Alfa-laval-S型船用分油機(jī)常見故障的分析

徐惠華

(浙江國際海運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 舟山 316021)

0 引 言

Alfa-laval-S型分油機(jī)采用了功能強(qiáng)大的智能EPC-50控制系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的FOPX型的EPC-400控制系統(tǒng),并在結(jié)構(gòu)上采取了一系列的改進(jìn),使得分油機(jī)在使用中更加安全簡便,所以越來越受到船員的歡迎。最近幾年建造的船舶,特別是遠(yuǎn)洋船舶使用S型分油機(jī)的比例很高。筆者這幾年在管理S型分油機(jī)過程中,遇到了一些在傳統(tǒng)分油機(jī)上未曾見到的故障,寫出來與同行探討。

1 Alfa-laval-S型分油機(jī)結(jié)構(gòu)和特點

S型分油機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)是由馬達(dá)帶動三塊摩擦片,再由摩擦片帶動皮帶輪,最后皮帶輪通過皮帶傳動,帶動分離筒轉(zhuǎn)動。燃油分油機(jī)額定轉(zhuǎn)速7800r/m,滑油分油機(jī)額定轉(zhuǎn)速10500r/m,可見分油機(jī)的轉(zhuǎn)速高,分離效果好。與傳統(tǒng)的FOPX型分油機(jī)相比,除了控制和檢測系統(tǒng)不同外,分離筒結(jié)構(gòu)和操作水的設(shè)計也所不同[2]。S型分油機(jī)用一根進(jìn)水管代替了FOPX型的開啟工作水管和密封補(bǔ)償水管,只是用進(jìn)水管前的流量控制閥SV15和SV16控制進(jìn)水流量和開啟時間來達(dá)到控制分離筒啟閉的目的。分離筒內(nèi)取消了復(fù)位彈簧,并由固定環(huán)代替了定量環(huán),不像FOPX型分油機(jī),分油過程滑動圈是靠復(fù)位彈簧頂起。它是靠固定環(huán)和操作滑環(huán)組成的密封水腔1所產(chǎn)生的水動力壓頭F1托起操作滑環(huán)。正因為這種結(jié)構(gòu)的不同,FOPX型分油機(jī)在部分排渣時排渣口開啟時間僅為0.1秒左右,所以不用切斷進(jìn)油,且排渣口的開啟時間與定量環(huán)表面的凹槽有關(guān)。而S型分油機(jī)排渣時EPC-50工作在程序Ti74開啟水電磁閥SV15開啟3秒,活動底盤打開排渣,然后進(jìn)入程序Ti75泄放分離筒底部的工作水,時間為15秒,再進(jìn)入程序Ti62開啟密封水閥SV16,時間為15秒左右?？梢钥闯鯯型分油機(jī)的排渣時間完全由EPC-50控制,且排渣口開啟時間有20秒左右,所以排渣時必須切斷進(jìn)油。

為了更好地分析分油機(jī)的故障原因,下面簡單介紹S型分油機(jī)的啟動、分油、排渣過程。(1)啟動密封過程

當(dāng)分油機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后,EPC-50控制電磁閥SV15打開向分離筒水腔供水,以保證分油機(jī)有足夠的操作水。開啟時間因型號不同而稍有不同,通常為5秒。然后密封水電磁閥SV16開啟15秒,此時的密封水在高速轉(zhuǎn)動的分油機(jī)內(nèi)產(chǎn)生離心力,并通過分離筒內(nèi)的導(dǎo)水孔分成兩路進(jìn)入水腔。一路進(jìn)入由固定環(huán)和操作滑環(huán)組成的密封水腔1,在離心力的作用下,密封水產(chǎn)生向上的水動力壓頭F1,在力F1的作用下操作滑環(huán)被頂起,操作滑環(huán)上的三個塑料堵頭正好把分離筒底部的三個泄放孔封住,這樣分離筒底部與滑動底盤就形成了密封水腔2;密封水的另一路通過導(dǎo)水孔進(jìn)入水腔2,同樣在離心力的作用下,密封水形成向上的水動力壓頭F2,在力F2的作用下,活動底盤變形向上運(yùn)動,并與分離筒上蓋形成密封,組成了分離油腔。在EPC-50的控制下,SV10打開進(jìn)水封水,然后打開進(jìn)油閥進(jìn)行分油[3]。(2)分油過程

