导读

近日，在机舱集控室备车，一位管轮查看主机MOP界面Engine-Operation 的界面时，看到界面上有个Var. EGB 栏目，就问我：“老轨，这是什么玩意，有时会动作”，我看了看，对他说：“不急，老轨将给你简述清楚”，Var. EGB: 英文是 Variable Exhaust Gas Bypass, 中文就是可变的废气旁通,现简述EGB如下，供各位同仁参考，切磋。

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Engine-Operation 界面

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EGB的硬件布置

一、Variable EGB 运用的场合

顾名思义，可变的废气旁通也就是废气旁通装置，通过旁通主机多余的废气一方面来进行能量利用，另一方面，优化和保护主机的运行工况，它用于下述三个场合：

1、 Arctic Bypass 北极区域（环境温度低）

北极区域环境温度低，废气旁通，其主要作用是有利于主机在北极区域（寒冷的地方）的正常运行，北极区域，环境温度低，大气密度大，同样转速下，主机扫气压力增大，增大的扫气压力会使主机的燃烧压力超过主机设定的气缸最大压力，通过废气旁通，减少进入主机增压器的废气量，进而降低增压器转速，使主机扫气压力相应降低，符合主机的扫气压力要求，优化和保护主机。

2、 Part Load / Low Load Tuning 部分负荷/低负荷调谐

主机在部分负荷或低负荷时，关闭废气旁通系统（一般在75%负荷以下），使主机增压器所需的废气能量、转速与高负荷状况下相当，使扫气压力与高负荷时差不多，当负荷高于75%负荷时，逐渐打开废气旁通装置，保持主机最佳的扫气压力和增压器转速。

3、WHR: Waste Heat Recovery 废热回收利用

简述这个作用之前，先介绍一下电力透平（Power Turbine) 和蒸汽透平（Steam Turbine),这两种装置就是高速旋转设备，可连接发电机运转进行发电，是将其它形式的能量转化为电能，有的船上有这种设备，有的船上没有。

废热回收利用一般用于带有电力透平发电机和（或）蒸汽透平发电机的船上，其主要是一方面利用主机废气能量，另一方面维持主机安全运行，当使用蒸汽透平时，废气旁通装置打开，使进入主机增压器的废气能量减少，进入锅炉的废气增多，锅炉产汽量增大来满足蒸汽透平的需要，当使用电力透平时，补偿电力透平在其废气控制阀完全打开的情况下，废气能量还不能满足其运行的需要时，当然废气旁通系统也可在电力透平（Power Turbine) 和蒸汽透平（Steam Turbine)同时运行的情况下使用，有的船舶只安装电力透平（Power Turbine)，有的船舶只安装蒸汽透平（Steam Turbine)，也有的船舶电力透平（Power Turbine) 和蒸汽透平（Steam Turbine)都有。

因本轮没有电力透平（Power Turbine) 和蒸汽透平（Steam Turbine)，所以本轮的可变的废气旁通只适用于上述1 和2的场合。

二、Variable EGB 主要部件

1、 带I/P(电流压力变送器）气动执行器的可变开度旁通阀（可从完全关闭到完全打开）。

2. 扫气空气控制单元SCU（Scavenge Air Control Unit）该单元对于ME和ME-B主机，整合在ECS(Engine Control System)主机控制系统中，而对于MC型主机，其有独立的扫气空气控制单元(SCU),其组成和功用与ME和ME-B主机类似。

三、Variable EGB 工作原理

1、Arctic Bypass and Part Load / Low Load Tuning 北极区域和部分负荷/低负荷调谐

通过控制进入主机增压器的废气流量，控制增压器涡轮的转速，进而控制同轴的压气叶轮，进行调节扫气空气压力，而废气流量的控制是通过安装在废气总管分支管路上的可变旁通阀（执行器）来进行控制，该可变旁通阀控制流过增压器的废气流量，旁通阀开度小，增压器废气流量大，扫气压力大，旁通阀开度大，进入增压器的废气流量小，增压器转速低，扫气压力小，这个可变旁通阀的布置可以限制主机的扫气压力（如下图）。

