分油机故障研究分析及解决24852.pdf

-分油机的工作原理和排渣反应故障分析 内容摘要 摘要：育鲲轮上燃油分油机为 ALFA-LAVAL S821 型分油机，在运转的过程中分油机出现排渣反应故障，结合该故障，介绍了分油机构造和排渣原理，进一步分析了分油机的故障原因，并根据理论分析和实际操作最终消除了故障。关键词：分油机 滑动底盘 滑动圈 矩形密封圈 排渣反应 ABSRACT：M/V Yukun is equipped with a separator is running,discharge feedback failure occurs.According to the failure,This thesis e*plains the structure and discharge principle of the separator.Further we analyse the causes of the failure.Basic on theretical analysis and practical operation,finally the failure is eliminated.目 录 1 燃油分油机的故障现象 1 2 分油机的工作原理 1 3 ALFA-LAVAL SA816 燃油分油机的构造分析 2 4 分油机的排渣原理 4 4.1 排渣步骤 1-排渣前 5 4.2 排渣步骤 2-排渣 5 4.3 排渣步骤 3-排渣 6 4.4 排渣步骤 4-滑动圈密封 6 4.5 排渣步骤 5滑动底盘密封 6 5 分油机排渣反应故障分析 7 5.1 排渣反应 7 故障分析 7 配水系统 7 5.2.2 排渣机构 10 6 故障排除 10 7 结论 10-前言 自二十世纪七十年代以来，由于柴油机燃油大幅度涨价，燃油费用支出约占船舶营运本钱的 50%，船用柴油机使用低质燃油已成为一项普遍采用的技术，使用低质燃油可以大幅度降低船舶营运本钱，同时可以合理使用石油资源。但是船用柴油机使用低质燃油后也出现了不少技术问题。低质燃油中水分和杂质加剧了燃烧室部件和喷油设备元件的腐蚀和磨损。因此船用柴油机所用燃油在进机使用前必须经过净化处理，除去水分和杂质。净化的好坏对柴油机的可靠性和使用寿命影响极大。而离心式分油机具有净化时间短，流量大和效果好的优点，是船舶净化燃油必不可少的关键设备。对燃油分油机的管理，是轮机管理中的重要环节，但往往由于对燃油分油机日常保养不到位或维修操作不当等原因，在船舶燃油系统工作中，分油机出现各种故障，例如，排渣反应故障，如果不及时排除，就会影响船舶的平安性。1 燃油分油机的故障现象 育鲲轮燃油分油机是 ALFA LAVAL 离心式分油机，型号为 S821,由于 1 号燃油分油机长期停用，4月 2 日，二管轮打算用其分油，分油机启动正常分油后，突然出现了排渣反应报警，二管轮先消除了警报，手动排渣一次，听不到排渣响声，排渣反应报警又重复出现，然后翻开高压水阀电磁 SV15 前滤器，没有堵塞现象，翻开出水阀 v15，有大量水流出，开启水流量正常，接着二管轮翻开排渣口，发现有很多水从排渣口流出，却没有发现油渣，二管初步判断是别离筒内配水机构出现了问题，但二管停顿了分油机，又重新启动，又出现排渣反应报警，于是二管带着我们对分油机进展了拆卸，通过拆卸发现问题的所在，并对分油机装复后，其运转正常。2 分油机的工作原理 分油机的工作原理：我们知道，燃油、水分和机械杂质的密度是不同的，纯油的密度最小，水分的密度居中，机械杂质的密度最大。燃油假设在沉淀柜中静置，由于受到重力作用，纯油必定浮在最上层，水分在油下面，机械杂质则在沉淀柜的底层，同样道理，让需要净化的燃油进入高速旋转的分油机中，让燃油与分油机一起高速旋转，也就是说把燃油置于一个离心力场中，由于油、水和机械杂质所产生的离心惯性力不同，密度较大的水分和机械杂质所受的离心力最大被甩向外周，水被引出，杂质则定期去-除。密度较小的油所受离心力较小便向里流动，从靠近转轴的出油口流出，燃油从而得到净化。由于杂质、水分所受的离心惯性力比自身重力大几千倍，因此，离心式分油机具有净化时间短，流量大，效果好的优点。图 1 分油机别离作用示意图 3 ALFA-LAVAL SA21 燃油分油机的构造分析 ALFA-LAVAL SA816 分油机是无比重环全部排渣式分油机，其特点是排渣期间排渣孔被翻开的持续时间较长，别离筒内存留的所有杂质、油、水将由排渣孔全部排出，由于其无比重环，不受温度和油品的限制，这给使用和操作者带来很大的方便。