某船海水系统抽不上海水故障与改进方法

金炳哲，刘 伟

(1.91202部队, 辽宁 葫芦岛 125000；2.4808工厂威海修船厂, 山东 威海 264200)

某船海水系统抽不上海水故障与改进方法

金炳哲1，刘 伟2

(1.91202部队, 辽宁 葫芦岛 125000；2.4808工厂威海修船厂, 山东 威海 264200)

某2 352 kW(3 200马力)拖船航行时，与主机共用一根海水总管的日用海水系统抽不上海水，影响空压机和主机安全使用。经查海水系统原理，根据计算和经验分析，确定了故障原因，并提出2项改进措施，使问题得到彻底解决。

拖船；海水系统；改进

某2 352 kW(3 200马力)拖船航行时，当主机转速600 r/min(额定转速1 000 r/min)以上时，与主机共用1根海水总管的日用海水系统抽不上海水，致使依靠此系统供海水的各装备无法正常工作，包括机舱2台空气压缩机，进而影响主机航行时加速补气。当主机转速600 r/min以下或主机不工作时，日用海水系统工作完全正常。共用的海水总管左右分别与高位、低位海底阀箱相连，故障时无论是用高位海底阀或低位海底阀都抽不上海水，甚至2个海底阀同时打开也不能抽上海水。海底阀之后的海水过滤器上有1个放气管，打开放气阀放气时，有时能抽上海水，有时则抽不上海水，无规律可寻。据船方人员反映，此故障由来已久，一直是困扰该船安全使用的大问题。

1 海水系统结构和原理

该船海水总管分别与左右2个高位、低位海底阀相联，向主机、副机和日用海水系统等供应海水。原设计2台空压机也从海水总管取水，后来因空压机海水泵可靠性差被取消，改为由日用海水系统向其供水。日用海水系统由进水管、并联的2台水泵(互为备用)、1个压力水罐和其它附件组成。进水管是从海水总管单独引出的1根支管，然后分2路至2个海水泵，再通至压力水罐，最终由压力水罐向各用户装备供水。进水支管接在左舷海水滤器与左主机海水进水管之间。

2 原因分析

通常情况下，海水系统抽不上海水大致有几方面原因：一是海水进水管接头和附件存在漏气，水泵抽入空气后就抽不上海水；二是因船体外部和海底阀等原因，海水总管吸入空气；三是海水泵故障；四是海水总管上的各支管发生抢水，抢水的原因可能是海水总量不足或管路设计不合理。经前期试验和分析排查，排除了前3个原因，实际只剩第4个原因。文献统计表明，船舶海水总管发生抢水是海水系统的常见故障，发生抢水一般有几个特征：一是发生抢水的2根支管接入口距离较近，吸水时相互的作用和影响较大；二是抢不到水的这一路管径和流量要远远小于相邻另一路，或各分支管路截面积之和大于总管截面积，或存在其它不合理设计；三是其中一路海水系统停止工作或海水流量减少，相邻另一路海水系统即恢复正常。实际观察到该船海水系统故障时这些特征基本都符合：①日用海水系统与左主机海水系统在海水总管上的接入口确实离得很近，只有约200 mm；②测量主机进水支管通径为104 mm，日用海水系统进水支管通径为42 mm，截面积分别为8 490 mm2和1 385 mm2；③当左主机转速降低至600 r/min以下或主机停止工作，日用海水系统工作即恢复正常。

下面再计算和比较各海水支管截面积之和与海水总管截面积，主机海水泵与日用海水泵流量。

1)各海水支管截面积与海水总管截面积。各海水支管通径分别为：主机104 mm，副机52 mm，外消防柴油机52 mm，日用海水42 mm，计算各支管截面积之和为24 734 mm2；海水总管通径250 mm，截面积49 062 mm2。各海水支管截面积之和小于海水总管截面积,符合设计要求。

