劉梓珺
(中國人民解放軍91315部隊,遼寧 大連 116000)
近年來,我國國內(nèi)民用船舶發(fā)動機(jī)仍以柴油機(jī)和蒸汽輪機(jī)為主,在軍事領(lǐng)域下,海軍軍事部門開始把船舶動力系統(tǒng)的重心轉(zhuǎn)移到燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用方向上。
燃?xì)廨啓C(jī)船舶發(fā)動機(jī)作為一種重要的最先進(jìn)的船舶動力裝備,最初的發(fā)展來自軍事航空渦輪機(jī),國內(nèi)很多的船舶燃?xì)廨啓C(jī)都是在渦輪發(fā)動機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改型、改進(jìn)的。我國在船舶技術(shù)方面,對發(fā)動機(jī)相關(guān)方向的研究基礎(chǔ),是極為薄弱的。
與此同時,在國際大舞臺上,潤滑油在各類發(fā)動機(jī)的具體使用過程中表現(xiàn)出眾,素有發(fā)動機(jī)“血液”之美稱。對發(fā)動機(jī)而言,潤滑油不但可以起到潤滑、清潔發(fā)動機(jī)的功效,還具有防銹、防蝕、密封冷卻降溫、降噪減震等特性,其功能非常強(qiáng)大,獲得了燃?xì)鈩恿w系系統(tǒng)的整體好評。因此,無論是軍用船舶各類發(fā)動機(jī),還是民用的船舶各類發(fā)動機(jī),都離不開潤滑油的輔助。但是,船舶發(fā)動機(jī)對潤滑系統(tǒng)的要求,相較之下也更加嚴(yán)格。尤其是燃?xì)廨啓C(jī),它不僅要求潤滑油具有較好的防銹性和防腐蝕性,同時,還需要考慮它的清潔度等方面的問題,所以,在具體應(yīng)用中,需要對燃?xì)廨啓C(jī)及其所配備的潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮。
潤滑油一般由兩部分組成,分別為基礎(chǔ)油和添加劑,對于不同的組成部分來說有不同的作用?;A(chǔ)油是潤滑油的基本成分,決定了它的基本性質(zhì):而添加劑一般賦予了基礎(chǔ)油的一些新性能來彌補(bǔ)不足,如防銹蝕性、抗氧化性、耐腐蝕性等。
不同的發(fā)動機(jī)采用不同的潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行輔助操作,對于燃汽輪發(fā)動機(jī)而言,它的潤滑油系統(tǒng)的用處為:(1)為其電機(jī)的盤車裝置提供潤滑功能;(2)為其支持軸承提供潤滑功能;(3)為其推力軸承提供潤滑功能;(4)為其氫密封系統(tǒng)提供主供備用油;(5)為操縱機(jī)械裝置等機(jī)械設(shè)備提供壓力油。燃汽輪發(fā)動機(jī)的潤滑油系統(tǒng)主要包括潤滑油和供油系統(tǒng)的設(shè)備。
燃汽輪發(fā)動機(jī)供油系統(tǒng)設(shè)備,主要包括以下部件:(1)油箱;(2)汽輪機(jī)主油泵;(3)潤滑油泵;(4)事故油泵;(5)射油器;(6)網(wǎng)式濾油器;(7)冷油器。在供油系統(tǒng)內(nèi)部,使用高質(zhì)量的礦物油作為潤滑油,并且為該礦物油添加化學(xué)防腐蝕成分以及少量的物理防氧化成份。燃汽輪發(fā)動機(jī)對潤滑油的要求偏高,因為整個發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中,必須確保汽輪發(fā)動機(jī)的各個機(jī)械部件不產(chǎn)生銹斑、不被磨損。
我國燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展歷史很短,大概有50多年的歷史,但在這短暫的50年里,有30年斷層時期,使得我國燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)與國際水平差距顯著。目前,我國的燃機(jī)輪機(jī)技術(shù)尚未形成真正的產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈,在國際上處于動力落后的狀態(tài)??傮w來說,我國燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)“馬鞍型”狀態(tài)發(fā)展,尤其是在船舶燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)上的發(fā)展緩慢,該技術(shù)僅僅被少數(shù)國家所掌握。
