MAN B&W 主机EGR系统使用说明及日常管理

随着国际公约、相关地区及国家关于船用柴油机的 NOx 排放控制要求越来越严格，促使工业界研究和应用各种减排技术，减少船舶的 NOx 排放。为了满足 MARPOL 公约附则 VI 第 13 条 Tier III NOx 排放标准，目前在船上主要可以采用如下三种技术，即：

（1）选择性催化还原（SCR）；

（2）废气再循环（EGR）；

（3）清洁替代燃料。

EGR 是为了减少柴油机 NOx 排放或其他目的而采取的一种技术。采用 EGR 减排技术的柴油机，一般通过旁通一部分废气，经处理与新鲜空气混合后进入气缸，降低燃烧室内氧浓度及燃烧温度，从而降低气缸内 NOx 的生成量。船舶营运时可根据实际运行区域的排放要求转换工作模式，如 Tier III 模式、Tier II 模式。而再循环废气在进入气缸之前，一般都需要进行冷却、清洁、脱硫（当使用的燃油硫含量较高时）等处理，为此还需要设置洗涤水循环、碱液供应（如需要）、洗涤水处理等附 加的辅助系统。

船舶应用 EGR 技术时，相关系统和设备的运行、柴油机工作模式转换、化学物质的使用等可能会对船舶的安全运行产生影响，需要进行风险识别和评估，并采取合适的措施予以控制，以防止对船舶、重要设备（如柴油机）及船上人员的安全造成不可接受的危害。

某轮主机相关技术资料如下：

本文将主要从EGR系统简况、使用前的准备工作、使用中的注意事项、使用后的收尾工作以及未投入使用时的日常管理五个方面入手，对EGR系统使用及日常管理做一简略说明，不足之处，敬请指正。

1. EGR系统简况

某轮

EGR系统如下图示意：

图中名词释义：

EGR unit：废气再循环系统,内含O2 Sensor 三个，用于检测扫气总管内的氧气含量，进而根据主机负荷，自动控制EGR系统各阀，从而控制扫气总管内的氧气含量在16%-21%之间，以达到NOx 排放控制要求；

EGB: Exhaust Gas Bypass valve,该阀在Tier II 模式时根据主机负荷自动调整开度，用以平衡透平，匹配合适透平转速，控制扫气压力;

CBV: Cylinder Bypass Valve,该阀相当于透平匹配工具，直接控制扫气压力;

SOV: Shut-Off Valve, 控制废气再循环系统启闭；

WMC: Water Mist Catcher, 水汽捕集器，用于分离工作气体中的水汽；

BTV: Blower Throttle Valve, EGR鼓风机节流阀，与由变频器控制的鼓风机配合，控制再循环废气的量；

RTU: Receiving Tank Unit,洗涤水收集系统，其包含洗涤水收集柜、PH sensor、洗涤水循环泵、洗涤水密封阀(PWSV：Process Water Sealing Valve，用于防止EGR系统停止时洗涤水外泄)四个部分。

RTLV: Receiving Tank Level Valve, 洗涤水收集柜液位控制阀，用于控制水位保护循环泵。

SU: Supply Unit, 供给系统，主要由NaOH 供给泵、洗涤水供给泵组成，用于提供洗涤水。

WHS: Water Handling System,洗涤水处理供给系统。

WTS: Water Treatment System,排放水处理系统。

控制系统方面，相较于传统电喷主机两块MOP屏，多了一块ERCS MOP,如下图：

EGR系统除启停操作需在

ECS MOP或者 EMS MOP上操作外，其余相关参数或操作均在ERCS MOP上。ERCS MOP与ECS MOP & EMS MOP 类似，有Chief和Operator两级权限，Chief Level进入需输入密码，密码为：BADOIT。

因运行过程中系统中有强酸强碱存在，EGR系统各管系均为耐腐蚀的不锈钢管。实际管理过程中的痛点也在WTS系统，因国际防污染要求日益严格，排放水处理需慎之又慎。如Fig.2所示，WTS系统中OIL MONITOR 与船上现有的油水分离器相同，而FILTER 与 SEPARATOR 则相当于两台不同技术路线的油水分离器，WTS系统控制系统与船舶GPS相连，实时记录相关运行情况。

1. 运行前的准备工作

EGR系统使用前的准备工作主要包含系统相关设备巡查（阀件开关位置确认、控制空气及淡水压力调节确认、系统相关各柜的液位确认、ERCS MOP上硫含量及NaOH含量确认）、PH sensor及O2 Sensor标定（Calibration）。设备巡查本文不再赘述，下文将详细介绍PH sensor及O2 Sensor标定。

