船舶冷库故障诊断及排除

船舶冷库故障诊断及排除

崔龙

江苏徽商保险公估有限公司

摘要：在船舶检验的过程中，船舶制冷装置工作机制尤为繁琐，同时极易受到外部环境的干扰，并导致船舶制冷故障的出现。同时因船舶制冷系统组成比较复杂，包含压缩机、蒸发器，同时还有诸多的自动控制元件，各部件相互间产生影响，造成故障的产生原因可能多种多样，为维修造成很大的困难。本文基于船舶冷库故障诊断及排除展开论述。

关键词：船舶冷库；故障诊断；排除；船舶检验

引言

制冷装置的每一个设备或元件的工作是相互联系和相互影响的,往往一个故障会导致多处出现异常,而同一个异常现象又有可能是不同故障引起的,所以对故障现象要根据各部分的联系进行分析,比如进的食物新鲜程度、含水量,冷库的隔热性能、隔热板的腐蚀程度,自动化元件等等,找出故障的根源,准确迅速地排除。

1压缩机吸气带液、制冷量低的问题

在冬季，水温会因为外界温度影响普遍较低。在制冷机的温度到达制定值后，压缩机将自然而然到达关闭状态，但制冷系统在排气压力和排气温度等参数方面，还存在设定值的偏差。机组人员如果没有发现这些偏差，没及时对参数设定进行更改，调整供水量，就会造成吸气和带液体的故障发生，使工作中的压缩机带液和吸气现象更严重，直接对压缩机造成损坏，令整个制冷系统瘫痪。

造成这种故障的原因，主要是冷冻室和冷藏室共用了一个相同的冷凝水箱，和水冷却系统没有分开，当其中一个制冷装置出现故障，冷凝量大大减少，就会导致停机运行。为了确保制冷系统，可以在不一样的冷凝负荷和冷却水温度的条件下安全工作，可用以下方案来改进设计:截止阀用电动三通调节阀代替，通过PLC来实现电动三通调节阀的开度，每当发生标准值和排期压力的偏差，PLC将会马上检测到，给出指令，实现开度的调节，以确保整个制冷系统的稳定运行。

2冷藏系统的组成及工作原理

船舶高温冷藏系统由电气系统和制冷系统组成。电气系统主要由三菱PLC、断路器、接触器、继电器、电磁阀和压缩机的自动启动停止和控制库温度常数组成。制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。蒸发器全部位于食品库、水果库、蔬菜库和乳制品库的4个冷藏库中，冷剂通过每个冷藏库的蒸发器流动后，风扇的作用导致冷剂温度逐渐降低冷却周期，压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器的4个部件和管子形成了封闭的系统。如果系统有制冷剂(制冷剂)循环，而制冷剂通过膨胀阀流动，则膨胀阀因节流作用而降低制冷剂的压力，温度降低，制冷剂进入蒸发器，制冷剂从冷藏库中的空气中吸取热量，汽化器将这种低温和低压制冷剂蒸汽吸入和压缩到汽缸中，提高制冷剂的压力，温度上升到冷凝器中，冷凝器使用外部水冷却制冷剂的蒸汽，释放因汽化而转换到制冷剂的热量和压缩力的热量，然后再为了持续的冷却，这样循环，以实现连续不断地制冷。

3压缩机运转不停

首先,对机械故障原因进行检测,发现没有问题,因为肉库库温达不到调定温度,肉库蒸发器表面结霜较为严重,制冷量下降,所以初步判断为系统制冷不足、制冷效果不良,有可能产生冰塞现象。