分油機(jī)在分油過程中,水腔1和水腔2中的密封水會有所消耗,如不定時補(bǔ)充,操作滑環(huán)就會失去力F1的支撐而往下掉,從而造成活動底盤打開排渣口,即出現(xiàn)跑油現(xiàn)象。為了避免這種情況的發(fā)生,EPC-50控制系統(tǒng)會控制補(bǔ)償水閥SV16每隔幾分鐘打開一秒,以達(dá)到對密封水的補(bǔ)償作用。如果補(bǔ)償?shù)乃羞^量,多余的水將通過操作滑環(huán)上的噴嘴在離心力的作用下排出分離筒。

(3)排渣過程

分油機(jī)在一個設(shè)定的分油時間結(jié)束后需進(jìn)行排渣。在EPC-50控制下,先關(guān)進(jìn)油閥,然后打開SV10進(jìn)置換水趕油,再控制開啟水電磁閥SV15打開五秒,此時開啟水進(jìn)入由分離筒底部與操作滑環(huán)組成的水腔3。由于開啟水流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于噴嘴的泄放量,所以開啟水很快就充滿水腔3,在離心力的作用下形成向下的力F3,且力F3要大于力F1,這樣操作滑環(huán)就向下運(yùn)動,帶動三個塑料堵頭下行,打開了分離筒本體的三個泄放孔,使得水腔2中的密封水通過三個泄放孔排出,活動底盤失去力F2的支撐,在自身彈力的作用下打開排渣口進(jìn)行排渣。

2 常見故障的分析

2.1 由流量控制閥孔徑變化而引起的故障

流量控制閥孔徑變化引起的故障是S型分油機(jī)最常見的故障之一。其有三個流量控制閥,分別是水封水SV10、開啟水SV15和密封水 (補(bǔ)償水)SV16。在分油機(jī)運(yùn)行過程中,控制水中都會有銹或雜質(zhì)附在流量控制閥內(nèi)表面,再加上閥內(nèi)的橡皮老化變形,所以在使用過程中孔徑會變小。這樣分油機(jī)就會出現(xiàn)一系列的故障。

2.1.1 SV 16孔徑變化引起的故障

在分油機(jī)運(yùn)行過程中,SV16孔徑變小,補(bǔ)償水就不能彌補(bǔ)水腔1和水腔2的密封水消耗,那么水腔里的水會逐漸減少,以至于水腔1中的水產(chǎn)生的水動力壓頭F1不足以支撐操作滑環(huán),那么滑環(huán)就要掉下來,打開分離筒底部的三個泄放孔,造成分離筒不正常開啟,即出現(xiàn)排渣口跑油。這時分油機(jī)的速度會迅速下降,最終分油機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)速低報警并自動停機(jī)。分油機(jī)在啟動過程中SV16開啟時間為15秒,如果孔徑變小,那么進(jìn)入分離筒底部的密封水就會減少,如果水量少到力F2不能托起滑動底盤,那么進(jìn)油時就出現(xiàn)了排渣口跑油。這時分油機(jī)將自動停機(jī),并發(fā)出出口壓力低報警。在管理過程中也碰到了SV16孔徑變大的情況,通過原理分析,在啟動分油機(jī)SV16開啟15秒的過程中,由于進(jìn)水量增大,水腔1和水腔2很快被充滿,這樣活動底盤被托起。隨著SV16的繼續(xù)大量進(jìn)水,密封水將進(jìn)入到水腔3中,并把水腔3充滿,這時又把操作滑環(huán)壓下去,并打開活動底盤,能聽到“砰”的排渣聲。如果EPC-50再控制進(jìn)油,將出現(xiàn)排渣口跑油故障,這時分油機(jī)將自動停機(jī),并發(fā)出出口壓力低報警。

2.1.2 SV15孔徑變化引起的故障

在排渣過程中,SV15開啟 5秒,如開啟水SV15孔徑變小,進(jìn)入水腔3的流量就變小了,同時水腔3中還有一部分水被噴嘴排出分離筒,當(dāng)水量小到進(jìn)入水腔3中的水產(chǎn)生的力F3小于水腔1產(chǎn)生的力F1,那么活動底盤就不能向下運(yùn)動,排渣口打不開,分油機(jī)將會自動停機(jī)并發(fā)出排渣故障報警。

2.1.3 SV10孔徑變化引起的故障

在排渣過程中,EPC-50程序運(yùn)行到Ti71時,分油機(jī)出口閥關(guān)閉,SV10打開。如果SV10孔徑變小,那么進(jìn)入到分離筒的水就少。如果水量小到SV10打開十五秒鐘后,分油機(jī)出口壓力還是小于0.5 bar,那么分油機(jī)將發(fā)出故障報警。在啟動過程中,EPC-50程序運(yùn)行到Ti59時,SV10打開,系統(tǒng)對水的流量進(jìn)行校正,作為Ti63時進(jìn)水封水時間的依據(jù)。如果出現(xiàn)SV10孔徑變小,當(dāng)SV開啟最長170秒的時間后,分油機(jī)出口壓力還是小于0.2 bar,那么分油機(jī)將發(fā)出故障報警。

