滑油分油機(jī)故障造成滑油消耗異常問(wèn)題分析

白紹瑞

（天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院，天津 300350）

筆者在某近洋航線集裝箱輪任職大管輪期間，遇到主機(jī)滑油消耗異常過(guò)大的問(wèn)題。主機(jī)型號(hào)為MAN B＆W7L48／60中速（500r／m）四沖程柴油機(jī)，該主機(jī)月度（大約運(yùn)轉(zhuǎn)500hrs）滑油消耗量大約為2800～3000升，較本公司其他2條姊妹船滑油消耗量多800～1000升。經(jīng)查閱已往的月度滑油消耗報(bào)告，此現(xiàn)象已持續(xù)了半年，未找到原因。

一、問(wèn)題分析

根據(jù)主機(jī)滑油系統(tǒng)圖1判斷此現(xiàn)象，造成滑油消耗量過(guò)大的原因可能是：（1）主機(jī)滑油系統(tǒng)管路、設(shè)備的滴漏；（2）主機(jī)的個(gè)別活塞刮油環(huán)刮油效果減弱，造成系統(tǒng)油進(jìn)入燃燒室燒掉；（3）主機(jī)增壓器透平轉(zhuǎn)子油封失效漏油（3）滑油分油機(jī)工作異常導(dǎo)致滑油耗損。

圖1 主機(jī)滑油系統(tǒng)示意圖

二、故障查找

本著先易后難，先簡(jiǎn)后繁的故障查找原則，根據(jù)各設(shè)備的參數(shù)和現(xiàn)象表征對(duì)以上故障原因逐個(gè)排查，確定故障對(duì)象：

其一，在主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，對(duì)主機(jī)機(jī)身和滑油管路及設(shè)備——滑油泵、滑油自清濾器、滑油冷卻器、滑油細(xì)濾器，進(jìn)行外觀仔細(xì)檢查，未發(fā)現(xiàn)有滑油滴漏現(xiàn)象。此故障原因排除。

其二，對(duì)主機(jī)活塞刮油環(huán)刮油失效檢查較困難，不能對(duì)每個(gè)缸進(jìn)行吊缸檢查活塞刮油環(huán)，且該主機(jī)活塞環(huán)累計(jì)工時(shí)近4000hrs，距正常保養(yǎng)周期10000hrs還較遠(yuǎn)，且根據(jù)近半年來(lái)的各缸熱工狀況參數(shù)分析基本穩(wěn)定。但此故障原因不好確定，須待其他故障排除后待查。

其三，對(duì)主機(jī)增壓器進(jìn)行檢查。檢查空氣冷卻器側(cè)表面無(wú)油污且在主機(jī)運(yùn)行期間對(duì)主機(jī)空氣冷卻器放殘，未發(fā)現(xiàn)油跡；透平側(cè)由于不好拆開(kāi)檢查，只打開(kāi)平衡孔從壓氣機(jī)側(cè)進(jìn)行吹通性檢查未見(jiàn)異常。但對(duì)透平側(cè)油封是否異常磨損導(dǎo)致滑油消耗異常的故障不能確定，須待其他故障排除后待查。

其四，在保證主機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)不受滑油凈化質(zhì)量影響的前提下，將滑油分油機(jī)暫停一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)工作。經(jīng)過(guò)半個(gè)月的分油機(jī)停用后，核查滑油月度消耗量減少了約400－500升。結(jié)果表明造成滑油消耗異常是由于分油機(jī)造成的。

三、滑油分油機(jī)的故障分析及排除

1．該輪滑油分油機(jī)型號(hào)是Alfa Laval LOPX－709SFD－34（滑油分油機(jī)系統(tǒng)組成如圖2所示）

圖2 滑油分油機(jī)系統(tǒng)

在該滑油分油機(jī)的供水系統(tǒng)取消了高位水柜，由淡水壓力柜直接供給4．0BAR開(kāi)啟水（MV15）和置換／軟化水（MV14）的高壓水，并且還供給經(jīng)過(guò)減壓閥由4．0BAR減壓至0．15BAR低壓密封水／補(bǔ)償水（MV16）。

2．滑油分油機(jī)工作特點(diǎn)

（1）用于凈化滑油（最大密度1010kg／m3）

（2）無(wú)重力環(huán)。

（3）以單片機(jī)8031為核心的EPC400控制系統(tǒng)和水分傳感器WT－200，依據(jù)凈油中水分含量排渣或排水。

（4）在排渣間隔工作期間，出水口排水電磁閥閉合，分離筒內(nèi)分離出的水積聚向內(nèi)擠壓油水分界面，使得油水分界面內(nèi)移，造成凈油出口的滑油含水量增加，觸發(fā)水分傳感器設(shè)定值時(shí)，水分傳感器控制排水電磁閥瞬時(shí)打開(kāi)排水。由于出水口背壓降低，使得油水分界面外移，凈油出口的滑油含水量減少到低于水分傳感器觸發(fā)設(shè)定值，排水電磁閥關(guān)閉。

