某船主机燃油反冲洗滤器故障分析

彭　陈，赵春生

(江苏海事职业技术学院，江苏 南京 211170)



某船主机燃油反冲洗滤器故障分析

彭陈，赵春生

(江苏海事职业技术学院，江苏 南京 211170)

针对MISUZU-BOLL型燃油自动冲洗滤器无法自动冲洗、冲洗不完全问题，结合反冲洗滤器的工作原理，解体反冲洗电磁阀，查明反冲洗电磁阀阀芯行程变小、橡皮垫圈变形导致滤器无法自动冲洗，采用增大反冲洗电磁阀的阀芯行程、增大橡皮垫圈强度等方法解决故障，通过改进燃油反冲洗滤器电路控制系统，换用压缩空气为冲洗介质等方法实现冲洗完全，实现设备工作稳定和主机的安全运行。

燃油自动反冲洗滤器；冲洗电磁阀；系统结构改进

劣质燃油经过离心净化和雾化加热器加热，仍然含有很多杂质和水分，很容易堵塞细滤器，所以现在很多船舶采用自动反冲洗燃油滤器。主机燃油自动反冲洗滤器全称为全自动反冲洗自清滤器，其结构紧凑，工作可靠，可维护性好且维护工作量小，被广泛采用。某散货船，主机型号MAN-B&W10L90MC，燃油自动反冲洗滤器型号为MISUZU-BOLL，主机燃用劣质燃油IF380，工作流量22 m3/h，燃油最高温度为150℃，燃油正常工作运动粘度10～15 mm2/s,正常工作压力为1 MPa，设定反冲洗压差为0.06 MPa，该船自动反冲洗电磁阀频繁发生故障，导致主机燃油滤器只能手动冲洗。反冲洗电磁阀工作正常时，开关动作的放气时间均正常，而当该阀发生故障时，开阀放气时间缩短，滤芯不能正常动作，不能完成反冲洗，排渣阀不能打开排油；同时电磁阀正常工作期间，出现杂质冲洗不完全现象。为此，通过对电磁阀结构、电气控制系统以及冲洗模式进行改进，实现燃油反冲滤器工作稳定和主机的安全运行。

1　自动反冲洗滤器工作原理

MISUZU-BOLL型燃油滤器结构见图1，正常工作过程中，燃油经进口A进入滤器，出口B流出，经过滤芯过程中，油液由外层向内层过滤，这样保证杂质处于滤芯外部，便于清理。

图1　反冲洗滤器结构示意

控制单元发出冲洗信号后，电磁阀SV通电，右位通，从气源G处发出的控制空气经过电磁阀SV的右位和气缸上的孔E进入到驱动活塞D的右侧。

驱动活塞的左侧空间经过电磁阀SV和气缸上的孔F通大气，空气推动驱动活塞D向左移动，打开排渣阀FV，同时在这个过程中，驱动活塞D右侧的控制空气经过气缸上的孔K打开气动阀AV。

储存在空气瓶中的控制空气经过气动阀AV冲洗滤芯，冲洗方向由滤芯的内部往外部冲洗，将附着在滤芯外部的杂质冲洗掉，如图中白色小箭头的方向，最后经过配流轴和排渣口C处流到燃油溢流柜，如图中黑色小箭头的方向。

另一路控制空气经过减压阀R不断给空气瓶补气，冲洗设定时间达到后，电磁阀SV断电，左位通，控制空气经过孔F进入驱动活塞D的左侧，活塞的右侧通大气,活塞右移关闭排渣阀FV，气动阀AV在弹簧的作用下关闭，停止冲洗动作，该组滤芯筒体进入放气补油阶段[1]。

2　故障分析

2.1电磁阀故障

解体电磁阀，发现阀芯及橡皮垫圈并没有破损、硬化。将发生故障的电磁阀外接一路气源，手动关闭电磁阀，通过电磁阀壳上的气口发现橡皮垫圈在空气压力的作用下变形，将阀芯卡住，用新的电磁阀做实验，橡皮圈没有发生此情况。将故障的电磁阀的橡皮垫圈取下与新的橡皮垫圈相比，发现故障电磁阀橡皮垫圈变软且外径稍有增大。

进一步检查，新电磁阀的阀芯由关到开行程很小，约2 mm，故障电磁阀阀芯由关到开的行程要比新的小。橡皮垫圈厚度是影响阀芯行程的主要因素，橡皮垫圈变厚，会使阀芯行程变小[2]。

由此判断电磁阀故障时开阀释放气时间较短的原因。当自动反冲洗滤器控制系统发出冲洗信号时，电磁阀SV有电，在控制空气作用下，阀芯左移，电磁阀SV打开，控制空气进入活塞D的右侧，同时，活塞D左侧空间的空气放大气，活塞D左移。可是因电磁阀阀芯行程减小导致橡皮垫圈与垫圈座面间的间隙减小，空气流通面积减小，使得通过橡皮垫圈前后的空气压差增大，加之橡皮垫圈材质变软且直径增大导致受压面积增大，几种因素导致橡皮垫圈在空气压力作用下产生变形，而空气压力作用方向是将橡皮垫圈关闭在垫圈座面上，因此导致驱动活塞D左侧空间空气无法排出，活塞D无法左移打开排渣阀FV，反冲洗油无法排出，进而无法实现冲洗[3]。

