某轮分油机跑油故障分析及处理_黄万能

技术交流
某轮分油机跑油故障分析及处理
黄万能
(浙江交通职业技术学院,浙江杭州　311112)
摘要:文章从保证船舶正常航行安全的角度出发,分析了分油机跑油的原因,介绍了分油机跑油的故障现象及排除措施,提出了防止分油机跑油的管理要点,并以某轮出水口跑油故障为例进行了分析讨论。

关键词:分油机;跑油;故障;处理
中图分类号:U 672.2　文献标识码:C 文章编号:1001
-8328(2006)01-0012-03
A b s t r a c t :T h i s p a p e r ,f r o mt h e p e r s p e c t i v e o f s a f e n a v i g a t i o n ,a n a l y s e s t h e f a c t o r s o f o i l s e p a r a t o r l e a k a g e ,
i n t r o d u c e s t h e t r o u b l e s i t u a t i o n s a n d e l i m i n a t i n g m e a s u r e s a n d s u g g e s t s t h e k e y m a n a g i n g p o i n t s t o p r e v e n t o i l s e p a -r a t o r f r o m l e a k a g e .
K e y w o r d s :o i l s e p a r a t o r ;o i l l e a k a g e ;t r o u b l e ;t r e a t m e n t 作者简介:黄万能(1971-),男,浙江杭州人,大学本科,实验师,主要从事教学及科研工作。

随着中低速柴油机使用劣质燃油技术的普及,使分油机在船舶动力装置中的地位显得非常重要,正确地维护和管理,对分油机工作的稳定,动力装置的正常运行都是非常重要的。

分油机在船舶动力装置中不仅担任着分离重油的作用,而且还担任着加热重油的作用,一旦出现故障会引起很严重的后果。

而分油机出现故障的频率比较高,如出水口跑油,排渣口跑油等,这也是机舱里比较常见的故障。

由于引起故障的原因很多,有时往往由多种因素并发引起故障,这给分析和查找故障原因带来了一定的难度。

文章就浙江沿海某轮发生分油机(D Z Y-50型分水机)出水口跑油故障实例进行讨论,以提高轮机管理人员对分油机的管理和维护保养上的认识。

1　分油机跑油故障的因素分析
从分油机的工作原理和过程知道,分油机跑油故障都是由水封不良所引起的,而影响水封水的因素很多,其中任何一种因素或几种因素都可能使分油机无法建立水封或无法维持水封使油水分界面偏
移规定的区域,最终导致水封破坏而出现跑油。

1.1　比重环选择不当
因为油水分界面的位置是比重环内径决定的,比重环内径的大小直接影响油水分界面的位置,而比重环内径的大小是根据燃油的密度来决定的。

使用密度大的油品,应选用内径小的比重环,若选用的比重环内径大,则油水分界面外移,造成出水口跑油;若选用的比重环内径过小,则油水分界面内移,造成燃油分离不干净。

1.2　高置水箱无水或配水系统阻塞
如果没有工作水托住分油机的活动底盘,则引入的水封水就会从排渣口跑掉。

就无法形成水封。

没有水封,引入的燃油就会从排渣口跑掉。

由于没有油水分界面的压力,油就在离心力作用下被甩出分离筒,而不是从出油口流出。

如果高置水箱无水、或者配水系统水垢堵住、以及配水系统部分管路或阀脏堵,水就不能引入分离筒内,就无法建立水封,造成排渣口跑油。

1.3　工作水泄漏
工作水的大量泄漏,而补偿水供给速度太小,
第19卷　第1期2006年2月
中国修船
C H I N AS H I P R E P A I R
V o l .19N o .1
F e b .2006
使泄漏和补偿失去平衡,最终将导致工作水压力下降,难以托起分油机的滑动底盘,造成水封水的泄漏,发生排渣口跑油事故。

