“海巡160”輪滑油分油機(jī)跑油故障的研究分析

胥祺 崔龍超 瞿敏康

摘 要：本文從“海巡160”輪滑油分油機(jī)跑油故障概述引言，通過對(duì)分油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理深入剖析，對(duì)分油機(jī)發(fā)生跑油故障進(jìn)行歸納分析及排查，便于后期工作人員快速分析跑油故障警報(bào)、消除故障，從而提升船機(jī)管理人員的管理水平和工作效率，進(jìn)一步保障船機(jī)安全。

關(guān)鍵詞：分油機(jī)；跑油；歸納分析；船機(jī)安全

0 引 言

船用滑油能起到減磨、密封、冷卻、清潔、減噪、傳遞動(dòng)力等作用，對(duì)船舶柴油機(jī)的正常運(yùn)行起到非常重要的作用。船用滑油在運(yùn)輸和存儲(chǔ)的過程中，會(huì)混入一些鐵屑和泥沙等雜質(zhì)，同時(shí)隨著柴油機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，也會(huì)混入一些水分、炭粒和金屬磨粒等污物，因此必須對(duì)其凈化處理。滑油分油機(jī)是船用滑油凈化的關(guān)鍵設(shè)備，利用不同比重分離的原理，通過高速旋轉(zhuǎn)的離心力，使得油、水、雜質(zhì)有效分離。

1 滑油分油機(jī)跑油故障概況

“海巡160”輪裝備兩臺(tái)Alfa Laval公司生產(chǎn)的滑油分油機(jī)，型號(hào)為P605，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速3 000 rpm，額定轉(zhuǎn)速9512 rpm，采用智能EPC-60控制系統(tǒng)。某日1號(hào)滑油分油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、分離左主機(jī)系統(tǒng)滑油，控制系統(tǒng)EPC屏幕顯示PT4壓力低報(bào)警，打開觀察口發(fā)現(xiàn)出水口跑油。

2 P605滑油分油機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理

2.1 P605滑油分油機(jī)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，該分離設(shè)備包含一個(gè)由帶機(jī)架蓋的機(jī)架頂部部件、機(jī)架中間部件和機(jī)架下部部件組成的機(jī)架。分離設(shè)備分離筒（C）由電動(dòng)機(jī)（A）通過皮帶傳動(dòng)裝置（D）和分離筒主軸（B）驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)配備有防止過載的摩擦聯(lián)軸節(jié)。分離筒為盤式，在排渣時(shí)以液壓方式運(yùn)行。中空分離筒主軸（B）的特點(diǎn)是安裝了一個(gè)葉輪，可以將內(nèi)置儲(chǔ)罐中的關(guān)閉水泵送到運(yùn)行的系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)排渣。

圖1 P605滑油分油機(jī)結(jié)構(gòu)

2.2 滑油分油機(jī)工作原理

分油機(jī)實(shí)際上一種沉淀設(shè)備，在快速旋轉(zhuǎn)的分離筒中，重力被比它大幾千倍的離心力所取代，從而實(shí)現(xiàn)油、水、雜質(zhì)連續(xù)且快速分離。

圖2 P605滑油分油機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

2.2.1 液體流動(dòng)

如圖2所示，分離過程在旋轉(zhuǎn)的分離筒中進(jìn)行，待分離的滑油由（201）進(jìn)入分離筒，油從分配器（T）引向分離筒外圍。未分離的油到達(dá)分配器的導(dǎo)流槽時(shí)通過疊片組（G）形成的通道上升，并由此均勻地分配到疊片組內(nèi)。滑油在向分離筒中心流動(dòng)時(shí)連續(xù)分出雜質(zhì)，清潔的滑油離開疊片時(shí)向上流動(dòng)并進(jìn)入向心泵腔，由向心泵（F）泵出并通過出口（220）離開分離筒；分離的雜質(zhì)和水向分離筒外圍運(yùn)動(dòng)，分離的水沿著疊片組外部上升，通過疊片頂部罩與分離筒蓋間通道后，再經(jīng)過比重環(huán)（K）邊緣離開分離筒，然后進(jìn)入分油機(jī)的污渣和水共用出口（221）；較大的雜質(zhì)由疊片組外部的污渣腔收集，并通過排渣口（L）定時(shí)排放。

