淺談船舶制冷系統常見故障

蔡翔

摘要：隨著船運業的迅速發展，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輪機員的重要職責。制冷裝置一旦發生故障，輪機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輪機員必須具備專業素質。針對液擊這一常見故障進行分析，并提出解決問題的辦法，為輪機員對制冷設備的維護管理提供參考。

關鍵詞：船舶;制冷系統;故障

引言

最近幾年的航運業不斷發展，越來越多的新航路被開辟出來，船舶的航程越來越遠，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輸的隊伍中，因此船舶對食品的保鮮十分重要。現在基本上所有的船舶上都設有冷庫和相對應的制冷裝置，從而達到長時間對食品的保鮮，防止腐敗的目的。伴隨著制冷裝置的廣泛使用，在設備的運行中有可能會出現一些無法避免的故障，制冷裝置一旦發生故障，特別是液擊故障，船舶輪機人員必須迅速分析故障的誘因，準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輪機員必須具備專業素質。

1、船舶冷庫制冷系統

一般制冷系統都是單機單庫，食品冷藏庫以及冷凍庫都有著獨立的制冷循環回路，包含有壓縮機、冷風機等設備，在冷卻水系統以及冷凝-貯液器方面兩個系統共用同一套設備。制冷劑在冷風機內部蒸發為氣態制冷劑，從回氣管路進入壓縮機，將其變為高溫高壓氣體，在經過氟油分離器分離之后，其中的潤滑油進入冷凝-貯液器中，變為高壓液體。高壓狀態下的制冷劑受到壓力作用經過過濾器、電磁閥以及膨脹閥通入冷藏庫蒸發盤管道蒸發，實現對熱量的吸收，達到降低溫度的目的。制冷劑從高壓狀態又變為低溫低壓狀態，再次進行循環，實現對冷藏庫溫度的維持。

2、故障現象

某船中央空調系統是采用集中送風模式，某次航行中出現客艙溫度不能降低情況，經檢查，兩舷送風溫度都上升了3℃左右，空調主機房的高低壓壓力均遠小于正常值，初步認定是制冷劑不足引起。由于暗裝的管路、接頭、蒸發器和冷凝器均難于檢查，于是試充入制冷劑，啟動能運轉良好，各項指標參數均正常。但三天后發現高低壓壓力又下降了很多，客艙溫度又升高了，停機后將冷凝器側蓋打開，看見有一根銅管有油漬現象，確定為冷凝器泄漏制冷劑。將破損的銅管補焊封堵后再充滿制冷劑，啟動運轉良好。二個月后，制冷效果又變差，發現依然是管路破損，又將破損的兩根銅管補焊封堵后再充滿制冷劑，啟動運轉，但制冷效果仍然很差，同時還出現了頻繁啟停的現象，初步判斷為制冷劑中含有過多水分而產生冰塞，拆下干燥器過濾器發現有積水，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、壓縮機吸氣帶液問題

冷庫制冷系統在運行過程中，如果有著較高的冷卻水溫度，同時存在較大的冷庫熱負荷時，可以保證制冷系統的正常穩定運行，發揮出良好的制冷效果。在冬季水溫一般較低，在冷藏室溫度達到設定值后，壓縮機會自動停止運行，但是制冷系統在排氣溫度以及排氣壓力等參數方面與設定值還存在一定的偏差，這時如果船員沒有及時更改相關的參數設置，對供水量進行調整，就會出現有制冷量低等問題，壓縮機在運行過程中存在吸氣帶液現象，壓縮機吸氣帶液現象較為嚴重，將會直接導致壓縮機損壞，整個制冷系統癱瘓。

產生這種現象的原因主要是因為冷藏室以及冷凍室其制冷回路共用同一套冷凝-貯液器以及冷卻水系統，冷藏室或者冷凍室任何一個制冷系統停止運行時，將很大程度上降低冷凝負荷量，這時船員沒有對冷卻水供應量進行相應的調整，將會導致冷卻水流量與冷凝負荷之間存在有較大的偏差，制冷劑會出現被過冷現象，降低冷凝壓力，最終導致制冷回路相關參數與標準值存在較大的偏差。

當前的冷卻水系統完全是通過人工進行調節，在最開始啟動階段，通過手動調節供水量，能夠滿足兩個冷庫的運行需求，但是一旦冷凝負荷存在有較大變化時，該系統無法實現自動、快速準確調節功能，導致制冷系統的運行出現問題。針對這一問題，想要保證制冷系統可以正常運行，就需要保證制冷系統可以在不同的冷卻水溫度以及冷凝負荷條件下正常運行。具體的改進設計方案是使用電動三通調節閥取代之前的截止閥，借助PLC來實現對電動三通調節閥開度的調節，一旦排氣壓力等參數值與標準值出現偏差時，PLC會自動響應，實現對開度的調節，保證整個制冷系統的穩定運行。在改進之后，電動三通閥可以結合系統運行各方面實際情況進行自動調節，維持系統運行的穩定性，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運作時蒸發器中的液態制冷劑通過吸氣管回流到壓縮機的過程。由于操作不當，還與膨脹閥的設定有關，比如膨脹閥設定過大，多熱度設定過小，感溫包設置不正確等都會造成壓縮機回液現象。（2）帶液啟動：在壓縮機啟動的時候，曲軸箱里面的潤滑劑運動產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象，帶液啟動的起因是由于潤滑劑中溶解的大量冷卻劑，當壓力瞬間降低時產生很多泡沫，這種現象就相當于打開了一瓶強烈晃動過的碳酸飲料，結果可想而知，會有大量泡沫產生。帶液啟動的起泡現象和持續時間長短和制冷劑的多少有關系，一般都是幾分鐘持續到十幾分鐘，起泡現象產生時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。泡沫一進去進氣道被吸入氣缸，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，由帶液啟動引發的液擊大多數發生在啟動過程。（3）潤滑油過多：半封閉式壓縮機通過觀察油視鏡來看油位高低，當油位高于油視鏡范圍時，就表示油太多了，油位過高，告訴旋轉的曲軸和連桿大頭就會開始頻繁撞擊油面，導致潤滑劑飛濺，潤滑油一不小心通過進氣道進入氣缸很容易造成液擊。

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

結束語

船舶制冷系統是一個非常復雜又很重要的系統，運行環境也很惡劣，因此不可避免地會出現各種故障。相關輪機人員要有高度的責任心，嚴格按照規定對制冷系統做好維護保養工作，盡可能減少故障發生的可能性。

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（作者單位：中遠船務（啟東）海洋工程有限公司）