肖海瑞,史 臨
(中國衛星海上測控部,江蘇江陰 214431)
分油機作為船舶必不可少的關鍵設備,其運行管理越來越重要,已經提高到與主副機管理同樣重要的地位[1]。船舶航渡期間,分油機持續長時間高速運行,經常會遇到各種各樣的故障,且呈現出原因頭緒多、定位分析難、排除操作要求高的特點,給管理人員帶來了巨大的挑戰。若不能及時妥善處理,一方面會造成分油機結構損壞或無法正常使用;另一方面勢必會牽扯管理人員的大量精力。但在傳統觀念中,我們常常分析查找屬于分油機本身的故障,容易忽視其控制系統和外圍附屬設備的故障。下面以ALFA LAVAL S型 (自帶EPC-50控制單元)的分油機為例介紹幾種實例,以期給今后的分油機管理帶來一些啟示。
分油機在運行中,分離水壓較平時值高,排渣后經常出現出油壓力低,轉速下降進而自動停機。轉速低達不到額定值的常見原因有馬達故障、電源問題、傳感器故障、分離盤密封問題等。一般電源和馬達故障現象較少。在停機更換內部密封組件并對分離盤清洗后重新啟機,分離水壓依然偏高,基本排除內部密封故障,只是排渣前后易停機,則與分離盤密封有關。出油壓力低,排渣口跑油,可能與托盤關閉水量有一定關系,不能提供足夠的水量,使滑動底盤正常開啟關閉,排渣口跑油,影響分離速度;而分離水壓高,則可能與進水量有關,可能進水濾網堵塞等原因。在檢查分油機工作水氣動電磁閥SV10與SV16的節流孔板時發現安裝錯誤,孔徑的不當直接影響了進水量的大小,調換安裝后重新啟機,故障現象消失[2]。
分油機在正常運行中,突然出現出口油壓低報警,造成分油機不能正常分油??紤]可能是出油壓力傳感器出現誤報,但重新啟動分油機,故障依舊。
檢查水路、氣路和油路,供應正常;啟動油泵聲音正常,運行平穩,排除齒輪泵的問題;滑油一直都在用蒸汽進行加熱,溫度適宜;檢查托盤水、開盤水、置換水電磁閥及噴嘴均正常?;旧夏芘懦没蚬苈凡荒墚a生足夠低的吸入壓力和密封水的問題。但在重新啟動分油機時,發現控制空氣電磁閥SV1始終不動作。拆下電磁閥清潔活動,裝復啟機,SV1正常運轉,分油機運行正常。由于SV1卡滯不動作,造成分油機的進油量不足,從而導致出油量不足,出現出油壓力不足報警。
ALFA LAVAL S系列分油機取消了比重環,改用電容性檢測裝置——水分傳感器來持續檢測凈油中的水分含量并與EPC50系統內設定值比較,從而控制分離水的排出。水分傳感器利用礦物油與水的介電常數的不同來實現數據檢測,將檢測油流的水分含量數據發至EPC50,EPC50據此判斷含水量,達到或超過Fa23的設定水分含量上限值時,發出 Transducer Value-High(傳送值高) 報警[3]。
分油機在運行中,水分傳感器的檢測值持續報警且經多次手動排渣仍不能有效降低檢測值,在對燃油沉淀柜取樣長時間靜置沉淀后無明顯油水分界面,且用試水膏檢測油中水分顏色幾乎無變化,排除了燃油含水量超標導致水分傳感器報警的可能性。在對傳感器拆除并反復清洗傳感電極部分后分油機運行正常??勺C實報警是由于水分傳感器被導電性雜質嚴重污染,產生較大的檢測誤差所致。
分油機啟機運行轉速正常,但運行幾個小時后轉速顯示逐漸下降,尤其在排渣前后下降至10 800 r/min時出現報警并自動停機,重新啟機運行,現象依舊。分油機的基本結構和工作過程表明,影響分油機轉速的原因較多,比如傳動零件損壞影響力矩間的傳遞、泄放底盤不能正常開閉離心阻力增大、傳感器故障影響信號的采集等。一般來說,造成分油機轉速降低的原因主要包括電器故障、傳動機構故障和分離筒故障3個方面。啟機一段時間后轉速能夠穩定在11 700 r/min,且對分油機水路進行檢查,檢查水閥并對分油機解體,清潔分離筒,更換密封件及電機皮帶、摩擦片后故障仍未排除,說明傳動機構和分離筒的運行是正常的。分析電氣控制系統方面,S型分油機速度信號的采集來自于速度傳感器,用來實時監控顯示分油機的速度。無論是速度傳感器接觸不良還是老化損壞,都有可能造成分油機速度的波動異常。目視檢查難以準確判斷速度傳感器有無松動、接觸不良現象,但在重新調整并安裝傳感器距離 (73 mm±1 mm)后分油機運行數日內無此故障發生,而后又發生相同故障,則可判斷是由于高速運轉產生機體振動導致傳感器慢慢發生距離微弱錯位,轉速反饋信號失真。
