彭　陳，趙春生

(江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211170)

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某船主機(jī)燃油反沖洗濾器故障分析

彭陳，趙春生

(江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211170)

針對(duì)MISUZU-BOLL型燃油自動(dòng)沖洗濾器無法自動(dòng)沖洗、沖洗不完全問題，結(jié)合反沖洗濾器的工作原理，解體反沖洗電磁閥，查明反沖洗電磁閥閥芯行程變小、橡皮墊圈變形導(dǎo)致濾器無法自動(dòng)沖洗，采用增大反沖洗電磁閥的閥芯行程、增大橡皮墊圈強(qiáng)度等方法解決故障，通過改進(jìn)燃油反沖洗濾器電路控制系統(tǒng)，換用壓縮空氣為沖洗介質(zhì)等方法實(shí)現(xiàn)沖洗完全，實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作穩(wěn)定和主機(jī)的安全運(yùn)行。

燃油自動(dòng)反沖洗濾器；沖洗電磁閥；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

劣質(zhì)燃油經(jīng)過離心凈化和霧化加熱器加熱，仍然含有很多雜質(zhì)和水分，很容易堵塞細(xì)濾器，所以現(xiàn)在很多船舶采用自動(dòng)反沖洗燃油濾器。主機(jī)燃油自動(dòng)反沖洗濾器全稱為全自動(dòng)反沖洗自清濾器，其結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，可維護(hù)性好且維護(hù)工作量小，被廣泛采用。某散貨船，主機(jī)型號(hào)MAN-B&W10L90MC，燃油自動(dòng)反沖洗濾器型號(hào)為MISUZU-BOLL，主機(jī)燃用劣質(zhì)燃油IF380，工作流量22 m3/h，燃油最高溫度為150℃，燃油正常工作運(yùn)動(dòng)粘度10～15 mm2/s,正常工作壓力為1 MPa，設(shè)定反沖洗壓差為0.06 MPa，該船自動(dòng)反沖洗電磁閥頻繁發(fā)生故障，導(dǎo)致主機(jī)燃油濾器只能手動(dòng)沖洗。反沖洗電磁閥工作正常時(shí)，開關(guān)動(dòng)作的放氣時(shí)間均正常，而當(dāng)該閥發(fā)生故障時(shí)，開閥放氣時(shí)間縮短，濾芯不能正常動(dòng)作，不能完成反沖洗，排渣閥不能打開排油；同時(shí)電磁閥正常工作期間，出現(xiàn)雜質(zhì)沖洗不完全現(xiàn)象。為此，通過對(duì)電磁閥結(jié)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)以及沖洗模式進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)燃油反沖濾器工作穩(wěn)定和主機(jī)的安全運(yùn)行。

1　自動(dòng)反沖洗濾器工作原理

MISUZU-BOLL型燃油濾器結(jié)構(gòu)見圖1，正常工作過程中，燃油經(jīng)進(jìn)口A進(jìn)入濾器，出口B流出，經(jīng)過濾芯過程中，油液由外層向內(nèi)層過濾，這樣保證雜質(zhì)處于濾芯外部，便于清理。

圖1　反沖洗濾器結(jié)構(gòu)示意

控制單元發(fā)出沖洗信號(hào)后，電磁閥SV通電，右位通，從氣源G處發(fā)出的控制空氣經(jīng)過電磁閥SV的右位和氣缸上的孔E進(jìn)入到驅(qū)動(dòng)活塞D的右側(cè)。

驅(qū)動(dòng)活塞的左側(cè)空間經(jīng)過電磁閥SV和氣缸上的孔F通大氣，空氣推動(dòng)驅(qū)動(dòng)活塞D向左移動(dòng)，打開排渣閥FV，同時(shí)在這個(gè)過程中，驅(qū)動(dòng)活塞D右側(cè)的控制空氣經(jīng)過氣缸上的孔K打開氣動(dòng)閥AV。

儲(chǔ)存在空氣瓶中的控制空氣經(jīng)過氣動(dòng)閥AV沖洗濾芯，沖洗方向由濾芯的內(nèi)部往外部沖洗，將附著在濾芯外部的雜質(zhì)沖洗掉，如圖中白色小箭頭的方向，最后經(jīng)過配流軸和排渣口C處流到燃油溢流柜，如圖中黑色小箭頭的方向。

另一路控制空氣經(jīng)過減壓閥R不斷給空氣瓶補(bǔ)氣，沖洗設(shè)定時(shí)間達(dá)到后，電磁閥SV斷電，左位通，控制空氣經(jīng)過孔F進(jìn)入驅(qū)動(dòng)活塞D的左側(cè)，活塞的右側(cè)通大氣,活塞右移關(guān)閉排渣閥FV，氣動(dòng)閥AV在彈簧的作用下關(guān)閉，停止沖洗動(dòng)作，該組濾芯筒體進(jìn)入放氣補(bǔ)油階段[1]。