(1)若分油机工作水密封圈不能进行有效密封,则工作水就会发生大量泄漏。

(2)分离筒主体上的节流小孔如果堵住,滑动圈上塑料堵头密封不严以及弹簧不能复位,都会使活动底盘无法与分离筒盖进行密封,从而影响水封水的建立,造成分油机跑油事故。

1.4　分离筒本体转速过低
如果摩擦片损坏、打滑,使分离筒本体没有足够的转速,也就是说分离筒本体不能产生足够大的离心力,则油水分界面外移,造成出水口跑油。

这也是为什么在密封前和水封以及分油时必须使分油机达到额定转速的原因。

否则就难以进行正常的分油。

1.5　分离片脏堵
分油机的分离盘片应定期进行清洗,分离片严重脏堵导致燃油不能均匀地分配到各分离盘中,使分离盘内的燃油压力显著升高,造成油水分界面外移,最终使分油机出水口跑油。

1.6　油温不合适
(1)油温过高。

当进入分油机的油温过高时,导致水封水蒸发而减少,从而破坏水封,使油水分界面外移,造成出水口跑油。

(2)油温过低。

油水分界面公式D2=
D23-(D23-D21)/E,式中D1为出油口直径, D2为出水口直径即重力环内径,D3为油水分界面直径,E为对应分离温度的水、油密度的比值。

从上述公式可以知道油水分界面位置是与温度、油和水的密度有关系的。

油温过低会使油水分界面外移,从而发生分油机跑油现象。

1.7　操作不当
在建立水封水后,开燃油进口阀时,如果开阀的速度过快,进油量过大,从而造成冲击破坏水封,使燃油从出水口中跑出。

1.8　排油泵不能进行正常排油或燃油出口阀未开
分油机的排油泵为不转动的向心泵,造成向心泵不能正常排油的原因主要是向心泵严重脏堵。

如果向心泵严重脏堵,燃油无法排出,则分离筒内油压增高,在油水分界面上燃油面的压力大于水封面的压力,使油水分界面外移,造成跑油。

1.9　净油流出受阻
直立轴的高度过低使净油流出受阻,从而使净油进入水室而造成出水口跑油。

1.10　密封不良
分离筒盖与分油机的活动底盘之间的主密封环未压紧或损坏,引起密封不良,而导致水封水泄漏,最终引起出水口跑油。

从上面的分析可以知道,上述各因素都有导致故障的可能,但它们所导致的故障现象各不相同。

我们应对分油机的跑油故障进行具体地分析,从现象中找出真正的事故原因。

2　故障现象分析及排除
2.1　故障现象
某轮在航行途中,对№1重油分油机进行定期清洁检查,装复完毕后使用时,发现该分油机不能进行正常分油。

故障现象为:启动分油机待电动机达到正常的转速后,分油机进行水封,开始供油,分油机工作正常,出油口有燃油流出,但在几分钟后,很快发现了燃油从出水口流出。

当时随即停分油机,并对分油机进行自动排渣。

然后又对分油机进行分油操作,仍然是在分油正常后不久就出现了出水口跑油的现象。

当时二管轮仔细地检查了电动机的转速,进油的温度,以及高置水柜的水位后,又按正确地步骤,重新启动重油分油机,依然如此。

故障出现后,先是拆下滤器进行了清洁,然后再把摩擦片全部更新。

考虑到配水系统的水垢阻塞会引起跑油,又对分离筒解体对配水盘上的水垢进行了清洁,清通了泄水孔,检查复位弹簧等部件。

2.2　故障分析
从故障的现象中,发现分油机能够进行分油,而且在正常分油后不久发生出水口跑油现象,从这个现象我们可以确定以下几点。

(1)配水系统没有问题,工作水也不存在泄漏。

说明分离筒盖与滑动底盘已经密封完成,否则,引入的水封水将直接从排渣口跑掉,也不会在启动后看见出水口有水流出来。

工作水泄漏直接导致的后果如1.3所分析是从排渣口跑油,而不是出水口跑油。

因此,配水盘水垢脏堵、“泄水”孔堵、复位弹簧不复位、塑料堵头密封不严、立轴下沉等都不是引发本次故障的直接原因。

(2)维修管理人员,在当时情况下,对油温、
2006年第1期黄万能:某轮分油机跑油故障分析及处理第19卷
水柜水位、油阀等直观的工况做检查,这些都是正常的,但都不是引发故障的原因,而且测速结果表明电机摩擦片也没有问题,至于操作方面都是严格按规范来的,所以不可能破坏水封引发故障。

