【尾轴】KEMEL AX型尾轴空气密封装置工作原理和管理要点

随着港口国对防污染要求越来越严，各大设备生产厂商纷纷投入大量的人力物力对新型设备的研发。尾轴密封生产商之一的KEMEL(KOBELCO EAGLE MARINE ENGINEERING CO., LTD)公司也研发制造了更加可靠的AX型空气式艉轴密封装置。由于该装置可靠性高，维修管理方便，许多船东在新造船时都选用了该设备。本文以某公司新造10000TEU系列船舶的空气式尾轴封为例，对该装置的工作原理和管理要点进行探讨。

一、     空气密封的优点

该装置的首部密封结构与以往的CX、DX型密封的结构基本相同，尾部空气式密封装置如下图：

尾部密封有4道密封圈，船内的空气源通过管路通到＃2/3环之间的腔室，然后以气泡形式从尾部释放到海水中。根据物理学经典原理可知，液面下任一点的压强与该点至液面的高度成正比，因此该装置利用从尾部以气泡形式释放的空气压力来检测船舶吃水的变化。任何船舶吃水的变化能够自动地被空气控制单元跟踪并自动调整输出压力和尾轴管内油压，从而防止海水侵入船内和润滑油流出船外。该装置的优点为：

A、可靠性高

1）各道密封环所承受的负荷明显减小，延长了密封环及镀铬衬套的使用寿命；

2)各有两道水封环和油封环，提高了装置的可靠性。一旦密封环损坏，艉轴管内的润滑油或海水会通过＃2/3环腔室被回收到船内泄放收集柜内，防止油流出船外或海水进入艉轴管内。

3)在尾轴管端部平面与密封装置法兰环之间加装了一个厚30mm调整环，当密封环与镀铬衬套接触处磨损时，取下该调整环以错开密封环与衬套之间的相对位置，从而减少镀铬衬套的光车次数，延长使用寿命。

B、维修保养简单

在设定了空气流量后，系该统根据吃水变化自动调整压力，避免根据吃水的变化通过人工来转换轻重载重力油柜。

C、空气消耗量低

供入到＃2/3腔室内的空气流量设定在45-55Nℓ/min，压缩空气消耗少。
D、可提供多种应急措施

1）当#3环故障时，只要关闭通往#3/3S腔室的进出口阀，就可使#3S环投入工作。

2）如遇空气压力控制单元发生故障，只要备有一个临时重力油柜，就能将空气密封（AX型）装置简单地转变成双重保护的油封（DX型）装置。

二、空气密封的原理

该系统主要由后密封、前密封以及以下五个部份组成：

A、空气控制单元(Air Control Unit)

B、泄放收集单元（Drain Collection Unit）

C、尾轴管滑油柜单位（S/T L.O. Tank Unit）

D、尾轴管滑油循环泵（S/T L.O. circulation pump）

E、前密封滑油泵单元（Fwd Seal L.O. Pump Unit）

根据尾轴空气式密封装置系统管路图解释如下：

1）从船内空气控制单元的压缩空气通过安装在尾轴管内的管路进入到#2/3环腔室内，一部分经过#2环和#1环从海水中溢出，另一部份空气从漏泄回收管路进入到泄放收集单元。

2）漏泄的滑油或海水可从#2/3腔室泄放到安装于中间轴轴线下的泄放收集单元。

3）尾轴管滑油柜的正常油位高于轴系中心线2-2.5m，该油柜为封闭式，在其上面接入一路与#2/3环腔室压力一样的空气。

4）#4/5腔室滑油是由前密封滑油泵单元提供的循环油。

#2/3腔室的空气压力与#3/3S腔室滑油压力之间的压差始终保持在0.05MPA以内，确保了密封环和衬套的使用寿命；即使#3环损坏漏泄，漏泄的滑油会从下部的泄放管路进入到泄放收集单元而不会流出舷外。#2/3腔室内的空气通过稍稍抬起#2环和#1环而从海水中冒出，始终大于海水压力的空气确保海水不会进入到#2/3腔室；即使海水漏入到#2/3腔室，也会被泄放到漏泄收集单元。下表为各道密封环及密封腔室的受压情况。

