【船用燃油分油机跑油的原因分析7800字（论文）】

引言现代船舶使用的燃油都是含有大量杂质的低劣渣油，若直接使用会对船舶主机带来各种危害，因燃油含有大量杂质会造成喷油器堵塞，还会使燃烧质量过于恶劣产生大量残渣造成拉缸，对活塞头、气缸套、活塞环和气阀带来损害；又因燃烧恶劣会产生有毒气体对排气阀等造成化学腐蚀，并造成大气污染，因此对于船用燃油的净化是非常有必要的REF_Ref894\r\h[1]。现代船舶燃油系统主要由燃油舱、沉淀柜、驳运泵、调驳阀箱、分油机、粗细滤器、低压输送泵、加热设备及有关的管路和阀件组成，其中燃油净化的核心是分油机。在船上燃油分油机的作用是将含有水分和机械杂质的燃油净化，并输送至船舶燃油日用柜中为船舶日常所需的燃油进行储备REF_Ref7131\r\h[2]。若分油机出现故障，会使主机燃烧失去动力，对船舶的航行带来影响。因此船用燃油分油机在船舶燃油系统中起非常重要的作用，但在日常运行工作中因各种人为管理因素不当或各种环境因素的影响，使得燃油分油机出现各种故障，如分离筒不能到规达定转速、不能进油或分油过程断油、出水口跑油、排渣口跑油、不能排渣、出现异常振动或噪声等，其中最为常见的故障是分油机出水口跑油和排渣口跑油REF_Ref1025\r\h[3]。因此研究分析分油机跑油对轮机人员操作分油机有指导意义，为分油机的管理提出参考价值。由于在本次实习船只中燃油分油机一直正常工作并没有出现跑油现象，这里就借鉴参考文献中的船用燃油分油机跑油这一故障进行分析，为日后燃油分油机的使用和预防跑油提出建议，降低经济损失。1船用燃油分油机跑油故障案例1.1燃油分油机出水口跑油案例某外籍集装箱船在从青岛到釜山的海上行驶中，警报声响起，当天的值班轮机员听到后，发现是分油机控制面板上的漏油警报响起，并且分油机已自动停止工作REF_Ref1129\r\h[4]。在确认报警后，二管首先检查系统是否正常，重新启动时观察控制面板上的启动电流，确认到面板上的启动电流正常。但在察看分油机控制面板上的温控面板时，发现温度显示不稳定。在分油机分离燃油期间，观察排水口和排渣口的工作情况，发现排水口有油流出，且排渣口无异常，因此判断燃油分油机的故障为排水口跑油。由于白天进行燃油分离净化作业时一切正常，故二管轮判断比重环未出现问题。通过查看轮机日志得知，已有近两个月时间未清洗燃油分油机，因此怀疑故障原因可能是污物堵塞分离盘组造成的故障，之后二管轮对分油机整体进行了清洗。二管轮在系统的检查进程中，发现燃油加热器的加热温度显示不稳定，故判断系统可能出现故障，并且问题可能在温度感应器附近，因温度传感器易更换，在更换传感器后重新启动分油机，发现故障已排除。案例中，二管轮先是查看控制系统整体工作是否正常，并通过故障现象判断出现问题的大致部位，再通过查看日志记载确定问题所在，排除故障并进行优化。由上述案例可以得知，通常分油机发生故障时，都需要经过排查判断故障类型和造成故障的部位。处理故障时要熟知分油机系统和排查故障时要遵循先简单后复杂的原则。1.2燃油分油机排渣口跑油案例某船主机在运行过程中，燃油净化系统出现故障，燃油分油机排渣口跑油，发出跑油报警和油压低报警，值班轮机员确认后，并通知了相关人员REF_Ref1175\r\h[5]。故障发生后，二管轮做了如下处理：①拆卸置换水、开启水水阀模块，更换置换水、开启水水阀膜片，对水系统的滤器进行清洗。②在维修过程中，发现工作水的水量稍大，调节管路中节流垫片开口，并进行试验发现工作水管路节流垫片若开口大于4.5mm，排渣结束进行正常分油工作时，滑动底盘会落下，排渣口开启；若开启水管路节流垫片开口小于4.5mm，排渣刚结束滑动底盘就会落下，并再次开启排渣口。