排渣工作時(shí)，使得最短時(shí)間（10min）接近分離盤(pán)，啟動(dòng)排水電磁閥；最短時(shí)間之后接近分離盤(pán)，啟動(dòng)部分排渣程序；最長(zhǎng)時(shí)間（排渣間隔）仍沒(méi)接近分離盤(pán)，開(kāi)啟置換水，觸發(fā)排渣。其排渣過(guò)程如下圖解：

圖3 正常分油運(yùn)行

圖4 準(zhǔn)備排渣

圖5 排渣中

圖6 排渣后

W：密封圈；I：排渣口；K：滑動(dòng)底盤(pán)；X：密封堵頭；Y1：開(kāi)啟室；N：定量環(huán)；Y2：定量室；L：滑動(dòng)圈；0：彈簧；R：密封圈；M1：Y1的泄水小孔；M2：Y2的泄水小孔；W15：開(kāi)啟水（由MV15供給）；W16：密封水／補(bǔ)償水（由 MV16供給）正常分油運(yùn)行期間（圖3），密封堵頭X受彈簧作用封住水出口，密封水／補(bǔ)償水W16每過(guò)一定時(shí)間補(bǔ)充一次，彌補(bǔ)蒸發(fā)和泄露造成的損失，滑動(dòng)底盤(pán)K下部充滿(mǎn)工作水。

準(zhǔn)備排渣（圖4），密封水／補(bǔ)償水 W16持續(xù)提供，開(kāi)啟水W15提供約3秒，在此期間，開(kāi)啟室Y1充滿(mǎn)水，少許水從泄水小孔M1泄出，開(kāi)啟室內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的開(kāi)啟水所產(chǎn)生的動(dòng)壓頭對(duì)滑動(dòng)圈向下的壓力，克服彈簧0彈力，即f3＞f，使滑動(dòng)圈L向下滑動(dòng)，其上的密封堵頭X隨滑動(dòng)圈L一起下移。

排渣中（圖5），由于密封堵頭X的下移，密封水／補(bǔ)償水從水出口泄出進(jìn)入開(kāi)啟室Y1，開(kāi)啟室中的水經(jīng)數(shù)個(gè)垂直孔大量進(jìn)入定量室Y2，有少量水經(jīng)泄水小孔M1、M2泄放，由于滑動(dòng)底盤(pán)K下面的工作水泄放出去，水的動(dòng)壓頭消失，滑動(dòng)底盤(pán)下滑，即f1＞f2，打開(kāi)排渣口I進(jìn)行排渣。當(dāng)定量室Y2漸充滿(mǎn)水時(shí)，滑動(dòng)圈L上下空間水壓力趨于相等，在彈簧作用下，滑動(dòng)圈上移復(fù)位，密封堵頭封住水出口。

排渣后（圖6），由于密封水／補(bǔ)償水 W16的持續(xù)供水，滑動(dòng)底盤(pán)K下部空間很快充滿(mǎn)水，再次把滑動(dòng)底盤(pán)K托起封住排渣口I，排渣結(jié)束，滑動(dòng)圈L上下腔室Y1、Y2中的水經(jīng)泄水小孔M1、M2泄放。

（5）分離筒不需水封。

（6）排渣時(shí)不需停止向分離筒供油。

（7）設(shè)計(jì)排渣口打開(kāi)的時(shí)間僅為0．1S左右，由開(kāi)啟室Y1定量室Y2的容積、泄水孔M1、M2的直徑等參數(shù)共同實(shí)現(xiàn)。在此時(shí)間內(nèi)，將使分油機(jī)分離盤(pán)外側(cè)約70%容量的渣質(zhì)和水從排渣口排出，如圖6所示。

滑油分油機(jī)在以往工作期間未見(jiàn)任何跑油報(bào)警—凈油出油口低油壓報(bào)警和出水口跑油。因此，造成分油機(jī)滑油消耗增加只有排渣口跑油的故障，其可能原因有：第一類(lèi)是滑動(dòng)圈不能上移堵死密封水腔泄水口。原因是：a．分離筒上兩個(gè)疏水小孔M1、M2堵塞，不能泄水；b．滑動(dòng)圈下方彈簧失效；c．滑動(dòng)圈上方塑料堵頭失嚴(yán)漏水。第二類(lèi)是滑動(dòng)底盤(pán)下部缺密封水?？赡苁牵篸．密封水／補(bǔ)償水系統(tǒng)管道或控制閥堵塞或嚴(yán)重漏泄；e．滑動(dòng)底盤(pán)周向密封圈失效漏泄。第三類(lèi)是滑動(dòng)底盤(pán)與分離筒蓋不能貼緊。原因：f．滑動(dòng)底盤(pán)上端面主密封環(huán)失效；g．傳動(dòng)齒輪和軸承過(guò)度磨損使立軸下沉。

