Alfa-laval-S型船用分油机常见故障的分析

2011-08-15徐惠华

浙江交通职业技术学院学报 2011年3期

徐惠华

(浙江国际海运职业技术学院,浙江舟山 316021)

0 引言

Alfa-laval-S型分油机采用了功能强大的智能EPC-50控制系统代替了传统的FOPX型的EPC-400控制系统,并在结构上采取了一系列的改进,使得分油机在使用中更加安全简便,所以越来越受到船员的欢迎。最近几年建造的船舶,特别是远洋船舶使用S型分油机的比例很高。笔者这几年在管理S型分油机过程中,遇到了一些在传统分油机上未曾见到的故障,写出来与同行探讨。

1 Alfa-laval-S型分油机结构和特点

S型分油机的传动机构是由马达带动三块摩擦片,再由摩擦片带动皮带轮,最后皮带轮通过皮带传动,带动分离筒转动。燃油分油机额定转速7800r/m,滑油分油机额定转速10500r/m,可见分油机的转速高,分离效果好。与传统的FOPX型分油机相比,除了控制和检测系统不同外,分离筒结构和操作水的设计也所不同[2]。S型分油机用一根进水管代替了FOPX型的开启工作水管和密封补偿水管,只是用进水管前的流量控制阀SV15和SV16控制进水流量和开启时间来达到控制分离筒启闭的目的。分离筒内取消了复位弹簧,并由固定环代替了定量环,不像FOPX型分油机,分油过程滑动圈是靠复位弹簧顶起。它是靠固定环和操作滑环组成的密封水腔1所产生的水动力压头F1托起操作滑环。正因为这种结构的不同,FOPX型分油机在部分排渣时排渣口开启时间仅为0.1秒左右,所以不用切断进油,且排渣口的开启时间与定量环表面的凹槽有关。而S型分油机排渣时EPC-50工作在程序Ti74开启水电磁阀SV15开启3秒,活动底盘打开排渣,然后进入程序Ti75泄放分离筒底部的工作水,时间为15秒,再进入程序Ti62开启密封水阀SV16,时间为15秒左右。可以看出S型分油机的排渣时间完全由EPC-50控制,且排渣口开启时间有20秒左右,所以排渣时必须切断进油。

为了更好地分析分油机的故障原因,下面简单介绍S型分油机的启动、分油、排渣过程。(1)启动密封过程

当分油机达到额定转速后,EPC-50控制电磁阀SV15打开向分离筒水腔供水,以保证分油机有足够的操作水。开启时间因型号不同而稍有不同,通常为5秒。然后密封水电磁阀SV16开启15秒,此时的密封水在高速转动的分油机内产生离心力,并通过分离筒内的导水孔分成两路进入水腔。一路进入由固定环和操作滑环组成的密封水腔1,在离心力的作用下,密封水产生向上的水动力压头F1,在力F1的作用下操作滑环被顶起,操作滑环上的三个塑料堵头正好把分离筒底部的三个泄放孔封住,这样分离筒底部与滑动底盘就形成了密封水腔2;密封水的另一路通过导水孔进入水腔2,同样在离心力的作用下,密封水形成向上的水动力压头F2,在力F2的作用下,活动底盘变形向上运动,并与分离筒上盖形成密封,组成了分离油腔。在EPC-50的控制下,SV10打开进水封水,然后打开进油阀进行分油[3]。(2)分油过程

分油机在分油过程中,水腔1和水腔2中的密封水会有所消耗,如不定时补充,操作滑环就会失去力F1的支撑而往下掉,从而造成活动底盘打开排渣口,即出现跑油现象。为了避免这种情况的发生,EPC-50控制系统会控制补偿水阀SV16每隔几分钟打开一秒,以达到对密封水的补偿作用。如果补偿的水有过量,多余的水将通过操作滑环上的喷嘴在离心力的作用下排出分离筒。

(3)排渣过程

分油机在一个设定的分油时间结束后需进行排渣。在EPC-50控制下,先关进油阀,然后打开SV10进置换水赶油,再控制开启水电磁阀SV15打开五秒,此时开启水进入由分离筒底部与操作滑环组成的水腔3。由于开启水流量远远大于喷嘴的泄放量,所以开启水很快就充满水腔3,在离心力的作用下形成向下的力F3,且力F3要大于力F1,这样操作滑环就向下运动,带动三个塑料堵头下行,打开了分离筒本体的三个泄放孔,使得水腔2中的密封水通过三个泄放孔排出,活动底盘失去力F2的支撑,在自身弹力的作用下打开排渣口进行排渣。