③进行手动排渣试验，滑动底盘的上升和下降都未发现异常，但在正常分油时又会出现报警。④解体分油机，检查分离筒中的部件，调整配水盘的高度，清洁计量环。⑤拆下分油机的摩擦片，发现正在使用的摩擦片与原来被更换的原厂旧摩擦片弧度不一致，且重量不相等，对旧摩擦片进行打磨处理，并将打磨过的旧的摩擦片重新安装。⑥装机试验，发现在排渣间隔设在35min时不发生故障报警，但当把排渣间隔调至60min时，发生燃油低压报警，排渣口跑油。⑦重新对分油机进行检查，发现开启水的进水量过大，通过设备说明书的查看，在开启水管路上安装流量阀，并将排渣时间从3s调整为2s，工作水管路节流垫片的孔径由7mm改成6.5mm，再次开启试验，分油机工作正常。在故障处理中，二管轮首先更换置换水水阀膜片，并对水系统的滤器进行清洗，提高了工作水的清洁度。在试验过程中，开启水对配水盘的冲洗有助于排渣口的关闭。二管轮改变工作水管路中节流垫片的内孔径，即对低压工作水的压力进行调整，发现工作水管路中节流垫片孔径的大小如何改变，都无法达到预期效果。在解体分油机过程中调整配水盘的高度，缩小工作水腔，有利于提高工作水压力，关闭排渣口。在更换摩擦片后，在开启水管路上安装流量阀，并将排渣时间由3s调整到2s，工作水管路上的节流垫片的孔径由7mm改成6.5mm,分油机才能正常排渣。这是因为被更换的摩擦片磨损较重，分油机正常负荷工作时，分离筒的转速难以达到理想转速，导致高压开启水的离心力减小，只有减小开启水的量，并缩短排渣时间，才能保证排渣结束时开启水全部从喷嘴甩出，滑动圈上移，进而关闭排渣口。因此可以得出在实船工作过程中，在查找分油机故障原因之前，应先对分油机的系统进行故障检测，来确定是分油机自身本体故障，还是分油机的控制系统的故障。2船用燃油分油机的工作原理及结构组成现代分油机分为重力式和非重力式分油机，且船用燃油分油机通常采用重力式分油机，因为其操作简单，维护方便，可靠性强。因此这里主要就介绍重力式燃油分油机的工作原理和结构组成。2.1分油机的工作原理重力式分油机的原理就是油、水和杂质互不相容，且在静止的重力场下会缓慢的分层，同时给他们加上一定转速的离心力，根据油、水、杂质分离密度的大小差异，在高速旋转的分离盘离心力作用下能加快他们三者的分离，依靠离心力的不同，而将其中油、水、杂质顺着旋转轴的不同径向重新均匀分布，因为杂质受到最大的离心力，因此被甩到分离筒的最外圈，而净油受到的离心力最小，汇集于旋转轴附近，水则刚好处于这两者之间，由此来将它们分离出来REF_Ref1204\r\h[6]。2.2分油机的结构组成当代船用重力式燃油分油机的型号有AlfaLavalWHPX型、MMPX型与WestfaliaOSD型全自动排渣分油机和AlfaLavalFOPX型、LOPX型、MFPX型全自动可控部分排渣分油机等。其中重力式WHPX型带重力盘自动排渣分油机结构原理如图2-1所示，筒内安装配油器D、配油锥体VV和分离盘组G，待分离的油液流过配油器D、配油锥体VV，在一个方向上高速旋转的分离盘组内因油、水、杂质各自受到的离心力不同而进行分离。分离盘组的最上端也就是颈部为顶盘E，其颈部与液位环C所形成空间称为油腔aa，向心泵U将油腔aa中的净油从分离筒中泵出。被离心力分离出来的水顺着分离盘组的外边缘向上流过，经顶盘流至油腔aa上部的水腔a，且溢出重力盘AA的水是由向心水泵T从排水口排出分离筒的。并且被分离出来的渣质向分离筒内的最外侧边缘移动，聚集在分离盘组外边缘的渣质空间ii，最后通过一定时间间隔的排渣动作从排渣口I定时排出分离筒REF_Ref1237\r\h[7]。