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摘 要:众所周知,燃油系统是船舶的重要组成部分,是船舶行驶的动力源,它的好坏直接影响船舶的动力性、经济性。基于此,本文对船舶燃油系统的应用进行分析,以期提供一定的参考价值。
关键词:船舶;燃油系统;应用;分析
近些年来,各个领域都得到了快速发展,对于航运的需求也不断提高,进而对于船舶运行的安全性、稳定性就提出了更严格的要求。作为船舶动力设备的燃油供给系统,由于船舶特殊的航行条件及其他因素的影响,更加容易出现各种故障。所以,对于燃油系统的应用进行分析,对于保障船舶的安全航行意义重大。
1燃油供给系统的组成
船舶燃油系统是通过管道和燃油输送泵为船舶各种设备提供燃油的管系。系统主要由燃油舱、燃油输送泵、终端设备组成。依据船舶的种类、用途及相关吨位的差别,燃油舱在船上的布置位置、大小及数量也一样。一般情况下,船舶会用双层底舱、边舱、顶边舱与深舱等作为燃油舱。现在广泛使用的燃油供油单元主要设备包括柴油与燃油三通转换阀、燃油循环泵、燃油供给泵、燃油流量计、回油桶(含除气功能)、滤器、燃油加热器和粘度控制器等设备。
1.1柴油与燃油三通转换阀
柴油与燃油三通转换阀的3个端口中的2个端口与来自燃油日用柜和柴油日用柜的管路连接,该阀一般为手动控制,以选择何种燃油进入燃油供油单元,通常还带有位置开关,向控制系统提供位置信号以指示阀位状态,显示船舶柴油机目前使用何种燃油。
1.2燃油供给泵
燃油供给泵一般配2台,互为备用,控制系统通过检测泵的出口压力对2台泵进行自动控制,当压力低于设定压力时自动启动备用泵,压力升高后停止故障泵。燃油供给泵从三通阀吸入燃油,燃油经加压后一部分燃油经调压阀溢流回进口管路中,另一部分经过反冲洗滤器或旁通滤器、流量计流动至回油桶。为防止回油筒内燃油汽化,通常供给泵排出压力需维持0.4MPa左右。
1.3滤器
当燃用劣质燃油时,滤器将堵塞频繁,故船上广泛采用自动反冲洗滤器。滤器一般为双联,一联为自清滤器,另一联为旁通滤器。正常情况下用自清滤器,当自清滤器需清洗货维修时转为旁通滤器。自清滤器上设有压差开关,当压差高时控制反冲洗滤器自动冲洗。
1.4流量计
流量计用来測量燃油的消耗量和主机瞬时耗油率,流量计应该设置在供给泵的调压管路和回油桶之间的管路上,这样才能比较准确的测量燃油耗量。燃油流量计必须在船舶燃油系统便于察看的位置安装,这样利于对于日常燃油使用量进行统计。
1.5回油桶
主机的回油回到回油桶,且回油桶供给循环泵燃油。回油的温度较高时会有油气产生,由于油气的积聚,回油桶的液位会降低,液位降低到一定值时回油桶上的压力放气阀自动打开,排气到日用柜。回油桶上设置低液位报警,用来防止回油桶内液位过低导致循环泵不能正常供油。
1.6燃油循环泵
燃油循环泵和供给泵一样也设置2台,互为备用。燃油循环泵是高压循环回路的压力源,它将吸自回油桶的0.4MPa的重油加压到1.0MPa,此时加压是防止燃油在加热时发生汽化现象。为了使喷油泵进口处保持恒压(即0.8MPa),循环泵的供油率通常比柴油机的燃油消耗率大几倍。
1.7加热器
加热器目的是通过加热将高粘度的燃油的粘度降低到主机的使用要求。通常这种预热装置是用蒸汽作为加热介质的壳管式加热器,加热器上设安全阀用来确保加热器内压力不会过高。当船舶燃用低硫柴油时,还会设置冷却器用来降低柴油进机温度,加热器和冷却器用三通阀相互转换。
1.8粘度控制器
粘度控制器通过测量供油单元的燃油粘度,将测量值与设定值进行比较,通过调节蒸汽调节阀的开度,改变蒸汽流量,从而调节燃油的加热温度来实现燃油的粘度控制。根据使用燃油和机型的不同使燃油粘度维持在某一特定的范围内,通常为10-15cSt。
2燃油系统的常见故障
