程彥富

（廣西藍(lán)天航空職業(yè)學(xué)院航空工程學(xué)院，廣西來賓 546100）

0 引言

分油機(jī)是現(xiàn)代柴油機(jī)動(dòng)力遠(yuǎn)洋船舶的重要設(shè)備，用來分離燃油（潤滑油）中的水分和雜質(zhì)，為主機(jī)凈化燃油（潤滑油）。分油機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)船舶主機(jī)乃至整個(gè)船舶對(duì)至關(guān)重要。目前大型船舶主要裝配的分油機(jī)有ALFA-LAVAL 和MITSUBISHI 兩種類型，大多數(shù)船舶工程師和學(xué)者對(duì)ALFA-LAVAL 原理及故障處理分析很多，而對(duì)MITSUBISHI 類型分油機(jī)故障分析較少。本文結(jié)合MITSUBISHI SJ100G 型分油機(jī)的工作原理，詳細(xì)描述解決方案，指導(dǎo)輪機(jī)員能夠快速應(yīng)對(duì)此類問題，從而保證船舶安全運(yùn)行。

1 分油機(jī)的主要機(jī)構(gòu)及排渣原理

1.1 主要機(jī)構(gòu)

MITSUBISHI SJ100G 型分油機(jī)由馬達(dá)通過摩擦片傳遞動(dòng)力給橫軸，與ALFA-LAVAL 系列分油機(jī)通過皮帶傳遞動(dòng)力作用一致，都是設(shè)計(jì)為柔性驅(qū)動(dòng)。柔性驅(qū)動(dòng)可以保護(hù)分油機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以防止馬達(dá)過載和齒輪磨損過快。橫軸上的螺旋齒輪與立軸連接，帶動(dòng)立軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)立軸上部的分離筒轉(zhuǎn)到，對(duì)分離筒內(nèi)的燃油（滑油）進(jìn)行分離。

分油機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示：分離筒是分油機(jī)的核心部件，分離筒和筒蓋通過螺紋連接緊固在一起；分離筒內(nèi)有分離盤組，分離盤組按出廠順序放在配油器上；在水壓作用力下，配油器下方的滑動(dòng)底盤和分離筒蓋將分離筒形成一個(gè)密封空間。

圖1 分油機(jī)結(jié)構(gòu)

待分離燃油（滑油）通過配油器進(jìn)入分離室，在分離筒高速旋轉(zhuǎn)的離心力和分離盤片的彈力作用下，待分離油液通過分離盤片上的小孔上浮并由于密度的不同開始分離，密度大的雜質(zhì)和水向外移動(dòng)，密度小的油通過分離盤片間的縫隙向上向內(nèi)移動(dòng)。在分離筒的高速旋轉(zhuǎn)下，待分離油液在質(zhì)點(diǎn)的分離速度滿足：

式中 v——點(diǎn)分離速度，m/s

Δρ——雜質(zhì)與純油的密度差，kg/m3

γ——燃油動(dòng)力黏度，Pa·s

d——雜質(zhì)直徑，m

ω——分離盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，rad/s

R——分離盤半徑，m

在高速旋轉(zhuǎn)下，由于密度不同，雜質(zhì)和燃油被分開，密度較大的雜質(zhì)移向分離筒邊緣、密度小的處于中間。被分離的油液進(jìn)入集油室，通過向心葉輪從出油管排出。被分離出的水通過分離筒頂蓋和分離盤頂蓋之間的間隙進(jìn)入集水室，通過向心葉輪從排水管排出。集水室和集油室通過比重環(huán)隔開，油水接觸處為有水分界面，比重環(huán)是控制油水分界面的重要部件。被分出的雜質(zhì)被堆積在分離室的邊緣，排渣時(shí)滑動(dòng)底盤下水壓迅速減小、滑動(dòng)底盤下移，油渣迅速被排出。

