分油机故障分析及解决解读

1、分油机的工作原理和排渣反馈故障分析内容摘要摘要：“育鲲”轮上燃油分油机为 ALFA-LA VAL S821 型分油机，在运转的过程中分油机出现排渣反馈 故障， 结合该故障， 介绍了分油机结构和排渣原理，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 排渣反馈ABSRACT ：M/V Yukun is equipped with ALFA-LA VAL S816 oil separators.Whena separator is running,discharge feedback failure occurs.Accordin

2、g to the failure, This thesis explains 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 . 12 分油机的工作原理 . 13 ALFA-LAVAL SA816 燃油分油机的结构分析 24 分油机的排渣原理

3、 44.1 排渣步骤 1- 排渣前 54.2 排渣步骤 2-排渣 54.3 排渣步骤 3-排渣 64.4 排渣步骤 4- 滑动圈密封 64.5 排渣步骤 5滑动底盘密封 65 分油机排渣反馈故障分析 . 75.1 排渣反馈 75.2 故障分析 . 75.2.1 配水系统 . 75.2.2 排渣机构 106 故障排除 107 结论 10、尸、 亠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成本的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成本， 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

4、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，排渣反馈故障，如果不及时排 除，就会影响船舶的安全性。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

5、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， 忽然出现了排渣反馈报警，二管轮先消除了警 报，手动排渣一次， 听不到排渣响声， 排渣反馈报警又重复出现， 然后打开高压水阀电磁 SV15 前滤器， 没有堵塞现象，打开出水阀 V15，有大量水流出，开启水流量正常，接着二管轮打开排渣口，发现有很 多水从排渣口流出， 却没有发现油渣， 二管初步判断是分离筒内配水机构出现了问题， 但二管停止了分 油机， 又重新启动， 又出现排渣反馈报警，于是二管带领我们对分油机进行了拆卸，通过拆卸发现问题 的所在，并对分油机装复后，其运转正常。I2分油机的工作原理分油机的工作原理：我

6、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。燃油若在沉淀柜中静置，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，杂质则定期清除。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，

7、流量大，效果 好的优点。袖净V分水c/血离心惯性 力图1分油机分离作用示意图3 ALFA-LAVAL SA21燃油分油机的结构分析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打开的持续时间较长，分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。iii52522*2守巴也中芒 ftE图2分离筒结构简图1-分离筒上盖；2-排油向心泵；3-排油腔；4-分离筒本体；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-分

8、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-分离盘顶盘；25-排渣口； 26-泄水孔分油机的核心部件是分离筒，图2是ALFA-LA VAL SA816燃油分油机分离筒的结构简图。如图所示，在分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进入分离筒内，分离筒本体4和分离筒盖上盖1由紧锁圈5锁紧，分离筒由高速回转的立轴带动旋转，分离筒中设有若干分离盘14,分离盘套在配油器15上，待分离的燃油经过配油器底部后转而向上进入分离盘间，油在盘组缝隙中向 筒中央方向流动的过程中，被连续

9、的分离成若干层，并随分离盘一起高速回转，这时分离筒内的燃油会 按油、水、杂质的密度不同分成三层，被净化的燃油向上离开分离盘，进入位于分离盘顶盘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，被分离的水沿着分离盘组的外边缘，向 上进入分离筒盖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，机械杂质被甩在分离筒内壁上，汇集在排渣空间，由排渣口25定时排出，从而达到燃油净化的目的。由分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分离筒。为了防

10、止分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。SV10淡水压力柜SV16匸SV15；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

11、分离质量， 其最佳位置应在分离盘的外边缘， 确保 燃油能利用分离盘通道的全部长度， 达到最有效的分离目的， 若分界面向内移动进入分离盘组内， 则会 造成分离盘组被水和杂质阻塞， 若分界面外移， 一方面会降低从水中分离油的效果， 另一方面造成燃油 从出水口流出，即出水口跑油。同样，当停止向分离筒 供油后，通过电磁阀 10 向分离筒内供应具有一定压力的水 （称置换水） ，会使油水分界面向内移动，驱 赶分离筒内的油从排油口排出， 减少分离筒内残油数量， 从而减少排渣时油的损失。 压力水也可通过电 磁阀 15进入分离筒内，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 MT5

