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                文章詳情

                船舶空調

                日期:2024-03-04 07:25
                瀏覽次數:4137
                摘要:
                 l.對船舶空調的要求
                  船舶空調主要用于滿足人們對工作和生活環境舒適和衛生的要求。對溫度濕度等空氣條件的要求并不十分嚴格,允許在稍大的范圍內變動,屬于舒適性設備。
                (1)溫度:溫度條件冬季為19~24℃,夏季為21~28℃。我國的標準為冬季19~22℃,夏季為24~28℃。
                (2)濕度:人對空氣的濕度并不敏感,夏季空調采用去濕法,控制在40%~50%;冬季在30%~40%為宜。
                (3)清新程度:清新程度就是指空氣清潔和新鮮的程度。如果只從滿足人對氧的需要出發,供給量在2.4m3/h。
                (4)氣流速度:室內氣流速度以0.15~0.20m/s為宜,*大不超過0.35m/s,否則人會感到不舒服。

                 2.船舶空調系統介紹:某輪具有兩套獨立的空調裝置,較小的為機艙工作間送冷空氣,較大的為生活區及廚房等處送風、熱空氣。本文主要對后者進行簡要分析。兩套系統均采用R22做制冷劑,系統組成部分:
                 (1)滑油分離器:裝在壓縮機的排出端與冷凝端之間,作用是將制冷劑蒸汽中混入的滑油分離出來,以免過多的滑油進入冷凝器和系統,阻塞管路和影響換熱。分油器還能把分離出來的油及時送回壓縮機,避免壓縮機失油,以保證壓縮機長期**可靠地運行。
                 (2)冷凝器:其作用是將壓縮機排出的高壓高溫的氣態制冷劑冷卻成液態,供系統循環用。
                 (3)儲液器:可使裝置儲存一定量的液態制冷劑,由于制冷裝置工況變化時引起蒸發壓力不同,使系統中循環的制冷劑數量發生較大的變化,即可在制冷劑循環里減少時避免液體制冷劑液面升高,浸沒冷凝器冷卻器管,又可在冷劑循環增大或系統稍有泄露時保持足夠的制冷液體。
                 (4)膨脹閥:平衡式熱力膨脹閥。
                 (5)蒸發器:將制冷劑在管內蒸發,使靠近蒸發器的空氣受到冷卻,形成強迫對流,使空氣的溫度逐漸下降。
                 (6)制冷方式:液體制冷劑在膨脹閥的節流作用下進入蒸發盤管中,制冷劑就會在較低的壓力下吸熱汽化,從空氣中吸取熱量,使空氣溫度降低,從而實現制冷。為了使蒸發管中的壓力不會因為不斷流入汽化的制冷劑而升高,壓縮機把制冷劑抽出,一是維持蒸發器低壓,同時把高溫高壓的氣態制冷劑送到冷凝器中,使氣態冷劑放熱從而液化,然后再一次進入循環系統。

                 3.船舶空調故障發生過程簡介:2004年8月20日該輪發覺住艙生活區溫度升高,到風扇間檢查送風溫度,左右舷送風溫度上升到20%,吸排壓均降至非正常值。初步認定冷劑量不足,可能有泄露引起,在機旁檢漏沒有發現異常,而管路及蒸發器難于檢查,于是充入制冷劑,充液后啟動果然運轉良好,但數個小時后滑油壓力開始下降,吸排壓力下降,住艙溫度開始升高,迅速停機后,將冷凝器側蓋打開,將貯油器出口閥微開即見有根海水管有白霧出來,確定為冷凝器大量泄露冷劑,將破壞管封堵后充冷劑啟動運轉良好。但自此之后,冷凝器又數次破壞,在航行期間因破損水管過多,封堵后冷凝不足以致制冷劑不足,制冷機曾停用數日,維修后啟動,制冷效果仍很差,還因吸入壓力不足而自動停機,初判斷為數次充冷劑帶來過多水分而產生的冰塞。打開回液管存水彎管放殘水時,發現油水及冷劑混合物竟達數百克,拆下干燥器/濾器,發現殼內有積水。因此,確定問題并非冷劑帶來水分如此簡單。

