیف و در نتیجه افزایش دمای اگزوز می شود. این سناریو را می توان رد کرد در صورتی که تنها یک سیلندر دارای دمای خروجی غیرعادی بالا باشد.
2. مسائل مربوط به مصرف و اگزوز
1) نقص دریچه ورودی
یکی از دلایل احتمالی خرابی دریچه ورودی، سایش شدید بالای ساقه سوپاپ ورودی است که منجر به فاصله بیش از حد دریچه می شود. این امر بر زمان بندی دریچه ورودی تأثیر می گذارد و باعث می شود دیر باز شود و زود بسته شود. در نتیجه، مقدار هوای تازه وارد شده به محفظه احتراق به میزان قابل توجهی کاهش مییابد و در نتیجه فشار تراکم پایینتر در پایان ضربه فشردهسازی، احتراق ناقص سوخت، کاهش کیفیت احتراق و افزایش دمای اگزوز ایجاد میشود.
مسئله بالقوه دیگر ساییدگی شدید در سطح مخروط آب بندی شیر ورودی یا فرسایش دیسک دریچه یا شیر ورودی در حالت باز گیر می کند. این شرایط مانع از بستن شیر ورودی می شود و باعث می شود هوای تازه از طریق دریچه ورودی ، از محفظه احتراق خارج شود ، باعث کاهش حجم هوا ، وخیم شدن کیفیت احتراق و افزایش دمای اگزوز شود.
این وضعیت را می توان با اندازه گیری فاصله سوپاپ دریچه ورودی و انجام آزمایش آب بندی روی دیسک شیر تشخیص داد.
2) نقص دریچه اگزوز
خرابی دریچه خروجی می تواند ناشی از عوامل مختلفی باشد:
- فرسایش دیسک سوپاپ اگزوز که منجر به سوراخ های کوچک می شود.
- گیرکردن سوپاپ اگزوز در حالت باز.
- بر روی خط آب بندی دیسک سوپاپ اگزوز، خراش ها و حفره هایی که باعث آب بندی ضعیف می شود.
این مسائل باعث نشت هوای تازه از سوپاپ اگزوز، کاهش حجم هوا در سیلندر، کاهش فشار تراکم، بدتر شدن کیفیت احتراق و افزایش دمای اگزوز می شود.
این وضعیت را می توان با بررسی وضعیت آب بندی دیسک دریچه اگزوز و تأیید انعطاف پذیری دریچه اگزوز شناسایی کرد.
3) خرابی مکانیزم محرک سوپاپ
نقص در مکانیزم محرک سوپاپ می تواند ناشی از موارد زیر باشد:
- پیچ های تنظیم کننده شل برای بازوی صخره ای که ترخیص دریچه را تنظیم می کند.
- سایش شدید بازوی چرخاننده در تماس با ساقه دریچه ورودی.
- میله های فشار خم یا تغییر شکل داده شده.
- سایش شدید روی غلتک و بادامک.
این شرایط منجر به افزایش فاصله سوپاپ ورودی، تغییر زمان بندی دریچه ورودی، دیر باز شدن و بسته شدن زود هنگام، کاهش میزان هوای تازه ورودی به محفظه احتراق، بدتر شدن کیفیت احتراق و افزایش دمای اگزوز می شود.
علاوه بر این ، پیچ های تنظیم بیش از حد محکم می توانند منجر به ترخیص کالا از گمرک شیر برای هر دو دریچه مصرف و اگزوز شوند. هنگامی که دریچه ها به حداکثر دمای کار خود برسند ، ممکن است محکم بسته نشوند و منجر به نشت ، تشدید فرسایش دیسک دریچه ، کاهش حجم هوا در سیلندر ، کیفیت احتراق بدتر و افزایش دمای اگزوز شود.
این وضعیت را می توان با اندازه گیری فاصله دریچه های ورودی و خروجی بررسی کرد.
iii اقدامات وضوح گسل و آموخته های آموخته شده
1. اقدامات اتخاذ شده برای رسیدگی
1) پس از کشف نقص در طی یک تغییر روتین سوخت گیری ، بلافاصله به موتور دیزل ژنراتور رفتم تا یک بازرسی کامل از علائم گسل انجام دهم. پس از آن ، من موتور دیزل ژنراتور شماره 1 ژنراتور را آغاز کردم ، منبع تغذیه را همزمان کردم و سپس موتور دیزل شماره 2 ژنراتور را جدا کردم. پس از انجام عملیات تغییر روغن ، تصمیم گرفتم موتور را برای بازرسی دقیق خاموش کنم. بازرسی اولیه نشان داد که موقعیت کلی اهرم دریچه گاز در حد طبیعی است. در مرحله بعد ، انژکتورهای سوخت را از سرهای سیلندر خارج کردم و تست های فشار باز کردن دریچه ، تست اتمی سازی و تست های آب بندی را روی همه انژکتورهای حذف شده انجام دادم.