图 2 别离筒构造简图 1-别离筒上盖；2-排油向心泵；3-排油腔；4-别离筒本体；5-紧锁圈；6-滑动圈泄水喷嘴；8-配水盘；9-配水室；10-固定器；11-塑料堵头；12-滑动圈；13-滑动底盘；14-别离盘组；15-配油器；16-配油器上孔；17-排水向心泵；18-进油管；19-出油管；20-出水管；21-关闭室；22-开启室；23-工作室；24-别离盘顶盘；25-排渣口；26-泄水孔 分油机的核心部件是别离筒，图 2 是 ALFA-LAVAL SA816 燃油分油机别离筒的构造简图。如下图，在别离筒中有两个固定不动的向心泵 2 和 17，待净化燃油从进油管 18 进入别离筒内，别离筒本体 4 和别离筒盖上盖 1 由紧锁圈 5 锁紧，别离筒由高速回转的立轴带动旋转，别离筒中设有假设干别离盘 14，别离盘套在配油器 15 上，待别离的燃油经过配油器底部后转而向上进入别离盘间，油在盘组缝隙中向筒中央方向流动的过程中，被连续的别离成假设干层，并随别离盘一起高速回转，这时别离筒内的燃油会按油、水、杂质的密度不同分成三层，被净化的燃油向上离开别离盘，进入位于别离盘顶盘 24 和配油器 15 之间的排油腔 3，然后由排油向心泵 2 经出油管 19 排出，被别离的水沿着别离盘组的外边缘，向上进入别离筒盖 1 和顶盘 24 之间的排水腔，然后由排水向心泵 17 经出水管 20 排出，机械杂质被甩在别离筒内壁上，聚集在排渣空间，由排渣口 25 定时排出，从而到达燃油净化的目的。由别离筒底部的滑动底盘 13、定量环 10、滑动圈 12 和配水盘 8 构成排渣机构，后面将详细介绍。图 3 显示了分油机外部系统，从淡水压力柜来的水可从通过电磁阀 10 由分油机进油管进入别离筒。为了防止别离过程中油从顶盘外缘流出和从出水口溢出，必须在筒内建立水封，这可以在待分油引入筒内之前通过进水阀 10见图 3注入一定量的水实现。油推动水朝向筒周壁流动，并且在油和水之间形成一个分界面，分界面的位置由出水电磁阀和水分传感器控制。SV15-开启水电磁阀；SV10-水封水、置换水电磁阀；SV16-密封水、补偿水电磁阀；1-供给泵；2-加-热器；3-温度传感器；4-压了传感器 5-三通阀；6-压力传感器；7-出油电磁阀 8-水分传感器 MT50；9-排水电磁阀 SV5；10-EPC50 控制单元；11-分油机；12-电磁阀组；图 3 分油机系统简图 油水分界面的位置十分重要，它直接影响燃油的别离质量，其最正确位置应在别离盘的外边缘，确保燃油能利用别离盘通道的全部长度，到达最有效的别离目的，假设分界面向内移动进入别离盘组内，则会造成别离盘组被水和杂质阻塞，假设分界面外移，一方面会降低从水中别离油的效果，另一方面造成燃油从出水口流出，即出水口跑油。同样，当停顿向别离筒 供油后，通过电磁阀 10 向别离筒内供给具有一定压力的水称置换水，会使油水分界面向内移动，驱赶别离筒内的油从排油口排出，减少别离筒内残油数量，从而减少排渣时油的损失。压力水也可通过电磁阀 15 进入别离筒内，实现排渣口的开启，通过电磁阀 16 实现排渣口的密封。此外，在出油管装有 MT50 水分传感器，它能准确的检测出净油中的含水量，当别离出的水接近别离盘外侧外表时，一些水滴开场同净油排出，水分的少量增加就被立刻被水分传感器检测，并将其信号连续的传给 EPC-50 控制单元，当净油中水分到达触发点时，EPC-50 控制单元将开场排水，排水有两种情况，一是通过翻开出水管的排水电磁阀 V5，二是通过翻开排渣口随杂质一起排出。4 分油机的排渣原理 ALFA-LAVAL S821 分油机的排渣功能是由 EPC50 控制单元和配水系统实现。EPC50 控制单元是分油机的控制中心，它包括分油机系统执行检测和控制功能程序的全部工作。主要包括：1 承受来自水分传感器的信号，并控制排水电磁阀的功能；2 发起任一形式的排渣，即当水分传感器信号到达触发点或排渣间隔最大时间到来后控制并检测该排渣操作程序；3 每隔一段时间检查一次水分传感器的功能；4 决定是否需要加水、何时加水、加水持续时间，从而控制加水量；5 检测别离水的增加。配水系统主要由泄水孔、滑动圈、泄水喷嘴、定量环、配水室、配水盘、开启室、密封室、开启水、密封水等组成。