2.2冲洗不完全故障

燃油反冲洗滤器达到设定压差时进行反冲洗，对燃油滤片进行清洗，不能把燃油进口处杂质完全冲走，容易造成杂质在滤器进油口堆积。而后积聚杂质随着燃油流进滤片，造成滤片脏堵，当燃油滤器反冲洗时，短时间内会连续冲洗，这样一来会造成进入机器的燃油剧烈波动，影响柴油机安全稳定运行[4]。同时，燃油滤器反冲洗的阀杆运行距离过长，阀杆在运行过程中容易出现卡阻现象，进而造成排污阀关闭不严，燃油从排污阀泄漏，泄漏严重会出现低压报警，主机报警降速，如果主机供油不足甚至会停车，因此现有燃油反冲洗滤器的燃油系统的稳定性不足[5]。

3　故障解决及改进

3.1电磁阀结构改进

电磁阀橡皮垫圈厚度增加是影响阀芯行程的关键，其中增大阀芯行程也可以弥补因为空气压力作用使橡皮垫圈变形而引起橡皮垫圈与垫圈座面间隙的减小。此类橡皮垫圈在船上一般无法自行制作，所以为解决故障，一般采用2种方法。

1)增大电磁阀阀芯行程。首先拆掉电磁阀的控制端，将阀芯整体取出(用2只一字形螺丝刀从两侧插入阀芯内将阀芯整体取出)。为了增大阀的行程，可以采取减小橡皮垫圈厚度，此橡皮垫圈在船一般无法自己制作，因其内外孔是要求较高的同心度，且材质不易软也不易硬。为此，采用切割的方法将现有的橡皮垫圈切掉1/4～1/3的厚度，橡皮垫圈变薄，阀芯的行程增大[6]。

2)增大橡皮垫圈的强度。为了增大橡皮垫圈的强度，可以采取粘接的办法，将切割好的橡皮垫圈装入阀芯上的垫圈槽内，切割面对着定位突肩，用手拨开橡皮垫圈，再用细的针状物沾取少量502胶水滴入到橡皮垫圈与定位突肩间的间隙内，然后用手压紧橡皮垫圈使其与定位突肩粘合，待胶水凝结后检查是否有未粘住的地方(注意胶水不能太多，否则会溢出影响密封面的密封)，将阀芯组装好后整体装入阀壳时，应将其上的方形气口对准壳气口[7]。

3.2电路控制系统改进

当前，燃油反冲洗滤器完成反冲洗操作，电信号主要是由压差信号发生器传递给电磁阀，驱动活塞上下移动[8]。

改进后控制系统，压差产生的电信号传递给电磁阀，电磁阀控制换向气缸转动工作滤筒，产生的控制信号传递到电磁阀，驱动活塞上移，随后开始反冲洗，反冲洗控制空气打开，继电器控制反冲洗时间，达到设定时间后，驱动活塞上部充气，补油系统开始补油，空气排完，气液检测器发出信号控制气缸反向动作，反冲洗滤筒再次开始工作，至此完成一个反冲洗过程。改进前后电路图见图2、3，改进后实现了燃油反冲洗滤器自动控制，进而使燃油反冲洗滤器冲洗更加彻底[9]。

图2　原电气控制图原理

图3　改进电气控制原理

3.3冲洗模式改进

目前，反冲洗滤器大部分使用的介质为燃油，反冲洗时燃油浪费比较严重，而且冲洗压力为0.3 MPa，不是很大，不能把杂质完全冲洗干净；而且反冲洗滤器的燃油系统稳定性也不是很好，容易造成排污阀漏油甚至主机的安全运转。为此考虑用0.7 MPa的压缩空气为冲洗介质，对燃油滤器进行彻底的清洗[10]；同时在燃油滤器上增加1个进气口进行进气冲洗，在下部气口内增设1个喷口，喷口的方向倾斜向上，以使气流在此形成一个旋转的气旋，对气口下部平时不能清洗的部位进行冲洗。

[1] 吴恒.轮机管理[M].大连:大连海事大学出版社，1999.

[2] 陈国钧.船舶柴油机动力装置[M].大连:大连海事大学出版社，1996.

[3] 赵金龙.船用燃油自动反冲洗滤器故障的解决方法[J].中远安全，2015(6):28-33.

[4] 周卫杰.船舶柴油机结构与维修[M].上海浦江教育出版社，2014.

[5] 郑风阁，李凯.轮机自动化[M].大连:大连海事大学出版社，1995.

[6] 钱金法.电子设计自动化技术[M].北京:机械工业出版社，2005.

[7] 赵鸿坤.船舶柴油机管理与推进装置检测[M].北京:人民交通出版社，1982.

[8] 张洪.燃油滤器旁通漏泄导致油泵异常磨损[J].航海技术，2007(1):63-65.

[9] 齐文征.油反冲洗燃油自清滤器的维护管理[J].航海技术，2012(6):46-49.

[10] 刘保平.波勒自动清洗滤器故障实例[J].航海技术全，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

江苏省航海学会课题(2015B09)，中国交通教育研究会研究课题(1402-115)

彭陈(1983—)，男，硕士，讲师

U664.121

A

1671-7953(2016)04-0134-03

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2016.04.031

研究方向:轮机工程技术、船舶与海洋工程

E-mail:pengchen86@163.com