0引言
油雾浓度探测器是预防柴油机曲轴箱爆炸的一个重要安保装置.其主要功能是监视柴油机曲轴箱油雾浓度,预防曲轴箱着火爆炸.柴油机在运行一段时间后,机件温度升高,主机曲柄箱中的滑油会产生油气,这些油气在曲柄箱中与70℃左右的较冷空气混合会形成油雾.当油雾浓度超过一定值时,可能会引起曲轴箱爆炸,造成严重的机损事故.柴油机装有曲轴箱油雾浓度探测器后,一旦油雾浓度超过正常标准,能及时发出声光报警,同时使主机自动降速或停车.由此可见,主机曲轴箱油雾浓度探测器是实现机舱自动化,保证柴油机安全运行的重要设备之一.
某船配置了型号为 VISATRON115/87-EMC地主柴油发动机油雾浓度探测器,其特点是采样准确、执行速度快、自检功能强等.该装置性能的好坏直接影响到主柴油发动机的正常运转和船舶安全航行.因此,对其正确使用和维护管理是机电专业人员不可忽视的一项工作.
1典型故障案例
1.1故障案例一
2012年 6月 19日,改船右主机单车航行时,出现油雾浓度高自动停车.当时,正是因为辅机舱 1#中央冷却器调温阀工作气源进口阀(下图 V1)填料失效,使机舱控制空气大量外泄,造成主机舱稳压气瓶压力急剧下降,而右主机油雾浓度探测器正是依靠稳压气瓶给抽气泵提供气源以充当驱动空气,来抽吸各曲轴箱隔间油雾的,探测器由于气源大量外泄,供气不足,抽吸能力下降,引起其他检测单元内部真空下降并发出报警,同时各曲轴箱隔间的采样气体流动速度变慢,气流被红外检测时其在探测器检测单元内滞留时间变长,导致探测器获取的采样气流不透光度变大超过停车值.因此,探测器向主机 PCU发出停车信号导致主机自动停车.
该故障出现后,迅速检修工作气源进口阀 V1,使其可靠密封后,按程序启动右主机,自动停车故障得到彻底排除.
1.2故障案例二
2013年 5月 30日,该船右主机正常运行中突然出现油雾浓度探测装置报警停机,油雾浓度探测指示灯在 8-10格来回跳动,此时,主机热力参数主轴承温度、缸套水、排气温度等均在正常范围之内.右主机出现油雾浓度探测装置报警停机后,备用油泵启动.迅速组织人员对该机进行问题排查.
打开曲轴箱目视检查、点测主轴承温度正常,并且更换油雾浓度探测装置空气滤芯,清洁装置内部,重新调整气压.再启动右主机试车,测量主机各缸爆压,各缸爆压比较平均,但运行半小时后,油雾浓度探测器再次报警,机旁人员应急处置避免了应急停机.取样检查右主机滑油,发现滑油中含有少量水分.右机油雾浓度探测器出口空气湿度大,探测器内部有较多凝水,判断该主机并非真正意义油雾浓度升高,而是因为滑油中水分蒸发,油雾中携带的水蒸气触发报警出现报警.因此,装置一旦出现排气口水雾逐渐增多时,只需打开收集箱旋塞,放出残液,并用压缩空气加压吹除即可.
根据设备运行发现,有以下几种情况可能诱发装置报警:
一是曲轴箱内滑油水分含量过高,水比滑油更容易蒸发,油雾中携带的水蒸气可能会触发装置出现报警;二是船舶航行于高温高湿区域;三是油雾浓度探测器因电子元件等老化而导致性能下降;四是油雾浓度探测器本身的灵敏度设置得太高,灵敏度设得越高其报警值就越低,于是油雾浓度稍有升高就触发报警.五是如果油雾浓度探测器附近因为某种原因存在大量烟雾,烟雾可能经新鲜空气吸口进入检测单元而触发报警.一旦主柴油发动机因曲轴箱油雾浓度高报警停车时,应当迅速鉴别是真报警还是误报警.可查阅康仕伯主机监控系统,如果主滑油温度、曲轴箱内部压力、主轴承温度等参数未见异常,可以将误报警复位后重新启动主机;如果是真报警,则应按照曲轴箱过热的处置方法予以处理.
