李可順 張存有

（大連海事大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院 遼寧 大連 116026）

某輪ALFA-LAVAL SA821分油機(jī)工作原理及故障分析

李可順 張存有

（大連海事大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院 遼寧 大連 116026）

SA821分油機(jī);排渣過程;故障分析

介紹了某輪ALFA-LAVAL SA821分油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，針對(duì)重油分油機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的“排渣反饋錯(cuò)誤”這一故障現(xiàn)象，依據(jù)原理分析了故障可能原因，并逐一排除，使故障得以解決，并提出了日常管理中應(yīng)注意的問題。

0 引言

船舶柴油機(jī)所用的燃油在使用前必須經(jīng)過凈化處理，除去其中的水分和雜質(zhì)，油料凈化的核心環(huán)節(jié)是離心分離，離心分離的最主要設(shè)備是離心式分油機(jī)。船用分油機(jī)主要有瑞典ALFA-LAVAL分油機(jī)，WESTFALIFA OSD型分油機(jī)，日本三菱公司生產(chǎn)的SJ-T，SJ-P型以及國產(chǎn)的DZY系列的分油機(jī)。其中大多數(shù)采用有比重環(huán)的分油機(jī)，在使用過程中需要根據(jù)所分離燃油密度選擇比重環(huán)。某輪使用的是ALFA-LAVAL SA821型分油機(jī)，主要特點(diǎn)是無比重環(huán)，并且燃油凈化系統(tǒng)中沒有高置水箱，其控制單元是EPC50。

1 燃油分油機(jī)的故障現(xiàn)象

某輪裝有兩臺(tái)無比重環(huán)全部排渣式ALFALAVAL SA821重油分油機(jī)，一臺(tái)主用，一臺(tái)備用，某日試運(yùn)轉(zhuǎn)1號(hào)分油機(jī)，起動(dòng)正常，并能進(jìn)行正常的分油作業(yè)，然而在分油機(jī)進(jìn)入排渣過程時(shí)出現(xiàn)“排渣反饋錯(cuò)誤（Discharge feedback error）”報(bào)警，手動(dòng)排渣一次，警報(bào)依然存在，隨后分油機(jī)便自動(dòng)停止工作。

2 SA821燃油分油機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作流程

圖1 分離筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

分油機(jī)的核心部件是分離筒，圖1是ALFALAVAL SA821燃油分油機(jī)分離筒的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。如圖所示，待凈化燃油從進(jìn)油管18進(jìn)入分離筒內(nèi)，分離筒本體4和分離筒上蓋1由緊鎖圈5鎖緊，分離筒由高速回轉(zhuǎn)的立軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，分離筒中有若干分離盤14，分離盤套在配油器15上，待分離的燃油經(jīng)過配油器底部后轉(zhuǎn)而向上進(jìn)入分離盤間，油在盤組縫隙中向筒中央方向流動(dòng)的過程中，被連續(xù)的分離成若干層，并隨分離盤一起高速回轉(zhuǎn)，這時(shí)分離筒內(nèi)的燃油會(huì)按油、水、雜質(zhì)的密度不同分成三層，被凈化的燃油向上離開分離盤，進(jìn)入位于分離盤頂盤24和配油器15之間的排油腔3，然后由排油向心泵2經(jīng)出油管19排出，被分離的水沿著分離盤組的外邊緣，向上進(jìn)入分離筒蓋1和頂盤24之間的排水腔，然后由排水向心泵17經(jīng)出水管20排出，機(jī)械雜質(zhì)被甩在分離筒內(nèi)壁上，匯集在排渣空間，由排渣口25定時(shí)排出，從而達(dá)到燃油凈化的目的。由分離筒底部的滑動(dòng)底盤13、定量環(huán)10、滑動(dòng)圈12和配水盤8構(gòu)成排渣機(jī)構(gòu)。

