船舶制冷與空調(diào)裝置常見(jiàn)故障診斷與對(duì)策探討

祝宏亮 陳闖 劉秀楠 呂東東

摘要：伴隨著制冷性能的技術(shù)推廣和應(yīng)用，現(xiàn)已成為船舶空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)備，不僅應(yīng)用于專用冷藏船、船舶伙食冷藏等領(lǐng)域，還廣泛應(yīng)用于集裝箱冷庫(kù)和中央空調(diào)裝置。然而制冷技術(shù)與空調(diào)裝置常見(jiàn)故障不容忽視，其廣泛存在于設(shè)計(jì)制造和維護(hù)管理過(guò)程中。一旦發(fā)生設(shè)備故障，將會(huì)導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失，所以加強(qiáng)船舶制冷系統(tǒng)檢測(cè)，提高維修管理水平勢(shì)在必行。基于此，本文對(duì)船舶制冷與空調(diào)裝置常見(jiàn)故障診斷與對(duì)策進(jìn)行探討，

關(guān)鍵詞：船舶制冷；空調(diào)裝置；常見(jiàn)故障；診斷；對(duì)策

1引言

船舶制冷裝置是冷藏船、液化氣船、船舶伙食冷庫(kù)、冷藏集裝箱和船舶中央空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)備。伴隨著海運(yùn)業(yè)迅速發(fā)展和制冷、空調(diào)裝置的廣泛使用，在制冷裝置操作管理中正確分析、判斷并迅速排除故障已成為輪機(jī)管理人員的重要職責(zé)。制冷裝置各部件設(shè)計(jì)制造不妥，或操作管理不當(dāng)均可能造成相關(guān)運(yùn)動(dòng)部件和自控元件頻繁出現(xiàn)故障。故障一旦產(chǎn)生，船舶管理人員就應(yīng)及時(shí)分析故障誘發(fā)因素，并快速、準(zhǔn)確地找出故障源進(jìn)而加以排除。

2船舶制冷與空調(diào)裝置常見(jiàn)故障診斷與對(duì)策

2.1制冷與空調(diào)裝置“冰塞”現(xiàn)象

目前，船舶制冷與空調(diào)裝置制冷劑主要材質(zhì)為R407C，其的親水能力很差，在系統(tǒng)制冷過(guò)程中，經(jīng)截止閥、膨脹閥節(jié)流和壓縮設(shè)備降壓后，使得R407C的溫度大幅度降低，根據(jù)R407C的物理特性，在環(huán)境溫度降至0℃以下時(shí)，水會(huì)凝固結(jié)冰。流經(jīng)狹窄的系統(tǒng)內(nèi)壁時(shí)就會(huì)形成冰塞膨脹閥在系統(tǒng)中主要起到降壓節(jié)流作用，內(nèi)壁孔道細(xì)小，最易產(chǎn)生冰塞現(xiàn)象其次過(guò)濾器堵塞或膨脹閥開(kāi)啟調(diào)節(jié)位置不適宜，都會(huì)導(dǎo)致冰塞的產(chǎn)生。制冷裝置冰塞診斷：系統(tǒng)一旦發(fā)生冰塞，會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)蒸發(fā)器和熱交換器內(nèi)的流量減少，因此，冰塞診斷可采取測(cè)量蒸發(fā)器內(nèi)溫度或直接讀取熱交換器內(nèi)數(shù)值即可。預(yù)防冰塞可行性措施：首先可采取拆洗方法，拆下易堵塞部件如熱力膨脹閥、電磁閥等，用可溶性物質(zhì)四氯化碳清洗，完畢后自然風(fēng)干。其次利用高溫或干燥吸濕法，可選用干燥性能好的干燥劑，或用熱循環(huán)水融化冰塞部位。再次根據(jù)系統(tǒng)循環(huán)原理加入一定量的解凍劑，可緩解冰凍現(xiàn)象。

