劉梓珺
(中國(guó)人民解放軍91315部隊(duì),遼寧 大連 116000)
近年來(lái),我國(guó)國(guó)內(nèi)民用船舶發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)作為一種重要的最先進(jìn)的船舶動(dòng)力裝備,最初的發(fā)展來(lái)自軍事航空渦輪機(jī),國(guó)內(nèi)很多的船舶燃?xì)廨啓C(jī)都是在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改型、改進(jìn)的。我國(guó)在船舶技術(shù)方面,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)方向的研究基礎(chǔ),是極為薄弱的。
與此同時(shí),在國(guó)際大舞臺(tái)上,潤(rùn)滑油在各類發(fā)動(dòng)機(jī)的具體使用過(guò)程中表現(xiàn)出眾,素有發(fā)動(dòng)機(jī)“血液”之美稱。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)而言,潤(rùn)滑油不但可以起到潤(rùn)滑、清潔發(fā)動(dòng)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?dòng)力體系系統(tǒng)的整體好評(píng)。因此,無(wú)論是軍用船舶各類發(fā)動(dòng)機(jī),還是民用的船舶各類發(fā)動(dòng)機(jī),都離不開潤(rùn)滑油的輔助。但是,船舶發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)潤(rùn)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(rùn)滑油具有較好的防銹性和防腐蝕性,同時(shí),還需要考慮它的清潔度等方面的問(wèn)題,所以,在具體應(yīng)用中,需要對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)及其所配備的潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮。
潤(rùn)滑油一般由兩部分組成,分別為基礎(chǔ)油和添加劑,對(duì)于不同的組成部分來(lái)說(shuō)有不同的作用?;A(chǔ)油是潤(rùn)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(lái)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(dòng)機(jī)采用不同的潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)行輔助操作,對(duì)于燃汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)而言,它的潤(rùn)滑油系統(tǒng)的用處為:(1)為其電機(jī)的盤車裝置提供潤(rùn)滑功能;(2)為其支持軸承提供潤(rùn)滑功能;(3)為其推力軸承提供潤(rùn)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(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油系統(tǒng)主要包括潤(rùn)滑油和供油系統(tǒng)的設(shè)備。
燃汽輪發(fā)動(dòng)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(rùn)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(rùn)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(dòng)機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油的要求偏高,因?yàn)檎麄€(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,必須確保汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)機(jī)械部件不產(chǎn)生銹斑、不被磨損。
我國(guó)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(shí)期,使得我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)與國(guó)際水平差距顯著。目前,我國(guó)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(guó)際上處于動(dòng)力落后的狀態(tài)。總體來(lái)說(shuō),我國(guó)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(guó)家所掌握。
目前,我國(guó)國(guó)內(nèi)潤(rùn)滑油的種類很多。在目前國(guó)際市場(chǎng)上,潤(rùn)滑油的生產(chǎn)力要高于產(chǎn)品的需求量。潤(rùn)滑油的主要消費(fèi)市場(chǎng)在北美和西歐,而亞非地區(qū)是潤(rùn)滑油需求量快速穩(wěn)定增長(zhǎng)的地區(qū)。我國(guó)船舶上使用的潤(rùn)滑油包括主潤(rùn)滑油和輔助潤(rùn)滑油兩類。其中,主潤(rùn)滑油主要為發(fā)動(dòng)機(jī)服務(wù),該類潤(rùn)滑油的選擇主要依靠發(fā)動(dòng)機(jī)類型及發(fā)動(dòng)機(jī)需要采用的潤(rùn)滑方式。
在我國(guó),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(dòng)機(jī)內(nèi)部主要使用68號(hào)防銹型潤(rùn)滑油。中小型的船舶蒸汽輪機(jī)因?yàn)槠涔逃械奶匦?,所以一般被安置兩個(gè)潤(rùn)滑油箱,這兩個(gè)潤(rùn)滑油箱其中一個(gè)用于循環(huán)用潤(rùn)滑油,另一個(gè)用于備用。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),基本潤(rùn)滑油的使用量是非常少的,但是,運(yùn)作中的潤(rùn)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(huì)腐蝕蒸汽輪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備,從而導(dǎo)致海水滲入潤(rùn)滑油油箱,引起潤(rùn)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(rùn)滑油。
