“海巡160”轮滑油分油机跑油故障的研究分析

胥祺 崔龙超 瞿敏康

摘 要：本文从“海巡160”轮滑油分油机跑油故障概述引言，通过对分油机的结构和工作原理深入剖析，对分油机发生跑油故障进行归纳分析及排查，便于后期工作人员快速分析跑油故障警报、消除故障，从而提升船机管理人员的管理水平和工作效率，进一步保障船机安全。

关键词：分油机；跑油；归纳分析；船机安全

0 引 言

船用滑油能起到减磨、密封、冷却、清洁、减噪、传递动力等作用，对船舶柴油机的正常运行起到非常重要的作用。船用滑油在运输和存储的过程中，会混入一些铁屑和泥沙等杂质，同时随着柴油机的长时间的运行，也会混入一些水分、炭粒和金属磨粒等污物，因此必须对其净化处理。滑油分油机是船用滑油净化的关键设备，利用不同比重分离的原理，通过高速旋转的离心力，使得油、水、杂质有效分离。

1 滑油分油机跑油故障概况

“海巡160”轮装备两台Alfa Laval公司生产的滑油分油机，型号为P605，电动机额定转速3 000 rpm，额定转速9512 rpm，采用智能EPC-60控制系统。某日1号滑油分油机正常运转、分离左主机系统滑油，控制系统EPC屏幕显示PT4压力低报警，打开观察口发现出水口跑油。

2 P605滑油分油机结构和工作原理

2.1 P605滑油分油机结构

如图1所示，该分离设备包含一个由带机架盖的机架顶部部件、机架中间部件和机架下部部件组成的机架。分离设备分离筒（C）由电动机（A）通过皮带传动装置（D）和分离筒主轴（B）驱动。电动机驱动配备有防止过载的摩擦联轴节。分离筒为盘式，在排渣时以液压方式运行。中空分离筒主轴（B）的特点是安装了一个叶轮，可以将内置储罐中的关闭水泵送到运行的系统中，以实现排渣。

图1 P605滑油分油机结构

2.2 滑油分油机工作原理

分油机实际上一种沉淀设备，在快速旋转的分离筒中，重力被比它大几千倍的离心力所取代，从而实现油、水、杂质连续且快速分离。

图2 P605滑油分油机内部结构示意图

2.2.1 液体流动

如图2所示，分离过程在旋转的分离筒中进行，待分离的滑油由（201）进入分离筒，油从分配器（T）引向分离筒外围。未分离的油到达分配器的导流槽时通过叠片组（G）形成的通道上升，并由此均匀地分配到叠片组内。滑油在向分离筒中心流动时连续分出杂质，清洁的滑油离开叠片时向上流动并进入向心泵腔，由向心泵（F）泵出并通过出口（220）离开分离筒；分离的杂质和水向分离筒外围运动，分离的水沿着叠片组外部上升，通过叠片顶部罩与分离筒盖间通道后，再经过比重环（K）边缘离开分离筒，然后进入分油机的污渣和水共用出口（221）；较大的杂质由叠片组外部的污渣腔收集，并通过排渣口（L）定时排放。

图3 水封水和置换水的原理

2.2.2 净化中的水封水和置换水

如图3所示，为了防止油流到顶部罩（I）外缘并通过出水口（221）逸出，分离筒中必须进行水封。完成此操作的方法是：在供应未分离的油之前，先通过进水口（206）向分离筒中加水，开始供油后，油将迫使水流向分离筒外围，且水与油之间将形成一个分离面（X），该分离界面的位置由比重环（K）的尺寸确定。

为了避免排渣时出现油损失，需要向分离筒中给送置换水。排放前先停止供油，并通过进水口（206）添加置换水，这些水将改变分离筒中的平衡，并且分界面（X）向内移到新的位置（Y），这会增加污泥空间中的水量，进行污泥排放时，污泥与水将单独排放。排渣后将立即形成新的水封，供油将重新开始。

2.2.3 比重环

在凈化模式下，可以通过更换其中某个较大或较小尺寸的比重环（K）来调整分界面（X）的位置，尺寸较大的比重环会将分界面移向分离筒外围，而尺寸较小的比重环将使分界面位置更靠近分离筒中心。