12、0 水分传感器， 它能精确的检测出净油中的含水量， 当分离出的水接近分 离盘外侧表面时， 一些水滴开始同净油排出， 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，当净油中水分达到触发点时， EPC-50 控制单元将开始排水 ，排水有两 种情况，一是通过打开出水管的排水电磁阀 V5 ，二是通过打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接受来自水分传感器的

13、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达到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 检测分离水的增加。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，排渣孔被打开， 分油机进行排渣。以下是分油机具体排渣原理。4.1

14、 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分离液接触的面积大，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， 关闭分离筒周围的 排渣孔。要是排渣口打开， 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

15、会在处理液产生的推力下向下移动，为此滑动圈必须下落，使分离筒本体上的三个泄水孔打开。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，停止向分油机进油。 EPC-50 控制单元发出脉冲信号， 打开SV15开启水电磁阀（3s）,大流量（11.01/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， 由于滑动圈上有若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

16、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, 三个泄水孔被打开,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止供水,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, 当该力小于在分离筒内处理液产生的向下力时, 滑动底盘落下, 分离筒上的排渣口打开 进行排渣。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,

17、 开启室的水也通过滑动圈上通孔VII的泄水喷嘴靠近轴线， 其内存留一部分水， 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，关闭分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打开后，EPC50控制单元发出脉冲信号，打开密封水电磁阀SV16（ 15s）,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分离筒本体上的通道进入滑动底盘下部空间，也有 部分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

18、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，密封室中的水部分泄出，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向分离筒补一次水（1s）。现在排渣循环完全结束， 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 分油机排渣反馈故障

19、分析5.1 排渣反馈当分油机排渣时， 分油机转速会下降， 分油机转速信号反馈给控制单元确认排渣动作。 转速信号是排 渣口是否打开的反馈信号，当分油机需要排渣时，EPC-50 控制单元发出排渣信号，使滑动底盘下落打开排渣口，分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，如果速度降达到设定值，它告诉控制单元分油机排渣口已打开，排渣程序正在进行。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打开，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 FA 1 2仍达不到设定值， ，控制单元

20、最 终确定分油机不能排渣，发出排渣反馈报警并停止分油机工作。5.2 故障分析由排渣反馈原理可知产生排渣反馈故障是由于排渣时，EPC50接受不到转速下降的反馈信号，其原因有两个方面： 一是排渣时，排渣口不能打开进行排渣， 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接受不到转速下降的反馈信号，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， 打开排渣口实现的。 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，即使排渣口打开，分油机转速下

21、降，EPC5 0也接收不到转速下降的反馈信号。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。5.2.1 配水系统如果配水系统失效即工作水短缺、 漏泄或断流， 那么进入开启室的工作水流量不足， 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， 不能克服滑动圈下部密 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行排

22、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不足，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打开排渣口。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行水位和压力检查，般不是淡水压力柜的问题，但这也是首要考虑的问题;下图为电磁阀组图，如果开启水电磁阀前滤器2 脏堵或电磁IX阀 MV15 开启不足，都会导致开启11-

23、开启水电磁阀SV15; 2-电磁阀组滤器图4电磁阀组图水流量不足，最终会导致开启室压力不足不能进行排渣。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。盘；9-分离筒本体#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-滑动底图5 分离筒结构剖面图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， 排渣开始时，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

24、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。如果矩形密圭寸圈6和“ O型密圭寸圈4磨损或变形，进入到密圭寸室的水就会从密圭寸圈处外泄， 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 室的水压小于密圭室的压力，滑动圈不能下移，最终排渣口不能开启。同样， 如果矩形密圭圈

25、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，但大部分 在滑动圈边缘密圭圈 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 成部分水环，滑动圈上部的水压低于密圭室的压力，结果工作室的水不能泄放，排渣口不能开启。5.2.2 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圭位置，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，从而不能进行排渣，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行了故障排除。先检查了滤器、电磁阀S