1、PH sensor标定

两个PH sensor控制及显示器位于机舱底层，EGR Cooler下方，其形如左图所示：包含一块显示屏（非触控屏）、四个功能按键、一个多功能钮（可旋转和按压）。两支PH sensor 位于控制屏下方，标定前需先关阀并放残探头管内液体，然后拆出两支玻璃探头。标定周期：Tier III 模式下每月一次，每次运行EGR系统前一次。

PH sensor标定需先在探头对应控制及显示器上操作，依次调出MENU→Calibration→Two Point Calibration

然后根据提示操作:

1）、蒸馏水清洗探头；

2）、将探头放入PH=6.85的液体内，根据瓶体上温度与PH值对照表，在显示屏上输入当时温度下的PH值，依提示等待适当时间；（此处易出现“The stability criterion is not fulfilled, Do you want to repeat the last step?”提示，点“OK”即可。）

3）、重复第一步，蒸馏水清洗探头；

4）、参考第二步，改用PH=4.01的液体；

5）、重复第一步，蒸馏水清洗探头；

6）、探头装复。

2、O2 Sensor标定

1）、One point Calibration

标定周期：Tier III 模式每天，自动标定，手动标定步骤如下：

①、将ERCS-MOP转至Chief Level；

②、点击如图Fig.3:ERCS MOP EGR Main左下角“O2 Sensor Calibrate”，出现如图Fig.6所示模块；

③、点击如图Fig.6所示模块任一SENSOR按钮，即可对对应sensor标定，一次仅可对一个sensor标定。

2)、Two point Calibration

标定周期如下：

i、每次运行EGR系统前标定一次；

ii、Tier III 模式每月标定一次；

iii、当其中一个sensor的读数与 其他两个sensor不同时。

Two point Calibration 相关操作需在主机扫气箱层前侧EGR-SUC(EGR Sensor Unit Cabinet)机柜中进行，如左侧Fig.7所示，标定过程比较耗时，单个约半小时左右。

标定工作进行前需先将厂家提供的标定空气瓶及调压阀装妥，如图Fig.9所示，移至机旁备便。

①、将如图Fig.9所示标定用空气瓶通过减压阀连接至图Fig.7所示EGR-SUC机柜标定空气接口，调定压力至250mbar；

②、如图Fig.8所示，通过按压O2 sensor 控制屏上▲或?按键使Display2 显示三位数“121”；

③、按ENT键使Display1进入编辑模式，按压按键▲、?、●更改Display1 显示数值，使其等于标定气瓶氧含量（一般14.25%-15.75%），按ENT键确认，如图Fig.10-（1）所示；

④、通过按压O2 sensor 控制屏上▲或?按键使Display2 显示“278”，按ENT键使Display1进入编辑模式，按压按键▲、? 、●更改Display1 显示数值，使其等于“2”，按ENT键确认，开始O2 sensor Two-point Calibration，Display2 显示“CA1” ，如图Fig.10-（2）所示；

⑤、等待Display2 显示“CA2” 如图Fig.10-（4）所示，调节标定气瓶上的调压阀，使当前sensor对应flow meter内小球在10%，如图Fig.10-（3）所示；

⑥、继续等待，标定过程将自动进行，直至标定完成，Display1 & Display1自动调至日常状态，显示扫气总管内当前氧气含量；

⑦、重复②→⑥过程，进行其余sensor标定。

1. 运行中的注意事项

1、EGR投入运行作业程序

1）、确保如下准备工作已完成:

①、主机已完成换油程序；

②、EGR 各系统阀件开关位置、气水供应正常，且均已置于AUTO & STANDBAY 模式；

③、在MOP上已完成燃油硫含量及NaOH含量已完成设置,EGR Mode 设置为AUTO，驾驶台ECS上Tier Ⅲ Status 为Available；

④、为确保EGR系统运行正常，每次计划运行EGR系统前，先将EGR水系统手动运行一小时左右，用于确定水系统正常。

2）、EGR投入运行，以下任一途径均可

①、主机控制位置：集控室，MOP-A/B处于Chief Level或Operator Level均可，【Engine】→【Operation】→【Engine mode】→【Tier Ⅲ】

②、主机控制位置：集控室，MOP-A/B处于Chief Level或Operator Level均可，【Engine】→【Proses information】→【Engine mode】→【Tier Ⅲ】

