【船用燃油分油機跑油的原因分析7800字（論文）】

引言現(xiàn)代船舶使用的燃油都是含有大量雜質(zhì)的低劣渣油，若直接使用會對船舶主機帶來各種危害，因燃油含有大量雜質(zhì)會造成噴油器堵塞，還會使燃燒質(zhì)量過于惡劣產(chǎn)生大量殘渣造成拉缸，對活塞頭、氣缸套、活塞環(huán)和氣閥帶來損害；又因燃燒惡劣會產(chǎn)生有毒氣體對排氣閥等造成化學腐蝕，并造成大氣污染，因此對于船用燃油的凈化是非常有必要的REF_Ref894\r\h[1]?，F(xiàn)代船舶燃油系統(tǒng)主要由燃油艙、沉淀柜、駁運泵、調(diào)駁閥箱、分油機、粗細濾器、低壓輸送泵、加熱設備及有關的管路和閥件組成，其中燃油凈化的核心是分油機。在船上燃油分油機的作用是將含有水分和機械雜質(zhì)的燃油凈化，并輸送至船舶燃油日用柜中為船舶日常所需的燃油進行儲備REF_Ref7131\r\h[2]。若分油機出現(xiàn)故障，會使主機燃燒失去動力，對船舶的航行帶來影響。因此船用燃油分油機在船舶燃油系統(tǒng)中起非常重要的作用，但在日常運行工作中因各種人為管理因素不當或各種環(huán)境因素的影響，使得燃油分油機出現(xiàn)各種故障，如分離筒不能到規(guī)達定轉(zhuǎn)速、不能進油或分油過程斷油、出水口跑油、排渣口跑油、不能排渣、出現(xiàn)異常振動或噪聲等，其中最為常見的故障是分油機出水口跑油和排渣口跑油REF_Ref1025\r\h[3]。因此研究分析分油機跑油對輪機人員操作分油機有指導意義，為分油機的管理提出參考價值。由于在本次實習船只中燃油分油機一直正常工作并沒有出現(xiàn)跑油現(xiàn)象，這里就借鑒參考文獻中的船用燃油分油機跑油這一故障進行分析，為日后燃油分油機的使用和預防跑油提出建議，降低經(jīng)濟損失。1船用燃油分油機跑油故障案例1.1燃油分油機出水口跑油案例某外籍集裝箱船在從青島到釜山的海上行駛中，警報聲響起，當天的值班輪機員聽到后，發(fā)現(xiàn)是分油機控制面板上的漏油警報響起，并且分油機已自動停止工作REF_Ref1129\r\h[4]。在確認報警后，二管首先檢查系統(tǒng)是否正常，重新啟動時觀察控制面板上的啟動電流，確認到面板上的啟動電流正常。但在察看分油機控制面板上的溫控面板時，發(fā)現(xiàn)溫度顯示不穩(wěn)定。在分油機分離燃油期間，觀察排水口和排渣口的工作情況，發(fā)現(xiàn)排水口有油流出，且排渣口無異常，因此判斷燃油分油機的故障為排水口跑油。由于白天進行燃油分離凈化作業(yè)時一切正常，故二管輪判斷比重環(huán)未出現(xiàn)問題。通過查看輪機日志得知，已有近兩個月時間未清洗燃油分油機，因此懷疑故障原因可能是污物堵塞分離盤組造成的故障，之后二管輪對分油機整體進行了清洗。二管輪在系統(tǒng)的檢查進程中，發(fā)現(xiàn)燃油加熱器的加熱溫度顯示不穩(wěn)定，故判斷系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障，并且問題可能在溫度感應器附近，因溫度傳感器易更換，在更換傳感器后重新啟動分油機，發(fā)現(xiàn)故障已排除。案例中，二管輪先是查看控制系統(tǒng)整體工作是否正常，并通過故障現(xiàn)象判斷出現(xiàn)問題的大致部位，再通過查看日志記載確定問題所在，排除故障并進行優(yōu)化。由上述案例可以得知，通常分油機發(fā)生故障時，都需要經(jīng)過排查判斷故障類型和造成故障的部位。