船用柴油机燃油在加工过程中会残留水分与机械杂质(如原油杂质、炼化催化剂等),必须经过净化处理方可使用。离心分离是燃油净化的核心环节,其核心设备为离心分油机,凭借高速旋转产生的离心力实现不同密度介质的分离,是船舶领域应用最广泛的分油设备。
离心分油机的核心工作原理基于介质密度差异:将未经净化的燃油注入转速达8000-12000RPM的分离筒后,密度最大的机械杂质受离心力作用被甩至筒壁,通过排渣过程排出;密度居中的水分通过出水口或部分排渣排出;密度最小的净油汇集于分离筒中央,经向心泵输送至燃油日用柜供主副机使用。高速旋转产生的离心力可达介质重力的数千倍,大幅加速分离过程,提升净化效率与效果。
二、设备概况
本次案例涉及的燃油分油机为韩国SAMGONG CO.,LTD生产的SAMGONG-MITSUBISHI SELFJECTOR系列产品,型号SJ-35HH,额定转速10500RPM,采用摩擦片传动模式。该设备搭载HIDENS水分检测系统,无专用出水口,当检测到水分达到设定阈值时,通过部分排渣方式排出水分。
三、工作原理详解
该SELFJECTOR(SJ-G系列)分油机的工作流程主要包括启动、净油、排渣及部分排渣四个阶段,具体如下:
(一)启动阶段
传动电机通电后瞬间达到额定转速,通过摩擦离合器驱动分油机回转体,约5分钟后回转体达到10500rpm的额定转速。
(二)净油阶段
启动程序控制器后,离心力作用使先导阀关闭,密封水电磁阀SV2得电供密封水约5秒,密封水充满闭阀水压室并推动主阀体上移,实现分离筒密封。随后三通阀SV4供电打开供油阀CV1,净油过程启动。运行中,通过调节程序参数C14(间歇供密封水时间)控制SV2间歇供电,确保闭阀水压室维持足够压力,防止排渣口跑油。
(三)全排渣阶段
当达到参数C15设定的排渣间隔时间后,SV4失电停止供油,置换水电磁阀SV3得电供应置换水,将分离筒内存油排入净油管路。约3秒后开阀水电磁阀SV1得电,向开阀工作室供应开阀水(持续时间由T01设定为3秒),开阀水压室充水后,离心力使先导阀滑动开启,闭阀工作水排出,主阀体在回转体内压力作用下下移,密封破坏,水分与杂质排出回转体。
(四)部分排渣阶段
设备通过压力传感器式HIDENS系统实现水分检测。净油过程中,脏油进入分离区后,杂质与水被分离至分离筒外侧,净油经Light liquid向心泵排出;部分净油经分离片外侧,在比重环作用下由重液向心泵经循环管路返回脏液进口,背压调节阀使循环管路维持0.1MPa背压。当分离筒内水分与杂质积累至分离片外侧时,会切断净油通向重液向心泵的通道,导致循环管路背压骤降至0,压力传感器检测到信号后触发部分排渣。
部分排渣与全排渣原理基本一致,核心差异在于排渣水供应时间更短且同步供应密封水:SV4失电停止供油后,约15秒(T00设定值)后SV3得电供置换水;3秒后SV2得电3秒供密封水,1秒后部分排渣电磁阀SV9得电0.6秒,主阀体短时间开启排出水分杂质;SV9失电后,SV2供应的密封水推动主阀体上移密封分离筒,15秒后SV4供电打开CV1,净油过程重启。
四、故障现象及排查过程
(一)故障现象

某航次正常航行时,分油机触发HIDENS报警,油渣柜液位异常上涨。复位重启后,设备正常运行3分钟显示C30报警,5分钟后出现P-DISCHARGE报警,连续部分排渣6次,运行约30分钟后HIDENS报警触发并自动停机。
(二)排查过程
1.压力传感器排查:初步怀疑循环管路压力传感器故障,解体清洗后故障依旧;更换另一台设备的压力传感器后,故障未消除,排除传感器本身问题。
2.分油机本体排查:查阅拆检记录,设备已正常运行一个半月,结合低硫重油易析出石蜡沥青等胶状物的特性,怀疑分离筒内部结油泥导致容积变小。解体检查后发现内部清洁,排除本体故障。
3.燃油品质排查:询问当值轮机员得知刚切换至新加油舱,查阅加油记录单及化验报告显示水分含量0.45%。在第一次部分排渣后取样,发现排出物为黄色粘稠物与水的混合物。结合设备参数(分离筒容积2.6L,部分排渣允许最大存水量1.0-1.6L,分离量1500L/H)推算,油中实际含水量应超过1.5%。经船上滑油化验箱检测,确认燃油含水量达1.75%,故障根源锁定为燃油含水量过高,导致部分排渣次数超出设定阈值触发报警。
五、解决措施
(一)参数调整应急处理
设备报警关联参数包括:C22(水分检测时间,原设定20分钟)、C26(水分检测次数复位时间,原设定30分钟)、C27(水分检测次数阈值,原设定6次),即C22时间内检测到水分次数超过C27则触发报警。现场观察显示,设备每3-4分钟出现C30提示,每150秒左右部分排渣一次,20分钟内检测到5-6次高水分,刚好达到报警阈值。
将C27设定值由6修改为10后,设备不再触发HIDENS报警,维持正常运转,实现应急保障。
(二)运行模式切换根治处理
参数调整后设备运行一天,部分排渣间隔仅由3-4分钟延长至5-6分钟,燃油浪费严重,遂决定将运行模式由HIDENS OPERATION(水分检测模式)切换为PURIFIER OPERATION(净化模式),具体步骤如下:
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更换比重环:解体分油机,根据本批次燃油参数(15℃比重0.9725kg/m³,分油温度95℃),按说明书要求更换对应比重环(由HIDENS模式专用HOC比重环更换为66.5型号)。
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管路阀门调整:关闭循环管路背压阀(V12),打开截止阀(V11)。
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检测功能关闭:打开多监视器(MM32)盖板,将水分检测功能开关调至OFF位。
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控制模式切换:将分油机控制模式由HSH-1改为HBC-1。
模式切换后重启设备,净油过程恢复正常。
六、总结与建议
(一)案例总结
本次故障的直接原因是燃油实际含水量(1.75%)远超加油化验报告标注值(0.45%),超出HIDENS系统处理能力。低硫燃油因加工过程水洗次数多、品质稳定性差,易残留水分;部分不良供应商掺水行为进一步加剧了风险。故障处理过程中,通过’应急参数调整保障运行-模式切换根治问题’的两步方案,有效解决了设备故障,同时通过及时更换高碱值气缸油并加大注油率(提升至1.1g/kwh),避免了主机因燃油问题造成拉缸等严重损伤。
(二)实践建议
1. 燃油管理方面:加强新加油品的抽样复检,尤其关注低硫燃油的水分含量,避免因供应商数据不实导致设备故障;定期对油舱、沉淀柜进行排水排污,防止混油导致水分积累。
2. 设备操作方面:建立参数调整台账,记录不同燃油品质下的最优运行参数;切换燃油批次后,及时检查分油机运行状态,必要时调整比重环及运行模式。
3. 主机保护方面:更换燃油批次后,通过扫气口检查燃烧室及活塞环状态,监测气缸油结碳情况,及时调整气缸油型号及注油率,防范燃油品质问题引发的主机故障。