飞机燃油交输系统管路清洗及余油回收装置的设计

黄新钧，蒋晓阳

成都富凯飞机工程服务有限公司

成都高新区科园南二路800号

摘要：本文介绍了飞机燃油交输系统（ACFS-Aircraft cross fueling system或称为ACFS加油车）管路清洗及余油回收装置的设计思路、工作原理和操作方法

关键词：飞机燃油交输系统、ACFS加油车、管路清洗、余油回收

一、背景介绍

航空公司日常运营中，可能出现执飞长航线的飞机（如A330），起飞前发现飞机出现机载故障或其它原因而改飞国内航线。这样由于航程变短，所需燃油减少，因此需将多余的燃油抽出。以A330飞机为例，正常情况下需要抽油30吨左右。在实际抽油过程中，由于抽油车油箱容量有限，因此需要多次往返飞机和油库之间，非常的耗时。并且抽出的燃油没能再次加回飞机使用。另外每年定检维修和飞机油箱维修都需要把油箱里的燃油抽出，且数量较多。每年累计下来，都会产生不小的经济损失。

通过ACFS加油车不仅可以将抽出的燃油直接再次利用，避免造成资源浪费，而且还可以大大节省抽油时间，提升飞机的利用率，在保证安全的前提下为航空公司创造更多经济效益。为了确保满足航空燃油严格的品质要求，ACFS加油车需要根据相关规章要求设计保证其管路内部清洁干净的装置，防止抽出的航油由于设备管路受到二次污染。鉴于此，ACFS加油车专门设计开发了管路清洗及余油回收装置。

1-1 ACFS加油车使用示意图

二、设计思路

为了满足规章对输油设备管路清洁度的要求，需要设计清洗装置来保证管路的清洁。由此进行初步设计，考虑以下因素：

1.    在设备的选材上，考虑到燃油的腐蚀性，软管采用满足航油国家标准的专用软管，其它硬管和配套的法兰接头均为不锈钢材质，避免与燃油产生化学反应污染燃油或损坏设备。

2.    在设备的维护上，清洗油管需要使用大量的燃油冲洗，加上设备使用的环境一般都在机坪，需要根据使用的地点进行移动，因此设计上就需要考虑清洗管路的燃油一次性用量不能太多，以便在保证清洗效果的同时，减少燃油的耗费，并减小设备的整体重量和体积。清洗管路后的燃油不能再次使用需要容器临时存放，工作结束后作为废油放出回收处理。

3.    出于使用安全的考虑，设备需要保证充分的油电隔离。

综合以上几点，最终设计出了自带油箱的自循环清洗和余油回收设备；该设计巧妙的解决了以上几个问题。

设备自带的油泵能够为清洗提供动力，通过自带的油箱和对应的标准接头进行循环清洗，解决清洗管路燃油消耗多和清洗后废油临时存放的问题。在清洗结束后，通过余油回收系统将管路中的余油全部排放到油箱中，再通过专用通气孔通入清洁干燥的气体，使管路保持清洁干燥的良好状态，从生长环境上防止微生物的生长可以长期存放，从而保证了管路的清洁度达到规定的要求。

三、工作原理

图2-1 系统原理图

图2-2 操作面板示

1.  接口连接方式

自循环清洗：将1#与2#对接，9#与10#对接，打开6#，启动5#，形成一个回路，泵开始工作，。

管路回油：将1#对接在9#，再将10#对接在11#上，打开17#，关闭6#，启动5#，形成一个回路，泵开始工作。

四、管路清洗原理和操作流程

ACFS加油车的管路清洗装置原理：将清洁的燃油先加注到加油车的油箱中，将2条加油软管分别与对应的接口连接形成一个闭环回路。接通电源，打开加油车上的油泵，通过油泵提供动力，清洁的燃油即可在闭环管路中循环流动，依靠流体将管路中残留的污染物冲洗出来。如有必要可按以上步骤进行多次循环清洗，直到达到规定的要求为止。