 附图：某10000TEU系列船舶空气式尾轴封装置系统管路图

三、     空气密封检查管理要点

空气控制单元和泄放收集单元是空气式尾轴密封装置的主要监控设备，也是轮机管理人员检查保养的重点。

1、空气控制单元

该单元设有一套空气流量备用调节系统，当主系统发生故障时，可以通过转换阀切换到备用系统。单元中所有的阀件在出厂前生产厂家都已调整好，一般不需要再作调整。日常只要做好以下部件的检查保养即可。

1）压差表DP

每天应检查压差表，指针应在绿色区域内（压差小于0.1MPA）。如果压差表指针进入了红色区域，则需按以下步骤清洁滤器F1和F2。

A、打开V10阀，关闭V1和V2。

B、打开V3泄放滤器内的压力后关闭该阀。

C、拆出滤芯用高压空气或淡水清洁，视情换新。

D、打开阀V1和V2，关闭V10。

2）空气压力调节器（减压阀）R1,R2

每周检查压力表P2，正常值在0.25～0.35MPA之间。减压阀R1对应压力表P2，减压阀R2对应压力表P3（备用）。如需调整，根据以下方法调整减压阀R1，使压力表P2读数为0.30MAP。

A、往下拉调节旋钮，释放锁扣。   

B、如果需要提高压力，顺时针转动旋钮，反则反之。

C、调整好压力后，往上推动调节旋钮，已锁住旋钮。

D、如果减压阀R1调节无效，应将转换开关C1从“MAIN”转到“SUB”位置。

3）流量表FM1

每周检查流量表FM1读数，正常值在45-55Nℓ/min之间。如有偏差，可通过调节空气流量控制器FC1，使流量表FM1读数在50Nℓ/min左右。流量控制器FC2对应的流量表FM2安装在备用管路上，在设备出厂前，厂家已将空气流量调整在50Nℓ/min。流量调节器的调整步骤如下：

A、往上拉动调节旋钮，释放锁扣。

B、顺时针方向转动旋钮，空气流量提高；反之，逆时针方向转动旋钮，空气流量降低。

C、调整好空气流量后，下压并锁住调节旋钮。

D、如果流量调节器FC1调节无效，应将转换开关C1从“MAIN”转到“SUB”位置。

4）空气继电器AR1

每周需检查空气继电器AR1的工况，该继电器用于控制尾轴管滑油压力(P5)，确保该压力（P5）高于泄放收集单元内压力或空气控制单元输出压力（P4）0.03～0.05MPA。调节步骤如下：

A、顺时针调节空气继电器AR1的调整旋钮，空气压力P5增加；反之，逆时针调节，P5就少。

B、如果调节AR1后P5无反应，则需将转换开关C2从“MAIN”转到“SUB”，使空气从流量控制器后部的管路送到尾轴油重力油柜。

2、泄放收集单元

1）泄放收集单元主要是用于监控尾轴后密封的工况，安装在该装置上的流量控制阀是用于控制空气在泄放管路的流量并确保泄放管路畅通。当发生海水进入或滑油漏泄时，都会通过泄放管路收集到该单元内并发出高位警报以提醒轮机管理人员尾轴后密封装置工况异常，轮机人员应在主机停车状态下按以下步骤排出泄放收集柜内的油水。

A、打开泄放阀（DRAINVALVE）。

B、确保收集柜已完全放空。

C、确认泄放阀已关闭。

切记：在主机运行时不能打开泄放阀。

2）当空气控制单元输出压力P4与泄漏收集单元压力之间的压差大于等于0.03MPA时，则需用淡水清洗空气管路。冲洗也需在主机停车时方能进行，具体方法如下：

A、打开泄放收集柜上的泄放阀V56。

B、将空气控制单元上的三通阀3MU转换到淡水侧，开启淡水阀V9，用淡水冲洗管路直到水从泄放收集柜上的泄放阀V56流出。

C、清洗完毕后，将三通阀3MU转换到空气侧并关闭泄放阀V56。

 

四、     结束语

空气式尾轴密封能较好地解决滑油漏泄造成海洋环境的污染，最大限度地解决了密封环和衬套的磨损。另外，该装置可靠性高，应急情况下可以比较方便地转换成传统的油密封，因此空气式密封具有很大的发展空间。作为轮机管理人员，掌握该装置的工作原理和管理要点，适时根据工况参数调整和维修保养有关部件，是确保该装置正常工作的关键。