分油机运转过程中，在 EPC50 控制单元控制和配水系统作用下，通过上下移动滑动底盘，来启闭排渣孔，滑动底盘工作在上位时，排渣孔被关闭，滑动底盘工作在下位时，排渣孔被翻开，分油机进展排渣。以下是分油机具体排渣原理。-4.1 排渣步骤 1-排渣前 由图 2 可知，来自淡水压力柜的水可从电磁阀 15、16 通到配水盘，然后经配水室后通过通道分别供水到滑动圈下部和滑动底盘下部，压力水就在密封室形成水环，水环对滑动圈有一个向上的作用力，将滑动圈工作在上位，三个塑料堵头将泄水孔堵住密封。在滑动底盘下部空间有一定压力的工作水，上部是处理液。由于工作水接触的下部面积比别离液接触的面积大，并且工作水的密度比离液的密度大，所以滑动底盘向上的力大于向下的力。只要这种情况存在，滑动底盘就保持在上位，关闭别离筒周围的排渣孔。要是排渣口翻开，就必须减小滑动底盘下部的力，通过泄放掉滑动底盘下的工作水，滑动底盘就会在处理液产生的推力下向下移动，为此滑动圈必须下落，使别离筒本体上的三个泄水孔翻开。4.2 排渣步骤 2-滑动圈下移 在排渣时，供油三通阀打向打循环的位置，停顿向分油机进油。EPC-50 控制单元发出脉冲信号，翻开 SV15 开启水电磁阀3s，大流量11.0l/m的水流入配水室进而到达密封室，水不断的流入密封室直到密封室被充满，由于滑动圈上有假设干通孔连通密封室和开启室，大流量的水流到开启室。在开启室有一泄水喷嘴，由于从密封室进的水多于从喷孔流出的水量，开启空间水量增加很快，在离心力作用下，水施加一个增大的液压力在滑动圈上，同时滑动圈下部也作用着下部水的作用力，由于滑动圈上部的作用面积大于下部的面积，当上部的作用力大于下部的作用力时，滑动圈下移。一旦滑动圈下移，三个泄水孔被翻开，滑动底盘下部的工作水高速流入开启室，加快了滑动圈的下移速度。4.3 排渣步骤 3-排渣 滑动圈很快移到下面位置，3 秒后开启水电磁阀停顿供水，滑动底盘下部的工作水不断地流到滑动圈上部，然后在离心力作用下，水通过滑动圈上的泄水喷嘴不断溢出，随着滑动底盘下部水的不断外移，向上的力减少，当该力小于在别离筒内处理液产生的向下力时，滑动底盘落下，别离筒上的排渣口翻开进展排渣。4.4 排渣步骤 4-滑动圈密封 由于不再向配水盘内进水，开启室内的水不断通过泄水喷嘴泄水，开启室的水也通过滑动圈上通孔-流向密封室，因此滑动圈上部的水很快泄出，密封室内的水也不断的通过泄水喷嘴泄水，由于密封室内的泄水喷嘴靠近轴线，其内存留一局部水，在喷嘴和定量环外缘之间形成水环，随着滑动圈向下的力变小，当该力小于滑动圈下部水环的作用力时，滑动圈向上运动，关闭别离筒上的三个泄水孔。4.5 排渣步骤 5滑动底盘密封 排渣口翻开后，EPC50 控制单元发出脉冲信号，翻开密封水电磁阀 SV1615s，通过 SV16 电磁阀的水流量较小2.8l/m，密封水经过配水盘后通过别离筒本体上的通道进入滑动底盘下部空间，也有局部水通过孔道进入定量环上部的密封室，使密封室充满水，这样就加大了滑动圈下部的作用力，使滑动圈一直保持密封状态，流入到密封室的水有少量从喷嘴中泻出。由于水不断地进入滑动底盘下部的工作室中，滑动底盘下部作用力不断增大，当向上的力大于处理液作用在滑动底盘上的力时，滑动底盘向上移动密封排渣口。15s 后，电磁阀 SV16 断电切断密封水，密封室中的水局部泄出，剩余的在喷嘴和定量环外缘形成水环，施加一个向上的水压，使滑动圈保持密封。运转过程中，为了补偿工作水由于漏泄和蒸发造成的损失，每隔 5 分钟经电磁阀 SV16 向别离筒补一次水1s。现在排渣循环完全完毕，控制单元将三通阀打向进油位置，分油机回复分油作业，一直到排渣程序控制器再次发出排渣信号，该程序控制器可以手动、定时器或自动触发装置启动。5 分油机排渣反应故障分析 5.1 排渣反应 当分油机排渣时，分油机转速会下降，分油机转速信号反应给控制单元确认排渣动作。转速信号是排渣口是否翻开的反应信号，当分油机需要排渣时，EPC-50 控制单元发出排渣信号，使滑动底盘下落翻开排渣口，别离盘外侧的水和杂质立即从排渣口冲出，同时分油机转速会降低，一般速度降参数 F12设定为 300，如果速度降到达设定值，它告诉控制单元分油机排渣口已翻开，排渣程序正在进展。如果控制单元发出排渣信号后，FA12 达不到设定值，说明分油机排渣口没有翻开，即分油机不能排渣。这时控制单元将撤销排渣信号，数秒钟后第二次发出排渣信号，如果 FA12 仍达不到设定值，控制单元最终确定分油机不能排渣，发出排渣反应报警并停顿分油机工作。