孟存銀

(南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司,江蘇南通 226000)

1 泵和驅(qū)動(dòng)透平的設(shè)計(jì)選型

1.1 貨油泵和壓載泵的選型

貨油船和壓載泵的設(shè)計(jì)選型以(3～4)萬(wàn)t的成品油輪、10萬(wàn)t的AFRA、MAX油輪、15萬(wàn)t的SUEZ MAX和(25～30)萬(wàn)t的VLCC這4類(lèi)船型分類(lèi)進(jìn)行。表1、表2為日本SHINKO泵廠提供的貨油泵和壓載泵參數(shù)。

表1 貨油泵參數(shù)表

1.2 驅(qū)動(dòng)透平的選用

驅(qū)動(dòng)透平有 5種型號(hào)可供貨油泵和壓載泵選用。我公司VLCC采用的是RVR拉托3級(jí)式,而中小型油輪一般采用RX柯蒂斯單級(jí)式的。具體參數(shù)見(jiàn)表3。

2 泵、驅(qū)動(dòng)透平以及中間軸的構(gòu)造和特征

2.1 貨油泵和壓載泵

表2 壓載泵參數(shù)表

(1)貨油泵和壓載泵的流量適用范圍較廣,可以在額定流量的 10%到120%的廣范圍內(nèi)使用,適應(yīng)從高壓入到低吸入狀態(tài)的吸入條件的變化。

(2)其結(jié)構(gòu)有單層渦輪和雙層渦輪 2種結(jié)構(gòu)。小型泵采用單層泵殼形,其余的泵殼都采用雙層渦殼形。

(3)貨油泵泵殼的材料采用有延展性的青銅渦殼,以減少由于閥誤操作對(duì)渦殼可能會(huì)產(chǎn)生水擊造成的破損。

2.2 驅(qū)動(dòng)透平

2.2.1 蒸汽調(diào)節(jié)閥

蒸汽調(diào)節(jié)閥不僅用于控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,還可起到透平脫扣時(shí)危急安全切斷作用,即當(dāng)透平轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的 115%時(shí),切斷蒸汽閥從而起到安全保護(hù)的作用。透平起動(dòng)時(shí),在電動(dòng)補(bǔ)助油泵沒(méi)有啟動(dòng)的情況下,為防止蒸汽調(diào)節(jié)閥打開(kāi),安裝了起動(dòng)聯(lián)鎖裝置,防止軸承的損傷。

2.2.2 透平轉(zhuǎn)子

RVR形拉托 3級(jí)透平的轉(zhuǎn)子和透平軸是做在一起的,在透平軸端安裝了機(jī)械式的脫扣器(115%旋轉(zhuǎn)數(shù))的偏心環(huán),從而使泵的旋轉(zhuǎn)數(shù)在 50%～ 100%情況下安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

表3 貨油泵和壓載泵的透平參數(shù)表

2.2.3 減速裝置

蒸汽驅(qū)動(dòng)透平使透平轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn),再通過(guò)減速裝置將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速調(diào)整到泵所需要的轉(zhuǎn)速。該裝置采用立式 1級(jí)單螺旋形的減速齒輪,經(jīng)過(guò)精密切齒后再進(jìn)行制齒法的加工。為便于檢修,齒輪罩采用了帶有鉸鏈的設(shè)計(jì)。

2.2.4 潤(rùn)滑油裝置

潤(rùn)滑油裝置由直接連接透平的主油泵、電動(dòng)補(bǔ)助油泵、潤(rùn)滑油壓力調(diào)整閥、潤(rùn)滑油冷卻器、過(guò)濾器以及油箱等組成。

2.2.5 安全裝置

為了確保泵和透平能夠靜止而且安全地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),因此對(duì)安全裝置以及各種儀表的監(jiān)控顯得尤其重要。潤(rùn)滑油系統(tǒng),透平軸旋轉(zhuǎn)速度、透平排氣壓力,泵各部位的溫度發(fā)生異常時(shí),若出現(xiàn)大故障安全裝置應(yīng)該要跳閘,小故障則會(huì)遙控報(bào)警。一般裝有機(jī)械式和電動(dòng)式超速跳閘、低油壓跳閘和警鈴、泵吐出壓力上升跳閘、排壓上升跳閘、泵殼過(guò)熱跳閘、緊急手動(dòng)跳閘等安全裝置。

2.3 貨油泵的自動(dòng)清洗裝置

在貨油裝卸作業(yè)的最后階段,由于貨油艙的油面降低,吸入管內(nèi)產(chǎn)生氣體以及從錐形孔吸入惰性氣體,使泵性能下降。使用自動(dòng)洗艙裝置 AUS后,在貨油泵吸入口處安裝氣體分離器。當(dāng)油液面降到50%時(shí),由于油液面的傳感器發(fā)出信號(hào),設(shè)置在主甲板上泵室入口的真空泵就自動(dòng)工作,在除去氣體的同時(shí),開(kāi)始擰緊泵的排放控制閥。當(dāng)分離器油液面上升到 70%時(shí)真空泵就停止,排放控制閥完全打開(kāi)。當(dāng)液面下降到卸油的最后階段時(shí),2臺(tái)真空泵全部工作,排放控制閥開(kāi)度逐漸接近關(guān)閉,液面降到3%時(shí),持續(xù)3m in后,該系統(tǒng)自動(dòng)停止卸油作業(yè)。

