船用空壓機(jī)冷卻水溫度異常升高的故障樹分析法

導(dǎo)讀船用空壓機(jī)主要用于船舶主、輔機(jī)的啟動(dòng)和控制，同時(shí)也為其它需要壓縮空氣的輔助機(jī)械設(shè)備（如壓力水柜、汽笛等）供氣，它是船舶重要的附屬設(shè)備之一。某船使用WP270型空壓機(jī)為單作用兩級(jí)壓縮的空氣壓縮機(jī)，采用級(jí)差式活塞可將大氣壓縮至最高排氣壓力3.0MPa，由濕式消音過濾器濾過的空氣，經(jīng)Ⅰ級(jí)組合閥的吸入部分，被吸入Ⅰ級(jí)氣缸，壓縮到一定壓力，由Ⅰ級(jí)組合閥的排出部分排出，進(jìn)入由水冷卻的氣缸蓋，再經(jīng)帶有螺旋片的冷卻管冷卻，流進(jìn)曲軸箱上的緩沖容積內(nèi)。冷卻后產(chǎn)生的冷凝液集積在同時(shí)也作為窺視窗蓋得分離器中，空氣則通過氣道口經(jīng)Ⅱ級(jí)氣缸，被壓縮到排氣壓力，由Ⅱ級(jí)組合閥的排出部分排出，經(jīng)鑄在氣缸內(nèi)的氣道進(jìn)入懸掛著的Ⅱ級(jí)冷卻器冷卻，冷卻后再進(jìn)行氣液分離，最后干凈的壓縮空氣被送至氣瓶（如圖1所示）。圖1WP270型空壓機(jī)工作原理示意圖一、故障分析某輪在海上航行期間出現(xiàn)空壓機(jī)冷卻水溫度高于60℃報(bào)警停機(jī)現(xiàn)象。造成空壓機(jī)冷卻水溫度過高的主要原因有：一是水泵故障，葉輪磨損嚴(yán)重、機(jī)械密封損壞、管路進(jìn)氣等均會(huì)降低泵流量；二是氣動(dòng)溫控閥故障，溫控閥開關(guān)失靈、溫控閥結(jié)垢，使得溫度調(diào)節(jié)失衡；三是空壓機(jī)長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，熱負(fù)荷增加；四是中央冷卻器臟堵、海水與淡水熱交換不好，冷卻效果不佳。二、故障排除空壓機(jī)冷卻水溫度高報(bào)警時(shí)，檢查機(jī)體冷卻水、中央冷卻器等均未發(fā)現(xiàn)異常，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)、壓力均正常，逐一檢查管路也未發(fā)現(xiàn)漏水進(jìn)氣現(xiàn)象。最后，檢查發(fā)現(xiàn)冷卻水電磁閥減少了進(jìn)機(jī)冷卻水量引起水溫高報(bào)警，拆除該電磁閥后冷卻水溫度正常。三、建立故障樹冷卻水對(duì)于空壓機(jī)來說具有重要的意義，水溫過高會(huì)使空壓機(jī)潤滑油粘度下降，破壞油膜，降低潤滑效果。嚴(yán)重時(shí)使得電磁泄放閥積碳卡滯。因此空壓機(jī)水溫必須控制在允許的范圍內(nèi)，確保空壓機(jī)成為船舶第一動(dòng)力源。筆者根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)并建立空壓機(jī)冷卻水溫度異常升高故障樹，故障樹描述如圖2。圖21、水泵故障空壓機(jī)等低溫水泵冷卻水主要用于冷卻空壓機(jī)氣缸套、缸頭和二級(jí)壓縮空氣。若泵流量不足，冷卻水量無法保證，則空壓機(jī)冷卻水溫度會(huì)逐漸升高。（1）葉輪磨損嚴(yán)重葉輪是水泵做功的重要部件，若葉片出現(xiàn)磨損，泵做功能力下降，則造成流量減少，壓力降低。另外，葉輪材質(zhì)不好或安裝不匹配，也會(huì)加速葉輪磨損，流量減少致使冷卻水溫度升高。（2）機(jī)械密封軸封泄漏機(jī)械密封是泵體的易損件，正常情況下，水泵軸封有滲水現(xiàn)象，每分鐘少于3滴，長期運(yùn)行軸封磨損或軸封機(jī)械故障都會(huì)造成水泵軸封漏水。若水泵觀察處漏水量每分鐘大于8滴，則必須拆檢更換機(jī)械密封。機(jī)械密封是有靜環(huán)和動(dòng)環(huán)組成，依靠兩者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)起到密封的作用，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)注滿水，防止因泵軸封發(fā)生干磨而損壞。（3）管路故障管路結(jié)垢或者管路進(jìn)氣、漏水均會(huì)影響水泵流量減少，壓力降低。尤其管路進(jìn)氣，造成壓力不穩(wěn)定，流量降低，若出現(xiàn)這種情況，應(yīng)及時(shí)查找故障原因，對(duì)管路放氣并及時(shí)添加水量?？諌簷C(jī)冷卻水為密閉循環(huán)水，加注一定量的添加劑，可以有效避免管路積垢，減少管路結(jié)垢故障。2、氣動(dòng)溫控閥故障氣動(dòng)溫控閥控制冷卻水通往中央冷卻器進(jìn)行熱交換。溫控閥失靈、溫控閥結(jié)垢嚴(yán)重，使得冷卻水溫度超過額定值，冷卻元件需更換并對(duì)其進(jìn)行清潔。3、空壓機(jī)長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)若組合閥串氣或者設(shè)備耗氣量大，使得空壓機(jī)長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)產(chǎn)生的熱量超過空壓機(jī)的散熱能力時(shí)，空壓機(jī)冷卻水溫度逐漸升高。此時(shí)，空壓機(jī)曲軸箱透氣孔產(chǎn)生大量煙氣、曲軸箱滑油油耗增大、聲音異常等現(xiàn)象。4、中央冷卻器故障（1）中央冷卻器臟堵中央冷卻器是熱交換的場所，是海水冷卻淡水，從而確保淡水具有較好的冷卻效果。該船所用中央冷卻器是板式換熱器，若板片臟堵或結(jié)垢嚴(yán)重將會(huì)影響換熱量。（2）海水冷卻不良外界海水溫度過高或者海水泵損壞將會(huì)造成海水冷卻效果不佳，作為管理人員，要根據(jù)外界情況，及時(shí)調(diào)整海水排舷外閥、換用備用泵或開啟旁通閥等，確保海水有充裕的流量。四、結(jié)論空壓機(jī)是為