1. 、主机控制位置：驾驶台，ECS上【Engine mode】→【Tier Ⅲ】

3）、特殊情况：WTS系统不可用的情况下

由于某种原因存在，WTS系统暂时不可用的情况下，EGR系统仍可运行，但运行时间取决于EGR drain water tank(排放水柜)剩余舱容。排放水柜有低低水位、低水位、高水位、高高水位四个液位探头，低低水位时，系统发出对应报警，WTS泵发出报警并自动停止,WTS系统自动停止运行；低、高水位时，系统仅发出对应报警；高高水位时，系统发出对应报警，强制停止EGR运行，主机仅可运行在Tier Ⅱ， WTS系统运行不受影响。

①、在ERCS-MOP的EGR Main 或者Water Auxiliaries界面点击【Water Treatment System】按钮，出现提示【Accept to Run EGR without Water Treatment System】点击【YES】按钮。此时系统发出报警，但EGR运行不受影响。

②、在ERCS-MOP的EGR Main 或者Water Auxiliaries界面点击【Water Treatment System】按钮，出现提示【Accept to Run EGR without Water Treatment System】点击【NO】按钮,即可取消，系统警报消除。

2、EGR运行中的注意事项

1）、EGR系统运行，主机负荷会略有增大，油耗增多。运行初期需关注主机相关参数变化。

2）、EGR系统运行过程中，需特别关注ERCS-MOP上三个O2 sensor参数。EGR运行，扫气总管内空气炭渣含量增大，易造成EGR SUC 内O2 sensor取样管路上节流孔板（FO16283-1&2）脏堵。

3）、EGR系统运行稳定后，立即进行WTS系统的Bottle test，用以确定化学

品flocculants的供给速率，进而启动WTS系统。Bottle test程序如下：

①、如图Fig.11&1

2所示，取一升水样10瓶，按1-10依次编号；

②、使用注射器在1-10号样水内依次加入0.1ml、0.15ml、0.25ml、0.50ml、0.75ml、1.00ml、1.25ml、1.50ml、1.75ml、2.00ml flocculants后，摇晃均匀后静置；

③、静置30分钟后确认油、灰、水分离最彻底的样水，依据Fig.13确认WTS系统的投药量。

4）、WTS系统运行

①、依据Fig.14所示管路图检查系统各阀状态，V101、VW101、VW103、VC104、VA101、VD101、VC108、VC109、V110、VC101、VC102、VC103、VC105、VC106、VC107全开，V111、V109、VC110、VC111全关，VA102、VA104、VA105三个调节阀调定（VA102全关开8圈、VA104全关开4圈、VA105全关开7圈）。

②、调定压力开关PS101为0.05Mpa，压力开关PS102为0.30Mpa，启动WTS泵，检查无泄漏。

③、根据离心机（Separator）启动注意事项，检查离心机状况无异常后启动离心机；

④、如图Fig.14检查flocculants Pump & tank。确定泵浦控制器界面显示

STOP（自动启停），而非-STOP（手动启停），若为后者（STOP 前带有“-”），点击电源键即可更改。检查投药系统各阀（投药桶出口阀开度需注意：开度过大会泄漏化学品，运行后注意检查）；

⑤、供电OIL MONITOR和WTS Control Panel,调节RG101,使检测压力约为0.1 Mpa，如图Fig.15-⑤选择READY, Fig.15-⑥选择BLEED-OFF；

⑥、待离心机电流稳定，转速达到额定转速后，WTS Control Panel点击“start”，系统开始自动运行；

⑦、调节离心机流量：通过调节V102，查看PFG101,确认离心机流量；

⑧、根据Bottle test结果和Fig.13，设定flocculants Pump化学品供给速率；

⑨、通过调节V105和V107,调节集油滤器出口背压PG102为：0.1 Mpa；

⑩、通过调节V107和V113,使PG103为0.05Mpa，OIL MONITOR检测流量为1Ltr/Min;

5）、密切关注EGR Drain tank舱容余量和WTS系统排水情况。

3、Tier III模式下的机动航行

1）、EGR 运行时的机动航行

EGR启动过程是一个先水后气的过程（水循环系统运行正常后才启动废气循环过程），EGR停止过程则相反，在ERCS-MOP上可以看到运行过程。Engine mode选择Tier III 后，EGR控制系统会判定主机的负荷，根据厂家技师说法，主机负荷在25%-75%之间，EGR均可稳定进行，实际海试过程也确实如此。

而根据说明书，本轮属于EGRBP机型，在中负荷时，可平稳启动EGR系统；若在高负荷转换Tier III模式，为保护透平，主机将自动减负荷至一个合适的点后启动EGR系统，而后再自动加车至原负荷水平；Tier III模式机动航行，主机负荷减至12%以下时，ERCS将自动关闭EGR系统，各MOP上EGR state转为Stop EGR Gas,当主机负荷升至15%以上时，ERCS将自动快速重启EGR系统。当主机负荷减至12%以下且过一定时间仍未升至15%以上时，各MOP上EGR state转为Stop EGR Water, EGR循环水停止，尔后各MOP上EGR state转为Standby。

