滑油分油机故障致主机滑油消耗异常实例

0 引言

某船采用二冲程主机, 主机滑油分为气缸油和系统油, 在主机及其附属设备工况正常时系统油的消耗量很少。一旦主机系统滑油突然减少, 不仅增加船舶所有人的营运成本, 而且预示着主机或其附属设备出现故障, 为船舶安全航行带来隐患。

目前, 滑油分油机大多24 h不间断工作, 以有效分离出滑油中的水分、杂质等, 滑油分油机是否工作正常, 直接关系到滑油的净化质量和消耗数量。笔者分享某船因滑油分油机故障导致主机系统油减少以及故障解决的详细过程, 供同人参考。

1 故障现象及诊断

1.1 故障现象及初步分析

大管轮经过2 d的观察测量, 发现主机滑油循环柜中的滑油每天都在异常减少, 减少量约为0.3m3/d。造成滑油循环柜中测量油量减少的原因一般有:

(1) 循环柜中的滑油确实在减少;

(2) 船舶吃水差变化造成测量孔处测量值的变化;

(3) 船舶向一侧倾斜度发生变化, 造成测量孔处测量值的变化。

经询问驾驶台, 得知最近2 d船舶吃水差并未明显变化, 船舶也未明显向一侧倾斜。因此, 测量油量减少的原因应是循环柜中滑油量确实在减少。

该船主机滑油系统由2台主滑油泵、2台十字头油泵、2部滑油板式冷却器、1套滑油自冲滤器和1套滑油细滤器组成。查看整个滑油系统, 无明显外漏现象。

滑油自冲滤器每次所冲洗掉的滑油并非进入主机滑油循环柜, 而是到专用的污滑油柜。仔细观察发现滑油自冲滤器工作正常, 污滑油柜中的油量也未异常增多。查看主机曲轴飞轮输出端, 无明显滑油泄漏迹象, 该船主机活塞杆填料函放残孔所连接的主机滑油放残柜油量也未有明显变化。

怀疑滑油净化系统即滑油分油机出现故障。本船滑油分油机型号为Alfa Laval MOPX 205, 为比重环式分油机, 滑油分油机剖面图见图1。

图1 滑油分油机剖面图

1—水封水/置换水进口;2—进油口;3—净油出口;4—出水口;5—向心水泵;6—向心油泵;7—进口管;8—配油锥体;9—密封环;10—泄水阀;11—开启水腔;12—配水盘;13—弹簧座;14—弹簧;15—开启水进口;16—密封水和补偿水进口;17—喷嘴;18—滑动圈;19—滑动底盘;20—分离筒本体;21—排渣空间;22—排渣口;23—大锁紧环;24—分离盘组;25—分离筒筒盖;26—顶盖;27—配油器;28—液位环;29—油腔;30—小锁紧环及油腔盖;31—比重环;32—水腔

滑油分油机出水口4连接至单独的油水柜, 排渣口连接至污渣柜, 测量污渣柜液位未有明显增加, 测量油水柜时发现液位明显增加, 打开油水柜道门发现该柜上液面被1层厚厚的滑油覆盖。

初步观察滑油分油机, 发现在正常分油工作时电机运转平稳, 各参数符合说明书规定。打开排渣孔, 发现有洁净的水滴从滑油分油机中连续流出。在排渣的整个过程中, 各水油阀的开关顺序、时间均满足说明书的要求且能顺利完成排渣。

在排渣过程结束、进油三通阀开启进油时观察排渣孔, 发现有大量的水冲出;在出水口玻璃观察管中发现出水口跑油, 出油口压力为0;在滑油分油机控制面板中, FS4红色指示灯亮;15 s后分油机三通阀停止进油, 水封水阀开启进行二次水封;水封建立后进油三通阀再次开启进油, 从出水口玻璃观察管中发现有水溢出 (在正常情况下开始进油时会有部分水溢出) , 出油口压力恢复至1.5 bar, 分油机开始正常工作。

反复多次进行手动排渣试验, 每次进油初期都发生上述出水口跑油现象, 由此确定该船主机滑油循环柜中滑油减少的原因是滑油分油机在每次排渣后再次进油工作时出水口跑油。

1.2 故障诊断

翻阅滑油分油机说明书, 找出代号为FS4的说明翻译为中文:控制单元检测到滑油分油机出油压力低于报警值时, 三通阀停止为分油机进油并开启水封水阀, 为分油机二次补充水封水, FS4红灯亮但是并不触发声光报警, 如果三通阀再次开启为分油机供油或在同一个循环内再次发生出油口压力低于报警值时, 便会引发声光报警。