由排渣反应原理可知产生排渣反应故障是由于排渣时，EPC50 承受不到转速下降的反应信号，其原因有两个方面：一是排渣时，排渣口不能翻开进展排渣，分油机转速没有下降，这样速度传感器检测的-转速没有下降，EPC50 承受不到转速下降的反应信号，由排渣原理可知，排渣动作是在配水系统的作用下，通过滑动底盘向下移动，翻开排渣口实现的。因此配水系统和排渣机构是解决这一故障的关键因素。二是分油机的自动控制系统故障，组成该分油机控制系统的主要设备是 EPC-50 控制单元和监视装置，如果速度传感器出现故障，即使排渣口翻开，分油机转速下降，EPC50 也接收不到转速下降的反应信号。在启动过程中，分油机转速不断上升直到设定转速，且排渣时，电流表数值没有变化，由此确定速度传感器没有故障。EPC50 控制单元工作可靠且不易发生故障，这里就不再阐述。以下只对第一方面原因进一步说明。配水系统 如果配水系统失效即工作水短缺、漏泄或断流，则进入开启室的工作水流量缺乏，而且流进开启室的水通过泄水喷嘴不断泻出，这样在离心力的作用下产生不了足够的开启力，不能克制滑动圈下部密封室向上的液压力而将滑动圈向下移动，这样三个泄水孔始终处于密封状态，滑动底盘下部的水不能泄放，滑动底盘在下部液压力作用下始终关闭排渣口不能进展排渣，因此要防止该系统漏泄与堵塞。现将分油机的配水系统分为外部配水系统和内部配水系统。1 外部配水系统 外部配水系统主要是由淡水压力柜、供水的管路和相应的阀构成。分油机工作水的来源是淡水压力柜的淡水，压力设定范围是 0.2-0.6MP，如果淡水压力柜缺水或压力缺乏，就难已产生做够的水进入到滑动圈上部，不能将滑动圈压下，进而滑动底盘不能下移翻开排渣口。淡水压力柜的水由自动控制系统根据压力自动补水，而且值班轮机员每班都进展水位和压力检查，一般不是淡水压力柜的问题，但这也是首要考虑的问题;下列图为电磁阀组图，如果开启水电磁阀前滤器 2 脏堵或电磁阀 MV15 开启缺乏，都会导致开启 1-开启水电磁阀 SV15；2-电磁阀组滤器 图 4 电磁阀组图 水流量缺乏，最终会导致开启室压力缺乏不能进展排渣。对电磁阀和滤器的检查十分重要。2 内部配水系统内部配水系统主要由滑动圈、定量环、配水盘等组成。1-泄水喷嘴；2-滑动圈；3-定量环；4-O形密封圈；5-配水盘；6、7-矩形密封圈；8-滑动底盘；9-别离筒本体 图 5 别离筒构造剖面图 a 定量环 3图 5定量环和滑动圈构成密封室，密封室内的密封水控制滑动圈的密封，但其也影响排渣口的开启。其上有泄水喷嘴，如果泄水喷嘴由于水流冲刷导致孔径增大，排渣开场时，通过密-封室的开启水就从泄水喷嘴大量泄出，只有少量进入开启室，这样滑动圈不能下移，最终导致排渣口不能开启。b 滑动圈 2图 5滑动圈是排渣过程中重要的机构，控制着滑动底盘下部工作水的泄放。它的主要失效形式是滑动圈卡死在上位和矩形密封圈磨损或变形。如果滑动圈卡死在上位，即使其上有足够的开启水压力，滑动圈也不会下移，三个塑料堵头始终密封滑动底盘下的工作室，工作水得不到泄放，排渣口不能开启。如果矩形密封圈 6 和O型密封圈 4 磨损或变形，进入到密封室的水就会从密封圈处外泄，只有少量的水进入到滑动圈上部，滑动圈上部的水又不断被泄水喷嘴泄放，这样滑动圈上部开启室的水压小于密封室的压力，滑动圈不能下移，最终排渣口不能开启。同样，如果矩形密封圈 7 由于磨损或变形而漏泄，排渣时，进入到开启室的水虽然足量，但大局部在滑动圈边缘密封圈 7 处漏泄掉，泄水喷嘴也不断向外泄水，导致开启室不能够被水充满，只在外缘形成局部水环，滑动圈上部的水压低于密封室的压力，结果工作室的水不能泄放，排渣口不能开启。排渣机构 分油机排渣机构主要是滑动底盘 8 图 5，它控制着排渣口的启闭，如果滑动底盘卡死在密封位置，即使有足量的开启水到达滑动圈上部，将滑动圈向下移动，排渣口也不能开启，从而不能进展排渣，这种情况一般是安装不当造成的。6 故障排除 4 月 2 日上午，二管按由内到外、由简单到复杂的顺序对分油机进展了故障排除。先检查了滤器、电磁阀 SV15 和所连接的外部管路，没有发现什问题。接着二管翻开排渣口后，发现有水流出，说明开启水已进入内部配水机构，手动排渣时仍听不到排渣时的声响，二管推测是内部配水机构的问题。于是带着我们对分油机进展了拆卸。拆解的过程中，我们先检查了滑动底盘，发现滑动底盘能自由上下移动，没有出现问题，接着拆下了定量环，主要检查滑动圈，结果发现矩形密封圈 6图 5磨损严重，局部有漏泄的地方，我们初步认定是这里的原因。