處理故障時要熟知分油機系統(tǒng)和排查故障時要遵循先簡單后復雜的原則。1.2燃油分油機排渣口跑油案例某船主機在運行過程中，燃油凈化系統(tǒng)出現(xiàn)故障，燃油分油機排渣口跑油，發(fā)出跑油報警和油壓低報警，值班輪機員確認后，并通知了相關人員REF_Ref1175\r\h[5]。故障發(fā)生后，二管輪做了如下處理：①拆卸置換水、開啟水水閥模塊，更換置換水、開啟水水閥膜片，對水系統(tǒng)的濾器進行清洗。②在維修過程中，發(fā)現(xiàn)工作水的水量稍大，調(diào)節(jié)管路中節(jié)流墊片開口，并進行試驗發(fā)現(xiàn)工作水管路節(jié)流墊片若開口大于4.5mm，排渣結束進行正常分油工作時，滑動底盤會落下，排渣口開啟；若開啟水管路節(jié)流墊片開口小于4.5mm，排渣剛結束滑動底盤就會落下，并再次開啟排渣口。③進行手動排渣試驗，滑動底盤的上升和下降都未發(fā)現(xiàn)異常，但在正常分油時又會出現(xiàn)報警。④解體分油機，檢查分離筒中的部件，調(diào)整配水盤的高度，清潔計量環(huán)。⑤拆下分油機的摩擦片，發(fā)現(xiàn)正在使用的摩擦片與原來被更換的原廠舊摩擦片弧度不一致，且重量不相等，對舊摩擦片進行打磨處理，并將打磨過的舊的摩擦片重新安裝。⑥裝機試驗，發(fā)現(xiàn)在排渣間隔設在35min時不發(fā)生故障報警，但當把排渣間隔調(diào)至60min時，發(fā)生燃油低壓報警，排渣口跑油。⑦重新對分油機進行檢查，發(fā)現(xiàn)開啟水的進水量過大，通過設備說明書的查看，在開啟水管路上安裝流量閥，并將排渣時間從3s調(diào)整為2s，工作水管路節(jié)流墊片的孔徑由7mm改成6.5mm，再次開啟試驗，分油機工作正常。在故障處理中，二管輪首先更換置換水水閥膜片，并對水系統(tǒng)的濾器進行清洗，提高了工作水的清潔度。在試驗過程中，開啟水對配水盤的沖洗有助于排渣口的關閉。二管輪改變工作水管路中節(jié)流墊片的內(nèi)孔徑，即對低壓工作水的壓力進行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)工作水管路中節(jié)流墊片孔徑的大小如何改變，都無法達到預期效果。在解體分油機過程中調(diào)整配水盤的高度，縮小工作水腔，有利于提高工作水壓力，關閉排渣口。在更換摩擦片后，在開啟水管路上安裝流量閥，并將排渣時間由3s調(diào)整到2s，工作水管路上的節(jié)流墊片的孔徑由7mm改成6.5mm,分油機才能正常排渣。這是因為被更換的摩擦片磨損較重，分油機正常負荷工作時，分離筒的轉(zhuǎn)速難以達到理想轉(zhuǎn)速，導致高壓開啟水的離心力減小，只有減小開啟水的量，并縮短排渣時間，才能保證排渣結束時開啟水全部從噴嘴甩出，滑動圈上移，進而關閉排渣口。因此可以得出在實船工作過程中，在查找分油機故障原因之前，應先對分油機的系統(tǒng)進行故障檢測，來確定是分油機自身本體故障，還是分油機的控制系統(tǒng)的故障。2船用燃油分油機的工作原理及結構組成現(xiàn)代分油機分為重力式和非重力式分油機，且船用燃油分油機通常采用重力式分油機，因為其操作簡單，維護方便，可靠性強。因此這里主要就介紹重力式燃油分油機的工作原理和結構組成。