图4 分离筒排渣口开/闭示意图

2.2.4 分离筒排渣口闭合

排渣口闭合主要是当排渣完成后，滑动底盘被关闭水上压来实现。如图4、图5所示，关闭水由内置关闭水箱通过分离筒主轴泵送到运行的系统中，通过配水管道顶起操作滑块（O）使其三个阀塞密封住上分配环（N）的3个泄水孔，从而使滑动底盘下部形成一个密封空间。关闭水通过另一配水管路进入密封空间将滑动底盘顶起上压，使密封圈（m）紧贴分离筒盖，遮住排污口（L）。在分油过程中，为防止关闭水泄漏，将通过分离筒主轴持续泵送补给水。

2.2.5 分离筒排渣口开启

此操作通过系统供应开启水（372）使操作滑环向下运动，从而使上分配环内部空间的水通过泄水孔泄漏，通过分离筒体上的喷嘴（Y）将水排净。分离筒中液体产生的压力将滑动分离筒底盘迅速下压，从而开启排渣口。

3 分油机跑油故障分析及故障排查

通过对ALFA  LAVAL P605分油机的结构和工作原理分析可知，跑油主要分出水口跑油、排渣口跑油或两者兼而有之。

3.1 出水口跑油

出水口跑油根本原因是水封水未建立或者受到破坏，主要是从X界面外移来分析。其主要原因如下：

3.1.1 分离盘组脏污

分离筒内部分离盘组脏污，尤其是叠片组之间的脏堵，造成液体流动通道的阻塞，使得油水分界面外移，从而造成出水口跑油。

若分油机运行时间过长或者滑油油质过脏，未能及时保养分油机，造成脏污严重。分离盘的脏污程度一般可根据设备循环保养记录或轮机日志确定。

图5 开启水和关闭水供应

3.1.2 比重环选择不当

比重环内径的大小，直接决定出水口的直径。比重环内径过小，则出水口出水不顺畅，使得油水分界面内移而使分离效果变差；比重环内径过大，则出水口出水过多，使得油水分界面外移而造成出水口跑油。

可以使用“比重环列线图”作为指南，合理选择适用的比重环。

3.1.3 油温过低或油温过高

油温过低，油料黏度变大，使流动性能减弱，并且相对密度增加，使旋转的离心力变大，从而使油水分界面外移，造成分油机出水口跑油。油温过高时，会导致水封水蒸发而减少，从而破坏了水封，使油水分界面外移，同样造成出水口跑油。在实船运行中，绝大多数是因油温过低而造成的出水口跑油。

通过观察控制面板上的显示温度可以确定油温是否正常，进一步合理调节加热蒸汽阀。滑油分油机的分离温度一般控制在82℃。

3.1.4 起动时没有注入水封水或者水封水加得太少

水封水太少会使油水分界面外移，造成出水口跑油。

检查水封水电磁阀（SV10），确认是否正常动作；如果电磁阀正常动作，检查供水管路、滤器、阀芯是否脏堵。

3.1.5 分离油的密度过大

分离油的密度过大，会使分离筒内部油的离心力增加，使油水分界面外移，造成出水口跑油。

合理的选择适配滑油，一般柴油机说明书都有标明滑油的选型。在加装滑油的时候，轮机员务必与厂商核对滑油型号，确保无误。

3.1.6 分油机进油阀开得太大

分油机进油阀开得太大，进口压力过高，导致水封水被破坏。

通过观察控制面板上的滑油进口压力显示或者进口压力表（PT1）可以确定背压是否正常，进一步合理调节进油阀开度。

3.1.7 分油机净油出口阀开度过小

净油出口阀开度过小或未开启，会造成净油出口背压过高，致使油水分界面外移，造成出水口跑油。

通过观察工作面板上的净油出口压力显示或者出口压力表（PT4）可以确定背压是否正常，进一步合理调节净油出口阀开度。

3.1.8 向心油泵故障

分油机的净油排油泵为不转动的向心泵，若向心油泵由于脏污或故障导致不能排油，则净油无法正常排出，会造成分离筒内油压增高，油水分界面外移，造成出水口跑油。

初步观察工作面板上的净油出口压力显示或者出口压力表（PT4），如果压力过低，关小净油出口阀后仍PT4警报，则可以拆检向心泵是否堵塞或者故障。

3.2 排渣口跑油

排渣口跑油根本原因是排渣口未能关闭。在分油过程中，只有当操作滑环上方空间水泄完，操作滑环上移，3个阀塞堵住上分配环泄水孔，工作水进入滑动底盘下方空间，滑动底盘上移贴近分离筒盖，形成有效密封，才能防止排渣口跑油。妨碍上述过程的原因有以下几类：