圖3 水封水和置換水的原理

2.2.2 凈化中的水封水和置換水

如圖3所示，為了防止油流到頂部罩（I）外緣并通過出水口（221）逸出，分離筒中必須進(jìn)行水封。完成此操作的方法是：在供應(yīng)未分離的油之前，先通過進(jìn)水口（206）向分離筒中加水，開始供油后，油將迫使水流向分離筒外圍，且水與油之間將形成一個(gè)分離面（X），該分離界面的位置由比重環(huán)（K）的尺寸確定。

為了避免排渣時(shí)出現(xiàn)油損失，需要向分離筒中給送置換水。排放前先停止供油，并通過進(jìn)水口（206）添加置換水，這些水將改變分離筒中的平衡，并且分界面（X）向內(nèi)移到新的位置（Y），這會(huì)增加污泥空間中的水量，進(jìn)行污泥排放時(shí)，污泥與水將單獨(dú)排放。排渣后將立即形成新的水封，供油將重新開始。

2.2.3 比重環(huán)

在凈化模式下，可以通過更換其中某個(gè)較大或較小尺寸的比重環(huán)（K）來調(diào)整分界面（X）的位置，尺寸較大的比重環(huán)會(huì)將分界面移向分離筒外圍，而尺寸較小的比重環(huán)將使分界面位置更靠近分離筒中心。

圖4 分離筒排渣口開/閉示意圖

2.2.4 分離筒排渣口閉合

排渣口閉合主要是當(dāng)排渣完成后，滑動(dòng)底盤被關(guān)閉水上壓來實(shí)現(xiàn)。如圖4、圖5所示，關(guān)閉水由內(nèi)置關(guān)閉水箱通過分離筒主軸泵送到運(yùn)行的系統(tǒng)中，通過配水管道頂起操作滑塊（O）使其三個(gè)閥塞密封住上分配環(huán)（N）的3個(gè)泄水孔，從而使滑動(dòng)底盤下部形成一個(gè)密封空間。關(guān)閉水通過另一配水管路進(jìn)入密封空間將滑動(dòng)底盤頂起上壓，使密封圈（m）緊貼分離筒蓋，遮住排污口（L）。在分油過程中，為防止關(guān)閉水泄漏，將通過分離筒主軸持續(xù)泵送補(bǔ)給水。

2.2.5 分離筒排渣口開啟

此操作通過系統(tǒng)供應(yīng)開啟水（372）使操作滑環(huán)向下運(yùn)動(dòng)，從而使上分配環(huán)內(nèi)部空間的水通過泄水孔泄漏，通過分離筒體上的噴嘴（Y）將水排凈。分離筒中液體產(chǎn)生的壓力將滑動(dòng)分離筒底盤迅速下壓，從而開啟排渣口。

3 分油機(jī)跑油故障分析及故障排查

通過對(duì)ALFA ?LAVAL P605分油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理分析可知，跑油主要分出水口跑油、排渣口跑油或兩者兼而有之。

3.1 出水口跑油

出水口跑油根本原因是水封水未建立或者受到破壞，主要是從X界面外移來分析。其主要原因如下：

3.1.1 分離盤組臟污

分離筒內(nèi)部分離盤組臟污，尤其是疊片組之間的臟堵，造成液體流動(dòng)通道的阻塞，使得油水分界面外移，從而造成出水口跑油。

若分油機(jī)運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)或者滑油油質(zhì)過臟，未能及時(shí)保養(yǎng)分油機(jī)，造成臟污嚴(yán)重。分離盤的臟污程度一般可根據(jù)設(shè)備循環(huán)保養(yǎng)記錄或輪機(jī)日志確定。

圖5 開啟水和關(guān)閉水供應(yīng)

3.1.2 比重環(huán)選擇不當(dāng)

比重環(huán)內(nèi)徑的大小，直接決定出水口的直徑。比重環(huán)內(nèi)徑過小，則出水口出水不順暢，使得油水分界面內(nèi)移而使分離效果變差；比重環(huán)內(nèi)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。

可以使用“比重環(huán)列線圖”作為指南，合理選擇適用的比重環(huán)。

3.1.3 油溫過低或油溫過高

油溫過低，油料黏度變大，使流動(dòng)性能減弱，并且相對(duì)密度增加，使旋轉(zhuǎn)的離心力變大，從而使油水分界面外移，造成分油機(jī)出水口跑油。油溫過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水封水蒸發(fā)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(shí)船運(yùn)行中，絕大多數(shù)是因油溫過低而造成的出水口跑油。