2.1分油機的工作原理重力式分油機的原理就是油、水和雜質(zhì)互不相容，且在靜止的重力場下會緩慢的分層，同時給他們加上一定轉(zhuǎn)速的離心力，根據(jù)油、水、雜質(zhì)分離密度的大小差異，在高速旋轉(zhuǎn)的分離盤離心力作用下能加快他們?nèi)叩姆蛛x，依靠離心力的不同，而將其中油、水、雜質(zhì)順著旋轉(zhuǎn)軸的不同徑向重新均勻分布，因為雜質(zhì)受到最大的離心力，因此被甩到分離筒的最外圈，而凈油受到的離心力最小，匯集于旋轉(zhuǎn)軸附近，水則剛好處于這兩者之間，由此來將它們分離出來REF_Ref1204\r\h[6]。2.2分油機的結構組成當代船用重力式燃油分油機的型號有AlfaLavalWHPX型、MMPX型與WestfaliaOSD型全自動排渣分油機和AlfaLavalFOPX型、LOPX型、MFPX型全自動可控部分排渣分油機等。其中重力式WHPX型帶重力盤自動排渣分油機結構原理如圖2-1所示，筒內(nèi)安裝配油器D、配油錐體VV和分離盤組G，待分離的油液流過配油器D、配油錐體VV，在一個方向上高速旋轉(zhuǎn)的分離盤組內(nèi)因油、水、雜質(zhì)各自受到的離心力不同而進行分離。分離盤組的最上端也就是頸部為頂盤E，其頸部與液位環(huán)C所形成空間稱為油腔aa，向心泵U將油腔aa中的凈油從分離筒中泵出。被離心力分離出來的水順著分離盤組的外邊緣向上流過，經(jīng)頂盤流至油腔aa上部的水腔a，且溢出重力盤AA的水是由向心水泵T從排水口排出分離筒的。并且被分離出來的渣質(zhì)向分離筒內(nèi)的最外側(cè)邊緣移動，聚集在分離盤組外邊緣的渣質(zhì)空間ii，最后通過一定時間間隔的排渣動作從排渣口I定時排出分離筒REF_Ref1237\r\h[7]。A-帶翅套筒；a-水腔；AA-重力盤或分雜盤；aa-油腔；B-小鎖緊圈；C-液位環(huán)；D-配油器；E-頂盤；F-筒蓋；G-分離盤組；H-大鎖緊圈；I-排渣口；ii-渣質(zhì)空間；J-筒本體；K-滑動底盤；L-滑動圈；M1、M2-外泄孔；N-定量環(huán)；O-彈簧；P1-開啟工作水進口；P2-密封和補償水進口；Q-進油口；R-凈油出口；S-出水口；T-向心水泵；U-向心油泵；V-進口管；VV-配油錐體；W-筒蓋密封環(huán)；X-泄水閥；Y1-開啟水腔；Y2-密封水腔；Z-配水盤；ZZ-彈簧座；10-水封水/置換水進口圖2-1WHPX型帶重力盤自動排渣分油機結構圖重力式MMPX型帶比重環(huán)全自動排渣分油機的結構原理如圖2-2所示，分離筒主要由分離筒本體R，下部分配環(huán)D，滑動環(huán)C，上部分配環(huán)B，活動底盤A，分離筒蓋S及其他附件組成。分油時壓力水從水封水和置換水進口206經(jīng)由導流錐V與向心泵壓蓋U形成的通道再經(jīng)分離片的頂層盤I外表面進入分離空間，水封水逐漸向盤架T中心靠攏，直至接近比重環(huán)K的開口處，待分燃油從進油口201進入分離空間，在離心慣性力的作用下密度較大的渣質(zhì)被甩向分離筒邊緣，水分經(jīng)頂層盤I上表面從比重環(huán)K出排出，密度最小的凈油沿盤架T的外表面上行并通過向心泵F從出油口220排出。排渣時，開啟水工作口372進操作水，上部分配環(huán)B的上部密閉空間內(nèi)的托盤水經(jīng)分離筒下部的節(jié)流孔X排出分離筒，并且在離心慣性力的推動和作用下滑動底盤A向下移動，從而打開排渣口L，完成排渣動作REF_Ref24457\r\h[8]。