本船滑油分油机排渣周期设定为1次/h, 在每个排渣周期中, 初次进油发生出油口压力低于报警值时 (对于本船为出水口跑油) 延迟15 s (控制面板中P34:Alarm delay time 15 seconds) , 如果压力未恢复正常, 滑油分油机控制系统将自动开启水封水阀进行二次水封。由于本船滑油分油机二次水封后能够正常分油, 因此未引发集控室声光报警, 故未引起相关人员的注意, 导致主机滑油循环柜内滑油持续减少。

笔者将出水口外接至铁桶并进行观察, 发现每次出水口跑油量约为13 L, 按排渣23次/d计算, 跑油量约为299 L/d, 与主机滑油循环柜中滑油的减少量相符。

2 原因分析

查阅滑油分油机说明书, 能引起出水口跑油的原因有以下13种:比重环偏大、分油温度过低、滑油流量过大、工作水供水滤器脏堵、工作水供水管路扭曲变形、出油管管路堵塞、密封水水量太小、比重环密封令损坏或小锁紧环损坏、分离片脏堵、分离筒盖下方尼龙圈损坏、滑动底盘轴向密封圈损坏、分离筒转速过低以及分离筒安装不正确等。

按照由易到难的故障排查思路, 对上述可能原因进行分析。

(1) 查阅分油机维修记录, 得知近期并未更换过比重环;观察供油温度等运转参数, 可知分油机正常分油时供油压力、供水软管、出油压力与以往基本一致。

(2) 拆洗工作水供水管路滤器、更换摩擦片, 再次启动分油机, 转速虽然有所提高但进油初期出水口依旧跑油。

(3) 解体滑油分油机, 拆解并清洗配水盘、分离片, 分别更换比重环密封令、分离筒盖下方尼龙圈、滑动底盘周向密封令。在拆解配水盘过程中, 发现配水盘与分离筒的3只连接螺栓 (2只实心、1只空心) 中的空心螺栓有明显结垢现象。

为彻查此次滑油分油机出水口跑油的具体原因, 笔者未对该空心螺栓进行任何处理, 仅按照说明书的要求装复滑油分油机, 发现在初次进油时出水口依旧跑油。

(4) 再次拆解滑油分油机, 清通空心螺栓中的结垢, 观察滑油分油机的工作情况。进油初期出水口玻璃管中有部分水溢出, 排渣孔未发现有水溢出, 未发生二次进水封水现象;在正常分油过程中排渣孔中也未见水滴流出, 分油机恢复正常工作, 主机滑油循环油柜中滑油异常减少现象消失。

(5) 仔细观察分油机配水盘的结构, 密封水 (见图2) 的走向为操作水装置9→操作水节流盘6→控制节流盘3→操作水分配环4→空心螺栓10→密封水腔。

图2 密封水配水装置

1—实心螺栓;2—锁紧环;3—控制节流盘;4—操作水分配环;5, 7—垫片;6—操作水节流盘;8—套筒;9—操作水装置;10—空心螺栓

(6) 空心螺栓已基本堵塞, 使得进入密封水腔 (滑动底盘与分离筒之间的部分) 的密封水量大为减少, 向上托起滑动底盘的力也大为减弱, 滑动底盘与分离筒盖之间的啮合力也大为减弱;引入到滑动底盘与分离筒盖之间的水封水在极高的转速下产生极大的离心力, 在进油初期由于大量的油瞬间进入产生极大的冲击力;在离心力与冲击力的共同作用下, 部分水封水冲破滑动底盘与分离筒盖之间的密封, 造成水封水被破坏, 油水分界面外移到顶盖以外, 造成出水口跑油。

二次补充水封水使得水封区加厚, 再次进油虽会冲出部分水封水, 但不足以使油水分界面外移到顶盖以外, 从而使分油机正常分油。

3 结束语

滑油在保证船舶主机连续有效运行方面起着极其重要的作用, 良好的滑油质量能大大延长主机的使用寿命、减少主机事故率。滑油分油机是主机滑油系统中最重要的设备之一, 保证其随时处于良好的工作状态是轮机管理人员的重要职责。

由于该型号的滑油分油机在初次出水口跑油引起的滑油低压时, 不会引发集控室声光报警信号, 不能有效引起值班人员的注意而在第一时间发现问题。希望本文中解决主机滑油循环柜滑油异常减少的方法, 能为存在同样问题的其他船舶提供参考。

参考文献：

[1]李三刚.滑油分油机故障致主机滑油消耗异常实例[J].航海技术,2018(02):54-56.

作者简介：李三刚，大管轮，上海锦航人力资源有限公司