A-带翅套筒；a-水腔；AA-重力盘或分杂盘；aa-油腔；B-小锁紧圈；C-液位环；D-配油器；E-顶盘；F-筒盖；G-分离盘组；H-大锁紧圈；I-排渣口；ii-渣质空间；J-筒本体；K-滑动底盘；L-滑动圈；M1、M2-外泄孔；N-定量环；O-弹簧；P1-开启工作水进口；P2-密封和补偿水进口；Q-进油口；R-净油出口；S-出水口；T-向心水泵；U-向心油泵；V-进口管；VV-配油锥体；W-筒盖密封环；X-泄水阀；Y1-开启水腔；Y2-密封水腔；Z-配水盘；ZZ-弹簧座；10-水封水/置换水进口图2-1WHPX型带重力盘自动排渣分油机结构图重力式MMPX型带比重环全自动排渣分油机的结构原理如图2-2所示，分离筒主要由分离筒本体R，下部分配环D，滑动环C，上部分配环B，活动底盘A，分离筒盖S及其他附件组成。分油时压力水从水封水和置换水进口206经由导流锥V与向心泵压盖U形成的通道再经分离片的顶层盘I外表面进入分离空间，水封水逐渐向盘架T中心靠拢，直至接近比重环K的开口处，待分燃油从进油口201进入分离空间，在离心惯性力的作用下密度较大的渣质被甩向分离筒边缘，水分经顶层盘I上表面从比重环K出排出，密度最小的净油沿盘架T的外表面上行并通过向心泵F从出油口220排出。排渣时，开启水工作口372进操作水，上部分配环B的上部密闭空间内的托盘水经分离筒下部的节流孔X排出分离筒，并且在离心惯性力的推动和作用下滑动底盘A向下移动，从而打开排渣口L，完成排渣动作REF_Ref24457\r\h[8]。A-滑动底盘；B-上部分配环；C-滑动环；D-下部分配环；E-分离筒转轴；F-配水盘；G-分离盘；H-淤积空间；I-顶层盘；J-给水箱；K-比重环；L-排污口；R-分离筒本体；S-分离筒盖；T-盘架；U-向心泵压盖；V-导流锥；X-节流孔；Y-泄水孔道；201-进油口；220-排油口；206-水封水和置换水进口；221-排水口；372-开启水工作口；373-密封和补偿水进口图2-2MMPX型带比重环全自动排渣分油机结构图通过以上部分重力式分油机的分析可以得出它们的工作原理大致相同，都有根据油、水和杂质的密度不同，在相同的转速下分别受到的离心惯性力不同来分离。但由于重力式分油机更加简单方便，现代船舶通常采用重力式分油机，因此对分油机跑油的原因分析以重力式分油机为主。3船用燃油分油机跑油原因分析因船用燃油分油机多为重力式离心分油机，根据跑油部位的不同可以分为出水口跑油和排渣口跑油他们的特征都是在各自的排出口有大量的油分排出，并且通常出水口跑油是由于更换带分油时比重环选取不当使得油水分界面向外移动过多引起；排渣口跑油是由于滑动圈不能上，移堵住密封水腔引起。3.1船用燃油分油机排渣口跑油的原因1）船用燃油分油机排渣口跑油的故障分析排渣是燃油分油机的主要工作步骤，且排渣口跑油是燃油分油机常见的故障之一。通常是由于滑动底盘无法上移，堵住排渣口造成的，解决排渣口跑油故障不仅要考虑机械故障，还要考虑工作水、开启水系统可能出现的问题REF_Ref1374\r\h[10]。2）船用燃油分油机排渣口跑油的原因(1)给水箱缺水或工作水泄漏：给水箱缺水或工作水泄漏将导致滑动底盘下方的水压难以建立，滑动圈无法上移堵死密封水腔泄水口，从而导致燃油分油机的排渣口关闭不严，进而造成排渣口跑油；(2)分离筒转速过低：燃油分油机工作过程中，滑动底盘下方的水压是由甩水盘提供的，而甩水盘和滑动底盘是固定在一起的，即滑动底盘带动甩水盘高速旋转，提供一个离心力，提高进入滑动底盘下方的水压。