某船主機燃油反沖洗濾器故障分析

彭　陳，趙春生

(江蘇海事職業技術學院，江蘇 南京 211170)

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某船主機燃油反沖洗濾器故障分析

彭陳，趙春生

(江蘇海事職業技術學院，江蘇 南京 211170)

針對MISUZU-BOLL型燃油自動沖洗濾器無法自動沖洗、沖洗不完全問題，結合反沖洗濾器的工作原理，解體反沖洗電磁閥，查明反沖洗電磁閥閥芯行程變小、橡皮墊圈變形導致濾器無法自動沖洗，采用增大反沖洗電磁閥的閥芯行程、增大橡皮墊圈強度等方法解決故障，通過改進燃油反沖洗濾器電路控制系統，換用壓縮空氣為沖洗介質等方法實現沖洗完全，實現設備工作穩定和主機的安全運行。

燃油自動反沖洗濾器；沖洗電磁閥；系統結構改進

劣質燃油經過離心凈化和霧化加熱器加熱，仍然含有很多雜質和水分，很容易堵塞細濾器，所以現在很多船舶采用自動反沖洗燃油濾器。主機燃油自動反沖洗濾器全稱為全自動反沖洗自清濾器，其結構緊湊，工作可靠，可維護性好且維護工作量小，被廣泛采用。某散貨船，主機型號MAN-B&W10L90MC，燃油自動反沖洗濾器型號為MISUZU-BOLL，主機燃用劣質燃油IF380，工作流量22 m3/h，燃油最高溫度為150℃，燃油正常工作運動粘度10～15 mm2/s,正常工作壓力為1 MPa，設定反沖洗壓差為0.06 MPa，該船自動反沖洗電磁閥頻繁發生故障，導致主機燃油濾器只能手動沖洗。反沖洗電磁閥工作正常時，開關動作的放氣時間均正常，而當該閥發生故障時，開閥放氣時間縮短，濾芯不能正常動作，不能完成反沖洗，排渣閥不能打開排油；同時電磁閥正常工作期間，出現雜質沖洗不完全現象。為此，通過對電磁閥結構、電氣控制系統以及沖洗模式進行改進，實現燃油反沖濾器工作穩定和主機的安全運行。

1　自動反沖洗濾器工作原理

MISUZU-BOLL型燃油濾器結構見圖1，正常工作過程中，燃油經進口A進入濾器，出口B流出，經過濾芯過程中，油液由外層向內層過濾，這樣保證雜質處于濾芯外部，便于清理。

圖1　反沖洗濾器結構示意

控制單元發出沖洗信號后，電磁閥SV通電，右位通，從氣源G處發出的控制空氣經過電磁閥SV的右位和氣缸上的孔E進入到驅動活塞D的右側。

驅動活塞的左側空間經過電磁閥SV和氣缸上的孔F通大氣，空氣推動驅動活塞D向左移動，打開排渣閥FV，同時在這個過程中，驅動活塞D右側的控制空氣經過氣缸上的孔K打開氣動閥AV。

儲存在空氣瓶中的控制空氣經過氣動閥AV沖洗濾芯，沖洗方向由濾芯的內部往外部沖洗，將附著在濾芯外部的雜質沖洗掉，如圖中白色小箭頭的方向，最后經過配流軸和排渣口C處流到燃油溢流柜，如圖中黑色小箭頭的方向。

另一路控制空氣經過減壓閥R不斷給空氣瓶補氣，沖洗設定時間達到后，電磁閥SV斷電，左位通，控制空氣經過孔F進入驅動活塞D的左側，活塞的右側通大氣,活塞右移關閉排渣閥FV，氣動閥AV在彈簧的作用下關閉，停止沖洗動作，該組濾芯筒體進入放氣補油階段[1]。

2　故障分析

2.1電磁閥故障

解體電磁閥，發現閥芯及橡皮墊圈并沒有破損、硬化。將發生故障的電磁閥外接一路氣源，手動關閉電磁閥，通過電磁閥殼上的氣口發現橡皮墊圈在空氣壓力的作用下變形，將閥芯卡住，用新的電磁閥做實驗，橡皮圈沒有發生此情況。將故障的電磁閥的橡皮墊圈取下與新的橡皮墊圈相比，發現故障電磁閥橡皮墊圈變軟且外徑稍有增大。

進一步檢查，新電磁閥的閥芯由關到開行程很小，約2 mm，故障電磁閥閥芯由關到開的行程要比新的小。橡皮墊圈厚度是影響閥芯行程的主要因素，橡皮墊圈變厚，會使閥芯行程變小[2]。

由此判斷電磁閥故障時開閥釋放氣時間較短的原因。當自動反沖洗濾器控制系統發出沖洗信號時，電磁閥SV有電，在控制空氣作用下，閥芯左移，電磁閥SV打開，控制空氣進入活塞D的右側，同時，活塞D左側空間的空氣放大氣，活塞D左移。可是因電磁閥閥芯行程減小導致橡皮墊圈與墊圈座面間的間隙減小，空氣流通面積減小，使得通過橡皮墊圈前后的空氣壓差增大，加之橡皮墊圈材質變軟且直徑增大導致受壓面積增大，幾種因素導致橡皮墊圈在空氣壓力作用下產生變形，而空氣壓力作用方向是將橡皮墊圈關閉在墊圈座面上，因此導致驅動活塞D左側空間空氣無法排出，活塞D無法左移打開排渣閥FV，反沖洗油無法排出，進而無法實現沖洗[3]。

