SJ100G 型分油機排渣口漏油故障的解決方法

程彥富

（廣西藍天航空職業(yè)學院航空工程學院，廣西來賓 546100）

0 引言

分油機是現(xiàn)代柴油機動力遠洋船舶的重要設備，用來分離燃油（潤滑油）中的水分和雜質(zhì)，為主機凈化燃油（潤滑油）。分油機的安全運行對船舶主機乃至整個船舶對至關重要。目前大型船舶主要裝配的分油機有ALFA-LAVAL 和MITSUBISHI 兩種類型，大多數(shù)船舶工程師和學者對ALFA-LAVAL 原理及故障處理分析很多，而對MITSUBISHI 類型分油機故障分析較少。本文結合MITSUBISHI SJ100G 型分油機的工作原理，詳細描述解決方案，指導輪機員能夠快速應對此類問題，從而保證船舶安全運行。

1 分油機的主要機構及排渣原理

1.1 主要機構

MITSUBISHI SJ100G 型分油機由馬達通過摩擦片傳遞動力給橫軸，與ALFA-LAVAL 系列分油機通過皮帶傳遞動力作用一致，都是設計為柔性驅(qū)動。柔性驅(qū)動可以保護分油機的機械傳動機構，也可以防止馬達過載和齒輪磨損過快。橫軸上的螺旋齒輪與立軸連接，帶動立軸轉(zhuǎn)動，從而帶動立軸上部的分離筒轉(zhuǎn)到，對分離筒內(nèi)的燃油（滑油）進行分離。

分油機的結構如圖1 所示：分離筒是分油機的核心部件，分離筒和筒蓋通過螺紋連接緊固在一起；分離筒內(nèi)有分離盤組，分離盤組按出廠順序放在配油器上；在水壓作用力下，配油器下方的滑動底盤和分離筒蓋將分離筒形成一個密封空間。

圖1 分油機結構

待分離燃油（滑油）通過配油器進入分離室，在分離筒高速旋轉(zhuǎn)的離心力和分離盤片的彈力作用下，待分離油液通過分離盤片上的小孔上浮并由于密度的不同開始分離，密度大的雜質(zhì)和水向外移動，密度小的油通過分離盤片間的縫隙向上向內(nèi)移動。在分離筒的高速旋轉(zhuǎn)下，待分離油液在質(zhì)點的分離速度滿足：

式中 v——點分離速度，m/s

Δρ——雜質(zhì)與純油的密度差，kg/m3

γ——燃油動力黏度，Pa·s

d——雜質(zhì)直徑，m

ω——分離盤轉(zhuǎn)動角速度，rad/s

R——分離盤半徑，m

在高速旋轉(zhuǎn)下，由于密度不同，雜質(zhì)和燃油被分開，密度較大的雜質(zhì)移向分離筒邊緣、密度小的處于中間。被分離的油液進入集油室，通過向心葉輪從出油管排出。被分離出的水通過分離筒頂蓋和分離盤頂蓋之間的間隙進入集水室，通過向心葉輪從排水管排出。集水室和集油室通過比重環(huán)隔開，油水接觸處為有水分界面，比重環(huán)是控制油水分界面的重要部件。被分出的雜質(zhì)被堆積在分離室的邊緣，排渣時滑動底盤下水壓迅速減小、滑動底盤下移，油渣迅速被排出。

分離筒外側(cè)有密封水出口，該出口有先導閥密封。分油時，先導閥在離心力作用下坐落于閥座上，工作水聚集在滑動底盤下邊，通過水壓將滑動底盤頂起，使滑動底盤與分離筒下邊緣的住密封環(huán)擠壓，實現(xiàn)密封。

1.2 排渣工作原理

當分離到達設定的排渣時間或水分傳感器被觸發(fā)時，分油機開始排渣：開啟水通過分油機開啟水道到達先導閥閥芯與閥座之間，利用水壓克服閥芯高速旋轉(zhuǎn)的離心力；密封水通過先導閥孔迅速泄出，滑動底盤在分離室水壓的作用下快速下移，排渣口打開，油雜在離心力的作用下排出。

