(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學院動力學院,湖北武漢 430050)

分油機作為一種船舶設備，主要的作用是凈化船舶使用的油類，分離油類中的雜質(zhì)和水份。根據(jù)所要去除物質(zhì)的種類劃分為分水機和分雜機；又按油的種類分為重油分油機、柴油分油機、滑油分油機。目前船舶上所用的分油機實質(zhì)多為分水機，用來分離油中的水分跟雜質(zhì)。其基本原理是污油密封在高速旋轉(zhuǎn)的分離筒內(nèi)，因水、油、固體雜質(zhì)的比重不同，加之離心力的作用，固體雜質(zhì)和水比重大，被甩至外周，水被引出，雜質(zhì)則定期排渣；密度較小的油，向內(nèi)流動，從靠近轉(zhuǎn)軸的出口流出，比重環(huán)形成油水分界面，最終達到分離凈化油的目的。

1 分油機系統(tǒng)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

分油機運行系統(tǒng)主要由兩部分組成：燃油系統(tǒng)和水密封系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 分油機運行系統(tǒng)

1.1 燃油系統(tǒng)

待凈化的燃油從燃油沉淀柜出來，通過FSV1截止閥，再經(jīng)過FSA3油濾器去到供油泵FSA1,油從供油泵出來分兩路，一路通過FSV4旁通閥回到油濾器進口，另一路通過閥FSV3去到加熱器；加熱器出來到達第一個三通閥FSV9處，通過三通閥的轉(zhuǎn)換選擇回到燃油沉淀柜或是去到第二個三通閥FSV10。此三通閥亦有兩個閥位，要么使FSV9三通閥過來的油直通到分油機，凈化出的油通過背壓閥FSA15及截止閥FSV2到燃油日用柜；要么使市網(wǎng)淡水通過此閥進到分油機作為水封水。

1.2 水密封系統(tǒng)

水密封系統(tǒng)的作用是在高速旋轉(zhuǎn)分離筒中燃油的四周環(huán)面和底面形成密封形體。如圖1所示：此水密封系統(tǒng)水源有兩路。一路水源直接從市水網(wǎng)通過針閥FSV5后分支：一分支過針閥FSV6到三通閥FSV10,從而可以進入分油機頂部入口供作水封水，形成燃油四周環(huán)面密封；另一支路通過針閥FSV7到操作水選擇閥FSA18前。另一路水源則從高置的密封水柜通過針閥FSV8直接到操作水選擇閥前。

1.3 底盤密封內(nèi)部結(jié)構(gòu)

如圖2所示，為分油機內(nèi)部底盤密封結(jié)構(gòu)圖，其工作過程：分油機通過分部在分離筒外緣的排渣口I排渣。排渣口由滑動底盤a與分離筒蓋S通過密封環(huán)b密封，且它們之間的空間即為分離空間?；瑒拥妆P受到它底面操作水向上的壓力，在分離筒旋轉(zhuǎn)過程中，由于離心力的作用，此向上的水壓是隨著離旋轉(zhuǎn)軸線的距離越遠，而壓力越大的。同時，滑動底盤上表面與待處理油液接觸面半徑為R2,而它的下表面與操作水液接觸面半徑為R1，顯然R1>R2，而且又有水的比重比油液要大，所以滑動底盤上下面所受力差的方向是向上的，使分油機正常工作時滑動底盤緊緊壓在密封環(huán)上?；瑒拥妆P底部的操作水由配水裝置提供，配水裝置又由兩部分組成：配水盤J和分流圈K。機器正常運行分油時，密封水水路的操作水選擇閥FSA18置于"分離"位，密封水通過進水管的內(nèi)管L到配水盤的側(cè)孔1。這時候配水盤的向心泵作用中和平衡了供水的靜壓(這要求密封水柜底部距操作水選擇閥中心線最小1.5 m，同時水柜頂部距選擇閥中心線最大3.0 m),使得密封水保持固定在半徑R3的水位上。當密封水泄漏或蒸發(fā)損失后，密封水自動補償，后又平衡，因此“分離”閥位又稱之為補償位。

圖2 分油機底盤密封內(nèi)部結(jié)構(gòu)

當工作一段時間后，要進行排渣。排渣前，先進行置換水，分離筒內(nèi)的油擠出后再進行排渣。將操作水選擇閥轉(zhuǎn)到“排渣”位，操作水通過進水管的外管M，到達配水盤對稱的八個孔2，八個孔同時出水，配水盤側(cè)面孔1不通。由于進水量比較大 ，這時大量的水在離心力作用下，由外至內(nèi)，由上至下從分流圈K的內(nèi)部縫隙3聚集至R4半徑界面，再進入到分流圈的外部小孔5，并由此孔通道4流到操作圈C上部，克服操作圈底部的彈簧力G(彈簧座落在彈簧座F上)后，將操作圈壓下，同時打開分離筒本體d下部的3個密封孔T，這3個密封孔采用尼龍堵頭E密封。打開后，滑動底盤下部的水就被甩出，滑動底盤落下，排渣口打開排渣。排渣僅僅需要幾秒鐘結(jié)束后，應迅速將操作水選擇閥轉(zhuǎn)到“停止”位?！巴Ｖ埂蔽灰卜Q之空位，這時進水管內(nèi)外管都不進水，操作圈頂部的水從孔H泄放(此孔常開 ，但是因為孔徑小，在排渣階段操作圈頂部的進水量大，加之離心作用，漏水量可忽略不計)。當水泄掉后，操作圈在彈簧的恢復力作用下向上運動，則尼龍堵頭把分離筒本體下部的密封孔密封，這時候操作圈復位。整個過程需要幾秒鐘，所以“停止”位需要保持一段時間，才能進行下步操作。

