淺談船舶制冷系統(tǒng)常見故障

蔡翔

摘要：隨著船運(yùn)業(yè)的迅速發(fā)展，制冷裝置的廣泛使用，在制冷裝置的操作管理中正確分析判斷并迅速排出故障是每個(gè)輪機(jī)員的重要職責(zé)。制冷裝置一旦發(fā)生故障，輪機(jī)員就需要找出故障原因并加以排除.所以掌握船舶制冷裝置的故障處理方法是每個(gè)輪機(jī)員必須具備專業(yè)素質(zhì)。針對液擊這一常見故障進(jìn)行分析，并提出解決問題的辦法，為輪機(jī)員對制冷設(shè)備的維護(hù)管理提供參考。

關(guān)鍵詞：船舶;制冷系統(tǒng);故障

引言

最近幾年的航運(yùn)業(yè)不斷發(fā)展，越來越多的新航路被開辟出來，船舶的航程越來越遠(yuǎn)，船舶上的食品需求量不斷增加，各種各樣的食品加入到了船舶運(yùn)輸?shù)年?duì)伍中，因此船舶對食品的保鮮十分重要?，F(xiàn)在基本上所有的船舶上都設(shè)有冷庫和相對應(yīng)的制冷裝置，從而達(dá)到長時(shí)間對食品的保鮮，防止腐敗的目的。伴隨著制冷裝置的廣泛使用，在設(shè)備的運(yùn)行中有可能會出現(xiàn)一些無法避免的故障，制冷裝置一旦發(fā)生故障，特別是液擊故障，船舶輪機(jī)人員必須迅速分析故障的誘因，準(zhǔn)確找到故障源并加以排除。所以掌握船舶制冷裝置的故障處理方法是每個(gè)輪機(jī)員必須具備專業(yè)素質(zhì)。

1、船舶冷庫制冷系統(tǒng)

一般制冷系統(tǒng)都是單機(jī)單庫，食品冷藏庫以及冷凍庫都有著獨(dú)立的制冷循環(huán)回路，包含有壓縮機(jī)、冷風(fēng)機(jī)等設(shè)備，在冷卻水系統(tǒng)以及冷凝-貯液器方面兩個(gè)系統(tǒng)共用同一套設(shè)備。制冷劑在冷風(fēng)機(jī)內(nèi)部蒸發(fā)為氣態(tài)制冷劑，從回氣管路進(jìn)入壓縮機(jī)，將其變?yōu)楦邷馗邏簹怏w，在經(jīng)過氟油分離器分離之后，其中的潤滑油進(jìn)入冷凝-貯液器中，變?yōu)楦邏阂后w。高壓狀態(tài)下的制冷劑受到壓力作用經(jīng)過過濾器、電磁閥以及膨脹閥通入冷藏庫蒸發(fā)盤管道蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)對熱量的吸收，達(dá)到降低溫度的目的。制冷劑從高壓狀態(tài)又變?yōu)榈蜏氐蛪籂顟B(tài)，再次進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對冷藏庫溫度的維持。

2、故障現(xiàn)象

某船中央空調(diào)系統(tǒng)是采用集中送風(fēng)模式，某次航行中出現(xiàn)客艙溫度不能降低情況，經(jīng)檢查，兩舷送風(fēng)溫度都上升了3℃左右，空調(diào)主機(jī)房的高低壓壓力均遠(yuǎn)小于正常值，初步認(rèn)定是制冷劑不足引起。由于暗裝的管路、接頭、蒸發(fā)器和冷凝器均難于檢查，于是試充入制冷劑，啟動能運(yùn)轉(zhuǎn)良好，各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)均正常。但三天后發(fā)現(xiàn)高低壓壓力又下降了很多，客艙溫度又升高了，停機(jī)后將冷凝器側(cè)蓋打開，看見有一根銅管有油漬現(xiàn)象，確定為冷凝器泄漏制冷劑。將破損的銅管補(bǔ)焊封堵后再充滿制冷劑，啟動運(yùn)轉(zhuǎn)良好。二個(gè)月后，制冷效果又變差，發(fā)現(xiàn)依然是管路破損，又將破損的兩根銅管補(bǔ)焊封堵后再充滿制冷劑，啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，但制冷效果仍然很差，同時(shí)還出現(xiàn)了頻繁啟停的現(xiàn)象，初步判斷為制冷劑中含有過多水分而產(chǎn)生冰塞，拆下干燥器過濾器發(fā)現(xiàn)有積水，因此確定還存在其他故障隱患。

3、故障分析與處理

3.1、制冷量低、壓縮機(jī)吸氣帶液問題

冷庫制冷系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，如果有著較高的冷卻水溫度，同時(shí)存在較大的冷庫熱負(fù)荷時(shí)，可以保證制冷系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮出良好的制冷效果。在冬季水溫一般較低，在冷藏室溫度達(dá)到設(shè)定值后，壓縮機(jī)會自動停止運(yùn)行，但是制冷系統(tǒng)在排氣溫度以及排氣壓力等參數(shù)方面與設(shè)定值還存在一定的偏差，這時(shí)如果船員沒有及時(shí)更改相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，對供水量進(jìn)行調(diào)整，就會出現(xiàn)有制冷量低等問題，壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中存在吸氣帶液現(xiàn)象，壓縮機(jī)吸氣帶液現(xiàn)象較為嚴(yán)重，將會直接導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞，整個(gè)制冷系統(tǒng)癱瘓。

