某輪空壓機(jī)排氣溫度過高的故障分析

惠 節(jié)，王宏明

(江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 211170)

1 故障現(xiàn)象

某輪于20世紀(jì)70年代建造，5 000多噸，航行于長江航線，船上共有2臺(tái)空氣壓縮機(jī)，都是固定、立式水冷二級(jí)級(jí)差活塞式空壓機(jī)。轉(zhuǎn)速為750 r/min，排氣量為60 m3/h，一級(jí)排壓額定壓力為0.6～0.8 MPa，二級(jí)排壓額定壓力為 3.0 ～ 3.1 MPa。由于大部分時(shí)間用于學(xué)生實(shí)習(xí)，加上主機(jī)、發(fā)電機(jī)、汽笛、零件的沖洗等都需要壓縮空氣的輔助，因此空壓機(jī)往往啟動(dòng)頻繁。故障當(dāng)天啟動(dòng)主空壓機(jī)，實(shí)習(xí)學(xué)生在旁邊觀看操作，記錄運(yùn)行參數(shù)(因船舶建造較早，空壓機(jī)沒有現(xiàn)代精準(zhǔn)的檢測裝備)，以訓(xùn)練學(xué)生的聽、觸、感等檢測故障方法?？諌簷C(jī)運(yùn)行不久，學(xué)生報(bào)告其氣閥頻繁出現(xiàn)一陣陣的敲擊聲，停機(jī)后啟動(dòng)主備用空壓機(jī)，其工作正常。當(dāng)用手輕輕觸摸主空壓機(jī)的排氣管時(shí)，感覺特別燙手。正常情況下，當(dāng)空壓機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，用手觸摸壓縮空氣排出管時(shí)，不會(huì)感覺很燙手，顯然該機(jī)排氣溫度過高。

2 故障原因分析

初步推測，空壓機(jī)的低壓級(jí)排氣閥出現(xiàn)輕微敲擊可能是由于氣閥彈簧的問題，其次空壓機(jī)頻繁使用沒有做好定期維護(hù)保養(yǎng)，存在泄漏從而導(dǎo)致排氣溫度升高?；谶@種分析拆檢了空壓機(jī)的低壓級(jí)排氣閥，發(fā)現(xiàn)該閥的彈簧已經(jīng)變形，閥座有許多細(xì)小的雜質(zhì)，其墊圈已被腐蝕壞。此外，氣閥還存在一些積碳，清潔后發(fā)現(xiàn)需換新氣閥。安裝好新閥后，又細(xì)致的檢查一遍。開啟主空壓機(jī)運(yùn)行，觀察一段時(shí)間，沒有聽到敲擊聲，可是半小時(shí)后發(fā)現(xiàn)排氣管燙手，連冷卻水的出口管系都發(fā)熱，此時(shí)意識(shí)到問題的嚴(yán)重性。在大管輪的指導(dǎo)下機(jī)艙人員對空壓機(jī)進(jìn)行了更為深入地檢查，結(jié)合該空壓機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)了其它可能導(dǎo)致該故障發(fā)生的原因:①吸氣溫度過高，而冷卻能力未變，導(dǎo)致排氣溫度過高;②排氣壓力過高導(dǎo)致排氣溫度過高;③冷卻器臟堵導(dǎo)致冷卻不良，冷卻水流量不足，低于正常值，造成冷卻水對壓縮空氣的冷卻能力不足，從而導(dǎo)致排氣溫度過高。

3 故障的排除

根據(jù)以上分析，首先考慮空壓機(jī)是否因吸氣溫度過高而導(dǎo)致排氣溫度過高，因?yàn)橹鱾溆每諌簷C(jī)正常工作，所以排除這一因素。是不是由于排氣壓力過高而造成故障的發(fā)生，先前檢查排氣閥時(shí)觀察過排氣壓力發(fā)現(xiàn)其壓力正常，在0.6～3.0 MPa之間，有時(shí)壓力反而稍稍降低，顯然排氣壓力過高也不是故障所在。

