Bộ lọc tách nước nhiên liệu là bộ lọc loại bỏ nước khỏi nhiên liệu diesel trước khi nhiên liệu đến bơm tiếp vận và hệ thống phun, sử dụng trọng lực, vật liệu lọc kết tụ hoặc đẩy nước và bầu chứa có van xả. Trên động cơ diesel, tổ máy phát điện và tàu thuyền, cần kiểm tra bộ lọc hằng ngày hoặc trước mỗi lần khởi động, xả nước bất cứ khi nào thấy nước hoặc cảm biến nước trong nhiên liệu báo động, đồng thời thay phần tử lọc theo chu kỳ của nhà sản xuất động cơ hoặc khi sức cản tăng.
Những điểm chính
- Nước làm giảm tính bôi trơn của diesel, gây mòn kim phun và bơm cao áp, gây ăn mòn và thúc đẩy vi sinh vật phát triển tại mặt phân cách nhiên liệu–nước.
- Bộ tách nước sử dụng lắng trọng lực, vật liệu kết tụ và lớp chắn đẩy nước; chúng giữ lại nước tự do và phần lớn nước nhũ hóa nhưng không giữ được nước hòa tan trong nhiên liệu.
- Hầu hết hệ thống diesel có bộ tách nước sơ cấp ở phía hút, thường khoảng 10–30 micron, đặt trước bộ lọc thứ cấp mịn hơn, thường khoảng 2–10 micron.
- Xả bầu chứa bất cứ khi nào thấy nước, sau khi tiếp nhiên liệu từ nguồn không chắc chắn, và trong quy trình kiểm tra hằng ngày hoặc trước khởi động trên tàu thuyền và tổ máy phát điện.
- Theo hướng dẫn ABYC, bộ lọc trong khoang máy tàu phải vượt qua thử nghiệm chịu lửa 2.5 phút, nên bầu quan sát bằng nhựa thường cần tấm chắn nhiệt bằng kim loại.
Bộ lọc tách nước nhiên liệu hoạt động như thế nào?
Bộ lọc hoạt động theo từng giai đoạn: làm chậm dòng nhiên liệu, để nước nặng hơn lắng xuống, rồi khiến các giọt nhỏ còn lại hợp thành giọt lớn hơn và rơi vào bầu chứa. Nước có khối lượng riêng lớn hơn diesel, nên khi các giọt đủ lớn, chúng lắng xuống nhờ trọng lực.
Bộ tách nước dạng vặn hoặc lõi thay thế điển hình thực hiện quá trình này qua bốn bước:
- Đầu vào và tách sơ bộ. Nhiên liệu đi vào và thường được tua-bin hoặc tấm hướng dòng tạo chuyển động xoáy để các giọt nước lớn hơn và chất bẩn nặng bị văng ra rồi lắng xuống.
- Kết tụ. Vật liệu lọc khiến các giọt rất nhỏ va chạm và hợp lại, quá trình gọi là kết tụ, cho đến khi đủ lớn để tách ra.
- Lớp chắn đẩy nước. Lớp kỵ nước, thường được xử lý hoặc phủ silicone, cho nhiên liệu đi qua nhưng giữ lại giọt nước để chúng chảy xuống bầu chứa.
- Thu gom và xả. Nước và cặn tích tụ trong bầu chứa trong suốt hoặc bằng kim loại ở đáy, có van xả và, trên nhiều động cơ, cảm biến nước trong nhiên liệu (WIF) kích hoạt cảnh báo trên bảng điều khiển.
Nhiên liệu sạch sau đó tiếp tục đến bơm tiếp vận hoặc trực tiếp đến bộ lọc thứ cấp, tùy cách bố trí hệ thống.
Tại sao nước trong nhiên liệu diesel gây hại nghiêm trọng?
Nước trong diesel gây hại cho những bộ phận đắt tiền nhất của động cơ hiện đại. Bơm và kim phun common-rail cao áp làm việc ở áp suất có thể vượt 2000 bar và dựa vào nhiên liệu để bôi trơn; nước phá hủy màng bôi trơn đó và làm tăng mài mòn đầu vòi phun cùng pít-tông bơm.
Nước cũng gây:
- Ăn mòn thùng nhiên liệu, đường ống, các chi tiết bên trong bơm và bộ phận kim phun.
- Vi sinh vật phát triển, thường gọi là vi sinh vật nhiễm diesel, sống tại mặt phân cách nhiên liệu–nước và tạo bùn làm tắc bộ lọc.
- Tinh thể băng trong thời tiết lạnh làm tắc bộ lọc.
- Vận hành không đều và giảm công suất nếu một lượng nước đi đến kim phun.
Nước xâm nhập do ngưng tụ trong thùng chưa đầy, nhiên liệu giao đến bị nhiễm bẩn, nắp châm và lỗ thông hơi hư hỏng, và trên tàu thuyền còn qua cửa châm trên boong cùng nước mưa. Nhiên liệu lưu trữ trong tổ máy phát điện dự phòng đặc biệt dễ bị ảnh hưởng vì nằm trong thùng nhiều tháng.