通過觀察控制面板上的顯示溫度可以確定油溫是否正常，進(jìn)一步合理調(diào)節(jié)加熱蒸汽閥。滑油分油機(jī)的分離溫度一般控制在82℃。

3.1.4 起動(dòng)時(shí)沒有注入水封水或者水封水加得太少

水封水太少會(huì)使油水分界面外移，造成出水口跑油。

檢查水封水電磁閥（SV10），確認(rèn)是否正常動(dòng)作；如果電磁閥正常動(dòng)作，檢查供水管路、濾器、閥芯是否臟堵。

3.1.5 分離油的密度過大

分離油的密度過大，會(huì)使分離筒內(nèi)部油的離心力增加，使油水分界面外移，造成出水口跑油。

合理的選擇適配滑油，一般柴油機(jī)說明書都有標(biāo)明滑油的選型。在加裝滑油的時(shí)候，輪機(jī)員務(wù)必與廠商核對(duì)滑油型號(hào)，確保無誤。

3.1.6 分油機(jī)進(jìn)油閥開得太大

分油機(jī)進(jìn)油閥開得太大，進(jìn)口壓力過高，導(dǎo)致水封水被破壞。

通過觀察控制面板上的滑油進(jìn)口壓力顯示或者進(jìn)口壓力表（PT1）可以確定背壓是否正常，進(jìn)一步合理調(diào)節(jié)進(jìn)油閥開度。

3.1.7 分油機(jī)凈油出口閥開度過小

凈油出口閥開度過小或未開啟，會(huì)造成凈油出口背壓過高，致使油水分界面外移，造成出水口跑油。

通過觀察工作面板上的凈油出口壓力顯示或者出口壓力表（PT4）可以確定背壓是否正常，進(jìn)一步合理調(diào)節(jié)凈油出口閥開度。

3.1.8 向心油泵故障

分油機(jī)的凈油排油泵為不轉(zhuǎn)動(dòng)的向心泵，若向心油泵由于臟污或故障導(dǎo)致不能排油，則凈油無法正常排出，會(huì)造成分離筒內(nèi)油壓增高，油水分界面外移，造成出水口跑油。

初步觀察工作面板上的凈油出口壓力顯示或者出口壓力表（PT4），如果壓力過低，關(guān)小凈油出口閥后仍PT4警報(bào)，則可以拆檢向心泵是否堵塞或者故障。

3.2 排渣口跑油

排渣口跑油根本原因是排渣口未能關(guān)閉。在分油過程中，只有當(dāng)操作滑環(huán)上方空間水泄完，操作滑環(huán)上移，3個(gè)閥塞堵住上分配環(huán)泄水孔，工作水進(jìn)入滑動(dòng)底盤下方空間，滑動(dòng)底盤上移貼近分離筒蓋，形成有效密封，才能防止排渣口跑油。妨礙上述過程的原因有以下幾類：

3.2.1 滑動(dòng)底盤

a.滑動(dòng)底盤與分離筒蓋不能緊貼，主要是底盤上端面主要密封環(huán)失效。

檢查滑動(dòng)底盤上端的主密封環(huán)，觀察主密封環(huán)安裝是否到位或表面是否有損傷。

b.滑動(dòng)底盤下方缺關(guān)閉水或者補(bǔ)償水，主要是配水管道或者控制閥堵塞或者泄漏。

檢查關(guān)閉水或者補(bǔ)償水電磁閥（SV16），確認(rèn)是否正常動(dòng)作；若電磁閥正常動(dòng)作，檢查供水管路、濾器、閥芯是否臟堵。

c.活動(dòng)底盤下方泄漏嚴(yán)重，主要是活動(dòng)底盤周向密封環(huán)失效。

檢查滑動(dòng)底盤周向密封環(huán)，觀察周向密封環(huán)安裝是否到位或表面是否有損傷。

d.分離筒轉(zhuǎn)速低。關(guān)閉水或者補(bǔ)償水通過主軸泵送至分離筒內(nèi)，分離筒轉(zhuǎn)速低，則活動(dòng)底盤下方的水壓相應(yīng)較低，致使排渣口不能完全關(guān)閉，造成排渣口跑油。

分油機(jī)在進(jìn)水封水和補(bǔ)償水后運(yùn)行時(shí)電流為正常值的3.5 A，排渣時(shí)其電流變大為4 A，若轉(zhuǎn)數(shù)過低，其電流會(huì)相應(yīng)增大，可通過配電板上的電流表觀察。