2.1油泵常见故障
燃油泵将燃油从油舱中吸出,使管路中形成一定压力,从而克服管道阻力。经管路和燃油滤清器进入燃油喷射系统进行做功。燃油泵在燃油系统常见故障如下:①安全阀泄露或者弹簧失效,会造成供油压力偏低,供油量不足,致使发动机工作部平稳或不工作,发动机加速困难无力;②单向阀泄露,会造成输油管路不能建立残压,致使发动机起动困难;③进油滤网堵塞,会造成供油不足燃油泵发出尖叫声,致使发动机高速踹振、无高速、加速不良、严重时怠速不稳;④燃油泵马达坏,会造成无燃油供应,致使发动机无法工作;⑤燃油泵磨损,会致使发动机启动困难,动力不足,加速不良;⑥燃油泵继电器、保险短路或者开路,会造成无燃油供应,致使发动机无法工作。
2.2喷油器故障
喷油器是电控燃油喷射系统主要的元件,喷油器常见故障如下:①电动喷油器胶结,电动喷油器堵塞,会造成电动喷油器不喷油,或者喷油量少,喷油雾化效果不良,致使发动机动力下降、加速迟缓、怠速不稳定、容易熄火、发动机不工作或者不稳定;②电磁线圈线路连接处断路,会造成电动喷油器不喷油,致使发动机工作不稳定或不工作;③电动喷油器密封不严,会造成电动喷油器漏油,致使油耗上升、排气管放炮、发动机启动困难、冒黑烟;④电动喷油器阀口积污,会造成喷油量减少,致使发动机工作不稳定,进气管回火、动力性差、加速性差;⑤喷油器至ECU线路短路或开路,会造成电动喷油器不喷油,致使发动机工作不稳定或不工作。
3维护保养要点
3.1燃油滤器的维护
少数船员不能定期清洗燃油滤清器,甚至清洗没有规律,并没有按照相关规定进行清洗,再发现问题后采取对燃油滤清器进行清洗。这种现象很容易导致发动机马力不足,也会造成气缸积碳的现象出现。因此燃油滤清器必须要定期进行清洗。 3.2喷油泵和调速器的维护
(1)在保养单体式喷油泵时,需要对调速器操纵机构的螺栓、螺母以及销子等的牢固性进行检查,避免出现松脱的问题,防止因连接松脱而造成主机“飞车”事故。此外调速弹簧在使用时间较长后,其拉力会减小,或者喷油泵柱塞出现磨损的状况降低了供油量,对主机转速带来影响,需要对这两方面进行检查。
(2)应检查喷油泵和调速器下体的机油油位。如不足应添加,但严禁超過规定油位,否则会降低调速器的灵敏度,严重时会引起“飞车”。如过多,应放出,并要分析原因是从何处漏入柴油。
(3)定期清洗喷油泵和调速器内腔并换用新机油。清洗方法:主机运转后,趁热机时放出旧机油,加入适量干净柴油,将柴油机减压后,用起动电机带动运转1~2min进行清洗,然后把清洗柴油放净,并按规定油面加入新机油。大保养时,根据需要把喷油泵及调速器从主机上拆下,送到喷油泵试验台上进行检查调整。
(4)喷油器的保养。喷油器上的喷油嘴针阀偶件,在燃烧室中工作环境非常恶劣,除特殊情况外,每工作500~700h,就应进行检查保养,否则会降低喷油质量,使主机功率下降。
3.3燃烧室的维护
燃烧室是燃油与空气混合并燃烧的地方,承受着高温和大负荷。主机长期使用后燃烧室中将有积碳,在大保养或技术检修时应加以清除。拆下气缸盖清除积碳,并用柴油清洗干净。涡流式燃烧室要检查镶块上的启动喷孔是否畅通,以免造成冷机启动困难。如发现镶块上主通道管口或内壁烧坏,应及时更换镶块。更换镶块时一定要注意镶块的配合紧度及定位,并要求镶块装入后不高出汽缸盖平面。
4结束语
燃油供给系统为船舶柴油机使用燃油提供了基础,所以,我们一定要对船舶燃油系统的组成及性能有充分的了解,合理地处理相关故障,并做好维修保养工作,保证供油单元的稳定、可靠性,从而为船舶安全航行提供保障。
参考文献:
[1]夏志元.船舶柴油机燃油系统的建模与仿真研究[J].内燃机与配件,2017(11):5.
[2]刘加富.船舶低硫燃油系统改造技术研究[J].中国水运(下半月),2016,16(09):1-3.
