某船空調故障原因分析及排除

李德臣

(青島前進船廠，山東 青島 266001)

某船空調故障原因分析及排除

李德臣

(青島前進船廠，山東 青島 266001)

文章論述某船集中空調機組的工作原理、出現的故障現象、故障原因分析、發生部位、損害程度及出海保障時應急處理措施、最終排除了故障的整個過程。同時，在解決問題的過程中，根據故障現象及系統原理，由表及里、由易到難，逐步增強目標性等思路，為將來在售后保障時，提高排除故障的速度、質量及準確性等方面積累了寶貴的實戰經驗。

PA01故障信號；故障機理分析；空調機組

空調設備的好用與否，對船員的工作、生活環境和船舶電氣等設備的運行環境影響特別重要，所以保證船舶空調設備的正常運行，就直接關系到船員的身體健康和電氣等設備的安全使用。某船集中空調機組在售后保障過程中出現了故障停機，無法啟動的情況。本文將此船空調機組工作原理、故障現象、原因分析與判斷、故障應急處理、故障排除經過以及小結6個方面作簡要介紹，以供同行們在今后的工作中碰到類似問題時作為參考，能夠及時采取相應措施，避免故障范圍擴大以及相關聯設備故障的發生。

1 空調機組工作原理

目前多數船用空調制冷技術屬于普通制冷范圍，主要是采用液體氣化制冷法(即利用制冷劑氣化過程吸收比潛熱)。其工作原理就是通過制冷劑在壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器等熱力設備中進行壓縮、放熱、節流和吸熱4個主要的熱力過程，以完成制冷循環。該船所用的空調屬于集中式(小型中央空調)制冷機組，機組型號為：JT90GB，制冷劑型號為：R407C，空調系統由安裝呈并聯狀態的3臺制冷壓縮機、17臺終端風機及冷媒水系統管路等組成，在使用的過程中，其主要功能優點：當機組在任何1臺或2臺壓縮機突然發生故障時，其余2臺或1臺機組仍然可以通過在控制箱內更改系統執行信號程序，將整個空調機組調成應急工作狀態繼續運行，保證空調功能系統工作的連續性，其工作原理如圖1[1]所示。

圖1 某船空調機組制冷系統原理示意圖

2 空調機組故障現象

該船使用的空調機組在一次航行演練過程中突然停止運行，其控制面板上顯示閃爍的故障報警停機代號為： PA01。試圖通過按鈕復位、機組重新啟動等方法排除故障，結果均不能消除故障指示，機組無法啟動運行。船舶當時所處的海域位于赤道附近，太陽近似直射區域，氣候是常年高溫，空調一旦停止運行，船上各艙室的溫度很快就會升至35 ℃以上，船員們炎熱難忍，精密電氣設備的運行面臨嚴峻考驗。迅速查閱隨船資料，盡快恢復空調機組運行。根據廠家所提供的資料可知，這種報警代號在船舶航行過程中可能會時常出現，但一般是出現在海況較差時，其出現的原因主要是由于海面風大浪高，船體在航行過程中吃水時深時淺，海水冷卻系統容易進入空氣，致使離心式海水泵輸送水不均勻，冷凝器的冷卻效果不穩定，制冷劑液化效果不正常，系統循環不均勻，會出現膨脹節流閥暫時性失效狀態；壓縮機組中的壓力保護傳感器起作用，輸送保護信號給控制單元，空調機組就會出現因低壓保護而出現停車現象，這種報警屬于突發性故障報警，通過報警復位設置，故障現象會自行消除[2]。船上人員試圖通過控制箱復位設置消除報警，重新啟動機組，第一次復位后，運行大約1 h后，又出現停機現象，第二次復位大約運行30 min后停機，第三次復位大約運行10 min后停機。很明顯，復位后停機時間間隔呈現規律性地越來越短，于是開始考慮還有其他未被發現的原因。

3 故障原因分析及判斷

根據狀態顯示，查閱空調機組隨船資料，查看其故障原因信息代號釋解表，確定故障代號PA01為低壓保護信號，故障原因初步確定為系統制冷劑泄漏，而且泄漏的速度據觀察還比較快。根據圖1進行分析，可以看出制冷劑流經壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器及連接管路，貫穿整個機組。急忙召集船上的兩位空調負責人進行研究，考慮如何盡快排除故障，恢復船上空調功能。我們在空調的維修過程中總結的經驗是，空調系統查漏的常用方法有3種，即：一聽二燒三冒泡，一聽，就是在比較安靜的條件下通過聽覺查找漏點，二燒是利用鹵素燈遇到氟利昂顯示的特殊顏色檢漏(鹵素燈遇到氟利昂氣體時火焰呈綠色)，三冒泡是利用肥皂水或容易產生泡沫的液體涂抹在懷疑泄漏的地方，通過氣泡動態變化判斷是否泄漏[3]?？照{檢修時，在整個系統中查找泄漏點是相當麻煩的事情，況且，船舶還是在遠海處于航行的狀態，空調機組安裝在前機艙，主機、輔機等主要設備都處于運行狀態中，機艙溫度高、噪音很大、振動也很大。因此，非常不適合現場利用普通方法查找漏點。