A-滑動底盤；B-上部分配環(huán)；C-滑動環(huán)；D-下部分配環(huán)；E-分離筒轉(zhuǎn)軸；F-配水盤；G-分離盤；H-淤積空間；I-頂層盤；J-給水箱；K-比重環(huán)；L-排污口；R-分離筒本體；S-分離筒蓋；T-盤架；U-向心泵壓蓋；V-導流錐；X-節(jié)流孔；Y-泄水孔道；201-進油口；220-排油口；206-水封水和置換水進口；221-排水口；372-開啟水工作口；373-密封和補償水進口圖2-2MMPX型帶比重環(huán)全自動排渣分油機結構圖通過以上部分重力式分油機的分析可以得出它們的工作原理大致相同，都有根據(jù)油、水和雜質(zhì)的密度不同，在相同的轉(zhuǎn)速下分別受到的離心慣性力不同來分離。但由于重力式分油機更加簡單方便，現(xiàn)代船舶通常采用重力式分油機，因此對分油機跑油的原因分析以重力式分油機為主。3船用燃油分油機跑油原因分析因船用燃油分油機多為重力式離心分油機，根據(jù)跑油部位的不同可以分為出水口跑油和排渣口跑油他們的特征都是在各自的排出口有大量的油分排出，并且通常出水口跑油是由于更換帶分油時比重環(huán)選取不當使得油水分界面向外移動過多引起；排渣口跑油是由于滑動圈不能上，移堵住密封水腔引起。3.1船用燃油分油機排渣口跑油的原因1）船用燃油分油機排渣口跑油的故障分析排渣是燃油分油機的主要工作步驟，且排渣口跑油是燃油分油機常見的故障之一。通常是由于滑動底盤無法上移，堵住排渣口造成的，解決排渣口跑油故障不僅要考慮機械故障，還要考慮工作水、開啟水系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題REF_Ref1374\r\h[10]。2）船用燃油分油機排渣口跑油的原因(1)給水箱缺水或工作水泄漏：給水箱缺水或工作水泄漏將導致滑動底盤下方的水壓難以建立，滑動圈無法上移堵死密封水腔泄水口，從而導致燃油分油機的排渣口關閉不嚴，進而造成排渣口跑油；(2)分離筒轉(zhuǎn)速過低：燃油分油機工作過程中，滑動底盤下方的水壓是由甩水盤提供的，而甩水盤和滑動底盤是固定在一起的，即滑動底盤帶動甩水盤高速旋轉(zhuǎn)，提供一個離心力，提高進入滑動底盤下方的水壓。如果分離筒轉(zhuǎn)速太低，無法提供足夠的離心力，則滑動底盤下方的水壓不足，會導致分油機排渣口無法完全關閉，造成排渣口跑油；(3)分離筒泄水孔堵塞：燃油分油機分油期間中，如果工作水臟污并將泄水孔堵塞，則滑動圈上方的水壓增高，彈簧被壓縮，滑動底盤下降，造成排渣口關閉不嚴而跑油REF_Ref1453\r\h[11]；(4)燃油分油機滑動圈下方彈簧失效：滑動圈下方彈簧失效，則會使彈簧失去彈力無法將滑動底盤托起，使滑動底盤無法與分離筒蓋貼緊，從而造成排渣口跑油；(5)滑動圈上方的泄水閥關閉不嚴：由于泄水閥的材質(zhì)是硬質(zhì)塑料，很可能會因其關閉不嚴，從而導致滑動底盤下方的水壓降低，造成排渣口跑油；3.2船用燃油分油機出水口跑油的原因1）船用燃油分油機出水口跑油的故障分析燃油分油機分離筒內(nèi)安裝的分離盤組是其核心部件，且在分離筒的下部安裝甩水盤和配水盤，來實現(xiàn)配水和提高水的壓力。目前，船用燃油分油機的具體結構大致相同無較大的變化，且大部分出水口跑油是由于比重環(huán)選取不當，使油水分界面外移造成的REF_Ref1453\r\h[12]。2）船用燃油分油機出水口跑油的原因分析(1)分油機比重環(huán)選擇錯誤：因為不同的燃油有不同的密度，在更換燃油時，若比重環(huán)未更換或選取不當會使得排水口跑油。