其次,将三库分开进行单独制冷后,发现鱼库、菜库单独制冷时情况正常,而肉库也没有出现压缩机启停频繁的现象,说明肉库并没有产生冰塞或膨胀阀脏堵等情况(也就是说明进入蒸发器的制冷剂流量正常)。而压缩机运转不停也有可能是因为库温达不到调定温度,温度继电器和压力继电器的触头跳不开,所以又检查了压力继电器,后发现压力继电器正常,所以判断造成压缩机运转不停的原因是吸入压力偏高,没有达到低压继电器的下限值,而吸入压力偏高的原因初步判断为:装置热负荷太大或压缩机排气量减小;装置制冷量不足,即热力膨胀阀与蒸发器匹配不良经过计算,制冷量为热负荷的1.2气.3倍,检查了冷库的隔热与防潮性能,情况正常,正常情况下,只有当各冷库温度均达到设定值的下限或一库的库温达到下限而另一库的库温未回升到上限时,装置才会停止工作。如果个别电磁阀关闭不严或个别温度继电器失灵或低压继电器失灵,无法在设定值断开,就会导致压缩机运转不停。

4装置运转但制冷量下降

4.1蒸发温度低，蒸发管结霜过厚

由于携带了较多的鲜肉，假定鲜肉的含水率为74．1%，那么100kg的鲜肉要从10℃冷却到－17℃时所释放出来的热量为6091．1kJ，肉类的含水量与所释放出来的热量在蒸发器管外壁的温度低于0℃时，肉库空气中的水分会在蒸发器表面结霜，由于霜层的导热系数低，蒸发盘管上结有较厚的霜层使蒸发器的传热热阻剧增，此时供入蒸发器的制冷剂量随膨胀阀的关小而减少，蒸发压力和装置的制冷量降低。

4.2管路集油，妨碍换热

传统氟利昂(R12、R22)的冷冻机油为烷基苯油，但这类油对不含氯的氟利昂制冷剂(HFC类)的溶解性很差。图2为制冷剂的溶油性临界曲线，R22与油的混合物，含油浓度20%，温度为18℃，该状态处于A点，在临界曲线之上，所以这时混合物是互溶的，不出现分层。对压缩机而言，运行时曲轴箱处于低压高温，制冷剂在油中的溶解度大，但不管滑油分离器效果如何，都不能将滑油全部分离出来，仍会有一些含微小油滴的油蒸气进入系统。但若温度降到－5℃，如B点所示，这时进入有限溶油区，液体混合物将出现分层，加上滑油从蒸发器到压缩机的设计不妥，蒸发器的位置是在压缩机之上，蒸发器上部是按最大工作容量设计的倒U形吸气管道，在压缩机投入最小负荷运行时无法将滑油连续带回压缩机，使油液集存在管道底部，会阻碍制冷剂流动和妨碍传热，使制冷量下降。

5常用制冷原理

在船舶上应用的蒸汽压缩式制冷机组，根据其采用的压缩机型式可分为容积型和速度型两种；所谓容积型是通过减少空间容积的办法压缩蒸汽，从而使蒸汽获得能量，典型的压缩机有活塞式、螺杆式等；而速度型则是利用旋转机械，连续地将角动量转给蒸汽，并使该动量转为压力能，最典型的压缩机就是离心式。吸收式制冷循环是采用热能驱动二元溶液，通过发生、冷凝、蒸发、吸收四个过程周而复始的闭式循环，在蒸发段吸收外界热量，冷凝段、吸收段放出热量，从而达到制冷目的。在船舶上应用的有溴化锂吸收式制冷机。喷射式制冷循环是利用中、低压水蒸汽本身的能量，通过喷嘴产生高速流引射蒸发器内蒸汽，一方面使蒸发器处于高真空状态，保持冷剂水蒸发吸热，另一方面，引射后的混合汽经扩压后，冷凝、节流成冷剂水蒸发制冷。

结束语

目前在各类船舶上已有应用的制冷方式有机械驱动和热驱动相变制冷循环两大类。机械驱动主要有蒸汽压缩式，热驱动主要有吸收式和喷射式。蒸汽压缩式制冷循环是利用某些工质相变产生潜热的特性，采用机械驱动，通过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程周而复始的闭式循环，在蒸发段吸收外界热量，冷凝段放出热量，从而达到制冷目的。

参考文献

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