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典型北极区域扫气压力曲线

2、 WHR 废热回收利用

该装置是由EGB, 电力透平（Power Turbine)和（或）蒸汽透平（Steam Turbine)组成，而电力透平（Power Turbine)的废气流量控制是由电力透平控制阀PTCV(Power Turbine Control Valve)来进行控制的，电力透平（Power Turbine)和（或）蒸汽透平（Steam Turbine)产生的功率要能覆盖整个船舶的电力需求，并且通过废气流量的调节还不能影响主机的安全运行，所以调节应满足以下条件：

1. 最大的容许旁通量（取决于主机负荷）；

2. 最小的容许旁通量（取决于主机负荷）；

3. 最高的扫气压力；

4. 最低的扫气压力（取决于主机负荷）；

总的旁通废气流量取决于EGB旁通阀的流通面积和PTCV控制电力透平（Power Turbine)的流通面积，当最大的容许旁通量极限没有达到或最低的扫气压力能够保证时,PTCV打开，使部分废气流入电力透平（Power Turbine)，此时Variable EGB调节控制单元确保无论电力透平（Power Turbine)的PTCV在任何位置时均能满足最小的旁通量和最低的扫气压力来满足主机正常运行的需要，如果只使用蒸汽透平（Steam Turbine)，蒸汽透平需要额外的蒸汽（废气通过锅炉产生更多的蒸汽），EGB将进行废气旁通（打开）提供给锅炉产生更多的蒸汽，但这种情况必须要满足主机的各种限制要求。

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 带电力透平和蒸汽透平的WHR

四、操作过程

1、Arctic Bypass and Part Load / Low Load Tuning  北极区域和部分负荷/低负荷调谐

扫气空气控制单元SCU使用EGB的可变旁通阀来调节扫气压力的，控制结构是一个基于扫气压力测量和扫气压力设定的闭环系统（如下图），扫气压力的设定是一个动态参数，它来自于主机负荷的计算，而主机负荷是基于主机转速，燃油油门刻度，或通过主机扭矩的测量来计算主机负荷。

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SCU控制方框图

2、 WHR 废热回收利用

废热回收利用限制的计算也是基于主机负荷，而对于MC型主机，主机负荷计算是基于主机转速乘以燃油油门刻度。

控制EGB装置的SCU是通过MOP界面来实现人机互动的，它是由PC(工控机），内装EGB软件程序和15英寸的触摸屏并带有鼠标的键盘来进行的，有的船整合在主机ECS系统中。

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MOP界面SCU示意图

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MOP界面SCU 过程值示意图

五、EGB装置的应急运行工况

由于EGB装置的硬件或电气故障会导致其不正常运行，可根据故障情况采取如下应急运行措施：

1、 扫气压力传感器失效或负荷参数计算失效（转速或负荷油门），EGB装置可进行手动模式，通过MOP界面，使用Chief Level权限，根据试航测试报告的数据，调节EGB执行器至一定的开度，实现故障安全（Fail -safe ）运行。

2、如果多功能控制器MPC(Multi Purpose Controller)失效，手动调节至一定开度，实现故障安全（Fail -safe ）运行。

3、如果是配备WHR的主机，故障来源于电力透平（Power Turbine)的内部元件（如润滑失效，发电机故障），此时PTCV快速关闭而EGB立即打开，避免主机增压器过速和过压。

4、如果是配备WHR的主机，故障来源于WHR的信号，此时运行电力透平（Power Turbine)已不允许，必须通过MOP界面设定“PTCV  Pos =0”来切断WHR的运行。

六、FMEA（Failure mode, Effect and Analysis )for EGB装置

FMEA: 故障模式、后果及分析是SCU控制系统内用来提供保养ECS MPC/MOP时该做什么，以及诊断MPC/MOP出现故障时发生什么的程序工具。

FMEA的表单主要由以下四个部分组成：

1. 部件名称Component

2. 失效原因 Failure

3. 预警Precaution

4. 影响 Effect

通过FMEA很方便地进行保养和故障诊断，具体如下表：

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参考资料：MAN ME - C10.5 + HPSCR说明书

原创作者系：

船机帮特约撰稿人：轮机长  朱永益

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