ALFA LAVAL SU855分油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及跑油故障分析

1、大連海事大學(xué)畢 業(yè) 論 文二一年十月ALFA LAVAL SU855分油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及跑油故障分析專業(yè)班級:輪機(jī)06級6班姓 名: 孫 國 俊 指導(dǎo)教師: 輪機(jī)工程學(xué)院摘要：分油機(jī)是船舶燃油處理的主要設(shè)備，其運(yùn)行情況的好壞直接關(guān)系到班期的準(zhǔn)時，主機(jī)、副機(jī)和燃油輔助鍋爐等設(shè)備的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和使用壽命。ALFA LAVAL SU855分油機(jī)是ALFA LAVAL公司近些年設(shè)計生產(chǎn)的基于ALCAP概念的 較先進(jìn)的分油機(jī)。本文著重介紹ALFA LAVAL SU855分油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、較容易出現(xiàn)的排渣口跑有故障分析以及日常管理要點(diǎn)。首先，ALFA LAVAL SU855分油機(jī)與以往ALFA LAVAL的

2、其他型號的分油機(jī)（如FOPX、MFPX和LOPX）在結(jié)構(gòu)上有許多改進(jìn)；其次，由于結(jié)構(gòu)上的差異其在跑油這一分油機(jī)典型故障的原因和解決方法上也有一些不同；最后，探討一下在日常管理方面應(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞：分油機(jī) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 跑油 故障分析 管理要點(diǎn)ABSTRACT: Purifier is one of the most important equipment to treat the fuel oil, whose working condition counts for much about ship schedule and the dependability, economization,

3、working life of the main engine, auxiliary engine and donkey boiler. ALFA LAVAL SU855 purifier is designed and produced which is based on ALCAP conception by ALFA LAVAL corporation in years. This paper introduces the structure characteristic, oil leaking from the bowl that is the common fault of pur

4、ifier and the point of management of this type purifier ALFA LAVAL SU855. Firstly, the structure characteristic of SU855 is different from former type purifier of ALFA LAVAL with some improve on structure; secondly, there are some different causes and actions of leaking from the bow; at last, debati

5、ng how to manage this type purifier in daily manual.KEY WORDS: purifier structure characteristic oil leaking from the bow fault analysis Management point目錄預(yù)留ALFA LAVAL SU855分油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及跑油故障分析前言人的生存需要純凈的血液，就如同船舶運(yùn)行的安全、穩(wěn)定需要純凈的油一樣。我們大家都知道，船用分油機(jī)是對船舶燃油、潤滑油進(jìn)行凈化、提純的重要設(shè)備。以柴油機(jī)為動力的現(xiàn)代大型船舶，幾乎全部燃用劣質(zhì)低級重燃料油?？墒侵赜捅旧頃休^多的

6、硫分、灰分、水分、機(jī)械雜質(zhì)等等，加之在加裝、儲運(yùn)過程中難免將不同地區(qū)、不同規(guī)格的油混裝在一起從而生成懸浮物，影響燃油質(zhì)量，所以燃油的分離顯得格外重要。作為船舶燃油、滑油系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備的分油機(jī)，它的運(yùn)行狀況的好壞直接影響燃、滑油油料的品質(zhì)，進(jìn)而影響船舶動力系統(tǒng)的運(yùn)行工況，有時甚至?xí)绊懙酱暗暮叫邪踩?。近年來隨著國際油價的提升，船舶運(yùn)輸成本中燃油部分比例直線上升，以及原油冶煉技術(shù)的提高，使得分油機(jī)工作環(huán)境越來越惡劣。同時，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，也給輪機(jī)管理人員的工作增添了很多困難。隨著船舶設(shè)備自動化進(jìn)程的深入，分油機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能也與時俱進(jìn)以適應(yīng)機(jī)艙自動化的要求。ALFA LAVAL S系列分油

7、機(jī)與ALFA LAVAL以往型號的分油機(jī)相比有了較大的改進(jìn)，但由于知識的更新等原因，少數(shù)輪機(jī)管理人員還局限于關(guān)于分油機(jī)的舊的思想，在日常管理中未能仔細(xì)閱讀說明書，出現(xiàn)例如排渣口跑油等分油機(jī)的典型故障時墨守成規(guī)，不能有效找出故障原因。中海集運(yùn)旗下的4250TEU系列集裝箱船都配備ALFA LAVAL SU855分油機(jī)5臺，其中3臺用于分離燃油，2臺用于分離主機(jī)滑油。MAN B&W8K90MCC主機(jī)100%MCR運(yùn)行時每24h消耗燃油量高達(dá)154MT，需要同時運(yùn)行兩臺燃油分油機(jī)；滑油分油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況直接影響主機(jī)潤滑的效果，可見分油機(jī)的運(yùn)行狀況對船舶航行的安全性，準(zhǔn)班性以及設(shè)備的安全性、可靠