[3].工程船舶燃油智能化监控系统[J].交通节能与环保,2016,12(04):1-5.
关键词:船舶;燃油系统;应用;分析
近些年来,各个领域都得到了快速发展,对于航运的需求也不断提高,进而对于船舶运行的安全性、稳定性就提出了更严格的要求。作为船舶动力设备的燃油供给系统,由于船舶特殊的航行条件及其他因素的影响,更加容易出现各种故障。所以,对于燃油系统的应用进行分析,对于保障船舶的安全航行意义重大。
1燃油供给系统的组成
船舶燃油系统是通过管道和燃油输送泵为船舶各种设备提供燃油的管系。系统主要由燃油舱、燃油输送泵、终端设备组成。依据船舶的种类、用途及相关吨位的差别,燃油舱在船上的布置位置、大小及数量也一样。一般情况下,船舶会用双层底舱、边舱、顶边舱与深舱等作为燃油舱。现在广泛使用的燃油供油单元主要设备包括柴油与燃油三通转换阀、燃油循环泵、燃油供给泵、燃油流量计、回油桶(含除气功能)、滤器、燃油加热器和粘度控制器等设备。
1.1柴油与燃油三通转换阀
柴油与燃油三通转换阀的3个端口中的2个端口与来自燃油日用柜和柴油日用柜的管路连接,该阀一般为手动控制,以选择何种燃油进入燃油供油单元,通常还带有位置开关,向控制系统提供位置信号以指示阀位状态,显示船舶柴油机目前使用何种燃油。
1.2燃油供给泵
燃油供给泵一般配2台,互为备用,控制系统通过检测泵的出口压力对2台泵进行自动控制,当压力低于设定压力时自动启动备用泵,压力升高后停止故障泵。燃油供给泵从三通阀吸入燃油,燃油经加压后一部分燃油经调压阀溢流回进口管路中,另一部分经过反冲洗滤器或旁通滤器、流量计流动至回油桶。为防止回油筒内燃油汽化,通常供给泵排出压力需维持0.4MPa左右。
1.3滤器
当燃用劣质燃油时,滤器将堵塞频繁,故船上广泛采用自动反冲洗滤器。滤器一般为双联,一联为自清滤器,另一联为旁通滤器。正常情况下用自清滤器,当自清滤器需清洗货维修时转为旁通滤器。自清滤器上设有压差开关,当压差高时控制反冲洗滤器自动冲洗。
1.4流量计
流量计用来測量燃油的消耗量和主机瞬时耗油率,流量计应该设置在供给泵的调压管路和回油桶之间的管路上,这样才能比较准确的测量燃油耗量。燃油流量计必须在船舶燃油系统便于察看的位置安装,这样利于对于日常燃油使用量进行统计。
1.5回油桶
主机的回油回到回油桶,且回油桶供给循环泵燃油。回油的温度较高时会有油气产生,由于油气的积聚,回油桶的液位会降低,液位降低到一定值时回油桶上的压力放气阀自动打开,排气到日用柜。回油桶上设置低液位报警,用来防止回油桶内液位过低导致循环泵不能正常供油。
1.6燃油循环泵
燃油循环泵和供给泵一样也设置2台,互为备用。燃油循环泵是高压循环回路的压力源,它将吸自回油桶的0.4MPa的重油加压到1.0MPa,此时加压是防止燃油在加热时发生汽化现象。为了使喷油泵进口处保持恒压(即0.8MPa),循环泵的供油率通常比柴油机的燃油消耗率大几倍。
1.7加热器
加热器目的是通过加热将高粘度的燃油的粘度降低到主机的使用要求。通常这种预热装置是用蒸汽作为加热介质的壳管式加热器,加热器上设安全阀用来确保加热器内压力不会过高。当船舶燃用低硫柴油时,还会设置冷却器用来降低柴油进机温度,加热器和冷却器用三通阀相互转换。
1.8粘度控制器
粘度控制器通过测量供油单元的燃油粘度,将测量值与设定值进行比较,通过调节蒸汽调节阀的开度,改变蒸汽流量,从而调节燃油的加热温度来实现燃油的粘度控制。根据使用燃油和机型的不同使燃油粘度维持在某一特定的范围内,通常为10-15cSt。
2燃油系统的常见故障
2.1油泵常见故障
