某轮H-74型船用空压机故障分析及管理要点

2020-12-20 21:44来源： 轮机长：袁良伟

某轮H-74型船用空压机故障分析及管理要点

0引言

某公司属轮主空压机型号为H-74，最高工作压力3.0MPa,额定转速为1800r/min,排量为170m³/小时。

1故障现象

近期公司连续接到关于主空压机在使用过程中出现拉缸，咬缸等故障报告。其故障皆造成主空压机活塞和缸体损坏，对船舶安全构成了一定的影响，也给公司造成了一定的经济损失。

2故障分析和排查

H型船用空压机是公司生产的一种船用大型空压机，在船上作为主空压机使用，具有结构简单，保养方便等良好的结构设计和工作性能。

通过了解，其故障现象主要集中在以下两点：1.排气高温从而造成活塞缸套粘着2.在排气温度还没有达到报警值的情况下直接出现活塞环粘着。

空压机在运行中出现排气高温报警，查其故障清单无非有两个原因，一是阀或阀座出现问题，二是冷却水量不足。阀和阀座在后续的检查中并没有发现问题，都符合要求。那么只有一个原因可以查找了---冷却水量不足。

查看现场的各个参数记录，包括运行电流，低压侧压力，高压侧压力，滑油压力，冷却水压力，冷却水出机温度，二级空气出口温度等参数记录，发现船舶航行在低纬度区域时，冷却水出口温度不符合说明书上低于50度的要求。

H型船用空压机是强制水冷型，大型空压机会自带一个冷却水泵，但是在中型或小型空压机中没有自带冷却水泵，其冷却水由船舶低温淡水系统提供，此型号的空压机对冷却水的流量和水温有一定的要求，其中60赫兹1800转的型号要求冷却水量要达到5.2m³/小时，冷却水进口温度范围在36-45度，进出口温差不要超过10度，出口温度最高不要超过50度。从上述的要求来看，要根据不同的工作环境，来调节冷却水的流量，从而达到机器对水温的要求。

在已装船的空压机中，无论管系的布置还是低温淡水泵的输出压力，肯定是已经满足空压机对冷却水流量的要求。一般情况下，冷却水管的直径，低温淡水泵的排出压力是不能轻易改变的。那我们如何在不同的工作环境中来调节冷却水的流量以适应不同的工况呢？但在厂家提供的说明书中并没有详细的说明。

现场仔细观察冷却水系统的布置和结构（如上图所示），发现其非常简单，冷却水进口阀（全开状态） →冷却水进机电磁阀 →机体（包括安全阀，放殘阀，接压力表阀等）→冷却水出口阀（全开状态），一切都很正常，看似无法进行水量调节。

通过仔细的观察，发现冷却水进机电磁阀在阀芯对面的边缘上有一个小凸起，并且上面有“一”字型凹槽。然而由于电磁阀上有油漆的缘故，表面看起来并没有什么特别之处，只是在凸起的四周用手摸起来有四个小的凸点。用工具小心翼翼的将凸起周围的油漆铲掉，此时该电磁阀露出了真正的面容，在凸起的周围有一圈数字分别是1.2.3.4，而凸起本体顶部有一圆点凹槽。

众所周知电磁阀按工作原理分为直动式和伺服式两种工作模式。如下所示：

上图为DANFOSS EVR2型直动式电磁阀。其工作原理为当电磁线圈8断电时，衔铁6在重力，弹簧力和工质进出口压力差作用下使阀盘5落在阀座2上，将阀关闭。线圈8通电则产生电磁力，克服上述诸力将衔铁吸起，直接提起阀盘开阀。

