從燃油成分分析副機(jī)高壓油泵的卡阻原因

摘要：船舶柴油機(jī)發(fā)電機(jī)大型化，使用HF0380CST高黏度燃油，頻繁出現(xiàn)高壓油泵卡阻，造成船舶跳電的緊張現(xiàn)象。通過(guò)拆解高壓油泵，分析查找原因，比對(duì)使用燃油的成分，數(shù)據(jù)分析，采取精細(xì)分離燃油的措施，得以改善，避免高壓油泵卡阻損壞的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：燃油成分;分析;黏度;卡阻;分油機(jī);精細(xì)

0 引 言

隨著船舶大型化、自動(dòng)化程度提高，船舶發(fā)電柴油副機(jī)的功率也越來(lái)越大。如WARTSILA 6R32/35，WARTSILA 6R32/40和MAN 6R32/40等大功率柴油發(fā)電副機(jī)在我司4 250/5 600/8 500 TEU的大型集裝箱船舶被廣泛使用;并且均使用和船舶主機(jī)一樣的重質(zhì)燃料油Heavy fueloil （HFO），如HF0380cst，HF0500cst，甚至HF0700cst的燃料油。在我司船舶日常運(yùn)行管理中，頻繁出現(xiàn)發(fā)電柴油副機(jī)的高壓油泵柱塞一套筒偶件卡阻、拉毛，甚至損壞的現(xiàn)象，也出現(xiàn)處理不及時(shí)，發(fā)生全船跳電的事故。我結(jié)合親身經(jīng)歷，從燃油管理的角度分析其發(fā)生的原因及預(yù)防措施。

1 高壓油泵

發(fā)電柴油副機(jī)高壓油泵的結(jié)構(gòu)大同小異，下面就以WARTSILA 6R32/35副機(jī)的高壓油泵為例，簡(jiǎn)單介紹一下高壓油泵卡阻、磨損的拆解檢查情況。

副機(jī)高壓油泵卡阻，一般的現(xiàn)象是在副機(jī)啟動(dòng)或者正常運(yùn)行工作時(shí)，發(fā)生1-2缸高壓油泵柱塞卡阻在上止點(diǎn)，造成該缸不發(fā)火工作，機(jī)體抖動(dòng)，排溫（高/低）報(bào)警。通常初起幾次，通過(guò)手動(dòng)活絡(luò)該缸高壓油泵油門齒條就可恢復(fù)正常。發(fā)生多次卡阻后，油門齒條會(huì)手動(dòng)活絡(luò)不動(dòng)，或者活絡(luò)油門齒條也不能恢復(fù)工作，就需要拆解檢查，清潔，甚至更換柱塞一套筒偶件。

如圖1所示，柱塞一套筒偶件主要的損壞區(qū)域S：柱塞的肩頸部。

主要現(xiàn)象：圖中所示的燃油潤(rùn)滑孔道C結(jié)碳堵塞。滑油孔道L正常。偶爾也會(huì)發(fā)現(xiàn)柱塞的下部由于受力“彎曲”，導(dǎo)致局部偏磨。

2偶件卡阻磨損的原因分析

高壓油泵的燃油潤(rùn)滑孔道C，連接柱塞肩頸處和油泵的燃油循環(huán)（進(jìn)出口）腔室，起到對(duì)柱塞一套筒偶件上部的潤(rùn)滑，冷卻作用。該燃油潤(rùn)滑孔道C的堵塞是柱塞一套筒偶件的卡阻磨損的原因嗎？

觀察柱塞的損壞區(qū)域S，均是一道道細(xì)微劃痕，并且全是縱向（和柱塞運(yùn)動(dòng)方向一致）的。應(yīng)該是細(xì)微的硬質(zhì)小顆粒夾在柱塞一套筒偶件的運(yùn)動(dòng)結(jié)合面內(nèi)，隨著柱塞上下運(yùn)動(dòng)而劃出的痕跡。柱塞下部偶爾會(huì)出現(xiàn)局部的，光滑的磨損面。應(yīng)該是柱塞上行受阻力較大，柱塞“彎曲”變形和套筒的偏磨形成的磨損面。燃油潤(rùn)滑孔道C的堵塞應(yīng)該是柱塞上行，發(fā)生卡阻，偶件本體摩擦過(guò)熱，造成小孔C內(nèi)的燃油過(guò)熱高溫結(jié)碳，近而堵塞該小孔！那么高壓油泵偶件發(fā)生卡阻的原兇：微小的硬質(zhì)顆粒在偶件肩頸處積聚一一一卡阻柱塞運(yùn)行一一一偶件摩擦過(guò)熱一一一孔道C內(nèi)的燃油過(guò)熱結(jié)碳一一一堵塞孔道C一一一偶件潤(rùn)滑冷卻不良一一一再卡阻一一一過(guò)熱一一一結(jié)碳。如此一個(gè)惡性閉環(huán)循環(huán)！也就是說(shuō)，剛開始活絡(luò)油門齒條可以恢復(fù)高壓油泵工作，多次后就不可以恢復(fù)的原因。拆解觀察，燃油潤(rùn)滑孔道C的堵塞，也是在靠近偶件運(yùn)動(dòng)面的下端結(jié)碳嚴(yán)重，清通出來(lái)的也均是碳質(zhì)顆粒1

