船舶主機填料函結碳嚴重的原因及對策

趙立震

摘 要：本文介紹了主機填料函結碳嚴重的現象，分析了可能導致該現象產生的原因，如燃油品質問題、氣缸注油率問題、主機長期運行負荷問題等，并提出針對性對策，如提升主機轉速、縮短主機掃氣箱的清潔周期和定期對噴油器進行拆檢。

關鍵詞：填料函;結碳;注油率;負荷

中圖分類號：U672 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）10-0105-02

Abstract： This paper introduced the serious phenomenon of carbon deposition in the main engine packing box， analysed the possible causes of this phenomenon， such as fuel quality problem， cylinder fuel injection rate problem， long-term operation load problem of the main engine， and put forward corresponding countermeasures， such as increasing the main engine speed， shortening the cleaning cycle of the main engine scavenging box and periodically disassembling and inspecting the injector.

Keywords： stuffing box;carbon deposition;injection rate;load

船舶柴油機設有橫隔板把掃氣空間與曲軸箱隔開，活塞桿穿過橫隔板處設有填料函。填料函的作用是防止掃氣空間和氣缸漏下來的污油、污物漏入曲軸箱，以免加熱和污染曲軸箱滑油、腐蝕曲軸與連桿等部件。本文就主機填料函結碳嚴重的現象，分析原因，提出對策。

1 故障現象

某輪船員反映主機在運行過程中發現滑油變黑，滑油濾器內黑色沉積物較多，清潔濾器頻繁，排煙管排出的煙呈現藍色，各缸填料函泄放管間歇性漏氣，如圖1所示，No.6填料函泄放管沒有油放出，認為主機填料函有問題。對6#缸進行了拆檢，更換了全部刮油環和密封環。在更換過程中，發現填料函泄放孔內積碳嚴重，刮油環和密封環表面有很多積碳，如圖2所示。初步判斷，船員反映的情況與填料函泄放孔內積碳而不通暢，導致刮下來的油和氣不能通過正常途徑泄放有關[1]。

2 原因分析

從主機燃油品質、氣缸注油率、主機長期運行負荷狀況、注油正時參數、主機運行各參數、掃氣箱檢查清潔情況等方面進行分析，以找到主機填料函結碳嚴重的原因。

2.1 燃油品質研究

主機廠評估燃油品質的影響需要使用一段時間的燃油狀況，需要船上提供一段時間以來燃油的成分報告。Si和Al的含量影響積碳的生成，Si和Al含量越高，越容易生成積碳。經核對船員反饋的數據，認為Si和Al含量在正常范圍內，本船采用的燃油符合MDT的推薦要求。

2.2 氣缸注油率調整情況

請船上提供一段時間以來主機氣缸油注油率的設定情況，結合主機運行時間，如之前運行2 000h，注油率是多少，當前運行4 000h，注油率是多少。MDT推薦注油率范圍為0.20～0.34g/（kW·h）。經分析可知，本船氣缸注油率為0.85～0.98g/（kW·h），略偏高，但基本滿足要求，不是產生積碳過多的主要原因。

2.3 主機長期運行負荷情況

請船上反饋主機在一段時間內運行的負荷及對應的主機轉速。此項可在PMI上查到。本船主機為HLT高負荷優化，推薦負荷運行在85%左右。根據船上反饋，實際運轉負荷為40%～70%，低于推薦負荷，偏低。而低于推薦負荷運行將導致燃油燃燒不充分，若長期運行，不及時清理，易積碳。由此，可以推斷長期低負荷運行是本船積碳過多的主要原因。

2.4 注油正時參數檢查

請船上反饋主機參數Sparf文件發給主機廠家做檢查，方法為：用U盤插在MOP任一USB接口上，在MOP界面左下角找到Export按鈕，點擊即可。將以.Sparf為后綴名的參數文件發給主機廠家。核對.Sparf參數文件后發現，該輪注油正時參數正常，符合要求。

2.5 油頭開啟壓力情況

如果油頭開啟壓力過低，會出現燃油霧化不充分，將導致積碳生成量增加。經核對船上反饋的數據，參數正常，符合要求。

2.6 主機運行數據記錄表

請船上提供一段時間以來主機運行的各項參數，如燃油黏度值、油品牌號、主機各缸爆壓值、缸套冷卻水溫度、主機排氣溫度和壓力、主機掃氣溫度和壓力、主機滑油溫度和壓力等。以便廠家綜合評估主機的運行情況。經核對船上反饋的數據表，參數正常，符合要求。

2.7 掃氣箱檢查清潔記錄情況

主機掃氣箱需要例行檢查和清潔，請船上提供一段時間以來掃氣箱內檢查清潔的記錄。實際上，船員每航次38～40d都要進行一次掃氣箱檢查清潔，具體操作為清潔掃氣箱及清洗廢氣鍋爐煙面。從總量上來看，近兩個航次積碳比前兩個航次有所增多，每缸均能掏出20～30L油渣。這主要是因為主機長期處于低負荷運行狀態，每38～40d檢查清潔一次掃氣箱，時間間隔偏長。

2.8 增壓器清潔狀態

主機渦輪端積碳過多，會導致增壓器效率偏低，掃氣量偏少，燃燒不充分，積碳較多。從船上反饋的數據來看，增壓器需要清潔，該因素是積碳過多的因素之一，但非主要原因。

2.9 環境因素情況調查

高溫高濕環境會導致主機掃氣量不足，燃油燃燒也會不充分。船員提供的數據表格顯示環境溫度偏高，會在一定程度上導致燃油燃燒不充分，加之長期運行負荷偏低，會加劇積碳的產生。但是，僅此因素而言，根據單航程掃氣箱積碳量的判斷，該因素不是主要原因。

3 解決對策

3.1 提升主機轉速

主機長時間處于低負荷運行情況（40%～70%），會出現燃油燃燒狀態不佳，容易積碳。在各方面允許的情況下，盡量提升主機轉速，增加負荷（超過70%）運行一段時間，或者采用定時提升轉速運行一段時間的方法。

3.2 縮短主機掃氣箱的清潔周期

在無法提升主機運行負荷的情況下，盡量縮短主機掃氣箱的清潔周期。具體時間沒有明確界定，但越短的清潔周期越有利，建議至多兩周清潔一次。在主機運行過程中，請船員進行觀察，如果污油仍是油狀，填料函是可以正常工作的，但如果污油成為膏狀，說明積碳過多且沒有及時清理，會導致泄放口堵塞，需要及時清理掃氣箱。

3.3 定期對噴油器進行拆檢

依據主機維修保養說明書，定期對噴油器采取拆檢、泵壓等維修保養措施，確保噴油器正常運行。

參考文獻：

[1]孫培廷，李斌，杜榮銘.船舶柴油機[M].大連：大連海事大學出版社，2002.