【船機幫】MAN B&W主機LDCL系統維護淺探

一、LDCL作用方式和系統組成

LDCL系統的作用方式是將部分冷卻缸套的冷卻水再循環來升高缸套冷卻水的溫度，在主機使用高硫燃油時，減輕缸套內壁的低溫腐蝕。

圖1 LDCL系統圖

如圖1所示，系統由LDCL循環水泵(簡稱LDCL泵)、三通閥、冷卻水控制單元(CWCU)和高溫淡水溫度控制閥等設備組成，缸套水與缸蓋的冷卻水進出口是獨立的總管，高溫淡水進機總管“2(A)”、缸蓋水進機總管“I(AB)”和缸套水出口總管“3(B)”通過氣動三通閥連接起來。

LDCL泵進口吸入主冷卻水和部分已流經缸套的冷卻水(被缸套加熱過的冷卻水，俗稱沸水)，再次冷卻缸套，完成再循環，進而提高冷卻水溫度，即循環回路中的水通過從缸套中吸收能量來加熱。

溫度控制由CWCU完成,核心部分是一塊MPC板，通過分析整理探測到的主機轉速、高溫淡水進機溫度、缸套冷卻水出口溫度、缸蓋冷卻水出口溫度、LDCL循環泵進出口壓力以及主機的負荷等信息，輸出兩路控制信號。

一路控制信號用于改變三通閥開度(顯示缸套水出口到缸蓋水進機總管之間的開度)，控制并保持缸套水出口溫度在設定值;

另一路控制信號輸出到高溫淡水溫度控制器，分析并計算出口溫度所對應的主機冷卻水入口溫度并提供設定值，溫度控制器給高溫淡水溫度控制閥一個開度信號（高溫淡水冷卻器旁通閥的開度)，通過調節進口水溫保持缸蓋冷卻水出口溫度在85°C。

冷卻水溫度和主機負荷的關系，如圖⒉所示。

圖2 溫度和負荷關系線圖

TT-8414為缸套水出口溫度隨負荷變化折線，低負荷設計為120℃，隨著負荷逐漸變大溫度逐漸降低;

TT-8413為直線，表明排氣閥和缸蓋水出口溫度不隨負荷變化，保持在85℃不變;

TT-8407為高溫淡水進機溫度隨負荷變化,隨著主機負荷升高溫度不斷降低。

當主機運行時，LDCL循環水泵自動啟動，三通閥慢慢關閉3(B)-1(AB)通道,打開2(A)-1(AB)通道。

此時，排氣閥缸蓋冷卻水循環與缸套水循環基本分開，缸套水循環經過LDCL循環水泵直接通過單向閥形成一個封閉的循環。

當主機運行在50％負荷以下時，保持缸套水出口溫度為120℃。

當三通閥開度為0時，缸套水經循環泵形成一個單獨的循環，隨著主機熱負荷的增加，三通閥開度由0逐漸增大。

缸套冷卻水出口的一部分經三通閥排出到缸蓋排氣閥冷卻水循環中，達到降溫的目的。

如果主機負荷不斷增加并超過50％，CWCU檢測到后，開始按照設計的LDCL溫度與負荷曲線逐漸減小設定溫度。當主機負荷達到70％時，設定溫度減小到115℃，三通閥3(B)-1(AB)的開度逐漸增大，降低缸套水出口溫度。

二、LDOL系統的操作與安保

LDCL系統，可以在MOP上操作，MOP上可選自動和手動模式(AUTO／MANUAL)，如圖3所示。

圖3 LDCL控制界面

正常情況下MOP上LDCL狀態應為“自動(Automatic)”模式。

在自動模式下，LDCL系統的啟停受兩種信號控制。

一是主機啟動和停車時LDCL系統啟停，主機啟動指令發出后LDCL泵隨即啟動運轉，冷卻水控制單元(CWCU)按程序執行對三通閥的調節，直至溫度達到并保持在設定值。

在主機運轉過程中發出停車指令時（RPM 降至最低轉速時)，冷卻水控制單元（CWCU）執行自動冷卻程序，三通閥開度再次調節。

此時，LDCL泵不會立即停止，而是等到循環系統水溫度降至設定值后才停止;

二是主機所使用的燃油硫分的高低可以控制LDCL泵的啟停，使用低硫燃油時，并不需要較高的缸套冷卻水溫度。

此時，LDCL泵停止，使用高硫燃油時則LDCL泵運轉。

如果需要手動停止 LDCL 泵，在 MOP上選擇LDCL界面，點擊LDCL State按鈕即可。

LDCL系統的安保在傳統MC機型冷卻水系統保護功能的基礎上增加了部分監測報警功能，更加完善了對主機冷卻水系統的監控和檢測，從而更好地保護主機，讓輪機管理人員能夠更加方便快捷地判斷故障。

圖4 冷卻水系統報警

主要警報和保護功能，如圖4所示，包括多個方面，高溫淡水進機低壓保護(<0.35 bar，主機SLOW DOWN);

缸套冷卻水低壓保護(<0.1 bar，主機 SHUT DOWN);

氣缸蓋冷卻水進出口壓差警報(<400 mbar報警，<100mbar主機 SLOW DOWN);