2）、Tier III模式下主机启动

Tier III模式下主机启动，与Tier Ⅱ模式下主机启动无差别，唯有当主机负荷升至15%以上时，ERCS将自动控制EGR系统各单元顺序启动，其过程如下：

1. 、MCDV动作，主机扫气冷凝水转至循环水柜；
2. 、PWSV、SWSV、RTLV自动开启，PWCP运行，RT液位控制激活；
3. 、TWSP与NaOH泵自动启动运行，循环水建立循环；
4. 、BTV与SOV顺序开启，EGR鼓风机在调频器的作用下自动运行；
5. 、各MOP上EGR state转为Running

四、运行后的收尾工作

当船舶驶出Tier III区域后， EGR系统必须手动停止，可参考前文EGR投入运行过程，转变主机运行模式为Tier Ⅱ，EGR系统各单元将顺序自动停止，WTS系统因EGR Drain tank残余废水量不同，将持续运行一段时间，建议将EGR Drain tank排空，防止废水中的灰分沉淀，不利下次启动。EGR系统运行后的收尾工作主要包括系统各手动阀关闭、NaOH泵冲洗、WTS系统滤器冲洗等。

1、系统各手动阀关闭

一般为防止强碱强酸腐蚀和液体泄漏，如图Fig.2所示，每次运行完毕后会关闭NaOH储存柜、Buffer Tank出口阀，WTS系统与SU淡水供给阀。

2、NaOH泵冲洗

关闭V304、V313，开启V307、V315，将冲洗水柜灌满水，找塑料容器315接清洗水，NaOH泵转手动启动冲洗，依NaOH浓度，冲洗过程重复两次以上，冲洗完成后NaOH泵转自动模式，控制屏显示“Standby(EXT) Analog Preset”。

3、WTS系统滤器冲洗

1）、点击如图Fig.15-⑧所示“SET”会出现如右图Fig.17所示界面；

2）、点击【START】→【OK】；

3）、如图Fig.14所示，SVW103将开启，滤器自动放残，同时，如图Fig.11所示WTS Control Panel上“AUTO START”按钮将频闪不止；

4）、放残完成后如右图Fig.16所示界面的【RESTART】按钮将闪亮，点击【RESTART】→【OK】；

5）、滤器空间自动注水，并开始有规律的气泡冲洗一次；

6）、点击如图Fig.15-④所示【TIME COUNTER】→【FILTER】,查看并确认“FT209 FILTER IMMERSION TIMER”开始计时；

7）、手动阀件转换, 如图Fig.17所示，开启V109(主机说明书上为V108,现场实际为109)、V111，关闭VC109；

8）、在如图Fig.16所示Hopper加入滤器专用洗涤水（一袋滤器专用洗涤剂配10升水溶解调配而成）；

9）、通过Hopper将滤器加满水后，关闭V109;

10）、“FT209 FILTER IMMERSION TIMER”计时完毕，洗涤水混合气泡清洗执行一次完成，洗涤水自动放残后，清水清洗自动执行两次；

11）、气泡清洗执行完成3分钟后，如图Fig.11所示WTS Control Panel上“AUTO START”按钮将频闪停止，滤器清洗工作完成。

4、运行记录

EGR系统每次运行的起止时间均需在轮机日志中记录，最主要的是WTS系统的运行记录，因其相关记录均可在WTS Control Panel上点击如图Fig.15-⑨所示“REPORT VIEWER”查看,因此记录纸质档案时需与WTS Control Panel上一致。

1. 未投入运行时的日常管理

按现行法规要求，EGR系统投入使用的契机，目前仅北美ECA区域，而EGR系统各单元工作介质为高温或强酸强碱类，因此EGR系统未投入运行时的日常管理就显得尤为重要。无论EGR系统是否运行，都必须保证ERCS监测控制功能正常，以确保EGR系统各单元出现泄漏或其他异常时能够及时发出警报。

EGR系统未投入运行时的日常管理主要包含三方面：各气动遥控阀门功能训练（Exercise）、EGR鼓风机训练、EGR水系统功能训练。

1、各气动遥控阀门功能训练

各气动遥控阀门功能训练，主要有两个目的：确保阀门不会卡住、验证ERCS是否控制了阀门。有此功能的遥控阀主要包括CBV、BTV、RTLV、EGB、SOV,其中SOV训练需手动进行。当辅助鼓风机运行时，为了防止废气被吹进扫气总管，CBV训练功能被激活时，要求辅助鼓风机已被停止1分钟。遥控阀门训练记录可在ERCS-MOP→【Alarms】→【Event Log】查看。

