副机高温冷却水温度过低案例分析.docxVIP

某集装箱船,三台副机各1620kW,720r/min,运行稳定可靠,管理方便。

副机冷却水系统示意简图见图1。

图1副机冷却水系统示意图

中央冷却水系统(机舱低温水系统)来的冷却水:?

①由副机自带低温水泵增压。?

②冷却空气冷却器及滑油冷却器。?

③由热力膨胀三通阀自动调节温度,低温冷却水部分回中央冷却水系统;部分返回自带低温冷却水泵进口(同时也从中央冷却水系统中补充新的低温冷却水),循环冷却空气冷却器及滑油冷却器;大部分(虚线所示)作为高温冷却水进入自带高温冷却水泵。?

④副机自带高温冷却水泵,吸入上项低温冷却回水,增压。?

⑤冷却副机缸套、缸头及附件。?

⑥由热力膨胀三通阀自动调节温度(设定温度82～85℃),部分回中央冷却水系统;部分返回自带高温冷却水泵进口(同时也补充新的低温冷却水的回水),循环冷却缸套等。?

副机冷却水系统放气:?

★空气冷却器的低温冷却水出口管上,有通往膨胀水箱的放气管路。?

★缸套及缸头的高温冷却水出水管上,设有集气箱分离水和空气,并由一根1/4″管引出,然后三台副机合用一根1″总管连接至膨胀水箱。?

高温冷却水系统有两处温度测量装置:?

★进口总管上,装有一只普通的圆盘式温度表,可在机旁察看高温冷却水进机温度。?

★出口总管的集气箱上,装有两只温度探头,一只在集控室显示高温冷却水出口温度供监测;另一只用作高温冷却水高温保护,高于110℃自动停机。

一

故障现象

★二台或三台副机并联运行,其中的一台或二台高温冷却水出口温度只有60～70℃,明显低于设定的82～85℃;?

★改为单独使用高温冷却水温度偏低的副机,其高温冷却水温度会逐渐恢复正常。?

★三台副机都是如此,尤其是启动后待并机时。

故障存在时间较长,据公司有关管理人员介绍,同类型的其他船舶也发生过类似故障。

原因一直未查明,因为副机功率大,正常航行用一台,进、出港才用二台,故障不频繁,观察的机会少;高温冷却水出口温度是偏低而不是过高,没有引起足够重视。?

虽然船舶可以继续营运,但故障发生在副机并联运行,正是进、出港的关键时间,是重大安全隐患,必须查清楚。

二

原因及分析思路

1.温度控制元件(热力膨胀三通阀和温度探头)

从故障现象①分析,很容易怀疑高温冷却水热力膨胀三通阀损坏或咬死(阀关不严)。

但故障现象②“单独使用该副机,高温冷却水温度又会逐步恢复正常”表明,热力膨胀三通阀及温度探头正常。?

虽然如此,一时找不到确切原因,还是清洁检查拆解低温冷却水热力膨胀三通阀,未见异常但仍更换了热力元件;拆解清洁检查温度探头,测量阻值,未见异常。

检查后使用观察,故障依旧。

进一步,强制关闭低温冷却水热力膨胀三通阀与中央冷却水系统的四水道和自带低温水泵吸入中央冷却水系统的通道,不补充低温水,使高温冷却水系统自身循环。

若此时高温冷却水热力膨胀三通阀有故障,高温冷却水温度短时间内必定明显上升。

但是这样运行10多钟,高温冷却水温度并没有明显变化。?

由此,彻底排除了热力膨胀三通阀故障的可能。

?2.副机负荷?

针对故障现象③“三台副机都是如此,尤其是启动后待并机时”,判断故障可能与副机负荷有关:副机刚启动,负荷低,且冷态运行,高温冷却水由低温冷却水提供,可能因冷却水管路布置不当使水量分配不均,导致新启动的副机高温冷却水出口温度偏低。?

进一步观察副机不出现此故障时的情况:?

★副机未启动,处于暖缸状态,高温冷却水进、出口温度都保持正常值(83℃左右);?

★副机启动,高温冷却水温度逐步下降,最后稳定在60～70℃;?

★副机并联运行,使用大功率的侧推,负荷接近85%,高温冷却水出口温度依然没有明显变化。?

显然,故障与副机负荷无关。?

?3.冷却水系统?

排除副机本身及其负荷等因素,进一步从冷却水系统查找原因。?

长时间观察副机高温冷却水,发现:

★压力,处于正常值,没有明显的压力波动。

★温度,长时间高负荷运行,进机温度上升较快,出机温度依然没有明显的变化,最终进机温度竟然超过出机温度10～20℃,明显违反逻辑。?

因此,再度怀疑高温冷却水出口温度的探头故障。?

从高温冷却水出口总管集气箱内拆出温度探头时意外发现:?

①集气箱内放出大量的空气。?

②空气放完,检查温度探头确认正常装复,副机运行,高温冷却水出口温度恢复正常。

③运行几小时后,高温冷却水出口温度又明显下降。

再次检查集气箱,发现里面又有不少空气。

检查集气箱与膨胀水箱连接的透气管,1/4″管和1″总管均完全畅通。?

至此可断定,故障直接原因,是中央冷却