圖2 分油機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

油水分界面的位置十分重要，它直接影響燃油的分離質(zhì)量，其最佳位置應(yīng)在分離盤的外邊緣，確保燃油能利用分離盤通道的全部長度，達(dá)到最有效的分離目的，若分界面向內(nèi)移動(dòng)進(jìn)入分離盤組內(nèi)，則會(huì)造成分離盤組被水和雜質(zhì)阻塞，若分界面外移，一方面會(huì)降低從水中分離油的效果，另一方面造成燃油從出水口流出，即出水口跑油。當(dāng)停止向分離筒供油后，通過電磁閥10向分離筒內(nèi)供應(yīng)具有一定壓力的水（稱置換水），會(huì)使油水分界面向內(nèi)移動(dòng)，驅(qū)趕分離筒內(nèi)的油從排油口排出，減少分離筒內(nèi)殘油數(shù)量，從而減少排渣時(shí)油的損失。壓力水也可通過電磁閥15進(jìn)入分離筒內(nèi)，實(shí)現(xiàn)排渣口的開啟，通過電磁閥16實(shí)現(xiàn)排渣口的密封。

此外，在出油管裝有MT50水分傳感器，它能精確的檢測(cè)出凈油中水含量的變化值，當(dāng)分離出的水接近分離盤外側(cè)表面時(shí)，一些水滴開始同凈油排出，水分的少量增加就立刻被水分傳感器檢測(cè)，并將其信號(hào)連續(xù)的傳給EPC-50控制單元，當(dāng)凈油中水分達(dá)到觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，EPC-50控制單元將開始排水，排水有兩種情況，一是通過打開出水管的排水電磁閥V5，二是通過打開排渣口隨雜質(zhì)一起排出。

3 分油機(jī)故障原因分析及排除

3.1 原因分析

ALFA-LAVAL SA821分油機(jī)的排渣功能是由EPC50控制單元和配水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

EPC50控制單元是分油機(jī)的控制中心，它包括分油機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行檢測(cè)和控制功能程序的全部工作，主要為：接受來自水分傳感器的信號(hào)，并控制排水電磁閥的功能；發(fā)起任一形式的排渣，即當(dāng)水分傳感器信號(hào)達(dá)到觸發(fā)點(diǎn)或排渣間隔最大時(shí)間到來后控制并檢測(cè)該排渣操作程序；每隔一段時(shí)間檢查一次水分傳感器的功能；決定是否需要加水、何時(shí)加水、加水持續(xù)時(shí)間，從而控制加水量；檢測(cè)分離水的增加。

配水系統(tǒng)主要由泄水孔、滑動(dòng)圈、泄水噴嘴、定量環(huán)、配水室、配水盤、開啟室、密封室、開啟水、密封水等組成。分油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在EPC50控制單元控制和配水系統(tǒng)作用下，通過上下移動(dòng)滑動(dòng)底盤，來啟閉排渣孔?；瑒?dòng)底盤工作在上位時(shí)，排渣孔被關(guān)閉；滑動(dòng)底盤工作在下位時(shí)，排渣孔被打開，分油機(jī)進(jìn)行排渣。排渣結(jié)束后，工作水系統(tǒng)放殘，EPC50檢測(cè)排渣反饋。排渣反饋表現(xiàn)為分油機(jī)轉(zhuǎn)速降低，該值通過速度傳感器測(cè)得。由此可知產(chǎn)生排渣反饋故障是由于排渣時(shí)，EPC50接收不到轉(zhuǎn)速下降的反饋信號(hào)，在分油機(jī)起動(dòng)、分油過程中轉(zhuǎn)速一直都在正常范圍內(nèi)，因此確定速度傳感器沒有故障。排渣動(dòng)作是在配水系統(tǒng)的作用下，通過滑動(dòng)底盤向下移動(dòng)，打開排渣口實(shí)現(xiàn)的。如果排渣時(shí)，排渣口不能打開進(jìn)行排渣，分油機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有下降，這樣速度傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)速?zèng)]有下降，EPC50接收不到轉(zhuǎn)速下降的反饋信號(hào)，由此便可判斷配水系統(tǒng)和排渣機(jī)構(gòu)可能是引起該故障的原因所在。

3.2 故障排除

3.2.1 配水系統(tǒng)

如果配水系統(tǒng)失效即工作水短缺、漏泄或斷流，那么進(jìn)入開啟室的工作水流量不足，而且流進(jìn)開啟室的水通過泄水噴嘴不斷瀉出；這樣，在離心力的作用下產(chǎn)生不了足夠的開啟力，因此不能克服滑動(dòng)圈下部密封室向上的液壓力而將滑動(dòng)圈向下移動(dòng)，三個(gè)泄水孔也就始終處于密封狀態(tài)，滑動(dòng)底盤下部的水不能泄放，滑動(dòng)底盤在下部液壓力作用下始終關(guān)閉排渣口不能進(jìn)行排渣，又沒有速度降信號(hào)，最終導(dǎo)致“排渣故障錯(cuò)誤”報(bào)警。