如果分离筒转速太低，无法提供足够的离心力，则滑动底盘下方的水压不足，会导致分油机排渣口无法完全关闭，造成排渣口跑油；(3)分离筒泄水孔堵塞：燃油分油机分油期间中，如果工作水脏污并将泄水孔堵塞，则滑动圈上方的水压增高，弹簧被压缩，滑动底盘下降，造成排渣口关闭不严而跑油REF_Ref1453\r\h[11]；(4)燃油分油机滑动圈下方弹簧失效：滑动圈下方弹簧失效，则会使弹簧失去弹力无法将滑动底盘托起，使滑动底盘无法与分离筒盖贴紧，从而造成排渣口跑油；(5)滑动圈上方的泄水阀关闭不严：由于泄水阀的材质是硬质塑料，很可能会因其关闭不严，从而导致滑动底盘下方的水压降低，造成排渣口跑油；3.2船用燃油分油机出水口跑油的原因1）船用燃油分油机出水口跑油的故障分析燃油分油机分离筒内安装的分离盘组是其核心部件，且在分离筒的下部安装甩水盘和配水盘，来实现配水和提高水的压力。目前，船用燃油分油机的具体结构大致相同无较大的变化，且大部分出水口跑油是由于比重环选取不当，使油水分界面外移造成的REF_Ref1453\r\h[12]。2）船用燃油分油机出水口跑油的原因分析(1)分油机比重环选择错误：因为不同的燃油有不同的密度，在更换燃油时，若比重环未更换或选取不当会使得排水口跑油。这是由于比重环的内径大小，直接决定了出水口直径的大小。若比重环的内径过小，则由于分离筒的排水口排水断续，使得油水分界面内移，造成净油出口跑水，而使分离的效果变差；若比重环内径过大，则排水口排出的水量过大，导致油水分界面外移，使得分离的油分从排水口排出；(2)分离筒和排渣口脏物堵塞：分离筒内部的脏污，尤其是分离盘片之间的脏堵，会直接造成分离油流通道的堵塞，供油不稳定，使得油水分界面外移，从而导致排水口跑油。其主要原因是由于长时间未能及时拆解和清洗分油机，使得分油机严重积垢造成的；(3)油温过低或油温过高：因为油料的黏度与油温的高低密切相关，若设备加热量小，会使进油温度过低，导致油料黏度过大，而流动阻力增大，又会使得流动性能下降，相对密度增加，进而使旋转的离心力变大，从而使得油水分界面外移，造成分油机出水口跑油。若油温过高，将会导致水封水蒸发而减少，从而破坏水封，使油水分界面外移，同样会造成出水口跑油。通常实船运行时，若是因油温度影响的跑油事故，绝大部分是因为油温过低而造成的出水口跑油REF_Ref1489\r\h[13]；(4)向心油泵故障：分油机的净油排油泵为不旋转的向心泵，若向心油泵因脏污而无法正常进行排油，则净油无法正常从分离筒中排出，导致分离筒内油压升高，使得油水分界面外移，造成分离筒排水口跑油；(5)分油机净油出口阀开度过小：若净油出口阀没有正常开启或者是开度太小，则会直接造成净油流油通道得背压过大，导致油水分界面外移，从而造成分离筒排水口跑油；(6）分油机进油速度过快：因为每台不同型号的分油机的额定排量是固定的，若进油速度过快而使得单位时间内的进油量增大，会导致一部分的带分油因来不及分离，而从出水口跑出。4防范船用分油机跑油的管理措施对于船用重力式离心分油机，船舶燃油在进入分油机分离前，要经过蒸汽加热器进行燃油加热，降低燃油黏度，增大其中油、水、杂质之间的密度差，来提高燃油得分离效果。但待分离燃油的加热温度不能过高，以免蒸发水分从而破坏油水分界面，造成出水口跑油。但待分离燃油的加热温度取决于燃油的质量和水的沸点。一般情况下分油机燃油的分离量越小，其分离的效果越好。但是对于船舶日常所需的燃油而言，分油量必须满足船舶主机的日常耗油量。但通常情况下燃油的黏度越高，质量也就越差，因此待分离燃油的加热温度应适当增高，待分离燃油的分油量也应适当减少REF_Ref1521\r\h[14]。表4-1中给出了各种不同燃油适当的加热温度范围和建议的待分离燃油最大分油量占额定分油量的百分数。