浅谈船舶制冷系统常见故障

蔡翔

摘要：隨着船运业的迅速发展，制冷装置的广泛使用，在制冷装置的操作管理中正确分析判断并迅速排出故障是每个轮机员的重要职责。制冷装置一旦发生故障，轮机员就需要找出故障原因并加以排除.所以掌握船舶制冷装置的故障处理方法是每个轮机员必须具备专业素质。针对液击这一常见故障进行分析，并提出解决问题的办法，为轮机员对制冷设备的维护管理提供参考。

关键词：船舶;制冷系统;故障

引言

最近几年的航运业不断发展，越来越多的新航路被开辟出来，船舶的航程越来越远，船舶上的食品需求量不断增加，各种各样的食品加入到了船舶运输的队伍中，因此船舶对食品的保鲜十分重要。现在基本上所有的船舶上都设有冷库和相对应的制冷装置，从而达到长时间对食品的保鲜，防止腐败的目的。伴随着制冷装置的广泛使用，在设备的运行中有可能会出现一些无法避免的故障，制冷装置一旦发生故障，特别是液击故障，船舶轮机人员必须迅速分析故障的诱因，准确找到故障源并加以排除。所以掌握船舶制冷装置的故障处理方法是每个轮机员必须具备专业素质。

1、船舶冷库制冷系统

一般制冷系统都是单机单库，食品冷藏库以及冷冻库都有着独立的制冷循环回路，包含有压缩机、冷风机等设备，在冷却水系统以及冷凝-贮液器方面两个系统共用同一套设备。制冷剂在冷风机内部蒸发为气态制冷剂，从回气管路进入压缩机，将其变为高温高压气体，在经过氟油分离器分离之后，其中的润滑油进入冷凝-贮液器中，变为高压液体。高压状态下的制冷剂受到压力作用经过过滤器、电磁阀以及膨胀阀通入冷藏库蒸发盘管道蒸发，实现对热量的吸收，达到降低温度的目的。制冷剂从高压状态又变为低温低压状态，再次进行循环，实现对冷藏库温度的维持。

2、故障现象

某船中央空调系统是采用集中送风模式，某次航行中出现客舱温度不能降低情况，经检查，两舷送风温度都上升了3℃左右，空调主机房的高低压压力均远小于正常值，初步认定是制冷剂不足引起。由于暗装的管路、接头、蒸发器和冷凝器均难于检查，于是试充入制冷剂，启动能运转良好，各项指标参数均正常。但三天后发现高低压压力又下降了很多，客舱温度又升高了，停机后将冷凝器侧盖打开，看见有一根铜管有油渍现象，确定为冷凝器泄漏制冷剂。将破损的铜管补焊封堵后再充满制冷剂，启动运转良好。二个月后，制冷效果又变差，发现依然是管路破损，又将破损的两根铜管补焊封堵后再充满制冷剂，启动运转，但制冷效果仍然很差，同时还出现了频繁启停的现象，初步判断为制冷剂中含有过多水分而产生冰塞，拆下干燥器过滤器发现有积水，因此确定还存在其他故障隐患。

3、故障分析与处理

3.1、制冷量低、压缩机吸气带液问题

冷库制冷系统在运行过程中，如果有着较高的冷却水温度，同时存在较大的冷库热负荷时，可以保证制冷系统的正常稳定运行，发挥出良好的制冷效果。在冬季水温一般较低，在冷藏室温度达到设定值后，压缩机会自动停止运行，但是制冷系统在排气温度以及排气压力等参数方面与设定值还存在一定的偏差，这时如果船员没有及时更改相关的参数设置，对供水量进行调整，就会出现有制冷量低等问题，压缩机在运行过程中存在吸气带液现象，压缩机吸气带液现象较为严重，将会直接导致压缩机损坏，整个制冷系统瘫痪。