檢查淡水壓力柜的水壓為0.31 MPa，滿足分油機(jī)要求（0.2 MPa~0.6 MPa）；檢查分油機(jī)供水閥SV10、SV15、SV1內(nèi)部濾器，沒有臟堵現(xiàn)象，檢查閥芯，沒有卡阻現(xiàn)象；裝復(fù)閥組后手動(dòng)打開閥，發(fā)現(xiàn)通過閥的水流量和壓力正常，于是可以排除工作水方面的原因。

3.2.2 排渣機(jī)構(gòu)

滑動(dòng)圈12是排渣過程中重要的機(jī)構(gòu)，控制著滑動(dòng)底盤下部工作水的泄放。如果滑動(dòng)圈卡死在上位，即使其上有足夠的開啟水壓力，滑動(dòng)圈也不會(huì)下移。三個(gè)塑料堵頭始終密封滑動(dòng)底盤下的工作室，工作水不能泄放，排渣口不能開啟。如果滑動(dòng)圈上的矩形密封圈磨損或變形，進(jìn)入到密封室的水就會(huì)從密封圈處外泄，只有少量的水進(jìn)入到滑動(dòng)圈上部，滑動(dòng)圈上部的水又不斷被泄水噴嘴泄放，這樣滑動(dòng)圈上部開啟室的水壓小于密封室的壓力，滑動(dòng)圈不能下移，導(dǎo)致排渣口不能開啟。

依據(jù)說明書的介紹拆解分油機(jī)，當(dāng)拆下滑動(dòng)圈的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)圈上的密封圈已經(jīng)失效，矩形密封圈成扁平狀并且有些錯(cuò)位，無法實(shí)現(xiàn)密封作用，將其換新，同時(shí)作為日常維護(hù)將其他幾個(gè)密封圈一起更換，分油機(jī)裝復(fù)后啟動(dòng)，工作回復(fù)正常。

4 結(jié)語

ALFA-LAVAL SA821分油機(jī)自動(dòng)化程度很高，基于其強(qiáng)大的檢測(cè)功能和控制單元的處理功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排渣并且自動(dòng)設(shè)定排渣間隔，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)排渣時(shí)間，避免了排渣過于頻繁的問題。該型分油機(jī)中沒有比重環(huán)，并且在滑動(dòng)底盤下部沒有彈簧，取代彈簧的是滑動(dòng)圈下部的工作水，這種結(jié)構(gòu)使得滑動(dòng)圈下部的壓力更加均勻分布，也解決了彈簧失效時(shí)引起的故障問題，給管理工作帶來很多方便。它的好壞直接影響著船舶的經(jīng)濟(jì)性和安全性，因此我們?cè)谌粘９芾碇袘?yīng)該進(jìn)行定期（預(yù)防性）維修，按照廠家說明書在不同的維修間隔期內(nèi)，對(duì)部件進(jìn)行不同程度的清潔、檢查、換新，以減少故障發(fā)生的概率。

［1］吳恒.船舶動(dòng)力裝置管理技術(shù)［M］.大連海事大學(xué)出版社，2004.

［2］黃萬能.某輪分油機(jī)跑油故障分析及處理［J］.中國修船，2006，19（1）：12-16.

［3］ALFA-LAVAL，SA821 Instruction book［M］.2002.

Operation principle and fault analysis of the ALFA-LAVAL SA821 oil distributor

Li Keshun Zhang Cunyou

ALFA-LAVAL SA821 oil distributor；slag-off process；fault analysis

This paper introduces the structure and operation principle of the ALFA-LAVAL SA821 oil distributor，and analyzes the possible reasons aiming at the fault of“slag-off feedback error”during heavy oil distributor operation.Then the reasons are excluded one by one to resolve the fault.It also presents the issues which should be paid attention to in routine work.

U664.9+1

A

1001-9855（2011）01-0037-03

2010-09-12

李可順（1979.02-），男，漢族，講師，主要研究方向：現(xiàn)代輪機(jī)工程。

張存有（1962.07-），男，漢族，副教授，主要研究方向：船舶機(jī)電一體化。