柴油機(jī)船舶發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有專用的船舶潤(rùn)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(shí)候選用20號(hào)低增壓潤(rùn)滑油。該潤(rùn)滑油為柴油機(jī)專用潤(rùn)滑油,當(dāng)柴油機(jī)船舶在大海上航行時(shí),柴油機(jī)消耗潤(rùn)滑油量比較大,大概為0.2kg/h;而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)工作滿一定時(shí)間段,就需要更換潤(rùn)滑油,加上滲漏和各方面的消耗等使得潤(rùn)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(huì)使得潤(rùn)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(rùn)滑油系統(tǒng),會(huì)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(rùn)滑油系統(tǒng)漏油。以上這些原因都會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油的大量消耗,給柴油機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)帶來(lái)一定的壓力。
目前,我國(guó)燃機(jī)輪機(jī)的應(yīng)用技術(shù)相較之下處于國(guó)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(guó)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(dòng)機(jī)。其中,XA使用殼牌555潤(rùn)滑油,XB使用航空專用機(jī)潤(rùn)滑油。我國(guó)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是,由于船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)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(rùn)滑油在應(yīng)用過(guò)程中,最關(guān)注的就是乳化問(wèn)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(rùn)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(rùn)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(rùn)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(dòng)機(jī)主機(jī)工作滿一定時(shí)間段后,就要及時(shí)更換潤(rùn)滑油,所以對(duì)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(cè),一旦出現(xiàn)可疑問(wèn)題,必須及時(shí)進(jìn)行問(wèn)題處理,并更換專業(yè)潤(rùn)滑油。
由于國(guó)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(jí)階段,在核心技術(shù)領(lǐng)域等方面沒(méi)有很好的建樹,所以對(duì)潤(rùn)滑油的要求也沒(méi)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(rùn)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(rùn)滑油。這兩種潤(rùn)滑油,從本質(zhì)上而言都是航空潤(rùn)滑油,專用于海上的船舶潤(rùn)滑油目前還沒(méi)有明確說(shuō)明與介紹。
與飛機(jī)飛行不同,船舶出海的時(shí)間普遍偏長(zhǎng),所以需要考慮船員生活時(shí)所必須的生活用設(shè)備潤(rùn)滑油和一系列輔助潤(rùn)滑油。機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑油一般不會(huì)選用機(jī)用潤(rùn)滑油,所以就會(huì)導(dǎo)致船舶燃?xì)廨啓C(jī)采用的潤(rùn)滑油種類多,而且無(wú)法統(tǒng)一。
目前,我國(guó)的船舶燃?xì)廨啓C(jī)還沒(méi)有自己的獨(dú)有技術(shù),完全依靠空用電動(dòng)機(jī)技術(shù)來(lái)助力船舶發(fā)動(dòng)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(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)卻一直沒(méi)有統(tǒng)一。使得我國(guó)的船舶燃?xì)廨啓C(jī)潤(rùn)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(rùn)滑油技術(shù)的進(jìn)步都帶來(lái)了一定的阻礙。因此,在潤(rùn)滑油應(yīng)用技術(shù)方面,首要的工作應(yīng)該放在潤(rùn)滑油標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定方面,針對(duì)我國(guó)的燃?xì)廨啓C(jī)使用的物理?xiàng)l件,進(jìn)行專業(yè)化的潤(rùn)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(dòng)機(jī)與柴油機(jī)、蒸汽輪機(jī)船舶發(fā)動(dòng)機(jī)相比具有非常多的物理優(yōu)勢(shì),如體積小、啟動(dòng)迅速、質(zhì)量輕等顯而易見的優(yōu)勢(shì),同時(shí),還具有效率高、潤(rùn)滑油低耗和電機(jī)使用壽命長(zhǎng)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(wú)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(guó)內(nèi)的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)方面還存在大量的問(wèn)題,尤其是在潤(rùn)滑油的應(yīng)用方面,還有很多技術(shù)問(wèn)題需要解決。鑒于目前的潤(rùn)滑油型號(hào)不統(tǒng)一,船舶潤(rùn)滑油使用標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)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(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)且緊急的事件,需要我國(guó)國(guó)內(nèi)更多的專家付出更大的努力才能夠?qū)崿F(xiàn)。