民國115年 高考三級 輪機技術 輔機
第3題
請闡述船舶燃油淨化常見過濾法、沉澱法及離心法三種方法的主要原 理。對於油中含有微小金屬粉末之燃油，單純使用過濾法與沉澱法的侷 限性為何？並請說明淨油機（離心式分…
題目
請闡述船舶燃油淨化常見過濾法、沉澱法及離心法三種方法的主要原 理。對於油中含有微小金屬粉末之燃油，單純使用過濾法與沉澱法的侷 限性為何？並請說明淨油機（離心式分離機）在大型主機供油系統中不 可或缺的原因。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、過濾法（Filtration）原理：利用濾材（金屬網、濾芯、濾紙）之孔隙攔截燃油中固體顆粒，兼有表面過濾與深層過濾作用；粒徑大於孔徑者被截留，較小者靠吸附與架橋作用去除。優點為設備簡單、成本低、壓降可控；缺點為僅能去除固體、無法分離水分，且濾芯易堵塞，須定期清洗或更換。
- 二、沉澱法（Settling）原理：利用油、水與雜質之密度差，在沉澱櫃中靜置，使水滴與固體顆粒受重力沉降到底部，再由洩放閥排出。加熱可降低黏度、增大密度差而加速沉降（重油常加熱至50～60℃）。特點為無須動力、操作簡單，但佔空間大、停留時間長，僅能分離較大粒徑之水滴與雜質。
- 三、離心法（Centrifugal Separation）原理：淨油機將燃油高速旋轉（數千至上萬轉），產生遠大於重力之離心力場，依油、水、固體之密度差使其分層，水與固體被甩向外側經特定通道排出，潔油由中心引出。分為淨油（purifier，同時分水）與澄清（clarifier，僅分固）兩種操作方式，並須以比重環（gravity disc）調整分離界面位置。
- 四、過濾與沉澱對微細金屬粉末之局限：依斯托克斯定律（Stokes' law），顆粒沉降速度與粒徑平方成正比，數微米級金屬粉末沉降極慢，且受油流對流與布朗運動干擾，沉澱法實務上難以去除；過濾法孔徑過小則壓降劇增、濾芯迅速堵塞，孔徑過大則無法攔截，且金屬粉末具磨蝕性，會加速高壓噴油泵柱塞與噴油嘴磨損。
- 五、淨油機不可或缺之原因：大型主機供油量大且須連續處理，淨油機可線上循環淨化，藉加熱與離心有效去除水分、水溶性鹽類、灰分及微細固體（含金屬粉末與催化劑細粉）；可依燃油密度選配比重環控制分離效果，處理高黏度重油時配合加熱維持分離效率；並可減輕濾器負荷、延長濾芯壽命、保護昂貴之噴油設備，避免卡閥與異常磨耗。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。