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船舶冷库故障浅析
作者:匿名 出处: 日期:2015-05-21 17:23:43
船用冷库制冷系统大多采用“一机多库”系统,即正常工作过程中,一台制冷压缩机同时为几个冷库服务,而各库的库温均不相同,高、低温库间的库温相差很大,相应蒸发温度的设定也就相差很大,因而,有关温度、压力的设定就很为重要。此类制冷系统的故障可分为两大类:一是由于某一个库的元件工作失常(如热力膨胀阀调节不当、脏堵或蒸发器结霜严重等),使得该库运行不正常,但并不影响其他库;另一类是各库的公共环节部分( 如压缩机、冷凝器、冷剂、滑油分离器、高低压继电器、油压差继电器、能量调节机构等) 出现故障而使各库工作失常。由于库与库之间、各阀件及主要元件间的相互影响,使管理工作显得尤为复杂,这也正是冰机作为船用设备中难于管理的设备之一。本文试图就船舶的伙食冷库系统如何尽快排除运行中产生的一些常见故障,提出一般判断,确认故障原因的基本方法。


1冷库故障分析

船舶在航行途中,若伙食冷库突然出现故障,相关船员必须在最短时间里把故障排除,把损失控制在最低点。但是大型船舶的伙食冷库制冷系统元件繁多,结构复杂,究竟是哪个部分所引起的故障,船员很难在短时间里找到并且排除。这就需要我们提出一个既简单又能准确找出故障的方案。

目前,《船舶辅机》教材中对制冷故障的分析比较全面,分别就冰塞,排气压力过高,吸气压力过低,压缩机长期运转不停,压 缩机起停频繁,压缩机起动不久就停,或无法起动等故障现象进行分析。但同时也很烦琐,比如:冰塞是因为制冷系统中氟利昂含水较多时,当温度降到0℃以下,水的溶解度显著降低,析出而结冰,从而堵住流道狭窄处,这是一种故障。而与其症状相似的脏堵,如膨胀阀和液管上的滤器发生脏堵,也会引起制冷剂流量不足,吸入压力降低,吸气过热度增加和压缩机起停频繁等。其实压缩机起停频繁和长期运转不停,这只是一种现象,是由某个故障,比如冰塞,滤器脏堵所造成的,其本身不是故障。《船舶辅机》教材上却把起停频繁和长期运转不停作为两个故障,同其他故障放在一起进行分析,这样就会使人觉得混乱,船员若依此方法来判断,必会有很大的困难,不能一目了然地分析出故障的原因,所以不适合在船上这个特定的环境中使用。

下面笔者介绍一下自己的制冷故障分析的优选方案。以某制冷系统的一些故障为例,分析如何最快的找出故障并且解决。该制冷系统采用一台2F-10压缩机,无气缸卸载机构,制冷剂为氟里昂,分鱼肉库、菜库和乳蛋库三个库。该轮主要往返国内南北航线,粮食补充周期不长,故为提高经济性,库温设置分别为:鱼肉库和乳蛋库-11℃~-9℃,菜库3℃~5℃。

整个冷库温度降不下来的故障分析处理当发现整个制冷装置制冷效果下降时,应立即检查压缩机吸排压强表。

如果制冷效果突然下降,吸入压强偏低,其原因为:系统中制冷剂不足,制冷剂的蒸发量太小,吸气过热度高,低温库蒸发器后部霜层融化,吸气温度升高;由于海水温度的突然降低而导致的冷凝压强过低;液管阻塞,贮液器出口阀在充装冷剂后没开足;系统中循环的滑油过多,使流经膨胀阀的制冷剂流量减少,蒸发量减少。原因可能是曲轴箱加油过多、汽缸及活塞环磨损严重、刮油环装反或断裂,也可能是制冷剂流量不足或低压管路设计不当,滑油不能被带回曲轴箱而积存在低压管路中。如果吸入压强偏高,排出压强偏低,其原因为制冷压缩机故障,应立即拆检压缩机,其故障一般为:压缩机某缸吸排气阀片断裂;压缩机容量调节机构有故障,某缸不能增载;活塞环有断裂;某活塞杆断裂,活塞掉入曲轴箱。

如果排气压强过高,其原因为:进入冷凝器的水量太少或水温过高;冷凝器水管积垢太厚或风冷式冷凝器积灰太厚;冷凝器端盖分水筋短路;如果制冷装置制冷效果在一段时间内缓慢下降,应根据压缩机吸排压强变化,分析是否为制冷剂不足、冷凝器脏污、压缩机内部漏泄等原因。

一般来说,造成制冷压缩机启动频繁的原因主要有四个:冷库隔热性能太差,可能是隔热结构损坏、隔热材料受潮、库门或泄水口漏热严重等。如果吸入压强在压缩机启动后迅速下降,则为膨胀阀堵塞或参与循环的制冷剂严重不足。这两种情况下制冷剂的循环量过小,库温未达到下限时压缩机已把低压管路抽空至低压继电器的下限压力而停车,但电磁阀尚未关闭,停车后仍有制冷剂进入蒸发器,吸入压力势必不久又升到上限,压缩机也因吸入管压力回升而启动,从而启动频繁。电磁阀全部关闭,如果吸气压强正常波动,而对应的排气压强偏低,则压缩机起停频繁是由压缩机内部漏泄严重造成的,应立即拆检压缩机。