                 4.船舶空調故障原因分析及機理簡介

                   4.1故障原因分析:分析水分進入系統的原因不外乎新冷劑充入水分;換滑油時帶入少量水,但這幾個原因都不可能使系統中出現如此大量的水分。即使操作不當帶入大量空氣,亦不可能使系統中含有如此大量水分,在未搞清原因之前,先進行除水工作,除水時發現系統中的水分還不止這些,先后幾次除水均有百克左右,于是考慮高壓管路水分直接漏入可能性,但冷劑壓力高達14~15kg而冷卻海水只有7kg(造水機工作時),海水不可能漏入系統,但這是**可能的原因。后想冬天制冷機曾停止一段時間,這之后再啟動便無法正常運轉,由此才清楚,冷凝器以前數次破壞簡單維修后在未換新的情況下,在停機期間冷凝器再次壞漏,使高壓管內冷劑大量泄漏,因停止運轉而未檢查,無人知道,當高壓管內壓力等于或低于冷卻海水壓力時,海水便直接流入冷劑系統管路。且航行期間造水機運轉,造水機與制冷系統同用日用海水。因此海水壓力升高。而且因造水機運轉時,左右兩臺日用海水泵同時運轉以達到抽真空的能力,但如果制冷系統冷凝器冷卻水進口閥完全關死,海水壓力又太高。本輪已十幾年,易被腐蝕的海水管路經常破損,壓力太高恐怕管路破裂,因此海水保持流過冷凝器,才使大量海水進入系統。因此系統是為空調服務,蒸發溫度一般在-5℃以上,有R22溶水能力較強尤其高溫溶水能力更高,故系統存有少量水并不會導致冰塞,因此運轉后吸入壓力降低較快,大家都沒有想到是管路阻塞,是為冰塞造成,如果這樣的話,就可判斷大量水進入系統,但是大家卻簡單地認為是因為冷劑泄漏造成,以致造成后來更嚴重的后果。因大量的水蒸氣及滑油等與制冷劑混合,是壓縮機負荷增加,以致后來吸氣閥損壞,使壓縮機工作時吸排腔接通,而吸入壓力急劇升高。又因為水與冷卻劑相融后,阻塞壓力增加,腐蝕性增加,使系統管路腐蝕而剝落雜質容入制冷劑及滑油中,使滑油迅速變質,阻塞壓力表及繼電器傳壓細管,阻塞油壓啟閥卸載機構管路,使滑油分配器癱瘓,齒輪油泵齒輪折斷等系列嚴重后果。

                 4.2船舶空調故障機理簡要介紹:當系統中進水時,含水量已遠遠超過氟里昂R22溶解度,膨脹閥及其后的一段內溫度降于零度以下,此時就會有一部分游離態水結成小的冰晶,隨時間增長,冰晶會越來越大,R22在30℃的溶解度也只不過是1470mk/kg,因此系統中水足以使冰晶擴大到冰塞程度,且加之水與冷相溶后腐蝕剝落物將膨脹閥臟堵,還因滑油贓污使油壓卸載機構癱瘓,壓力繼電器失靈而使壓縮機啟動時無法卸載,且制冷劑因吸排閥及管路問題啟動造成“奔油”使系統中存油過多,以及吸入濾器,高壓管路中的干燥器/濾器臟堵,壓縮機啟動后短時間內又停止(吸入低壓作用)。

