ALFA LAVAL SU855分油机结构特点及跑油故障分析

1、大连海事大学毕 业 论 文二一年十月ALFA LAVAL SU855分油机结构特点及跑油故障分析专业班级:轮机06级6班姓 名: 孙 国 俊 指导教师: 轮机工程学院摘要：分油机是船舶燃油处理的主要设备，其运行情况的好坏直接关系到班期的准时，主机、副机和燃油辅助锅炉等设备的可靠性、经济性和使用寿命。ALFA LAVAL SU855分油机是ALFA LAVAL公司近些年设计生产的基于ALCAP概念的 较先进的分油机。本文着重介绍ALFA LAVAL SU855分油机的结构特点、较容易出现的排渣口跑有故障分析以及日常管理要点。首先，ALFA LAVAL SU855分油机与以往ALFA LAVAL的

2、其他型号的分油机（如FOPX、MFPX和LOPX）在结构上有许多改进；其次，由于结构上的差异其在跑油这一分油机典型故障的原因和解决方法上也有一些不同；最后，探讨一下在日常管理方面应注意的问题。关键词：分油机 结构特点 跑油 故障分析 管理要点ABSTRACT: Purifier is one of the most important equipment to treat the fuel oil, whose working condition counts for much about ship schedule and the dependability, economization,

3、working life of the main engine, auxiliary engine and donkey boiler. ALFA LAVAL SU855 purifier is designed and produced which is based on ALCAP conception by ALFA LAVAL corporation in years. This paper introduces the structure characteristic, oil leaking from the bowl that is the common fault of pur

4、ifier and the point of management of this type purifier ALFA LAVAL SU855. Firstly, the structure characteristic of SU855 is different from former type purifier of ALFA LAVAL with some improve on structure; secondly, there are some different causes and actions of leaking from the bow; at last, debati

5、ng how to manage this type purifier in daily manual.KEY WORDS: purifier structure characteristic oil leaking from the bow fault analysis Management point目录预留ALFA LAVAL SU855分油机结构特点及跑油故障分析前言人的生存需要纯净的血液，就如同船舶运行的安全、稳定需要纯净的油一样。我们大家都知道，船用分油机是对船舶燃油、润滑油进行净化、提纯的重要设备。以柴油机为动力的现代大型船舶，几乎全部燃用劣质低级重燃料油。可是重油本身会有较多的

6、硫分、灰分、水分、机械杂质等等，加之在加装、储运过程中难免将不同地区、不同规格的油混装在一起从而生成悬浮物，影响燃油质量，所以燃油的分离显得格外重要。作为船舶燃油、滑油系统中关键设备的分油机，它的运行状况的好坏直接影响燃、滑油油料的品质，进而影响船舶动力系统的运行工况，有时甚至会影响到船舶的航行安全。近年来随着国际油价的提升，船舶运输成本中燃油部分比例直线上升，以及原油冶炼技术的提高，使得分油机工作环境越来越恶劣。同时，由于其内部结构较为复杂，也给轮机管理人员的工作增添了很多困难。随着船舶设备自动化进程的深入，分油机的结构和功能也与时俱进以适应机舱自动化的要求。ALFA LAVAL S系列分油

7、机与ALFA LAVAL以往型号的分油机相比有了较大的改进，但由于知识的更新等原因，少数轮机管理人员还局限于关于分油机的旧的思想，在日常管理中未能仔细阅读说明书，出现例如排渣口跑油等分油机的典型故障时墨守成规，不能有效找出故障原因。中海集运旗下的4250TEU系列集装箱船都配备ALFA LAVAL SU855分油机5台，其中3台用于分离燃油，2台用于分离主机滑油。MAN B&W8K90MCC主机100%MCR运行时每24h消耗燃油量高达154MT，需要同时运行两台燃油分油机；滑油分油机的运转状况直接影响主机润滑的效果，可见分油机的运行状况对船舶航行的安全性，准班性以及设备的安全性、可靠

8、性、经济性和使用寿命都有着较大的影响。所以说了解分油机的原理、结构、故障分析和日常管理要点是至关重要的，由于离心分离原理在各种相关教材上讲解的很详尽，这里不再赘述。本文就SU855分油机与其他型号分油机在结构上的不同点和油故障进行分析，以及日常管理中的要点进行简要说明。1. SU855分油机结构特点 1.1 ALFA LAVAL SU855分油机系统综述ALFA LAVAL SU855分油机是基于ALCAP概念（即ALFA LAVAL CLARIFIER AND PURIFIER）设计和制造的。顾名思义，基于该技术开发的ALFA LAVAL S 系列离心分离系统将传统分水机、分杂机的技术特点融