由于此空調機組是由3臺壓縮機組成，任何1臺機器都可以通過改變應急設置獨立運行，所以在這種情況之下，這種功能的優勢就明顯體現出來了。使用程序設置，分別對3個機組實施保護模式下運行，在啟動運行的瞬間測試是否可以確定是哪臺機組系統壓力出現了低壓保護，然后通過隔離故障壓縮機，利用另外2臺機組工作。雖然知道機組有這種功能，但不知道如何實現此功能，況且，在空調機組不能啟動時，3臺壓縮機系統的制冷劑壓力幾乎完全一樣。隨后一邊查閱資料，一邊嘗試調試運行狀態設置，一邊用制冷專用表測量各臺壓縮機系統制冷劑的壓力，測得1#壓縮機的高壓端壓力為1.46 MPa，低壓端壓力為0.59 MPa；2#壓縮機的高壓端壓力為1.27 MPa，而且壓力不穩定，低壓端壓力為0.39 MPa；3#壓縮機高壓端壓力為1.49 MPa，低壓端為0.58 MPa；反復測試每一段管路的制冷劑壓力，3個機組的高壓端和低壓端分別進行比較，最終確定了是2#壓縮機系統壓力低，由于低壓保護，出現了低壓停機故障。迅速對2#壓縮機實施隔離，然后打算重新啟動1#和3#壓縮機，檢查各個系統閥門等調試至正常狀態后，以恢復全船的空調功能。

4 故障應急處理

制冷劑是在壓縮機內部通過壓縮缸變成高溫高壓的液汽混合物，然后通過海水冷凝盤管進行冷卻，變成低溫高壓的液態制冷劑。也就是說，如果冷凝盤管出現漏洞的話，海水是會進入制冷劑系統，進而會進入壓縮機。況且，船舶當時是在執行任務，短時間內不能返回碼頭，空調還需要長時間繼續使用。假如海水一旦進入壓縮機內部的話，后果不堪設想，試想，如果制冷劑系統泄漏至壓力小于冷凝海水壓力的時候，海水就會進入制冷劑系統，進而會進入壓縮機、蒸發器等部位，必然會造成壓縮機、蒸發器等部件的報廢[4]。因此，我們必須做應急處理，以阻止故障范圍的擴展。根據船上現有的條件，當時采取的措施是：通過制冷劑充注口，利用專用充注工具充入適量壓力的氟利昂，以保證制冷劑管路系統內部壓力高于冷凝海水系統壓力；阻斷故障系統動態的海水通過，以阻止高流速高壓力的海水進入制冷劑系統。

5 故障排除經過

我們根據平時積累的經驗，在空調系統查漏點時，不僅僅在檢查方法上有講究：一聽二燒三冒泡，而且在查漏的部位上也有技巧，通常是先檢查外部的閥件、傳感器、儀表等密封件連接部位，平時操作或容易接觸到的部位，主要是檢查螺紋是否松動，密封墊塊是否密封、膠圈是否老化破損等，溫度和壓力傳感器、儀表等是否有明顯的損傷裂痕等，由簡到繁，然后檢查焊接部位，檢查焊縫是否有焊渣脫落，是否有砂眼，是否有裂紋等。最后才會考慮到設備部件的內部損傷、缺陷、腐蝕等。通過仔細地檢查，系統分析后，制定了詳細的故障排除計劃，逐步實施，最后發現故障出在難以發現的冷卻盤管內部，直徑大約0.5 mm的漏洞。通過更換新的冷凝盤管，排除了故障，恢復了整條船空調功能。

6 結束語

本文簡單論述了在國外出海保障過程中的一次應急故障排除的過程，在整個過程中，根據平時積累的一點經驗，利用所學的專業知識，通過及時準確的應急處理措施，有力保障了船舶主要設備功能正常運行的同時，也有效避免了故障范圍的擴大。

[1] 韓雪濤，韓廣興，吳瑛，等.新版空調器常見故障實修演練[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[2] 孫立群，張楚鈺.空調維修快速精通[M].北京：化學工業出版社，2010.

[3] 張時善，劉金升，高祖錕.工業制冷與空調作業[M].北京：氣象出版社，2003.

[4] 李樹坤，曾波.制冷基本操作技能[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2005.

Taking a patrol boat air-conditioning-sets as example,working principle,fault phenomenon,cause analysis,fault position,damage degree,emergency measures and course of fault removal are expounded in this paper.At the same time,valuable experiences are accumulated for high quality and high efficiency fault removal after sales based on systematic principle,creased objects and methods from outside to inside and from easiness to difficulty.

PAO1 fault signal;fault mechanism analysis;air-conditioning-sets

李德臣(1978-)，男，山東鄆城人，工程師，工程碩士，主要從事艦船機械調試工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2014.01.012

2013-11-25