2　故障分析

2.1電磁閥故障

解體電磁閥，發(fā)現(xiàn)閥芯及橡皮墊圈并沒有破損、硬化。將發(fā)生故障的電磁閥外接一路氣源，手動(dòng)關(guān)閉電磁閥，通過電磁閥殼上的氣口發(fā)現(xiàn)橡皮墊圈在空氣壓力的作用下變形，將閥芯卡住，用新的電磁閥做實(shí)驗(yàn)，橡皮圈沒有發(fā)生此情況。將故障的電磁閥的橡皮墊圈取下與新的橡皮墊圈相比，發(fā)現(xiàn)故障電磁閥橡皮墊圈變軟且外徑稍有增大。

進(jìn)一步檢查，新電磁閥的閥芯由關(guān)到開行程很小，約2 mm，故障電磁閥閥芯由關(guān)到開的行程要比新的小。橡皮墊圈厚度是影響閥芯行程的主要因素，橡皮墊圈變厚，會(huì)使閥芯行程變小[2]。

由此判斷電磁閥故障時(shí)開閥釋放氣時(shí)間較短的原因。當(dāng)自動(dòng)反沖洗濾器控制系統(tǒng)發(fā)出沖洗信號(hào)時(shí)，電磁閥SV有電，在控制空氣作用下，閥芯左移，電磁閥SV打開，控制空氣進(jìn)入活塞D的右側(cè)，同時(shí)，活塞D左側(cè)空間的空氣放大氣，活塞D左移?？墒且螂姶砰y閥芯行程減小導(dǎo)致橡皮墊圈與墊圈座面間的間隙減小，空氣流通面積減小，使得通過橡皮墊圈前后的空氣壓差增大，加之橡皮墊圈材質(zhì)變軟且直徑增大導(dǎo)致受壓面積增大，幾種因素導(dǎo)致橡皮墊圈在空氣壓力作用下產(chǎn)生變形，而空氣壓力作用方向是將橡皮墊圈關(guān)閉在墊圈座面上，因此導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)活塞D左側(cè)空間空氣無法排出，活塞D無法左移打開排渣閥FV，反沖洗油無法排出，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)沖洗[3]。

2.2沖洗不完全故障

燃油反沖洗濾器達(dá)到設(shè)定壓差時(shí)進(jìn)行反沖洗，對(duì)燃油濾片進(jìn)行清洗，不能把燃油進(jìn)口處雜質(zhì)完全沖走，容易造成雜質(zhì)在濾器進(jìn)油口堆積。而后積聚雜質(zhì)隨著燃油流進(jìn)濾片，造成濾片臟堵，當(dāng)燃油濾器反沖洗時(shí)，短時(shí)間內(nèi)會(huì)連續(xù)沖洗，這樣一來會(huì)造成進(jìn)入機(jī)器的燃油劇烈波動(dòng)，影響柴油機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行[4]。同時(shí)，燃油濾器反沖洗的閥桿運(yùn)行距離過長(zhǎng)，閥桿在運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，進(jìn)而造成排污閥關(guān)閉不嚴(yán)，燃油從排污閥泄漏，泄漏嚴(yán)重會(huì)出現(xiàn)低壓報(bào)警，主機(jī)報(bào)警降速，如果主機(jī)供油不足甚至?xí)＼?，因此現(xiàn)有燃油反沖洗濾器的燃油系統(tǒng)的穩(wěn)定性不足[5]。

3　故障解決及改進(jìn)

3.1電磁閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)

電磁閥橡皮墊圈厚度增加是影響閥芯行程的關(guān)鍵，其中增大閥芯行程也可以彌補(bǔ)因?yàn)榭諝鈮毫ψ饔檬瓜鹌|圈變形而引起橡皮墊圈與墊圈座面間隙的減小。此類橡皮墊圈在船上一般無法自行制作，所以為解決故障，一般采用2種方法。

1)增大電磁閥閥芯行程。首先拆掉電磁閥的控制端，將閥芯整體取出(用2只一字形螺絲刀從兩側(cè)插入閥芯內(nèi)將閥芯整體取出)。為了增大閥的行程，可以采取減小橡皮墊圈厚度，此橡皮墊圈在船一般無法自己制作，因其內(nèi)外孔是要求較高的同心度，且材質(zhì)不易軟也不易硬。為此，采用切割的方法將現(xiàn)有的橡皮墊圈切掉1/4～1/3的厚度，橡皮墊圈變薄，閥芯的行程增大[6]。

2)增大橡皮墊圈的強(qiáng)度。為了增大橡皮墊圈的強(qiáng)度，可以采取粘接的辦法，將切割好的橡皮墊圈裝入閥芯上的墊圈槽內(nèi)，切割面對(duì)著定位突肩，用手撥開橡皮墊圈，再用細(xì)的針狀物沾取少量502膠水滴入到橡皮墊圈與定位突肩間的間隙內(nèi)，然后用手壓緊橡皮墊圈使其與定位突肩粘合，待膠水凝結(jié)后檢查是否有未粘住的地方(注意膠水不能太多，否則會(huì)溢出影響密封面的密封)，將閥芯組裝好后整體裝入閥殼時(shí)，應(yīng)將其上的方形氣口對(duì)準(zhǔn)殼氣口[7]。