9、合为一体，相互取长补短，同时具有分杂机和分水机的技术特性。在原理上，该系统可以看作是分水机和分杂机的串联并偏重于分杂机模式，既有良好的分水性能，又有超强的除杂能力，大大提高了综合分离性能，不但能够处理比重高达1010 kg/m³ 的燃料油， 而且可以分离出燃油中超过85%的5 微米以上的颗粒， 做到最大限度地去除水分、催化剂粉末以及其他微粒，是离心分离技术的一大进步。SU855分油机的主要技术参数为：分离量18500L/h、最大分离密度：1010kg/m³、最大分离黏度55cSt（100）、转速7913rpm、传动比96:211、电动机转速3600rpm、电动机电压440V

10、、频率60Hz、功率18kW、EPC50控制单元电压220V、排渣量7.2L/次。其系统组成如图1.1所示。控制单元由以往的EPC400升级为EPC50，其监控能力更加完善。其中主要参数意义如下：(1) TT1：检测进口油温；(2) PT1：检测进口油压；(3) PT4：检测出口油压；(4) MT50：检测出口油液中的含水量；(5) PT5：检测出水口水压；(6) 以及未处理油液进口气动三通阀V1、净油出口气动截止阀V4、出水管泄放阀V5、水封水阀SV10、排渣水阀SV15、密封水阀SV16还有振动传感器、转速传感器等。以上皆是由EPC50控制单元监控或控制其动作信号的。ALFA LAVAL

11、S 系列净油机相对于传统净油机的改进，主要有排除分离水技术、工作水和排渣技术、采用不锈钢弹簧卡环取代原碳钢螺纹锁环来锁紧分离筒上盖、皮带传动取代蜗轮蜗杆传动等。其中排出分离水技术创立全新理念， 彻底解决了离心分离最大的难题不能分离比重接近甚至超过水的油料。图1.1 ALFA LAVAL SU855分油机系统图1.2 ALFA LAVAL SU855分油机结构特点ALFA LAVAL SU855分油机主要由处理部分（process section）、传感器（sensors）、电动机（electric motor）、驱动部分（drive section）、排渣口（sludge outlet）、润滑

12、系统（lubrication system）和机架（frame）组成。其结构如图1.2所示：图 1.2 ALFA LAVAL SU855分油机结构图其中采用了更低的机架本体和底座，电动机直接固定在机架上，机架采用弹性地脚使之固定在支座上；排渣口和以前的型号相比没有变化。以下就在结构上有所改进的地方进行介绍。立轴立轴由传统的蜗轮蜗杆传动改为皮带传动。取消了横轴，分离桶的转速要求由原动机转速经两个皮带轮96:211的传动比实现。立轴结构如图1.3所示。其结构特点如下：h 上轴承为单列滚珠轴承, 安装于上轴承座，见图1.4；h 上轴承座与轴承箱之间有6个径向减震弹簧和三个轴向减震弹簧；h 紧靠上轴承

13、装有一个离心风扇, 其导风罩安装在上轴承箱上；h 下轴承使用自调整式滚柱轴承；h 底部向心油泵，用螺纹连接在立轴上；h 立轴皮带传动轮的轮毂（有四个圆孔）， 用锥面连在立轴上， 油泵上紧就可锁紧下轴承和皮带轮毂；h 安装爱电动机输出端的离心离合器中装有摩擦片，可以使电动机柔和地起动和平稳地加速，防止皮带或电动机过载，见图1.5；h 取消了以往分油机的刹车装置。图 1.3 立轴及其附件 图1.4 上轴承结构 图1.5 离心离合器结构分离筒图 1.6 分离桶结构图SU855分油机相对以前的型号分离桶的结构变化较大，见图2.1，下面主要在结构变化的细节进行说明：h 不锈钢锁紧环（lock ring）

14、取代了碳钢的螺纹锁环，拆装时不再需要笨重的专用工具和大力的敲击，只需用专用工具（compressing tool）压紧分离桶上盖即可取出锁紧环；h 分离桶顶盘（top disc）是分离后的净油和水的分界面，下部为净油，在进、出油管上有一分界盘（paring disc），即向心油泵，用于排出经过离心分离的净油；上部为水，在分离桶上盖和分离盘组之间的集水空间有一分界管（paring tube）取代了传统的向心水泵，具体分析见全新排水技术。明显的物理分隔显著减少了出水口跑油故障发生的概率；h 控制滑盘（operating slide）的上移复位不再使用弹簧，而是工作水压力；h 排渣滑环（discha