分離筒外側(cè)有密封水出口，該出口有先導(dǎo)閥密封。分油時(shí)，先導(dǎo)閥在離心力作用下坐落于閥座上，工作水聚集在滑動(dòng)底盤下邊，通過水壓將滑動(dòng)底盤頂起，使滑動(dòng)底盤與分離筒下邊緣的住密封環(huán)擠壓，實(shí)現(xiàn)密封。

1.2 排渣工作原理

當(dāng)分離到達(dá)設(shè)定的排渣時(shí)間或水分傳感器被觸發(fā)時(shí)，分油機(jī)開始排渣：開啟水通過分油機(jī)開啟水道到達(dá)先導(dǎo)閥閥芯與閥座之間，利用水壓克服閥芯高速旋轉(zhuǎn)的離心力；密封水通過先導(dǎo)閥孔迅速泄出，滑動(dòng)底盤在分離室水壓的作用下快速下移，排渣口打開，油雜在離心力的作用下排出。

排渣結(jié)束后，分油機(jī)再次按照設(shè)定程序進(jìn)行分油。

2 分油機(jī)排渣口漏油原因分析

2.1 故障現(xiàn)象

東方海外貨柜航運(yùn)公司某輪有3 臺(tái)重油分油機(jī)，某日3 號(hào)分油機(jī)運(yùn)行，機(jī)艙為無人機(jī)艙，約凌晨2：00機(jī)艙報(bào)警，大管輪（在值）在房間應(yīng)答后立即到分油機(jī)房查看，輪機(jī)員助理隨后趕到，發(fā)現(xiàn)分油機(jī)控制面板的“l(fā)eak”指示燈紅燈亮起，分油機(jī)馬達(dá)已經(jīng)停電正在減速。消除警報(bào)后重新啟動(dòng)，發(fā)現(xiàn)分油機(jī)可以使用，觀察10 min 后無異常情況發(fā)生，機(jī)艙再次設(shè)為無人機(jī)艙。當(dāng)日約8：00，3 號(hào)重油分油機(jī)再次發(fā)出同樣警報(bào)。

2.2 常見故障分析

2.2.1 工作水系統(tǒng)故障

分油機(jī)分離筒的開啟和密封由工作水來完成，密封水水壓不足或無水時(shí)會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致滑動(dòng)底盤與分離筒蓋完全閉合、出現(xiàn)漏油情況。

該分油機(jī)的工作水來自壓力水柜，工作水系統(tǒng)的故障通常需要排查3 項(xiàng)內(nèi)容：①檢查壓力水柜水量與管路水壓，水壓低，密封水不足以讓滑動(dòng)底盤上移到適當(dāng)?shù)奈恢?，?dǎo)致不能良好密封；②檢查工作水管路的Y形濾器是否臟、堵，水流量小、壓力低、密封水不足等會(huì)導(dǎo)致密封不良；③解體檢查配水盤狀態(tài)和密封圈是否老化。

2.2.2 密封系統(tǒng)故障

工作水在水腔中的存儲(chǔ)、燃油在分離筒內(nèi)的分離，都是通過密封圈的密封作用實(shí)現(xiàn)的，任何一個(gè)密封圈故障都會(huì)導(dǎo)致分油機(jī)故障。

（1）滑動(dòng)底盤和分離筒蓋之間通過主密封圈密封，一旦主密封圈磨損嚴(yán)重或損壞將會(huì)導(dǎo)致排渣口漏油問題。影響密封圈使用壽命的因素有：分油機(jī)長時(shí)間運(yùn)行；排渣口多次啟閉會(huì)對(duì)主密封圈多次擠壓；排渣時(shí)雜質(zhì)對(duì)密封圈的摩擦等；燃油在被分過程中，油溫高達(dá)98 ℃，高溫也會(huì)影響密封圈的使用壽命。

（2）先導(dǎo)閥的啟閉控制著滑動(dòng)底盤下邊密封水的封閉與排出，先導(dǎo)閥的任何一條密封圈破損都導(dǎo)致滑動(dòng)底盤下邊密封水的泄漏，而滑動(dòng)底盤下滑則會(huì)導(dǎo)致排渣口跑油。