26、V15和所连接的外部管路，没有发现什问题。接着二管打开排渣口后，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 带领我们对分油机进行了拆卸。 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，结果发现矩形密圭圈6（图 5）磨损严重，局部13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行了安 装，装复后，对分油机进行了

27、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 结论本文叙述了 ALFA LAVAL SP816 型燃油分油机工作过程中的排渣反馈故障，从分析其结构和排渣 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， 开启水不能达 到滑动圈上部，泄水孔不能打开，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，

28、不可忽视看似很小的问题， 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安全隐患。另外，从分油机结构，我们可以看出，分油机是体积小、结构紧凑的装置，并且其结构和功能也在 不断的改进， 作为轮机人员应能熟练掌握所管理设备的结构和系统， 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发展，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，靠重力分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

29、机对重油进行分离。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结构原理，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ABSTRACTAs we learn about the combustion process and the great development of fuel inject techno

30、logy , 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 t

31、his 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

32、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 XIV2 分油系统的组成 XIV2.1 分油机的结构 XVII2.1.

33、1 分离筒 XVII2.1.2 顶部输入输出单元 XVIII2.2 EPC 50 控制单元 XVIII2.2.1 输入信号 XVIII2.2.2 输出信号 XIX2.3 MT 50 水分传感器 XX3 分油机的工作流程及原理分析 XXI3.1 分油机的启动流程 XXI3.2 分油机按标准启动的分油过程 XXI3.3 分油机的排渣过程 XXII4 分油机的故障现象和处理方法 XXIX4.1 故障现象 XXIX4.2 分油机排渣速度降原理 XXIX4.3 分油机故障原因分析 XXIX4.3.1 工作水流量不足 XXIX4.3.2 分离筒密封失效 XXX4.4 故障排除 XXX4.4.1 工作水系统

34、的检查 XXX4.4.2 密封圈的检查 XXX4.4.3 速度降的设定 XXXI4.5 管理中的建议 XXXI5 总结 XXXI【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分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。分离筒由电机驱动，经过增速装置之后，分离筒的转速可达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达到很好的净化 效果。离心式分油机的工作原理基本一样，其核心部件是分离筒，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

35、油机，WESTFALIFAOSD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分离燃油密度选择比重环。“育鲲”轮使用的ALFA-LAVAL FOPX204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，控制单元与分离设备连接简单，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 FOPX204分油机的控制原理介绍和

36、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 FOPX204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MT5Q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：打开燃油阀，控制空气阀，工作水阀，启动燃油泵，开启加热器，让待分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

37、是否满足条件，当满足条件的时候，燃油泵向分油机内供油，进行分离作业。EPC 50 控制单元电机启动器控制空气3工作水Contnal unit_lStarter11AHIbsludgaLo-application1213LllaLf mt&d cd injellvE1、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&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2.1分油机的结构2.1.1分离筒如图2-2所示，分离筒是分油机的核心部分，分油过程在分离筒内完成。分离筒体和分离筒上盖由一个锁紧环固定

38、在一起。在分离筒内是配油器和分离盘组。分离盘组被压紧在分离筒上盖。滑动圈在分离筒体形成了一个分隔的底部空间。分离筒上盖和顶部分离盘之间的上部空间形成积水腔室包含向心水 泵，向心水泵用来抽走分离出来的水。积油室包含一个向心油泵，位于配油器的顶部。 分离出的净油从这里被泵出分离筒。 集渣空间在分离筒的外边缘。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，依靠滑动圈上下表面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。分离筒盖集水腔心顶盘,图2-2分离筒结构图2.1.2顶部输入输出单元如图2-3所示，顶部输入输出单元包括

39、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分离的燃油输送至配油器，通过配油器内的分配口分配给分离盘组，净油管与集油室相通，分离出的燃油与分离筒的转速一致，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。在分离过程中，向心水泵浮于水面上，向心水泵通过弹簧来平衡。待分离瞰油连接菅*向心水楽J问心油泵，图2-3顶部输入输出单元2.2 EPC 50控制单元EPC 50控制单元主要由水分传感信号处理部分和主控电路板组成。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

40、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，对分油机进行操作。2.2.1输入信号在燃油加热器出口的温度传感器TT1用来检测待分离燃油温度是否达到设定值，温度开关TT2在油温达到上限时闭合报警开关，发出高油温报警。 XVII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， 作为排渣反馈信号传送给控制单 元。2.

