I.故障発生時の症状
Kote nenhai ホイールの 3 基の発電ディーゼル エンジンはすべて日本製のヤンマー ディーゼル エンジン、モデル EY26 で、出力 1620KW、定格速度 720r/min の 4 ストローク 6 気筒中速ディーゼル エンジンです。
第２発電機ディーゼルエンジンの総点検から１か月が経過した。マレーシアからアフリカへの航海中の勤務中および給油中の機関室の定期検査中に、第2発電機ディーゼルエンジンの第1シリンダーおよび第4シリンダーの排気温度がそれらよりも大幅に高いことが観察されました。他のシリンダーの。メーカーの仕様と比較すると、これらの温度はマニュアルに記載されている標準値を超えていることがわかりました。この異常にもかかわらず、発電機ディーゼルエンジンの他の動作パラメータはすべて正常範囲内にあり、異常な音、振動、臭気は検出されませんでした。
II.排気温度高温障害の考えられる原因の分析
発電機ディーゼル エンジンの高い排気温度は、主に燃料システム、吸排気システム、コンポーネントの摩耗、その他のさまざまな問題に関連するいくつかの要因に起因する可能性があります。ただし、主な原因は通常、燃料の燃焼と空気交換の質に関連しています。
1. 燃料システムの問題
(1) 燃料の粘度が高すぎる、または燃料の品質が悪い
1) 燃料の粘度が高すぎる
① コテネンハイ船に搭載されているヤンマー発電機ディーゼルエンジンは、負荷が25%を超えると重油（HFO）を使用します。 HFO 動作中に負荷が必要なしきい値を満たさない場合、不十分な燃料流量と過度の熱損失により、油温の低下や粘度の上昇が発生する可能性があります。その結果、微粒化が不十分になり、シリンダー内の燃焼が遅れ、アフターバーニングが長くなり、最終的には排気温度の上昇につながります。
② Kote Nenhai の燃料システムは、主機関と発電機ディーゼル機関で共用されています。接岸後、主機関が停止すると、発電機ディーゼルエンジンの燃料消費量が少ないため、自動燃料加熱システムが最適な温度を維持することが困難になります。多くの場合、蒸気量を減らすために手動で調整する必要があります。蒸気量を減らしすぎると油温が下がりすぎて微粒化不良やアフターバーニングが長くなり、排気温度が上昇することがあります。
2) 燃料品質が悪い
セタン価や粘度などの燃料の特性は、点火や燃焼効率に直接影響します。セタン価が低いと着火遅れ期間が長くなり、粗い燃焼や点火が遅くなり、ピーク燃焼圧力と排気温度が上昇します [3]。逆に、セタン価が高すぎると、不完全燃焼が発生して燃焼品質が低下し、排気温度も上昇する可能性があります。燃料の粘度が高いと微粒化が損なわれ、不完全燃焼が発生し、さらに排気温度が上昇します。したがって、燃料の品質が低いと霧化と燃焼に影響があり、発電機ディーゼルエンジン全体の排気温度が高くなる原因となります。
(2) 燃料供給および噴射システムの故障
1) インジェクターの故障
高い排気温度は、圧力スプリングの破損または緩み、ロックナットの緩み、不適切な取り付け、またはインジェクターの固着によるバルブ開口圧力の低下によって引き起こされる可能性があります。これらの条件により、噴射開始の早期化や噴射終了の遅延が発生し、噴射時間が延長され、噴霧品質が低下する可能性があります。これにより、燃料と外気の適切な混合が妨げられ、燃焼品質が悪化して、深刻なアフターバーニング、コンポーネントの過熱、排気温度の上昇が引き起こされます。さらに、インジェクター ノズルの直径が大きくなると、霧化と燃焼が損なわれる可能性があります。また、インジェクター ノズルのコーン表面のシール不良やエロージョンによる穴や亀裂により燃料漏れが発生し、アフターバーニング期間が延長され、燃焼品質がさらに悪化する可能性があります。このような場合、問題を診断するには、インジェクターにカーボンが蓄積していないか検査し、開弁圧力、シール、霧化品質のテストを実施する必要があります。
2) 燃料噴射ポンプの故障
また、プランジャーとスリーブ間の過度の摩耗によって排気温度が上昇し、シール性能と射出圧力が低下し、霧化不良や射出進角の低下につながる可能性があります。バルブとバルブシートの間の激しい摩耗も同様にシール性能を低下させる可能性があり、高圧燃料ラインの残留圧力の低下と噴射量の減少を引き起こし、どちらも霧化品質と燃焼プロセスに影響を及ぼし、最終的には燃焼品質を低下させ、燃焼速度を低下させます。排気温度。
3) 燃料フィルターの損傷
燃料フィルタが損傷すると、燃焼室に入る燃料の品質が低下し、完全に分解して燃焼できない大きな燃料粒子が発生して、霧化と燃焼の品質が低下し、その結果、排気温度が上昇する可能性があります。単一シリンダーのみが異常に高い排気温度を示している場合、このシナリオは除外できます。
2. 吸排気系の問題
1) インテークバルブの不具合
吸気バルブの故障の考えられる原因の 1 つは、吸気バルブ ステムの上部の極度の摩耗により、過剰なバルブ クリアランスが発生することです。これは吸気バルブのタイミングに影響を与え、バルブが遅く開き、早く閉じます。その結果、燃焼室に入る新気の量が大幅に減少し、圧縮行程終了時の圧縮圧力が低下し、燃料が不完全燃焼し、燃焼品質が低下し、排気温度が上昇します。