(3)油品、比重环对水封有影响,但是油品没有变化,比重环没有更换,故不存在由比重环不当而引发故障的可能性。

从分油机转速正常,开始分油是正常的这一点,可以说明水封开始已经正常的建立起来了,不久之后之所以发生出水口跑油,是因为水封水在不断的减少,即产生了分界面外移的现象。

根据结构分析,这主要是由于分离筒与活动底盘之间的主密封环密封不良所引起的。

主密封环就是水封水的密封环,它位于分离筒盖上,它的作用是阻止水封水泄漏,当滑动底盘被工作水托起来,贴合在分离筒盖上后,靠它密封贴合面。

如果主密封环损坏不能进行有效密封,就会使分离筒内液体与排渣口相通,引入的水封水在极高的转速下产生极大的离心力,使水从分离筒与活动底盘之间的空隙中迅速泄漏,即从排渣口跑掉,无法建立起正常的水封,在分油的过程中也会使油从排渣口跑掉。

由于主密封环只发生较小泄漏,在建立水封时进水量也大,主密封环的微小泄漏不会使水封水不足,所以引水一进入分离筒就马上建立起水封,但在以后的分油过程中,随着水封水不断的泄漏,而从油中分出来的水比较少且不足以补偿泄漏的水,使水封水很快显的不足,最后导致水封水不能封住燃油,使燃油大量地从出水口流出,这就是为什么开始时分油机能够正常分油,在正常分油不久就从出水口大量跑油的原因,从理论上是有依据的。

2.3　故障排除
在理论上找到根据之后,对分油机进行解体检查,特别是该主密封环表面光滑程度,发现该环侧面有被挖过的痕迹,这是错误拆卸主密封环所造成的,原因是我们在解体完分油机后对各个部件做了检查和清洁,考虑到主密封环已经用了很长一段时间,在装上新环后,发现新主密封环与环槽贴合的不是很好,又把新的取出而重新换上旧的环,在这个过程中,由于拆卸的方法不当,造成了主密封环微小损伤而不能进行有效密封,从而导致了分油机出水口跑油的故障。

在主密封环贴合面的背面有一圈圆形的小孔,斜向上直通环槽,这些小孔是专门用来正确拆卸主密封环的。

如果用尖锐的硬器来拆卸密封环,则密封环很容易损伤,使密封效果下降甚至无法密封。

在找到分油机出水口跑油的原因后,我们又重新更换一只新的主密封环,装好分油机,经试车的观察分油机工作恢复正常,该故障得到排除。

3　防止分油机跑油的操作管理要点
通过对本次分油机跑油的故障原因分析及排除,在实际操作中要防止产生分油机跑油。

3.1　启动前
要检查各运动部件的灵活性,防止卡死。

主要是检查分离筒有无卡死,刹车装置是否脱开,特别是要检查高置水箱的水量是否足够,各管路是否畅通。

充足的水量、畅通的管路能保证活动低盘与分离筒盖的良好密封以及水封的建立。

除此之外,轮机员还应了解每次装油后所装油的密度,并与标准相比较,以确认分油机的比重环是否合适,这是选择最佳比重环的主要措施。

最佳的比重环能保证分油机的正常工作,防止分油机出水口跑油。

3.2　启动、运转时
在启动后,约经2m i n待分离筒达到正常转速后,把控制盘转至“密封”位,随时注意观察指示管中是否有水流出,当工作水从指示管中流出时(表明分离筒的密封已完成),应立即把控制阀转至“补偿”位置。