2油雾浓度探测器的结构及工作原理
为更好地分析故障产生原因,特对所使用的油雾浓度探测器的结构及原理进行深入分析.VISATRON115/87-EMC型油雾浓度探测器主要由底板(包括抽气泵,内置加热装置、油气分离器及电气连接的插头)、由光电传感器所组成的测量通道、电子装置及集管连接箱等组成,如图 1所示.
曲轴箱内的气体由于抽气泵所产生的真空,通过连接箱中的集管进入底板中的分离器,大的油滴在离心力的作用下被分离开来并通过导管送至抽气泵排出(拆开阀箱,在壳体下部可以看到 3个孔,大的孔是气流到检测室的气流通道,小的两个孔其中一个用于抽除管接头块内的积油,另一个用于排除阀箱内的积油),防止它们进入测量通道而引起误报警.
经过分离的气体送到测量通道中,由通道两端的光电传感器进行测量(在检测室内设置有两个红外探头,一端作为红外线发光二极管产生定量的光强照在另一端对红外线敏感的光电二极管上,光电二极管将光强转变为光电流传送到电子测量装置上).当油雾浓度因为曲轴箱内部故障而有所升高,阻光度增加到一定程度时,光电流减弱至一定值,测量装置发出报警信号并使主机降速或保护性停机.流过检测室的气雾最后被抽回曲轴箱内.
另外,此装置有三点值得注意:一、为了避免曲轴箱的油气污染测量通道内的光电传感器 (红外线滤光片 ),通过扫气室的两个铜质烧结式滤片将吸人一定量的新鲜空气,进入的新鲜空气一部分将经流量控制小孔上行沿红外探头外侧流入主气路,一则可时刻对红外探头进行冲洗清洁,另外还可阻止油雾接触红外探头,以及冷却测量室和红外探头.二、为了检测测量通道中所需的真空度,两个空滤器的下方各安装有一个 PI100测量传感器,一个负责测量流速,另一个则负责测量环境温度,以进行必要的温度补偿.三、为了防止油雾浓度探测器自身装置发生故障时,仍发出错误的信号,一个综合的监测逻辑电路保证装置发生故障时,不再发送信号.
3油雾探测器管理要点
油雾探测器正常运行时,不须手动调整,就能确保正常状态下连续运行,但是由于油雾探测器安装在柴油机旁,其运行环境十分恶劣,为了不因外部环境因素的影响而使油雾探测器误报警,必须加强对油雾探测器的运行维护 .结合该船的实际情况,分以下几方面进行阐述:
1.新鲜空气吸入系统:常见主要故障是空气滤网被粉尘或油污污染堵塞,造成该装置不能正常工作,维护措施是每30天更换烧结青铜滤网.
2.压缩空气供给系统:它主要是用于建立和维持抽气压力,并把测量后的油气排走,其可能引起的故障有压缩空气带水,测量腔真空度改变,减压阀滤网堵塞.维护措施是加装空气干燥器,每月检查一次测量腔真空度,每隔三个月更换减压阀滤网.
3.曲轴箱油气取样系统:油气抽取管道设计为斜式安装,使冷凝出来的油滴可以自然流回曲轴箱内.维护措施是每半年吸入压缩空气清洗油气抽取管道,定期对润滑油的含水量进行检查.
4.光电测量通道:其引起故障的原因主要是流量测量元件、红外光发射及接收元件、光学透镜被油雾污染,装置内的气路堵塞等,维护措施是每 30天对以上部件进行清洗或清理.
4结束语
油雾探测器是船舶柴油机安全运行的重要保护装置,通过对油雾探测器的维护与检修,可减少油雾探测器出现故障的机会,一方面节省了大笔资金用于购买备件,另一方面确保了柴油机能正常运行,取得了较好的经济效益和社会效益.
参考文献
[1] 李春野 .轮机维护与修理 .大连海事大学出版社 ,2001年
[2]轮机工程手册 .人民交通出版社 ,1992年
[3]德国公司 .油雾浓度探测器使用手册 ,2007年
