滑油舱(lubricating oil tank)是船舶上储存滑油而设的舱室,滑油舱与循环滑油舱通常设在机舱下面的双层底内,为防止滑油污染,四周设在有隔离空舱。
滑油舱布置设计
①滑油储存舱容量应符合续航力计算的要求,当舰船上使用不同规格的滑油时,应分别设置滑油储存舱。
②循环滑油舱、滑油储存舱、污滑油舱的容积和布置应符合规范的规定,其数量与动力装置的配置数量相当。
③滑油舱不得与弹药舱、淡水舱相邻布置,必要时可设置隔离空舱。
滑油管路系统
功用
为柴油机、增压器等船舶动力装置设备供应足够的、符合质量要求的滑油,确保有关摩擦副处于良好的润滑状态,避免发生干摩擦并在润滑过程中带走部分热量,起一定的冷却作用。
形式
滑油管路通常根据柴油机的结构型式可分为湿底壳式和干底壳式两种。
(1)湿底壳式
滑油存放在柴油机的油底壳(曲轴箱)中。正常运转时由柴油机自带油泵抽吸油底壳内的滑油,经
滑油冷却器至各润滑部件进行润滑,然后靠重力又流回油底壳中,形成循环系统。这种管路比较简单,柴油机带滑油泵,管路依附于机体上,油底壳存油量少。但该系统的缺点是油底壳中的滑油将经常受到燃烧室泄漏的高温燃气的污染,容易变质,故滑油的使用寿命短。一般用于小型柴油机。
(2)干底壳式
滑油储存于单独设置的滑油舱(柜)之中,有如下两种形式:
①单泵系统。滑油循环舱(柜)设置于柴油机油底壳下方。滑油泵自该舱(柜)吸油,经冷却后进行润滑,然后借重力流至柴油机底部,再流回滑油循环舱(柜)中。
②双泵系统。该系统有两台滑油泵,一台具有单泵系统中的吸油和泵送功能;另一台则专门用于抽吸柴油机底壳中的滑油,将油泵至循环舱(柜)中。该系统的循环舱(柜)设置不受柴油机位置限制。滑油不存于油底壳中,改善了滑油T作条件,延长了使用寿命,但需增加一台滑油泵。
在柴油机滑油系统中以单泵干底壳式滑油系统居多,其特点是储油量大,滑油沉淀与净化处理方便,冷却充分和滑油使用寿命长。但其所占位置较大,管路较为复杂。干底壳式滑油系统广泛用于大、中型柴油机中。
重力循环式滑油系统是用滑油泵将滑油泵至柴油机上方的高置油箱中,滑油在重力作用下送至柴油机各润滑部位,最后流至循环油箱。该系统的特点是滑油压力均衡,当泵出现故障时系统存油可维持一段时间的润滑;柴油机起动前或停车后,可起动滑油泵继续润滑,有利于轴承预润滑和散热,但高置油箱受机舱高度的限制。
组成
滑油管路一般由滑油储存舱(柜)、滑油循环柜、净化设备(滤器、分油机)及滑油冷却器等组成。
滑油管路系统的工作原理
注入、储存与净化管路
滑油自甲板注入头注入,分别储存于滑油储存舱或主、副机滑油储存柜与气缸油储存柜中。
滑油储存舱或滑油循环柜的滑油可由滑油输送泵或分油机的吸入泵驳至主机滑油沉淀柜和发电机组滑油沉淀柜或主机与发电机组储存柜中,储油舱和各循环柜的滑油可由滑油输送泵进行驳运或排出。
滑油油渣柜、扫气(箱)泄放柜的污油则可由污油泵输送到焚烧炉燃烧。
循环使用的滑油在使用一段时间后,品质逐渐下降,要进行清理净化。其清理净化方式有以下两种:
(1)轮换清理净化。把品质下降的污油,定期从油池中抽到机外进行净化处理,净化后的滑油再送到循环油柜继续使用(此种净化模式多用于发电机组或小型船舶动力系统)。
(2)平行清理净化。发动机一边工作,一边不断从循环油柜中抽出一部分滑油,经滑油分离机将同体杂质和水分清除掉,又送回循环油柜中。滑油平行清理净化原理如图1所示。