                  5.船舶空調故障的排除方法
                 為排除系統大量水分,油份及臟堵物,需將系統抽空。抽**先將變質滑油換掉。關閉吸入截止閥,啟動壓縮機將曲軸箱抽成真空,以收回溶解在滑油的制冷劑。然后停止壓縮機,關掉排除截止閥。接著便可以松開放油旋塞,放空臟油,拆除曲軸箱側蓋,清潔曲軸箱,用干凈的布擦干凈。同時可將汽缸頭蓋拆下,拆下吸排氣閥,檢查彈簧及閥片的損壞,換新彈簧,換新閥片,吸入閥裝置時,要用專用銅夾將環片固定在閥體上將彈簧壓縮,以保證環片位置安裝正確,手動盤車檢查曲柄是否正常,檢查曲柄箱是否完全清潔干燥,再將側蓋及放油旋塞裝置復位。完成后,從加油口注入潔凈的潤滑油?;脱b完后,先使排出截止閥的多用通道通大氣,在啟動壓縮機,將曲軸箱中的空氣抽出,直至曲軸箱達到穩定真空時,關閉多用通道,停止壓縮機。加油后將各壓力表及繼電器傳壓細管拆下,疏通或換新,裝復時注意略開截止閥將腔內及管內所存空氣排除,這些工作完成后可對系統抽空,排氣排水。抽空時,用壓縮機進行,做法:稍開壓縮機吸入截止閥,關閉排出截止閥,打開排除閥上多用通道以抽空排氣;關閉系統中通大氣的各閥,(如充劑閥、放空閥等);開啟系統中的其余各閥,包括旁通閥。放盡冷凝器中的冷卻水,以有利于加速其中的水分蒸發。將壓縮機置于*少能量位置,當系統已達到穩定的真空度,并在排出口感覺不到有氣體排出時,關閉壓縮機吸入截止閥,然后用手按住排除閥多用通道,迅速開足排除截止閥將多用通道關閉,停機,裝復多用通道堵頭后停機。抽空結束后可以順便檢查系統的氣密性,本輪真空度足可以達到氟里昂93Kpa的要求,在8h沒真空壓力下降為1Kpa,也可滿足要求。故障排除后,重新啟動系統,但因為本系統制冷劑大量漏泄使制冷劑明顯不足,須重新注入制冷劑。啟動前在儲液器上部放氣,關閉儲液器的出液閥,啟動壓縮機,把系統中的制冷劑連同不凝性一起壓入冷凝器,然后停止壓縮機;繼續向冷凝器供給冷卻水,以使制冷劑充分凝結,直至冷凝器壓力不再下降為止,這時打開冷凝器頂部的放空氣閥,讓聚集在冷凝器上部的不凝性氣體流出,幾秒鐘后即關,停一會重復這一操作,以減輕擾動,減少制冷劑的損失。每次放氣后注意排出壓力表,放至冷凝器中的壓力接近水溫所對應的制冷劑飽和壓力時,應結束放空氣的操作。啟動充劑前將接管與鋼管接好,充劑前略開鋼瓶閥驅除管內空氣,另一端接在干燥器前充劑閥,旋緊,打開鋼瓶充劑閥制冷劑自行進入系統,當壓力與鋼瓶內壓力平衡后,啟動壓縮機此時可打開鋼瓶出液閥,直接向系統充入制冷劑使制冷劑在蒸發器中蒸發,經壓縮機壓縮后,并經冷凝器冷凝后泵貯液器中。本系統需R22約120Kg,根據稱量,估計充劑量足夠可關閉鋼瓶出口閥,打開貯液器出口閥,讓壓縮機運轉一段時間,如貯液器內能保持1/3以上液位則可停止充液,拆管前用熱水加熱充劑管,使液態制冷劑蒸發進入系統再將充劑閥關死,拆下充劑管以減少冷劑的浪費,開始正常運轉后,應注意干燥器/濾器兩端是否有明顯溫差,如有溫差說明已經堵塞,*后將干燥器換新,因大量新的制冷劑充入后帶入較多水分,為避免再次故障,壓縮機運行一段時間后將干燥器換新,換新時注意避免空氣混入系統。經過以上操作后,系統運轉一直正常,但因冷凝器破損而造成如此嚴重事故,浪費大量物料,使工作量大大增加,而且空調數日不能運轉,此類事故值得深思。

                 6.船舶空調結論及意見
                 本系統的故障*初由冷凝器泄漏引起,冷劑泄漏時原因只考慮到冷凝器的老化,而沒有考慮到系統中的存水(多次充劑帶入)使冷劑的腐蝕性增強而使冷凝器不斷泄漏,再充劑再增加腐蝕性而使剝落物造成油變質及臟堵、油堵以及以后一系列的故障,這完全是人為的對故障發生原因考慮不足以及未對系統的檢查(停機時)大意疏忽所造成的。如果冷劑初次泄漏能引起足夠重視的話,或者**次兩根管泄漏時給予足夠的重視,考慮清楚再行處理,而不是簡單地封堵泄漏管就了事的話,就沒有以后出現比較嚴重的事故了。直到冷凝器破損后被封堵管數目多達十數根以致冷劑不足,不得不停止空調運轉時才有足夠的重視,這是輪機人員的失誤。在停用期間未對系統進行良好的監視而使大量油水進入系統還全然不知造成壓縮機的嚴重故障,損失大量的人力及備件。這可以說完全是人為造成的損失。就本系統而言,根據此次事故經驗提出以下建議,以供參考,并防止類似的事故再次發生。
                   6.1 要對系統做*大努力進行檢查及管理。無論正常運轉或停機期間都應定時定期做**檢查。
                  6.2應選擇質量好的制冷劑。制冷劑如無法選擇,則在充劑后要監視壓縮機及系統運轉一段時間,如質量較差,應在運轉一段時間后更換干燥器/濾器如備件充足,過幾天后再次更換,直至系統運轉正常為止。
                   6.3如冷劑無法選擇時,也可從壓縮機吸入端充入氣態制冷劑。因為R22在氣態下較液態含水量相對低,且可保證不會充入游離態水。
                  6.4在換干燥器時,必須注意防止空氣進入系統。帶入水分以及使負荷升高,壓力溫度升高,降低制冷效果,且會影響滑油品質。因此,如果操作不當將帶入大量空氣。如果擔心放氣不充分,可在裝置運轉一段時間后做本系統放氣操作,即將冷劑壓入貯液器充分冷卻后,開上部放氣旋塞。
                  6.5因R22屬條件性溶油,在高溫時可完全溶解,而在低溫區溶油能力較小,這樣就使帶入系統的油在蒸發器中分離出來,而無法回油,當然本系統在壓縮機出口有滑油分離器,是撞擊式滑油分離器,因此,應對滑油分離器做定期檢查以及回油管口電磁閥是否靈敏啟閉,啟動時吸入截止閥不能開啟太快,否則可回油失靈,產生奔油。
                   6.6R22的滲透性較強,較容易產生泄漏,因此工作及拆檢后對相應部位應做檢漏,對易漏部位應做定期檢查,對拆檢后部位可用肥皂檢漏,簡單易行又經濟,無需特殊工具**,系統運轉時保持各部件清潔,通過滲出油漬可知泄漏部位。
                   6.7 本系統滑油為專用滑油,避免與其他滑油混用,應密封保存。