排渣結束后，分油機再次按照設定程序進行分油。

2 分油機排渣口漏油原因分析

2.1 故障現(xiàn)象

東方海外貨柜航運公司某輪有3 臺重油分油機，某日3 號分油機運行，機艙為無人機艙，約凌晨2：00機艙報警，大管輪（在值）在房間應答后立即到分油機房查看，輪機員助理隨后趕到，發(fā)現(xiàn)分油機控制面板的“l(fā)eak”指示燈紅燈亮起，分油機馬達已經(jīng)停電正在減速。消除警報后重新啟動，發(fā)現(xiàn)分油機可以使用，觀察10 min 后無異常情況發(fā)生，機艙再次設為無人機艙。當日約8：00，3 號重油分油機再次發(fā)出同樣警報。

2.2 常見故障分析

2.2.1 工作水系統(tǒng)故障

分油機分離筒的開啟和密封由工作水來完成，密封水水壓不足或無水時會導致導致滑動底盤與分離筒蓋完全閉合、出現(xiàn)漏油情況。

該分油機的工作水來自壓力水柜，工作水系統(tǒng)的故障通常需要排查3 項內(nèi)容：①檢查壓力水柜水量與管路水壓，水壓低，密封水不足以讓滑動底盤上移到適當?shù)奈恢?，導致不能良好密封；②檢查工作水管路的Y形濾器是否臟、堵，水流量小、壓力低、密封水不足等會導致密封不良；③解體檢查配水盤狀態(tài)和密封圈是否老化。

2.2.2 密封系統(tǒng)故障

工作水在水腔中的存儲、燃油在分離筒內(nèi)的分離，都是通過密封圈的密封作用實現(xiàn)的，任何一個密封圈故障都會導致分油機故障。

（1）滑動底盤和分離筒蓋之間通過主密封圈密封，一旦主密封圈磨損嚴重或損壞將會導致排渣口漏油問題。影響密封圈使用壽命的因素有：分油機長時間運行；排渣口多次啟閉會對主密封圈多次擠壓；排渣時雜質(zhì)對密封圈的摩擦等；燃油在被分過程中，油溫高達98 ℃，高溫也會影響密封圈的使用壽命。

（2）先導閥的啟閉控制著滑動底盤下邊密封水的封閉與排出，先導閥的任何一條密封圈破損都導致滑動底盤下邊密封水的泄漏，而滑動底盤下滑則會導致排渣口跑油。

（3）滑動底盤下密封圈損壞、底部密封水泄漏，也會導致排渣口密封不良、造成漏油。

2.2.3 控制系統(tǒng)故障

（1）工作水電磁閥損壞或閥芯卡死或電磁閥接觸不良，導致密封水水壓不足或開啟水持續(xù)供水，造成分離筒密封不良。

（2）分油機出油口壓力傳感器故障，排渣口漏油警報是通過出油口的壓力傳感器檢查的。正常排渣時出油口壓力會有波動，警報報警值設置超過排渣時的波動時間就會有警報發(fā)出，同時排渣停機。當然，不排除壓力傳感器故障無報警導致分油機停機的可能。

3 故障處理

3.1 手動排渣處理

手動排渣的順序一般為：

（1）檢查燃油加熱器油溫正常；檢查燃油壓力正常；檢查控制水系統(tǒng)，水壓正常。

（2）關閉控制面板電源，啟動分油機馬達，使分油機加速到正常轉(zhuǎn)速（由于分油機控制面板沒有開啟，燃油處于循環(huán)狀態(tài)）。此時分油機處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（3）檢查分油機排渣與分離筒密封功能。先打開密封水閥21 s，然后關閉密封水閥，開啟置換水閥34 s。關閉置換水閥，打開開啟水閥為5 s 并立即關閉（需認真聽排渣聲音是否正常）。再打開密封水閥21 s，關閉后打開置換水閥34 s 后關閉。

（4）打開排渣口檢查發(fā)現(xiàn)有水滴斷續(xù)甩出，于是關閉3 號分油機、啟用2 號分油機。

通過上述排查，發(fā)現(xiàn)分油機排渣口確實有泄漏情況，排除誤報警的可能。同時，排渣聲音正常，可以排除工作水管路無嚴重堵塞情況。控制面板關閉再次通電后警報消除，基本上可以排除控制系統(tǒng)故障的可能。

3.2 解體處理

解體時參照說明書解體步驟，對內(nèi)部運動部件要輕拿慢放，工作臺鋪木板，應減少不必要的磕碰。解體后，對各部件進行清潔。然后按照故障分析，對故障點逐一排查，對易發(fā)故障點重點排查。