もう 1 つの潜在的な問題は、吸気バルブのシール コーン表面の深刻な摩耗、バルブ ディスクの浸食、または吸気バルブが開いた位置で動かなくなることです。これらの状況により、吸気バルブがしっかりと閉じることができなくなり、吸気バルブを通じて燃焼室から新鮮な空気が漏れ、空気量が減少し、燃焼品質が低下し、排気温度が上昇します。
この状況は、インテークバルブのバルブクリアランスを測定し、バルブディスクのシールテストを行うことで診断できます。
2) 排気バルブの故障
排気バルブの故障は、いくつかの要因によって引き起こされる可能性があります。
- 排気バルブディスクが侵食され、小さな穴が開きます。
- 排気バルブが開いた位置で固着している。
- 排気バルブディスクのシールラインにあばたや穴があり、シール不良が発生します。
これらの問題により、排気バルブから新鮮な空気が漏れ、シリンダー内の空気量が減少し、圧縮圧力が低下し、燃焼品質が低下し、排気温度が上昇します。
この状況は、排気バルブディスクのシール状態をチェックし、排気バルブの柔軟性を確認することで特定できます。
3) バルブ駆動機構の故障
バルブ駆動機構の不具合は次のような原因で発生する可能性があります。
・バルブクリアランスを調整するロッカーアームの調整ネジが緩んでいる。
- インテークバルブステムと接触するロッカーアームの著しい摩耗。
- プッシュロッドが曲がったり変形したりする。
- ローラーとカムの摩耗が激しい。
これらの状況は、吸気バルブクリアランスの増加、吸気バルブのタイミングの変更、バルブの開閉が遅くなり、燃焼室に入る新気の量が減少し、燃焼品質が低下し、排気温度が上昇することにつながります。
さらに、調整ネジがきつすぎると、吸気バルブと排気バルブの両方のバルブクリアランスが不十分になる可能性があります。バルブが最高動作温度に達すると、バルブがしっかりと閉まらなくなる可能性があり、漏れ、バルブディスクの侵食の激化、シリンダー内の空気量の減少、燃焼品質の低下、排気温度の上昇につながります。
この状況は、吸気バルブと排気バルブのクリアランスを測定することで確認できます。
Ⅲ．障害解決策と教訓
1. 取扱い上の措置
1) 定期的な給油作業中に故障を発見し、直ちに発電機ディーゼルエンジンに向かい、故障症状を徹底的に検査しました。続いて、スタンバイの第 1 発電機ディーゼルエンジンを始動し、電源を同期させてから、第 2 発電機ディーゼルエンジンを切り離しました。オイル交換作業を終えた後、精密検査のためエンジンを停止することにしました。最初の検査では、スロットル レバーの全体的な位置が正常の範囲内であることが判明しました。次に、シリンダーヘッドから燃料インジェクターを取り外し、取り外したすべてのインジェクターの開弁圧力テスト、微粒化テスト、シールテストを実施しました。
テストの結果、バルブ開放圧力が指定よりわずかに低いことが示されました。開弁圧力を必要な値に調整した後、インジェクターを発電機に再度取り付けました。点火シーケンス (1-5-3-6-2-4) に基づいて、各シリンダーへの燃料供給を微調整しました。しかし、発電機ディーゼルエンジンを再起動して一定期間運転した後も、同じ排気温度が高い問題が継続しました。
２）続いて高圧燃料ポンプの点検と燃料供給タイミングの調整を行いました。これらの調整にもかかわらず、影響を受けたシリンダーの排気温度は上昇したままでした。エキゾーストパイプの汚れを疑い、エキゾーストマニホールドを分解して点検しましたが、煤は微量で異常はありませんでした。次にエンジンをひっくり返し、各気筒の吸気バルブと排気バルブのバルブクリアランスを測定してみました。測定の結果、シリンダー 1 と 4 の吸気バルブ クリアランスが通常の作動クリアランス値よりも大幅に大きいことが明らかになりました。よく観察すると、インテークバルブステムとロッカーアームが著しく摩耗しており、ロッカーアームのバルブクリアランスを調整するネジが緩んでいたことが判明した。最後にインテークバルブクリアランスを規定値（0.3mm）に調整し、調整ネジを締めました。さらに、タービンの吸気端のフィルタースクリーンを交換しました。発電機ディーゼルエンジンをしばらく運転した後、排気温度は通常の動作範囲に戻りました。
2. 学んだ教訓
補助エンジンのログを確認し、海水温度を測定し、機関室担当者と相談した結果、比較的低温の中を航行している間、シリンダー 1 と 4 の排気温度が数日間、他のシリンダーの排気温度よりも一貫して高かったことが判明しました。シナ海の海域。当初、温度差はそれほど大きくなかったため、主任エンジニアは問題を見落とし、シリンダー 1 と 4 の排気温度上昇の原因調査が遅れました。過剰な吸気バルブクリアランスと調整ネジの緩みに対処するための直ちに措置は講じられませんでした。これにより、ロッカーアームとインテークバルブステム間の摩耗が促進され、バルブクリアランスがさらに増加しました。時間の経過とともに故障は悪化し、排気温度差が臨界レベルに近づき、過熱を引き起こし、コンポーネントの耐用年数と安全性に影響を及ぼしました。
大きな事故は起きなかったが、この事件は大きな教訓となった。これは、エンジニアが、明らかな深刻度に関係なく、障害を迅速に分析して対処し、より深刻な問題への拡大を防ぐことの重要性を強調しています。エンジニアは、機器の安全管理に対する意識を高め、日常のメンテナンス習慣を改善し、船舶の安全な運航を確保するために高いレベルの責任を維持する必要があります。