船舶空压机浅析及调试

陈琪

摘 要：船舶的正常航行是离不开压缩空气的，而空压机就是船上生产压缩空气的主要设备。正确了解和认识新型的空压机对调试和使用空压机将起到很大的帮助。

关键词：空压机;安全阀;压力;温度

一、空压机的原理

这里我们主要以活塞式空压机作为分析对象。活塞式空压机是利用电动马达来带动空压机本体的曲轴，从而推动连杆活塞作往复运动。连杆向下运动时吸入空气，向上运动时排出压缩空气，排出的压缩空气进入下一级气缸，从而不断提高压缩空气的压力，然后再输送到空气瓶，最后供给全船设备的使用。

二、典型零部件结构

空压机上的主要零部件有马达、联轴节、曲轴、安全阀、压力开关、温度开关以及卸荷电磁阀等。这里我们对其中的部分主要零部件进行阐述。马达是把电能转化成机械能，带动空压机内的运动件作往复运动。联轴节是把空压机与电动机连接起来的零件。常用的联轴节有刚性联轴节和弹性联轴节。其中刚性联轴节对轴的韧性和整台机器的对中要求比较高。空压机上的安全阀是保证空压机正常运转的重要部件。当出口压力过高时，安全阀的阀盘就会被顶开，压缩空气经阀上的排气口排入大气，使压力不会继续升高，当排气压力降低后，在弹簧作用下，阀盘落下关闭，使压力回到安全范围。压力开关和温度开关是空压机的重要安保部件，现在的空压机也是通过它们来收集空压机的压力和温度参数。压力开关是来监测滑油压力的，当压力过低时就会强停空压机;温度开关是用来监测出口压缩空气的温度，温度过高也会停止空压机。卸荷电磁阀，它的主要功能是，一有利于启动时减小阻力，降低启动电流，利于启动;二在运转的过程中将空气中的凝水（含油）可以定时排出，减少气瓶内凝水量，使排出的压缩空气水份减少;三 停机时的泄放是为了使系统背压减小，利于下次启动，同时减少油水对零部件及管路的腐蚀。

三、空压机的调试

（1）前期準备。前期的安装和内部清洁结束后，我们需要对整个空压机进行检查，确保整个系统的完整，所有的零部件和传感器都安装完全，滑油加到位，冷却水和排气管路上的阀都已正常打开。电器方面，检查电缆接线以及控制电路是否完整，控制箱内的模块是否安装到位。

（2）运转试验。启动空压机，检查转向，看卸荷电磁阀是否动作，油压水温，出口空气温度是否正常，每一级的压力是否正常。如果都没有问题，就可以进行长时间运转试验，每隔10bar记录一次实验数据，这些数据包括电流、时间、每一级气压、油压、出口温度、水温，以及打满一个气瓶需要的总的时间。在整个过程中注意检查空压机上的安装零部件和螺丝有无松动，有无异响等现象。

（3）安保及功能试验。在空压机正常运转结束后，我们需要对它的安保及功能进行试验。现代船用空压机的主要安保项目是低滑油压力和高排温停车，以及过电流停机。通常油压不能低于1bar，如果压力过低就会停机;因为每一种空压机它的技术参数不尽相同，所以设定值可能不一样。通常排温是不高于90℃。由于某些原因造成电流过大，空压机也会停车。空压机还会设高压停车，当出口的压缩空气压力超过了正常自动停车压力后，空压机没有停止，当压力继续升高到高压停机的设定压力时，就会强制停车。空压机的自动启停主要受它的出口压力影响，通常都设置为30bar，启动压力可根据需要设置，两台的情况设26bar或者24bar。现代船舶空压机都开始使用PLC模块进行控制。这样可以很方便进行启动压力的设定，而且现代的船舶，通常都设有三台空压机，一台主用，两台备用。当压缩空气被消耗后，气压降低，主机先起，然后两号再起，压力再低，三台全部运转，从而保证整个船舶对压缩空气的需要。由于现代空压机，它上面的所有压力、温度传感器的数据都集成到了PLC电脑上，这样就能很方便的进行参数的设定。比如油压、排温的报警，以及气压的高压报警，甚至还可以设定电流的报警，而这些也都是需要我们进行测试的项目。由于现代船舶对功耗有着越来越高的要求，因此现代空压机还提供了一种低功耗模式，也可以称为海上模式。它是通过降低启停压力，从而实现功耗的降低。当这些local功能都试验完整后，我们还需要对空压机的遥控功能进行试验。从集控台遥控启停空压机，有的甚至可以从AMS电脑上进行远程遥控。最后，我们还需要对每一台空压机上的安全阀进行试验，确保在操作失误时，整个系统压力不会继续升高，通常此压力设定值是不超过33bar的。