然后拆下了滑动圈并进展了检查，密封圈 7 完好无损，我们进一步肯定了是密封圈 6 磨损的原因。之前二管查看了轮机日志，发现以前检修时，矩形密封圈 6没有换新，可能是由于轮机人员的疏忽，造成了这次的故障。我们按照说明书的要求对分油机进展了安装，装复后，对分油机进展了排渣检验，结果在排渣过程中听到了声响，没有出现报警，排渣成功。到此，我们解决了该故障。-7 结论 本文表达了 ALFA LAVAL SP816 型燃油分油机工作过程中的排渣反应故障，从分析其构造和排渣过程，我们得出结论-滑动圈轴向密封失效造成该故障。我们在实际拆解分油机过程中，发现是由于滑动圈下部矩形密封圈磨损，造成大量从密封室到开启室的过程中，从密封圈处大量漏泄，开启水不能到达滑动圈上部，泄水孔不能翻开，导致排渣口不能开启。滑动圈圆周密封失效是由于工作人员疏忽，在装复时未按照说明书要求更换密封圈造成的。就这样一个小小的密封圈让我们忙活了一整天，这就告诉我们在轮机管理中，不可无视看似很小的问题，否则不仅会给自己带来不必要的工作，而且也给船舶航行带来严重的平安隐患。另外，从分油机构造，我们可以看出，分油机是体积小、构造紧凑的装置，并且其构造和功能也在不断的改良，作为轮机人员应能熟练掌握所管理设备的构造和系统，并能不拘于已掌握的，要与时俱进，学习新的东西。分油机控制原理及故障分析 内容摘要 摘要：随着人们对燃烧过程的深入研究以及燃油喷射技术的长足开展，使得船用柴油机在使用重油的技术上有了很大的进步。重油在使用前必须经过净化处理，除去其中的水分和杂质。由于燃油的黏度较大，靠重力别离水分和杂质所需时间很长，效果不佳。为了解决这一问题，使用分油机对重油进展别离。本文介绍了育鲲轮重油分油系统的组成，介绍了分油系统的重要部件的构造原理，深入研究了由 EPC 50 控制单元控制的 ALFA-LAVAL S821 分油机的工作原理，依照其原理建立了分油机的工作流程图，并结合分油机工作原理分析了其具体工作过程。针对育鲲轮重油分油机出现的故障现象，依据原理介绍分析了故障原因，排除故障并提出了管理中的几点建议。关键词：分油机 排渣过程 工作原理 故障 ABSTRACT As we learn about the combustion process and the great development of fuel inject technology,it makes great improvement of the technology of burning heavy fuel oil.It must be cleaned to remove the water and residue from the heavy fuel oil before we use it.It will take a long time and not perform good because of its-high viscosity.To solve this problem,we use separator to finish this job.This thesis describes the element of the HFO separation system of YU KUN and some important parts of the separation system,lucubrates the working principle of the separator which is controlled by EPC 50 control unit.Then establishes the working flow chart of the separator and describes the working progress.Then it describes the malfunction phenomena of the separator for heavy fuel oil on YU KUN and describes how we resolve it.Based on the principle we describes,we find the cause of the malfunction and give some advices for management.