泄空后，分油機要正常運行，需要重新密封。操作水選擇閥置于“關(guān)閉”位，操作水通過進水管的外管，通過配水盤對稱的八個孔進入分流圈，然后通過分離筒本體的通道孔O,N流入到滑動底盤和分離筒本體的下部空間，將滑動底盤托起，使之與分離筒蓋密封。分流圈的水越來越多，內(nèi)徑越來越小，當水的內(nèi)圈剛好和配水盤的外圈接觸時，密封水便會從和內(nèi)管相通的側(cè)孔1，以向心泵的形式進入配水盤，進而從操作水選擇閥上的彎管出水口FSA19流出，這時證明密封成功，密封成功后，要迅速把操作水位選擇閥轉(zhuǎn)至“分離”位，至此一個循環(huán)完成，操作水閥位回到最初的補償位，再送入水封水和待分油，分油機即可正常分油。

1.4 分油機進排液內(nèi)部結(jié)構(gòu)

如圖3所示：分離筒本體d和分離筒蓋(圖2中的s，即圖3中的F)用大鎖緊環(huán)H緊把在一起。筒內(nèi)安裝配油器D，配油錐體VV和分離盤組G，從Q(1)管進入的待分油流過配油器，配油錐體，在分離盤組內(nèi)進行分離。分離盤最上端為頂盤E,其頸部與液位環(huán)C形成油腔aa,向心泵U將油腔中的凈油通過R(4)管泵出分離筒。分出的水沿分離盤組的外緣上升，從頂盤和分離筒蓋的縫隙向上流至油腔上部的水腔a，溢過比重環(huán)AA，由向心水泵T從S(5)管泵出。比重環(huán)被小鎖緊圈B固定在分離筒蓋上，此鎖緊圈也構(gòu)成水腔的上蓋。

圖3 分油機進排液口內(nèi)部結(jié)構(gòu)

分油機運行效果，分油質(zhì)量好壞取決于油水分界面的位置。油水分界面靠里，會出現(xiàn)出油口帶水；分界面太靠外，又會出現(xiàn)出水口跑油。油水分界面的位置由比重環(huán)的內(nèi)徑確定，而比重環(huán)內(nèi)徑選定又跟向心油泵，向心水泵，液位環(huán)口徑，進油流量，出油背壓，分離加熱溫度與分離溫度下的油水密度有關(guān)。根據(jù)進排液結(jié)構(gòu)知道，一定流量的待分離污油預熱到分離溫度，由污油密度確定。進入分離筒由于密度差，把自身含有的水分甩出。水分往外擠，通過頂蓋與分離筒蓋縫隙流過比重環(huán)內(nèi)環(huán)孔，由向心水泵泵出，形成一定的出水流量。同時內(nèi)層的凈油通過液位環(huán)的口徑由向心油泵泵出，在外部出油管上又設置一個背壓閥(圖1中FSA15),控制其形成一定的出凈油流量。污油進流量(受燃油系統(tǒng)影響)，出水流量(受比重環(huán)內(nèi)徑和水向心泵影響)，出凈油流量(受液位環(huán)，油向心泵，背壓閥影響)，三個流量相對平衡，加之一定分離溫度下形成的油水密度差，油水分界面位置確定。由此可見，影響油水分解面的因素是相互制約，相互平衡的。

綜上所述，一般分油機廠家技術(shù)說明書都有比重環(huán)選配的圖表，并說明其相關(guān)聯(lián)的影響因素限制：油水分界面影響因素如向心泵，液位環(huán)屬于機器固定部件，不變動，根據(jù)額定進油量，一定分離加熱溫度，一定分離溫度下油密度選定比重環(huán)內(nèi)徑及對應的出口凈油背壓限制。如果進油量或分離溫度及其油密度發(fā)生變化時，要想不更換比重環(huán)，則要求重調(diào)凈油出口背壓。

1.5 分油機內(nèi)部主要部件實物

實物排列圖見圖4-8，展示順序遵循裝配程序從下至上。

圖4

圖5

圖6

圖7

圖8

2 分油機系統(tǒng)的操作管理

2.1 分油機啟動前的檢查

2.1.1本體檢查

緊固件是否牢固；外觀是否損壞；分離筒電馬達FSA6是否完好;剎車桿FSA7是否脫開；通過油位鏡FSA10檢查滑油液位是否正常，油質(zhì)是否良好；壓力表FSA4,FSA5是否完好；檢查操作水選擇閥FSA18是否置于“停止”位。

