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在船舶的各种设备中分油机是除了“四机一炉”外比较重要的设备之一, 在从事船舶轮机管理工作中, 接触了好多种型号的分油机, 见证了分油机的发展史, 印证了当今世界科技水平发展的日新月异。 本公司大型集装箱轮目前广泛使用ALFA LAVAL S系列分油机, 它具有处理介质密度范围广, 运行安全、可靠, 操作维护方便等优点。而且它优于其他分油机的技术专利之一是它采用可变形的柔性金属排渣盘取代了以前的活动底盘, 柔性排渣盘的中央由螺帽固定, 其四周的薄壁结构在水压作用下可变形, 密封和排渣就是通过排渣盘的柔性变形来启闭排渣口来实现的。但同时它对工作条件要求较高, 特别对水流量阀的流量精度要求很高。 某轮主机滑油分油机型号为ALFA LAVAL S 855、控制系统为EPC-50、工作转速为7800RPM、马达频率60HZ, 电压440V。 1 S系列分油机工作过程和工作原理1.1 工作水ALFA LAVAL S系列分油机工作水由三只不同流量大小的水流量电磁阀控制, 如图1所示, 从左到右分别为水封水电磁阀SV10 (流量5.5L/min) 、开启水 (排渣) 电磁阀SV15 (流量11L/min) 、密封/补偿水电磁阀SV16 (流量2.8L/min) , 其中SV15、SV16共用一根水管通入分离筒底部, SV10通入分油机顶部。三个阀通过中间的节流孔大小来控制流量。 1.2 工作原理从图2分油机分离筒结构图可以看出整个工作过程。
图1 S 855分油机水流量电磁阀 (1) 开启和密封 分油机起动稳定后, 在开始工作之前系统先执行一次排渣动作 (TI 56时间内, V15打开3秒) , 这样做的目的有二:一是清空分离筒 (如上次非正常停机, 分离筒内会有残油) ;二是为后面的关盘动作提供必要的工作水, 即图-2所示的“空间一”中充满水, 否则后续的净化程序无法进行。 接着, 经工作水泄放时间TI57 (15秒) 后, V16开启15秒。此过程中, 密封水进入工作水环 (Operating water ring) 并因工作水环的高速旋转而产生离心压力。密封水分成两路:一路通过“导水孔一”进入固定环 (Holder) 与工作滑盘 (Operating slide) 之间的“空间一”, 产生的向上压力顶起工作滑盘, 其上的3个尼龙堵头密封住3个泄放孔, 从而密封住排渣盘 (Discharge slide) 与分离筒底部的“空间二”;另一路通过“导水孔二”进入“空间二”, 由于“空间二”已被密封, 所以排渣盘在水压力的作用下柔性变形向上密封分离筒。此后, 在EPC-50控制下进入水封和进油程序。 另外, 在正常分油期间, EPC-50控制SV 16每隔5分钟开启1秒, 以补偿“空间一”和“空间二”内水的损失, 以防止分离筒异常开启排渣。如补偿水量大于“空间一”和“空间二”内水的损失量, 则多余的水通过工作滑盘本体上的“导水孔二”进入“空间三”从高速旋转的分离筒上的喷嘴 (Nozzle) 处排出。
图2 分离筒结构图 (2) 排渣 分油机运行到排渣周期后, EPC-50控制SV 15开启3秒, 排渣水通过工作水环进入“空间一”, 再通过导水孔进入“空间三”, 由于水流量远大于喷嘴的泄放量, 水充满“空间三”后就会产生向下的压力作用于工作滑盘。而由于工作滑盘上部水的作用面积大于下部, 则导致工作滑盘下行, 其上的3个尼龙阀塞开启3个泄放孔, 使得排渣盘与分离筒底部的“空间二”失去密封, 而排渣盘因失去“空间二”内水压的支撑, 在自身弹性和离心力的作用下复位下移打开排渣口排渣。 由于V15只开启3秒“空间三”的水很快通过喷嘴排空, 在“空间一”的静压力作用下, 工作滑盘再次上移关闭泄放孔为下一个循环的密封程序做好准备。 