柴油发电机组为什么既有供油管又有回油管

供油流量与燃烧消耗有什么不同?了解燃油回流、回油热量、入箱位置和管路阻力的关系,以及回油受阻的安全风险。

柴油发电机组为什么既有供油管又有回油管

一台柴油发电机组的燃油接口通常有两个。一个进油,一个回油,有的机型还多一个泄漏收集口。进油那一路接起来大家都仔细,回油常被当成次要的一路,反正是往回走的油,找根管子引回油箱就算交代了。

机组需要两根管子,原因在燃油系统送出去的油比气缸烧掉的多,多出来的那部分必须有一条路回去。供油管负责送,回油管负责收,两条管子合起来才是一个闭合的燃油循环。

回油里走的是供油系统多送出来的那部分油

柴油机的燃油系统往喷油器送油时,送进去的量大于气缸里真正烧掉的量。没有进气缸的那一部分,沿着回油通路离开发动机,回到指定的油箱。

具体到某一台机器,这部分油在系统内部从哪里汇合、经过哪一段路径,各家设计并不相同。它的身份倒是明确的,没有参与燃烧,是供油系统多送出来的余量。

所以回油管里有油在流,是一件正常的事。单凭回油量的大小去推断哪里有泄漏,或者断定喷油器出了毛病,都靠不住。该留意的是另外一些迹象,管路外表的油迹、接头处的渗漏、软管被压扁或者折出死角。

进油管和回油管里的流量也不一样。只拿进油量推算这台机器烧了多少油,结果会偏高。真要谈净消耗,进和回得用同一种计量口径,油温变化对体积读数的影响也要算进去。

管径按最大流量配,不按耗油量配

机组资料里,发动机的燃油数据通常分开列。最大供油流量一个数,回油流量一个数,燃油消耗量又是一个数,另外还有进油路和回油路的阻力限值。

选管径、选接头、排管路走向的时候,要拿最大燃油流量去对,不能拿额定功率下的耗油量去对。这两个数差得不小。按耗油量配管,管子会偏细,沿程阻力偏大,轻负荷时看不出来。到了满负荷,或者冬天油温低、黏度上来,供油就可能跟不上,机器带不动那么大的负荷。

回油那一路同样有阻力限值。它不能因为油是往回走的,就随便接一根细管、多绕几个弯。回油不畅,整个供油回路的压力分布都会跟着变。

供油流量分为燃烧消耗与回油的定性关系示意,不代表实际比例
供油流量分为燃烧消耗与回油的定性关系示意,不代表实际比例

回油把热量带回油箱,这件事需要安排

从发动机回来的油是温的。它在机器附近走了一圈,带走一部分热量,回到油箱以后,这些热量就留在了箱里。

日用油箱一般不大。回油持续进来,箱里的油温会一点点往上走。走到超过燃油允许的范围,受影响的就不只是油本身,供油系统的工作条件也跟着变了。

有些应用因此要求回油回主油箱,让容积更大的主油箱去分摊这部分热量。有些发动机会配燃油冷却器。这两样都不是通用配置,要不要做,取决于这台发动机的系统要求和现场油箱怎么布置。别人家的机组回主油箱,不代表自己这台也必须那么接。自己这台日用油箱上没有冷却器,也不说明设计有问题。

回油口接在油箱哪个位置,各家要求不同

这一条最容易照抄经验。不同发动机对回油入箱位置的要求并不一致,有的要求回油口在最高液位以上,有的要求接到箱底或者最低液位以下。

两种做法背后的考虑不一样,具体到某一台机器,答案写在它自己的资料里。拿一台机器的接管图去套另一台,位置碰对了是巧合,接错了当场也看不出来。

回油位于最高液位以上或箱底附近的两种原理示意,入箱位置须按机型核对,不能照图接管
回油位于最高液位以上或箱底附近的两种原理示意,入箱位置须按机型核对,不能照图接管

回油路关掉或者堵住,压力会往上走

回油路上装隔离阀,本来是为了检修。运行中把它关上,情况就变了。燃油泵还在往系统里送油,油出不去,压力在回油段里积起来。管路、接头、滤清器壳体这些部件都有承压上限,压力超过以后,最薄的地方先破,燃油从破口喷出来。附近如果有排气管、增压器一类的高温部件,喷出来的柴油雾碰到热表面,就有起火的风险。

这是柴油机燃油系统里一条共通的路径,跟具体哪一台机器无关。只要这台机器的燃油循环依赖回油,回油被堵住,压力的方向就只有一个。

拿夹小回油管当省油的办法,走的也是这条路。气缸里该烧多少还是烧多少,油省不下来。改变的是回油段的压力和整个供油回路的流量分配,机器带载反倒可能不稳。想省油,得从负荷匹配和燃烧状态上着手。

回油管路被关闭阀阻断后,上游压力积聚与可能破损的无文字风险示意,不含操作步骤
回油管路被关闭阀阻断后,上游压力积聚与可能破损的无文字风险示意,不含操作步骤

平时能看什么

日常检查用不着动管路。看管路外表面有没有渗油,接头处有没有结着油泥。软管被压扁、折出死角、被旁边的部件磨出印子,这些也算异常。还有一处常被忽略,回油通路上有没有人为了临时处理加过东西。

拆管、测压、判断回油量是否落在正常范围,属于另一类工作,要由具备条件的人员按照对应机型的资料来做。带载的时候拆开燃油管,或者直接伸手去摸高温部件,都不该出现在现场。

一根回油管做的事很朴素,把用不完的油送回油箱,顺带把一路上带的热量也带回去。接错位置、配细管径、关小或者堵住,出问题的方式各不相同,什么时候显现也没法一概而论。入箱位置接错、回油走了细管,往往要等油温或者带载表现起了变化才看得出来。回油被关小或者堵住,压力在回油段里积起来,部件破裂、燃油喷出、碰上高温表面起火,可能在运行当中就发生。这几种情况都不该当成可以先照常运行、以后再说的理由。

参考资料

  • Cummins. Liquid-Cooled Generator Set Application Manual, A040S369 Issue 9, 2015, 第 6.6.1 至 6.6.4 节. https://powersuite.cummins.com/sites/powersuite/files/2024-04/t030.pdf
  • National Transportation Safety Board. Safety Alert SA-094, Reducing the Risk of Diesel Engine Fuel Return System Overpressurization, 2024. https://data.ntsb.gov/Docket/Document/docBLOB?FileExtension=pdf&FileName=SA-094-Rel.pdf&ID=17420639
  • Cummins. Commercial Mobile Diesel Generator Set Operation Manual, A041K811 Issue 5, 2024. https://www.cummins.com/sites/default/files/2024-10/a041k811-i5-hdkbx-ops-manual.pdf

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