某輪伙食冷庫溫度異常分析

李章德

摘 要：本文從某輪一起伙食冷庫溫度異常著手，對該故障進行了細致分析，提出了類似故障的處理措施和船舶伙食冷庫的管理建議。對輪機人員在伙食冷庫系統的管理中有一定的借鑒意義。

關鍵詞：伙食冷庫 冰塞 臟堵

對于遠洋船舶而言，在復雜多變的海洋環境中，保證伙食冷庫的正常運行是輪機管理人員的一項技能。如果伙食冷庫發生故障而不能及時排除，冷庫中的肉類、蔬菜就會變質，影響船員最基本的生活，對船舶的安全航行構成威脅。因此根據船舶伙食冷庫的故障現象，正確分析和排除故障是輪機管理人員的一個重要研究課題。

1.庫溫異常故障現象

某輪自洪都拉斯購置回國途中，雖然也出現過兩次伙食冰庫溫度異常波動，但對伙食的貯存未造成實質性影響。回國后，在某船廠修理期間，因考慮到該輪為全球航線，大管輪認為冰庫壓縮機只有一臺能運行，有必要將另一臺長期閑置不用的壓縮機檢查、修復以作備用。公司機務部認為合理，便安排船廠進行了修理。修船期間，該輪部分液壓絞纜機管系進行了更換，對冰庫隔熱層造成了一定程度的破壞。出廠試驗時，發現伙食制冷系統出現異常現象，主要表現為：吸入、排出壓力較正常低；制冷壓縮機吸入閥處無冰涼感覺；制冷系統效果不佳，在肉庫、蔬菜庫庫溫尚未達不到要求設定值時，制冷壓縮機便經常自動停車。

2.故障原因分析

（1）制冷壓縮機吸入壓力過低的可能原因：充入的冷劑量過少；蒸發器換熱能力下降；液態冷劑在系統中循環流量受到限制，如熱力膨脹閥發生“冰塞”，系統某些狹窄處發生臟堵，熱力膨脹閥開度過小或過熱度設置過高等。

（2）制冷壓縮機排出壓力低的可能原因：冷凝器的冷卻水溫過低或水量過大；活塞與氣缸之間的間隙過大；系統冷劑量不足等。

（3）制冷系統效果不佳的可能原因：熱力膨脹閥開度不足，如熱力膨脹閥感溫包安裝錯誤或安裝位置不當，熱力膨脹閥本身存在故障或調節不當，熱力膨脹閥阻塞；排出閥和吸入閥故障；干燥器堵塞；管路中截止閥關閉或開度不足；系統充入冷劑過少；通過蒸發器的空氣流量不足；蒸發器結冰或霜層較厚；風機皮帶打滑導致風機速度下降；制冷壓縮機排出壓力過高；制冷壓縮機吸入壓力過低；溫度繼電器設置不當等。

結合該輪修船之前制冷系統工作較為正常的情況，通過認真分析，認為盡管系統本身有可能存在某些潛在的異常因素，但本次修船給制冷系統帶來的負面影響應是造成上述故障現象的“元兇”。經仔細檢查發現，系統冷劑數量、冷凝器冷卻水的調整均合適。冷庫隔熱層的破壞對系統的熱負荷有所增加，但壓縮機吸、排壓不應偏低，也不應是庫溫降不下來的主要原因；而修船期間，剛將一臺閑置的壓縮機進行了檢修、補充了大量冷劑會不會有“成事不足，敗事有余”之嫌？綜合各種癥狀結合上述分析，系統冰塞或臟堵的可能性比較大。“冰塞”通常是因為系統冷劑含水過多，或檢修設備、補充冷劑、添加冷凍機油等操作方法不當，使水分隨空氣進入了系統。當冷劑經過熱力膨脹閥產生節流降壓時，因相應的蒸發溫度突然降到零度以下，水分便在熱力膨脹閥出口或其它低壓通道的狹窄處形成“冰塞”。“臟堵”則是因為雜質或油性微粒等異物阻塞于系統中的通道狹窄處，當液態冷劑流過這些狹窄處時，會產生較大的節流作用，致使冷劑壓力巨降，相應的冷劑蒸發溫度隨之大為降低，也可能會在這些狹窄處的下游結霜。當“冰塞”或“臟堵”未將狹窄處通道完全封堵時，進入蒸發器的冷劑流量減少，蒸發器后部冷劑過熱度增加，使霜層融化，壓縮機吸入壓力下降。停車后冰塞處的冰一部分融化，少量冷劑流入蒸發器，壓縮機吸入壓力回升，再次啟動，使冰塞現象繼續加重，不久就又會停車。“臟堵”與“冰塞”的癥狀非常相似，主要區別在于：臟堵的癥狀相對比較穩定，隨著時間的推移，故障現象變化不明顯。停車后，不能用熱敷法消除。

