双球阀主起动阀导致起动失败的应急操作方法，学到手少出事

一些船舶在靠、离泊的机动航行过程当中，往往由于主起动阀工作失效，出现主机起动困难或起动失败，从而引起引航员投诉，或终止靠、离泊，或在航道中应急抛锚甚至发生碰撞等情况，给船公司造成重大的经济损失及不良的影响。为此，笔者挑选了某轮6S80MC-C主机带慢转阀的主起动阀进行分析，以供同行参考，一旦出现类似情况，能迅速准确地采取行之有效的应急措施，避免以上情况的发生。

一、双球阀主起动阀的功能及结构原理

主起动阀是压缩空气系统的总开关，用以开启或关闭由空气瓶至空气分配器和气缸气动阀的压缩空气通路。当它开启时，来自空气瓶的压缩空气穿过它迅速进入起动空气总管，通过空气分配器与气缸起动阀的配合动作，使柴油机起动。主起动阀的启闭直接控制起动过程的开始和结束，在起动操作时，空气瓶处于开启状态下，要求主起动阀能迅速启闭并能重复进行，启阀后能满足起动时所需的压缩空气量。起动完毕后能迅速切断压缩空气，并使残留在起动系统中的高压空气泄放大气。

图1为某轮MAN B&W6S80MC-C主机主起动阀的结构图，为中国船舶重工集团公司第七一一研究所生产，产品型号为ZQ150/40，表示为带慢转阀的双球阀结构，主阀通径为150mm，慢转阀通径为40mm。主起动阀主要由气动球阀及其执行机构、止回阀部件和锁紧装置组成。

气动球阀传动执行机构是双作用活塞，由活塞带动转轴作回转运动，转动角度为90°（调整范围±4°），通过转轴和阀杆带动球阀，做同步转动实现开启、关闭动作。它是主起动阀中的关键部件，以压缩空气为动力源来实现遥控启闭。止回阀的主要作用是保护主起动阀，防止因缸头起动阀泄漏使气缸里的高温燃气倒流到主起动阀或起动空气瓶内。锁紧装置通过控制驱动轴，实现对主起动阀球阀开启、关闭的控制。调节螺杆总成可通过调节螺杆长度以改变慢转阀后管系的通流面积，以改变进入气缸的压缩空气量，从而改变慢转转速。气缸顶部的扁榫（扁方头）指示开或关，与通径孔平行时为开启，垂直时为关闭。主起动阀球阀为浮动型结构，对球阀与密封圈加预紧力而实现密封，即使阀门经长期使用而失去预紧力后也能靠介质在阀门通道两端的压差达到密封。

二、主起动阀双球阀设置的功能

带有慢转机构的主机均为双球阀设置，一个为主阀（大球阀），另一个为慢转阀（小球阀）。球阀和球阀作用器装配在一起合并为止回阀球阀，以气动的方式对作用器进行控制。正常起动时，大小两个球阀一起开启；进行慢转操作时，打开慢转开关，闭锁主起动阀的主阀，仅慢转阀开启，进行慢转，当曲轴转动至少一圈后，慢转开关不起作用，主起动阀主阀打开，进行正常起动。

主机在备车状态下，当主机停车超过30mins或在集控室操纵台上将慢转按钮（或开关）激活后所进行的起动为慢转起动。慢转转速可以通过调节调节螺杆总成（如图1所示）使调节螺杆长度发生改变，从而使慢转阀后管路的通流面积发生变化，也即进入主机气缸的压缩空气量发生改变来实现。慢转起动的特点是：在整个慢转期间，主起动阀关闭、空气分配器和慢转阀有气、高压油泵泄油阀打开切断喷油器喷油。其目的是保护主机，以免因气缸内的积水或油在正常起动时所带来的损坏，如曲轴的红套滑移、活塞头及缸盖产生裂纹或变形、缸头螺栓拉伸、缸头垫片漏气、排气阀及其它缸头附件损坏等。

三、遥控系统中双球阀主起动阀的动作原理分析

图2为遥控系统截图，根据MAN B&W 6S80MC-C主机遥控系统各元件的功能分析，二位五通气动阀【27】控制主起动阀主阀和慢转阀打开或关闭，二位三通电磁阀【28】在慢转期间闭锁主起动阀，手动二位三通阀【111】在手动打开和关闭主起动阀时，吹扫主起动阀的执行器（泄放主起动阀执行器里的空气）。

图2 遥控系统截图

停车状态时，阀【27】工作于下位，切断到阀【28】的控制空气，控制空气经阀【27】后通过管1和2分别进入大小两个球阀的的气动执行机构气缸的左侧，气缸中的活塞被推向右侧，使大小两个球阀关闭，切断去气缸起动阀及空气分配器的压缩空气。

正常起动时，阀【27】工作于上位，由于没有慢转信号，阀【28】工作于下位，控制空气经管3和4同时分别进入大小两个球阀的的气动执行机构气缸的右侧，气缸中的活塞被推向左侧，使大小两个球阀同时打开，压缩空气进入气缸起动阀及空气分配器，实现正常起动。

慢转起动时，阀【27】工作于上位，阀【28】被激活，工作于上位，切断主起动阀的开启空气，使在慢转期间主起动阀主阀保持关闭。控制空气仅经管4进入小球阀（慢转阀）气动执行机构气缸的右侧，气缸中的活塞被推向左侧，压缩空气经慢转阀进入气缸起动阀及空气分配器，实现慢转。当曲轴转动至少一圈后，慢转信号自动取消，阀【28】工作于下位，控制空气经管3进入气动执行机构气缸的右侧，气缸中的活塞被推向左侧，主起动阀主阀打开，进入正常起动状态。