目录 1 前言 XI 2 分油系统的组成 XI 2.1 分油机的构造 XIII 2.1.1 别离筒 XIII 2.1.2 顶部输入输出单元 XIII 2.2 EPC 50 控制单元 XIII 2.2.1 输入信号 XIII 2.2.2 输出信号 XIV 2.3 MT 50 水分传感器 XV 3 分油机的工作流程及原理分析 XVI 3.1 分油机的启动流程 XVI 3.2 分油机按标准启动的分油过程 XVI 3.3 分油机的排渣过程 XVII 4 分油机的故障现象和处理方法 XXII 4.1 故障现象 XXII 4.2 分油机排渣速度降原理错误!未定义书签。分油机故障原因分析 XXII 4.3.1 工作水流量缺乏 XXII 4.3.2 别离筒密封失效 XXIII 故障排除 XXIII 4.4.1 工作水系统的检查 XXIII 4.4.2 密封圈的检查 XXIII 4.4.3 速度降的设定 XXIII 管理中的建议 XXIV 5 总结 XXIV【参考文献】错误!未定义书签。-1 前言 分油机是通过高速旋转的别离筒来建立一个离心力场，依靠油液与水、杂质的密度差，使其在离心力场中沿转动轴的径向重新分布。别离筒由电机驱动，经过增速装置之后，别离筒的转速可达 10，000 r/min 以上，杂质和水分所产生的离心力比重力大数千倍，因此能在较短的时间内到达很好的净化效果。离心式分油机的工作原理根本一样，其核心部件是别离筒，由三相异步电动机驱动。现在的船舶上使用的分油机有以下几种品牌，分别是瑞典 ALFA-LAVAL 分油机，WESTFALIFA OSD 型分油机，日本三菱公司生产的 SJ-T，SJ-P 型以及国产的 DZY 系列的分油机。其中大多数采用有比重环的分油机，在使用过程中需要根据所别离燃油密度选择比重环。育鲲轮使用的 ALFA-LAVAL FOP*204 型分油机主要特点是是采用无比重环的分油机，并且燃油净化系统中没有高置水箱，其控制单元是 EPC 50。EPC 50的优点是集成化程度高，控制功能强大，控制单元与别离设备连接简单，参数的显示，设定更加方便，设备工作更加可靠耐用。诸多优点使得 ALFA-LAVAL 分油机的装船率高达 70%。因此，本文对 ALFA-LAVAL FOP*204 分油机的控制原理介绍和故障分析具有一定的实际参考价值。2 分油系统的组成 如图 2-1 所示，分油系统主要包括 ALFA-LAVAL FOP*204 分油机，EPC 50 控制单元，燃油供给泵，蒸汽加热器及 PI 调节温控阀，电磁阀组 SV10、SV15、SV16，电磁阀组 SV1、SV4、SV5、SV6，水分传感器 MT50，温度传感器 TT1、TT2，压力传感器 PT1、PT4、PT5，速度传感器 ST，三相异步电动机及传动机构组成。工作过程：翻开燃油阀，控制空气阀，工作水阀，启动燃油泵，开启加热器，让待别离的燃油在循环管路中被加热，在分油机控制面板上启动分油机的驱动电机，EPC 50 单元检测燃油温度、分油机转速、供油压力是否满足条件，当满足条件的时候，燃油泵向分油机内供油，进展别离作业。4 EPC 50 控制单元 电机启动器-1、分油机 2、电动机 3、电磁阀组 4、电磁阀组 5、三通阀 6、温度传感器 7、供油泵 8、加热器 9、MT50 水分传感器 10、压力传感器 11、气动出油阀 12、气动排水阀 13、速度传感器 图 2-1 分油系统布置图 控制空气 工作水 1 2 3 6 7 8 9 10 11 12 13 5-2.1 分油机的构造 别离筒 如图 2-2 所示，别离筒是分油机的核心局部，分油过程在别离筒内完成。别离筒体和别离筒上盖由一个锁紧环固定在一起。在别离筒内是配油器和别离盘组。别离盘组被压紧在别离筒上盖。滑动圈在别离筒体形成了一个分隔的底部空间。别离筒上盖和顶局部离盘之间的上部空间形成积水腔室包含向心水泵，向心水泵用来抽走别离出来的水。积油室包含一个向心油泵，位于配油器的顶部。别离出的净油从这里被泵出别离筒。集渣空间在别离筒的外边缘。工作水通过配水盘进入定量环中，依靠改变工作水流量的大小来实现分油和排渣动作。本型号的分油机的滑动圈下部没有弹簧，依靠滑动圈上下外表所受的压力差决定其托起还是压下，这是该型号分油机的一个特点。图 2-2 别离筒构造图 顶部输入输出单元 如图 2-3 所示，顶部输入输出单元包括管路的连接室，包括进油管、出油管，出水管。