“中水電01”絞吸式挖泥船冬季柴油機(jī)循環(huán)水加熱系統(tǒng)改造

壽文榮

(中國水利水電第十二工程局有限公司，浙江 金華 321000)

“中水電01”絞吸式挖泥船冬季柴油機(jī)循環(huán)水加熱系統(tǒng)改造

壽文榮

(中國水利水電第十二工程局有限公司，浙江 金華 321000)

文章介紹了“中水電01”絞吸式挖泥船3臺大功率柴油機(jī)存在冬季冷車啟動(dòng)困難的故障現(xiàn)象，提出了在柴油機(jī)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)水箱(膨脹水箱)中安裝加熱及強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)的改造，對3臺柴油機(jī)啟動(dòng)前進(jìn)行預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)了一次性啟動(dòng)，減少了備車時(shí)間，提高了船舶生產(chǎn)效率。

絞吸式挖泥船；柴油機(jī)；冷車啟動(dòng)；加熱循環(huán)水

Abstract:Cold starting became difficult for the 3 high power diesel engines in the cutter suction dredger ZHONGSHUIDIAN O1 in winter.Installation of heating devise and forced cyclic system were put in the inner cyclic water tank.Preheating for the 3 diesel engines achieved disposable starting with waiting time reduced and shipping production efficiency raised.

Keywords：cutter suction dredger;diesel engine;cold starting;cyclic-water heating

“中水電01”絞吸式挖泥船生產(chǎn)能力為3 500 m3/h，船長99 m，船寬18 m ，排水量4 400 t,2007年7月25日投產(chǎn)后一直在渤海灣一帶施工，至今已近10年。船舶安裝有3臺大型柴油機(jī)，1臺日本產(chǎn)大發(fā)柴油機(jī)，型號是6DK-36L，功率3 310 kW，2臺大連產(chǎn)柴油機(jī)，型號16V240ZC0Z柴油機(jī)，功率2 350 kW，3臺柴油機(jī)功率總計(jì)8 010 kW，耗油可達(dá)0.8～1 t/h柴油。為了降低油耗，在生產(chǎn)中因移船位、管線維修、機(jī)械設(shè)備故障等原因，柴油機(jī)需經(jīng)常停機(jī)，有時(shí)會(huì)做長時(shí)間的停機(jī)處理。特別是在冬季，渤海灣氣溫最低可達(dá)-20 ℃，停機(jī)后，柴油機(jī)機(jī)體溫度很快下降，柴油機(jī)再次冷車啟動(dòng)時(shí)非常困難，需經(jīng)過3～4次啟動(dòng)甚至更多次的啟動(dòng)才能使柴油機(jī)正常運(yùn)行(有時(shí)啟動(dòng)時(shí)間可達(dá)70 min)，嚴(yán)重影響了船舶的生產(chǎn)效率。

1 故障原因分析

1)3臺柴油中，特別是大連產(chǎn)柴油機(jī)，經(jīng)過多次的大修，其汽缸的密封性降低，再加之冬季機(jī)體溫度低，造成活塞上止點(diǎn)壓縮比不夠，只能靠多次啟動(dòng)提高機(jī)體溫度后，才能啟動(dòng)柴油機(jī)。

2)低溫時(shí)由于潤滑油的黏度大，柴油機(jī)曲軸、活塞、連桿等運(yùn)動(dòng)部件在啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)行阻力增大，造成轉(zhuǎn)速低，達(dá)不到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)所需的最低轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致啟動(dòng)困難。

3)3臺柴油機(jī)啟動(dòng)裝置都采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)2臺空氣馬達(dá)，帶動(dòng)柴油機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，完成柴油機(jī)的啟動(dòng)過程。因多次啟動(dòng)，充滿壓縮空氣的氣瓶很快放空，需空壓機(jī)再打氣充滿，這個(gè)充氣過程需15～20 min，重復(fù)啟動(dòng)充氣再啟動(dòng)直至柴油機(jī)啟動(dòng)，耗時(shí)最長可達(dá)70 min，等待啟動(dòng)時(shí)間長。