管路清洗装置的优点在于：设备利用自带的油泵提供动力通过循环的方式清洗管路，可大大节约清洗所需的燃油量。

管路清洗操作步骤如下：

1. 通过油箱盖板注油口加注适量清洁燃油；

2. 参考图2-1，将加油接头1#对接到加油接口2#，将加油接头10#对接到加油口9#；

3. 参考图2-2，打开交流电总电源将管路切换打到系统循环挡位，当两个指示灯亮起后打开油泵启动开关；

4. 通过液位计液面高度变化来检查确认整个回路中有介质在管路中循环流动，从而确认自循环清洗功能正常；

5. 清洗完毕，将管路切换打到中位，关闭油泵和电源开关，取下加油接头1#和10#。

图4-1 自循环清洗

五、余油回收原理和操作流程

ACFS加油车在完成管路清洗后，通过管路回油系统可以将管路中循环清洗的燃油排出。余油回收系统也是通过自带的油泵提供动力，将2条加油软管分别与对应的回油接口连接形成一个回路。接通电源，打开油泵，管路系统中的燃油就通过排油管口排放并保存到油箱中。

通过液位计刻度观测，当刻度不再升高时，及时关闭油泵，如软管在卷轴上未平铺放在地面，需先将软管拖出平放在地面，通过专用排油工装，打开加油接口阀，并将加油接口接到油桶里，通过重力将管路中部分残留的余油排出，再通过专用通气口，接入干燥、干净的气体足够长的时间，使得管路内部无余油残留。最后将油箱中的燃油通过排油口排出并做报废处理。

余油回收系统的优点在于通过管路回油系统可将管路中的余油全部排空。

设备具体操作步骤如下：

1.  参考图2-1，将软管加油接头1#对接到加油口9#，将加油接头10#对接到加油口11#；

2.  参考图2-2，打开交流电总电源将换向开关转到管路排空挡位，当两个指示灯亮起后，然后打开泵启动开关；

3. 通过油箱处的液位计确认管路中的介质基本排空，当液位计液面高度不再变化时及时将泵关闭；

4.  将管路切换打到中位、并关闭交流总电源开关；

5.  取下加油接头1#和10#，并分别安装放油接头，使接口处于打开状态并接到容器里；

6.  将管路收回到卷轴，放掉管路中剩余的大部分测试介质，再将软管抽出平放在地面；

7.  在管路中部的充气阀门处再次接入过滤满足要求的气源，压力不超过45PSI；

8.  通气足够长时间后，关闭气源，并参考图3和图7打开油箱处的泄压阀18#释放压力，压力释放后将阀门关闭；

9.  排油结束，取下放油接头并将管路收回使系统恢复到正常状态。

图5-1 余油排空

六、设计验证和总结

通过ACFS加油车样机根据相关测试大纲进行了航油管路清洗和余油回收设计的功能验证测试，测试过程如下：

1.  使用航油进行管路循环清洗每次循环使用500L左右的航油（含管路中的航油），在进行3到4次循环后，通过取样进行微生物检测，确认管路达到规定的清洁状态。（见附件的检测报告。）

图6-1 燃油取样

2.  按照程序进行余油回收操作。

   综上所述，ACFS加油车的管路清洗和余油回收系统在设计选材上完全满足规章要求，选用不锈钢材料保证设备的耐腐蚀性；油泵的压力可控可调满足系统所需压力要求，系统所有功能都达到了设计预期的效果。采用该设备以后，能够有效的保证ACFS加油车的管路的清洗和回收余油的工作。

参考文献

[1]《民用航空器维修-地面安全-第7部分：民用航空器的加油和放（抽）油》 MH/T 3011-2006.7

[2]《民用航空燃料质量控制和操作程序》 MH/T 6020-2012

[3]《民用航空器加油规范》 MH/T 6005-2009