表4-1燃油不同加热温度范围的最大分油量黏度（，50℃）加热温度（℃）建议的最大分油量（占额定分油量%）1.5-5.5（40℃）20-407813(40℃)40703070-98624080-98626080-984710090-984518090-98313809826460982260098187009816为防止燃油分油机排渣口跑油，需要注意的事项：确认给水箱水是否充足，并且确保工作水正常无泄漏，防止因滑动底盘下方水压不足，而导致的排渣口关闭不严出现的跑油现象；确保分离筒泄水孔畅通无堵塞，防止因滑动圈上方水压过高而被压下而使滑动底盘无法上移，排渣口关闭不严而跑油；运转时保持分离筒的正常转速，并防止分油机长时间过载运转，而使密封零失效。为防止燃油分油机出水口跑油，需要注意的事项：对于有比重环的燃油分油机每次更换燃油时应取样分析其密度，并查表选着合适的比重环，防止因比重环选择不当而使油水分界面外移造成分油机出水口跑油；对于无比重环的分油机，应确保其分离转速适当，避免出水口跑油；防止分离盘片间脏堵，造成油流通道的堵塞，使得油水分界面外移而跑油；注意油温面板防止油温过低或油温过高，以免因油温过低而使黏度增加，油水分界面外移出水口跑油；保证分油机出油口阀开度正常，避免因开度过小，而造成净油流油通道背压过高导致的出水口跑油；注意带分油的进油速率，以防因进油量过大超过额定排量，使得来不及分离而出水口跑油；保证水封建立好后才开始进油。在燃油分油机的日常使用管理中，启动燃油分油机前应当仔细地检查燃油分油机的齿轮箱润滑油位、刹车装置、分离筒、摩擦离合器和各类阀件的开关位置等情况，以及检查燃油加热器、空气气源是否正常，检查给水箱的水量是否充足。启动燃油分油机前，需先启动燃油供油泵和开启燃油加热器。在启动分油机的过程中需要注意分油机启动器上的电流表指针变化是否正常，并确保无不正常噪声或振动，待燃油分油机运转稳定、油温加热到指定温度后，才可按下控制单元上的程序开关按钮，进行分油作业。在分油期间应注意出水口和排渣口是否跑油，润滑油位、日用油柜和沉淀油柜油位、给水箱水位、燃油分油机和燃油供油泵的运转情况等。当检查发现燃油分油机运转异常或噪声和振动太大时，应立即停车检查。排渣的时间间隔取决于燃油中的杂质含量和分油量的多少。停止分油机运转时要先停止加热器，待油温下降后才能停止供油泵，且在停机后的3min内分油机不能再启动，若是短时间停机则分离筒内因注满水。在分油机的日常维护中，需要定期清理分离筒中的分离盘组，并记录到轮机日志中，为下一次清理提供依据。对于短期暂停使用的分油机应保证分离筒内充满水，若长期停止使用，应使分离筒内保持干燥。在维护分离盘组时应更换受损的分离盘，更换其他受损的阀件REF_Ref1551\r\h[15]。结论由于船舶上的燃油为杂质较多的劣质重油，因此船舶上需要配置燃油分油机用来分离主机日常用油中的水分和杂质，但在日常航行中船用燃油分油机会因各种原因出现故障，其中常见的故障为分油机跑油，船用燃油分油机跑油造成的危害有分油机震动加剧、温度升高、产生大量的噪音，对柴油机造成损害，降低主机的使用寿命，而且会造成燃油浪费，增大航运成本，造成大量的经济损失。根据本文论述的分油机跑油所提出的各种建议可有效地减少跑油所带来的损失，再采取措施的同时，提高轮机人员管理水品，减少人为因素带来的故障是关键，是保证船用燃油分油机正常工作的重点所在。由于本人能力有待提高，因此本文会含有部分缺点，有待于进一步研究。参考文献张天野.船舶柴油机[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2017.56-57.REINZ-Dichtungs-GmbH;"Valve,OilSeparator,AndVentilationSystem"inPatent