自從用了低硫油，副機高壓油泵得了各種病...來找原因

大胡yghhbic7ua 2022-02-13

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0、引言

隨著人們環(huán)保意識的逐漸提高，全世界對環(huán)境的污染越來越重視。根據(jù)IMO官網(wǎng)統(tǒng)計顯示90％的世界貿(mào)易依靠海運完成，目前船舶燃油主要有重油（Heavy fuel oil）和輕柴油（marine diesel oil）兩種。HFO是船舶最為廣泛使用的一種燃料油，在柴油機內(nèi)燃燒,會產(chǎn)生并釋放出硫氧化物（SOx）等有害物質(zhì)。因此IMO基于對海洋環(huán)境的重視，發(fā)布了2020全球范圍內(nèi)實施船舶燃油硫含量不得超過0.5％m/m標準的要求。因此低硫燃油的使用尤為重要，但低硫燃油是一種調(diào)和型燃油，當轉換使用低硫油不當時，可能會導致燃油系統(tǒng)及設備故障，對副機高壓油泵柱塞偶件磨損加劇甚至卡阻。

1、使用低硫燃油對副機高壓油泵的影響

一般燃油主要技術指標有粘度、硫份、閃點、灰分等。而低硫燃油與高硫燃油相比具有高熱值、低粘度、低比重、低潤滑性等特性。故低硫燃油在船上使用對設備都有可能帶來影響。然而船舶機械設備是基于重油/船用柴油設計的，低硫燃油使用對船舶副機及附屬附件將會面臨巨大挑戰(zhàn)，得慢慢去摸索經(jīng)驗。面對新型低硫油如此多技術細節(jié)，唯有思想上高度重視，才能攻堅克難。

1.1、粘度對船舶副機高壓油泵（四沖程發(fā)電柴油機）的影響

低硫燃油本身含硫量低，而硫本身可以提高燃油潤滑性，但是低硫燃油在提煉的時侯要脫硫，從而就大大降低了燃油的潤滑性，導致副機柱塞偶件潤滑不良而磨損。并且低硫燃油本身粘度低（粘度；液體在重力作用下流動時的內(nèi)阻力。其大小表示燃料的易流動性、易泵送性），其易泵送性差會導致油膜建立困難。本身燃油可以在柱塞偶件0.0018-0.003mm的配合間隙中，形成一層起到潤滑的油膜。但因低硫油易泵送性差，繼而導致燃油無法形成良好的潤滑油膜，使高壓油泵柱塞偶件磨損加劇，間隙加大發(fā)生內(nèi)部泄漏，最終導致副機高壓油泵供油故障。

2、低硫燃油中硅+鋁（AL+Si）含量對副機（四沖程發(fā)電柴油機）高壓油泵的影響

低硫油在煉油廠提煉和脫硫過程中會引入催化劑來裂解燃油，從而降低含硫量。而催化粉末（cat fines）就是煉油副產(chǎn)品，俗稱就是（AL+Si）一旦鋁+硅含量大于15ppm進入燃油系統(tǒng)，會對高壓油泵柱塞偶件磨損加劇、卡阻、穴蝕。這些鋁+硅顆粒趨于微小化，而這些催化磨料顆粒的危害極其大，給傳統(tǒng)的分離方式造成很大的挑戰(zhàn)。如何正確的分離很重要，比如可將分油機串聯(lián)，流量調(diào)小加強分離以確保去除微小磨料（AL+Si），才能有效減少這些磨料對副機高壓油泵柱塞偶件的磨損及危害。

（1）cat fines可造成高壓油泵柱塞偶件拉毛卡阻

柱塞偶件磨損一般情況下都是因為低硫燃油中存在的微小磨料（cat fine）顆粒過大或者直徑尺寸與偶件的磨合間隙距離相近所導致的。當柱塞和柱塞套筒在相互作用時，如果作為潤滑的低硫燃油中所含的磨料顆粒較大，就會在不斷的工作中對偶件的配合面進行刮擦（如圖1），從而影響到整個柱塞偶件的密封性，刮擦嚴重的會導致高壓油泵柱塞偶件咬死和卡阻。如果柱塞偶件磨損間隙過大，燃油會順著高壓油泵（如圖2紅色箭頭標注處）柱塞套筒配合間隙下部，從滾輪處流入曲拐箱污染滑油。因此平時應密切關注油底殼滑油的粘度、顏色，適當縮短滑油檢驗周期。

（2）cat fines可造成高壓油泵柱塞偶件的穴蝕

在柴油機中柱塞偶件損壞當中，穴蝕也是常見一種情況。當燃油在被高壓油泵柱塞壓縮噴入缸內(nèi)燃燒時，會產(chǎn)生十分強大的沖擊波，沖擊波本身就會對高壓油泵柱塞偶件造成穴蝕。但現(xiàn)在使用的低硫燃油中，微化顆粒cat fine（AL+Si）與沖擊波相互沖擊更加劇了穴蝕的速率。在日常拆檢副機高壓油泵中會發(fā)現(xiàn)，高壓油泵柱塞偶件尤其是柱塞上部在進回油口處，會發(fā)現(xiàn)有明顯穴蝕和點狀剝落（如圖3紅色標注處），并且會有明顯的點狀凹坑。日積月累的使用從而導致柱塞偶件密封性惡化，柱塞偶件失去了密封性,嚴重的會導致副機啟動困難、各缸供油量超差、破壞合理的供油量、改變最佳供油提前角。再者穴蝕剝落的顆粒也會加劇柱塞與套筒偶件之間的磨損，并使高壓油泵柱塞偶件在運行中卡阻，導致排溫異常升高。

3、建議

（1）在副機供油系統(tǒng)中再加裝一組過濾精度更高級別的細濾器，以便于能更好的去除低硫燃油中的催化顆粒等雜質(zhì)，降低對高壓油泵柱塞偶件磨損的風險。

（2）縮短各級濾器的檢查和清洗更換周期，確保濾芯完整無破損。

（3）低硫燃油使用時加熱的溫度，要根據(jù)加裝時供應商的化驗報告調(diào)整其粘度，防止過熱，以免造成高壓油泵過度磨損或柱塞偶件咬阻，同時便于更好的分離催化顆粒等雜質(zhì)。

（4）cat fine微粒具有高度親水性，可以通過定期對沉淀柜、日用柜進行放殘來降低cat fine含量。

（5）加強副機高壓油泵在使用低硫燃油后的檢查，如發(fā)現(xiàn)泄漏及時進行檢修更換備件。

（6）船舶應對副機高壓油泵常用的備件及密封件，申請足量備件以備不時之需。

4 結語

目前低硫燃油作為新型船舶燃料油，還有很多不確定性。在船上使用過程中相關控制措施和操作注意事項，還不夠完善，還需不斷摸索經(jīng)驗和學習。面對低硫燃油如此多的技術性細節(jié)問題，唯有通過提前研判風險，強化輪機人員的管理能力才能防患未然，確保機械設備安全穩(wěn)定運行，保護好海洋環(huán)境和人類的生命健康。

作者：劉振江中遠海運船員管理有限公司大連分公司二管輪；