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        船舶燃油系統(tǒng)的應(yīng)用與分析

        2019-07-10 14:58:17張勇
        科學(xué)與財(cái)富 2019年14期
        關(guān)鍵詞:船舶應(yīng)用分析

        張勇

        摘 要:眾所周知,燃油系統(tǒng)是船舶的重要組成部分,是船舶行駛的動(dòng)力源,它的好壞直接影響船舶的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性?;诖耍疚膶?duì)船舶燃油系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析,以期提供一定的參考價(jià)值。

        關(guān)鍵詞:船舶;燃油系統(tǒng);應(yīng)用;分析

        近些年來(lái),各個(gè)領(lǐng)域都得到了快速發(fā)展,對(duì)于航運(yùn)的需求也不斷提高,進(jìn)而對(duì)于船舶運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性就提出了更嚴(yán)格的要求。作為船舶動(dòng)力設(shè)備的燃油供給系統(tǒng),由于船舶特殊的航行條件及其他因素的影響,更加容易出現(xiàn)各種故障。所以,對(duì)于燃油系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析,對(duì)于保障船舶的安全航行意義重大。

        1燃油供給系統(tǒng)的組成

        船舶燃油系統(tǒng)是通過(guò)管道和燃油輸送泵為船舶各種設(shè)備提供燃油的管系。系統(tǒng)主要由燃油艙、燃油輸送泵、終端設(shè)備組成。依據(jù)船舶的種類(lèi)、用途及相關(guān)噸位的差別,燃油艙在船上的布置位置、大小及數(shù)量也一樣。一般情況下,船舶會(huì)用雙層底艙、邊艙、頂邊艙與深艙等作為燃油艙?,F(xiàn)在廣泛使用的燃油供油單元主要設(shè)備包括柴油與燃油三通轉(zhuǎn)換閥、燃油循環(huán)泵、燃油供給泵、燃油流量計(jì)、回油桶(含除氣功能)、濾器、燃油加熱器和粘度控制器等設(shè)備。

        1.1柴油與燃油三通轉(zhuǎn)換閥

        柴油與燃油三通轉(zhuǎn)換閥的3個(gè)端口中的2個(gè)端口與來(lái)自燃油日用柜和柴油日用柜的管路連接,該閥一般為手動(dòng)控制,以選擇何種燃油進(jìn)入燃油供油單元,通常還帶有位置開(kāi)關(guān),向控制系統(tǒng)提供位置信號(hào)以指示閥位狀態(tài),顯示船舶柴油機(jī)目前使用何種燃油。

        1.2燃油供給泵

        燃油供給泵一般配2臺(tái),互為備用,控制系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)泵的出口壓力對(duì)2臺(tái)泵進(jìn)行自動(dòng)控制,當(dāng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)備用泵,壓力升高后停止故障泵。燃油供給泵從三通閥吸入燃油,燃油經(jīng)加壓后一部分燃油經(jīng)調(diào)壓閥溢流回進(jìn)口管路中,另一部分經(jīng)過(guò)反沖洗濾器或旁通濾器、流量計(jì)流動(dòng)至回油桶。為防止回油筒內(nèi)燃油汽化,通常供給泵排出壓力需維持0.4MPa左右。

        1.3濾器

        當(dāng)燃用劣質(zhì)燃油時(shí),濾器將堵塞頻繁,故船上廣泛采用自動(dòng)反沖洗濾器。濾器一般為雙聯(lián),一聯(lián)為自清濾器,另一聯(lián)為旁通濾器。正常情況下用自清濾器,當(dāng)自清濾器需清洗貨維修時(shí)轉(zhuǎn)為旁通濾器。自清濾器上設(shè)有壓差開(kāi)關(guān),當(dāng)壓差高時(shí)控制反沖洗濾器自動(dòng)沖洗。

        1.4流量計(jì)

        流量計(jì)用來(lái)測(cè)量燃油的消耗量和主機(jī)瞬時(shí)耗油率,流量計(jì)應(yīng)該設(shè)置在供給泵的調(diào)壓管路和回油桶之間的管路上,這樣才能比較準(zhǔn)確的測(cè)量燃油耗量。燃油流量計(jì)必須在船舶燃油系統(tǒng)便于察看的位置安裝,這樣利于對(duì)于日常燃油使用量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