轮换清理净化滑油的品质是不稳定的,刚清理净化过的滑油品质好,随着使用时间的增加,其品质逐渐下降。而平行清理净化能使滑油保持稳定的品质,是常用的滑油净化方式。
图2是某船的滑油系统净化管路。在航行中主滑油泵工作的同时,主机滑油循环柜1中的部分滑油被分油机吸入泵3吸人,经分油机加热器4加热后,进入分油机5中进行分离,分离后的净油由分油机回到滑油循环柜。这是一种连续净化方式,在滑油循环工作的同时进行分离,常称之为平等分离法或旁通分离法,同时,分油机吸入泵也能够吸入沉淀柜中的滑油,经分离后,净油由分油机排出泵送至滑油循环柜或储存柜。
供油管路
图2中的主机为干底壳式润滑管路。在滑油系统供油管路中电动主滑油泵7将滑油从循环柜1吸出,经双联磁性滤器8送至滑油冷却器9,冷却后进入主机滑油总管,再经支管分送至有关部位,润滑后的滑油靠重力流至油底壳,再流回设在双层底的循环柜1。
滑油管路系统的要求
滑油管系主要是对柴油主、副机进行润滑和冷却服务的,所以其系统设计主要针对柴油机来考虑,通常都是依据船舶的总体性能,主、副机特性参数及有关要求来进行设计,具体要求如下:
(1)滑油管系的布置应该保证船舶在横倾及纵倾一定角度范围内可靠地工作。
(2)大型船舶主机滑油管系的设备都比较大,所连接的管径也大,故在布置时要从多方面考虑尽量缩短其管子长度,系统的管路应简单,以方便管理和节约能源。
(3)油泵位置应尽置靠近油舱(柜),这样不仅可缩短管路,还保证了泵的正常吸入。
(4)滑油泵有输送和供给等多种用途。输送泵一般常用齿轮泵,供给泵较多使用螺杆泵,也可选用齿轮泵,螺杆泵的排出压力较高,但由于其精度较高,所以对滑油的清洁度要求较严。
(5)为保证正常航行,主机滑油泵至少应设置两台,互为备用,其中至少一台为独立驱动泵;滑油泵的排量和管路布置,应能当任何一台滑油泵停用时,另一台泵能满足主机最大功率运转的需要。
(6)滑油泵的容量及其管路结构的设计,应满足任一台滑油泵停止工作时,另一台泵能满足主机最大功率运行时对滑油的需要量。
(7)对于多台副机共用一条滑油管路时也须设一台备用泵。
(8)主滑油循环泵或其出口管路上应设置安全阀,以防止管内压力过高,其调定压力为管路正常供油压力的1.1倍。
(9)滑油系统应设置滑油冷却器。
(10)为保证润滑油质量,滑油系统中应设置沉淀柜、粗滤器与细滤器、分油机等净油设备,并安装温度、压力、液位监测报警装置,以防事故的发生。
(11)当滑油舱与燃油舱、水舱相邻时,必须设置隔离空舱,以保证滑油质量。
(12)滑油舱根据需要设置加热设备。加热用蒸汽应为饱和蒸汽,其压力应不大于0.7MPa。
管系的布置设计
设计时应注意下列设备的布置:
滑油循环泵及过滤器布置
滑油循环泵的形式,除主机自带外,对于独立的则有立式和卧式两种。为了从双层底循环油柜可靠地吸油,滑油循环泵的布置应根据吸入高度来安置吸人管。吸入管长度应尽可能短些,如对齿轮式滑油泵,允许的吸入高度一般是3m水柱;对螺杆式滑油泵,则允许的吸人高度较大些,为4~5 m水柱。所以滑油循环泵吸口应尽量靠近柴油机或循环油柜。
从滑油循环泵至过滤器的出口管路上,所布置的弯头应该少些。弯头不仅会增加管路阻力,更严重的是会导致管路的振动而损坏管子。依据实测,在滑油循环泵出口管处是压力波动(管路振源)最剧烈的地方。如在
