船用中央空調壓縮故障問題分析及解決措施

操勝平 阮仁文

摘要：多年來，船用中央空調頻繁出現排氣高壓警報導致無法正常使用的問題一直困擾著廣大船員。本文通過實地排查分析某輪SABROE SMC 106S型中央空調在運行過程中頻繁出現排氣高壓警報停機故障的原因，并提出相應的解決措施，給同仁帶來些許借鑒，避免類似f青況發生。

關鍵詞：船舶中央空調;壓縮機;故障;措施

1某輪中央空調壓縮機概述

某輪為2007年HANJIN船舶重工造5100TEU集裝箱船，目前服務于南美東航線，該輪中央空調系統配備單臺制冷壓縮機，壓縮機為丹麥SABROE SMC 106S，活塞式三級六缸w型機，可根據吸入壓力和吸氣溫度自動增減缸組，使壓縮機工作在33%、66%和100%負荷。為防止壓縮機損壞，設有排氣高壓、油壓低、排氣高溫及滑油高溫等保護。

2故障現象

SABROE制冷壓縮機工作性能可靠，該輪此前服務于美東航線，自2012年開始就拔下二三級電磁閥線圈，單級運行，也能滿足船舶制冷需求。據了解，該壓縮機運行時各參數正常，但長期以來，經常在半夜發生排氣高壓報警停機的情況（運行時排壓18bar左右，排氣高壓報警停機設置在22bar），這種情況在環境溫度較低時經常發生，環境溫度偏高時，反而不會發生。值班輪機員擔心夜間報警，就在睡前停掉壓縮機，這樣既增加輪機員額外工作，也造成后半夜房間溫度升高，影響船員休息，所以這一困擾該輪多年的問題亟須得到解決。

3故障原因排查與分析

首先檢查冷卻水系統，該輪空調冷凝器采用中央冷卻淡水冷卻，3臺低溫水泵只運行1臺，空調壓縮機與冷凝器又與低溫水膨脹水箱處于機艙同一層，所以冷凝器冷卻水進出口壓力表讀數很小，只有0.2bar。壓縮機運行時，手摸冷卻水進出管，有溫差，松開壓力表接頭，冷卻水有壓力，結合環境溫度較高時，壓縮機長時間運轉而不會發生排壓高報警，判斷冷卻水系統正常。再檢查一級氣缸閥片，閥片閥線連續均勻。再打開曲楞箱檢查，滑油干凈無變質，曲拐箱內未見金屬沫等，但摸到6個小零件，查閱說明書，得知是卸載機構的小零件，見圖1。

2個搖桿15A、2個搖桿軸承座及2個彈簧鉤。該輪卸載機構是采用滑油油壓及電磁閥控制，達到卸載啟動和增減缸組的雙重目的。起動前，滑油壓力為0，油缸彈簧使懸浮桿13A右移，帶動搖桿15A向右擺動至圖示位置，（搖桿15A下部圓頭坐落在搖桿軸承座上，因此只能以下部圓頭為支點做擺動），迫使卸載環19B（見圖2）上移。

固定其上的頂桿頂開各缸吸入閥片，壓縮機處于停機卸載狀態。起動壓縮機后，滑油壓力迅速建立，通過調壓閥后穩定在5bar，高壓滑油一路通過曲軸內部通道潤滑大端軸瓦，另一路沿滑油管路1直接進入一級缸組的卸載油缸，推動懸浮桿13A向左移動，搖桿15A在懸浮桿13A的推動下向左移動，卸載環19B及頂桿在彈簧力作用下向下移動，吸入閥片落座，一級缸組開始工作。二三級卸載機構根據吸入壓力和吸氣溫度，由控制系統發出指令控制二三級電磁閥得電增缸或失電減缸。

