船舶柴油机滑油系统1汇总
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第一章船舶动力装置系统现代船舶动力装置,按推进装置的形式,可分为5大类:(1)·柴油机推进动力装置;(2)·汽油机推进动力装置;(3)·燃气轮机推进动力装置;(4)·核动力推进动力装置;(5)·联合动力推进装置。
现代民用船舶中,所采用的动力装置系统绝大多数是柴油机动力装置,因此,本书主要介绍以柴油机为动力装置的船舶,图1-1为船舶柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图。
图1-1 柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图柴油机燃油系统包括三大功能系统,分别是输送、日用和净化。
1)油输送系统燃油输送系统是为了实现船上各燃油舱柜间驳运及注入排出而设计的,所以,系统应包括燃油舱柜、输送泵、通岸接头和相应的管子和阀件。
通过管路的正确连接和阀件的正确设置,实现规格书所要求的注入、调拨和溢流等功能。
设计前,要认真阅读规格书和规范的有关章节,落实本系统所涉及的舱柜和设备所要求的输送功能。
设计时,应注意如下几个方面:a.规格书无特殊要求,注入管应直接注入至各储油舱,再通过输送泵送至各日用柜和沉淀柜,各种油类的注入总管应设有安全阀,泄油至溢流舱,泄油管配液流视察器;b.所有用泵注入的燃油舱柜都要有不小于注入管直径的溢流管,溢流至相应的溢流舱或储油舱,具体规定见各船级社规范,溢流管要配液流视察器;c.从日用柜至沉淀柜的溢流,在日用柜哪的管子上都要开透气孔以防止虹吸作用,两柜的连接管处要有液流视察器。
d.装在日用柜和沉淀壁上低于液面的阀,有的船级社规范对其材料有具体的规定,选阀时应予以注意。
e.一般情况下输送系统的介质,温度和压力都是较低的,所以系统的管材选用III级管即可。
f.通岸接头处要配有温度计、压力表和取样考克。
g.燃油输送泵和柴油输送泵互为备用时,两泵进口与出口的连通管中,双联盲板法兰要设在截止阀柴油侧。
2)燃油日用系统燃油日用系统是为主机、辅机、锅炉等烧油设备能正常服务而设计的系统,主要内容是根据设备的要求,配置适当的油柜、油泵、加热器、滤器和阀件、管子等,保证所供给的燃油在数量、质量、温度和压力等各方面都能满足设备正常运行的要求。
1.2.4 船舶柴油机润滑系统1. Lubrication for the main reduction gears used with diesel engines is usually supplied by ____.A.oil from the main engine sumpB.an independent(独立的)lube oil systemC.the stem beating head tankD.the stern bearing(艉轴承)sump tank注在内燃机船上,减速齿轮箱的滑油系统与主机的滑油系统是相互独立的,以避免发动机产生的污染物损害减速齿轮。
BBy which of the following types of lubricating oil systems are lubricating oil systems for diesel engine journal bearing usually lubricating ?A.SplashB. GravityC. PressureD. Bypass注在滑油系统中柴油机曲轴轴颈轴承(主轴承)为压力润滑。
C* 3. Mechanical lubricators for diesel engine cylinders are usually small reciprocating pumps which are ____.A.operated manually once an hourB.operated until the engine has startedC.placed into operation only at maximum loadD.adjustable to meet lubrication requirements注柴油机气缸注油器一般都是小型的往复式泵,该泵能调节以满足不同的润滑要求。
