對船舶柴油機中央冷卻系統 維護管理的探討

摘? 要：船舶柴油機的冷卻系統，是保證柴油機安全、可靠運行的系統之一。本文闡明它的作用、設備、冷卻劑和三種不同的系統，對如何做好中央冷卻系統的日常維護管理工作，提出若干意見進行探討。

關鍵詞：柴油機受熱;中央冷卻系統;維護管理

從柴油機的熱平衡圖中可知，其熱效率約為40%，而冷卻損失卻高達約為30%，冷卻損失是不可避免的。我們通過采用合適的冷卻系統，加強維護管理，可以減少冷卻損失，提高柴油機的熱效率和經濟性，延長使用壽命，降低成本，時時處處體現在日常的各項工作中，下面僅就船舶柴油機冷卻系統在維護管理中的節能減排做些探討。

1 柴油機冷卻的作用

柴油機運行時，溫度高達1 800℃的燃氣使缸蓋、活塞、氣閥、噴油器等部件受熱嚴重，導致受熱部件材料的機械性能下降，產生較大的熱應力和變形，產生疲勞裂紋或塑性變形;破壞運動部件之間的正常間隙，引起過度磨損、咬死或損壞;進氣溫度升高，密度降低，充氣量減少;增壓空氣溫度上升，充氣量減少;滑油溫度升高，黏度下降，不利于摩擦表面油膜的形成，失去潤滑作用。

為了使柴油機安全可靠地長期運行，必須對柴油機的受熱部件、增壓空氣、滑油等進行有效的冷卻。冷卻的作用是實現三個保證：使受熱件的工作溫度不超過材料的允許極限，保證高溫狀態下受熱部件有足夠的強度;保證受熱部件的內外壁面有適當溫差，以減少熱應力;保證運動部件如活塞與缸套的適當間隙、缸壁工作面滑油膜的正常工作狀態。

2 冷卻系統和冷卻劑

上述三個冷卻作用，是通過由柴油機的冷卻系統來實現的。

冷卻系統有三種，即開式海水冷卻系統、閉式淡水冷卻系統和新型的中央（集中）冷卻系統。

冷卻劑：海水、淡水（尤以蒸餾水為佳）、燃油、滑油和空氣。

船舶柴油機，根據冷卻系統和冷卻設備的不同，選用較為合適的冷卻劑。

冷卻劑的合理流動方向是：自下而上，自外向內。

3 冷卻系統的主要設備

海水泵、淡水泵、冷卻器、膨脹水箱（或淡水循環柜）、海底閥（分高、低位）、管系、各類閥件、濾器、感應元件等。

冷卻系統不同，選用設備各異。

4 中央（集中）冷卻系統

開式和閉式冷卻系統的維護管理，不在此述說，下面著重介紹中央（集中）冷卻系統。

中央冷卻系統是一種新型的柴油機冷卻系統，它有兩個使用不同工作溫度的單獨淡水循環系統和一個海水系統。

中央冷卻系統的優點：海水管系及中央冷卻器維修簡便，工作量低;氣缸冷卻水溫度穩定，不受工況變化的影響，使柴油機處于最佳冷卻狀態下運轉;淡水循環可長期保持清潔，維修工作量少。缺點：投資高——增加了中央冷卻器、輔助設備和管系。由于附加管系的阻力損失，使泵送耗量增加。

圖1是某大型海洋石油支持船，為4臺主機（Mak 8M 453AK）和3臺副機（CATERPILLAR? 3408）提供服務的中央冷卻系統。圖中只畫出2臺主機和2臺副機。

其特點是：高溫淡水不是一個獨立的系統，而是通過混合閥（溫度調節閥200，67.5℃）將高溫淡水和低溫淡水連通，該閥根據高溫淡水的溫度要求來控制低溫淡水進入高溫淡水中的數量，高、低溫淡水帶走的熱量全部在中央冷卻器中與海水交換。

4.1 對于此中央冷卻系統，我們進行了以下幾個方面有益的嘗試：

（1）停靠碼頭、錨泊或停航時

①當只用一臺副機運行時，采用海水泵停止運行，副機冷卻水泵開啟。同時要把主機高溫水、低溫水調節器放在“手動”位置 ;副機冷卻水調節器放在“手動”位置，該調溫閥開度在1/2-2/3間。這樣可延長海水泵和副機冷卻水溫度自動控制系統的壽命，減少海水濾器清洗次數（即清洗周期長），減少工作量;同時用副機余熱對主機冷卻水進行加熱，起到暖缸或保溫作用（冬季）。

②當用2臺或3臺副機運行時，海水泵，副機冷卻水溫度自動控制系統處于運行狀態，否則副機冷卻水會高溫報警。

（2）船舶航行或工程作業時，根據環境海水溫度情況，選用不同排量的海水泵。本系統有2臺定速海水泵及1臺雙速擋海水泵。當海水溫度降低時，冷卻器所需要的海水流量大幅度降低，從而使泵送相應流量的功率也隨之降低。當水溫低于15℃時，可選用雙速擋海水泵的低速擋;當水溫高于25℃以上時，可選用雙速擋海水泵的高速擋，介于這兩者水溫間選用定速海水泵，這樣根據海水溫度使用不同排量的海水泵，能量消耗將大大降低。

（3）中央冷卻系統采用的是板式熱交換器，其維護保養一般在塢內采用人工清洗，耗時費力，安裝要求較高。而我們對板式中央冷卻器兩臺之海水面，采用接駁清洗工具，先用化學藥水（果酸）加熱循環清洗，再用淡水清洗干凈，這樣可提高效率，減少工作量，降低維護成本。

4.2 根據系統工作特點，其維護管理如下：

（1）為了保證系統工作可靠，設有備用淡水泵和備用海水泵，對于備用（多臺）水泵應該定期輪流使用。

（2）系統的壓力表，溫度表應保持完好，顯示準確。

（3）定期檢查和清洗海水濾器（海底門及中央冷卻器，海水泵進口濾器）。

（4）定期檢查和清洗冷卻器，檢查冷卻器的冷卻水管，防止被海水腐蝕爛穿。清洗冷卻器以提高其冷卻效果。通常殼管式冷卻器使用三氯乙烯溶液進行清洗，板式冷卻器則用人工清洗或藥水加熱循環清洗。對于在航行中，板式冷卻器可采用反沖洗法清洗海水面，以提高傳熱效果。

（5）如船舶海水系統中安裝DCF系列電解防污防腐裝置，如圖2所示，其特點：它是將通過電解具有殺死海生物的海水經管道進入海底閥箱，隨舷外水一起進入系統，從而防止海生物對系統的污染。在電解過程中具有很高的電解效率，能充分保證海水管子得到保護所需要的離子濃度，達到既防止海生物附著又防止海水管系被腐蝕的目的。該裝置輸入220 V交流電，輸出24 V低壓直流電，集成、模塊電路，減少了接點和控制鍵鈕，具有可靠性和穩定性。根據塢檢周期檢查更換，更新陽極（銅棒和鋁棒）。注意日常供電電源及電流顯示。

（6）對于用海水作冷卻液的熱交換器中，定期檢查和更換在海水進出口處安裝防腐鋅塊或鋅棒。

（7）淡水冷卻系統中，結合修船機會，視情清洗膨脹水箱。

（8）冷卻系統中，若接有應急艙底水吸口，應急吸口閥標識要清楚，并保持隨時可用狀態。

（9）系統中設有預熱泵和加熱器的應保持工作有效性。

參考文獻

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作者簡介：

姜玉林，高級輪機長，13120524918