2 第一次故障现象2.1 故障现象2015年某日海上定速航行中, 机舱集控室电脑监控系统发出NO.2主机滑油分油机故障报警信号, 值班轮机员消声消闪后立即到现场, 发现EPC-50控制箱面板显示出口油背压PT4低报警, 复位报警后不久, PT4再次报警并引发分油机自动停止运行。为确定报警原因, 遂重新起动分油机, 分油机又运行正常了, 而过了一两天, 再次发生PT4低压报警。重起后故障又消失, 而隔几天此故障报警又从天而降, 毫无规律可循。但数次观察发现报警都出现在正常分油工作的两次排渣周期之间。 2.1 故障分析及排除NAV对照表-1所示的报警功能可看出, 分油机出口背压PT4低的原因是正常工作中分离桶异常开启处于排渣状态, 进来的油从排渣口出去, 而没有到达出口管, 俗称“跑油”, 具体原因有表-1中所列7点, 下面对照表1中所列逐项一一排除。按照常规思路, 我们总是先从分离筒本身做起, 于是解体了整个分离筒, 拆检了工作水环, 未见明显有缺陷的地方, 清洗了分离片, 清通了喷嘴, 更换了所有密封环和尼龙堵头, 尽管离上次拆检还不到两个月。装复后拆出工作水滤器未见任何垃圾, 脱开软管手动试验也未发现SV16有任何堵塞, SV15也未见泄漏。完成了上述工作, 应该可以说排除了表中所列的所有故障。但装复投入使用故障现象依旧存在。由于有新的SV16阀的节流孔板备件, 抱着试试看的态度将旧节留孔板抽出与新备件比较, 外观未见明显不同, 节流孔大小看起来也差不多, 随后将两个节流孔板分别装上SV16阀, 手动开启电磁阀历时一分钟, 将放出来的水盛在桶里进行比较, 发现新节流孔板的水流量较大。这说明了实际上新的节流孔板的孔稍大些, 只是差别不大, 肉眼难以分辨而已。将新节流孔板装上后分油机运行至今一直良好, 至此故障彻底解决。 翻阅这台分油机的检修记录, 发现该机运行时间明显少于另外一台机, 估计此故障现象存在较长的时间了。这起故障的机理是密封/补偿水电磁阀SV16中间的节流孔变小, 导致出水流量变小。由于起动时SV16开启15秒, 其水量足够密封分离筒。所以刚开始工作时是正常的。而在后面的运行中, 由于流量变小, EPC-50控制的SV16每5分钟开启1秒的水量不足以补偿“空间一”和“空间二”内水的损失, 从而导致分离筒发生了不正常开启, 排渣盘打开排渣口而发生“跑油”现象。这就发生了刚起动时正常, 而运行中就会发生故障的现象, 而由于水流量变小幅度不一, 所以发生故障的时间不定, 有时一两天, 有时好几天甚至十几天, 从而给分析故障带来了麻烦。 表1 报警功能
3 第二次故障2015年某航次, NO.1滑油分油机的EPC-50控制屏显示分离筒转速低故障报警, 复位后不久又再次报警并导致分油机自动停止运行。重新起动后在进油阶段又出现了分离筒转速低的报警。该故障原因如表-2所列。由于有了上一次的经验, 我们直接从最简单的方面入手, 直接抽出SV16阀的节流孔板, 果然原因就在这里, 只见节流孔中间嵌有一粒砂石, 冲洗掉砂石后装复。再次起动分油机工作, 一切正常。这次故障现象不同于第一次的原因是砂石完全堵住节流孔, 流量几乎为零, 所以SV16开启15秒后, 分离筒依然没有关闭, 然后在进油阶段导致电流过大, 分离筒转速低于7400RPM而发出转速低故障报警。这种情况下分油机完全不能工作。 表2 报警功能
4 结论以上两次故障都是由于工作水流量阀造成的, 由此可以看出ALFA LAVAL S系列分油机对水流量阀的流量要求是很精准的。另外, 船上解决问题应遵循“先简后繁”, “先小后大”的原则, 首先应掌握ALFA LAVAL S系列分油机的结构特点, 多做理性分析和深刻了解设备的工作原理, 然后根据其工作特性有的放矢处理问题, 这样在排除故障时才少走弯路并且节省了时间和备件的成本。 参考文献： 作者简介： 徐道友，陆纪忠，原中海国际船舶管理有限公司上海分公司 |
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