四、双球阀主起动阀导致起动失败的原因分析、处理及应急操作方法

（一）主起动阀工作正常，气动执行机构控制气源发生故障失效

如图2所示，假定手动二位三通阀【111】工作正常，其主要原因有：

1.二位五通气动阀【27】卡死在下位，导致主起动阀的主阀及慢转阀均处于常闭状态，其结果造成主机无法起动。判断方法为：有起动信号时，管1和管2有控制空气，阀【27】和【28】之间连接管无控制空气。可通过拆检阀【27】恢复正常，判断方法为：有起动信号时，管1和管2无控制空气，阀【27】和【28】之间连接管有控制空气。如时间或条件不允许拆检阀【27】，则应急操作方法为：关闭手动二位三通阀【111】，目的是切断主阀的关闭空气，便于手动操作主阀。使用扳手手动扭转气缸顶部的扁榫（扁方头）旋转90°，对主起动阀进行应急开启或关闭操作。

2.二位三通电磁阀【28】卡死在上位，二位五通气动阀【27】工作正常，导致主起动阀的主阀无法打开，慢转阀工作正常。判断方法为：有起动信号时，管1和管2无控制空气，阀【27】和【28】之间连接管有控制空气，管4有控制空气，阀【28】后的管3无控制空气。可通过拆检阀【28】恢复正常，判断方法为：有起动信号时，阀【28】后的管3有控制空气。如时间或条件不允许拆检阀【28】，则应急操作方法为：方法一）如上1）所述的方法；方法二）将主机操纵位置转至集控室，通过慢转阀进行起动，但起动的进气过程要适当延长，以便经慢转阀后进入气缸的压缩空气带动主机运转，达到其发火转速（一般为额定转速的8～12%）。将主机操纵位置转到集控室的原因是驾控的起动时间是设定好的（如6秒），当然也可以调节设定值，但不好控制，而集控室可以随意控制起动过程的进气时间。如仍然起动困难，可调节调节螺杆使慢转阀后管路的通流面积增大，同时尽量保持压缩空气的压力在较高水平，以保证起动成功。注：采用慢转阀起动，压缩空气压力越高，慢转阀后管路通流面积越大，在相同时间内进入气缸的压缩空气量越多，主机转速会越高，越容易起动。

3.二位五通气动阀【27】卡死在下位，二位三通电磁阀【28】卡死在上位。此情况与二位五通气动阀【27】卡死在下位基本相同，需拆检阀【27】和【28】。如时间或条件不允许拆检阀【27】和【28】，则应急操作方法与【27】卡死在下位相同。

（二）气动执行机构控制气源正常，主起动阀主阀卡死在常关位置。判断方法为：1) 有起动信号时，管1和管2无控制空气，阀【27】和【28】之间连接管有控制空气，管4有控制空气，阀【28】后的管3有控制空气，但仅慢转阀动作，主阀不能开启。2）无起动信号时，关闭手动二位三通阀【111】，或有起动信号时，用扳手无法转动主阀气动执行机构气缸顶部的扁榫。需拆检主起动阀主阀恢复正常。如时间或条件不允许拆检主起动阀主阀，则应急操作方法为：如前所述的方法二。

双球阀主起动阀导致起动失败的原因分析、处理及应急操作方法

故障原因	阀件状态		有起动信号时，控制空气气路情况（有气/无气）				分析处理	应急操作
故障原因	阀【27】	阀【28】	1	2	3	4	分析处理	应急操作
气动执行机构控制气源故障	×	√	有	有	无	无	拆检阀【27】	方法一
	√	×	无	无	无	有	拆检阀【28】	方法一方法二
	×	×	有	有	无	无	拆检阀【27】【28】	方法一
主阀卡死在常关位置	√	√	无	无	有	有	拆检主阀	方法二

备注：√—表示正常，×—不正常，表示阀【27】卡死在下位，阀【28】卡死在上位

五、实例

2010年6月18日某轮（主机为MAN B&W 12K90-MC-C）离蛇口港备机时，发现主机起动困难，检查发现系统其他功能正常，无任何报警，起动过程只是慢转阀动作，而主起动阀主阀不工作。由于慢转阀工作，可判断阀【27】工作正常。脱开阀【28】和主阀控制气缸之间的连接管，启动主机，发现没有控制空气进入主阀控制气缸，同时阀【28】的电磁阀一端有控制空气渗漏，判断阀【28】工作不正常。拆检阀【28】，发现阀芯卡死在上位及内部阀套胶圈断，更换新胶圈后，启动主机，阀【28】后主阀开启空气管有气，证明阀【28】已工作正常，但故障现象仍未消除。遂关闭起动空气瓶出口阀和手动二位三通阀【111】，用专用扳手尝试开启主阀，但无法打开，判断主阀卡死在常闭位置。但当时引水已上船准备开航，无时间拆检主阀，只好在集控室操纵，尝试采用慢转阀启动的方式起动主机，结果获得成功，船舶顺利离泊。

六、模拟实验验证

2017年8月17日，为了验证此类船舶一旦主起动阀主阀卡死在常关位置，而气动执行机构控制气源正常，对主机是否能仅使用慢转阀进行起动这种方法，笔者又做了以上方法二的试验。用闷塞封堵阀【28】后的主阀开启空气管，使主阀无法开启，以假定主阀卡死在常闭位置，对主机进行起动试验，结果起动成功。最后拆开慢转阀后的压缩空气管，发现调节螺杆几乎旋进到空气管的对侧，通流面积只约为二分之一，也就是说，还有二分之一的通流面积可以发挥，进入主机气缸的空气量还有很大的发挥空间，进一步证明该方法是最快捷而又安全有效的。

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