8、性、經(jīng)濟(jì)性和使用壽命都有著較大的影響。所以說了解分油機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、故障分析和日常管理要點(diǎn)是至關(guān)重要的，由于離心分離原理在各種相關(guān)教材上講解的很詳盡，這里不再贅述。本文就SU855分油機(jī)與其他型號分油機(jī)在結(jié)構(gòu)上的不同點(diǎn)和油故障進(jìn)行分析，以及日常管理中的要點(diǎn)進(jìn)行簡要說明。1. SU855分油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1.1 ALFA LAVAL SU855分油機(jī)系統(tǒng)綜述ALFA LAVAL SU855分油機(jī)是基于ALCAP概念（即ALFA LAVAL CLARIFIER AND PURIFIER）設(shè)計和制造的。顧名思義，基于該技術(shù)開發(fā)的ALFA LAVAL S 系列離心分離系統(tǒng)將傳統(tǒng)分水機(jī)、分雜機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)融

9、合為一體，相互取長補(bǔ)短，同時具有分雜機(jī)和分水機(jī)的技術(shù)特性。在原理上，該系統(tǒng)可以看作是分水機(jī)和分雜機(jī)的串聯(lián)并偏重于分雜機(jī)模式，既有良好的分水性能，又有超強(qiáng)的除雜能力，大大提高了綜合分離性能，不但能夠處理比重高達(dá)1010 kg/m³ 的燃料油， 而且可以分離出燃油中超過85%的5 微米以上的顆粒， 做到最大限度地去除水分、催化劑粉末以及其他微粒，是離心分離技術(shù)的一大進(jìn)步。SU855分油機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：分離量18500L/h、最大分離密度：1010kg/m³、最大分離黏度55cSt（100）、轉(zhuǎn)速7913rpm、傳動比96:211、電動機(jī)轉(zhuǎn)速3600rpm、電動機(jī)電壓440V

10、、頻率60Hz、功率18kW、EPC50控制單元電壓220V、排渣量7.2L/次。其系統(tǒng)組成如圖1.1所示。控制單元由以往的EPC400升級為EPC50，其監(jiān)控能力更加完善。其中主要參數(shù)意義如下：(1) TT1：檢測進(jìn)口油溫；(2) PT1：檢測進(jìn)口油壓；(3) PT4：檢測出口油壓；(4) MT50：檢測出口油液中的含水量；(5) PT5：檢測出水口水壓；(6) 以及未處理油液進(jìn)口氣動三通閥V1、凈油出口氣動截止閥V4、出水管泄放閥V5、水封水閥SV10、排渣水閥SV15、密封水閥SV16還有振動傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等。以上皆是由EPC50控制單元監(jiān)控或控制其動作信號的。ALFA LAVAL

11、S 系列凈油機(jī)相對于傳統(tǒng)凈油機(jī)的改進(jìn)，主要有排除分離水技術(shù)、工作水和排渣技術(shù)、采用不銹鋼彈簧卡環(huán)取代原碳鋼螺紋鎖環(huán)來鎖緊分離筒上蓋、皮帶傳動取代蝸輪蝸桿傳動等。其中排出分離水技術(shù)創(chuàng)立全新理念， 徹底解決了離心分離最大的難題不能分離比重接近甚至超過水的油料。圖1.1 ALFA LAVAL SU855分油機(jī)系統(tǒng)圖1.2 ALFA LAVAL SU855分油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)ALFA LAVAL SU855分油機(jī)主要由處理部分（process section）、傳感器（sensors）、電動機(jī)（electric motor）、驅(qū)動部分（drive section）、排渣口（sludge outlet）、潤滑

12、系統(tǒng)（lubrication system）和機(jī)架（frame）組成。其結(jié)構(gòu)如圖1.2所示：圖 1.2 ALFA LAVAL SU855分油機(jī)結(jié)構(gòu)圖其中采用了更低的機(jī)架本體和底座，電動機(jī)直接固定在機(jī)架上，機(jī)架采用彈性地腳使之固定在支座上；排渣口和以前的型號相比沒有變化。以下就在結(jié)構(gòu)上有所改進(jìn)的地方進(jìn)行介紹。立軸立軸由傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿傳動改為皮帶傳動。取消了橫軸，分離桶的轉(zhuǎn)速要求由原動機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)兩個皮帶輪96:211的傳動比實(shí)現(xiàn)。立軸結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：h 上軸承為單列滾珠軸承, 安裝于上軸承座，見圖1.4；h 上軸承座與軸承箱之間有6個徑向減震彈簧和三個軸向減震彈簧；h 緊靠上軸承