进油管通过连接单元内的通道将待别离的燃油输送至配油器，通过配油器内的分配口分配给别离盘组，净油管与集油室相通，别离出的燃油与别离筒的转速一致，相对于向心油泵高速转动，将动能转化成压力能排出集油室，排水管与积水室相通，在排水管路上设有电磁阀控制是否泄水，水由静止的向心水泵排出积水室。在别离过程中，向心水泵浮于水面上，向心水泵通过弹簧来平衡。图 2-3 顶部输入输出单元 2.2EPC 50 控制单元 EPC 50 控制单元主要由水分传感信号处理局部和主控电路板组成。如图 2-4 所示水分传感信号处理装置用于接收 MT 50 检测的净油中水分含量的信号，处理后送至主控电路板；主控电路板接收分油系统中各种传感器信号，在处理之后输出端输出各种信号，对分油机进展操作。输入信号 在燃油加热器出口的温度传感器 TT1 用来检测待别离燃油温度是否到达设定值，温度开关 TT2 在油温到达上限时闭合报警开关，发出高油温报警。-压力传感器 PT4，它在出油管路中用于检测出油管路中的压力变化，在置换水注入时，判断是否真实注水。MT 50 水分传感器，它在出油管路中检测油中含水的量，为排水和排渣以及置换水注入时间的计算提供依据。ST 速度传感器，在一定的时间内发出脉冲检测分油机的转速，在启动过程中检测加速是否正常，在与转过程中检测转速是否在正常范围内，在排渣过程中检测速度降，作为排渣反应信号传送给控制单元。输出信号 EPC 50 输出信号的作用有：控制对分油机操作的各种电磁阀，显示分油机控制系统状态的指示灯以及显示面板的状态显示。电磁阀组 SV10、SV15、SV16 用来控制分油机的工作水，SV10 进置换水，SV15 和 SV16 的出口在同一条管路上，SV15 的开启流量比 SV16 开启流量大，SV15 用来开启滑动底盘，SV16 提供补偿工作水，保证分油过程中别离筒的密封。SV1、SV4、SV5 分别用来控制 V1、V4、V5。V1 是一个气动三通阀，转换阀芯可以改变燃油是循环还是进分油机。气动控制阀 V4 和 V5 分别控制出油管路和排水管路的通断。加热器是在三通阀 V1 前的管路中，对待别离的燃油进展加热直到设定的范围，控制单元输出信号至 PI 调节器，由 PI 调节器控制阀门开度。-图 2-4 EPC 50 组成原理图 2.3 MT 50 水分传感器 水分传感器用来连续监测净油中的含水量，并根据检测的含水量来决定是否排水或排渣。它是监控系统中很重要的部件，其构造原理图如图 2-5 所示。水分传感器是由电容器和振荡器组成。电容器是两个彼此绝缘的同心圆筒，净油全部流过内圆筒。其工作原理是水的介电常数远远大于油的介电常数，介电常数越大则通过电容器的电流越大。EPC 50为 MT 50 提供直流电源，由振荡器逆变产生频率较高的交流电。该交流电经过电容极板送出一个大小与净油中含水量成正比的交流电信号，该信号经过带屏蔽的电缆送至 EPC 50 的水分传感信号处理装置。水分传感器中有一块检验电路板，用于监视振荡器是否正常工作，EPC 50 定期检测该信号，如果水分传感器工作失效会触发报警。PT1 PT4 TT1 TT2 ST MT 50 电机启动器 分油机电机 220V 交流电源 SV10 SV15 SV16 V1 V4 V5 SV1 SV4 SV5 SV6 加热器 EPC 50 输入信号 显示面板 选择按钮 输出信号 EPC 电源 供油泵电机-图 2-5 MT 50 构造原理图 3 分油机的工作流程及原理分析 3.1 分油机的启动流程 分油机的启动模式有两种：标准启动和非标准启动。标准启动是分油机在拆解之后按照操作指南安装并且别离筒清洁的情况下的启动过程。标准启动模式的具体工作过程如图 3-2 所示，在分油程序开场前，控制单元首先检测待别离燃油的温度、供油压力、分油机转速三个条件是否到达设定范围，任何一个条件在规定时间内无法到达都会触发报警，当三个条件都满足的时候按separation继续，SV15 开启 5 秒进展排渣，该排渣过程目的：1、确保在密封别离筒之前工作水腔有足够的工作水 2、在断电后再次启动前排空别离筒。排渣完毕后开启工作水系统中的放残阀，对工作水系统放残 15 秒，放残完毕开启 SV16 密封别离筒。3.2 分油机按标准启动的分油过程 如图 3-3 所示，分油过程开场于 V1 转换向分油机供油，开场检测 MT 50 的信号，在 15 秒之内如果检测到净油中含水，会自动减少下次排渣的置换水注入时间。