伺服式电磁阀是在直动式的基础上加以改进，其图如下：

上图所示为DANFOSS EVR10型伺服式电磁阀。主阀3为膜片阀（更大型可以是活塞阀），其中央开有导阀口7，边上开有小平衡孔5,导阀8装在衔铁9的底部。当电磁线圈10通电时，电磁力克服重力，弹簧力和工质进出口压力差将衔铁吸起，开启导阀：这时主阀上方经导阀口与主阀出口端相通压力迅速下降，于是主阀膜片在下方和上方的工质压差的作用下被顶开（见图中I）。当电磁阀断电时，衔铁落下将导阀关闭，主阀上方的压力因为平衡孔的沟通又逐渐升高到阀进口端的压力，这时主阀上方承压面积大于下方，在上下工质压差的作用下，主阀关闭在阀座4上（见图II）。由此可见伺服式电磁阀只能用在进出口工质具有一定压差的系统中。

上诉两种电磁阀都有一个共同的特点，那就是流量无法调节，其主阀开启的开度是一定的。

我们将船端所用电磁阀分解，发现我轮所用电磁阀为伺服阀式，但在前人的基础上又有了较大的改进，平衡孔的位置从主阀膜片的边缘移到了阀体进口处，导阀口的出口也移到了阀体的出口处。小凸起在阀的内部就是一个流量调节装置，其工作原理如同一个球阀。当改变凸起的位置时，同时改变了流量调节装置的开度，导阀口的直径并没有改变。当开度变大时，进入膜片上方的工质流入量变大而流出量不变，主阀膜片上方的压力变高，从而使主阀膜片下方和上方的工质压差变小，膜片的升程变小，从而通过的工质流量变少。

反之当开度调小时，进入膜片上方的工质流入量变小而流出量不变，主阀膜片上方的压力降低，从而使主阀膜片下方和上方的工质压差变大，膜片的升程变大，通过的工质流量变多。

我们对此电磁阀有了充分了解，那么调整流量就非常简单了。

阀体上的 1.2.3.4数字分别代表不同的流量，用一字型螺栓刀旋转凸起，凸起上圆形凹槽对应的数值就是冷却水现在的流量档。通过旋转凸起，从而实现在不同的工作环境下对空压机冷却水流量进行调节，以实现说明书上对冷却水温度的要求。

另外，针对活塞环粘着现象，查看说明书上的TROUBLE LIST，其主要原因是低压缸注油量较少或者滑油压力较低。相信滑油压力较低一般情况下船端都可以及时发现，而低压缸没有足够的滑油应该是最主要的原因。低压缸滑油的供给主要是靠自带的小型注油泵，其原理和主机机械式汽缸油注油系统相同，都是由单向阀，油管，注油泵三个部件组成。缸体单向阀结构简单在此不多加叙述，主要讲讲注油泵的工作原理。打开注油泵上端盖可以发现有两个弹簧，它们分别压在两个柱塞式注油泵上，注油泵坐落在平面一边切掉的涡轮上，蜗杆与空压机曲轴相连，其工作原理是曲轴带动蜗杆旋转，蜗杆再与涡轮相连，涡轮在旋转过程中由于一面已经切掉，柱塞在弹簧的压力和涡轮的共同作用下上下运动，从而将滑油泵出，使滑油到达低压缸。

说明书上对此注油泵并没有多加讲述，只是说注油量在出厂前已经调整完毕，不建议船端调整。但是说明书上还有一句话，说如果工作状态改变，则需要调整注油量，但如何调整要向厂家咨询。

其实该泵的工作原理非常的简单，它就是一个简单的柱塞泵，改变柱塞的有效行程就可以改变其每次的泵油量。那么这种柱塞泵如何调节呢？仔细观察你会发现，柱塞的上部为螺栓设计并配有锁紧螺帽。不错，此泵就是通过调整此螺栓的长度来调整每次的注油量。具体的调整方法是，首先用一字型螺丝刀固定螺栓（固定的原因是为了确定调整量），然后用扳手将锁紧螺帽松掉，此时旋转螺栓就可以来调整每次注油量了。理论上顺时针旋转增加注油量，逆时针旋转减少注油量（请与实际相结合，以防反向设计）。调整完毕后应定期检查，如果发现二级出口阀和支架片上有结碳，说明注油量偏大，应逐步减少注油量，直到达到满意的效果为止。