        1.5回油桶

        主機(jī)的回油回到回油桶,且回油桶供給循環(huán)泵燃油?;赜偷臏囟容^高時(shí)會(huì)有油氣產(chǎn)生,由于油氣的積聚,回油桶的液位會(huì)降低,液位降低到一定值時(shí)回油桶上的壓力放氣閥自動(dòng)打開(kāi),排氣到日用柜?;赜屯吧显O(shè)置低液位報(bào)警,用來(lái)防止回油桶內(nèi)液位過(guò)低導(dǎo)致循環(huán)泵不能正常供油。

        1.6燃油循環(huán)泵

        燃油循環(huán)泵和供給泵一樣也設(shè)置2臺(tái),互為備用。燃油循環(huán)泵是高壓循環(huán)回路的壓力源,它將吸自回油桶的0.4MPa的重油加壓到1.0MPa,此時(shí)加壓是防止燃油在加熱時(shí)發(fā)生汽化現(xiàn)象。為了使噴油泵進(jìn)口處保持恒壓(即0.8MPa),循環(huán)泵的供油率通常比柴油機(jī)的燃油消耗率大幾倍。

        1.7加熱器

        加熱器目的是通過(guò)加熱將高粘度的燃油的粘度降低到主機(jī)的使用要求。通常這種預(yù)熱裝置是用蒸汽作為加熱介質(zhì)的殼管式加熱器,加熱器上設(shè)安全閥用來(lái)確保加熱器內(nèi)壓力不會(huì)過(guò)高。當(dāng)船舶燃用低硫柴油時(shí),還會(huì)設(shè)置冷卻器用來(lái)降低柴油進(jìn)機(jī)溫度,加熱器和冷卻器用三通閥相互轉(zhuǎn)換。

        1.8粘度控制器

        粘度控制器通過(guò)測(cè)量供油單元的燃油粘度,將測(cè)量值與設(shè)定值進(jìn)行比較,通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度,改變蒸汽流量,從而調(diào)節(jié)燃油的加熱溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)燃油的粘度控制。根據(jù)使用燃油和機(jī)型的不同使燃油粘度維持在某一特定的范圍內(nèi),通常為10-15cSt。

        2燃油系統(tǒng)的常見(jiàn)故障

        2.1油泵常見(jiàn)故障

        燃油泵將燃油從油艙中吸出,使管路中形成一定壓力,從而克服管道阻力。經(jīng)管路和燃油濾清器進(jìn)入燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行做功。燃油泵在燃油系統(tǒng)常見(jiàn)故障如下:①安全閥泄露或者彈簧失效,會(huì)造成供油壓力偏低,供油量不足,致使發(fā)動(dòng)機(jī)工作部平穩(wěn)或不工作,發(fā)動(dòng)機(jī)加速困難無(wú)力;②單向閥泄露,會(huì)造成輸油管路不能建立殘壓,致使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難;③進(jìn)油濾網(wǎng)堵塞,會(huì)造成供油不足燃油泵發(fā)出尖叫聲,致使發(fā)動(dòng)機(jī)高速踹振、無(wú)高速、加速不良、嚴(yán)重時(shí)怠速不穩(wěn);④燃油泵馬達(dá)壞,會(huì)造成無(wú)燃油供應(yīng),致使發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法工作;⑤燃油泵磨損,會(huì)致使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難,動(dòng)力不足,加速不良;⑥燃油泵繼電器、保險(xiǎn)短路或者開(kāi)路,會(huì)造成無(wú)燃油供應(yīng),致使發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法工作。

        2.2噴油器故障

        噴油器是電控燃油噴射系統(tǒng)主要的元件,噴油器常見(jiàn)故障如下:①電動(dòng)噴油器膠結(jié),電動(dòng)噴油器堵塞,會(huì)造成電動(dòng)噴油器不噴油,或者噴油量少,噴油霧化效果不良,致使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降、加速遲緩、怠速不穩(wěn)定、容易熄火、發(fā)動(dòng)機(jī)不工作或者不穩(wěn)定;②電磁線圈線路連接處斷路,會(huì)造成電動(dòng)噴油器不噴油,致使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定或不工作;③電動(dòng)噴油器密封不嚴(yán),會(huì)造成電動(dòng)噴油器漏油,致使油耗上升、排氣管放炮、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難、冒黑煙;④電動(dòng)噴油器閥口積污,會(huì)造成噴油量減少,致使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定,進(jìn)氣管回火、動(dòng)力性差、加速性差;⑤噴油器至ECU線路短路或開(kāi)路,會(huì)造成電動(dòng)噴油器不噴油,致使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定或不工作。