齿轮油泵出口管上,最大振幅处的压力可达到油泵平均压力的3倍以上。离油泵出口越远,振幅就越小,一直到过滤器以后,压力实际上就稳定在一定数值上。所以在布置滑油循环泵和过滤器时,应该考虑到在滑油循环泵出口到过滤器的一段管路上一方面使弯头要尽可能地少,另一方面则把循环滑油泵与过滤器靠近,来缩短这一管路的长度,这样都可减少振动现象。
对于滑
油过滤器,一般是布置在滑油冷却器前面,因为这时的滑油温度较高,有利于减少过滤阻力和提高过滤效果。
滑油分油机与分油机加热器的布置
在船上,滑油分油机既有与燃油分油机一起布置在专门的舱室内,也有单独布置的。不论上述何种情况,滑油分油机吸油泵要从处于双层底的循环油柜吸油。从吸油泵的允许吸入高度和吸入管阻力考虑,滑油分油机大多布置在机舱底层。若滑油分油机布置在机舱平台,那么根据油泵的吸人高度就要考虑在吸入管路上再加设专用的吸油泵;否则就难以吸油。
为了保养检修,滑油分油机上部甲板构架处要安装起吊横梁和起吊设备,因此在布置时要考虑到滑油分油机上部的空间位置。为拆装清洗分离筒,在其周围也要留有适当的地位。
从分油机排渣口到油渣柜的连接管宜布置成倾斜式,依靠重力,污渣就易流人油渣柜中。
滑油分油机加热器一般都设置在分油机后面或侧面的舱柜壁上。布置时要考虑到能容易地从分油机加热器中取出加热管进行更换。
滑油舱柜的布置
滑油储存柜宜布置在靠近甲板注油口的位置并具有一定高度,以借助重力补入循环油柜或进入驳油泵。
滑油循环柜一般布置在主机下面的空间位置处。滑油循环柜的结构形状及其布置关系到滑油管系的工作可靠性。滑油循环柜形状过窄过矮,都能使船舶在摇摆或油位降低时油泵不能可靠而连续地吸油。所以滑油循环柜的长度与宽度之比,通常推荐在1~2之间,而其高度应保证油泵吸入口以上的油位在任何时候都不低于200~ 250 mm,以使船舶在倾斜情况下也能可靠吸油。滑油循环柜的位置应考虑到滑油能自主机自由流人,而且油泵允许吸人高度不超过前述所规定的数值。
滑油循环柜底部形状应有利于排除在油泵吸入口附近积聚油渣的可能性,以及有利于滑油的吸出。油泵吸入管的末端应离柜底100 mm以上,并且油泵吸人管与油柜进油管要布置在相反方向的两边,以免将污油由油泵吸入管吸人。为避免滑油进入柜内引起泡沫飞溅而夹带空气,故油柜进油管管端应伸人油面以下,并且在进油管与油泵吸人管之间设置隔板,以减小油面的波动。
增压器滑油重力柜的布置
在主机具有独立的增压器滑油管系的船舶上,由于大多增压器位于主机的右侧,所以增压器滑油管系均布置在右舷。
如果增压器是强制循环式
压力润滑,那么增压器滑油重力柜只作为应急用。它的位置必须离增压器轴线以上12 m左右的高度。
一例主机滑油循环柜进水事故分析
事故经过
WT轮是一艘
巴拿马型散货船,船龄10年。2016年10月25日,WT轮在国外某港装货。18:44机舱后污水井水位高报警,值班机工下机舱复位警报,查看污水井情况,未见明显异常,然后回集控室给当值大管轮打电话,告知机舱后污水井报警。大管轮下机舱查看后污水井状况,巡视机舱舱底,发现舱底污水柜道门和污水柜警报法兰漏水,观察到漏水有明显有一定压力。同时,发现
油水分离器漏斗冒水,水柱高约30厘米。大管轮立即呼叫三管轮和机舱人员下机舱。机舱人员陆续到机舱舱底查漏,三管轮检查油水分离器出海阀、紧固污水柜道门螺丝,二管轮和机工长紧固污水柜警报法兰螺丝,电机员用塑料布遮蔽周边电气设备,其余人员到舱底检查其他部位是否有漏泄。
