关于船舶滑油系统设计的研究

关于船舶滑油系统设计的研究

孟锁蒋啟航

大连中远海运重工有限公司辽宁省大连市116113

摘要：国家经济建设的快速发展，使得各行各业发展迅速，在海上运输工程中，船舶行业起到了至关重要的作用。在船舶中的滑油系统主要指的是滑油输送、净化、泄放等系统的集成，但经过长时间的工作运转，船舶滑油系统也偶尔会出现各种故障，对船舶及相关人员造成不良影响。为此，本文将通过重点分析研究船舶滑油系统的设计，以滑油系统中的乳化故障为例，对如何优化传播滑油系统设计进行简要分析研究。

关键词：船舶；滑油系统设计

引言

改革开放以来，我国经济快速发展，海上运输业发展迅速，稳定。对于关键的海上交通工具船舶的安全度越来越重视。船舶滑油系统是保障主、辅汽轮机设备安全稳定运行的关键配套系统。由于船舶汽轮机设备的止推轴承、支撑轴承多采用滑动轴承，若各金属表面直接摩擦极易导致轴瓦烧熔，因此船用滑油系统的功能是向主、辅汽轮机设备提供工作温度在30~50℃，工作压力约为0.1MPa的润滑油，促使轴瓦建立油膜，加强润滑，减少干摩擦，同时带走旋转金属表面摩擦产生的热量，确保轴承工作温度，使系统设备安全可靠运行。

1船舶滑油系统的设计

1.1管系布置

在设计布置船舶滑油管系的过程中，出于设计成本以及密封性、安全性等角度的综合考量，设计人员应当尽量将管系设计布置在与热源具有较远距离的位置处，同时使用直管的布置方式，尽可能避免出现管道接头。此外，滑油管系不可与其它管系相互混用，需要将滤器设置在滑油管系当中，当设备正处于满负荷运行的状态下需要注意清洗滤器。

1.2管材选择

通常情况下，船舶滑油系统当中吸入管和排出管的流速分别在0．4到1．2m/s，以及0．8到2m/s的范围之内，因此在设计使用管材的过程当中应当对流速给予充分的考量。如果船舶滑油系统对管道的流速要求比较高，则应当尽可能选用管径比较小的管材，保障管道能够拥有较高的流速。但如果船舶滑油系统对管道的流速要求并不高，则应当尽可能使用管径比较大的管材以减少流阻。另外，在挑选管材的过程当中还需要对管材的抗腐蚀性以及整体性能进行全面检查。

1.3生产设计管路放样应综合考虑

在设计时，油舱透气集管的泄放管与其它舱柜的泄放管路最好独立分开泄放至油渣舱，或者透气集气管的泄放阀选用截止止回阀；个别油舱如分油机的油渣柜，由于其水汽比较多，为防止其污染其它舱室，透气管最好与其他油舱的透气管分开，独立接至油雾箱；适当增加集气管上放泄管的管径，提高安全系数，以保证凝水、油污能够及时排出集气管，有效的防止凝水与油污回流至油舱产生污染；生产设计管路放样应综合考虑，考虑管路连接的方便，节约管材、布置美观、减少箱柜开孔的同时，也应考虑整个相关联的管路系统性能，完全满足详细设计的技术要求。

1.4阀及附件的选择

一般情况下所有的管路（通常情况下透气管和溢流管除外）都必须有阀以便于检修。如果管路交叉则所有的支路上也必须有阀件。但是主机滑油循环舱如果位于双层底且下面没有隔离空舱与船体外板隔离的话则这个主机滑油循环舱的透气管就要加阀。阀件的型式同样根据规范和规格书选取加果规范和规格书无特殊说明，一般我们可以根据通用惯例来进行选择，但对于通径较大的阀（一般为大于ON80），则尽量选用外形较小的蝶阀代替截止阀，对于其它特殊阀件等都要根据厂家标准进行选用。