燃油泵将燃油从油舱中吸出,使管路中形成一定压力,从而克服管道阻力。经管路和燃油滤清器进入燃油喷射系统进行做功。燃油泵在燃油系统常见故障如下:①安全阀泄露或者弹簧失效,会造成供油压力偏低,供油量不足,致使发动机工作部平稳或不工作,发动机加速困难无力;②单向阀泄露,会造成输油管路不能建立残压,致使发动机起动困难;③进油滤网堵塞,会造成供油不足燃油泵发出尖叫声,致使发动机高速踹振、无高速、加速不良、严重时怠速不稳;④燃油泵马达坏,会造成无燃油供应,致使发动机无法工作;⑤燃油泵磨损,会致使发动机启动困难,动力不足,加速不良;⑥燃油泵继电器、保险短路或者开路,会造成无燃油供应,致使发动机无法工作。
2.2喷油器故障
喷油器是电控燃油喷射系统主要的元件,喷油器常见故障如下:①电动喷油器胶结,电动喷油器堵塞,会造成电动喷油器不喷油,或者喷油量少,喷油雾化效果不良,致使发动机动力下降、加速迟缓、怠速不稳定、容易熄火、发动机不工作或者不稳定;②电磁线圈线路连接处断路,会造成电动喷油器不喷油,致使发动机工作不稳定或不工作;③电动喷油器密封不严,会造成电动喷油器漏油,致使油耗上升、排气管放炮、发动机启动困难、冒黑烟;④电动喷油器阀口积污,会造成喷油量减少,致使发动机工作不稳定,进气管回火、动力性差、加速性差;⑤喷油器至ECU线路短路或开路,会造成电动喷油器不喷油,致使发动机工作不稳定或不工作。
3维护保养要点
3.1燃油滤器的维护
少数船员不能定期清洗燃油滤清器,甚至清洗没有规律,并没有按照相关规定进行清洗,再发现问题后采取对燃油滤清器进行清洗。这种现象很容易导致发动机马力不足,也会造成气缸积碳的现象出现。因此燃油滤清器必须要定期进行清洗。 3.2喷油泵和调速器的维护
(1)在保养单体式喷油泵时,需要对调速器操纵机构的螺栓、螺母以及销子等的牢固性进行检查,避免出现松脱的问题,防止因连接松脱而造成主机“飞车”事故。此外调速弹簧在使用时间较长后,其拉力会减小,或者喷油泵柱塞出现磨损的状况降低了供油量,对主机转速带来影响,需要对这两方面进行检查。
(2)应检查喷油泵和调速器下体的机油油位。如不足应添加,但严禁超過规定油位,否则会降低调速器的灵敏度,严重时会引起“飞车”。如过多,应放出,并要分析原因是从何处漏入柴油。
(3)定期清洗喷油泵和调速器内腔并换用新机油。清洗方法:主机运转后,趁热机时放出旧机油,加入适量干净柴油,将柴油机减压后,用起动电机带动运转1~2min进行清洗,然后把清洗柴油放净,并按规定油面加入新机油。大保养时,根据需要把喷油泵及调速器从主机上拆下,送到喷油泵试验台上进行检查调整。
(4)喷油器的保养。喷油器上的喷油嘴针阀偶件,在燃烧室中工作环境非常恶劣,除特殊情况外,每工作500~700h,就应进行检查保养,否则会降低喷油质量,使主机功率下降。
3.3燃烧室的维护
燃烧室是燃油与空气混合并燃烧的地方,承受着高温和大负荷。主机长期使用后燃烧室中将有积碳,在大保养或技术检修时应加以清除。拆下气缸盖清除积碳,并用柴油清洗干净。涡流式燃烧室要检查镶块上的启动喷孔是否畅通,以免造成冷机启动困难。如发现镶块上主通道管口或内壁烧坏,应及时更换镶块。更换镶块时一定要注意镶块的配合紧度及定位,并要求镶块装入后不高出汽缸盖平面。
4结束语
燃油供给系统为船舶柴油机使用燃油提供了基础,所以,我们一定要对船舶燃油系统的组成及性能有充分的了解,合理地处理相关故障,并做好维修保养工作,保证供油单元的稳定、可靠性,从而为船舶安全航行提供保障。
参考文献:
[1]夏志元.船舶柴油机燃油系统的建模与仿真研究[J].内燃机与配件,2017(11):5.
[2]刘加富.船舶低硫燃油系统改造技术研究[J].中国水运(下半月),2016,16(09):1-3.
[3].工程船舶燃油智能化监控系统[J].交通节能与环保,2016,12(04):1-5.