Причины воспламенения в картере
При работе двигателя, воздух в картере содержит одни и те же типы газов (N2-О2-СО2) в одном и том же соотношении, как и в окружающем воздухе, а также сильный ливень капелек масла, которые повсюду разбрасываются.
При возникновении ненормального трения между трущимися поверхностями или тепла передаваемого к картеру (например, от огня при пожаре в подпоршневых пространствах через поршневую набивочную камеру или через промежуточное дно), могут возникнуть горячие участки «Hot spots» на перегретых поверхностях. Эти участки вызовут испарение капельного масла, падающего на них.
Когда масляные пары вновь сконденсируются, то образуются бесчисленные мельчайшие капельки, подвешенные в воздухе, т е. образуется молочно-белый масляный туман, способный к воспламенению. Воспламенение может произойти под воздействием тех же самых горячих участков «Hot spots». Если до воспламенения образуется большое количество масляного тумана, то это может вызвать чрезвычайно большой рост давления в картере (типа взрыва), что вызовет быстрое открытие предохранительных клапанов. В других, изолированных картерах, в случаях, когда весь картер предположительно заполнится масляным туманом, последующий взрыв вырвет двери картера, и распространит огонь в машинном отделении.
После случая взрыва должны быть заменены пламегасители (flame arrester) предохранительных клапанов.
Подобные взрывы могут случаться в редукторных коробках и камерах продувочного воздуха. Поэтому должны быть такие предосторожности:
- A) Избегать местных нагревов «hot spots»
- B) Вовремя определять масляный туман
Горячие точки hot spots в картере
Хорошо обслуживаемые подшипники перегреваются только по причине неисправности в подаче масла или если поверхность шейки подшипника становится слишком грубой (по причине коррозийных свойств масла или вследствие проникновения абразивных частиц). По этой причине очень важно:
- правильно очистить смазочное масло;
- делать частый контроль анализов;
- обеспечить, чтобы фильтровочная сетка не повреждена;
Ввиду высокой скорости трения упорного подшипника, особое внимание должно быть уделено обеспечению подачи масла к этому подшипнику.
Используется мониторинговое оборудование, выдающее аварийный сигнал в случае низкого давления смазочного масла и/или высокой температуры сегментов упорного подшипника. Необходимо содержать это оборудование в надлежащем состоянии. Проверяйте на ощупь подвижные части (с помощью руки или термофила -«thermo-feel») через определённые интервалы (15-30 минут после пуска, час спустя и также при полной нагрузке).
Появление масляного тумана в картере
Для обеспечения надёжности и быстрого оповещения об образовании масляного тумана в картере, а также непрерывного мониторинга применяется детектор масляного тумана «Oil Mist Detector», который берёт пробы воздуха из каждого отделения картера. Детектор будет выдавать аларм, и воздействовать на снижение оборотов при концентрации масляного тумана, соответствующей самому нижнему взрывному пределу, LEL (lower explosion limit), для того, чтобы выиграть время для остановки двигателя до взрыва, который может произойти при этом масляном тумане.
Необходимо также просмотреть специальные инструкции поставщика детектора масляного тумана.
Для установок с ВРШ и присоединённым валогенератором, вспомогательный генератор должен автоматически запускаться, и подключаться на шины перед тем, как валогенератор отсоединится, и главный двигатель сбросит обороты.
Действия при обнаружении масляного тумана
Предупреждение
Не стойте возле дверей картера или предохранительных клапанов, а также в проходах близ дверей в случае аларма в отношении:
- а) масляного тумана
- в) высокой температуры смазочного масла
- c) отсутствия потока воды для охлаждения поршня
- d) пожара в подпоршневых пространствах
Алармы в, с, d должны рассматриваться как предупредительные о возможном увеличении уровня масляного тумана.
При возникновении масляного тумана необходимо:
- Снизить скорость/шаг до уровня slow-down, если это не выполнено автоматически.
- Запросить мостик о разрешении остановки.
- При получении разрешения на остановку, остановить двигатель и закрыть подачу топлива.
- Выключить вспомогательные воздуходувки и вентиляцию машинного отделения.
- Открыть световые люки и/или запасные смотровые люки “stores hatch”.
- Покинуть машинное отделение.
- Замкнуть герметичные двери «casing doors» и находиться в стороне от них.
- Подготовить противопожарное оборудование.
- Остановить масляный циркуляционный насос. Снять/открыть все нижние двери с одной стороны картера. Перекрыть пусковой воздух и подсоединить валоповоротное устройство.
- Определите горячие точки hot spot. Используйте мощные лампы изначально. Проверьте на ощупь рукой или термофилом все скользящие поверхности (подшипников, упорных подшипников, поршневых шатунов, сальниковых камер, телескопических труб, демпферов вибрации, компенсаторов момента и т.п.). Проверьте также разжатие подшипникового металла и изменение цветовых оттенков по причине перегрева (вздутая окраска, горелое масло, окисленная сталь). Соберите найденный на дне масляного поддона подшипниковый металл для более позднего анализа.
- Путём возможного перманентного ремонта предотвратить дальнейшее образование перегретых участков hot spots. В случае перегрева работающих подшипников см. разделы (подшипники и меры безопасности). Обеспечить, чтобы скользящие поверхности находились в хорошем состоянии. Уделите особое внимание проверке того, что подача циркуляционного масла в порядке.
- Запустить насос циркуляционного масла и провернуть двигатель с помощью валоповоротного устройства. Проверить проток масла на всех подшипниках, спрейных трубках и спрейных насадках в картере и упорном подшипнике.
- Запустить двигатель. После 15-30 минут, одного часа и позже, когда двигатель возьмёт полную нагрузку:
- остановить, и проверить на ощупь;
- следить за масляным туманом;
- В случае, когда невозможно определить перегретые участки hot spots, необходимо повторять интенсивно процедуру по п.10, указанному выше, до тех пор, пока не будет установлена и устранена причина образования масляного тумана. Возможно, что масляный туман вызван распылением циркуляционного масла за счёт струи воздух/газ, т.е. следующей комбинации:
- протечек набивочной сальниковой камеры (нет воздушной плотности);
- пропуски через трещину головки поршня или поршневого штока (при прямом подсоединении к коленчатому валу через внешнюю трубу охлаждающего масла);
- масляный туман может также образоваться в результате нагрева от пламени в подпоршневом пространстве, поступающего внизу поршневого штока или через сальниковую уплотнительную камеру. Струи горячего воздуха или пламени могут также прорываться через уплотнительную камеру в картер.
Не открывайте минимум 20 минут картер после остановки двигателя. Когда открываете, остерегайтесь возможных струй пламени. Не применяйте открытых светильников и не курите.
Проверить возможные протечки на поршнях или шатунах.
Важно проверить (вручную или термофилом) скользящие поверхности, которые вызывали перегрев.
Литература
Эксплуатация, обслуживание и ремонт двигателей MAN B&W-ME - Пипченко А.Н., Пономаренко В.В., Шевченко В.А. [2014]