Nước tự do, nhũ hóa và hòa tan: bộ tách nước loại bỏ được dạng nào?
Không phải mọi dạng nước đều có đặc tính giống nhau, và bộ tách nước xử lý từng dạng theo cách khác nhau.
| Dạng nước | Biểu hiện | Bộ tách nước có loại bỏ được không? | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Nước tự do | Lớp hoặc giọt nhìn thấy được và lắng tách ra | Có, dễ dàng | Xả từ hốc lắng đáy thùng và bầu chứa bộ tách nước |
| Nước nhũ hóa | Giọt nhỏ lơ lửng trong nhiên liệu, thường gây đục | Phần lớn, nếu có vật liệu kết tụ tốt | Khó hơn với một số phụ gia và hỗn hợp diesel sinh học |
| Nước hòa tan | Không nhìn thấy, tồn tại dưới dạng hòa tan | Không | Tách khỏi trạng thái hòa tan khi nhiên liệu nguội |
Diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp và hỗn hợp diesel sinh học có xu hướng tạo nhũ tương bền hơn, khiến việc kết tụ khó hơn. Hiệu năng trong phòng thí nghiệm được đo bằng các phương pháp như ISO 16332, đánh giá hiệu suất tách nước khỏi nhiên liệu của bộ lọc nhiên liệu diesel, vì vậy hãy hỏi nhà cung cấp số liệu hiệu suất của họ dựa trên phép thử nào.
Bộ lọc sơ cấp và thứ cấp: bộ tách nước được lắp ở đâu?
Bộ tách nước thường là bộ lọc sơ cấp, lắp giữa thùng nhiên liệu và bơm tiếp vận ở phía hút, cùng bộ lọc thứ cấp mịn hơn ở phía áp suất trước bơm phun. Bộ lọc sơ cấp bảo vệ bơm tiếp vận, loại bỏ nước và chất bẩn thô; bộ lọc thứ cấp bảo vệ hệ thống phun khỏi hạt mịn.
Các cách bố trí điển hình:
- Bộ lọc nhiên liệu sơ cấp có bộ tách nước: thường có cấp lọc khoảng 10–30 micron, kèm bầu chứa và van xả.
- Bộ lọc thứ cấp hoặc bộ lọc cuối: thường có cấp lọc khoảng 2–10 micron, đôi khi có thêm chức năng tách nước trên động cơ common-rail.
- Bộ lọc sơ cấp kép hoặc có khả năng chuyển đổi trên tàu thương mại và tổ máy phát điện vận hành liên tục, để có thể bảo dưỡng một bên trong khi động cơ vẫn chạy.
Cấp lọc micron không đồng nhất giữa các nhà sản xuất, nên cần đối chiếu thông số kỹ thuật của nhà sản xuất động cơ thay vì chỉ chọn theo một con số. Đối với hệ động lực hàng hải, xem lịch bảo dưỡng động cơ diesel hàng hải của chúng tôi.
Khi nào tôi nên xả nước bộ lọc tách nước nhiên liệu?
Xả nước bất cứ khi nào nhìn thấy nước trong bầu chứa hoặc cảnh báo nước trong nhiên liệu bật lên. Theo thông lệ, người vận hành tàu diesel, tàu công tác và tổ máy phát điện thường kiểm tra bầu chứa hằng ngày hoặc trước mỗi lần khởi động; với xe tải và máy móc, kiểm tra mỗi kỳ bảo dưỡng hoặc theo hướng dẫn vận hành.
Quy trình xả nước thực tế:
- Dừng động cơ, hoặc cô lập bộ lọc nếu là bộ lọc kép.
- Đặt dụng cụ chứa dưới van xả và mở lỗ thông khí, nếu có, để không khí đi vào.
- Mở van xả đến khi nhiên liệu sạch chảy ra, không còn nước hoặc bùn.
- Đóng van xả và lỗ thông khí, bơm mồi hệ thống nếu có khí lọt vào, rồi kiểm tra rò rỉ sau khi khởi động.
- Thải bỏ hỗn hợp nước và nhiên liệu theo quy trình xử lý chất thải nhiễm dầu.
Xả nước thường xuyên hơn sau khi nhận nhiên liệu từ nhà cung cấp chưa quen, sau thời tiết khắc nghiệt trên biển và trong khí hậu ẩm. Nếu nước tiếp tục xuất hiện, hãy tìm nguồn: hốc lắng đáy thùng, gioăng nắp châm, lỗ thông hơi hoặc bồn nhiên liệu lớn bị nhiễm bẩn.
Làm thế nào để loại bỏ nước khỏi nhiên liệu diesel trong thùng?
Xả bộ tách nước chỉ xử lý biểu hiện; thùng nhiên liệu thường là nguồn phát sinh. Loại bỏ nước bằng cách xả hốc lắng đáy thùng, nếu có, hoặc bơm hút từ điểm thấp nhất bằng ống hút. Với thùng lớn trên tàu thuyền và tổ máy phát điện dự phòng, hệ thống lọc tuần hoàn làm sạch nhiên liệu đưa nhiên liệu qua các bộ lọc và bộ tách nước để loại bỏ nước và bùn.