否则在“密封”位置停留时间过长造成工作水流入进水孔,使密封水通道和排渣孔误开。

然后打开分油机最上端的引水阀,待出水管有水流出时关闭引水阀。

然后缓慢开启进油阀,特别要注意开阀的速度要缓慢,逐渐增加进油量到所规定的分离量———最佳进油量,一般为1/3～1/2的最大分油量。

同时要及时打开蒸气加热阀,控制好重油的分离温度,确保最佳分离温度,一般重油分离温度控制在(50±5)℃。

在分油机工作的全过程中,一定要保证燃油加热温度及进油量恒定,以确保分离效果。

同时要经常察看各油、水、渣的观察孔,监视液流的情况,防止出水口或排渣口跑油。

3.3　排渣
根据本船的实际情况,分油机连续工作1h左右,必须对分离筒进行排渣工作。

(下转第16页)
用该厂最新的30μm的滤芯替代现用的50μm滤芯。

独立的润滑系统主要是由一个储油柜、机油冷却器、电动齿轮泵组成,基于工作可靠性考虑,与原系统成并联设计,仍然使用与主机系统同型号的“东方T68”润滑油。

在日常管理方面,制定了严格的操作规程,增压器每运转400h,即测量转子的轴向间隙K值,比较数据变化趋势。

定期检修增压器,定期清洁空气滤网,避免进气道污堵。

新的推力轴承有所改良,油楔为12个,在12个油楔之间有12个进油孔,能保证轴承润滑和散热,楔面加长,楔面长与平面长为4∶1,楔面斜度是1∶200,当楔面磨耗到楔面长与平面长之比为1∶1之前,就必须更换推力轴承。

经过对增压器的修理及使用新的独立的润滑系统,该增压器已连续运行10000h,无发生事故,各项指标正常,从润滑油的化验报告看,增压器磨损状况正常。

可见,这种修理方法和润滑系统的改装是成功的,是值得同行借鉴的。

4　增压器易损零件的寿命预测
增压器的运动部件,是在高速、高温、高交变负荷的环境下工作,损坏的突然性很大,除了加强维修保养,严格按操作规程作业外,对增压器的易损零件的寿命预测,显得尤其重要。

日本三菱重工M E T增压器厂提供了参考的数据,在平均状态的燃油品质和滑油品质、平均状态的工况条件下,且设每年运行时间为7000h,其疲劳断裂前的工作寿命是:推力轴承为2～5年;滑动轴承为3～5年;涡轮叶片和喷嘴环均为10年以上。

掌握有关数据,结合实际工作状况,是可以符合增压器的三个准则:经济性、易于维护性、高效率。

5　结语
增压器在使用过程中,由于各种因素的影响,会产生各种故障。

增压器发生故障后,如不及时发现,并查明原因予以排除,轻则使运行状态变坏,重则会使整个增压器损伤,甚至危及整台柴油机的运行安全,经济损失也是巨大的。

所以在使用与维修工作中,要求操作者对增压器的运行状况随时掌握,发现异常现象时多分析,以做出正确的判断,及时解决。

收稿日期:2005-05
(上接第14页)
否则积聚在分离筒内壁的污渣增加会引起出水口跑油。

在排渣时一定要先关进油阀,同时关蒸气加热阀,然后开启引水阀向分离筒内缓慢引水,把分离筒内的剩油赶走,此时要注意从净油排出管的观察孔中观察是否有水进入净油中。

当分离筒内大部分剩油赶尽后关闭引水阀,此时把控制阀转至开启位置,待2～3s听到冲击噪音时,表明污渣已排出,若要提高排渣效果应开启进水阀,用热水冲洗分离筒5～15s。

3.4　停止分油机运转
当完成上述排渣工作后,一定要把控制阀转至“空位”位置,以切断工作水,防止高置水箱的水经配水盘流失。

总之,在操作分油机时,一定要严格按照操作规程来,不能粗心大意,防止分油机出水口跑油或排渣口跑油,以保证船舶的正常航行。

4　结束语
分油机对船舶来说是非常重要的,特别是对于那些使用劣质燃油的或蒸汽管路旧的船舶来说分油机更加重要。

分油机的正常工作,能保证燃油中不含水分和杂质,这样能使柴油机高压油泵正常工作,确保动力装置的正常安全运转,保证船舶的正常航行。

这也是降低船舶营运成本,提高机器使用寿命的主要技术措施之一。

分油机一定要进行必要的维修保养和检查工作,尤其在清洁解体安装过程中一定要按照说明书的正确的程序和步骤要求仔细地进行。

参考文献
[1]曹永年.船舶辅机[M].大连海运学院出版社,
1991.
[2]吴恒.阿法拉伐现代技术[M].大连海事大学出版
社,1995.
[3]吴恒.船舶动力装置技术管理[M].大连海事大学
出版社,1999.
收稿日期:2005-03。