目前,我國國內(nèi)潤滑油的種類很多。在目前國際市場上,潤滑油的生產(chǎn)力要高于產(chǎn)品的需求量。潤滑油的主要消費(fèi)市場在北美和西歐,而亞非地區(qū)是潤滑油需求量快速穩(wěn)定增長的地區(qū)。我國船舶上使用的潤滑油包括主潤滑油和輔助潤滑油兩類。其中,主潤滑油主要為發(fā)動機(jī)服務(wù),該類潤滑油的選擇主要依靠發(fā)動機(jī)類型及發(fā)動機(jī)需要采用的潤滑方式。
在我國,蒸汽輪機(jī)的應(yīng)用還非常廣泛,在船舶上的蒸汽輪機(jī)發(fā)動機(jī)內(nèi)部主要使用68號防銹型潤滑油。中小型的船舶蒸汽輪機(jī)因為其固有的特性,所以一般被安置兩個潤滑油箱,這兩個潤滑油箱其中一個用于循環(huán)用潤滑油,另一個用于備用。當(dāng)發(fā)動機(jī)正常工作時,基本潤滑油的使用量是非常少的,但是,運(yùn)作中的潤滑油需要進(jìn)行冷卻處理,而船舶蒸汽輪機(jī)采用的是海水冷卻方式,該方式有可能會腐蝕蒸汽輪機(jī)發(fā)動機(jī)設(shè)備,從而導(dǎo)致海水滲入潤滑油油箱,引起潤滑油產(chǎn)生部分化學(xué)乳化反應(yīng)而失效,從而消耗大量的蒸汽輪機(jī)潤滑油。
柴油機(jī)船舶發(fā)動機(jī)沒有專用的船舶潤滑油可以使用,由于柴油機(jī)船舶大部分都是小型巡邏船舶,所以很多時候選用20號低增壓潤滑油。該潤滑油為柴油機(jī)專用潤滑油,當(dāng)柴油機(jī)船舶在大海上航行時,柴油機(jī)消耗潤滑油量比較大,大概為0.2kg/h;而當(dāng)發(fā)動機(jī)主機(jī)工作滿一定時間段,就需要更換潤滑油,加上滲漏和各方面的消耗等使得潤滑油的用量偏大。除了正常工作狀態(tài)下用油,在某些特殊原因下,也會使得潤滑油的用量加劇。如海水腐蝕電機(jī)設(shè)備,泄漏的海水滲入潤滑油系統(tǒng),會導(dǎo)致乳化現(xiàn)象的產(chǎn)生;當(dāng)密封材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而失效,導(dǎo)致潤滑油系統(tǒng)漏油。以上這些原因都會導(dǎo)致潤滑油的大量消耗,給柴油機(jī)潤滑油系統(tǒng)帶來一定的壓力。
目前,我國燃機(jī)輪機(jī)的應(yīng)用技術(shù)相較之下處于國際上偏落后的地位,很多機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用以進(jìn)口為主。國內(nèi)常見的燃?xì)廨啓C(jī)有兩種類型:(1)XA燃?xì)廨啓C(jī);(2)XB燃?xì)廨啓C(jī)。這兩種燃?xì)廨啓C(jī)主要都是用于航空的發(fā)動機(jī)。其中,XA使用殼牌555潤滑油,XB使用航空專用機(jī)潤滑油。我國船舶上使用的燃?xì)廨啓C(jī),主要就是應(yīng)用航空飛機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。但是,由于船舶發(fā)動機(jī)的潤滑油受物理環(huán)境影響,需要以海水為冷卻介質(zhì),所以XA型設(shè)備潤滑油在應(yīng)用過程中,最關(guān)注的就是乳化問題。該型設(shè)備的冷卻介質(zhì)與傳統(tǒng)的柴油機(jī)冷卻介質(zhì)不同,它是直接采用柴油潤滑油作為冷卻介質(zhì)的,而不是使用海水。所以,如果出現(xiàn)冷卻介質(zhì)滲漏,那么滲漏的是該設(shè)備所需要的柴油潤滑油,而不是海水,從而有效地阻止了乳化現(xiàn)象的出現(xiàn),大大提高了555潤滑油的利用率。