D4. The lube oil cooler is located after the lube oil filter in order for ____.A.the filter to operate more efficientlyB.the lube oil cooler to be bypassedC.positive lube oil pump suction to be assuredD.galvanic action(电流作用)in the cooler to be注滑油冷却器位于油滤器之后,主要是为了使滤器运行效率更高(温度较高时易过滤净化)。
MAN B&W ME-C/B船用电喷柴油机从2003年面世至今,以其低油耗、低排放、易操作等优良的性能,得到市场的高度认可。
但是,和所有其他柴油机相比,该系列船用柴油机对滑油系统的管理提出了更高的要求,使用或管理不当会出现各种问题。
下面就这一问题进行探讨和交流。
一、MAN B&W ME-C/B柴油机润滑油系统的结构和原理此处液压动力供应就是指200~300bar(20~30MPa)的伺服油供应单元。
图1 HPS—Hydraulic Power Supply液压动力供应结构和系统图由图1不难看出,系统滑油经过滑油自清滤器后有大约10%成为液压伺服油(说明书一般称为HYDRAULIC OIL),经过过滤精度6μ的精滤器进入液压动力单元。
液压动力单元由两台电动泵(备车时使用)和三台机带泵(正常运转时使用)组成。
备车时,伺服油压建立期间两台电动伺服油泵同时运转,在主机转速达到15%MCR时自动停止,3台机带泵投入运转。
运转后,电动泵与机带泵将液压伺服油供至安全蓄压块(安全蓄压块是电动泵与机带泵的交汇点,是与HCU之间的一个中转站),再通过由CCU控制的FIVA阀(控制燃油喷射和排气阀启闭的多功能阀)进入高压油泵和排气阀(见图2)。
图2 FIVA工作原理图一旦主机系统滑油产生变质,FIVA阀极易损坏,严重时会造成主机无法正常工作。
下面结合实例,介绍使用者和管理者在ME-C/B电喷柴油机滑油系统管理过程中总结出的注意要点。
二、FXH轮主机FIVA故障案例FXH轮由广州文冲船厂建造,该轮2016年5 月16日~5月21日试航,2016年11月28日交接,11月30日离厂投入营运。
该轮主机型号为MAN B&W 5S60ME-C8.2,额定功率为8050kW 额定转速为89r/min 营运转速为84.5r/min。
1、故障处理经过FXH轮2017年1月07日No.5缸FIVA阀故障(ELEI/FIVE FEEDBACK SIGNAL FAILURE)(CCU5) (SLOW DOWN),船存备件一套,整体更换后恢复正常航行。
第二节滑油管系一、滑油管系的任务及组成滑油管系的基本任务是保证供应主、辅机,压缩机、传动设备及轴系等各运动部件一定压力和温度的滑油进行润滑和冷却。
其目的是在两个接触机件间以液体摩擦防止发生干摩擦,从而减低摩擦功的消耗,减少摩损,以及带走机件中因摩擦而产生的金属屑和炭渣等有害物质。
滑油与燃油不同,除因部分滑油烧掉或变质而需要更换部分滑油外,其余极大部分经重新处理后可再行利用。
故滑油的消耗量比燃油要小得多,柴油机的滑油消耗率一般仅为2~7g/Hp·h,蒸汽轮机与燃汽轮机(包括减速齿轮箱)的滑油消耗率为1g/Hp·h左右。
但为了延长滑油的使用期,对大中型舰船的滑油管系设置滑油分离机。
分离机及其管系布置应保证机组在停机或运行过程中,能分离滑油中渗入的水份和杂质。
滑油管系仍包括:注入、贮藏、输送、净化、供应及计量等六个部份。
二、滑油管系的设计一般要求钢质海船的滑油管系的设计要求见有关规定,而军用舰艇滑油管系的设计与布置应满足如下要求:1.每台主、辅机组,应有各自独立的滑油系统。
2.标准排水量在1000t以上的舰船,每台主机应设二台滑油泵,其中至少有一台为独立动力的备用泵。
每台泵的容量应能满足主机最大功率工作时所需的油量。
3.主、辅柴油机的滑油泵如为柴油机本身带动,一般均需设置预注油泵,小型柴油机除外,管系中的其它滑油泵,在压头和容量满足下,亦可作为预注油泵。
预注油泵一般应满足下列要求:(1) 作为发电机组的柴油机,其电动预注油泵的电源应来自蓄电池。
否则还需设置应急手动预注油泵。
(2) 电动预注油泵的连续工作时间应能满足柴油机的启动要求,一般应不少于1min。