2 故障影響

冬天施工中，冷車啟動(dòng)柴油機(jī)，其各運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦阻力增加，柴油機(jī)靠多次啟動(dòng)提高機(jī)體溫度后來實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行，柴油機(jī)中各運(yùn)動(dòng)部件之間磨損增加，頻繁啟動(dòng)柴油機(jī)還會(huì)造成啟動(dòng)馬達(dá)齒輪與柴油機(jī)飛輪齒圈頻繁沖擊，易導(dǎo)致啟動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪斷齒，驅(qū)動(dòng)軸斷軸，柴油機(jī)飛輪齒圈齒斷損故障。更換飛輪齒圈需解體發(fā)動(dòng)機(jī)，且工作量大。在節(jié)能減排方面，啟動(dòng)時(shí)燃油燃燒不充分且油耗較高，因此，排放會(huì)污染環(huán)境，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間較長，所以減少了生產(chǎn)時(shí)間，降低了絞吸式挖泥船的生產(chǎn)效率。

3 故障解決方法

通過故障原因分析，得出啟動(dòng)前提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體溫度是解決故障的關(guān)鍵。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán)水冷卻的特點(diǎn)，采取加熱淡水箱(膨脹水箱)中的內(nèi)循環(huán)水，用管道泵、管道球閥將已加熱的水壓入柴油機(jī)冷卻水道中，并保持連續(xù)循環(huán)來提高缸體溫度，實(shí)現(xiàn)一次性啟動(dòng)。其原理見圖1。

圖1 改裝水道原理圖

每臺柴油機(jī)配一個(gè)淡水箱(膨脹水箱)，淡水箱體積為1 m3，每個(gè)淡水箱內(nèi)增設(shè)2套電加熱系統(tǒng)，每套電加熱系統(tǒng)安裝1個(gè)防漏電的空氣開關(guān)，淡水箱底部增加一道管路，管路上加1臺管道水泵和球閥，管道水泵出水管接入柴油機(jī)的進(jìn)水管，在水箱出水管位置加一球閥。為了便于操作與觀察，管道水泵與加熱器的空氣開關(guān)、淡水箱的溫度傳感器顯示數(shù)據(jù)都安裝在集控室的集控柜中，以便操作人員即時(shí)操作與監(jiān)控。具體啟動(dòng)步驟：首先檢查淡水箱水位，水位高程需達(dá)80 cm，柴油機(jī)因故停車后，停車時(shí)間超過1 h 的，在柴油機(jī)準(zhǔn)備冷車啟動(dòng)前，閉合加熱器空氣開關(guān)(根據(jù)加熱快慢要求可選擇1個(gè)或2個(gè)加熱器加熱)，加熱水溫至60 ℃左右，關(guān)閉球閥1，打開球閥2，啟動(dòng)管道水泵，將淡水箱中加熱的水壓入柴油機(jī)水道，冷水流回淡水箱繼續(xù)加熱，在管道水泵強(qiáng)制循環(huán)下，缸體溫度不斷提高，缸體溫度達(dá)到15～20 ℃(柴油機(jī)每缸都有溫度感應(yīng)顯示)，即可啟動(dòng)柴油機(jī)，可順利實(shí)現(xiàn)一次性啟動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，先停止管道水泵，關(guān)閉球閥2，打開球閥1，柴油機(jī)正常運(yùn)行。

總之，通過這次改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)一次性啟動(dòng)，提高了柴油機(jī)的啟動(dòng)平穩(wěn)度和機(jī)械的使用壽命，達(dá)到了節(jié)能減排降耗的目的，也減少了啟動(dòng)時(shí)由于燃油不完全燃燒造成的污染排放，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

壽文榮(1961-)，男，浙江諸暨人，高級工程師，大學(xué)本科，主要從事挖泥船修理與管理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.05.005

2017-05-24