缸套水進出口壓差警報（<300 mbar報警，<100 mbar主機 SLOW DOWN);

缸套水出口溫度警報(<125 ℃報警，<130℃主機 SLOW DOWN);

氣缸蓋冷卻水出口溫度警報（<90 ℃報警，<95 ℃主機 SLOwDOWN);

缸套冷卻水出口壓力警報（只發出警報，不影響主機運行);

高溫淡水進機低溫警報(<62℃報警，不影響主機運行)。

三、LDGL 系統常見故障及解決措施

1、三通閥故障

三通閥故障主要表現為IP Positioner 故障和反饋機構故障，當冷卻水控制單元(CWCU)檢測到三通閥故障后,輸出一個指令,讓LDCL循環泵停止運行。

首先，確認控制空氣壓力是否正常，空氣管是否泄漏。

若氣源正常，則說明IP Positioner自身有問題。

船舶若不能停車，只能采取停止LDCL 系統模式。

當可以停車時，按照說明書給出的步驟初始化IP Positioner，通常可以解決問題。

若問題仍然存在，則只能更換新的IPPositioner。

新IPPositioner必須進行參數設定和初始化，這就需要檢查并記錄原IP Positioner中的一些參數。

由于船舶的振動，反饋桿的鎖緊螺釘會產生振松或掉落的情況，當系統檢測到三通閥實際開度與設定開度的偏差超過20%時會報警，LDCL循環泵停止工作。

此時，可將泵和IP Positioner都轉到手動模式，手動轉動反饋桿，當IP Positioner 顯示屏的開度與設定開度吻合時，裝復反饋螺釘并固定。

2、 LDCL泵故障

當LDCL泵出現問題停止時，系統自身依靠主冷卻水泵壓力經過旁通管路和旁通閥（單向閥）就可以直接旁通LDCL泵，只要保證三通閥（3-WayMixing Valve）正常，受控在100%位置，即圖1中3(B)-1(AB)，冷卻水經缸套后直接進入缸蓋即可。

此時,主機冷卻水系統就是按原MC機型冷卻形式運行。待泵停止后，關閉進出口閥，即可對泵浦進行維修保養。

在航行中,停止 LDCL系統的操作方式有3種方式。

1)在MOP上(Engine>Process information>LDCL）界面，點擊LDCL State，在界面左下方出現start 和 stop按鈕，點擊stop，此時冷卻水控制系統(CWCU)執行停止LDCL泵程序,即控制三通閥3-Way Mixing Valve)從原來位置調節到100％(系統圖中3B—1AB)后，泵停止運轉。

在此過程中，三通閥(3-Way Mixing Valve)是緩慢調節的，避免了原來缸套循環冷卻的沸水快速進入整個冷卻水系統，整個過程被推遲到20～30 mill左右；

2)在MOP上(Auxiliary>Cylinder Lubrication>)界面，點擊S％按鈕，界面下方出現調節按鈕，調節按鈕將S％數值調節到0.5以下數值，點擊確認后，冷卻水控制系統(CWCU)執行停止LDCL泵程序。

此時，停泵程序和第1種方式相同。

此方式受

限于MOP的版本(可以通過MAN技術通函查找核對，也可以在MOP上通過實際操作驗證)，同時要注意S％小于0.5后，氣缸注油會按最低注油率運行，可以適當調大氣缸油最低注油率；

3)在應急情況下，如果主機冷卻水控制系統對3-Way Mixing Valve(三通閥)控制失效時，必須到三通閥現場手動泄放控制空氣，使該閥調節在100％位置(系統圖中3B-1AB)。

此種方式無法進行緩慢調節，會使原來缸套循環冷卻的沸水快速進入整個冷卻水系統，可能會對主機冷卻系統其他附件造成影響或破壞。

如非必要，盡量避免此操作。

無論選擇何種方式，如長時間停止LDCL系統，需考慮適當增大氣缸油注油率以減少低溫腐蝕。

LDCL系統停止時，建議立即或不遲于兩周內將氣缸油注油率增加0.05g/kWh。

另外，個人建議，在主機運轉中停止LDCL系統時，需注意主機冷卻水系統各壓力變化，尤其JCW across cyl．Liner和JCW across cyl．Cover，在LDCL泵停止瞬間，可能導致該警報觸發，使主機SLOW DOWN。

四、結束語

在船舶機艙管理中，對主機缸套冷卻水的管理相當重要。

溫度控制得好壞直接影響主機的性能和使用壽命，溫度太高會導致熱應力大，溫度太低會造成低溫腐蝕嚴重，均不利于主機的使用和保養。

因此，對LDCL系統的日常管理及正確操作尤為重要。

平時應加強對設備的監控，及早發現問題并預防，備有充足的備件。

在航行中，不停主機對LDCL系統進行維修保養(常見的故障，如泵浦軸封漏水、馬達保養等)時，只需按程序停止LDCL系統即可，從而避免出現停航、停租等系列問題。

參考文獻

[1]MAN Service Letter SL2020—692／KAMO

[2]MANB&WG80MEC9DesignSpecification：4209092—5

原創作者系：

香港明華公司    許春陽