2单库库温降不下来的故障分析和处理

例如:该伙食冷库中的鱼肉库库温过高,而乳蛋库和菜库的库温均正常,经检查发现压缩机工作正常,冷风机盘管上有很厚的结霜,融霜后情况得到好转。后又发现膨胀阀前滤器堵塞,疏通滤器后,鱼肉库库温恢复正常。

在一机多库的制冷装置中,如果仅一个冷库库温降不下来,其原因如下:
膨胀阀前滤器堵塞,引起制冷剂流量不足,吸气压强过低,导致制冷效果下降;该库电磁阀不能开启,这样同样会使吸气压强过低,导致制冷效果降低;该库冷风机不能融霜,导致冷风机蒸发器堵塞,蒸发器换热能力变差,吸气压强过低,制冷效果变差;通过对以上两个故障实例的分析和处理,我们可总结出对制冷装置故障诊断的一般原则,在制冷装置发生故障时,为了避免盲目推测,减少判断失误,提高工作效率,及时找出故障所在,应运用制冷系统的基本原理和基本理论知识,掌握系统内各温度、压力等工况参数之间以及各设备和元件之间的相互联系和相互影响,透过故障现象,洞察其本质。

一般来说,故障的查找和处理应注意以下几个方面:

首先,通过故障现象分析系统内在变化,详尽地列举出引起这些变化的可能原因,比较这些原因之间的内在联系与区别,采用逐一排除、筛选的方法,最后确定具体的故障部位或故障原因,减少判断失误。比如上面的故障1,压缩机启动频繁的原因有:高低压间存在漏泄;膨胀阀堵塞或制冷剂不足;蒸发器结霜太厚等等。通过比较、筛选、排除,最后确定了具体故障原因。再如,压缩机缸头结霜的原因总是因为大量湿蒸汽或液态制冷剂被吸入压缩机所致,具体原因又有膨胀阀温包错误安装和松脱,或供液电磁阀漏泄等。总之,通过故障原因的列举和比较,可进一步缩小范围,以致最后确定故障,采取措施修复。

其次,要从整体到局部的去分析故障,辨别故障是整个系统的、某个冷库的或是某个元件的。这可以在对故障现象进行仔细分析的基础上,有的放矢地对某一设备或元件进行试验,找出故障所在。比如上面提到的故障2,通过整体分析,确定故障只是出现在鱼肉库中,这样我们就可以不去考虑是压缩机的问题了。因为一旦压缩机出现了故障,将导致整个制冷系统的制冷效果都下降。而在故障2中,乳蛋库和菜库的库温都是正常的,因此我们只需在鱼肉库中检查各个元件即可,从而缩小了检查范围提高了工作效率。还有,如怀疑膨胀阀堵塞.则可通过关闭其前后截止阀将其隔离,再用手动膨胀阀试验即可判断其故障与否。

第三,查找故障时,应遵循先简单后复杂的原则。比如上面提到的压缩机启动频繁故障,可能是由于吸排气阀关闭不严造成的,但应首先排除其他可能后才能对压缩机拆卸检查,因为盲目地拆卸不一定能找到故障所在,却可能产生新的故障,给故障诊断带来新的困难。遵循先简单后复杂的原则,可避免故障的扩大和复杂化,同时也能减少工作量,最大限度地缩短故障的查找时间。第四,加强日常的维护管理工作。在日常维护管理中,应严格按照操作规程来进行操作,注意系统各温度压力等重要工况参数,经常检查易出现故障的部件,如热力膨胀阀、高低压控制器、滑油分离器等,发现异常及时采取措施,避免故障扩大或恶化,经常检查各库蒸发盘管的结霜情况,必要时及时融霜,提高制冷效果。总之,平时维护管理得当,能最大限度地防止故障的出现。


3小结

上面通过对某冷库制冷装置的故障实例的分析和处理,总结了制冷装置故障的诊断及排除方法以及在实际工作中应注意的一些问题。实际上制冷装置的复杂性决定了其故障的复杂性,对由于制冷系统各组成部件尤其是控制元件的工作相互联系和相互影响,因而产生故障的原因也是多方面的,甚至有不少故障是由于人为因素造成的,如操作管理不当等。因此排除故障时,应详细调查研究,认真仔细分析,以便及时准确找出故障原因,确定排除故障的方法。作为轮机管理人员,除应能熟练运用有关理论知识,并汲取实践经验,总结故障诊断与排除的一般方法外,更重要的是,结合实践经验,注意在日常维护管理工作中,正确操作,严格执行安全技术规程,预防故障的出现,做到防患于未然,保证系统正常可靠的工作。
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