海证资本【船机帮】船舶应急发电机起动装置故障分析与管理要点

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导读

船舶应急发电机是船舶机械设备和通讯导航的最后一道防线，事关人命安全和财产安全，所以各国PSC检察官和验船师对此方面的检验也是关注有加。

而船员根据公约要求和体系规定，对应急发电机进行定期试验，对各类人员进行培训，应急发电机真正使用时间不多，反而由于频繁的启动试验，导致起动装置经常会出现故障。

本文主要介绍公约对应急发电机起动装置的一般要求和几例第二独立起动装置故障的处理情况，与同行分享。

一、公约要求

“SOLAS公约”第II-1章构造（结构分舱与稳性机电设备）D部分44-2条，应急发电机组的起动装置：

“2.能够自动起动的每台应急发电机组均应设有主管机关认可的起动装置，该装置应储备至少供三次连续起动的能源。

还应设有能在30min中起动三次的第二能源，除非人工启动能被证明是有效的。

2.1对1994年10月1日或以后建造的船舶，应符合下述要求，以替代本条2中第二句的规定：

储备的能源应受到保护，以免被自动起动系统耗尽，除非设有第二套独立的起动装置。

此外，还应设有能在30min中起动三次的第二能源，除非人工启动能被证明是有效的。”[1]

读解：

应急发电机在自动起动状态时，其起动装置和能源应该保证其能够连续起动三次，如果三次都起动失败，需要设有保护装置从而不再使用该能源起动，防止把该能源耗尽，一般设置三次起动失败报警，平时应该就这一条试验；

并且需要设有独立的第二起动能源以满足应发能在30min内再次起动三次。

如果没有保护装置，则需要另外设置独立的第二套起动装置。

如果没有第二套能源，则应有人工起动的其它方式（例如人工曲柄、惯性起动器、人工充液液压蓄能器、或火药填充筒，如它们能被证明是有效的）。

通常第一套能源为蓄电池或压缩空气，第二套独立起动装置为人工充液液压蓄能器，人工手摇弹簧蓄能器等。

二、几起故障案例处理分析

1、案例1

（1）故障经过

某轮应急发电机（STX -6CTA8.3DMGE）第二起动装置为液压蓄能起动器(B50G53)，某日上午检查试验应急发电机，电瓶能起动，液压不能起动，液压油压力能泵至300Bar，但是压下起动手柄，飞轮仅转动1/5圈不到，不能成功启动。

（2）故障分析

全面检查发动机油门调速系统等正常，问题应该是液压起动系统问题。

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图1 液压启动系统图

如图1 ，正常情况下手摇液压泵泵压至液压蓄能器压力达到30.0MPa，瞬间按动手柄，高压油冲击起动器活塞带动齿条移动转变为飞轮转动，如果冲击能量能够使飞轮转动3/4周，就能启动成功，手柄复位后，液压油在弹簧左右下迅速回流油柜，检查解体各个液压起动部件。

分析如下：

1）手摇泵能泵压300Bar以上，手摇泵没问题。

2）压下起动手柄用手摇泵盘车能轻松盘车3/4圈，解体起动器，发现离合小齿轮和抓头没磨损，起动器活塞无漏油，活塞齿条及齿轮无磨损，卸下弹簧手能推动活塞齿条，起动器也应该没问题。（见图2-4）

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图2 抓头齿轮

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图3 飞轮齿圈

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图4 起动器活塞

3）解体起动手柄阀，阀芯良好，装复试验，启动瞬间回油管无油流回油柜，起动阀也没问题，初步判断蓄能器问题。

4）蓄能器为氮气蓄能器，出厂预冲压200Bar，说明书禁止解体，起压过程也比较奇怪，0-80Bar需要手摇泵压80多下，而80-300Bar却只需6冲程，液体不可压缩性，初步认为氮气泄漏至80bar，蓄能活塞可能卡死。

（3）修理过程

经过机务总管紧急安排，拆下蓄能器进厂，车制专用接头，充注氮气，在厂发现冲压至200Bar，不能保持，仅能维持8 0Bar左右，初步判断蓄能活塞密封性下降，回船装复后，泵压，起压过程也比较奇怪，0-80bar起压比较快，80-300Bar起压较慢，需要泵2分钟左右，一次启动成功，但是压力降为120Bar，停下机器，再次还能成功启动，压力降为100Bar，再试着启动成功，压力降为85Bar，再次启动又成功，压力降为0.总共可以启动4次。

（4）修复后故障分析和日常管理

通过前后对比，蓄能器出厂氮气冲压200bar，泵压至300bar，泵入的油量刚好是起动器一个起动冲程油量，压力释放完，而进修理厂充氮气时将之前卡死的蓄能活塞活络了，密封只能保持氮气初压80bar，泵压从80bar到300bar，根据热力学第一定理，其泵入的液压油量已达3倍起动冲程油量，经过试验，液压油从80bar泵至90bar，其液压油量及冲击能量刚好达到一次起动需求，不必泵至300bar。