這是由于比重環(huán)的內(nèi)徑大小，直接決定了出水口直徑的大小。若比重環(huán)的內(nèi)徑過小，則由于分離筒的排水口排水斷續(xù)，使得油水分界面內(nèi)移，造成凈油出口跑水，而使分離的效果變差；若比重環(huán)內(nèi)徑過大，則排水口排出的水量過大，導致油水分界面外移，使得分離的油分從排水口排出；(2)分離筒和排渣口臟物堵塞：分離筒內(nèi)部的臟污，尤其是分離盤片之間的臟堵，會直接造成分離油流通道的堵塞，供油不穩(wěn)定，使得油水分界面外移，從而導致排水口跑油。其主要原因是由于長時間未能及時拆解和清洗分油機，使得分油機嚴重積垢造成的；(3)油溫過低或油溫過高：因為油料的黏度與油溫的高低密切相關，若設備加熱量小，會使進油溫度過低，導致油料黏度過大，而流動阻力增大，又會使得流動性能下降，相對密度增加，進而使旋轉(zhuǎn)的離心力變大，從而使得油水分界面外移，造成分油機出水口跑油。若油溫過高，將會導致水封水蒸發(fā)而減少，從而破壞水封，使油水分界面外移，同樣會造成出水口跑油。通常實船運行時，若是因油溫度影響的跑油事故，絕大部分是因為油溫過低而造成的出水口跑油REF_Ref1489\r\h[13]；(4)向心油泵故障：分油機的凈油排油泵為不旋轉(zhuǎn)的向心泵，若向心油泵因臟污而無法正常進行排油，則凈油無法正常從分離筒中排出，導致分離筒內(nèi)油壓升高，使得油水分界面外移，造成分離筒排水口跑油；(5)分油機凈油出口閥開度過小：若凈油出口閥沒有正常開啟或者是開度太小，則會直接造成凈油流油通道得背壓過大，導致油水分界面外移，從而造成分離筒排水口跑油；(6）分油機進油速度過快：因為每臺不同型號的分油機的額定排量是固定的，若進油速度過快而使得單位時間內(nèi)的進油量增大，會導致一部分的帶分油因來不及分離，而從出水口跑出。4防范船用分油機跑油的管理措施對于船用重力式離心分油機，船舶燃油在進入分油機分離前，要經(jīng)過蒸汽加熱器進行燃油加熱，降低燃油黏度，增大其中油、水、雜質(zhì)之間的密度差，來提高燃油得分離效果。但待分離燃油的加熱溫度不能過高，以免蒸發(fā)水分從而破壞油水分界面，造成出水口跑油。但待分離燃油的加熱溫度取決于燃油的質(zhì)量和水的沸點。一般情況下分油機燃油的分離量越小，其分離的效果越好。但是對于船舶日常所需的燃油而言，分油量必須滿足船舶主機的日常耗油量。但通常情況下燃油的黏度越高，質(zhì)量也就越差，因此待分離燃油的加熱溫度應適當增高，待分離燃油的分油量也應適當減少REF_Ref1521\r\h[14]。表4-1中給出了各種不同燃油適當?shù)募訜釡囟确秶徒ㄗh的待分離燃油最大分油量占額定分油量的百分數(shù)。表4-1燃油不同加熱溫度范圍的最大分油量黏度（，50℃）加熱溫度（℃）建議的最大分油量（占額定分油量%）1.5-5.5（40℃）20-407813(40℃)40703070-98624080-98626080-984710090-984518090-98313809826460982260098187009816為防止燃油分油機排渣口跑油，需要注意的事項：確認給水箱水是否充足，并且確保工作水正常無泄漏，防止因滑動底盤下方水壓不足，而導致的排渣口關閉不嚴出現(xiàn)的跑油現(xiàn)象；確保分離筒泄水孔暢通無堵塞，防止因滑動圈上方水壓過高而被壓下而使滑動底盤無法上移，排渣口關閉不嚴而跑油；運轉(zhuǎn)時保持分離筒的正常轉(zhuǎn)速，并防止分油機長時間過載運轉(zhuǎn)，而使密封零失效。