XB型設(shè)備與XA設(shè)備不同,它要求在發(fā)動機(jī)主機(jī)工作滿一定時間段后,就要及時更換潤滑油,所以對養(yǎng)護(hù)有著很高的要求。它需要有專業(yè)的工作人員進(jìn)行質(zhì)量檢測,一旦出現(xiàn)可疑問題,必須及時進(jìn)行問題處理,并更換專業(yè)潤滑油。
由于國內(nèi)船舶用燃?xì)廨啓C(jī)處于輪機(jī)電機(jī)發(fā)展的初級階段,在核心技術(shù)領(lǐng)域等方面沒有很好的建樹,所以對潤滑油的要求也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下,XA改進(jìn)的船舶燃?xì)廨啓C(jī)大多數(shù)使用的是555潤滑油,XB改進(jìn)的船舶燃?xì)廨啓C(jī)大多數(shù)使用的是航空潤滑油。這兩種潤滑油,從本質(zhì)上而言都是航空潤滑油,專用于海上的船舶潤滑油目前還沒有明確說明與介紹。
與飛機(jī)飛行不同,船舶出海的時間普遍偏長,所以需要考慮船員生活時所必須的生活用設(shè)備潤滑油和一系列輔助潤滑油。機(jī)械設(shè)備的潤滑油一般不會選用機(jī)用潤滑油,所以就會導(dǎo)致船舶燃?xì)廨啓C(jī)采用的潤滑油種類多,而且無法統(tǒng)一。
目前,我國的船舶燃?xì)廨啓C(jī)還沒有自己的獨(dú)有技術(shù),完全依靠空用電動機(jī)技術(shù)來助力船舶發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展。雖然該技術(shù)已經(jīng)開始大量應(yīng)用于軍事等領(lǐng)域,但是,對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)卻一直沒有統(tǒng)一。使得我國的船舶燃?xì)廨啓C(jī)潤滑油使用缺少規(guī)范的使用標(biāo)準(zhǔn)指引,給燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展和潤滑油技術(shù)的進(jìn)步都帶來了一定的阻礙。因此,在潤滑油應(yīng)用技術(shù)方面,首要的工作應(yīng)該放在潤滑油標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定方面,針對我國的燃?xì)廨啓C(jī)使用的物理條件,進(jìn)行專業(yè)化的潤滑油標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定具有非常重要的意義。
總而言之,燃?xì)廨啓C(jī)船舶發(fā)動機(jī)與柴油機(jī)、蒸汽輪機(jī)船舶發(fā)動機(jī)相比具有非常多的物理優(yōu)勢,如體積小、啟動迅速、質(zhì)量輕等顯而易見的優(yōu)勢,同時,還具有效率高、潤滑油低耗和電機(jī)使用壽命長等大量的優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)都能夠極大地改善船舶的應(yīng)用性能,使其無論在軍事方面還是在民用方面都得到極大的性能提高。但是,目前國內(nèi)的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)方面還存在大量的問題,尤其是在潤滑油的應(yīng)用方面,還有很多技術(shù)問題需要解決。鑒于目前的潤滑油型號不統(tǒng)一,船舶潤滑油使用標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題,應(yīng)該在技術(shù)方面給予更多的支持。船舶燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步是一個長遠(yuǎn)且緊急的事件,需要我國國內(nèi)更多的專家付出更大的努力才能夠?qū)崿F(xiàn)。