        3維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)

        3.1燃油濾器的維護(hù)

        少數(shù)船員不能定期清洗燃油濾清器,甚至清洗沒(méi)有規(guī)律,并沒(méi)有按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行清洗,再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后采取對(duì)燃油濾清器進(jìn)行清洗。這種現(xiàn)象很容易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)馬力不足,也會(huì)造成氣缸積碳的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此燃油濾清器必須要定期進(jìn)行清洗。

        3.2噴油泵和調(diào)速器的維護(hù)

        (1)在保養(yǎng)單體式噴油泵時(shí),需要對(duì)調(diào)速器操縱機(jī)構(gòu)的螺栓、螺母以及銷(xiāo)子等的牢固性進(jìn)行檢查,避免出現(xiàn)松脫的問(wèn)題,防止因連接松脫而造成主機(jī)“飛車(chē)”事故。此外調(diào)速?gòu)椈稍谑褂脮r(shí)間較長(zhǎng)后,其拉力會(huì)減小,或者噴油泵柱塞出現(xiàn)磨損的狀況降低了供油量,對(duì)主機(jī)轉(zhuǎn)速帶來(lái)影響,需要對(duì)這兩方面進(jìn)行檢查。

        (2)應(yīng)檢查噴油泵和調(diào)速器下體的機(jī)油油位。如不足應(yīng)添加,但嚴(yán)禁超過(guò)規(guī)定油位,否則會(huì)降低調(diào)速器的靈敏度,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起“飛車(chē)”。如過(guò)多,應(yīng)放出,并要分析原因是從何處漏入柴油。

        (3)定期清洗噴油泵和調(diào)速器內(nèi)腔并換用新機(jī)油。清洗方法:主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后,趁熱機(jī)時(shí)放出舊機(jī)油,加入適量干凈柴油,將柴油機(jī)減壓后,用起動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)1~2min進(jìn)行清洗,然后把清洗柴油放凈,并按規(guī)定油面加入新機(jī)油。大保養(yǎng)時(shí),根據(jù)需要把噴油泵及調(diào)速器從主機(jī)上拆下,送到噴油泵試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行檢查調(diào)整。

        (4)噴油器的保養(yǎng)。噴油器上的噴油嘴針閥偶件,在燃燒室中工作環(huán)境非常惡劣,除特殊情況外,每工作500~700h,就應(yīng)進(jìn)行檢查保養(yǎng),否則會(huì)降低噴油質(zhì)量,使主機(jī)功率下降。

        3.3燃燒室的維護(hù)

        燃燒室是燃油與空氣混合并燃燒的地方,承受著高溫和大負(fù)荷。主機(jī)長(zhǎng)期使用后燃燒室中將有積碳,在大保養(yǎng)或技術(shù)檢修時(shí)應(yīng)加以清除。拆下氣缸蓋清除積碳,并用柴油清洗干凈。渦流式燃燒室要檢查鑲塊上的啟動(dòng)噴孔是否暢通,以免造成冷機(jī)啟動(dòng)困難。如發(fā)現(xiàn)鑲塊上主通道管口或內(nèi)壁燒壞,應(yīng)及時(shí)更換鑲塊。更換鑲塊時(shí)一定要注意鑲塊的配合緊度及定位,并要求鑲塊裝入后不高出汽缸蓋平面。

        4結(jié)束語(yǔ)

        燃油供給系統(tǒng)為船舶柴油機(jī)使用燃油提供了基礎(chǔ),所以,我們一定要對(duì)船舶燃油系統(tǒng)的組成及性能有充分的了解,合理地處理相關(guān)故障,并做好維修保養(yǎng)工作,保證供油單元的穩(wěn)定、可靠性,從而為船舶安全航行提供保障。

        參考文獻(xiàn):

        [1]夏志元.船舶柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的建模與仿真研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2017(11):5.

        [2]劉加富.船舶低硫燃油系統(tǒng)改造技術(shù)研究[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月),2016,16(09):1-3.

        [3].工程船舶燃油智能化監(jiān)控系統(tǒng)[J].交通節(jié)能與環(huán)保,2016,12(04):1-5.

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