15、rge slide）为柔性可变形（flexible）结构。关闭时在其下部压力水的作用下周边变形上移，关闭排渣口，完成关闭动作；排渣时因失去其下部水压的支撑在自身弹性和离心力的作用下复位下移，打开排渣口；全新的排出技术众所周知， 离心分离主要利用不同物质比重不同的性质，在高速旋转的分离筒内形成分界面。传统分油机，用比重环确定分界面的位置。若分离比重接近甚至超过水的油料，比重环就很难确定分界面的位置。图 1.4 分界管结构原理图分界管（Paring Tube）是S 系列净油机中变化很大的部件。分界管和转动臂通过螺钉连接成一个整体并可以绕C 所在的轴转动，功用是给分离水加压，一旦排水阀V5 开启即排

16、出分离水。它取代了图3 所示原来的“进、出口管”上部用于排水的分界盘（paring disc）。整个分界管可以看作是能够绕以C 所在轴线转动的、水平作用半可变的单叶片向心泵，沿箭头A 方向转动，叶片有效半径减小，反向则为增大。沿A 向高速旋转的分离水进入分界管， 在管内动能转化为压力能再反向沿箭头B 的方向进入到中空的C 轴内下行，再通过“进、出口管”内的腔室结构上行至出口排出。分界管进口保持与油水分界面一致，像冲浪板浮在波浪上。(1) 控制单元使用EPC-50，按设定的时序程序，控制分油机的启动、排渣、停机。内部参数，有安装参数（Installation Parameter）、程序参数（Pr

17、ocess Parameter）和厂家设定参数（Factory Set Parameter），分油机启动排渣停机的时序参数在厂家设定参数的后面。用户可根据分油机的用途和不同使用条件，修改内部参数。(2) 水分传感器水分传感器与EPC-50结合，形成ALCAP系统。分油机正常运行期间， 分离筒油渣空间积满油渣，水会随净化的油排出，净油含水量增加：h 水分传感器测量净油含水量并传给EPC-50；h 净油含水量超过设定值（70），EPC-50短时打开泄放阀，含水的净化油回到进油口再次分离净化， 直至净油含水量小于触发值，泄放阀关闭；h 5 次泄放后，净油含水量仍超过设定值（70），EPC-50报警；

18、h 一个设定的分离时段中，泄放阀打开超过5次，由EPC-50控制自动进人排渣程序。1. 控制程序的特点(1) 启动控制程序启动程序分标定启动和非标定启动。分油机达到启动转速，按“Separation”，系统询问“Bow Dismantled”，应答“NO”，系统进人非标定启动。分油机达到启动转速，“Separation”，系统询问“Bow Dismantled”，应答“YES”系统继续询问“Assembled According To Manual？”，应答“YES”，系统再继续询问“Bow Cleaned？” 应答“YES”则系统进人标定启动程序，应答“NO”则系统进人非标定启动。标定启动程

19、序和非标定启动程序的主要区别，是标定启动程序有一个排渣过程。这个过程中不供给水封水，水分传感器使用稳定值，Ti75结束后标定水封水流量。若标定水封水量Ti 59不超过最大时间（170s），则进入正常的分离排渣程序。计算Ti 59，作用是标定水封水的流量。EPC-50根据已知的分离筒容积，和水从注入分离筒到出油口压力达到0.02MPa（参数Fa6）的时间，计算水封水的流量，并据此进一步计算出供给水封水的设定时间（Ti 63，计算后被自动设定），以保证水封水量正确。置换水的注水时间Ti 72，取决于标定水流量和分离筒的容积。EPC根据检测到的净油含水量的减少（最大减少量为15%，可调）计算设定值。

20、非标定启动程序中，Ti 59的储存计算值使用程序Ti 63的值。(2) 分油、排水和排渣Ti 65 15s持续检测净油的含水量。若检测到水的痕迹，下次排渣前将减少供给置换水的时间。Ti 66 10s测试分离筒泄漏。随着停止进油并关闭出油阀:检测到压力下降表明分离筒有泄漏；压力降大于0 .1 M Pa，“Oil Leaking From The Bow”报警。为了在0.10 2 M Pa范围内找到一个合适的压力，Ti 65和Ti 66可能会重复。Ti 67是水分值标定时间，在程序过程稳定后，水分传感器的标定值被储存。分离净化阶段，进行x次（0100次，可调），“Sludge In The Bow”测试，以检测排渣效果和分离筒内积渣空间容积，一旦发出报警（该报警不能被搁置），系统进人停机程序，直到分油机停止，系统显示“Stand Still”。正常的排渣时序，是Ti72-Ti73-Ti75-Ti62-Ti63-进人下一个分离过程。Alfa Laval没有介绍“Sludge In The Bow”检测，实际操作中得知“Sludge In The Bow”测试的时序是Ti72-Ti 73-Ti 75-Ti 62-Ti63一进人下一个分离过程