某輪空壓機排氣溫度過高的故障分析

惠 節(jié)，王宏明

(江蘇海事職業(yè)技術學院，江蘇南京 211170)

1 故障現(xiàn)象

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

2 故障原因分析

初步推測，空壓機的低壓級排氣閥出現(xiàn)輕微敲擊可能是由于氣閥彈簧的問題，其次空壓機頻繁使用沒有做好定期維護保養(yǎng)，存在泄漏從而導致排氣溫度升高?；谶@種分析拆檢了空壓機的低壓級排氣閥，發(fā)現(xiàn)該閥的彈簧已經(jīng)變形，閥座有許多細小的雜質，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，又細致的檢查一遍。開啟主空壓機運行，觀察一段時間，沒有聽到敲擊聲，可是半小時后發(fā)現(xiàn)排氣管燙手，連冷卻水的出口管系都發(fā)熱，此時意識到問題的嚴重性。在大管輪的指導下機艙人員對空壓機進行了更為深入地檢查，結合該空壓機的工作原理及其結構特點，總結了其它可能導致該故障發(fā)生的原因:①吸氣溫度過高，而冷卻能力未變，導致排氣溫度過高;②排氣壓力過高導致排氣溫度過高;③冷卻器臟堵導致冷卻不良，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，首先考慮空壓機是否因吸氣溫度過高而導致排氣溫度過高，因為主備用空壓機正常工作，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，因為空壓機已老化，先拆檢主空壓機冷卻水出口閥，發(fā)現(xiàn)主空壓機出水量很小，造成冷卻水流量不足最有可能的原因就是冷卻器內臟堵或者結垢。因為水垢在冷卻水系統(tǒng)內形成，將會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，將造成設備嚴重的冷卻不良從而帶來一連串的惡果。拆檢主空壓機的冷卻器發(fā)現(xiàn)水垢不是太厚，倒有不少雜質。因本輪管路均已老化，加之空壓機冷卻系統(tǒng)從未采用過化學方法除垢，為防管壁遭受腐蝕發(fā)生漏泄，我們采用機械除垢法，配合風動工具和壓力水對空壓機冷卻系統(tǒng)進行除垢，并用手工除垢法對冷卻盤管進行徹底的清潔。由于冷卻器結垢不厚，分析可能是冷卻水進機前的管路中存在著堵塞，從而造成冷卻水進入冷卻器的流量減少。

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

4 經(jīng)驗教訓

此次事故雖然是船舶故障中的一個很小很普通的問題，但反觀事故的根本原因，作為航運公司和輪機人員，有以下幾點值得認真思考。

1)注重增加老舊船舶必要的檢測裝置和備件的質量與數(shù)量。目前，我國內河航行的大部分船舶均建造于上世紀70年代，由于船齡老、修理成本成倍增加，而航運公司往往認為船舶即將淘汰，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)驗中得出:在管理內河船舶過程中應建立和健全維護保養(yǎng)體系，機艙增加一些必須的檢測裝置。如:空壓機進、排水閥的壓力表，流量表，傳感器等。同時必須考慮增加船舶備件數(shù)量，提高備件質量。如:適當增設進、排氣閥，活塞環(huán)等。

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

［1］費千.船舶輔機 (第2版)［M］.大連:大連海事大學出版社，2007.

［2］滿一新.船機維修技術［M］.大連:大連海事大學出版社，1998.

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