检测完毕，V1 转换油路，停顿供油，控制单元检测出油管路压力是否降低，在 15 秒内没有压力降低的反应信号说明停油失败，发出报警。在确认停顿供油之后开启 SV16 注入置换水，检测出油管压力，压力升高超过 0.5bar 时证明真实注水，SV16绝缘体 电极 壳体 净油 直流电源 带屏蔽电缆 振荡器 检验电路板-保持开启至控制单元计算的时间，注入置换水。排水阀 V5 开启 10 秒冲洗排水管路中的残油。SV15 开启 3 秒开场排渣，排渣完毕后，系统会暂停 15 秒对工作水系统进展放残和检测排渣反应，在 15 秒内检测不到排渣反应会发出报警。排渣完毕后，SV16 开启 15 秒密封别离筒，然后 SV10 开启同时 V4 关闭，进展水流量校准，控制单元检测出油管路的压力上升，假设在 170 秒内检测不到压力上升超过 0.2bar发出报警然后排渣 3 秒、工作水系统放残 15 秒后继续进展水量较准过程。在 170 秒内超过 0.2bar 时，开场进展水流量计算，排渣，工作水系统放残，密封别离筒，V1 转换向分油机供油。控制单元检测 MT 50信号，假设在 15 秒内检测到油中含水会自动减少下次排渣置换水注入时间。然后中断供油、V4 关闭，检测出油管路油压，假设在 10 秒内油压降低，说明别离筒泄漏，发出报警信号。在别离筒密封正常的情况下，EPC 50 存储 MT 50 的检测值，进展排渣询问。排渣条件：1，手动排渣操作 2，到达设定排渣间隔时间 3，排水阀 V5 开启已达 5 次，油中含水量增加。三个条件任意满足一个系统进展排渣操作。3.3 分油机的排渣过程 如图 3-4 所示，停顿向分油机供油，在没有进展排水操作的时候，首先进展置换水检测，SV10 开启 V4 关闭，检测出油管路的压力上升值是否超过 0.2bar，在 170 秒内没有到达 0.2bar 则发出报警，SV15 开启 3 秒排渣，工作水系统放残后继续进展置换水检测。当检测到压力升高值超过 0.2bar 时，开启 V5 冲洗排水管中的残油。然后开场排渣。如图 3-1 所示当电磁阀 SV15 开启，工作水的流量增大，由配水盘进入密封室的水多于从定量环泄水口泄放的水，水环的内径变小，当到达通往滑动圈上部的水通道时，水由该通道进入开启室，并且在离心力的作用下形成水环，由于滑动圈的上部受力面积大，在压差的作用下，滑动圈被压下，塑料堵头将泄水孔翻开，滑动底盘下部的水从泄水孔泄放，滑动底盘下部空间压力迅速减小，滑动底盘落下，翻开排渣口。别离筒内的水和别离残渣在离心力的作用下被甩出积渣空间。排渣完毕后，工作水系统放残，EPC 50 检测排渣反应，排渣反应表现为分油机转速降低，该值通过速度传感器测得。在没有停顿操作的时候分油机转到正常分油程序中继续进展分油由图 3-3 中的 4 转到图 3-1 中的 4。图 3-1 分油机工作原理图 -图 3-2 标准启动流程图 是 是 否 否 是 是 是 油温检测 油温到达设定值 超过15min 报警 转速检测 转速正常 超过4min 报警 油压检测 有压力反应 超过 15s 报警 SV15 开启 5s 工作水系统放残 15s SV16 开启 15s 4 1 否 是 否 否 否 按-1 是 否 是 否 否 否 是 是 是 否 是 否 否 否 是 是 否 是 净油含水 停顿供油 减少下次排渣前置换水注入时间 V1 转换向分油机供油 检测 MT50 信号 出油压力低于 1bar SV10 开启、V4 关闭 超过 15s 报警 出油管压力上升 超过 15s 报警 SV10 开启 EPC 计算的时间 2 2 V5 开启 10s 排渣 3s 工作水系统放残15s 速度降达设定值 超过 15s 报警 SV16 开启 15s SV10 开启、V4 关闭 报警 排渣放残 15s 排渣 5s 超过 170s SV10 流量计算 操作水系统放残 15s SV16 开启 15s SV10 开启 EPC 计算的时间 3-否 否 否 是 是 是 是 否 是 否 是 否 是 是 否 否 是 否 是 否 V1 转换向分油机供油 3 MT50 水分检测 油中含水 超过 15s 置换水注入时间减少 供油中断，V4 关闭 出油压力降低 超过 10s 报警 EPC50 存储MT50 值 油中含水增加 V5 开启 油中含水降低 V5开启5次 排渣 正常分油 超过排渣设定时间 手动排渣 停 图 3 3 标准启动程序分油流程图 中 断排 渣间 隔计时-否 是 否 是 否 是 否 是 否 是 是 V1