Khi có vi sinh vật phát triển, thông thường nên xử lý bằng chất diệt khuẩn rồi thay bộ lọc; thùng nhiễm bẩn nặng cần được vệ sinh. Giữ thùng đầy giúp giảm ngưng tụ.
Làm thế nào để chọn cỡ bộ lọc tách nước nhiên liệu cho tàu hoặc tổ máy phát điện?
Chọn cỡ bộ tách nước theo lưu lượng nhiên liệu tối đa của động cơ, không theo lượng nhiên liệu tiêu thụ. Nhiều động cơ diesel hút lượng nhiên liệu lớn hơn đáng kể so với lượng đốt cháy và hồi phần dư về thùng để làm mát, nên bộ lọc phải đáp ứng lưu lượng bơm cấp ở mức sức cản quy định. Bộ tách nước quá nhỏ sẽ tắc sớm, làm tăng sức cản đường hút và khiến động cơ thiếu nhiên liệu ở đầy tải.
Kiểm tra các điểm sau:
- Lưu lượng định mức bằng hoặc cao hơn lưu lượng cấp tối đa của động cơ, theo bảng thông số kỹ thuật động cơ.
- Cấp lọc micron phù hợp với thông số bộ lọc sơ cấp của nhà sản xuất động cơ.
- Loại bầu chứa, van xả, cổng cảm biến WIF và bộ sưởi nhiên liệu tùy chọn cho khí hậu lạnh.
- Đối với khoang động cơ hàng hải, chọn bộ lọc đáp ứng yêu cầu chịu lửa được ABYC viện dẫn, chẳng hạn bầu chứa hoàn toàn bằng kim loại hoặc bầu nhựa có tấm chắn nhiệt được phê duyệt.
- Khả năng tiếp cận để bảo dưỡng, sao cho có thể quan sát và xả bầu chứa mà không phải tháo dỡ bộ phận nào.
Hệ thống trên động cơ ngoài và tàu chạy xăng tuân theo các quy định và dùng loại bộ lọc khác; xem hướng dẫn hệ thống nhiên liệu động cơ ngoài của chúng tôi để tìm hiểu phần này.
Mua phần tử lọc tách nước thay thế
Đơn vị vận hành đội phương tiện và tàu thuyền thường dự trữ phần tử lọc theo mã phụ tùng và đối chiếu trước khi mua. Bộ lọc tách nước nhiên liệu dạng vặn cho các dòng động cơ diesel phổ biến được dự trữ theo một số mã thông dụng, và dự án phụ tùng động cơ tàu ngoài khơi cho thấy cách bộ lọc được cung cấp cùng các vật tư tiêu hao động cơ khác. Xem thêm phụ tùng động cơ và hướng dẫn thay bộ lọc nhiên liệu diesel của chúng tôi.
MARS cung cấp bộ lọc và phụ tùng động cơ theo điều kiện FOB hoặc CIF Thượng Hải, với hàng có sẵn được giao nhanh. Để xác nhận mã đối chiếu hoặc đơn hàng cho đội phương tiện, hãy gửi mã phụ tùng của bạn.
Câu hỏi thường gặp
Bao lâu nên thay bộ lọc tách nước nhiên liệu?
Thay phần tử lọc theo chu kỳ của nhà sản xuất động cơ, với nhiều động cơ diesel là mỗi lần thay dầu hoặc mỗi 250–500 giờ, hoặc sớm hơn nếu sức cản tăng hay bầu chứa đầy bùn. Luôn thay sau sự cố nhiễm nước hoặc vi sinh vật nghiêm trọng.
Điều gì xảy ra nếu không xả bầu chứa bộ tách nước?
Khi bầu chứa đầy, nước đi tiếp đến bơm tiếp vận, bộ lọc thứ cấp và hệ thống phun. Điều đó có thể gây vận hành không đều, chết máy và hư hỏng kim phun hoặc bơm với chi phí sửa chữa cao.
Bộ tách nước có giống bộ lọc nhiên liệu không?
Đây là một loại bộ lọc nhiên liệu được thiết kế để loại bỏ cả nước lẫn hạt bẩn. Hầu hết động cơ diesel dùng nó làm bộ lọc sơ cấp, theo sau là bộ lọc thứ cấp mịn hơn.
Bộ lọc tách nước nhiên liệu và bộ phân ly dầu nước khác nhau thế nào?
Bộ tách nước nhiên liệu loại bỏ nước khỏi nhiên liệu trước khi nhiên liệu đến động cơ. Bộ phân ly dầu nước xử lý nước la canh hoặc nước thải nhiễm dầu để nước xả đáp ứng giới hạn môi trường; trên tàu, thiết bị này chịu sự điều chỉnh của MARPOL Phụ lục I.
Bộ tách nước đường khí có liên quan không?
Không. Bộ tách nước đường khí hoặc khí nén loại bỏ hơi ẩm ngưng tụ khỏi hệ thống khí nén và không liên quan đến nhiên liệu động cơ.