3．經(jīng)過(guò)對(duì)滑油分油機(jī)分離筒的拆檢和清潔未發(fā)現(xiàn)明顯異常，更換全部密封O－RING，并檢測(cè)立軸和滑動(dòng)圈底部彈簧高度均正常

裝復(fù)后啟動(dòng)分油機(jī)，觀察電磁閥MV14（置換水／軟化水）、MV15（開(kāi)啟水）、MV16（密封水／補(bǔ)償水）的工作情況，其排渣、分油均正常無(wú)滑油失壓報(bào)警，但在排渣時(shí)，EPC－400使MV15通電3s，由管P1向分油機(jī)進(jìn)開(kāi)啟水，滑動(dòng)底盤(pán)下落0．1s打開(kāi)排渣口，然后再自動(dòng)托起密封排渣口進(jìn)行一次排渣。在排渣口密封期間，電磁閥MV15保持?jǐn)嚯姟Ｔ诜钟蜋C(jī)排渣口密封期間，EPC－400輸出的信號(hào)將使MV16斷續(xù)通電，密封水／補(bǔ)償水經(jīng)管P2斷續(xù)進(jìn)分油機(jī)，把滑動(dòng)底盤(pán)托起。在排渣瞬間（脈沖式供給高壓開(kāi)啟水）完成后，由淡水壓力柜4．0BAR的高壓水經(jīng)過(guò)減壓閥減壓至0．15BAR的密封水／補(bǔ)償水路，在密封水／補(bǔ)償水電磁閥開(kāi)啟后，減壓閥后水壓由0．15BAR減至0BAR。這表明使分離筒滑動(dòng)底盤(pán)閉合的密封水量瞬時(shí)不足，導(dǎo)致滑動(dòng)底盤(pán)閉合速度遲緩。在排渣不斷油的情況下，分離筒開(kāi)啟的持續(xù)時(shí)間超過(guò)0．1秒，造成分離筒內(nèi)滑油瞬間流失。經(jīng)過(guò)拆檢密封水／補(bǔ)償水管路上的濾器和電磁閥MV16閥芯發(fā)現(xiàn)無(wú)睹塞現(xiàn)象，因此造成供水量不足的故障集中在減壓閥上。該減壓閥是由于原廠減壓閥故障后更換的國(guó)產(chǎn)備件，與原減壓閥比較發(fā)現(xiàn)，該減壓閥的最小流通截面面積（d＝8mm）明顯小于原減壓閥的最小流通截面面積（d＝10mm）。差壓流量公式為：

（qf為工況下的體積流量，m3／s；c為流出系數(shù)，無(wú)量綱；β＝d／D，無(wú)量綱；d為工況下孔板內(nèi)徑，mm；D為工況下上游管道內(nèi)徑，mm；ε為可膨脹系數(shù)，無(wú)量綱；Δp為孔板前后的差壓值，Pa；ρ1為工況下流體的密度，kg／m3）

根據(jù)公式可知，在△P＝4．0－0．15＝3．85BAR的相同情況下，二者的流量比約1．6：1，這就是造成密封水量不足的原因。在修復(fù)原廠減壓閥并檢測(cè)工作正常后，替換下使用的減壓閥，重新排渣檢查密封水／補(bǔ)償水電磁閥MV16開(kāi)啟后，減壓閥后水壓由0．15BAR減0．12BAR，未出現(xiàn)明顯的由于節(jié)流造成供水量瞬時(shí)不足的情況，進(jìn)水量基本滿(mǎn)足要求。滑油分油機(jī)經(jīng)過(guò)1個(gè)月的運(yùn)轉(zhuǎn)工作，檢測(cè)主機(jī)滑油消耗量減至2000升左右。

四、結(jié)束語(yǔ)

這種由于管理人員的備件選配疏忽造成滑油分油機(jī)密封水量不足導(dǎo)致滑油不必要的損失的故障，是一種隱性的故障，一般不會(huì)因影響分油機(jī)的正常工作從而導(dǎo)致報(bào)警引起我們的注意。這種故障是可以避免的，要求管理人員在檢修和管理設(shè)備時(shí)全面考慮問(wèn)題，仔細(xì)檢查，不斷提高業(yè)務(wù)管理水平。

［1］李世臣．輪機(jī)自動(dòng)化［M］．大連：大連海事大學(xué)出版社，2008．