3硬質(zhì)顆粒的來(lái)源

引起高壓油泵柱塞一套筒偶件卡阻的硬質(zhì)微小顆粒應(yīng)該來(lái)源于燃油。可燃油所含的微量硬質(zhì)微小顆粒會(huì)有如此嚴(yán)重作用嗎？查閱副機(jī)說(shuō)明書，結(jié)果見表1：

可見，WARTSILA副機(jī)對(duì)燃油進(jìn)機(jī)前的要求：

Sodium鈉一一一不大于30mg/kg （ppm）

Aluminium +Silicon鋁+硅一一一不大于15mg/kg（ppm）

Conradson Carbon Residue殘?zhí)贾狄灰灰徊淮笥?5～22mg/kg （ppm）

MAN 6R32/40副機(jī)的燃油要求見表2：

可見，MAN副機(jī)對(duì)燃油的要求：

Solid particles固體顆粒最大值20mg/kg （ppm）

Particle size顆粒大小最大值5Micron（um）

無(wú)論是WARTSILA還是MAN副機(jī)對(duì)使用的燃油顆粒含量均有嚴(yán)格要求，而實(shí)際補(bǔ)加到船的燃油到底含有何種顆粒？查閱我司的DNV油樣化驗(yàn)報(bào)告，列舉見表3：

可見燃油的顆粒成分是比較復(fù)雜的，至少含有殘?zhí)肌⒒曳帧⒌\、鈉、鋁、硅鐵、鎳、鈣、鎂、鋅、磷、鉀等十多種金屬，非金屬的化合態(tài)的或單質(zhì)態(tài)的固體顆粒成分。

該份油樣的化驗(yàn)結(jié)果顯示：鋁+硅含量偏高48mg/kg，雖合格（未超過(guò)60 mg/kg），但偏高。查閱最近幾年的多份燃油化驗(yàn)記錄列表見表4：

備注：只特別統(tǒng)汁WARTSILA副機(jī)要求的鋁+硅固體顆粒的成分

港口縮寫：PKG-巴生RTM-鹿特丹FOS-福斯HFK-哈爾法侃

由此表可見在PKG補(bǔ)加的燃油的灰分，殘?zhí)迹X+硅含量普遍偏高！

其中，5 600 TEU的船舶副機(jī)是WARTSILA6R32/35機(jī)型，也是高壓油泵偶件出現(xiàn)卡阻損壞最多，最嚴(yán)重的船型。該類型船舶主要加油港口就是PKG，佐證燃油的鋁+硅含量偏高是引起高壓油泵偶件卡阻，損壞的主要原因。

4預(yù)防措施

針對(duì)副機(jī)使用燃油的嚴(yán)格要求，可以采取如下預(yù)防措施：

（1）選擇燃油質(zhì)量比較好的國(guó)家或者港口補(bǔ)加燃料油，我司有大量的燃油化驗(yàn)報(bào)告信息。采集比對(duì)，總體應(yīng)該是歐美，俄羅斯的燃油油質(zhì)較好。

（2）選擇高速率的，高凈化效果的燃油凈油機(jī)。

（3）定期清潔燃油沉淀柜，日用柜。

（4）采取精細(xì)過(guò)濾。

（5）減小凈油機(jī)的分離量，提高凈化效果。

由于第一條是公司決定的，第二條的燃油凈油機(jī)不可更換，第三條勞動(dòng)量比較大，需要公司指導(dǎo)安排，所以現(xiàn)有船舶只能在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上采取第三、第四條措施。

在5 600TEUDE“XCHW”輪、 “XFZH”輪，接班的時(shí)候經(jīng)常發(fā)生副機(jī)高壓油泵偶件卡阻損壞，還多次跳電！影響船舶安全營(yíng)運(yùn)。采取了如下措施：

（1）凈油機(jī)的油泵進(jìn)口濾器換成60目的細(xì)濾網(wǎng)。

（2）調(diào)節(jié)凈油機(jī)的流量，由原來(lái)的單臺(tái)凈油機(jī)的5.0m3/h，調(diào)節(jié)到2.0 m3/h，開啟2臺(tái)凈油機(jī)運(yùn)行。

（3）在碼頭期間對(duì)燃油日用柜循環(huán)凈油。

這些措施雖然增加了輪機(jī)員清洗濾器和檢修設(shè)備的工作量，但效果顯著，沒(méi)有再出現(xiàn)高壓油泵的偶件卡阻損壞現(xiàn)象。

在8 530TEU的“XOZH”輪，和8 100TEU的“CSCLASIA”輪，均存在副機(jī)啟動(dòng)時(shí)，1-2只缸發(fā)生不發(fā)火的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)凈油機(jī)的分離量，精細(xì)化凈油，效果顯著1

5結(jié) 語(yǔ)

為了避免損壞副機(jī)高壓油泵的柱塞一套筒偶件，主管輪機(jī)員應(yīng)該嚴(yán)格按照說(shuō)明書的要求維修保養(yǎng)。輪機(jī)長(zhǎng)要及時(shí)查閱燃油化驗(yàn)報(bào)告，特別是對(duì)鋁+硅等硬質(zhì)顆粒含量較高的燃油，要求加強(qiáng)凈化分離。提醒輪機(jī)員切不可為了減少工作量，采取少開凈油機(jī)，加大分離量，使用粗濾器等短視措施，這樣會(huì)給副機(jī)的安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。

作者簡(jiǎn)介：

王瑞卿，輪機(jī)長(zhǎng)， （E-mail）243189023@qq.corn