2.2壓縮機(jī)高低壓閥片泄漏和破損

壓縮機(jī)高低壓閥片長(zhǎng)時(shí)間處在交變應(yīng)力下工作，易產(chǎn)生疲勞變形甚至斷裂，造成壓縮機(jī)高低壓工作腔泄漏，影響壓縮機(jī)的吸排氣。診斷方法是停止壓縮機(jī)運(yùn)行，若高、低壓壓力表上的讀數(shù)在短時(shí)間內(nèi)迅速趨于一致，則說(shuō)明高低壓工作腔已旁通此故障若發(fā)展成閥片碎裂則對(duì)制冷裝置損害極大。因此要求當(dāng)班人員隨時(shí)觀察壓縮機(jī)的工作聲響和運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。造成高低壓閥片過(guò)早疲勞變形或斷裂的原因一是制造過(guò)程中閥片殘留應(yīng)力集中，高速撞擊閥座而致斷裂二是船舶航行中，隨著航區(qū)的不斷變化，冷卻水溫度及外界氣溫變化極大，制冷劑流量不穩(wěn)定，極易造成閥片熱疲勞失效。從以上分析可得出閥片的變形失效是由于其特定的工作環(huán)境所決定的，解決辦法只能從設(shè)計(jì)制造角度和選材方面的改進(jìn)考慮。作為管理人員則應(yīng)勤觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并采取相應(yīng)對(duì)策。閥座和閥板組成一體的，則閥片和閥板應(yīng)一起更換。

2.3冷凝壓力和冷凝溫度過(guò)高

冷凝器的功能是將高溫高壓過(guò)熱蒸汽冷凝成過(guò)冷的低溫高壓液體，冷凝器的工作性能直接影響壓縮機(jī)的功耗和膨脹閥的供液量。冷凝器的常見(jiàn)故障為冷凝壓力、冷凝溫度過(guò)高。為避免這些情況出現(xiàn)應(yīng)做到：?jiǎn)?dòng)壓縮機(jī)前，先開(kāi)啟冷卻水泵循環(huán)；在停止壓縮機(jī)后，應(yīng)讓冷卻水泵再循環(huán)一段時(shí)間；對(duì)停用時(shí)間較長(zhǎng)的制冷裝置，在停用期間要盡量放干冷凝器及其管路中的冷卻水，這點(diǎn)對(duì)船舶制冷裝置顯得極為重要，以預(yù)防嚴(yán)寒而使管道或冷凝器凍裂；定期或適時(shí)清通冷凝器冷卻水側(cè)和清洗冷卻水泵吸人口濾器。

2.4制冷量不足和制冷能力下降

船舶制冷與空調(diào)裝置中經(jīng)常性的混入外界氣體，此現(xiàn)象將會(huì)影響系統(tǒng)排氣壓力，導(dǎo)致內(nèi)部部件溫度升高，進(jìn)而加速潤(rùn)滑油變質(zhì)機(jī)理，造成制冷量不足。具體診斷可通過(guò)觀察系統(tǒng)外部壓力表和測(cè)量?jī)?nèi)部溫度與規(guī)定值進(jìn)行對(duì)照。解決措施：首先可關(guān)閉系統(tǒng)貯液器的出口閥，禁止外界有害氣體混入。其次可選擇性的啟動(dòng)壓縮機(jī)，將系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑和不凝固氣體排人冷凝器中，增加系統(tǒng)排氣壓力，恢復(fù)制冷效果。再次采取繼續(xù)供應(yīng)循環(huán)泠凝水方式，充分凝結(jié)制冷劑的同時(shí)將不凝性氣體趕至內(nèi)壁上方，有利于底部流量循環(huán)。根據(jù)船舶制冷裝置所處環(huán)境的特殊性，加劇了系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)盤管的工作壓力，隨著航區(qū)面積的增大，空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間的延長(zhǎng)，導(dǎo)致盤管上方接有大量冰霜，不但妨礙了系統(tǒng)內(nèi)的熱交換，而且出現(xiàn)冷庫(kù)內(nèi)無(wú)法降溫、制冷能力下降現(xiàn)象。排除方法：電加熱融霜，大型船舶低溫冷庫(kù)都帶有電加熱融霜設(shè)備，可設(shè)置時(shí)間來(lái)自動(dòng)開(kāi)啟電加熱器進(jìn)行融霜，也可以視結(jié)霜情況采取手動(dòng)形式進(jìn)行電加熱融霜。