                 7.船舶空調管理的注意事項
                   7.1制冷劑的加入
                    (1)關閉儲液器出口閥和干燥器的旁通閥,把制冷劑鋼瓶置于磅秤上(瓶頭向下,傾斜放置),以便稱量制冷劑的充入量。充制冷劑的時候先將接管一端與鋼瓶出口閥緊連,繼而稍開一下鋼瓶閥,用瓶中制冷劑驅除接管中的空氣,然后再將接管的另一頭緊連在系統的充劑閥上。開啟冷凝器冷凝水。打開干燥劑出口閥,啟動壓縮機,由充劑閥經干燥器,膨脹閥,蒸發管將系統充入制冷劑,并經冷凝器冷凝后,儲存在儲液器中,儲液器應為l/2~1/3高,低于1/3要加制冷劑。
                   (2)制冷劑的取出:將未盛滿的制冷劑鋼瓶低放,關小冷凝器冷卻水,保持較高的冷凝壓力,液態制冷劑便會流入鋼瓶。
                   7.2檢漏
                    (1)皂液檢漏:查漏用的肥皂水,可以用肥皂粉調制,并可在其中加入幾滴甘油,使泡沫不易破碎。也可用適量稀釋的洗發水代替。檢漏時必須細心觀察,這種方法不適應溫度低于零度的部位,對低壓管和細微的泄漏也不太適應。
                    (2)檢漏燈檢漏:使用檢漏燈檢漏時,應保持銅片清潔,檢漏前對艙內加強通風,也不要吸煙。

                   7.3滑油的更換和添加:不同的制冷劑,不同的構造的制冷機,使用的潤滑油的種類是不同的。應按照廠家推薦的品牌選用滑油,長期使用過的滑油會逐漸氧化。不同型號的油**不能混用,更換新油時應用新油將機器內的舊油全部洗干凈,也可用破布,但不能用棉紗。


                   7.4不凝性氣體的排出:本壓縮機是高壓冷凝器,所以放空氣多采用下面步驟
                     (1)關閉儲液器的出液閥;
                     (2)啟動壓縮機后,把系統中的制冷劑連同不凝氣體抽出,然后停止壓縮機;
                    (3)繼續向冷凝器供給循環冷卻水,以使制冷劑充分冷凝,直至冷凝器壓力不再下降為止,這時不凝氣體將積于上部;
                    (4)打開壓縮機多用通道,讓氣體流出幾秒就關,重復操作。每次放空氣后注意排出壓力表,放至冷凝器中的壓力接近水溫對應的制冷劑飽和壓力時,應結束放氣操作;在降溫工況和取暖工況時,各室的門窗應隨時關閉,防止外界空氣進入增加艙室熱負荷。注意通風機開啟程序,在降溫工況啟動空調裝置時,應先開風機后啟動空調制冷裝置。制冷壓縮機啟動時應慢慢啟動吸入截止閥,防止液擊,萬一聽到液擊聲,應立即關小吸入截止閥,以后逐漸開大。在取暖工況啟動空調裝置時,應先是加熱器投入工作,然后再啟動風機,以免外界的冷空氣驟然潛入艙室。注意加濕閥的起閉程序,取暖工況應先使空氣加熱器投入工作,然后再開加濕閥。而需要停用則先關加濕閥,半分鐘后再停風機。嚴格控制加濕量。取暖工況下,艙室內的空氣含濕量一般不超過6.5kg。因此采用蒸汽加濕時,應謹慎地調試加濕閥的開度;當外界溫度降低時,就需要適當地加大加濕閥的開每天檢查壓縮機的油壓和油量,檢查操作狀況,檢查不正常聲響,震動及高溫,檢查制冷劑及冷卻器的溫度壓力,冷卻水溫度及壓力。保持合適的回風比,在滿足新鮮空氣需要的前提下,能節省空調的耗功在降溫工況和取暖工況時,走廊和機艙的門應隨手關閉。注意通風機的開啟程序。

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