2.1.2系統(tǒng)檢查

(1)燃油系統(tǒng)：燃油沉淀柜油位正常，油溫適當(重油45-50 ℃)；油泵外觀無損壞，盤車無卡阻；儀表檢查正常；濾器FSA3緊固件檢查正常，正確選擇濾器工作位；開啟閥門FSV1,FSV2,FSV3;旁通閥FSV4全開；三通閥FSV9置于“回燃油沉淀柜”位置；三通閥FSV10置于“淡水至分油機”位置；分油機出口背壓閥FSA15置于中間開度位置。

(2)水密封系統(tǒng)：保證市網(wǎng)供水正常；密封水柜水位正常；開啟水閥FSV5,FSV8;保持水閥FSV6,FSV7關(guān)閉。

(3)電氣系統(tǒng)：分油機啟動箱電源正常。

2.2 分油機的啟動

(1)啟動分離筒馬達，轉(zhuǎn)速逐漸升高，等待轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速，并穩(wěn)定。

(2)啟動油泵，油壓正常，正常工作，開啟加熱器(蒸汽加熱或電加熱)，待溫度達到分離溫度(柴油為40 ℃；重燃油70-95 ℃)。

(3)監(jiān)聽分油機的運行狀態(tài)，無異常噪音，觀察分油機轉(zhuǎn)速指示器FSA8，轉(zhuǎn)速均勻且平穩(wěn)，代表轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速。

(4)操作水選擇閥FSA18轉(zhuǎn)至“關(guān)閉”位，一旦選擇閥上方的指示管FSA19有水溢出，選擇閥轉(zhuǎn)至“分離”位，表明密封水足夠，活動底盤托起關(guān)閉排渣口。

(5)打開水閥FSV6，待分油機排水管的觀察鏡FSA14有水流出，表明水封水足夠，關(guān)閉水閥FSV6。

(6)待油溫達到分離溫度后，三通閥FSV9,FSV10均轉(zhuǎn)至“油進分油機”位，油進入分油機，通過緩慢關(guān)旁通閥FSV4調(diào)節(jié)進油量至額定值，慢慢關(guān)閉分油機出油管背壓閥FSA15增加出油背壓。觀察出水管觀察鏡，當有油冒出時，停止增加背壓，開背壓閥使背壓相比出水口冒油時降低0.5 kg/cm2。

(7)如果進油后，因為背壓閥初始閥位不當，造成背壓過高，水封徹底破壞，則打開背壓閥使背壓降低1-2 kg/cm2,轉(zhuǎn)換三通閥停油，重新水封水操作，再緩慢供油，后又根據(jù)2.2.6步驟的方法調(diào)整背壓合適。

(8)調(diào)整加熱器，穩(wěn)定待處理油的分離溫度，分油機正常工作。

2.3 分油機的運行管理

2.3.1參數(shù)狀態(tài)監(jiān)控

出水口，排渣口是否跑油；出油口是否漏水；滑油油位；日用油柜和沉淀油柜油位，密封水柜的水位；分油機和供油泵的運轉(zhuǎn)情況；分離溫度；進油出油壓力等。

2.3.2運行管理操作

定期排渣(重油大約1小時一次)。

(1)排渣前先停油，三通閥FSV9轉(zhuǎn)至“回油柜”位，F(xiàn)SV10轉(zhuǎn)至“淡水至分油機”位。

(2)進行置換水操作，用水驅(qū)逐油，代替凈油，避免凈油排渣時損失嚴重。開水閥FSV6進行置換，當出油管有水時，關(guān)閉此水閥，置換完成。

(3)操作水選擇閥轉(zhuǎn)至“排渣”位，“砰”一聲，排渣口打開排渣。

(4)排渣結(jié)束后，操作水選擇閥轉(zhuǎn)至“停止”位，放空大概需要5-6秒鐘。

(5)操作水選擇閥轉(zhuǎn)至“關(guān)閉”位，重復2.2.4-2.2.8步驟，分油機正常工作。

(說明：重新密封，水封，進油后，出油壓力一般穩(wěn)定合適，無需重新整定)

2.4 分油機的停機

(1)執(zhí)行2.3.2排渣程序(1)-(4)，不重新密封。

(2)停止分離筒馬達，停止加熱器，停止油泵，恢復燃油，密封水系統(tǒng)的閥件到啟動前的位置。

3 效 果

本文通過現(xiàn)場拆裝實驗和研究分析，嚴格遵循實踐與理論結(jié)合的原則，重點并細致入微地分析了分油機內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作原理及過程，意在指導航海類輪管專業(yè)學生讓其深刻理解分油機的工作機理，熟練識別分油機內(nèi)外結(jié)構(gòu)部件及其功用，完全掌握分油機的使用方法，從而幫助他們能夠順利通過其專業(yè)適任評估考試，并取得相應的適任證書。