13、裝有一個離心風(fēng)扇, 其導(dǎo)風(fēng)罩安裝在上軸承箱上；h 下軸承使用自調(diào)整式滾柱軸承；h 底部向心油泵，用螺紋連接在立軸上；h 立軸皮帶傳動輪的輪轂（有四個圓孔）， 用錐面連在立軸上， 油泵上緊就可鎖緊下軸承和皮帶輪轂；h 安裝愛電動機(jī)輸出端的離心離合器中裝有摩擦片，可以使電動機(jī)柔和地起動和平穩(wěn)地加速，防止皮帶或電動機(jī)過載，見圖1.5；h 取消了以往分油機(jī)的剎車裝置。圖 1.3 立軸及其附件 圖1.4 上軸承結(jié)構(gòu) 圖1.5 離心離合器結(jié)構(gòu)分離筒圖 1.6 分離桶結(jié)構(gòu)圖SU855分油機(jī)相對以前的型號分離桶的結(jié)構(gòu)變化較大，見圖2.1，下面主要在結(jié)構(gòu)變化的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明：h 不銹鋼鎖緊環(huán)（lock ring）

14、取代了碳鋼的螺紋鎖環(huán)，拆裝時不再需要笨重的專用工具和大力的敲擊，只需用專用工具（compressing tool）壓緊分離桶上蓋即可取出鎖緊環(huán)；h 分離桶頂盤（top disc）是分離后的凈油和水的分界面，下部為凈油，在進(jìn)、出油管上有一分界盤（paring disc），即向心油泵，用于排出經(jīng)過離心分離的凈油；上部為水，在分離桶上蓋和分離盤組之間的集水空間有一分界管（paring tube）取代了傳統(tǒng)的向心水泵，具體分析見全新排水技術(shù)。明顯的物理分隔顯著減少了出水口跑油故障發(fā)生的概率；h 控制滑盤（operating slide）的上移復(fù)位不再使用彈簧，而是工作水壓力；h 排渣滑環(huán)（discha

15、rge slide）為柔性可變形（flexible）結(jié)構(gòu)。關(guān)閉時在其下部壓力水的作用下周邊變形上移，關(guān)閉排渣口，完成關(guān)閉動作；排渣時因失去其下部水壓的支撐在自身彈性和離心力的作用下復(fù)位下移，打開排渣口；全新的排出技術(shù)眾所周知， 離心分離主要利用不同物質(zhì)比重不同的性質(zhì)，在高速旋轉(zhuǎn)的分離筒內(nèi)形成分界面。傳統(tǒng)分油機(jī)，用比重環(huán)確定分界面的位置。若分離比重接近甚至超過水的油料，比重環(huán)就很難確定分界面的位置。圖 1.4 分界管結(jié)構(gòu)原理圖分界管（Paring Tube）是S 系列凈油機(jī)中變化很大的部件。分界管和轉(zhuǎn)動臂通過螺釘連接成一個整體并可以繞C 所在的軸轉(zhuǎn)動，功用是給分離水加壓，一旦排水閥V5 開啟即排

16、出分離水。它取代了圖3 所示原來的“進(jìn)、出口管”上部用于排水的分界盤（paring disc）。整個分界管可以看作是能夠繞以C 所在軸線轉(zhuǎn)動的、水平作用半可變的單葉片向心泵，沿箭頭A 方向轉(zhuǎn)動，葉片有效半徑減小，反向則為增大。沿A 向高速旋轉(zhuǎn)的分離水進(jìn)入分界管， 在管內(nèi)動能轉(zhuǎn)化為壓力能再反向沿箭頭B 的方向進(jìn)入到中空的C 軸內(nèi)下行，再通過“進(jìn)、出口管”內(nèi)的腔室結(jié)構(gòu)上行至出口排出。分界管進(jìn)口保持與油水分界面一致，像沖浪板浮在波浪上。(1) 控制單元使用EPC-50，按設(shè)定的時序程序，控制分油機(jī)的啟動、排渣、停機(jī)。內(nèi)部參數(shù)，有安裝參數(shù)（Installation Parameter）、程序參數(shù)（Pr

