馬志超
(天津海運職業學院,天津 300350)
船舶油料(滑油和燃油)在進入船舶柴油機前,必須要經過凈化處理。船舶油料的凈化處理手段主要有:沉淀、過濾和離心凈化。其中,對油料的沉淀需要較長時間,通常需12h以上才能達到沉淀的效果[1]。而過濾油料使用的過濾器對油料的流量提出限制,而且壓力損失也較大。因此,對于油料的凈化處理,離心凈化顯得尤為重要,而離心凈化的關鍵部件就是分油機。分油機主要是采用離心旋轉的方式,使待凈化的油料進入分油機后高速旋轉。由于凈油、水和機械雜質三種物質存在密度差,故旋轉時會產生不同的離心力,從而使水和機械雜質從凈油中分離出來。
然而,由于結構和系統復雜,加上管理人員的疏忽,船用分油機在分油過程中經常出現出水口和排渣口跑油的故障。因此,本文總結了出水口和排渣口跑油的各種原因和排除方法,希望對輪機管理人員提供參考建議。
分油機跑油故障包括出水口跑油和排渣口跑油兩種情況。
分油機最重要的部件是其內部的分離筒,在分離筒內安置分離盤組。在分離筒下部安裝甩水盤和配水盤,以實現配水和提高水的壓力。目前,船用分油機的具體結構大同小異,其具體結構在各種教材和說明書中均有詳細介紹,本文不做贅述。分油機工作過程對水的使用可謂“精妙”,現總結出水口跑油的原因基本如下:
1)分離盤組臟污。分離筒內部分離盤組的臟污,尤其是分離盤片之間的臟堵,造成流油通道的阻塞,使得油水分界面外移,從而造成出水口跑油。這主要是由于運行時間過長,未能及時拆洗分油機,造成積垢嚴重。
2)比重環選擇不當。比重環內徑的大小,直接決定出水口的直徑。比重環內徑過小,則出水口出水不順暢,使得油水分界面內移而使分離效果變差;比重環內徑過大,則出水口出水過多,使得油水分界面外移而造成出水口跑油。
3) 油溫過低或油溫過高。油溫過低,油料粘度變大,使流動性能減弱,并且相對密度增加,使旋轉的離心力變大,從而使油水分界面外移,造成分油機出水口跑油。油溫過高時,會導致水封水蒸發而減少,從而破壞了水封,使油水分界面外移,同樣造成出水口跑油。在實船運行中,絕大多數是因油溫過低而造成的出水口跑油。
4)起動時沒有注入水封水或者水封水加的太少。水封水太少會使油水分界面外移,造成出水口跑油。
5)分離油的密度過大。分離油的密度過大,會使分離筒內部油的離心力增加,使油水分界面外移,造成出水口跑油。
6)分油機凈油出口閥開度過小。凈油出口閥未開啟或開度不足,會造成凈油流油通道背壓過高,導致油水分界面外移,從而造成出水口跑油。
7)向心油泵故障。分油機的凈油排油泵為不轉動的向心泵,若向心油泵由于臟污而不能正常排油,則凈油無法正常排出,導致分離筒內油壓增高,油水分界面外移,造成出水口跑油。
排渣口跑油的原因如下:
1)高置水箱缺水或工作水泄漏。高置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,從而導致分油機的排渣口關閉不嚴,造成排渣口跑油。
2)分離筒轉速低。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,而甩水盤與活動底盤是通過周向的6個內六角螺釘固定在一起,即活動底盤旋轉,帶動甩水盤高速旋轉,從而提高進入活動底盤下方的水壓。若分離筒轉速底,則活動底盤下方的水壓較低,導致排渣口不能完全關閉,造成排渣口跑油。
3)分離筒上泄水孔堵塞。分油機工作過程中,若工作水的臟污將泄水孔堵塞,則滑動圈上方的水壓較高,克服彈簧力被壓下,因泄水閥(周向3個)固定在滑動圈上方,故會將活動底盤上的3個泄水孔打開,致使滑動底盤下方水壓較低,造成排渣口關閉不嚴而跑油。
4)滑動圈下方彈簧失效。滑動圈下方彈簧失效,會導致泄水口常開,使滑動底盤下方水壓較低,從而造成排渣口跑油。