1.5滑油循环舱和循环路径的布置设计

滑油中的固体颗粒有充分的时间沉淀；避免大量回流热滑油的冲击和扰动引起滑油泡沫的产生，这会加剧滑油氧化；使滑油充分循环，不存在滞留区域以防止大量油渣的积聚，从而避免在恶劣海况下，这些油渣随滑油流动到滤器而引起滤器堵塞。关于吸口位置的布置，应满足SOLAS第c部分第26条的规定：“主推进装置和船舶推进与安全必需的所有辅机，均应设计成安装于船上后，在船舶正浮时以及向任一舷横倾至15°和向任一舷横摇至22.5°，并同时首或尾纵摇7.5°时能正常工作。考虑到船的种类，尺度和服务情况，当局可允许这些角度存在偏差”。同时，避免滑油泵在上述条件下吸入空气，还要满足主机厂家要求，使吸口靠近循环路径开口，如果吸口远离循环路径，则需要在吸口周围增加循环路径，以便于滑油泵抽吸。

1.6优化设计

在设计船舶滑油系统时，需要设计人员对于可能造成滑油系统出现海水渗漏的部分进行重点考虑。譬如说位于曲柄箱当中的滑油连接管路中，需要设计使用具有较高质量和良好密封性的橡胶垫床，同时要求工作人员定期对橡胶垫床的密封性进行全面检查，每过两到三年需要重新更换橡胶垫床，避免因橡胶垫床长时间的使用而出现老化。不仅如此，考虑到在船舶滑油系统当中连接柴油机曲柄箱以及主机滑油循环柜的管道处容易出现密封不足的问题，因此在设计连接船舶柴油机曲柄箱以及主机滑油循环柜时，可以选择使用波纹管和膨胀接头代替现有的连接方式，从而在有效固定柴油机的基础之上，增强连接管道的密封性。

2船舶滑油系统中的乳化故障

2.1故障现象

在船舶运行的过程中，由于船体外部或是主机机座连接循环柜等位置处出现海水泄露，将导致海水渗入循环柜当中，一旦海水数量过多将直接导致主机系统中的滑油因渗入过多海水而出现乳化现象，即润滑油的颜色从原来透明的黄色变为乳白色。

2.2在滑油众多理化指标中，黏度是油品最重要的指标

它能衡量滑油的润滑能力。黏度越大，油膜厚度也越大，润滑性能就越好。但黏度过大，不仅增加摩擦阻力，而且浪费能源。反之，过低的粘度也不能形成足够的油膜而导致摩擦增大，损坏机械。滑油的黏度是否合适，不仅要看某一温度的黏度，还要看黏度随温度变化的性质，即滑油的黏温特性。柴油机在工作过程中，随着滑油温度升高，滑油的黏度大幅下降。例如：当滑油流经运动副表面时，局部的高温、高压会使滑油氧化。同样，各种杂质的掺入也会降低滑油的流动性，最终导致黏度升高。

3船舶滑油系统中乳化故障的解决优化方案

3.1沉淀分离

工作人员需要首先对各种相关参数譬如说主机滑油压力值、轴承和活塞冷却温度值等进行观测判定，在保障其并无异常情况的前提下，需要及时采用沉淀分离的方法对乳化的滑油进行净化处理。在加热沉淀柜当中的油直到其温度能够对达到80℃之后，将一半已经乳化了的滑油驳出，对其进行一天的沉淀分离之后，打开放残阀释放出部分海水，此后再将剩下的油重新放入循环柜当中。然后再按照相同的方法对剩余的乳化滑油进行分离处理，经过反复多次的沉淀分离，原本乳化成全白的滑油可以逐渐恢复至略浑的黄色。

3.2更换新油

在更换过程中，船舶必须停靠在岸，由工作人员负责驳出所有滑油系统当中的滑油，对主机滑油循环柜、曲柄箱等设备进行全方位地清洗，最后更换所有的滑油。而当完成滑油的全部更换之后，船舶需要定期交由专业人员进行全方位地检查，尤其是需要对主柴油机以及各种运动部件譬如说轴瓦、轴系等进行认真检查，检查其是否存在不正常的磨损情况，如果检查结果一切正常则表明采取沉淀分离和离心分离法确实可以有效用于解决船舶滑油系统中滑油因进入海水而出现乳化的问题。

结语

系统设计是一个复杂的工程，牵一发而动全身。任何船舶系统原理图的设计均要综合考虑，对于设计员来说，做系统设计时不仅要满足相关规范规则要求还要考虑系统的优化设计、施工的难易程度、设备的布置和维修方便等因素，只有这样才能准确有效的设计出一个合格、合理的系统，合理的设计能有效地促进船厂的造船精度和进度的提高乃至成本的减少。

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