4.可直接换向且自带滑油泵的柴油主机,若未设置独立的备用泵时,应设有供主机换向时润滑的油泵。
5.辅汽轮机的滑油泵应由本身带动,并设有满足启动和停机时润滑的辅助油泵。
6.废汽涡轮增压器的滑油若由柴油机自带泵供给时,应设有备用泵或其它措施,当柴油机停车后,应能自动接入增压器滑油管系工作。
船用中速四冲程柴油机润滑油系统的功能和所有的往复式内燃机相同,在机器运转时连续地把足量的洁净润滑油输送到所有传动副的摩擦表面之间,在活塞环槽、活塞环与气缸套等部位形成边界润滑和密封燃烧室;在活塞销与活塞销衬套,曲轴与连杆瓦、主轴瓦、凸轮轴及轴衬套等部位形成连续油膜,实现液体摩擦,减小运动阻力;通过连杆油道进入活塞,形成振荡冷却,带走活塞顶部的热量;将各机构产生的磨损碎屑以及积碳颗粒带回滑油油底壳,以保证柴油机工作的可靠性和持久性。
润滑油系统常发生的故障有压力偏高或偏低、温度过高、润滑油耗量异常增加等。
中速柴油机的润滑油系统发生故障会引起摩擦副之间得不到充分的润滑而过热,运动构件磨损加剧,严重时会发生抱轴、滑瓦等机损事故,由烧瓦导致的曲柄箱爆炸引发的船舶火灾和人员伤亡事故也屡见不鲜。
因此,加强柴油机滑油系统管理,对船舶安全有效运行起着关键作用。
作者经过多年的轮机管理,对当前船用中速柴油机润滑油系统的常见故障进行总结归纳,以供海运同行参考。
一、润滑油压力低润滑油压力最能直观显示滑油系统的工作状况。
滑油压力直接影响需要润滑的部位能否有充足的油量到达,是形成连续油膜和保持油膜承载机械压力的保证。
润滑油压力低是轮机管理工作中的常见故障,危害很大。
滑油压力低于设备正常运行范围,运动部位的零件由于不能得到充分润滑和冷却会异常磨损,甚至发生轴瓦融化、曲轴磨损等严重事故。
润滑油进机压力低于正常值的常见原因是油泵供给主油道的油量减少,或是主油道的油路泄露严重致使滑油压力不能保持。
具体原因如下:1、滑油泵的供油量不足①滑油泵磨损。
润滑油泵通常为螺杆泵或齿轮泵之类的容积式泵,容积式泵转子经长期运转后会产生磨损,转子的径向及端面间隙增大,油泵内漏泄量增大,从而造成润滑油压力不能维持。
②滑油泵出口调压阀故障导致滑油压力低。
通过调压阀的预紧弹簧的设定来使得滑油泵的出口和进口直接旁通,因而滑油进机压力可以保持恒定。
此类故障的原因有调压阀调节弹簧失效、阀门阀座或者阀口被油压冲刷失去密封功能。
滑油系统滑油系统主要包括三个系统,分别是滑油日用系统、滑油输送及分离系统与滑油泄放系统,这三个系统互相联系、互为补充。
滑油日用系统包括日常使用中滑油的流向,滑油输送及分离系统给出滑油走向,滑油泄放则是对系统中多余滑油的回收再利用。
滑油日用系统滑油日用系统主要分为两路管系,一路是为主机服务的,另一路是为三台辅机服务的。
首先分析主机滑油日用系统,在整个船舶运营中,对主机进行适度冷却是具有重要意义的,前面已经介绍了淡水系统对主机的冷却,现在来介绍主机的滑油冷却及汽缸油冷却,滑油与汽缸油不同,滑油在整个系统中有一个闭式循环,通过主、辅机滑油分油机进行净化再利用,而汽缸油在系统中则是消耗品。
两台主机滑油泵负责将主机滑油循环舱中的滑油抽出流向主机滑油冷却器,管路中还设置有压力开关以及自动转换,配合一个温控阀形成一个小系统,若滑油温度符合标准,就不需要经过主机滑油冷却器而是直接流向主机滑油自清滤器及旁通滤器,滑油经过处理以后流入主机供主机冷却系统使用,使用完流入主机滑油循环舱形成一个闭式循环。
汽缸油从汽缸测量油柜流出,经过一个单联滤器进入主机,对汽缸盖等高温受热部件进行冷却,使用后流入主机滑油循环舱。
辅机滑油系统,滑油从滑油输送泵及辅机滑油分油机进入系统,流进辅机滑油循环舱,滑油经过泵压流入三台辅机,使用后的滑油流回辅机滑油循环舱形成循环,油雾直接进入油雾箱,滤器滑油泄放进入废油舱,辅机滑油循环舱中的油经过辅机滑油分油机进行处理。
滑油输送及分离系统滑油输送及分离系统包括了滑油输送与滑油分离两个部分,滑油分离的管路通过主、辅机滑油分油机供给泵从主、辅机滑油循环舱及澄清舱中将滑油泵出,两路管系分开进行,中间设置有截止阀,供特殊情况应变使用,两路管系都经过蒸汽加热器进行处理,加热后的滑油流入各自的滑油分油机,经过分油机处理后的油渣流入油渣舱,纯净的油重新回到主、辅机滑油循环舱及澄清舱。
滑油输送系统与燃油输送一样,废油舱、燃油泄放舱以及油渣舱中的油经过油渣泵泵压至排岸接头,从船上排出,或者泵至焚烧炉废油柜,供焚烧炉使用。