1）、确保阀门不会卡住

当主机运行且EGR系统未运行时，遥控阀门训练功能每天被激活一次（EGB的阀门训练功能每小时激活一次），并使阀门移动一点，以确保它们不会卡在某个位置。若阀门卡住了，将触发阀门偏差报警“Valve Deviation Alarm”。

2）、验证ERCS是否控制了阀门

当主机启动时，将移动阀门以验证ERCS是否控制了阀门。此功能在ERCS收到“Prepare Engine Start”信号时也会被激活。

3）、SOV训练

训练周期：每两周，相关操作均在ERCS-MOP，训练程序如下：

①、停下主机和辅助鼓风机；

②、ERCS-MOP进入Chief Level；

③、先将EGR Mode从Auto转至Stop，然后才可将EGR Mode转至Manual；

④、在EGR Gas页面点击【Shut Off Valve】按钮，页面下方出现【OPEN】和【CLOSE】两个按钮；

⑤、点击【OPEN】，去阀现场确认阀门位置处于全开状态；

⑥、点击【CLOSE】，去阀现场确认阀门位置处于全关状态；

⑦、将EGR Mode从Manual转至Auto，结束操作。

2、EGR鼓风机训练

训练周期：每两周，相关操作均在ERCS-MOP，训练时长尽可能短，训练程序如下：

①、停下主机和辅助鼓风机；

②、ERCS-MOP进入Chief Level；

③、先将EGR Mode从Auto转至Stop，然后才可将EGR Mode转至Manual；

④、在EGR Gas页面点击【EGR Blower】按钮，页面下方出现【Blower】转速设定按钮；

⑤、输入1100，点击确认，查看EGR鼓风机运转情况（主机说明书上要求设定为鼓风机的最小转速，实际操作中少于1000转鼓风机将不会运转）；

⑥、重新设定鼓风机转速为0，鼓风机停止；

⑦、将EGR Mode从Manual转至Auto，结束操作。

3、EGR水系统功能训练

EGR水系统功能训练包含WHS系统和WTS系统，WTS系统无论何时均可正常运行，相关操作已在前文说明，此处不再赘述。WHS系统训练周期：每两周，相关操作均在ERCS-MOP，训练时长一般最少1小时，训练时机无关主机当时状态，主机运行或停机状

态均可，训练程序如下：

1. 、确保主机运行在Tier Ⅱ 模式下；
2. 、在ERCS-MOP的【WATER AUXILIARIES】或【WATER RECIRCULATION】界面内点击【Manually Run EGR】按钮，对应页面底部出现按钮【Activate】和【Deactivate】；
3. 、点击按钮【Activate】，系统触发【Manually Run EGR Water Activated 】报警。如图Fig.2所示，若Buffer tank液位适中，那么EGR水循环系统将自动启动循环，若Buffer tank液位低，那么EGR水循环系统将在自动补充淡水（要求自动补水电磁阀前淡水阀W-386V保持开启状态）后启动循环，；
4. 、保持EGR水循环系统循环两小时，冲洗EGR系统的柜子和管路，防止结晶堵塞；
5. 、点击按钮【Deactivate】，【Manually Run EGR Water Activated 】报警取消，EGR水循环系统循环停止。

4、日常警报

EGR系统未运行时，仍需时常关注如图Fig.3: ERCS MOP EGR Main 所示相关参数，重点关注PWRT Level、O2 Concentration Actual、PH Value。因为系统各阀自动训练的缘故，当海上湿度大时，会有冷凝水汇集到PWRT，PWRT Level达到95%触发报警，若不及时放残处理，凝水液面继续上升会进入废气循环管路，造成其他探头故障报警。关注O2 Concentration Actual值，便于了解O2 Sensor状态，三个数值差值大于0.2时需进行O2 Sensor标定，若标定后三个数值仍不一致，则需查询EGR-SUC内管路是否泄漏或堵塞。PH Value高或低报警会时有发生，需进行EGR水系统功能训练以消除报警。

5、其他

当主机未换油而启用Tier III模式时，EGR系统可以运行，但会出现燃油硫分高和PH Value低报警，因此主机未换油启用Tier III模式仅可短时运行，根据PH Value决定运行时间。

无论何时主机启用过Tier III模式，靠港后都需及时进行扫气总管及扫气箱清洁，并通过扫气口检查缸套、活塞、活塞环状况。