【船机帮】渤海自立号“康明斯”柴油机排烟故障及现场解决方法

导读

“渤海自立号” 始建于1979年，是移动式钻井船，原名 Acadian Spirit，属于美国 FALCDN 钻井公司所有。

1994 年6月渤海公司购进后，进行检修、加固， 命名为“渤海自立号” 。

渤海自立号于2007年配置康明斯 KTA50-D(M1) 大功率船用发电机组，为渤海油田提供生活支持及工程电力支持。

柴油发电机组作为平台关键设备，正常的运转决定着工程的服务质量。

柴油发电机组排烟故障是比较常见的。

一般情况下，柴油机排出的是无色的或是淡灰色的烟。

烟色较浓且黑或出现冒白烟、淡蓝色烟等异常颜色，则说明柴油机组可能已经出现问题。

若不及时采取相应的措施，任其发展下去，最终会因为柴油机组功率严重下降而不得不进行修理，影响现场工程服务的同时还增加了设备使用成本。

本人从事钻井平台轮机设备管理近 9 年，总结出一些工作经验，在此提供给大家参考。

康明斯KT(A)50系列发动机

一、平台所属 KT(A)50

 系列发动机简介及技术特点

1、KT(A)50 系列发动机简介

KTA50功率覆盖范围750HP到2200HP。

应用范围：工程、发电、船舶；

发动机型式 : V型16缸，四冲程，直喷式；

吸气方式 : 废气涡轮增压 ; 进气中冷； 

缸径 x 冲程:159x159mm；

发动机排量: 50L(3067立方英寸 ) ；

2、K系列发动机的技术特点 

发动机一缸一盖: 

改善了缸盖的铸造和加工的工艺性；

STC技术:

液压可变正时控制；

改善发动机部分负荷时的燃烧状况；

改善发动机的起动性能；

减少发动机白烟；

延长发动机寿命；

偏置活塞；

显著改善发动机缸套的穴蚀情况；

在K系列发动机上的试验表明，穴蚀破坏可减轻近90%；

低温中冷（LTA）；

提高经济性、降低燃油消耗；

冷却系主动增压（ACP）；

辅助解决穴蚀问题；下曲轴箱分离设计；

便于铸造工艺设计；

便于在康明斯 N、K 共线加工缸体；

气阀旋转机构；

改善气门的磨合情况、提高气门及座圈的寿命；

大功率发动机采用通道冷却式活塞；

配套专用活塞冷却喷嘴，提高热负荷承受能力。

二、排烟故障判断及解决方法

1、故障现象一

柴油机排烟管大量冒白色烟雾，排气歧管与增压器法兰连接处有“湿印记”。

（1）可能导致的原因：

1）冬季柴油机机体温度低容易导致启动时排白色烟。

尤其是在冬季，舱室气温较低，部分柴油不能完全燃烧，造成冒白烟。

此种现象属于正常，此时，应使柴油机怠速运转一段时间，待机体问题上升后，方可进行带载工作。

2）柴油机喷油器故障。

喷油未达到要求的量及压力大小不足也可能产生冒灰白色烟雾情况，需更换损坏的喷油器并对缸体气门间隙进行调整即可解决。

3）柴油机其他燃油系统故障。

柴油的供油时间过迟，这种情况下，柴油机起车较为困难，可通过调整燃油的喷油提前角即可解决。

4）柴油机机体内漏水。

此时柴油机会排出水蒸气一样的白烟，可清洗油箱和油路，按要求对油箱底部燃油进行放残处理。

（2）排查步骤

1）断单侧燃油系统后，故障消除。确认为燃油系统出现故障。

2）进一步检查，拆开摇臂室检查左侧八缸喷油器及气门顶杆状况，良好，无异常情况。

更换新喷油器后回装，调整气门，调整喷油器间隙，试运转，故障依旧。

排除气门及喷油器间隙所致故障。

3）依次拆检喷油器发现仅累计运行 600 小时就出现左侧多数喷油器油杯积碳严重，说明喷油正时不对，排除喷油器油杯或者内部 STC偶件故障的因素，找到问题症结所在。

4）将STC阀的机油进出直接短接，隔离开 STC控制阀，人为强制进行喷油提前，起车试验，排烟正常，确定为STC阀故障。

2、故障现象二

起动柴油机时排烟管冒蓝色烟雾。

（1）可能原因：

1）机油加注过多。

在柴油机高速运转下，曲轴和连杆将大量机

油溅到缸壁上，并窜入燃烧室。

可停机 10 分钟后，待机油留会油底壳后将多余的机油放掉即可。

2）活塞环间隙过大或出现断裂。

通常情况下活塞环间隙过大或断裂是造成发动机排蓝烟的主要原因，同时会发现柴油机的废气管有大量的废气排放。

这种情况应考虑更换活塞环和活塞，并检查缸体是否需要更换。

3）气门和导管的间隙过大及单缸喷油系统故障。

需根据拆解情况，更换气门推杆、喷油器并相应进行调整到规定值。

（2）排查步骤

1）拆卸机器左、右两排16个缸的摇臂室盖；

2）发现左侧6L缸内喷油器推杆断裂，气门推杆损坏，喷油器积碳严重；

3）更换左侧6L缸内喷油器推杆、气门推杆各1个和1个喷油器，并重新调整进、排气门间隙及喷油器行程。

4）回装试启车、依次带负荷，试运转故障解决。

3、康明斯柴油机 STC 系统技术特点简述

（1）康明斯步进喷油系统，简称STC，即分步喷油正时控制系统。

该系统利用液压原理，控制喷油柱塞下行的开始时间，实现提前和延期喷油，达到有效控制气缸压力，提高燃油的燃烧效率，从而获得更大的功率。

该系统与PT喷油器合为一体，称为 PT(D)-STC型喷油器(简称STC喷油器 )。

STC型PT喷油器与常规PT(D) 型喷油器相比，增加了液压提前器、提前器锁紧螺母等零部件。

（2）燃油控制阀工作原理。

当燃油低于 365kpa 时，控制阀打开 ,机油通过STC阀流向喷油器，以实现喷油正时提前。

康明斯柴油机组拥有独特的STC喷油系统，区别于其他类型的柴油机组，出现故障后，判断难度也会相应增加，作为现场设备管理人员必须在结合传统故障解决的前提下，综合利用康明斯故障分析表，从关键部位及关键技术点入手分析，找到排烟故障的关键症结所在，摒弃传统思维，才能顺利解决故障，保证设备正常运转。