解體維修時，需先關閉分油機加熱器、燃油供油泵，關閉控制面板電源，掛警示牌，關閉分油機進油閥、出油閥，關閉工作水進口閥，然后按照以下順序進行解體。

（1）檢查主密封環(huán)。主密封環(huán)所處環(huán)境惡劣，最容易受到磨損，也是控制排渣的最后一個部件。檢看接觸面，有沒有明顯的徑向劃痕或壓傷。解體發(fā)現(xiàn)，主密封環(huán)接觸面壓痕平整，沒有徑向劃痕和壓傷，無明顯的老化變色脆化。

（2）拆掉控制水管路，手動排水，水流正常。用量筒測量1 min 的水量，結果在說明書規(guī)定范圍內(nèi)，說明工作水管路系統(tǒng)正常。

（3）解體分離筒，查看密封水室內(nèi)有淡淡黃色印跡（應為水漬），少量水漬對分油機影響不大；檢查各密封圈，發(fā)現(xiàn)彈性良好，無明顯的磨損、裂紋和缺口。

（4）解體配水盤。配水盤密封圈狀態(tài)良好，用無毛紙巾擦拭配水盤，有較多黃色水漬，有淡淡泥土味。配水盤分密封水水道和開啟水水道，水道曲折，水流經(jīng)過此處時流速改變，對配水盤有較大沖刷，同時有水中雜質(zhì)沉降，其對排渣口漏油影響不大。其他部分沒有明顯問題。

（5）從分離筒側(cè)面松開封堵螺絲，用專用工具拔出先導閥，清洗先導閥及閥孔，解體先導閥。檢查閥座和閥芯，發(fā)現(xiàn)有不同程度的麻點，推測為汽蝕現(xiàn)象造成。在分離筒的高速轉(zhuǎn)動下，由于密封水有很大動能，當水沖出時迅速排出，水壓變化造成汽蝕。

（6）拆出密封圈并檢查，發(fā)現(xiàn)閥座內(nèi)側(cè)兩條密封圈發(fā)生扭曲。經(jīng)過更換密封圈、分油機清潔裝配后，再次進行手動排渣操作，未發(fā)現(xiàn)排渣口有漏油情況。

3.3 故障事后分析

綜合以上解體情況分析，此次排渣口漏油為先導閥密封不良造成。在上次分油機解體清洗時，先導閥未徹底清潔安裝密封圈時未使用凡士林等潤滑物對閥體和密封圈進行必要的潤滑，導致密封圈出現(xiàn)扭曲，但密封圈彈性良好，所以在之前的工作中可以起到良好密封效果。隨著先導閥多次啟閉操作和工作水沖刷，密封圈彈性和密封性降低，分油機排渣口開始漏油。

4 分油機日常管理及定期解體清洗建議

（1）日常管理，每天巡視至少兩次，用聽診棒聽分油機轉(zhuǎn)動聲，檢測分油機軸承情況，如有明顯雜音應立即停用；檢查分油機各個壓力和溫度參數(shù)，保證在運行的分油機壓力、溫度在正常范圍；每日測量油渣柜油量，如有異常增多則需要及時查明原因；每日應檢查分油機齒輪箱滑油油位。

（2）在正常運行中盡量不要調(diào)整分油機控制面板設定好的參數(shù)。在船舶換油時，為避免混油而要盡量減少沉淀柜油位。沉淀柜低位處油中雜質(zhì)較多，可適當縮短分油機排渣時間，減少分油機誤報警。

（3）分油機應按照說明書定期進行清洗和大修保養(yǎng)。分油機是高速運轉(zhuǎn)設備，需要定期更換軸承。另外，分離重油時油溫設置為98 ℃（滑油92 ℃），高溫高壓條件易造成密封圈老化，所以密封圈也應定期更換。

（4）安裝密封圈時，最好對密封圈或安裝槽進行潤滑，這樣既可以保障安裝容易，也可以減少密封圈在安裝時表面的磨損。另外，一定要選擇原廠的密封圈。

（5）拆裝分油機應提前做計劃，包括備用分油機測試、備件準備、工具準備、人員準備、風險評估，其中復印拆裝說明書是非常必要的。在拆卸和裝配過程中，對不確定的步驟一定要搞懂拆卸和裝配步驟在施工，做到“寧慢勿亂”。另外，說明書是最可靠的“幫手”。