41、2.2 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，保证分油过程中分离筒的密封。SV1、SV4、SV5分别用来控制 VI、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

42、在三通阀 V1 前的管路中，对待分离的燃油进行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。PT1PT4STMT 50TT1TT2力口V5 V4 V1热 svesvsswswsvisvisvio器图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，其结构原理图如图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。E

43、PC 50为MT50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。#检验电路板带屏蔽电缆振荡器图2-5 MT 50结构原理图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 装并且分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

44、序开始前，控制单元首先检测待分离燃油的温度、供油压力、分油机转速三个条件是否达到设定范围，任何一个条件在规定时间内无法达到都会触发报警，当三个条件都满足的时候按“separation ”继续，SV15开启5秒进行排渣，该排渣过程目的：1、确保在密封分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分离筒。排渣结束后开启工作水系统中的放残阀，对工作水系统放残15秒，放残结束开启 SV16密封分离筒。3.2分油机按标准启动的分油过程如图3-3所示，分油过程开始于 V1转换向分油机供油，开始检测MT50的信号，在15秒之内如果XXI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

45、毕， V1 转换油路，停止供油，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馈信号说明停油失败，发出报警。在确认停止供油之后开启 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 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秒开始排渣， 排渣结束后， 系统会暂停 1 5秒对工作水系统进行放残和检测排渣反馈， 在15秒内检 测不到排渣反馈会发出报警。排渣结束后，SV16开启15秒密封分离筒，然后 SV10开启同时V4关闭，进行水流量校准，控制单元检测出油管路的压力上升，若在170秒内检

46、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秒后继续进行水量较准过程。 在170秒内超过 0.2bar 时，开 始进行水流量计算，排渣，工作水系统放残，密封分离筒，V1 转换向分油机供油。控制单元检测 MT50信号，若在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，若在 10秒内油压降低，说明分离筒泄漏，发出报警信号。在分离筒密封正常的情况 下， EPC 50存储 MT 50的检测值，进行排渣询问。排渣条件： 1，手动排渣操作 2，达到设定排渣间隔 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

47、满足一个系统进行排渣操作。3.3 分油机的排渣过程如图3-4所示，停止向分油机供油，在没有进行排水操作的时候，首先进行置换水检测，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秒内没有达到 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行置换水检测。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。然后开始排渣。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

48、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，塑料堵头将泄水孔打开， 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， 打 开排渣口。 分离筒内的水和分离残渣在离心力的作用下被甩出积渣空间。排渣结束后， 工作水系统放残，EPC 50 检测排渣反馈，排渣反馈表现为分油机转速降低，该值通过速度传感器测得。在没有停止操作 的时候分油机转到正常分油程序中继续进行分油（由图 3-3 中的 4转到图 3-1 中的 4）。25油水分界面图3-1分油机工作 原理图排渣口开启室油温检测转速检测油压检测是油温达到设疋值超过15min是报警否否是转速正常否超过否4mi

49、n是报警是有压力反馈否超过15s否报警是按 “ separation”SV15开启5s工作水系统放残15sSV16 开启 15s图3- 2标准启动流程图123XXVIIV1转换向分油机供油V5开启10s排渣3s检测MT50信号净油含水是减少下次排渣前置换水注入时间停止供油出油压力低于1bar是否超过15s是报警工作水系统是速度降达放残15s设疋值否否超过15s是报警SV16 开启 15s L放残15sSV10开启、V4关闭岀油管压力是上升否超过15s是报警SV10流量计算SV10开启、V4关闭是压力升咼0.2bar否否1 F*排渣5s超过 170s、否SV16 开启 15s SV10开启EPC