3.2電路控制系統(tǒng)改進(jìn)

當(dāng)前，燃油反沖洗濾器完成反沖洗操作，電信號(hào)主要是由壓差信號(hào)發(fā)生器傳遞給電磁閥，驅(qū)動(dòng)活塞上下移動(dòng)[8]。

改進(jìn)后控制系統(tǒng)，壓差產(chǎn)生的電信號(hào)傳遞給電磁閥，電磁閥控制換向氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)工作濾筒，產(chǎn)生的控制信號(hào)傳遞到電磁閥，驅(qū)動(dòng)活塞上移，隨后開始反沖洗，反沖洗控制空氣打開，繼電器控制反沖洗時(shí)間，達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，驅(qū)動(dòng)活塞上部充氣，補(bǔ)油系統(tǒng)開始補(bǔ)油，空氣排完，氣液檢測(cè)器發(fā)出信號(hào)控制氣缸反向動(dòng)作，反沖洗濾筒再次開始工作，至此完成一個(gè)反沖洗過程。改進(jìn)前后電路圖見圖2、3，改進(jìn)后實(shí)現(xiàn)了燃油反沖洗濾器自動(dòng)控制，進(jìn)而使燃油反沖洗濾器沖洗更加徹底[9]。

圖2　原電氣控制圖原理

圖3　改進(jìn)電氣控制原理

3.3沖洗模式改進(jìn)

目前，反沖洗濾器大部分使用的介質(zhì)為燃油，反沖洗時(shí)燃油浪費(fèi)比較嚴(yán)重，而且沖洗壓力為0.3 MPa，不是很大，不能把雜質(zhì)完全沖洗干凈；而且反沖洗濾器的燃油系統(tǒng)穩(wěn)定性也不是很好，容易造成排污閥漏油甚至主機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。為此考慮用0.7 MPa的壓縮空氣為沖洗介質(zhì)，對(duì)燃油濾器進(jìn)行徹底的清洗[10]；同時(shí)在燃油濾器上增加1個(gè)進(jìn)氣口進(jìn)行進(jìn)氣沖洗，在下部氣口內(nèi)增設(shè)1個(gè)噴口，噴口的方向傾斜向上，以使氣流在此形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的氣旋，對(duì)氣口下部平時(shí)不能清洗的部位進(jìn)行沖洗。

[1] 吳恒.輪機(jī)管理[M].大連:大連海事大學(xué)出版社，1999.

[2] 陳國鈞.船舶柴油機(jī)動(dòng)力裝置[M].大連:大連海事大學(xué)出版社，1996.

[3] 趙金龍.船用燃油自動(dòng)反沖洗濾器故障的解決方法[J].中遠(yuǎn)安全，2015(6):28-33.

[4] 周衛(wèi)杰.船舶柴油機(jī)結(jié)構(gòu)與維修[M].上海浦江教育出版社，2014.

[5] 鄭風(fēng)閣，李凱.輪機(jī)自動(dòng)化[M].大連:大連海事大學(xué)出版社，1995.

[6] 錢金法.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[7] 趙鴻坤.船舶柴油機(jī)管理與推進(jìn)裝置檢測(cè)[M].北京:人民交通出版社，1982.

[8] 張洪.燃油濾器旁通漏泄導(dǎo)致油泵異常磨損[J].航海技術(shù)，2007(1):63-65.

[9] 齊文征.油反沖洗燃油自清濾器的維護(hù)管理[J].航海技術(shù)，2012(6):46-49.

[10] 劉保平.波勒自動(dòng)清洗濾器故障實(shí)例[J].航海技術(shù)全，2015(6):56-58.

Fault Analysis of Fuel Oil Back Washing Filter of a Ship

PENG Chen, ZHAO Chun-sheng

(Jiangsu Maritime Institute, Nanjing Jiangsu 211170, China)

Aiming at the problems of that MISUZU-BOLL type of fuel automatic flushing filter cannot be automatically flushing and incomplete flushing, in light of the working principle of the backwashing filter, the backwashing electromagnetic valve disintegrated, finding that the backwashing electromagnetic valve spool stroke becomes small, the deformation of rubber gasket leads the filter cannot be automatically flushing. The fault is solved by increasing reverse flushing electromagnetic valve spool stroke and increasing rubber gasket strength. The complete flushing can be realized by means of improving the circuit control system of fuel backwash filter and replacing compressed air as the flushing medium, so as to ensure stable working statue of the device and safety of the host.

fuel automatic back flushing filter; flushing solenoid valve; system improvement

2016-03-29

2016-04-21

江蘇省航海學(xué)會(huì)課題(2015B09)，中國交通教育研究會(huì)研究課題(1402-115)

彭陳(1983—)，男，碩士，講師

U664.121

A

1671-7953(2016)04-0134-03

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2016.04.031

研究方向:輪機(jī)工程技術(shù)、船舶與海洋工程

E-mail:pengchen86@163.com