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船舶主發電機典型故障的分析與排除
2025-10-22郭開展
（廈門船舶重工股份有限公司）
摘 要：主發電機作為船舶主要的設備之一，管理系統高度自動化，但由于設備本身的故障或因誤操作等原因，故障率比較高，如何及時準確的排除故障，確保船舶的安全運行，已成為廣泛關注的焦點之一。文章針對L23/30H型主發電機的典型故障的排除進行了分析。
船舶主發電機是船舶電力系統的心臟，在船舶航行和靠岸時主發電機的正常工作對船舶的安全至關重要。所以對主發電機出現的各種故障做出及時、準確地檢測和診斷是船舶安全營運的關鍵。文章對L23/30H型主發電機中出現頻率最高的幾個重要故障的診斷和處理方案進行了分析介紹。
1 主發電機無法啟動
現場檢查結果：船舶進行大功率負載啟動試驗時，第一備用2號主發電機無法啟動(集控室報警監測系統顯示2號主發電機啟動失敗)，第二備用1號主發電機啟動運行。此時集控室船舶電站管理系統處于自動管理狀態，3號主發電機處于運行狀態，負荷為645kW，1號及2號主發電機備車指示燈亮，2號主發電機處于第一備用狀態，1號主發電機處于第二備用狀態。主發電機現場控制箱顯示2號主發電機處于遙控狀態，燃油壓力為0.8MPa，燃油進機溫度105℃，低溫水系統壓力為0.12MPa，高溫水系統壓力為0.12MPa，滑油預潤泵運行，滑油預潤壓力為0.06MPa，滑油進主軸承的壓力為0.025MPa，輔機空氣瓶壓力為2.8MPa，主發電機啟動空氣減壓閥后的壓力是0.8MPa。打開所有示功閥用盤車桿對主發電機進行盤車檢查，確認主發電機沒有其它問題后，在機旁操作啟動，發現主發電機的啟動阻力很大，啟動馬達帶不動，后改用應急啟動方式啟動2號主發電機，2號主發電機可以啟動，同時主發電機運行后一切工作正常。
故障分析：根據現場情況分析，主發電機啟動的各項條件都具備，而從機旁操作啟動的情況可以初步判斷是啟動馬達的風葉磨損或葉片斷裂。因為主發電機啟動是通過啟動空氣進入啟動馬達后，啟動馬達的葉輪在啟動空氣的作用下，使啟動馬達的傳動齒輪與發電機的飛輪嚙合從而帶動發電機啟動。若葉輪的葉片磨損或葉片斷裂，啟動馬達的葉輪所產生的力就不足以帶動發電機啟動。所以進一步分析確認是啟動馬達葉輪的葉片磨損或葉片斷裂。
故障排除方案：拆下啟動馬達解體檢查。故障排除結果：拆下啟動馬達解體檢查后發現啟動馬達的所有葉輪片都從根部斷裂，并且粉末狀的顆粒比較多。分析認為主要是啟動馬達的葉輪在高速旋轉的情況下被管路中的異物擊到，致使其中的一片葉輪斷裂，斷裂下來的葉輪片再進一步引起其它葉輪的損壞。更換一臺新的啟動馬達后，2號主發電機啟動工作正常。運行工作正常，故障排除。
預防措施：船舶主發電機在啟動前應加強管路清潔度的控制，在主發電機第一次啟動前應進行啟動空氣管路的吹除工作，同時在管路的吹除工作中應用橡皮錘敲擊管路，以保證附著在管路內的雜質去除。同時注意機艙的通風，減少空氣中的粉塵，降低粉塵通過空壓機進入啟動馬達從而引發啟動馬達故障的可能性。
2 主發電機運行時煙囪排氣管冒黑煙
現場檢查結果：主發電機運行，負荷為545kW，調整器油量開關至最大油量，各缸排溫都在300～310℃左右，排氣總管溫度為300℃，經空氣冷卻器冷卻后的空氣溫度為45℃，各缸冷卻水出口溫度都在73～76℃左右，低溫水系統壓力0.12MPa，高溫水系統壓力0.3MPa，滑油進濾器前壓力為0.4MPa，滑油過濾后壓力為0.34MPa，煙囪排氣管冒黑煙。
故障分析：導致排氣管冒黑煙的因素有很多種，而對各項參數均正常的主發電機排氣管冒黑煙，可以初步判斷為：
①增壓器的濾網太臟，使流阻增大，增壓能力降低，引起燃燒室內的空氣不足進而產生后燃燒不良。
②氣閥間隙大小不正確。在柴油機冷車狀態下，機械式氣閥傳動機構中的搖臂端與氣閥閥桿之間要留有一定的間隙，為柴油機運轉時氣閥機構受熱后膨脹留有余地。若氣閥間隙過小將造成氣閥受熱后關閉不嚴，而漏氣會使燃燒室內空氣不足，產生后燃冒黑煙現象，若氣閥間隙過大，則造成氣閥遲開早關，使廢氣殘留在燃燒室內造成空氣質量不好，進而產生后燃燒不良的冒黑煙現象。
③噴油嘴噴油壓力過低或噴油孔阻塞滴油，而造成燃油霧化油滴的平均直 徑過大和霧化均勻度不好，無法與燃燒室內的空氣完全混合從而造成燃燒過程粗暴、冒黑煙、積碳。
④在額定負荷下運轉，若各缸的功率分配不均勻，個別汽缸中噴入的燃油未燃燒而不做功，使其余汽缸的負荷過載而冒黑煙。