2.4 中間軸裝置

中間軸裝置具有保持機(jī)艙和泵室的軸貫通處密封作用,能防止裝卸油時(shí)油船從滿(mǎn)載狀態(tài)到空船的船體變形所造成的透平和泵的偏離,使其運(yùn)轉(zhuǎn)更安全。該裝置由 2根軸組成,上部由軸承支架固定,下部中間軸是浮動(dòng)式,連軸器采用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器。

3 安裝和使用中的注意點(diǎn)

3.1 測(cè)定船體變形中間軸的中心

安裝透平和泵時(shí),測(cè)定泵和透平之間中間軸的中心非常重要,船廠調(diào)整泵和透平的中心一般在干塢內(nèi)進(jìn)行。在干塢內(nèi)要事先找好偏心點(diǎn),在下部中間軸短的情況下,應(yīng)特別注意把油輪的每個(gè)船體狀態(tài)都能容納中間軸。

下端中心軸的軸心測(cè)定如圖 1所示,具體步驟如下:

(1)加工 1根臨時(shí)軸作為下端中心軸的假想軸,該臨時(shí)軸與泵軸通過(guò)連軸器連接。

(2)在臨時(shí)軸與上端中間軸之間安裝如圖 1所示的百分表,用塞尺調(diào)整透平軸與上端中間軸之間的間隙。

(3)轉(zhuǎn)動(dòng)中間軸測(cè)定在前后左右位置的百分表讀數(shù)。

(4)通過(guò)微調(diào)泵和透平的底腳,使兩軸中心的偏差在許可的范圍內(nèi)。

表4為流量 5 000m3/h、壓程150 m的貨油泵在VLCC從滿(mǎn)載到空載時(shí)的軸心的變化記錄。該貨油泵下端中間軸長(zhǎng)為1 505 mm。根據(jù)1 505 mm時(shí)齒輪聯(lián)軸器的容許傾斜角 0.25°計(jì)算容許中心偏差Q為6.57mm。以表中No.1COP為例,在干塢中以下端中間軸偏心為5.4mm來(lái)安裝泵和透平調(diào)查其漂浮狀態(tài)、壓載狀態(tài)和滿(mǎn)載狀態(tài)時(shí)的軸心變化。如在干塢中測(cè)得的讀數(shù)為1 080mm/100 mm,偏心為5.4mm,壓載和滿(mǎn)載狀態(tài)下滿(mǎn)足容許值要求。但在漂浮狀態(tài)測(cè)得的讀數(shù)為1 408 mm/100 mm,偏心為7.04mm,這樣在漂浮狀態(tài)就超過(guò)了容許值,需再次調(diào)整下端中間軸偏心量,使其在任何吃水狀態(tài)下都能在容許值之內(nèi)。表 4中,數(shù)字為刻度表所指數(shù)字; COP:貨油泵,F:船艏方向,P:船左舷,A:船艉方向,S:船右舷;壓載狀態(tài)的吃水11.5m;滿(mǎn)載狀態(tài)的吃水20m。

3.2 齒輪聯(lián)軸器的潤(rùn)滑

以前對(duì)中間軸聯(lián)軸器的潤(rùn)滑,是在如圖 2注油口的位置裝上潤(rùn)滑油嘴,用油槍將潤(rùn)滑油脂打進(jìn)去。由于油脂充滿(mǎn)了連軸器內(nèi)軸間的空隙,產(chǎn)生的內(nèi)壓力將運(yùn)轉(zhuǎn)中的透平功率輸出軸向上頂,從而造成功率輸出軸上方的下推力軸瓦損傷。為了避免這種事故的發(fā)生,現(xiàn)改用齒輪油潤(rùn)滑,如圖 2用加油器,從反面的孔看到開(kāi)始出油就停止,從而避免軸瓦燒傷事故的發(fā)生。另外,對(duì)軸瓦潤(rùn)滑脂的注入,不能打得太多,否則也會(huì)引起軸瓦的異常溫升。

表4 根據(jù)VLCC的吃水變化使下端中間軸軸心的變化 1/100 mm

圖1 下端中心軸的軸心的測(cè)定方法

3.3 壓載泵排放能力測(cè)量時(shí)的注意點(diǎn)

在油輪交船前,要測(cè)定貨油泵和壓載泵的排放能力來(lái)考核貨油泵和壓載泵在安裝到船上后是否能達(dá)到規(guī)格書(shū)中的泵能力要求。貨油泵的排放能力一般符合要求,壓載泵有時(shí)會(huì)發(fā)生問(wèn)題,這主要由船的雙層殼所決定的。壓載水艙分布在油艙兩邊和雙重底,能力排放試驗(yàn)是用泵將壓載水艙中的水排出舷外,在30min內(nèi)測(cè)定每10min內(nèi)的艙液面降低的高度,結(jié)合艙容表,從而計(jì)算出 1 h內(nèi)泵的排放能力并判斷其好壞。由于頂邊艙體積小,寬度比較狹窄,當(dāng)吸入揚(yáng)程高度急速下降時(shí)會(huì)導(dǎo)致全揚(yáng)程上升,從而減少了排放能力,因此試驗(yàn)時(shí)要不斷地調(diào)整排放閥保持所需全揚(yáng)程。另外當(dāng)全揚(yáng)程低于 30～35 m時(shí),還要考慮速度水頭差帶來(lái)的損失。

圖2 齒輪聯(lián)軸器的加油方法

3.4 透平的蒸汽管道和排氣管道

為了防止透平振動(dòng),軸承溫度上升和燒傷,調(diào)速器不穩(wěn)定以及透平出力不足等事故,要特別注意透平的組裝和管道設(shè)備,透平入口和排氣法蘭上不允許有超出容許值的外力。