2)主机海水泵流量与日用海水泵流量。从主机说明书查得，主机N1为1 000 r/min额定转速时，海水泵转速为2 800 r/min，流量Q1为56.0 m3/h。当主机转速N2为600 r/min时，海水泵转速为1 680 r/min，按照离心泵比例定律，泵转速与流量成正比，即N1/N2=Q1/Q2，计算得海水泵流量Q2为33.6 m3/h。从日用海水泵铭牌上查得，此泵为1.5CWX-2A离心旋涡泵，电机功率2.2 kW,扬程40 m，流量3.0 m3/h 。

通过以上分析和计算，本船日用海水系统抽不上海水故障的原因已清晰可见：由于日用海水系统进水管接入口离主机海水系统接入口太近，当两系统同时工作时，在海水总管内发生抢水，而日用海水系统无论是管路通径和截面积，还是流量远远小于主机海水系统，处于抢水不利一方，导致其抽不上海水。当主机转速降至600 r/min以下，主机海水流量从56.0 m3/h减少到33.6 m3/h，日用海水系统就能抽上水，主机600 r/min是故障的临界点。

3 解决措施

针对上述原因分析，解决日用海水系统抽不上海水问题应从以下几个环节进行改进：一是调整日用海水系统接入口位置，要尽可能远离主机海水接入口；二是适当增大日用海水系统进水管直径；三是适当减少主机海水流量。另据文献介绍，为了避免船舶海水总管发生抢水，常用的方法还有：对用水量特别大的设备单独设置1个海底阀箱，或对进水管重新进行合理布局，如在总管斜下方开孔，进水管与总管相垂直等等。结合本船海水系统实际情况，最终决定做以下2项改进。

1)改进海水系统进水管接入口位置。2台空压机改为由日用海水系统供水后，在海水总管上留下2个接入口，此接入口离主机海水接入口较远，约2 000 mm，正好在左右主机之间，受主机影响最小。将这2个接入口合为1个，连接到日用海水系统进水管。此管路规格为D38 mm×2 mm×2根合起来相当于管径48 mm,比原进水管管径42 mm有所增大。另外这样改进工作量较少，不会影响到其它系统和设备，弃用的原海水接入口封堵。

2)采用节流板，适当减少主机海水流量。一般来说，船舶主机海水系统流量的设计余量较大，该拖船航行试验时，我们通过调节主机海水排出阀开度适当减少其流量，也能达到改善日用海水系统抽不上水的状况，与此同时主机各项温度参数仍然保持正常。这一方法过去曾在某双体试验艇上实施过，效果较好，方法简便。作为备用改进方案，拟在该船左右主机海水排出阀进口上装一个节流板，节流口直径分为35 mm、40 mm、45 mm 3档，最后采用哪个尺寸由试验确定。

2项改进措施先实施第一项改进措施，如果故障没排除，或虽有效果但没达到预期，再实施第二项改进措施。

4 试验结论

第一项改进措施实施后，进行了航行试验验证，主机转速从怠速450 r/min至额定转速1 000 r/min，日用海水系统全程都能抽上海水，且工作可靠。同时从该海水总管取水的主机、副机等其它装备也都工作正常，各项热工技术参数符合规定要求。至此，该船日用海水系统抽不上海水的故障得到圆满解决，加装节流板的第二项改进措施不再实施。

船舶海水系统主要负责向各装备提供充足的海水用于冷却，如果系统设计不合理或出现故障，就会影响各装备安全和可靠工作。此故障的排除，解决了该船多年未能解决的问题，提高了舰船使用可靠性和安全性，得到了用船部队的高度评价和充分肯定。

When a tugboat with 2 352 kW(3 200 horse power)is in its sailing,the daily-use sea water system fail to pump,which share the main-pipe with the main engine.This failure influence the safe use of both air compressor and the main engine.By principle examining，calculation and experience analysis,the fault cause is determined,two improving measures are put forward and the problem is solved thoroughly.

tugboat;sea water system;improve

金炳哲(1973-)，男，辽宁辽中人，工程师，大学本科，主要从事舰船装备修理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.01.010

2015-08-13