1.噴油提前角過小、排氣閥定時滯後、低速時氣缸熱負荷增加、後燃嚴重致使廢氣下穿或從掃氣口倒衝進入掃氣箱,嚴重時造成掃氣箱著火。
2.增壓器運行在低速低效率區、空冷器容易髒堵,過量空氣減少,造成掃氣壓力不足,燃燒室內空氣擾動不足,油氣混合不充分,燃燒過程加長容易引起後燃。
3.氣缸油供應量偏多。除造成汽缸油浪費外,多餘的汽缸油容易變成油渣而沉積在汽缸油布油槽內,致使潤滑狀況惡化,增加缸套和活塞令磨損。同時致使掃氣溫度增加,增加了掃氣箱著火的可能性。
4.主機長期運行後,燃油噴射控製元件ICU(Injection Control Unit)和伺服油執行機構由於燃油和伺服油的漏泄和元件卡阻,致使實際噴油定時滯後,使燃燒過程惡化。
5.離空冷器出口最遠的NO.1、7缸的掃氣溫度偏高、活塞下部掃氣箱嚴重髒汙,有大量成塊狀的油泥。吊缸檢查測量發現,NO.1、7缸缸套內徑磨損速率超標。
三、電噴主機低速穩定運行的技術改造
根據對RT-FLEX60C主機在低速下運行固有缺陷的分析結果,我們從節能原理出發,研究製定了以下的技術改造方案:
對既定船舶來說,其船型參數可視為幾乎不變。降速前後主機功率、航速、燃油消耗率之間的關係可由如下公式中得出: P1/V13=P2/V23
式中:
P1——降速前主機功率; P2——降速後主機功率; V1——降速前船舶航速; V2——降速後船舶航速。
從上式可以導出:P2= P1 (V23/ V13),改變航速後的燃油消耗量:W2= Ge2 V2S/1000 P2
式中:
W2——改變航速後的耗油量(kg);Ge2——改變航速後燃油消耗率(g/kwh)
S——航行距離(n mile)。
利用上麵的公式,通過簡單的計算得知:如果航速降低10%,則主機功率下降27.1%,燃油消耗量減少19%;如果航速降低20%,則主機功率下降48.8%,燃油消耗量減少36%,從而可以看出采用經濟航速,節能效果明顯,同時二氧化碳和氮化物的排放也大幅降低。
以此理論為基礎,圍繞著怎樣才能最大限度地使船舶主機滿足減速要求,即在實現節能減排目的的同時,又要確保主機的良好可持續運營,我們對主機控製係統和部分設備進行了優化調整:
(一)WECS 9500(改進版為WECS 9520)軟件上的參數調節
1.適當提前供油定時
低負荷運行時,爆壓降低、排溫升高、滯燃期延長。為此,需適當加大噴油提前角,使燃油始點前移,減少後燃,提高爆壓,提高循環熱效率。
2. 適當延後排氣閥關閉定時
適當延後排氣閥關閉時刻,降低掃氣時氣缸內的背壓,減少廢氣倒衝量,同時增大了排氣能量,也可提高增壓壓力,使下一循環混合氧氣多,利於燃燒。
(二)汽缸油的調節
Sulzer 7RT-flex60C主機汽缸油型號為CLU-3,其汽缸油供油量是隨著主機功率進行調節的。主機降低負荷時,汽缸油供應量偏高。通過調節控製係統“汽缸油調節係數”可以到達調節整個係統的作用。
(三) 燃油控製單元ICU的整修
由於燃油共軌(Fuel Rail)壓力設定為900bar,而且伺服油共軌壓力設定為200bar。隨著主機運行時間的加長,伺服油共軌難免有泄漏,同時相應共軌電磁閥也會出現動作卡阻現象,這將影響噴油定時和噴油量的控製精度,從而使燃燒過程惡化。通過更換部分共軌電磁閥及密封橡皮令,對使用年限超過5年的ICU (Injection Control Unit)分批次送廠整修,並確保每船配備2隻ICU備用,確保了主機噴油係統的良好工況。