18:54舱底水位明显上涨,主机飞轮下污水井满,污水前流。副机间、造水机底盘、备件间下水道有水冒溢,判断海水是从污水柜泛上来的。船舶应急排水,但水位仍缓慢上涨。测量主机滑油循环柜油位,循环柜进入海水约2立方米。大管轮停主机滑油泵,防止海水进入主机滑油系统。
因一直没有找到漏点,船上推测可能是污水柜底部洞穿通海,紧急磋商后与工头沟通,暂停No. 7货舱装货,改装No.2货舱。
19:30大管轮和二管轮查清污水柜管系连接情况,判断海水经
生活污水处理装置漏入,三管轮关闭生活污水出海管路截止阀DSV4(24日三管轮违规打开该阀)。
21:03前污水井警报恢复正常,21:07后污水井正常,此时,距离第二天02:00船舶开航时间不足5小时。再次测量主机滑油循环柜油位,循环柜已满,估算柜内进水量6 立方米。主机基座下包括主机飞轮下污水井,已经漂浮了从滑油循环柜溢出的滑油。主机系统油约13立方米被海水污染,不能续用,只能紧急彻底清洁主机油底壳和滑油循环柜,换新全部滑油。
事故原因分析
(1)生活污水处理装置的运行管理存在疏漏。三管轮未能及时发现设备存在的问题。生活污水舷外出海可闭防浪阀DSV6不能够自动关闭,生活污水处理装置进口可闭防浪阀DSV2虽手动关闭,但关闭不严,三管轮未能及时发现。在装货快,内外压差快速增大时,海水倒灌进入生活污水处理装置,通过污水处理装置的应急溢流管泄放到舱底污水柜,污水柜满后通过油水分离器的漏斗、污水柜道门盖、污水柜警报法兰等部位漏泄到机舱舱底。还有一部分海水漏泄到备件间、副机间和造水机接水盘,通过下水管道流到后污水井。该轮生活污水处理装置安装在机舱No.3平台(距船底基线9.5米),设计位置过低,船舶夏季满载吃水14.0米,本航次装载吃水约11.0米。
(2)三管轮、电机员对所属设备管理不到位,多处警报故障,未能在第一时间发出报警,导致险情不能被及时发现,贻误了时机。污水柜的警报接线断了一根,没有报警。抵港前检查报警正常,可能是抵港舱底清洁时,被人碰断或船体震动磨断,未能及时发现。生活污水处理装置高位报警浮子被垃圾卡阻,没有报警。由于两个警报都没有在第一时间发出报警,贻误了险情处理最佳时机。
(3)设备维修保养不到位。大管轮未能发现主机油底壳和主机滑油循环柜连接管法兰螺丝松动,存在渗漏安全隐患。当舱底污水高于法兰时,污水顺着法兰漏入主机滑油循环柜。螺丝、垫床在主机曲柄箱内,需主机停车后才能检查,存在一定的隐蔽性,船舶隐患排查工作不够细致深入。
(4)三管轮在生活污水处理装置的运行管理上存在违规操作,生活污水处理装置的安装和管系布置不是最优设计。该轮生活污水出海截止阀DSV4和处理装置进口可闭防浪阀DSV2布置在重载水线以下,可闭防浪阀DSV2、DSV6,截止阀DSV4与处理装置连接管路高点均在重载水线以下。阀DSV6和DSV2一旦关闭不严,会导致海水倒灌进入处理装置,加上处理装置闭式应急溢流管路等非优化设计,船舶未能高度关注,三管轮违规操作带来巨大污染风险。
(5)船舶应急反应能力欠缺。三管轮不熟悉设备和污水系统管路布置,不清楚污水处理装置应急溢流管溢流到污水柜,不清楚当生活污水处理装置污水排出泵置手动或污水排出泵故障来不及排出装置内污水而高水位报警后,若不及时采取措施污水会应急溢流到污水柜,轮机人员因不能及时找到漏水点导致贻误了应急反应时机。