آزمایشها نشان داد که فشار باز شدن شیر کمی کمتر از مقدار مشخص شده است. پس از تنظیم فشار باز شدن شیر به مقادیر مورد نیاز، انژکتورها مجدداً روی ژنراتور نصب شدند. بر اساس ترتیب شلیک (1-5-3-6-2-4)، من تنظیمات جزئی در عرضه سوخت برای هر سیلندر انجام دادم. با این حال، پس از راه اندازی مجدد و راه اندازی موتور دیزل ژنراتور برای مدتی، همان مشکل دمای بالای اگزوز همچنان ادامه داشت.
2) به دنبال این کار، پمپ بنزین فشار قوی را بازرسی کردم و زمان عرضه سوخت را تنظیم کردم. علیرغم این تنظیمات، دمای اگزوز سیلندرهای آسیب دیده بالا باقی ماند. با مشکوک شدن به رسوب در لوله های اگزوز، منیفولدهای اگزوز را برای بازرسی جدا کردم اما حداقل دوده را بدون شرایط غیرعادی پیدا کردم. سپس موتور را برگرداندم و فاصله سوپاپهای سوپاپهای ورودی و خروجی را برای هر سیلندر اندازهگیری کردم. اندازهگیریها نشان داد که فاصلههای دریچه ورودی برای سیلندرهای 1 و 4 به طور قابلتوجهی بزرگتر از مقادیر فاصله کاری معمولی است. با بررسی دقیقتر، مشخص شد که ساقههای سوپاپ ورودی و بازوهای راکر سایش شدیدی نشان میدهند، و پیچهای تنظیم فاصله سوپاپ روی بازوهای راکر شل شده بودند. در نهایت، من فاصله سوپاپ ورودی را به مقدار مشخص شده (0.3 میلی متر) تنظیم کردم و پیچ های تنظیم را سفت کردم. علاوه بر این، صفحه فیلتر را در انتهای ورودی توربین تعویض کردم. پس از مدتی کارکردن موتور دیزل ژنراتور، دمای اگزوز به محدوده عملکرد عادی بازگشت.
2. درس آموخته شده
پس از بررسی ورود به سیستم موتور کمکی ، اندازه گیری دمای آب دریا و مشاوره با پرسنل اتاق موتور ، مشخص شد که دمای اگزوز سیلندرهای 1 و 4 به طور مداوم بالاتر از سایر سیلندرها در حالی که از طریق خنک کننده نسبتاً خنک می شود ، به طور مداوم بالاتر از سایر سیلندرها بوده است. آبهای دریای چین. در ابتدا ، اختلاف دما معنی دار نبود ، و باعث شد مهندس ارشد از این مسئله غافل شود و به تأخیر در مورد علت افزایش دمای اگزوز در سیلندرهای 1 و 4. که باعث تسریع سایش بین بازوهای صخره ای و ساقه دریچه ورودی می شود و باعث افزایش بیشتر ترخیص دریچه می شود. با گذشت زمان ، گسل بدتر می شود ، با نزدیک شدن به اختلاف دمای اگزوز به سطح بحرانی ، باعث گرم شدن بیش از حد و تأثیرگذاری بر عمر خدمات و ایمنی اجزای آن می شود.
اگرچه هیچ تصادف بزرگی رخ نداد ، این حادثه به عنوان یک درس عمیق عمل می کند. این اهمیت مهندسان را تأکید می کند که بدون در نظر گرفتن شدت ظاهری آنها ، به سرعت تجزیه و تحلیل و رسیدگی به هرگونه خطایی را انجام دهند تا از تشدید در مسائل جدی تر جلوگیری کنند. مهندسان باید آگاهی خود را از مدیریت ایمنی تجهیزات ، بهبود شیوه های نگهداری روزانه و حفظ مسئولیت بالایی برای اطمینان از عملکرد ایمن کشتی ، افزایش دهند.