可以判断，初始故障时氮气一定泄漏，氮气压力降至80Bar，而且蓄能活塞应卡住了，所以泵压时，液体不可压缩，压力上来了，而实际油量少冲击能量较小。

在厂里反复冲压200Bar时活络了蓄能活塞，但是密封件只能维持80Bar压力。

出厂时氮气预冲压200Bar，泵油压力至300Bar时，氮气体积缩小为泵入高压液压油量，刚好是一个起动冲程（飞轮转3/4圈）的油量，现在是初压80，如果泵压至300Bar，泵入的高压液压油量应为4倍左右的起动冲程的油量，所以启动一次，压力并没有完全释放，这样存在一个风险，启动成功后如果起动器蓄能器没能释放完，如果在运转过程中不小心压到起动手柄，导致起动器离合齿轮与抓头继续啮合，可能导致啮合齿轮与抓头齿的磨损或损坏，所以最好起动液压油量刚好满足一次启动即可，故修理后起动液压压力不必泵到300bar！

这个案例警示我们，一定要定期试验，解决不了的及时寻求岸基支持，泵压90bar已达到起动液量和动能，无须泵压至300bar，必须特别说明，留下检修记录，现场标识警示。

2、案例2

（1）故障现象

某轮应急发电机（STX-6CTA8.3DMGE）第二起动装置为液压蓄能起动器(B50G53), 5月21日上午定期进行检查试验，发动机能够电瓶起动，手动液压启动时，手摇泵泵压只能到23.0MPa（操作规程要求30.0MPa），数次启动应急发电机失败。

解体手摇泵，各钢珠，弹簧均正常，主活塞低位密封件34发现破损，主活塞44顶部小活塞明显腐蚀。（见图5-6）

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图5 液压泵示意图

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图6 故障部件活塞组件

（2）修理过程

因为没有合适的密封件，用尼龙棒车制数个形状类似环形件，经过数次试验，一次性泵压能到28.0MPa，启动成功，数次试验能够启动，泵压时间有点长，大约5-6分钟，满足半小时启动3次。（见图7-8）

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图7 破损的密封令，无备件

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图8 尼龙泵车制密封件泵压能到28MPa

（3）管理要点

定期检查试验，及时发现问题；准备必要的备件。

3、案例3

（1）故障经过

某轮应急发电机Cummins 6BT5.9-D(M)，第二起动装置为start well储能弹簧式应急起动马达，某二管轮初次上该轮工作，接班后由于误操作，导致该起动马达损坏。

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图9 弹簧起动器

（2）故障分析

解体损坏的起动马达，发现棘轮轴承断裂成三块，棘轮环断裂成2块。（见图10、图11）

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图10 棘轮轴承裂成3块

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图11 棘轮环裂成2块

储能弹簧式应急起动虽然比较简单易于操作，但是如果不依据操作手册而凭经验，就会导致设备损坏或人身伤害，说明书要求在有两种能源启动时，一定要注意，在弹簧马达蓄能时，即弹簧不是绿色时，弹簧马达小齿轮是和飞轮齿圈啮合的，如果使用其它马达起动柴油机将会导致严重的设备损坏和/或人员伤亡。

使用弹簧马达启动时，控制板上模式选择开关从“AUTO”转到“MANUAL”位，蓄电池转EMERG.，将手柄释放至“复位”（reset）位置，装上摇柄并顺时针盘动马达直到红色或白色弹簧在观察窗中出现，能看到白色弹簧是用于起动热机，能看到红色弹簧是用于起动冷机，蓄能完毕后将手柄快速一推到底，中途不能有犹豫或松手。

当弹簧马达不用时，应保持其释放杆与重置拉杆处于平行位置（trip位）。

如果不清楚弹簧马达是否已蓄能，重置和释放马达释放杆就可以使弹簧马达复位。

本次故障由于二管轮将弹簧起动器处于reset状态，弹簧马达小齿轮是和飞轮齿圈啮合的情况下，却用蓄电池启动。

船上无法修复，只能急等备件。

（3）管理要点

相关人员一定要熟读说明书，操作手册，明白工作原理；加强现场操作培训；一定要在现场清晰的标识警示风险；准备必要备件。

三、结语

这两类型起动装置作为应急发电机第二起动装置比较普遍，基本上是PSC和FSC必查的项目，船上轮机人员要高度重视，熟练掌握其操作程序，定期测试，认真研习说明书，操作手册，注意维护保养，准备必要的备件有备无患，有任何问题应尽快解决或寻求公司岸基支持，绝不可以存在侥幸心理，对工作负责，也是对自己负责！

参考文献：

[1]SOLAS公约——1974年国际海上人命安全公约附则（2009中文版）.

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