50、计算的时间是操作水系统放残15s报警SV10开启EPC计算的时间XXVI3V1转换向分油 机供油MT50水分检测是油中含水置换水注入时间减少否否超过15s疋4供油中断，V4关闭f*出油压力降低否否超过10s是是报警EPC50存储MT50 值超过排渣是否停否否否手动排渣油中含水增加设定时间是中断排渣是V5开启丄是油中含水降低正常分油工否V5开启5间隔 计时是01排渣图3-3标准启动程序分油流程图XXVIIV1转为循环通路 停止向分油机供油是排渣间隔计SV10开启经EPC50计算的 时间V5开启10s排渣3s工作水系统速度降达放残15s设疋值否否否/X“超过15s4*亭 1是停报警图3-排渣魁图4

51、 分油机的故障现象和处理方法4.1 故障现象由于“育鲲”轮重油分油系统较长时间使用 2 号分油机，在值班期间更换 1号分油机进行分油作业， 试运转 1 号分油机的时候，分油机出现“ Discharge feedback error ”报警，手动排渣一次，报警依然 存在。分油机停止运行。查阅工作记录， 1 号分油机在此之前存在此故障。4.2 分油机排渣速度降原理在正常的分油过程中，分离筒是密封的， 其转动半径是一个定值， 转动惯量保持不变， 电机转速也 保持在一个定值， 在排渣过程中， 由于滑动底盘的开启让分离筒中的水和油渣甩出分离筒， 相当于分离 筒的半径有所增大， 即转动惯量增大， 分离筒的

52、转速会有下降的趋势， 同时电机电流增大使分离筒有增 速的趋势， 但是，分离筒须先降速才会引起电机电流的增大， 因此在排渣过程中会出现一个速度降， 对 于一定型号的分油机， 在正常的排渣过程中， 其速度降低的值是一定， 分油机的控制单元正是通过速度 传感器检测的转速降来确定排渣过程是否正常进行。 如果发出了排渣信号， 但是没有检测到转速降， 就 会触发报警。4.3 分油机故障原因分析4.3.1 工作水流量不足如图 3-1 所示，排渣时 SV15 开启，进入配水室的水流量较大，当进入密封室的水流量大于从泄水 口泄放的水流量时， 水环的内径减小， 经过内部通道到达开启室， 由于开启室的受力面积大于密

53、封室的 受力面积，在向下的压力作用下，滑动圈落下，滑动底盘下部的水泄放，滑动底盘落下打开排渣口。当 工作水的流量不足的时候， 排渣水无法进入开启室， 因而不能排渣， 没有速度降信号， 会导致“ Discharge feedback error ”报警。（ 1）“育鲲”轮分油机的工作水由压力水柜提供，压力水柜的水压不足会使排渣水的流量不足， 导致无法排渣。（ 2）工作水的管路中设有滤器，若滤器堵塞会使管路阻路增大，即使水压足够也会引起工作水的 流量不足，在排渣过程中，排渣水不能达到额定流量，导致故障的出现。3）电磁阀组 SV10， SV15， SV16 集滤器、止回阀、恒流阀、真空破坏器于一体，

54、当阀组的滤器堵塞或者阀芯动作不正常时，也会导致排渣水达不到额定流量。4.3.2 分离筒密封失效如图 2-2 所示，滑动圈的矩形密封圈的密封性是用来保证滑动圈下部空间的水压正常。如果此处 密封不好，在电磁阀 SV15 正常开启，且流经此阀的排渣水流量正常的时候，会因为排渣水从该密封圈 处泄漏， 排渣水难以从滑动圈的小孔进入到开启室来使滑动圈下移进行排渣操作， 因此也会无法检测到 速度降信号，会产生“ Discharge feedback error ”的报警信号。4.4 故障排除4.4.1 工作水系统的检查根据故障原因的分析，由工作水的源头开始检查。（1）检查提供工作水的压力水柜的水压。压力水柜的水压由高低压电磁阀控制，在低压时开始补 水，在高压时停止补水。 出现故障时，压力水柜的压力表显示压力在正常范围内， 水位计显示的水位也 在正常范围内，排除