四、常见故障及维护

由于在船上空压机使用频率很高，因此出现故障的可能性也比较高。首先是机械性的故障，如之前提及的联轴节和轴，由于频繁启动，冲击力较大，而且轴上的扭力和应力也比较高，所以很容易出现问题，特别是当对中不好时，就更容易出现问题。由于空压机本身的振动和频繁启动，空压机上的螺丝和零件就可能出现松动。多级空压机大多都是采用水冷，它上面控制进水的电磁阀，由于经常使用也可能出现问题，造成阀不能正常打开，水不能进入空压机，这样整个空压机上的温度就会升高，这就很容易造成报警及故障停车，所以发生这个问题时，我们就需要考虑到进水电磁阀是否有问题。在进水电磁阀前，通常还有一个滤器来过滤水中的垃圾，避免卡住电磁阀和损坏机体。因此每隔一段时间都需要打开检查下，清除滤器内的垃圾。现代有些空压机安装有机带水泵，在调试初期，就需要对其进行盘车检查。因为调试前保护不到位的原因，泵有可能会卡死，如果出现这样的问题我们就需要拆解泵壳，去除垃圾或铁锈。接下来就是排气故障的问题，由于经常使用空压机，空压机上的吸口滤器会越来越脏，这样就会影响进气量。因此每隔一段时间我们就需要对它进行清洁或者是换新。由于进排气阀的不断开合，阀片和阀座等就容易出现磨损变形，使阀关不严，这个也会降低排气量。有时气缸和活塞的磨损也会造成漏气，减少排气量。除了以上机械问题外，电气方面一般就是电线松动，接线桩头螺丝没拧紧，造成信号监测不到，从而产生报警甚至停车。如果是这个问题，只需要检查缺失信号的传感器的接线或者检查传感器是否松动。如果都不是，那很有可能就是传感器损坏，这时候就需要更换新的备件。有时因为某些原因，控制箱内的电源开关也会跳过载，这时就需要检查是我们的过电流保护设定出现问题，还是机器本身出现卡死，从而造成电流过载。通过检查图纸来确定这个开关控制哪一个部件，这样我们就能很快判断问题的所在。空压机在日常使用时，我们需要观察油位，确保它在正常范围，同时也要检查整个机器上的零部件及螺丝有无松动，滤器是否有垃圾或者过脏，阀是否开到位，还有我们需要按照使用说明定时更换某些零部件。除上述提到的油位外，油质也需要定期观察，看又没有乳化，避免由于冷却水泄漏等原因造成水进到油里面，这些都是需要我们日常检查的地方。

五、结语

由于船舶智能化已成为趋势，船上的设备也已从传统的机械开关发展到了现在的触摸式操作，但其基本原理还是一样的。因此我们只有对原理结构进行学习了解，才能更快发现问题，解决问题。由于技术不断升级换代，因此我们也需要与时俱进，不断增加对新型操作系统的了解和认知。

参考文献：

[1]陈立军.船舶辅机.大连海事大学出版社，2007.

[2]谭仁臣.船舶辅机与轴系.哈尔滨工程大学出版社，2012.

[3]金伟国，张信祥.船舶钳工.国防工业出版社，2008.