⑤活塞環裝配間隙過大或彈力不夠，潤滑油大量地進入汽缸燃燒室內，活塞環粘住或折斷也會發生類似情況。
⑥噴油開始時間太遲(即噴油提前角太小)，使噴入汽缸內的部分燃油未燃燒 干凈就與廢氣一起排入排氣管中，而受高溫影響后才進行燃燒(后燃現象)，因而不僅僅使廢氣呈現深黑色而且此時的排氣溫度也會超出額定溫度。
故障排除方案：
①清洗或更換增壓器的濾網。
②用塞尺檢查氣閥間隙大小并調整至規定的要求。
③將噴油嘴從汽缸蓋上卸下，拆下所有噴油嘴，在噴油嘴校驗臺上校驗其噴油壓力，如果發現噴油嘴有滴油或孔阻塞現象，則把噴油嘴拆開，檢查針閥與針閥體錐面閥座有無變形損壞，可重新研磨或換新。對于裂縫，則可用磁粉探傷方法檢查，發現有裂縫者，就必須更換。對于噴油器的阻塞則可用專用的通針對阻塞的噴油器的噴油孔進行清理。
④對各缸的負荷進行測量，如果各缸負荷超出允許的偏差則進行相應的調整。
⑤吊出活塞，檢查活塞環，有不符合要求的應該換新。
⑥檢查噴油正時并調整。
故障排除結果：
根據故障排除方案①和②處理后，主發電機運行，主發電機排煙管還是冒黑煙，再進一步根據故障排除方案③處理后，再重啟主發電機運行，主發電機排煙煙色正常，主發電機運行，負荷從255kW(約25%負荷)加至485kW(約50%負荷)，再加至750kW(約75%負荷)再加至950kW(約100%負荷)，每個負荷段運行30min，并測出每個負荷段的各缸的爆壓基本一致，并且排氣總管溫度也降為280℃，主發電機排煙煙色都正常，故障排除。
預防措施：
主發電機的日常管系必須經過合格檢查，主發電機的用油必須是經過分油機分油，所使用燃油溫度必須達到相應的要求，確保主發電機用油清潔度、黏度、溫度達到相應的要求，在條件允許的情況下盡量使用高品質的燃油或柴油，同時增壓器的濾網也應該經常清洗，保持進氣暢通。
3 主發電機啟動后轉速不穩定
現場檢查結果：主發電機啟動前，機旁控制箱上的機旁啟動按鈕指示燈亮，滑油預潤泵運行，滑油預潤壓力為0.07MPa，進主軸承滑油預潤壓力為0.025MPa，柴油壓力0.4MPa，壓力無波動現象，低溫水系統壓力0.12MPa，高溫水系統壓力0.3MPa，調速器油量旋鈕調至滿格10的位置，主發電機啟動后，出現轉速忽高忽低不穩定現象。
故障分析：
從參數指標來看，各項參數均正常，初步判斷，主發電機啟動后轉速忽高忽低，有兩種可能。一是燃油管路漏氣造成燃油壓力不穩定；二是調速器出現故障。但現場柴油壓力為0.4MPa并無波動現象，可以基本排除，因此可確認是調速器出故障。
故障排除方案：
檢查調速器的油位、各缸油門尺條清潔、閥桿卡阻等情況，檢查調速器內部的傳動及伺服馬達的運行，檢查調速器的反饋系統等是否發生故障。
故障排除結果：
排除中發現調速器的油位太高，整個調速器的上蓋布滿水珠，停車電磁閥的閥桿有卡阻現象。排除方法如下：①對停車電磁閥的閥桿進行修復，并將調速器內舊油經放油旋塞放掉，重新加注調速器機油；②把調速器的油位加至正常位置，先將柴油機低速啟動運行，然后將補償針閥旋出幾圈，使柴油機產生嚴重的轉速波動，迫使油道內的空氣從出油孔中排出，這種大幅度游車至少保持2min，再慢慢關閉補償針閥，直到游車完全消除為止。重啟主發電機，主發電機啟動后，轉速720r/min，轉速穩定，沒有再出現轉速忽高忽低的現象，負荷從255kW(約25%負荷)加至485kW(約50%負荷)再加至750kW(約75%負荷)再加至950kW(約100%負荷)，每個負荷段運行30min，沒有再出現轉速忽高忽低的現象，故障排除。
預防措施：在監視及巡檢過程中，應注意調速器的油位必須保持在油位玻璃表的刻度線之間，不可過高或過低，如果油位液面下降過快，說明調速器有漏油或滲油處，應立即查找和處理，如果過高應注意調速器內部油道的驅氣。同時，注意調速器注油口的密封，應防止滑油被污染，保證滑油的清潔，并注意調速器的油溫不能太高。經常性的檢查各缸的燃油尺條是否清潔并及時加注滑油。
4 結束語
雖然現代化的船舶主發電機運行管理高度的自動化，但為了設備的安全運行，加大監視及巡檢力度，及時發現異常，并在第一時間采取有效措施把故障消除在最初階段，為船舶安全經濟可靠的運行提供有力的保證。處理主發電機故障的過程中的主要方法和措施可供類似的故障處理使用。
來源：《中國修船》2007年第5期
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