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【摘 要】冰库是确保船舶出海航行期间饮食保障的重要部位。在某航次期间，某船2号和3号两台冰机在日常运行时曾先后出现缸头结霜故障，虽然经过及时发现处理，并没有产生重大问题，但这一故障的频繁出现不但会大大缩短设备使用寿命，而且还会严重影响日常工作。本文正是就这一故障进行研究，以期找到有效的处理措施及管理方法，以避免此类故障的出现。
【关键词】缸头结霜 热力膨胀阀 感温包 管理
一、引言
为了保证船舶远航任务需要，船舶起航前需携带大量的食品。为防止食品腐烂必须采用冰库等冷藏装置，用于低温贮存食品。某船整个制冷装置包括5台CNJB15D船用压缩冷凝机组。每台CNJB15D机组中有2台6EW5B半封闭制冷压缩机，2只冷凝器，2只控制箱。该机组制冷剂为F—22，润滑油为25号冷冻机油。每台机组标准制冷量为15×2KW。2台（其中一台备用）海水泵5℃WZ—6为三个低温库（鱼库、肉库、冻菜库）制冷配用，2台（其中一台备用）海水泵5℃WZ—6为5个高温库（乳品库、蔬菜库、水果库、干食品库、粮食库）制冷配用，该泵每台流量为20m3/h，压头为294Kpa。1台CNJB15D机组给肉库制冷，两台压缩机分别与冷风机形成独立回路，高负荷工况时，两台压缩机同时工作；维持工况时，一台压缩机工作，一台备用。1台CNJB15D机组给冻菜库制冷，使用与备用情况同肉库。另外1台CNJB15D机组给鱼库制冷，财政由于鱼库负荷小，只能一台压缩机工作，另一台备用。1台CNJB15D机组给蔬菜库、干食品库、粮食库制冷，其中2台压缩机既能独立运行，又能互作备用。1台CNJB15D机组给乳品库、水果库制冷、其中2台压缩机既能独立运行，又能互作备用（维持工况时）。
二、设备状态及故障经过简介
发生故障的是为冻菜库制冷的机组上的两台压缩机。在故障发生之前，两台冰机的状态如下：在日常工作时 ，机体缸头表面温度偏高，起停频繁，长时间工作有油压差报警，复位后可继续工作。在冷却水低于+25℃时，两机均工作良好；高于+25℃时，制冷效果均较差。2006年2月25日上午8点开启冰机，正常运行后检查各仪表显示各运行参数在规定范围内，上午运行状况良好，中午冰库温度降到-15.3℃，下午5点左右值班员巡视冰机舱时发现冰机已经故障停机，压缩机缸头严重结霜，值班员迅速将排液阀关闭。第二天启用备用冰机，上午运行状况良好，下午出现相同故障。至此，两台冰机均摊车，无法再工作。
三、对压缩机缸头结霜故障原因的理论探讨
缸头结霜（严重时曲轴箱结霜），总是由于大量湿蒸汽或制冷剂吸入压缩机所致。造成这种情况的主要原因有：
（一）热力膨胀阀开度调得过大；感温包安装错误或固定松脱，以致感受的温度过高而使阀芯不正常地开大。热力膨胀阀是以蒸发器出口处的过热度为反馈信号，使之与给定过热度值进行比较后产生偏差信号来调节进入蒸发器的制冷剂流量的直接作用式比例调节器。它集发信器、调节器和执行器于一体。当发信器所测得的参数与给定值有偏差时，发信器的物理量发生变化，并产生足够大的能量直接推动执行器动作。执行器的位置变化与被调参数成比例。热力膨胀阀按照平衡方式不同，可分为内平衡式热力膨胀阀和外平衡式热力膨胀阀两种。液态冷剂在蒸发器中蒸发吸热，流到蒸发器出口时，已经完全汽化，并有一定的过热度。热力膨胀阀的感温筒紧贴在蒸发器出口管路上，并感受蒸发器出口的温度。如果温包内所充的液体与冷剂相同，则热力膨胀阀膜片上方的液体压力大于膜片下方的液体压力，并且蒸发器出口的温度越高，即过热度越大，膜片上方的液体压力越大。这一压力差通过顶杆与膜片下方的调节弹簧的张力相平衡。如果改变调节弹簧的张力即可改变顶杆的上顶力，从而改变针阀的开度。显然，蒸发器过热度高低也会导致针阀开度的变化。当调节弹簧被调节在某一位置时，膨胀阀就会根据蒸发器出口的温度自动改变针阀开度，使蒸发器出口过热度保持在一定值上。热力膨胀阀开度调得过大；感温包安装错误或固定松脱，以致感受的温度过高而使阀芯不正常地开大，使大量湿蒸汽吸入压缩机导致缸头结霜。热力膨胀阀配合蒸发器工作时过热度的调节使用。蒸发器出口过热度太大，则蒸发器后部过热段太长，制冷量会显著降低；出口过热度太小，又可能造成压缩机液击甚至是缸头结霜。一般认为膨胀阀以调到蒸发器出口工作过热度为3℃～6℃为宜。
