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GEA分油機排渣后電流大,原因有點不一般

GEA分油機由于結構簡單、使用可靠、維修方便,所以在船上得到廣泛使用。此設備常見的故障原因有保養不到位、處理的油質量發生變化,但保養周期和軟件設置沒做相應變化、備件質量不達標、軟硬件安裝環境惡劣或者傳感器、檢測探頭損壞或檢測功能性缺失等,這些原因所造成的故障較為常見,但也偶有一些不常見的故障出現,本文從工作入手分析故障案例與同人交流探討。

1 分油機主要組成部分

分油機的主要組成包括:驅動電機(Drive Motor)、傳感器模塊(Sensor Blocks);電磁閥組件(Solenoid Valves)、立軸組件(Spindle Comp)、離合器組件(Centrifugal Clutch)、離心和液體傳感泵(Centripetal & Sensing Liquid Pump)、分離筒(Bowl)、傳動皮帶(Drive Belt)及監測、反饋、控制系統的軟、硬件等,見圖1。


圖1 GEA分油機主要組成部分
驅動電機的主要作用是為整個系統提供穩定可靠的動力源。離合器組件確保驅動電機在啟動的時候可以通過皮帶的傳動,把來自電機的旋轉動能緩慢可靠的施加到立軸上。離心泵和液體傳感泵都是利用自身旋轉的動能把相應的液體(分離后干凈的液體和分離出來的水分)泵送至相應地方,使設備能連續運行。分離筒的作用是利用高速旋轉產生的離心力,使工質中的水、雜質、不同的液體分開。傳感器模塊是監測設備的工作條件并把監測的情況反饋給中央處理單元。傳動皮帶把電機的旋轉動能傳遞給立軸,同時使電機和立軸既相互聯系又能保證相對的獨立性。

2 故障案例

2.1 故障現象

本船所用分油機設備為2014出廠,型號為GEA OSE5-91-037/5。某日夜間機艙巡視檢查時發現No.1滑油分油機的電流比平時大一些,具體故障現象見圖2和3。據機艙分油機主管人員描述,當時觀察到分油機手動排渣,電流就不正常了,除此之外沒有其他故障報警或故障現象。

圖2 故障狀態 

圖3 正常狀態

2.2 故障分析

該型號的分油機正常運行時的電流為4.2~4.8 A,而故障時的電流為8.6 A左右,較正常值大近1倍。現在根據大管輪的第一現場描述,作如下分析。
第1種原因:可能是排渣造成的(比較常見,也符合機艙分油機主管的現場描述),分離筒內部渣漬太多,引起運轉不平衡(一般會伴有分油機本身抖動),進而阻力過大,導致電機電流過大。對分油機進行解體工作,在解體過程中發現分離筒比較干凈,與先前的分析不符,故排除此項原因。
第2種原因:可能是立軸軸承損壞(一般也會伴有分油機本身抖動),造成運行阻力過大,進而導致電機電流過大。因此,手動盤轉立軸,但并沒發現有滯阻感和頓挫感,拿掉分離筒,開啟分油機,讓分油機馬達僅帶動立軸旋轉,發現電流還是大(8.4 A左右),而且運轉時也未發現立軸抖動,運轉也很平穩,這說明立軸本身也正常。至此第二種原因排除。
第3種原因:馬達自身問題導致電流過大,如馬達彈子盤損壞(一般馬達會發熱和抖動)、馬達缺相(啟動困難同時伴有嗡嗡的響聲)、接觸電阻大或者馬達繞組線圈的三相電阻不平衡等。對此,拿掉分油機皮帶,然后再開啟分油機馬達,僅馬達空轉,發現顯示電流仍然較大(8.4~8.6 A),至此原因比較明朗,問題的原因可能在馬達。但進一步分析,如果馬達電流出現近1倍的增長,那么馬達發熱量會成倍增加,但這種現象并沒有發生(實際上馬達外壁溫度大概50~60 ℃),而且馬達運行平穩,也沒有較大抖動和聲響異常,這就排除馬達缺相、彈子盤軸承損壞的問題,說明馬達自身可能沒問題。為進一步解決這種矛盾,用鉗型電流表測量馬達運轉電流4.6 A左右,三相均衡,同時把這臺馬達的電流與正常運轉的另一臺(No.2滑油分油機)馬達電流進行比較,發現基本一樣,所以馬達的接觸電阻大和繞組線圈三相電阻不平衡的原因也排除。綜上考慮,馬達確實沒有問題,排除第3種原因。
第4種原因:馬達的測量電路、轉換電路或者顯示部分有問題。檢查線路圖發現馬達電流由電流互感器(見圖4)測量并轉變為0~1 A的電流,然后0~1 A的電流再送到T1轉換器(見圖5),經T1轉變為4~20 mA的模擬量,該模擬量再送到K1(見圖6)的模擬量輸入通道AI0-1,模擬量信號在此,再轉換成相應的電流值進行顯示。圖7為電路圖。因此,最終將故障鎖定在這3個地方。

圖4 電流互感器 


圖5 T1轉換器 


圖6 K1 

圖7 可能出現故障的部件電路圖

2.3 故障解決

確定問題可能出現在這3個地方后,進一步分析這3個可能的原因。電流互感器出問題的可能性較小,因為顯示屏上還能正常顯示出電流的波動,僅是值偏大,而不是顯示為0或者無窮大。如果是電流互感器有問題,一般是斷路或者是短路,顯示屏顯示為0或無窮大,顯然造成的故障現象和觀察到的故障現象不一樣,所以故障肯定出在T1或K1上。T1是把0~1 A的電流轉換成4~20 mA的模擬量,K1是對4~20 mA的模擬量進行相應轉換和顯示,二者都極有可能是真正原因,無法從理論上進行進一步排除,實際也很難進行測量。所以,對T1和K1進行逐一替換排除,最后發現故障為K1,K1在證據確鑿、事實清楚的情況下,終于被定位。

2.4 總結啟示

通過這一故障分析解決的過程,不難發現由于船上的分油機間工作環境惡劣(高溫、高濕),分油機本身和船體也都是復雜的振動源,如果這些有害源出廠設計時處理不好或后期修理過程中未達到使用要求,電氣方面也經常會發生一些問題、產生一些故障。所以,當設備發生問題時也要及時向這方面考慮、分析,另外還要及時更換一些老化的部件,這樣就會減少一些突發的故障,使設備的工作更加可靠。

3結束語

1)當常用設備出現不常見的問題時,要從故障的實際現象出發,結合理論知識,思路清晰地去逐一排除故障原因,不要盲目地去擴大問題的范圍,從而使產生問題的原因由一兩個變成七八個,在這七八個“真假悟空”中迷失了自我,而導致問題不能得到及時有效的解決。
2)對于出現的故障,要從紛擾的現象中分析出具體的幾個原因,然后再結合解決問題的實際過程中的現象,及時對前面分析的原因進行排除,理論聯系實際,實踐驗證理論,形成解決問題閉環,抓住主要矛盾,抽絲剝繭,層層推進,這樣剩下的問題就會越來越少、越來越清晰明朗,才能離真相越來越近。
3)要在遇到問題、解決問題的過程中學會總結問題,掌握事物發展的基本規律,做到事半功倍、馬到功成。
4)要經常對電子器件進行檢查,及時更換老化嚴重的部件及申請備件。

參考文獻
[1]康以宣.GEA分油機排渣后電流大故障解決實例[J].航海技術,2022,No.255(03):50-52.
作者簡介
康以宣,工程師,上海中波輪船股份公司
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