17、ocess Parameter）和廠家設(shè)定參數(shù)（Factory Set Parameter），分油機(jī)啟動排渣停機(jī)的時序參數(shù)在廠家設(shè)定參數(shù)的后面。用戶可根據(jù)分油機(jī)的用途和不同使用條件，修改內(nèi)部參數(shù)。(2) 水分傳感器水分傳感器與EPC-50結(jié)合，形成ALCAP系統(tǒng)。分油機(jī)正常運(yùn)行期間， 分離筒油渣空間積滿油渣，水會隨凈化的油排出，凈油含水量增加：h 水分傳感器測量凈油含水量并傳給EPC-50；h 凈油含水量超過設(shè)定值（70），EPC-50短時打開泄放閥，含水的凈化油回到進(jìn)油口再次分離凈化， 直至凈油含水量小于觸發(fā)值，泄放閥關(guān)閉；h 5 次泄放后，凈油含水量仍超過設(shè)定值（70），EPC-50報警；

18、h 一個設(shè)定的分離時段中，泄放閥打開超過5次，由EPC-50控制自動進(jìn)人排渣程序。1. 控制程序的特點(diǎn)(1) 啟動控制程序啟動程序分標(biāo)定啟動和非標(biāo)定啟動。分油機(jī)達(dá)到啟動轉(zhuǎn)速，按“Separation”，系統(tǒng)詢問“Bow Dismantled”，應(yīng)答“NO”，系統(tǒng)進(jìn)人非標(biāo)定啟動。分油機(jī)達(dá)到啟動轉(zhuǎn)速，“Separation”，系統(tǒng)詢問“Bow Dismantled”，應(yīng)答“YES”系統(tǒng)繼續(xù)詢問“Assembled According To Manual？”，應(yīng)答“YES”，系統(tǒng)再繼續(xù)詢問“Bow Cleaned？” 應(yīng)答“YES”則系統(tǒng)進(jìn)人標(biāo)定啟動程序，應(yīng)答“NO”則系統(tǒng)進(jìn)人非標(biāo)定啟動。標(biāo)定啟動程

19、序和非標(biāo)定啟動程序的主要區(qū)別，是標(biāo)定啟動程序有一個排渣過程。這個過程中不供給水封水，水分傳感器使用穩(wěn)定值，Ti75結(jié)束后標(biāo)定水封水流量。若標(biāo)定水封水量Ti 59不超過最大時間（170s），則進(jìn)入正常的分離排渣程序。計算Ti 59，作用是標(biāo)定水封水的流量。EPC-50根據(jù)已知的分離筒容積，和水從注入分離筒到出油口壓力達(dá)到0.02MPa（參數(shù)Fa6）的時間，計算水封水的流量，并據(jù)此進(jìn)一步計算出供給水封水的設(shè)定時間（Ti 63，計算后被自動設(shè)定），以保證水封水量正確。置換水的注水時間Ti 72，取決于標(biāo)定水流量和分離筒的容積。EPC根據(jù)檢測到的凈油含水量的減少（最大減少量為15%，可調(diào)）計算設(shè)定值。

20、非標(biāo)定啟動程序中，Ti 59的儲存計算值使用程序Ti 63的值。(2) 分油、排水和排渣Ti 65 15s持續(xù)檢測凈油的含水量。若檢測到水的痕跡，下次排渣前將減少供給置換水的時間。Ti 66 10s測試分離筒泄漏。隨著停止進(jìn)油并關(guān)閉出油閥:檢測到壓力下降表明分離筒有泄漏；壓力降大于0 .1 M Pa，“Oil Leaking From The Bow”報警。為了在0.10 2 M Pa范圍內(nèi)找到一個合適的壓力，Ti 65和Ti 66可能會重復(fù)。Ti 67是水分值標(biāo)定時間，在程序過程穩(wěn)定后，水分傳感器的標(biāo)定值被儲存。分離凈化階段，進(jìn)行x次（0100次，可調(diào)），“Sludge In The Bow”測試，以檢測排渣效果和分離筒內(nèi)積渣空間容積，一旦發(fā)出報警（該報警不能被擱置），系統(tǒng)進(jìn)人停機(jī)程序，直到分油機(jī)停止，系統(tǒng)顯示“Stand Still”。正常的排渣時序，是Ti72-Ti73-Ti75-Ti62-Ti63-進(jìn)人下一個分離過程。Alfa Laval沒有介紹“Sludge In The Bow”檢測，實(shí)際操作中得知“Sludge In The Bow”測試的時序是Ti72-Ti 73-Ti 75-Ti 62-Ti63一進(jìn)人下一個分離過程