為防止燃油分油機出水口跑油，需要注意的事項：對于有比重環(huán)的燃油分油機每次更換燃油時應取樣分析其密度，并查表選著合適的比重環(huán)，防止因比重環(huán)選擇不當而使油水分界面外移造成分油機出水口跑油；對于無比重環(huán)的分油機，應確保其分離轉(zhuǎn)速適當，避免出水口跑油；防止分離盤片間臟堵，造成油流通道的堵塞，使得油水分界面外移而跑油；注意油溫面板防止油溫過低或油溫過高，以免因油溫過低而使黏度增加，油水分界面外移出水口跑油；保證分油機出油口閥開度正常，避免因開度過小，而造成凈油流油通道背壓過高導致的出水口跑油；注意帶分油的進油速率，以防因進油量過大超過額定排量，使得來不及分離而出水口跑油；保證水封建立好后才開始進油。在燃油分油機的日常使用管理中，啟動燃油分油機前應當仔細地檢查燃油分油機的齒輪箱潤滑油位、剎車裝置、分離筒、摩擦離合器和各類閥件的開關位置等情況，以及檢查燃油加熱器、空氣氣源是否正常，檢查給水箱的水量是否充足。啟動燃油分油機前，需先啟動燃油供油泵和開啟燃油加熱器。在啟動分油機的過程中需要注意分油機啟動器上的電流表指針變化是否正常，并確保無不正常噪聲或振動，待燃油分油機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、油溫加熱到指定溫度后，才可按下控制單元上的程序開關按鈕，進行分油作業(yè)。在分油期間應注意出水口和排渣口是否跑油，潤滑油位、日用油柜和沉淀油柜油位、給水箱水位、燃油分油機和燃油供油泵的運轉(zhuǎn)情況等。當檢查發(fā)現(xiàn)燃油分油機運轉(zhuǎn)異?；蛟肼暫驼駝犹髸r，應立即停車檢查。排渣的時間間隔取決于燃油中的雜質(zhì)含量和分油量的多少。停止分油機運轉(zhuǎn)時要先停止加熱器，待油溫下降后才能停止供油泵，且在停機后的3min內(nèi)分油機不能再啟動，若是短時間停機則分離筒內(nèi)因注滿水。在分油機的日常維護中，需要定期清理分離筒中的分離盤組，并記錄到輪機日志中，為下一次清理提供依據(jù)。對于短期暫停使用的分油機應保證分離筒內(nèi)充滿水，若長期停止使用，應使分離筒內(nèi)保持干燥。在維護分離盤組時應更換受損的分離盤，更換其他受損的閥件REF_Ref1551\r\h[15]。結論由于船舶上的燃油為雜質(zhì)較多的劣質(zhì)重油，因此船舶上需要配置燃油分油機用來分離主機日常用油中的水分和雜質(zhì)，但在日常航行中船用燃油分油機會因各種原因出現(xiàn)故障，其中常見的故障為分油機跑油，船用燃油分油機跑油造成的危害有分油機震動加劇、溫度升高、產(chǎn)生大量的噪音，對柴油機造成損害，降低主機的使用壽命，而且會造成燃油浪費，增大航運成本，造成大量的經(jīng)濟損失。根據(jù)本文論述的分油機跑油所提出的各種建議可有效地減少跑油所帶來的損失，再采取措施的同時，提高輪機人員管理水品，減少人為因素帶來的故障是關鍵，是保證船用燃油分油機正常工作的重點所在。由于本人能力有待提高，因此本文會含有部分缺點，有待于進一步研究。參考文獻張?zhí)煲?船舶柴油機[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2017.56-57.REINZ-Dichtungs-GmbH;"Valve,OilSeparator,AndVentilationSystem"inPatent