2.5壓縮機(jī)缸頭結(jié)藉或壓縮機(jī)缸頭溫升異常

制冷裝置在工作過(guò)程中，壓縮機(jī)回氣管路結(jié)霜屬正常現(xiàn)象，但在外界負(fù)荷迅速變化，冷卻水溫度變化過(guò)大，膨脹閥調(diào)整不當(dāng)時(shí)，均可能導(dǎo)致回氣管混人較多液態(tài)制冷劑而造成壓縮機(jī)氣缸壁和機(jī)體結(jié)霜，甚至造成壓縮機(jī)“液擊”。尤其是船舶空調(diào)裝置和伙食冷庫(kù)在熱負(fù)荷較小，冷卻水溫度較低工況下運(yùn)行時(shí)，若膨脹閥調(diào)節(jié)不當(dāng)，極易造成壓縮機(jī)缸頭結(jié)霜甚至結(jié)冰。避免產(chǎn)生壓縮機(jī)“液擊”的具體方法是：減少冷卻水量；適當(dāng)調(diào)節(jié)熱力膨脹閥開(kāi)度以增加冷劑蒸汽的過(guò)熱度；關(guān)小壓縮機(jī)低壓進(jìn)氣閥；空調(diào)裝置在夜間工作時(shí)盡可能減少新風(fēng)量。壓縮機(jī)缸頭溫升異常的原因大多是冷劑中混有不凝氣體，另外冷凝器冷卻效果差，導(dǎo)致冷凝壓力升高，也會(huì)使壓縮機(jī)排氣壓力和溫度升高。在檢修和裝配制冷裝置時(shí)，不凝性氣體易進(jìn)人制冷系統(tǒng)，應(yīng)通過(guò)冷凝貯液器上部的放氣考克將空氣排除。

3日常操作管理中的幾點(diǎn)建議

第一，充裝制冷劑時(shí)一定要選擇質(zhì)量好的制冷劑，且一定要使充裝的制冷劑先經(jīng)過(guò)干燥器再進(jìn)入系統(tǒng)，充劑前先換一次干燥劑，充完后應(yīng)再更換一次干燥劑。第二，所有如更換干燥劑、補(bǔ)充冷劑、放空氣、換潤(rùn)滑油等操作，一定要按照正確的規(guī)程進(jìn)行，以盡可能減少水分進(jìn)入系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。第三，系統(tǒng)拆開(kāi)過(guò)的部位一定要檢漏，對(duì)易泄漏的部位最好是定期檢查。第四，備用的潤(rùn)滑油必須密封保存，并貯存于干燥處所。第五，盡量避免造成系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)真空，低壓繼電器斷開(kāi)值須大于零。

4結(jié)語(yǔ)

分析船舶制冷與空調(diào)裝置常見(jiàn)故障，有助于我們快速查找故障點(diǎn)，并實(shí)施有效的診斷和排除措施，在提高維修效率的同時(shí)延長(zhǎng)其使用壽命，確保海運(yùn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另外，我們應(yīng)大力提倡現(xiàn)代科技在制冷領(lǐng)域的應(yīng)用，不斷創(chuàng)新維修技術(shù)，加強(qiáng)設(shè)備管理水平，提升準(zhǔn)確診斷能力，健全日常維護(hù)保養(yǎng)制度，保障制冷裝置的高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

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（作者單位：大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司1 3 大連麥普物資設(shè)備有限公司2 大連英特爾半導(dǎo)體（大連）有限公司4）