船舶低温淡水系统进气原因分析及故障排除

杨树森,刘晓晨

(青岛远洋船员职业学院,山东 青岛 266071)

船舶低温淡水系统进气原因分析及故障排除

杨树森,刘晓晨

(青岛远洋船员职业学院,山东 青岛 266071)

低温淡水系统压力下降和压力波动通常是淡水泵本身出现机械性损坏或淡水泵发生汽蚀所致。文章从事故现象入手，通过观察表面现象并对低温淡水系统做全面检查和分析，确认低温淡水系统压力下降和波动是由于空气压缩机冷却器垫床长期使用后高温老化、破碎，导致高压空气进入船舶低温淡水系统所引起。为避免再次出现同样故障，将原来的橡胶垫床更换为厚纸板垫床。

低温淡水系统；空气压缩机；空气冷却器

现代大型原油船VLCC为缩短海水管路、减少腐蚀和管路维护工作，并使气缸冷却水温度稳定，不受工况变化的影响，从而使柴油机始终在最佳冷却状态下工作，均采用了中央冷却系统，即有2个单独的淡水循环系统(高温淡水、低温淡水)和一个开式海水系统组成。中央冷却器采用海水冷却低温淡水；低温淡水(30～40 ℃)由中央冷却水泵泵出，分别冷却主机空气冷却器的低温循环、各台发电柴油机及其它冷却器，并且部分低温淡水通过混水阀进入高温淡水系统以调节高温淡水系统的温度；高温淡水(80～85 ℃)用于冷却主机汽缸套、汽缸盖、废气涡轮增压器和空冷器的高温循环[1]。

该轮空气压缩机的空气冷却器为水腔―U型管型式，即水腔内为强制循环的低温淡水。U型管内为高温高压的压缩空气，水腔和U型管的板面之间由橡胶垫床密封。冷却水来自低温淡水系统，由空压机自带冷却水泵二次加压，压力在0.4～0.45 MPa之间，空气压缩机产生的高温高压空气压力在2.0～2.9 MPa之间。

1 事故经过及现象

2015年12月，某VLCC正在宁波港卸货作业，No.1和No.2发电机并联运行，1台锅炉和2台货油泵进行卸货作业，值班人员在例行检查中突然发现主显示板上的No.1副机低温淡水压力由正常的0.45 MPa下降到0.35 MPa，并且有继续下降的趋势，马上报告二管轮，二管轮到No.1副机机旁检查，没发现异常，回到集控室发现压力还在下降。副机低温淡水的低压报警为0.2 MPa，如果压力降低到此值以下，低温淡水的流量降低到不足以冷却副机的高温淡水，将会造成副机高温停车，进而引起发电机跳电。此时压力已降至0.25 MPa，而且伴有压力波动，这时又发现No.2副机低温淡水压力也在下降。为了保证设备的正常运转，二管轮启动了另一台低温淡水泵，2台低温淡水泵同时运转，系统淡水压力开始上升，但还是有波动，No.1和No.2副机的淡水压力也逐渐升高。轮机员经过分析认为，淡水泵压力下降的原因可能是淡水泵叶轮、口环等部件腐蚀受损、离心泵内漏过大或叶轮松脱，电机转速低等原因导致效率降低，但压力波动也可能是离心泵汽蚀或系统进气。通过对3台淡水泵轮番进行运行试验，对每台泵进行运行性检查，发现单台泵的运行速度、机械噪音及温度等参数均正常，却始终达不到正常压力，以此综合判断3台泵同时损坏的可能性很小，基本排除了淡水泵出现机械损坏的可能性，确定是系统进气或淡水泵发生汽蚀所致。在对低温淡水系统的水泵前后、管路高点及2台副机空冷器放气口放气时，放出少量气体，之后淡水压力恢复正常，单台淡水泵可以达到正常压力。正当大家准备分析系统进气原因时，上述故障现象再次发生。轮机长通知货控室停止卸货，使发电机低负荷运转，避免船舶失电带来重大事故，同时查找故障原因。

2 原因分析

停止卸货之后，先后停了锅炉和No.1副机，对低温淡水系统可能进气或淡水泵发生汽蚀的原因进行了详细的分析，原因可能有以下3点。

1)低温淡水泵叶轮、口环等部分腐蚀，叶轮松脱，电机转速低等原因使泵达不到额定压力。

2)低温膨胀水柜对系统的除气、补水不及时，造成低温淡水泵吸口压力不足。

3)外界气体进入低温淡水系统，导致系统压力波动。

根据检查实验结果可以明确以下4点。

1)通过对3台泵的运行性检查，基本排除3台泵发生机械故障的可能。

2)对系统放气之后，单台低温淡水泵短时间运行可以达到额定压力，证实淡水泵没有问题。

3)检查低温膨胀水柜，发现除气、补水功能正常，排除淡水泵是由于吸入口的因素造成低温淡水系统进气的可能。因此，基本确认低温淡水系统进气是由于外界气体进入。

4)如果是外界气体进入系统，只能是压力高于低温淡水泵压力的气源，不可能是大气。主机、副机空冷器中增压空气的压力也低于淡水压力，根据低温淡水流动线路，可判断系统进气是空压机空冷器。此时把No.1空压机放在手动位置打气，低温淡水系统压力波动明显，而停止打气时，低温淡水系统压力几乎无波动，因此判断为空压机空冷器向低温淡水系统漏气。

3 故障排除

首先把No.1空压机断电，No.2空压机转换到自动状态，再次对系统放气，当气体完全被放出，且低温淡水系统压力稳定后，启动副机并联运行，恢复锅炉和货油泵运转，继续卸货。同时对No.1空压机的空冷器进行解体检查，在拆卸过程中，发现空冷器的水侧和气侧的橡胶垫床老化、发硬，部分破碎，空冷器抽出后，检查气管和板面外观，无异常。为使问题彻底解决，决定对空冷器进行压力试验。根据空冷器的形状，很快制作了液压试验的专用工具，经过试验，确定空冷器无泄漏。原来的橡胶垫床更换为纸板垫床，装复后，转换到No.1空压机运转试验，发现低温淡水系统压力稳定，无波动，恢复正常工作。

4 结束语

本次故障能够得到及时解决，得力于值班人员发现及时，轮机员判断准确。空压机空冷器为高温部件，正常运转时温度可达到150 ℃左右，橡胶垫床长期在高温环境中工作容易老化，进而引发泄漏，这样的工作环境最好使用厚纸板垫床。另外，主管轮机员没有定期对空压机各部件进行检查，到出现问题时才去解决。通过此次故障，要求管理人员必须严格遵守计划维修保养体系，各设备必须严格按照说明书的要求进行维护保养，确保其安全运转。

[1] 周明顺.船舶柴油机[M].大连：大连海事大学出版社，2006.

For the low-temperature fresh-water system,pressure fall and wave are usually led by mechanical damage of the fresh-water pump itself or cavitaton.In this paper,the low-temperature fresh-water system was checked and analyzed overall.It was confirmed that the pressure fall and wave were because of the high pressure air inlet of the system after the aging and broken on air compressor chiller ballast bed.To avoid the same fault,the rubber ballast bed was replaced into the thick cardboard one.

low-temperature fresh-water system;air compressor;air chiller

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.06.007

杨树森(1966-),男,山东青岛人，副教授，硕士，主要从事轮机工程教学和科研工作。

2017-08-07