在曲拐箱中檢查，判斷應該是2個二級氣缸卸載機構附件脫落，因平常只單級運行，該問題與壓縮機排氣高壓并無關聯，隨即就打算先恢復卸載機構，再繼續查找排氣高壓問題。該型號壓縮機機體分3層，上層為高壓區，中層為卸載機構，下層為低壓區（也就是曲拐箱），上層與中層之間由缸套及缸套床分隔開，中層與下層相通。想要裝復二級卸載機構，就必須先吊出缸套。先拆下二級2只缸的活塞連桿總成，取出缸套，裝復卸載機構，拆下卸載油缸油管，外接經調整至5bar的日用空氣，卸載機構試驗動作正常，隨后拆除外接空氣管，裝復二級缸組。在安裝過程中，意外發現壓縮機出口截止閥閥頭掉落（見圖3），橫向卡在閥座與閥桿之間，一下子就明白找到排氣高壓的原因了。壓縮機運行時脫落的閥頭會使排氣道通流面積減小，如果不巧，排氣通道遮擋的較大，就會發生排氣高壓報警，運行時，閥頭不會移動，所以不會排氣高壓，但夜間環境溫度降低，熱負荷減小，吸氣低壓自動停機，這時閥頭就會移動，壓縮機再次起動時，閥頭就會重新遮擋排氣通道，就極有可能發生排氣高壓報警。修復閥頭裝復妥當后啟動空調單級運行，油壓表5bar正常，但吸排壓相同，壓縮機馬達電流減小到35A（正常一級運行時電流在48-56A左右），關閉吸口閥，吸入壓力也未變化，看現象是壓縮機一直處于卸載啟動狀態，松開卸載油缸前滑油接頭，有滑油溢出，吊出一級缸套，卸載油缸外接壓縮空氣，卸載機構動作良好。裝復后啟動壓縮機，情況還是一樣，為排除滑油泵出口到卸載氣缸之間有滑油泄漏的可能性，外接空氣使卸載油缸強制打開，吸排壓還是沒有變化，說明問題不是在滑油壓力及卸載機構上，應該是高低壓之間串通了，關閉壓縮機進出口閥，從高壓放氣接頭接入壓縮空氣，在曲拐箱道門打開的情況下，高低壓維持在不到0.2bar，很明顯高低壓串通了。根據我輪壓縮機結構，高低壓之間有缸套床墊、排氣閥片及旁通閥，只要找到串氣點，就能解決問題，但經過1天多的拆檢排查，缸套床墊、排氣閥片及旁通閥均未發現問題，又因缸體內部空間錯綜復雜狹小，難以用壓縮空氣來查漏，此時船舶將抵南美巴西，時值12月，南美夏季，房間溫度逐漸升高至35°C，空調問題急需修復。急躁無益于解決問題，越是情況緊急，就越是要沉著冷靜，既然部件無異常，那應該就是安裝出了問題。重新拆下一級活塞缸套等，一步步反復確認無異常后在安裝，在裝復缸套前，先用游標卡尺測量缸體上缸套密封面至缸體上端面距離H為58mm（見圖2），再測量缸套密封面至吸入閥片壓蓋上端面距離H1為42mm（吸入閥片已先安裝與缸套上），安裝好缸套后，測量吸入閥片壓蓋上端面至缸體上端面距離H2為15mm，差了1mm，立即意識到缸套沒有安裝到位！取下缸套，恍然大悟，卸載機構的搖桿15A在彈簧力的作用下處于豎直狀態（圖115A左傾10°左右為正常卸載狀態），就是這一點點偏差，限制了缸套到位，缸套床墊無法起到密封作用，致使高低壓串通，同時，上端蓋上緊時，未到位的缸套也通過安裝其上的卸載環1913壓緊卸載機構的搖桿15A，使之在5bar油壓或壓縮空氣作用下，無法左移實現加載，所以啟動后壓縮機一直處于卸載運行狀態，一切問題都解釋得通了。在卸載油缸外接壓縮空氣，使之始終處于加載狀態，然后安裝缸套，測量H2值16mm，安裝到位，裝妥排氣閥片、壓緊上端蓋后，試驗卸載機構，仔細傾聽聲音，動作良好。開啟壓縮機出口閥驅氣，觀察吸入壓力未隨排氣壓力升高而升高，啟動壓縮機試驗，吸壓太低，補充冷劑后壓縮機工作正常，由于排氣道順暢，單級運行時排壓降低至15-16bar，電流降至43A，試驗增減缸組，動作良好。

4結語

空調、冰機等制冷壓縮機筆者也并非首次拆檢，但該類型的空調壓縮機減缸機構卻是首次碰到，說明書中也沒有任何關于拆裝的講解，在安裝過程中也確實非常容易忽略搖桿限制缸套到位這一細節。通過此次故障排除，建議在安裝該類型卸載機構的壓縮機時，只要拆過上端蓋，安裝前均需給卸載機構加壓，使之處于加載狀態，因缸套在缸體中較松，即使未拆缸套，缸套也有被卸載機構頂起的風險，特別是在盤車時，缸套容易被活塞帶出，安裝后，最好用壓縮空氣試驗卸載機構是否正確動作。