3.故障應對措施

（1）針對“臟堵”，徹底檢查、清洗冷劑系統中的每個狹窄處，包括濾器。該輪伙食冰庫系統共有四道濾器，分別位于各冷庫的電磁閥前、熱力膨脹閥前、回汽總管以及壓縮機吸入口處。尤其是回汽總管上被隔熱層所覆蓋的濾器，它是平時保養工作中最容易被忽略的元件。通常，為了避免制冷系統滲漏、減少空氣或水分進入系統的機會，在制冷系統工作未出現異常癥狀時，管理人員很少會定期主動地打開隔熱層拆檢這一濾器。所有清潔工作完成后，對系統再次進行驅氣，并根據貯液瓶液位情況，適當補充部分新購的制冷劑。另外，該輪冷庫設計較為特殊，在肉庫中的蒸發器前，冷劑進入總管被分成許多較小的支管（狹窄處），在運行時用木榔頭輕輕敲擊，讓雜質能跟隨冷劑回流到壓縮機吸口濾器，以便清除。

（2）針對“冰塞”，拆除相關管系的隔熱層，徹底檢查從熱力膨脹閥到壓縮機吸入閥之間的低壓管系及其元件是否有冰塞現象，對冷庫進行逐個排查。具體操作是：首先停用一個冷庫，關閉熱力膨脹閥前的截止閥，用熱敷的方法，使低壓管路表面結霜融化，然后突然開啟熱力膨脹閥前的截止閥，如系統某個部位上游不結霜，而下游結霜，則說明該部位可能是“冰塞”之所在。“冰塞”部位確定后，反復熱敷化冰，不斷更換干燥劑。

通過采取上述措施后，啟動制冷壓縮機試運行，壓縮機吸入壓力、排出壓力均正常，各庫溫度逐漸恢復正常。

至此，可以確認造成該輪伙食冷庫溫度異常的故障實質是冰塞和臟堵交織在一起所致。肉庫、魚庫等低溫庫從蒸發器到回汽總管，存在著不同程度的多處“冰塞”部位，反復多次用熱敷法融化。修船期間大量補充冷劑，才出現了“冰塞”現象，說明船廠添加的冷劑中水分、雜質較多。系統狹窄處的臟堵：一方面，對系統長期閑置不用的壓縮機檢修時，工人未進行徹底清潔，便急于試車，將大量塵封多年的雜質帶入了系統，再加之劣質冷劑的添加也給系統帶入了部分雜質。另一方面，系統正常運行期間，冷凍機油帶入系統的微小顆粒；反復使用的干燥劑，帶入系統的細小粉末等等。這些雜質便積存在各道濾網上和肉庫中的蒸發器前支管中，嚴重阻礙了冷劑的正常通過，“冰塞”便有機可乘，導致壓縮機吸入壓力更為降低，制冷量下降，在冷庫庫溫達不到設定值時，低壓繼電器先行動作而實現自動停車。

4.對船舶伙食冷庫的管理建議

根據上述故障的分析與排除，可以看出在今后的冷庫管理過程中應特別注意：

（1）嚴把冷劑質量的供應關，謹防含水量過高的劣質冷劑供船；及時更換失效的干燥劑，拆修和日常操作時，要防止濕氣和水分進入系統，并在補充冷劑和拆修后用干燥器吸收可能進入系統的水分。

（2）修船時，要做好相應制冷設備的檢修或監修工作，包括系統的清潔、吹洗和驅氣。

（3）注意熱力膨脹閥的工作情況是否正常。熱力膨脹閥的開度調整合適的特征是：閥的出口處或閥體上均勻結霜，一直結到膨脹的冷劑進口管螺母上，蒸發器出口管外剛結霜，手摸有粘手感覺。對于船舶空調而言，蒸發器出口后的管路不應有粘手或結霜的現象，但可以結露。若熱力膨脹閥的進口處結霜，很可能是熱力膨脹閥內部的濾網被堵塞所致。

（4）按說明書的要求，定期對系統各元件進行檢查、檢修，確保系統工作正常。對于系統中平時被隔熱材料包裹的元件，更要多加注意。

（5）平時要對系統充分熟悉，尤其是有別于其它船舶制冷系統的設計。

（6）經常觀測記錄運行參數。

參考文獻：

費千.船舶輔機[M].大連：大連海事大學出版社， 2008.endprint