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是因?yàn)槔洳厥乙约袄鋬鍪移渲评浠芈饭灿猛惶桌淠?貯液器以及冷卻水系統(tǒng)，冷藏室或者冷凍室任何一個(gè)制冷系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，將很大程度上降低冷凝負(fù)荷量，這時(shí)船員沒有對冷卻水供應(yīng)量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將會導(dǎo)致冷卻水流量與冷凝負(fù)荷之間存在有較大的偏差，制冷劑會出現(xiàn)被過冷現(xiàn)象，降低冷凝壓力，最終導(dǎo)致制冷回路相關(guān)參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值存在較大的偏差。

當(dāng)前的冷卻水系統(tǒng)完全是通過人工進(jìn)行調(diào)節(jié)，在最開始啟動階段，通過手動調(diào)節(jié)供水量，能夠滿足兩個(gè)冷庫的運(yùn)行需求，但是一旦冷凝負(fù)荷存在有較大變化時(shí)，該系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)自動、快速準(zhǔn)確調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致制冷系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)問題。針對這一問題，想要保證制冷系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，就需要保證制冷系統(tǒng)可以在不同的冷卻水溫度以及冷凝負(fù)荷條件下正常運(yùn)行。具體的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案是使用電動三通調(diào)節(jié)閥取代之前的截止閥，借助PLC來實(shí)現(xiàn)對電動三通調(diào)節(jié)閥開度的調(diào)節(jié)，一旦排氣壓力等參數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值出現(xiàn)偏差時(shí)，PLC會自動響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對開度的調(diào)節(jié)，保證整個(gè)制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在改進(jìn)之后，電動三通閥可以結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行各方面實(shí)際情況進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，維持系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，滿足正常工作需求。

3.2、液擊故障分析

（1）回液：基本上回液是指壓縮機(jī)運(yùn)作時(shí)蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑通過吸氣管回流到壓縮機(jī)的過程。由于操作不當(dāng)，還與膨脹閥的設(shè)定有關(guān)，比如膨脹閥設(shè)定過大，多熱度設(shè)定過小，感溫包設(shè)置不正確等都會造成壓縮機(jī)回液現(xiàn)象。（2）帶液啟動：在壓縮機(jī)啟動的時(shí)候，曲軸箱里面的潤滑劑運(yùn)動產(chǎn)生泡沫的過程被稱為帶液啟動。我們可以從油視鏡上很清楚的看到帶液啟動的泡沫現(xiàn)象，帶液啟動的起因是由于潤滑劑中溶解的大量冷卻劑，當(dāng)壓力瞬間降低時(shí)產(chǎn)生很多泡沫，這種現(xiàn)象就相當(dāng)于打開了一瓶強(qiáng)烈晃動過的碳酸飲料，結(jié)果可想而知，會有大量泡沫產(chǎn)生。帶液啟動的起泡現(xiàn)象和持續(xù)時(shí)間長短和制冷劑的多少有關(guān)系，一般都是幾分鐘持續(xù)到十幾分鐘，起泡現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)會有許多泡沫漂浮在油面上，從曲軸箱很容易清楚的看出泡沫。泡沫一進(jìn)去進(jìn)氣道被吸入氣缸，泡沫就會變成潤滑油和制冷劑的混合物，就很容易液擊。因此，由帶液啟動引發(fā)的液擊大多數(shù)發(fā)生在啟動過程。（3）潤滑油過多：半封閉式壓縮機(jī)通過觀察油視鏡來看油位高低，當(dāng)油位高于油視鏡范圍時(shí)，就表示油太多了，油位過高，告訴旋轉(zhuǎn)的曲軸和連桿大頭就會開始頻繁撞擊油面，導(dǎo)致潤滑劑飛濺，潤滑油一不小心通過進(jìn)氣道進(jìn)入氣缸很容易造成液擊。

液擊故障的處理措施：液擊現(xiàn)象是制冷系統(tǒng)中的常見故障，我們通過分析液擊形成的三個(gè)原因，從原因出發(fā)盡量使用與潤滑劑不相容的制冷劑來減少產(chǎn)生大量泡沫的危害，但是實(shí)際中很少的。在一些冷卻系統(tǒng)中，停機(jī)前通過壓縮機(jī)吸干蒸發(fā)器當(dāng)中的液態(tài)制冷劑，這樣子可以阻止冷卻液的流動，從而保護(hù)管路中安裝分離器，通過增加制冷劑的移動阻力，降低移動量，通過改進(jìn)回氣冷卻裝置的回油路徑，在機(jī)電腔和曲軸箱移動的通道上增加回油泵，停機(jī)后阻斷電路，使得制冷劑沒有辦法進(jìn)去曲軸腔，減少進(jìn)氣道與曲軸箱的通道可以很有效的減少開機(jī)運(yùn)行時(shí)的壓力下降速度，從而能夠很有效地控制產(chǎn)生泡沫和泡沫進(jìn)去氣缸的多少。

結(jié)束語

船舶制冷系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜又很重要的系統(tǒng)，運(yùn)行環(huán)境也很惡劣，因此不可避免地會出現(xiàn)各種故障。相關(guān)輪機(jī)人員要有高度的責(zé)任心，嚴(yán)格按照規(guī)定對制冷系統(tǒng)做好維護(hù)保養(yǎng)工作，盡可能減少故障發(fā)生的可能性。

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（作者單位：中遠(yuǎn)船務(wù)（啟東）海洋工程有限公司）