（二）供液电磁阀泄漏或停机时膨胀阀关闭不严，造成启动前蒸发器中已积有大量的制冷剂液体。温度继电器与电磁阀联合使用，对库温进行控制。温度继电器的感温包置于冷库中，当冷库温度高于起调定值上限时，温度继电器触点接通，电磁阀线圈通电，阀门打开，制冷剂进入蒸发器进行降温；当库温低于其调定值的下限时，温度继电器触点断开，切断电磁阀线圈电流，电磁阀关闭，制冷剂停止进入蒸发器。这样就能把库温控制在所需的范围内。
（三）启动压缩机时吸气截止阀开度过大或开大得过早。
（四）系统中充入冷剂过多。系统中制冷剂过多时，冷凝器中的液位较高，冷凝换热面积减少，使冷凝压力升高，即膨胀阀前的压力增大，流入蒸发器的制冷剂量就增多，液态制冷剂在蒸发器中不能完全蒸发，因此压缩机吸入湿蒸汽，缸头发冷甚至结霜，并可能造成“液击”。同时蒸发压力也会偏高。
四、对本次故障的分析和处理
本次故障发生之前，冰机都能正常运行，而且并未进行过充入制冷剂和调节膨胀阀开度等操作。由此可以排除冷剂过多和膨胀阀开度过大的因素。开机之后相当长一段时间内冰机运行状况良好，也可排除第二个和第三个因素，初步结论是感温包出现问题。对设备进行检查后发现感温包确实出现松动，最终确定故障原因。
对故障的处理：将感温包卸下来，将其与蒸发器出口管接触的管段进行清洁和除锈，然后用两个新的薄钢皮夹箍将感温包牢牢固定，并与安装管段一起重新包覆隔热材料，以使两者的温度尽可能接近。重新开机后冰机又能够正常运行，故障排除。
参考文献：
[1]《舰船辅助机械》，高翔主编，海军工程大学，1999年
[2]《船舶轮机问答》船舶辅机分册，第二版，汪育才 刘连山 张庆信修订，1984年。
【关键词】缸头结霜 热力膨胀阀 感温包 管理
一、引言
为了保证船舶远航任务需要，船舶起航前需携带大量的食品。为防止食品腐烂必须采用冰库等冷藏装置，用于低温贮存食品。某船整个制冷装置包括5台CNJB15D船用压缩冷凝机组。每台CNJB15D机组中有2台6EW5B半封闭制冷压缩机，2只冷凝器，2只控制箱。该机组制冷剂为F—22，润滑油为25号冷冻机油。每台机组标准制冷量为15×2KW。2台（其中一台备用）海水泵5℃WZ—6为三个低温库（鱼库、肉库、冻菜库）制冷配用，2台（其中一台备用）海水泵5℃WZ—6为5个高温库（乳品库、蔬菜库、水果库、干食品库、粮食库）制冷配用，该泵每台流量为20m3/h，压头为294Kpa。1台CNJB15D机组给肉库制冷，两台压缩机分别与冷风机形成独立回路，高负荷工况时，两台压缩机同时工作；维持工况时，一台压缩机工作，一台备用。1台CNJB15D机组给冻菜库制冷，使用与备用情况同肉库。另外1台CNJB15D机组给鱼库制冷，财政由于鱼库负荷小，只能一台压缩机工作，另一台备用。1台CNJB15D机组给蔬菜库、干食品库、粮食库制冷，其中2台压缩机既能独立运行，又能互作备用。1台CNJB15D机组给乳品库、水果库制冷、其中2台压缩机既能独立运行，又能互作备用（维持工况时）。
二、设备状态及故障经过简介