5)滑動圈上方泄水閥失嚴。泄水閥的材質是硬質塑料,可能會因其失效而導致滑動底盤下方水壓低,造成排渣口跑油。
6) 密封零失效。工作時間過長易引發密封零失效,易導致滑動底盤下方水壓下降,造成排渣口跑油。
通過前面的分析,分油機出水口跑油的根本原因可歸結為:油水分界面(水封水)遭到破壞或向外移動。
1)比重環不當引起跑油故障。如換油后出現出水口跑油現象,則一般是比重環內徑選擇不當引起,更換比重環即能解決,否則可排除比重環引起的跑油故障。
2)排除油溫故障。通過觀察工作面板上的溫度顯示可以確定油溫是否正常。
3)分離盤的臟污。分離盤的臟污程度可由輪機日志大致確定。
4) 水封水是否遭到破壞。若出現出水口跑油現象,可重新進行分油作業操作,并重新注入水封水。若仍然泡油,則可以排除水封水遭到破壞而引起的此故障。
通過分析,可得出排渣口跑油原因主要包括兩方面:一是滑動底盤下方缺水或水壓過低;二是滑動底盤下方水壓滿足要求,但排渣口關閉不嚴。
1) 高置水箱的水量可以通過觀察來確定是否缺水。若分油機轉速和控制面板上的電流正常,則滑動底盤下方的甩水盤給工作水提供的壓力正常。若確定工作水管路不堵塞,則可確定分油機的工作水壓正常。若確定工作水沒問題,并確定滑動圈附近的兩個泄水孔沒有堵塞,則應考慮分油機各個接合面處的密封零失效問題。
2)考慮密封零失效問題時一般應通過解體分油機來進行確定。首先考慮排渣口的主密封零,觀察主密封零的表面是否有損傷或安裝是否到位;其次應檢查滑動底盤與主體之間的密封零;最后檢查滑動圈上方的三個塑料密封堵頭是否失效。此外,立軸的下沉也可導致排渣口關閉不嚴而造成排渣口跑油。
上述故障分析排除都是對分油機本體進行的,然而在實船工作過程中,對分油機進行故障判斷之前,應首先對分油機系統進行故障判斷,以確定是分油機本身故障還是分油系統某個部件的故障。
某香港籍的干貨輪在從連云港到JEDDA(沙特的吉達)港的航行過程中,輪機值班人員聽到分油機控制面板的報警聲,發現是控制面板上的漏油警報響起,并且分油機自動停止工作。于是,二管輪再次啟動分油機,觀察啟動電流,發現啟動電流正常。但發現面板上的油溫顯示存在波動,波動范圍為75℃~110℃。正常使用分油機,通過出水口和排渣口的觀察,發現出水口有油流出,因此判斷分油機故障為出水口跑油。由于此分油機上午分油作業一直很正常,故二管輪斷定不是比重環的問題。此時,有人建議二管輪對分油機進行清洗,因為已有近一個月時間未對分油機進行清洗,有可能是由于分離盤組臟污造成。根據經驗,二管輪先對整個系統進行檢查判斷,準備確定系統正常后再進行復雜的清洗工作。在檢查系統過程中,發現加熱器自動調節閥總是在上下波動,且幅度較大,故二管輪判斷是系統的問題。在判斷故障出現在自動調節閥附近后,由于與自動調節閥相連的溫度傳感器更容易更換,于是先更換傳感器,重新啟動分油機后,故障排除。
本次故障能夠順利排除,完全得益于二管輪對分油機系統的熟知和在故障處理時遵循“先簡單后復雜”的原則。
本文對分油機出水口和排渣口跑油的故障進行分析,并且通過實船一次出水口跑油故障的分析,總結如下:
1) 輪機人員在工作過程中要樹立良好的“系統觀”。船舶機械設備種類繁多,管路系統復雜,在對各種設備的管理過程中,若能將各種設備和復雜的管路進行系統化和網絡化,則有利于輪機管理人員對故障進行處理和排除。
2)在對某一設備進行故障分析和排除時,輪機管理人員應該以系統觀為基礎,先分析系統是否工作正常,再考慮系統中各種設備的作用,以縮小故障范圍,準確確定故障原因。而且在解決故障時,要遵循“先簡單后復雜”的原則進行故障排除。
[1]杜榮銘.船舶柴油機[M].大連:大連海事大學出版社,2007.08:155.
[2]Alfa Laval.Alfa Laval FOPX 609TFD-24 Separator Manual[Z].