3.2.2 操作滑環(huán)未上移，3個(gè)閥塞未有效堵住上分配環(huán)的泄水孔

a.操作滑環(huán)上的3個(gè)塑料閥塞失嚴(yán)。

檢查操作滑環(huán)的3個(gè)塑料閥塞，觀察閥塞的表面是否有損傷或安裝是否到位。

b.關(guān)閉水或者補(bǔ)償水電磁閥（SV16）配水管道堵塞或者泄漏，工作水不能將操作滑環(huán)托起，從而形成有效密封。

檢查關(guān)閉水或者補(bǔ)償水電磁閥，確認(rèn)是否正常動(dòng)作；若電磁閥正常動(dòng)作，檢查供水管路、濾器是否臟堵。

c.分離筒上的噴嘴（Y）堵塞，不能泄水。

操作滑環(huán)側(cè)邊的噴嘴孔徑很小，正常情況下有少許的定量泄漏。如果水孔被水垢堵塞，在分油的過程中多余的補(bǔ)償水就積聚在操作滑環(huán)上部的水腔中，當(dāng)越積越多的上部水腔水壓大于下部水腔水壓時(shí)，就會(huì)把操作滑環(huán)往下壓，使得操作滑環(huán)下落，造成底盤底部水泄漏、下落，打開排渣口，導(dǎo)致排渣口跑油。

4 分油機(jī)的故障消除

分油機(jī)各個(gè)環(huán)節(jié)程序的控制最終是通過水封水（置換水）、關(guān)閉水（補(bǔ)償水）、開啟水來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于分油機(jī)的跑油故障，不用急于拆檢，更換修理包，應(yīng)該從易到難逐步排查。應(yīng)通過手動(dòng)控制工作水的方法進(jìn)行初步判斷，如果手動(dòng)控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)運(yùn)行正常，則下一步排查自動(dòng)控制部分。如電磁閥故障不能正常動(dòng)作、相關(guān)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、警報(bào)裝置調(diào)整不當(dāng)?shù)取Ｈ绻謩?dòng)控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)運(yùn)行不正常，則根據(jù)分油機(jī)跑油故障逐步分析、排查。

根據(jù)“海巡160”輪滑油分油機(jī)故障現(xiàn)象可知，PT4低壓警報(bào)，出水口跑油。輪機(jī)員關(guān)小凈油出口閥，手動(dòng)補(bǔ)充水封水，仍然產(chǎn)生PT4低壓警報(bào)，出水口跑油。隨即停機(jī)，拆檢向心油泵，發(fā)現(xiàn)泵底部有如圖6那樣的細(xì)小裂紋。

圖6 向心油泵開裂

圖7 分油機(jī)機(jī)架蓋安裝示意圖

在分析查找故障原因時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果向心油泵拆裝失誤，機(jī)架蓋至向心泵頂端高度就不會(huì)如圖7標(biāo)示的98±0.5mm，從而導(dǎo)致向心泵與向心泵蓋刮擦，使得向心泵開裂，以至從出水口跑油（向心泵出現(xiàn)裂紋，將導(dǎo)致泵送能力不足、分油機(jī)內(nèi)部背壓過高，使油從出水口跑出去）。隨后更換備件，添加高度調(diào)節(jié)環(huán)，調(diào)整其高度在標(biāo)示范圍內(nèi)，裝復(fù)運(yùn)行P605型分油機(jī)一段時(shí)間，不再有PT4報(bào)警，各參數(shù)正常，故障消除。

5 結(jié) 語

滑油分油機(jī)對(duì)船舶柴油機(jī)工作的安全性、可靠性和使用壽命影響極大，因而檢修分油機(jī)是輪機(jī)員必需的日常工作。搞清分油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)跑油故障的分析和排除是非常重要，所以碰到問題一定要熟讀說明書，按照先易后難的原則逐一排查，縮小故障范圍，準(zhǔn)確確定故障原因；其次維護(hù)保養(yǎng)的時(shí)候，一定要按照說明書要求的拆裝步驟、專用工具使用、安裝的注意事項(xiàng)等仔細(xì)進(jìn)行。

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作者簡(jiǎn)介：

胥祺，（E-mail）304261569@qq.com，18379501459

崔龍超，（E-mail）597742596@qq.com，18193620712

瞿敏康，（E-mail）quminkang@126.com，13816471083