产生这种现象的原因主要是因为冷藏室以及冷冻室其制冷回路共用同一套冷凝-贮液器以及冷却水系统，冷藏室或者冷冻室任何一个制冷系统停止运行时，将很大程度上降低冷凝负荷量，这时船员没有对冷却水供应量进行相应的调整，将会导致冷却水流量与冷凝负荷之间存在有较大的偏差，制冷剂会出现被过冷现象，降低冷凝压力，最终导致制冷回路相关参数与标准值存在较大的偏差。

当前的冷却水系统完全是通过人工进行调节，在最开始启动阶段，通过手动调节供水量，能够满足两个冷库的运行需求，但是一旦冷凝负荷存在有较大变化时，该系统无法实现自动、快速准确调节功能，导致制冷系统的运行出现问题。针对这一问题，想要保证制冷系统可以正常运行，就需要保证制冷系统可以在不同的冷却水温度以及冷凝负荷条件下正常运行。具体的改进设计方案是使用电动三通调节阀取代之前的截止阀，借助PLC来实现对电动三通调节阀开度的调节，一旦排气压力等参数值与标准值出现偏差时，PLC会自动响应，实现对开度的调节，保证整个制冷系统的稳定运行。在改进之后，电动三通阀可以结合系统运行各方面实际情况进行自动调节，维持系统运行的稳定性，满足正常工作需求。

3.2、液击故障分析

（1）回液：基本上回液是指压缩机运作时蒸发器中的液态制冷剂通过吸气管回流到压缩机的过程。由于操作不当，还与膨胀阀的设定有关，比如膨胀阀设定过大，多热度设定过小，感温包设置不正确等都会造成压缩机回液现象。（2）带液启动：在压缩机启动的时候，曲轴箱里面的润滑剂运动产生泡沫的过程被称为带液启动。我们可以从油视镜上很清楚的看到带液启动的泡沫现象，带液启动的起因是由于润滑剂中溶解的大量冷却剂，当压力瞬间降低时产生很多泡沫，这种现象就相当于打开了一瓶强烈晃动过的碳酸饮料，结果可想而知，会有大量泡沫产生。带液启动的起泡现象和持续时间长短和制冷剂的多少有关系，一般都是几分钟持续到十几分钟，起泡现象产生时会有许多泡沫漂浮在油面上，从曲轴箱很容易清楚的看出泡沫。泡沫一进去进气道被吸入气缸，泡沫就会变成润滑油和制冷剂的混合物，就很容易液击。因此，由带液启动引发的液击大多数发生在启动过程。（3）润滑油过多：半封闭式压缩机通过观察油视镜来看油位高低，当油位高于油视镜范围时，就表示油太多了，油位过高，告诉旋转的曲轴和连杆大头就会开始频繁撞击油面，导致润滑剂飞溅，润滑油一不小心通过进气道进入气缸很容易造成液击。

液击故障的处理措施：液击现象是制冷系统中的常见故障，我们通过分析液击形成的三个原因，从原因出发尽量使用与润滑剂不相容的制冷剂来减少产生大量泡沫的危害，但是实际中很少的。在一些冷却系统中，停机前通过压缩机吸干蒸发器当中的液态制冷剂，这样子可以阻止冷却液的流动，从而保护管路中安装分离器，通过增加制冷剂的移动阻力，降低移动量，通过改进回气冷却装置的回油路径，在机电腔和曲轴箱移动的通道上增加回油泵，停机后阻断电路，使得制冷剂没有办法进去曲轴腔，减少进气道与曲轴箱的通道可以很有效的减少开机运行时的压力下降速度，从而能够很有效地控制产生泡沫和泡沫进去气缸的多少。

结束语

船舶制冷系统是一个非常复杂又很重要的系统，运行环境也很恶劣，因此不可避免地会出现各种故障。相关轮机人员要有高度的责任心，严格按照规定对制冷系统做好维护保养工作，尽可能减少故障发生的可能性。

参考文献

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（作者单位：中远船务（启东）海洋工程有限公司）