分油機在自動排渣后,開始進油時壓力波動明顯。當壓力突降至報警值以下時,自動控制系統馬上報警并停油。一般而言,出油壓力不穩定的可能原因有:一是分油機的進口濾器臟堵、進氣;二是外帶供給泵轉速不穩而產生供油壓力波動;三是分油機本身故障所致。ALFA LAVAL S型的分油機是通過附屬的外部電機實現供油的,本體分離筒的轉速較為穩定,一般不會導致供油壓力波動。檢查其它供油系統,發現控制進油的電控氣動三通閥和蒸氣比例調節閥也工作正常。
分油機外帶供油泵為螺桿泵,其特點是:沒有困油現象,流量和壓力均勻,工作平穩。泵在實際工作時也沒有任何異常的噪音和波動。經過分析發現故障可能出在螺桿泵安全閥,在解體安全閥時發現調整彈簧長度減小、彈性降低,使安全閥的整定壓力變小,引起進出油路的回油現象而造成泵出油壓力波動。更換彈簧備件并調整墊片后調壓試驗分油機運轉正常,故障得以排除[4]。
結合分油機在實際運行中出現的問題,可見高精密的設備,更需要管理人員的精心維護。為了確保分油機在整個分油期間正常、有效地工作,管理人員必須做到1個“經?!保_保3路 (水路、氣路、油路)暢通,保證5個參數穩定[5]。
1)經常檢查巡視。一看分油機外圍情況和參數是否正常;二聽分油機是否有異常噪音;三摸供油泵的振動和分油機頂蓋的溫度情況;四查分油機的潤滑油消耗;五放濾器內的殘余空氣;六查皮帶、摩擦片等磨損情況,傳感器有無松動。
2)確保3路暢通。水路、氣路和油路是分油機的3個子系統,缺一不可,分油機的很多問題都是由于3路的不暢通引起,因此要保證3路管路的暢通。
3)確保5個參數的穩定。進口油溫、進口油壓、出口油壓、分離水壓及轉速5個參數,是分油機的重要檢測點,分油機出現的問題最終會體現到這些參數上,通過分析參數,對故障的及時定位,起到至關重要的作用。
4)確保水源質量。盡可能使用高質量的設備工作用水。分油機對水質要求較高,高硬度的水容易造成分油機內部結垢,堵塞通道,影響水壓,致使分油機轉速降低無法正常工作,可以選擇使用板式蒸餾造水機產出的淡水作為分油機工作用水。
5)嚴格遵守拆裝順序。對于節流孔板、小濾器、O型圈等形狀相似物件,在拆裝檢查設備時一定要按次序,并做好標記,以免造成不必要的麻煩和錯誤。
通過以上幾例故障分析,可以發現有很多經常出現的問題并非出現在分油機本體上,按照以往經驗對分油機解體清洗或更換密封件等常規做法不一定都能解決問題。這需要輪機管理人員積累經驗,開拓思路。尤其是分油機自動控制功能及外圍設備越來越多,故障誘發環節增多,且不易直觀地判斷,管理人員必須對此有全面的認識,遇到問題要注重排查原則,先易后難、先簡單后復雜、先外圍后內部,及時找到故障根源并采取合理的方法排除。
[1]杜榮銘,孫培廷.船舶柴油機 [M].大連:大連海事大學出版社,1999.
[2]詹玉龍,張啟陸.船舶分油機常見故障分析和防范措施 [J].航海技術,2006(2).
[3]耿佳東,李成.ALFA-LAVAL S型系列凈油機工作原理及典型分析 [J].航海技術,2010(5).
[4]劉柱.分油機故障診斷與處理 [J].青島遠洋船員學院學報,2002(2).
[5]李炳超.淺談WESTFALIA型分油機的管理和保養[J].內燃機,2006(1).