（3）滑動(dòng)底盤下密封圈損壞、底部密封水泄漏，也會(huì)導(dǎo)致排渣口密封不良、造成漏油。

2.2.3 控制系統(tǒng)故障

（1）工作水電磁閥損壞或閥芯卡死或電磁閥接觸不良，導(dǎo)致密封水水壓不足或開啟水持續(xù)供水，造成分離筒密封不良。

（2）分油機(jī)出油口壓力傳感器故障，排渣口漏油警報(bào)是通過出油口的壓力傳感器檢查的。正常排渣時(shí)出油口壓力會(huì)有波動(dòng)，警報(bào)報(bào)警值設(shè)置超過排渣時(shí)的波動(dòng)時(shí)間就會(huì)有警報(bào)發(fā)出，同時(shí)排渣停機(jī)。當(dāng)然，不排除壓力傳感器故障無報(bào)警導(dǎo)致分油機(jī)停機(jī)的可能。

3 故障處理

3.1 手動(dòng)排渣處理

手動(dòng)排渣的順序一般為：

（1）檢查燃油加熱器油溫正常；檢查燃油壓力正常；檢查控制水系統(tǒng)，水壓正常。

（2）關(guān)閉控制面板電源，啟動(dòng)分油機(jī)馬達(dá)，使分油機(jī)加速到正常轉(zhuǎn)速（由于分油機(jī)控制面板沒有開啟，燃油處于循環(huán)狀態(tài)）。此時(shí)分油機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（3）檢查分油機(jī)排渣與分離筒密封功能。先打開密封水閥21 s，然后關(guān)閉密封水閥，開啟置換水閥34 s。關(guān)閉置換水閥，打開開啟水閥為5 s 并立即關(guān)閉（需認(rèn)真聽排渣聲音是否正常）。再打開密封水閥21 s，關(guān)閉后打開置換水閥34 s 后關(guān)閉。

（4）打開排渣口檢查發(fā)現(xiàn)有水滴斷續(xù)甩出，于是關(guān)閉3 號(hào)分油機(jī)、啟用2 號(hào)分油機(jī)。

通過上述排查，發(fā)現(xiàn)分油機(jī)排渣口確實(shí)有泄漏情況，排除誤報(bào)警的可能。同時(shí)，排渣聲音正常，可以排除工作水管路無嚴(yán)重堵塞情況?？刂泼姘尻P(guān)閉再次通電后警報(bào)消除，基本上可以排除控制系統(tǒng)故障的可能。

3.2 解體處理

解體時(shí)參照說明書解體步驟，對(duì)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件要輕拿慢放，工作臺(tái)鋪木板，應(yīng)減少不必要的磕碰。解體后，對(duì)各部件進(jìn)行清潔。然后按照故障分析，對(duì)故障點(diǎn)逐一排查，對(duì)易發(fā)故障點(diǎn)重點(diǎn)排查。

解體維修時(shí)，需先關(guān)閉分油機(jī)加熱器、燃油供油泵，關(guān)閉控制面板電源，掛警示牌，關(guān)閉分油機(jī)進(jìn)油閥、出油閥，關(guān)閉工作水進(jìn)口閥，然后按照以下順序進(jìn)行解體。

（1）檢查主密封環(huán)。主密封環(huán)所處環(huán)境惡劣，最容易受到磨損，也是控制排渣的最后一個(gè)部件。檢看接觸面，有沒有明顯的徑向劃痕或壓傷。解體發(fā)現(xiàn)，主密封環(huán)接觸面壓痕平整，沒有徑向劃痕和壓傷，無明顯的老化變色脆化。

（2）拆掉控制水管路，手動(dòng)排水，水流正常。用量筒測量1 min 的水量，結(jié)果在說明書規(guī)定范圍內(nèi)，說明工作水管路系統(tǒng)正常。

（3）解體分離筒，查看密封水室內(nèi)有淡淡黃色印跡（應(yīng)為水漬），少量水漬對(duì)分油機(jī)影響不大；檢查各密封圈，發(fā)現(xiàn)彈性良好，無明顯的磨損、裂紋和缺口。