3.2.1 滑动底盘

a.滑动底盘与分离筒盖不能紧贴，主要是底盘上端面主要密封环失效。

检查滑动底盘上端的主密封环，观察主密封环安装是否到位或表面是否有损伤。

b.滑动底盘下方缺关闭水或者补偿水，主要是配水管道或者控制阀堵塞或者泄漏。

检查关闭水或者补偿水电磁阀（SV16），确认是否正常动作；若电磁阀正常动作，检查供水管路、滤器、阀芯是否脏堵。

c.活动底盘下方泄漏严重，主要是活动底盘周向密封环失效。

检查滑动底盘周向密封环，观察周向密封环安装是否到位或表面是否有损伤。

d.分离筒转速低。关闭水或者补偿水通过主轴泵送至分离筒内，分离筒转速低，则活动底盘下方的水压相应较低，致使排渣口不能完全关闭，造成排渣口跑油。

分油机在进水封水和补偿水后运行时电流为正常值的3.5 A，排渣时其电流变大为4 A，若转数过低，其电流会相应增大，可通过配电板上的电流表观察。

3.2.2 操作滑环未上移，3个阀塞未有效堵住上分配环的泄水孔

a.操作滑环上的3个塑料阀塞失严。

检查操作滑环的3个塑料阀塞，观察阀塞的表面是否有损伤或安装是否到位。

b.关闭水或者补偿水电磁阀（SV16）配水管道堵塞或者泄漏，工作水不能将操作滑环托起，从而形成有效密封。

检查关闭水或者补偿水电磁阀，确认是否正常动作；若电磁阀正常动作，检查供水管路、滤器是否脏堵。

c.分离筒上的喷嘴（Y）堵塞，不能泄水。

操作滑环侧边的喷嘴孔径很小，正常情况下有少许的定量泄漏。如果水孔被水垢堵塞，在分油的过程中多余的补偿水就积聚在操作滑环上部的水腔中，当越积越多的上部水腔水压大于下部水腔水压时，就会把操作滑环往下压，使得操作滑环下落，造成底盘底部水泄漏、下落，打开排渣口，导致排渣口跑油。

4 分油機的故障消除

分油机各个环节程序的控制最终是通过水封水（置换水）、关闭水（补偿水）、开启水来实现的。对于分油机的跑油故障，不用急于拆检，更换修理包，应该从易到难逐步排查。应通过手动控制工作水的方法进行初步判断，如果手动控制系统各环节运行正常，则下一步排查自动控制部分。如电磁阀故障不能正常动作、相关参数设置不当、警报装置调整不当等。如果手动控制系统各环节运行不正常，则根据分油机跑油故障逐步分析、排查。

根据“海巡160”轮滑油分油机故障现象可知，PT4低压警报，出水口跑油。轮机员关小净油出口阀，手动补充水封水，仍然产生PT4低压警报，出水口跑油。随即停机，拆检向心油泵，发现泵底部有如图6那样的细小裂纹。

图6 向心油泵开裂

图7 分油机机架盖安装示意图

在分析查找故障原因时发现，如果向心油泵拆装失误，机架盖至向心泵顶端高度就不会如图7标示的98±0.5mm，从而导致向心泵与向心泵盖刮擦，使得向心泵开裂，以至从出水口跑油（向心泵出现裂纹，将导致泵送能力不足、分油机内部背压过高，使油从出水口跑出去）。随后更换备件，添加高度调节环，调整其高度在标示范围内，装复运行P605型分油机一段时间，不再有PT4报警，各参数正常，故障消除。

5 结 语

滑油分油机对船舶柴油机工作的安全性、可靠性和使用寿命影响极大，因而检修分油机是轮机员必需的日常工作。搞清分油机的结构和工作原理，对跑油故障的分析和排除是非常重要，所以碰到问题一定要熟读说明书，按照先易后难的原则逐一排查，缩小故障范围，准确确定故障原因；其次维护保养的时候，一定要按照说明书要求的拆装步骤、专用工具使用、安装的注意事项等仔细进行。

参考文献

[1] 陈佐添，蔡鹏飞，鹿佳，董庆丰.某船S型分油机排渣口跑油故障实例[J].航海技术，2018（02）：37-39.

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[4] Alfa Laval.Alfa Laval P605/P615 Separator Manual[Z].

作者简介：

胥祺，（E-mail）304261569@qq.com，18379501459

崔龙超，（E-mail）597742596@qq.com，18193620712

瞿敏康，（E-mail）quminkang@126.com，13816471083