以上2種因素皆被排除，很可能是冷卻問題，因?yàn)榭諌簷C(jī)已老化，先拆檢主空壓機(jī)冷卻水出口閥，發(fā)現(xiàn)主空壓機(jī)出水量很小，造成冷卻水流量不足最有可能的原因就是冷卻器內(nèi)臟堵或者結(jié)垢。因?yàn)樗冈诶鋮s水系統(tǒng)內(nèi)形成，將會(huì)縮小冷卻水流道截面面積，增加水循環(huán)的阻力，阻礙正常的熱交換，隨著水垢層的不斷加厚，將造成設(shè)備嚴(yán)重的冷卻不良從而帶來一連串的惡果。拆檢主空壓機(jī)的冷卻器發(fā)現(xiàn)水垢不是太厚，倒有不少雜質(zhì)。因本輪管路均已老化，加之空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)從未采用過化學(xué)方法除垢，為防管壁遭受腐蝕發(fā)生漏泄，我們采用機(jī)械除垢法，配合風(fēng)動(dòng)工具和壓力水對空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行除垢，并用手工除垢法對冷卻盤管進(jìn)行徹底的清潔。由于冷卻器結(jié)垢不厚，分析可能是冷卻水進(jìn)機(jī)前的管路中存在著堵塞，從而造成冷卻水進(jìn)入冷卻器的流量減少。

如果主管路堵塞了，那么主備空壓機(jī)也會(huì)出現(xiàn)同樣的癥狀，可以推斷是主空壓機(jī)冷卻水進(jìn)機(jī)前的一段管路。將冷卻水進(jìn)機(jī)前的進(jìn)水閥拆開后發(fā)現(xiàn)該閥的墊片已經(jīng)嚴(yán)重腐蝕，入口處有許多雜質(zhì)。故障的真正原因是由于該空壓機(jī)的冷卻器的進(jìn)水閥被雜質(zhì)堵塞，造成冷卻水進(jìn)入冷卻器的流量不足，使其對壓縮空氣的冷卻能力達(dá)不到正常值，從而導(dǎo)致排氣溫度過高，間接導(dǎo)致氣閥的溫度升高出現(xiàn)敲擊。

4 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

此次事故雖然是船舶故障中的一個(gè)很小很普通的問題，但反觀事故的根本原因，作為航運(yùn)公司和輪機(jī)人員，有以下幾點(diǎn)值得認(rèn)真思考。

1)注重增加老舊船舶必要的檢測裝置和備件的質(zhì)量與數(shù)量。目前，我國內(nèi)河航行的大部分船舶均建造于上世紀(jì)70年代，由于船齡老、修理成本成倍增加，而航運(yùn)公司往往認(rèn)為船舶即將淘汰，不愿增加改造和修理投入，形成船舶越老，效益越好，安全投入越少，故障越多。從本次事故經(jīng)驗(yàn)中得出:在管理內(nèi)河船舶過程中應(yīng)建立和健全維護(hù)保養(yǎng)體系，機(jī)艙增加一些必須的檢測裝置。如:空壓機(jī)進(jìn)、排水閥的壓力表，流量表，傳感器等。同時(shí)必須考慮增加船舶備件數(shù)量，提高備件質(zhì)量。如:適當(dāng)增設(shè)進(jìn)、排氣閥，活塞環(huán)等。

2)注重設(shè)備的維護(hù)，管理制度要規(guī)范化嚴(yán)肅化，有責(zé)任心更有主人翁的意識(shí)。故障的發(fā)生表現(xiàn)為突發(fā)和偶然，但它一定具有內(nèi)在的聯(lián)系和必然的規(guī)律。此次事故，因沒有定期維護(hù)保養(yǎng)氣閥導(dǎo)致氣閥的彈簧變形、墊片腐爛;沒能及時(shí)注意冷卻水腔的結(jié)垢與雜質(zhì)，進(jìn)、排水閥的臟堵等，從而導(dǎo)致故障發(fā)生。此次事故充分證明:輪機(jī)人員檢修時(shí)要以主人翁地位要求自己，更要有責(zé)任心，按時(shí)保質(zhì)保量的做好維修、保養(yǎng)、檢查。同時(shí)，航運(yùn)公司管理制度要規(guī)范化、嚴(yán)肅化、獎(jiǎng)懲分明。

［1］費(fèi)千.船舶輔機(jī) (第2版)［M］.大連:大連海事大學(xué)出版社，2007.

［2］滿一新.船機(jī)維修技術(shù)［M］.大連:大連海事大學(xué)出版社，1998.

［3］鄭仲金，呂鳳明.船用空壓機(jī)典型故障的事故樹分析［J］.中國修船，2008(4).