2 常见故障的分析

2.1 由流量控制阀孔径变化而引起的故障

流量控制阀孔径变化引起的故障是S型分油机最常见的故障之一。其有三个流量控制阀,分别是水封水SV10、开启水SV15和密封水 (补偿水)SV16。在分油机运行过程中,控制水中都会有锈或杂质附在流量控制阀内表面,再加上阀内的橡皮老化变形,所以在使用过程中孔径会变小。这样分油机就会出现一系列的故障。

2.1.1 SV 16孔径变化引起的故障

在分油机运行过程中,SV16孔径变小,补偿水就不能弥补水腔1和水腔2的密封水消耗,那么水腔里的水会逐渐减少,以至于水腔1中的水产生的水动力压头F1不足以支撑操作滑环,那么滑环就要掉下来,打开分离筒底部的三个泄放孔,造成分离筒不正常开启,即出现排渣口跑油。这时分油机的速度会迅速下降,最终分油机发出转速低报警并自动停机。分油机在启动过程中SV16开启时间为15秒,如果孔径变小,那么进入分离筒底部的密封水就会减少,如果水量少到力F2不能托起滑动底盘,那么进油时就出现了排渣口跑油。这时分油机将自动停机,并发出出口压力低报警。在管理过程中也碰到了SV16孔径变大的情况,通过原理分析,在启动分油机SV16开启15秒的过程中,由于进水量增大,水腔1和水腔2很快被充满,这样活动底盘被托起。随着SV16的继续大量进水,密封水将进入到水腔3中,并把水腔3充满,这时又把操作滑环压下去,并打开活动底盘,能听到“砰”的排渣声。如果EPC-50再控制进油,将出现排渣口跑油故障,这时分油机将自动停机,并发出出口压力低报警。

2.1.2 SV15孔径变化引起的故障

在排渣过程中,SV15开启 5秒,如开启水SV15孔径变小,进入水腔3的流量就变小了,同时水腔3中还有一部分水被喷嘴排出分离筒,当水量小到进入水腔3中的水产生的力F3小于水腔1产生的力F1,那么活动底盘就不能向下运动,排渣口打不开,分油机将会自动停机并发出排渣故障报警。

2.1.3 SV10孔径变化引起的故障

在排渣过程中,EPC-50程序运行到Ti71时,分油机出口阀关闭,SV10打开。如果SV10孔径变小,那么进入到分离筒的水就少。如果水量小到SV10打开十五秒钟后,分油机出口压力还是小于0.5 bar,那么分油机将发出故障报警。在启动过程中,EPC-50程序运行到Ti59时,SV10打开,系统对水的流量进行校正,作为Ti63时进水封水时间的依据。如果出现SV10孔径变小,当SV开启最长170秒的时间后,分油机出口压力还是小于0.2 bar,那么分油机将发出故障报警。

2.2 由喷嘴堵塞引起的故障

操作滑环侧边的喷嘴孔径很小,如果操作水质不好,小孔就会被水垢堵塞。那么在分油过程中,多余的补偿水就积在水腔3内不能排出分离筒外,随着补偿水在水腔3内越积越多,它所形成向下的力F3也越来越大。当力F3大于水腔1形成的力F1,操作滑环就往下落,活动底盘也向下运动,打开排渣口,最终造成排渣口跑油,分油机转速下降并自动停机。

2.3 分离筒漏泄检测过程中的故障

为了确认分油机在分油过程中分离筒密封性良好,每次排渣后重新分油,EPC-50控制程序在运行到Ti66时,将执行10到30秒时间的分离筒漏泄检测。测试过程中,分油机先关闭进油阀,延时几秒关闭出油阀,然后EPC-50选定一个参考检测出口压力,选定值必须在1～3 bar内,一般在1～2 bar之间较好。如果在检测过程中出口压力值下降超过1 bar,则分油机将发出分离筒漏泄的故障警报并自动停车。当然,在检测过程中分油机的出口阀关闭不严也会出现同样的警报,具体是分离筒漏泄还是出口阀漏泄,只要看排渣口是否漏油就可以确定。另外一种情况是在Ti66漏泄检测程序结束后,EPC-50控制程序又回到了Ti65,如此反复最多可达5次。这是由于分油机出口压力不在选定的压力范围内1～3bar内,所以分油机反复Ti65、Ti66两个程序以找到一个极限范围内的参考出口压力值,5次后分油机将会报警。

出口压力不在1～3 bar内,如果小于1 bar,那么是分油机出口阀泄漏或是分离筒泄漏;如果出口压力大于3 bar,那么是进油三通阀泄漏或是水封水SV10泄漏。判断SV10是否泄漏,只要拆下流量控制阀就可以检查,当然如果是SV10泄漏,油中的水分将会很高;进油三通阀泄漏可以在进油前看到排渣口有油漏出。