2.2沖洗不完全故障

燃油反沖洗濾器達到設定壓差時進行反沖洗，對燃油濾片進行清洗，不能把燃油進口處雜質完全沖走，容易造成雜質在濾器進油口堆積。而后積聚雜質隨著燃油流進濾片，造成濾片臟堵，當燃油濾器反沖洗時，短時間內會連續沖洗，這樣一來會造成進入機器的燃油劇烈波動，影響柴油機安全穩定運行[4]。同時，燃油濾器反沖洗的閥桿運行距離過長，閥桿在運行過程中容易出現卡阻現象，進而造成排污閥關閉不嚴，燃油從排污閥泄漏，泄漏嚴重會出現低壓報警，主機報警降速，如果主機供油不足甚至會停車，因此現有燃油反沖洗濾器的燃油系統的穩定性不足[5]。

3　故障解決及改進

3.1電磁閥結構改進

電磁閥橡皮墊圈厚度增加是影響閥芯行程的關鍵，其中增大閥芯行程也可以彌補因為空氣壓力作用使橡皮墊圈變形而引起橡皮墊圈與墊圈座面間隙的減小。此類橡皮墊圈在船上一般無法自行制作，所以為解決故障，一般采用2種方法。

1)增大電磁閥閥芯行程。首先拆掉電磁閥的控制端，將閥芯整體取出(用2只一字形螺絲刀從兩側插入閥芯內將閥芯整體取出)。為了增大閥的行程，可以采取減小橡皮墊圈厚度，此橡皮墊圈在船一般無法自己制作，因其內外孔是要求較高的同心度，且材質不易軟也不易硬。為此，采用切割的方法將現有的橡皮墊圈切掉1/4～1/3的厚度，橡皮墊圈變薄，閥芯的行程增大[6]。

2)增大橡皮墊圈的強度。為了增大橡皮墊圈的強度，可以采取粘接的辦法，將切割好的橡皮墊圈裝入閥芯上的墊圈槽內，切割面對著定位突肩，用手撥開橡皮墊圈，再用細的針狀物沾取少量502膠水滴入到橡皮墊圈與定位突肩間的間隙內，然后用手壓緊橡皮墊圈使其與定位突肩粘合，待膠水凝結后檢查是否有未粘住的地方(注意膠水不能太多，否則會溢出影響密封面的密封)，將閥芯組裝好后整體裝入閥殼時，應將其上的方形氣口對準殼氣口[7]。

3.2電路控制系統改進

當前，燃油反沖洗濾器完成反沖洗操作，電信號主要是由壓差信號發生器傳遞給電磁閥，驅動活塞上下移動[8]。

改進后控制系統，壓差產生的電信號傳遞給電磁閥，電磁閥控制換向氣缸轉動工作濾筒，產生的控制信號傳遞到電磁閥，驅動活塞上移，隨后開始反沖洗，反沖洗控制空氣打開，繼電器控制反沖洗時間，達到設定時間后，驅動活塞上部充氣，補油系統開始補油，空氣排完，氣液檢測器發出信號控制氣缸反向動作，反沖洗濾筒再次開始工作，至此完成一個反沖洗過程。改進前后電路圖見圖2、3，改進后實現了燃油反沖洗濾器自動控制，進而使燃油反沖洗濾器沖洗更加徹底[9]。

圖2　原電氣控制圖原理

圖3　改進電氣控制原理

3.3沖洗模式改進

目前，反沖洗濾器大部分使用的介質為燃油，反沖洗時燃油浪費比較嚴重，而且沖洗壓力為0.3 MPa，不是很大，不能把雜質完全沖洗干凈；而且反沖洗濾器的燃油系統穩定性也不是很好，容易造成排污閥漏油甚至主機的安全運轉。為此考慮用0.7 MPa的壓縮空氣為沖洗介質，對燃油濾器進行徹底的清洗[10]；同時在燃油濾器上增加1個進氣口進行進氣沖洗，在下部氣口內增設1個噴口，噴口的方向傾斜向上，以使氣流在此形成一個旋轉的氣旋，對氣口下部平時不能清洗的部位進行沖洗。

[1] 吳恒.輪機管理[M].大連:大連海事大學出版社，1999.

[2] 陳國鈞.船舶柴油機動力裝置[M].大連:大連海事大學出版社，1996.

[3] 趙金龍.船用燃油自動反沖洗濾器故障的解決方法[J].中遠安全，2015(6):28-33.

[4] 周衛杰.船舶柴油機結構與維修[M].上海浦江教育出版社，2014.

[5] 鄭風閣，李凱.輪機自動化[M].大連:大連海事大學出版社，1995.

[6] 錢金法.電子設計自動化技術[M].北京:機械工業出版社，2005.

[7] 趙鴻坤.船舶柴油機管理與推進裝置檢測[M].北京:人民交通出版社，1982.

[8] 張洪.燃油濾器旁通漏泄導致油泵異常磨損[J].航海技術，2007(1):63-65.

[9] 齊文征.油反沖洗燃油自清濾器的維護管理[J].航海技術，2012(6):46-49.

[10] 劉保平.波勒自動清洗濾器故障實例[J].航海技術全，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

江蘇省航海學會課題(2015B09)，中國交通教育研究會研究課題(1402-115)

彭陳(1983—)，男，碩士，講師

U664.121

A

1671-7953(2016)04-0134-03

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2016.04.031

研究方向:輪機工程技術、船舶與海洋工程

E-mail:pengchen86@163.com