（4）解體配水盤。配水盤密封圈狀態(tài)良好，用無毛紙巾擦拭配水盤，有較多黃色水漬，有淡淡泥土味。配水盤分密封水水道和開啟水水道，水道曲折，水流經(jīng)過此處時(shí)流速改變，對(duì)配水盤有較大沖刷，同時(shí)有水中雜質(zhì)沉降，其對(duì)排渣口漏油影響不大。其他部分沒有明顯問題。

（5）從分離筒側(cè)面松開封堵螺絲，用專用工具拔出先導(dǎo)閥，清洗先導(dǎo)閥及閥孔，解體先導(dǎo)閥。檢查閥座和閥芯，發(fā)現(xiàn)有不同程度的麻點(diǎn)，推測為汽蝕現(xiàn)象造成。在分離筒的高速轉(zhuǎn)動(dòng)下，由于密封水有很大動(dòng)能，當(dāng)水沖出時(shí)迅速排出，水壓變化造成汽蝕。

（6）拆出密封圈并檢查，發(fā)現(xiàn)閥座內(nèi)側(cè)兩條密封圈發(fā)生扭曲。經(jīng)過更換密封圈、分油機(jī)清潔裝配后，再次進(jìn)行手動(dòng)排渣操作，未發(fā)現(xiàn)排渣口有漏油情況。

3.3 故障事后分析

綜合以上解體情況分析，此次排渣口漏油為先導(dǎo)閥密封不良造成。在上次分油機(jī)解體清洗時(shí)，先導(dǎo)閥未徹底清潔安裝密封圈時(shí)未使用凡士林等潤滑物對(duì)閥體和密封圈進(jìn)行必要的潤滑，導(dǎo)致密封圈出現(xiàn)扭曲，但密封圈彈性良好，所以在之前的工作中可以起到良好密封效果。隨著先導(dǎo)閥多次啟閉操作和工作水沖刷，密封圈彈性和密封性降低，分油機(jī)排渣口開始漏油。

4 分油機(jī)日常管理及定期解體清洗建議

（1）日常管理，每天巡視至少兩次，用聽診棒聽分油機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)聲，檢測分油機(jī)軸承情況，如有明顯雜音應(yīng)立即停用；檢查分油機(jī)各個(gè)壓力和溫度參數(shù)，保證在運(yùn)行的分油機(jī)壓力、溫度在正常范圍；每日測量油渣柜油量，如有異常增多則需要及時(shí)查明原因；每日應(yīng)檢查分油機(jī)齒輪箱滑油油位。

（2）在正常運(yùn)行中盡量不要調(diào)整分油機(jī)控制面板設(shè)定好的參數(shù)。在船舶換油時(shí)，為避免混油而要盡量減少沉淀柜油位。沉淀柜低位處油中雜質(zhì)較多，可適當(dāng)縮短分油機(jī)排渣時(shí)間，減少分油機(jī)誤報(bào)警。

（3）分油機(jī)應(yīng)按照說明書定期進(jìn)行清洗和大修保養(yǎng)。分油機(jī)是高速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，需要定期更換軸承。另外，分離重油時(shí)油溫設(shè)置為98 ℃（滑油92 ℃），高溫高壓條件易造成密封圈老化，所以密封圈也應(yīng)定期更換。

（4）安裝密封圈時(shí)，最好對(duì)密封圈或安裝槽進(jìn)行潤滑，這樣既可以保障安裝容易，也可以減少密封圈在安裝時(shí)表面的磨損。另外，一定要選擇原廠的密封圈。

（5）拆裝分油機(jī)應(yīng)提前做計(jì)劃，包括備用分油機(jī)測試、備件準(zhǔn)備、工具準(zhǔn)備、人員準(zhǔn)備、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，其中復(fù)印拆裝說明書是非常必要的。在拆卸和裝配過程中，對(duì)不確定的步驟一定要搞懂拆卸和裝配步驟在施工，做到“寧慢勿亂”。另外，說明書是最可靠的“幫手”。