2.2 由噴嘴堵塞引起的故障

操作滑環(huán)側(cè)邊的噴嘴孔徑很小,如果操作水質(zhì)不好,小孔就會被水垢堵塞。那么在分油過程中,多余的補(bǔ)償水就積在水腔3內(nèi)不能排出分離筒外,隨著補(bǔ)償水在水腔3內(nèi)越積越多,它所形成向下的力F3也越來越大。當(dāng)力F3大于水腔1形成的力F1,操作滑環(huán)就往下落,活動底盤也向下運(yùn)動,打開排渣口,最終造成排渣口跑油,分油機(jī)轉(zhuǎn)速下降并自動停機(jī)。

2.3 分離筒漏泄檢測過程中的故障

為了確認(rèn)分油機(jī)在分油過程中分離筒密封性良好,每次排渣后重新分油,EPC-50控制程序在運(yùn)行到Ti66時,將執(zhí)行10到30秒時間的分離筒漏泄檢測。測試過程中,分油機(jī)先關(guān)閉進(jìn)油閥,延時幾秒關(guān)閉出油閥,然后EPC-50選定一個參考檢測出口壓力,選定值必須在1～3 bar內(nèi),一般在1～2 bar之間較好。如果在檢測過程中出口壓力值下降超過1 bar,則分油機(jī)將發(fā)出分離筒漏泄的故障警報并自動停車。當(dāng)然,在檢測過程中分油機(jī)的出口閥關(guān)閉不嚴(yán)也會出現(xiàn)同樣的警報,具體是分離筒漏泄還是出口閥漏泄,只要看排渣口是否漏油就可以確定。另外一種情況是在Ti66漏泄檢測程序結(jié)束后,EPC-50控制程序又回到了Ti65,如此反復(fù)最多可達(dá)5次。這是由于分油機(jī)出口壓力不在選定的壓力范圍內(nèi)1～3bar內(nèi),所以分油機(jī)反復(fù)Ti65、Ti66兩個程序以找到一個極限范圍內(nèi)的參考出口壓力值,5次后分油機(jī)將會報警。

出口壓力不在1～3 bar內(nèi),如果小于1 bar,那么是分油機(jī)出口閥泄漏或是分離筒泄漏;如果出口壓力大于3 bar,那么是進(jìn)油三通閥泄漏或是水封水SV10泄漏。判斷SV10是否泄漏,只要拆下流量控制閥就可以檢查,當(dāng)然如果是SV10泄漏,油中的水分將會很高;進(jìn)油三通閥泄漏可以在進(jìn)油前看到排渣口有油漏出。

2.4 分油機(jī)的其他常見故障

分油機(jī)分離后的油中含水量高也是較常見的故障,如果EPC-50檢測到油中含水量高,排水閥自動打開幾秒鐘進(jìn)行排水,排水5次后油中含水量還是超過規(guī)定值,那么分油機(jī)將進(jìn)入排渣程序并發(fā)出含水量高警報。其原因主要有:

(1)沉淀柜中的油含水太多;

(2)含水量檢測裝置很臟或有故障;

(3)排水錐管不運(yùn)動,絕大多數(shù)是彈簧的故障;

(4)水封水SV10有漏泄。

皮帶斷裂的故障在使用中也有遇到,主要原因是分油機(jī)軸承損壞或者排渣口堵塞。

3 結(jié) 語

針對S型分油機(jī)的常見故障,輪機(jī)員要特別注意操作水的水質(zhì)管理,定期更換老化的密封圈,經(jīng)常檢查分油機(jī)的軸承和皮帶的工作狀況,細(xì)致地觀察,認(rèn)真閱讀說明書,總結(jié)經(jīng)驗。相信輪機(jī)員在管理過程中一定能得心應(yīng)手,勝任愉快。

[1]Alfa Laval Tumba AB.S831&S 836Separator operationManual[M].Sweden:Alfa Laval Tumba AB,2008.

[2]方金和.輪機(jī)自動化[M].大連:大連海事大學(xué)出版社,1998.

[3]劉彥輝,胡龍軍,黃玉學(xué).Alfa Laval S型分油機(jī)低水壓故障分析[J].機(jī)電設(shè)備,2010,27(4):46-47.