发生故障的是为冻菜库制冷的机组上的两台压缩机。在故障发生之前，两台冰机的状态如下：在日常工作时 ，机体缸头表面温度偏高，起停频繁，长时间工作有油压差报警，复位后可继续工作。在冷却水低于+25℃时，两机均工作良好；高于+25℃时，制冷效果均较差。2006年2月25日上午8点开启冰机，正常运行后检查各仪表显示各运行参数在规定范围内，上午运行状况良好，中午冰库温度降到-15.3℃，下午5点左右值班员巡视冰机舱时发现冰机已经故障停机，压缩机缸头严重结霜，值班员迅速将排液阀关闭。第二天启用备用冰机，上午运行状况良好，下午出现相同故障。至此，两台冰机均摊车，无法再工作。
三、对压缩机缸头结霜故障原因的理论探讨
缸头结霜（严重时曲轴箱结霜），总是由于大量湿蒸汽或制冷剂吸入压缩机所致。造成这种情况的主要原因有：
（一）热力膨胀阀开度调得过大；感温包安装错误或固定松脱，以致感受的温度过高而使阀芯不正常地开大。热力膨胀阀是以蒸发器出口处的过热度为反馈信号，使之与给定过热度值进行比较后产生偏差信号来调节进入蒸发器的制冷剂流量的直接作用式比例调节器。它集发信器、调节器和执行器于一体。当发信器所测得的参数与给定值有偏差时，发信器的物理量发生变化，并产生足够大的能量直接推动执行器动作。执行器的位置变化与被调参数成比例。热力膨胀阀按照平衡方式不同，可分为内平衡式热力膨胀阀和外平衡式热力膨胀阀两种。液态冷剂在蒸发器中蒸发吸热，流到蒸发器出口时，已经完全汽化，并有一定的过热度。热力膨胀阀的感温筒紧贴在蒸发器出口管路上，并感受蒸发器出口的温度。如果温包内所充的液体与冷剂相同，则热力膨胀阀膜片上方的液体压力大于膜片下方的液体压力，并且蒸发器出口的温度越高，即过热度越大，膜片上方的液体压力越大。这一压力差通过顶杆与膜片下方的调节弹簧的张力相平衡。如果改变调节弹簧的张力即可改变顶杆的上顶力，从而改变针阀的开度。显然，蒸发器过热度高低也会导致针阀开度的变化。当调节弹簧被调节在某一位置时，膨胀阀就会根据蒸发器出口的温度自动改变针阀开度，使蒸发器出口过热度保持在一定值上。热力膨胀阀开度调得过大；感温包安装错误或固定松脱，以致感受的温度过高而使阀芯不正常地开大，使大量湿蒸汽吸入压缩机导致缸头结霜。热力膨胀阀配合蒸发器工作时过热度的调节使用。蒸发器出口过热度太大，则蒸发器后部过热段太长，制冷量会显著降低；出口过热度太小，又可能造成压缩机液击甚至是缸头结霜。一般认为膨胀阀以调到蒸发器出口工作过热度为3℃～6℃为宜。
（二）供液电磁阀泄漏或停机时膨胀阀关闭不严，造成启动前蒸发器中已积有大量的制冷剂液体。温度继电器与电磁阀联合使用，对库温进行控制。温度继电器的感温包置于冷库中，当冷库温度高于起调定值上限时，温度继电器触点接通，电磁阀线圈通电，阀门打开，制冷剂进入蒸发器进行降温；当库温低于其调定值的下限时，温度继电器触点断开，切断电磁阀线圈电流，电磁阀关闭，制冷剂停止进入蒸发器。这样就能把库温控制在所需的范围内。
（三）启动压缩机时吸气截止阀开度过大或开大得过早。
（四）系统中充入冷剂过多。系统中制冷剂过多时，冷凝器中的液位较高，冷凝换热面积减少，使冷凝压力升高，即膨胀阀前的压力增大，流入蒸发器的制冷剂量就增多，液态制冷剂在蒸发器中不能完全蒸发，因此压缩机吸入湿蒸汽，缸头发冷甚至结霜，并可能造成“液击”。同时蒸发压力也会偏高。
四、对本次故障的分析和处理
本次故障发生之前，冰机都能正常运行，而且并未进行过充入制冷剂和调节膨胀阀开度等操作。由此可以排除冷剂过多和膨胀阀开度过大的因素。开机之后相当长一段时间内冰机运行状况良好，也可排除第二个和第三个因素，初步结论是感温包出现问题。对设备进行检查后发现感温包确实出现松动，最终确定故障原因。
对故障的处理：将感温包卸下来，将其与蒸发器出口管接触的管段进行清洁和除锈，然后用两个新的薄钢皮夹箍将感温包牢牢固定，并与安装管段一起重新包覆隔热材料，以使两者的温度尽可能接近。重新开机后冰机又能够正常运行，故障排除。
参考文献：
[1]《舰船辅助机械》，高翔主编，海军工程大学，1999年
[2]《船舶轮机问答》船舶辅机分册，第二版，汪育才 刘连山 张庆信修订，1984年。