船舶机舱电动往复机械的维护特点
2011-02-13甘念重
甘念重
(武汉理工大学能源与动力工程学院,湖北 武汉 430063)
0 前言
现代船舶机舱中的电动往复机械主要包括电动往复水泵、活塞式空气压缩机和活塞式制冷压缩机。电动往复水泵主要包括机舱舱底水泵或油水分离器污水泵,主要性能特点:自吸性能好、转速低、排量较小及流量脉动。活塞式空气压缩机能提供一定压力的压缩空气并储存在空气瓶中,主要供给机舱主柴油机和发电柴油机的启动与控制使用,主要性能特点:压缩介质为空气,机体具有完善的冷却系统,作为机舱重要的辅助设备,一般装有2~3台。活塞式制冷压缩机主要作为船舶伙食冷库和船舶中央空调中的制冷机组使用,主要性能特点:压缩介质为气态制冷剂,机体冷却介质就是被压缩的制冷剂,大型机组一般带有能量调节机构。
1 电动往复水泵的维护要点
1)减速机构的检验。
电动往复水泵的泵轴 (或曲轴)可以由电动机经皮带减速传动,也可以由电动机经减速器减速传动。一般启动前应手动盘车,观察其转动是否灵活。对皮带减速传动的电动往复泵,要注意皮带的松紧程度,对减速器传动的电动往复泵,要注意其润滑情况的检查。
2)润滑系统的检验。
电动往复水泵的润滑可以采用飞溅润滑,也可以采用压力润滑 (有自带滑油泵)。一般启动前需要检查其曲柄箱中的油位是否正常,合适的油位应处于油位镜的中部。运行中应注意润滑油的温度应不超过70℃,压力润滑的电动往复泵在运行时滑油压力一般为0.08~0.12MPa,还要观察其油封处是否有泄漏。不论是采用飞溅润滑,还是采用压力润滑的电动往复泵,绝对不容许其电动机反转,否则会出现润滑不良或完全不能供油的现象。
3)泵阀的密封性检验。
电动往复水泵的泵阀是其重要的密封件和易损件,不仅要求有足够的强度和刚度,还要求关得严、阻力小等特点。根据GB 11034-2008的要求,泵阀与阀座的接触面必须进行密封性试验,将泵阀组装后倒置,注入煤油检查,在5min内应没有泄漏。
4)活塞环的检验。
电动往复水泵的活塞环既可以是金属环,也可以是非金属环,一般作舱底水泵使用的电动往复泵活塞环常用夹布胶木制成。胶木活塞环在更换时需要先在热水中浸泡变软后,将其开口撑开到8mm左右并等冷却后才能使用,其间隙检查包括开口间隙、轴向间隙和径向间隙的检查。
5)其它检验。
电动往复水泵检修时,其泵缸缸套的圆度和圆柱度应进行检查,且尺寸应符合说明书的要求。
2 活塞式空气压缩机的维护要点
1)冷却系统的检验。
水冷活塞式空气压缩机的冷却介质一般为海水或淡水,冷却方式一般是先冷却压缩空气 (包括级间冷却和压后冷却),冷却后的介质再去冷却汽缸和润滑油,避免冷却水温过低造成汽缸内结露引起水击现象。冷却水的进、出口温差一般不超过15℃,冷却水压力不低于0.05MPa。在气体冷却器上还装有防止气体泄漏引起压力过高的安全阀或安全膜 (破裂压力为0.40~0.45MPa),如果是海水冷却在其冷却系统上还设有防蚀锌棒。风冷活塞式空气压缩机使用前应注意其电机的运转方向,避免由于转向错误而引起机体冷却不良。
2)润滑系统的检验。
活塞式空气压缩机的润滑可以采用飞溅润滑,也可以采用压力润滑 (有自带滑油泵),一般小型空气压缩机多采用飞溅润滑。启动前一般检查其曲轴箱的油位应处于油位镜的中部,对于采用级差式两级压缩的空气压缩机,如果第一级汽缸与活塞的润滑采用滴油杯式润滑,启动前还应检查油杯的油位 (一般不低于1/3的油杯高度)和滴油速度(一般每分钟为4~6滴)。采用压力式润滑的空气压缩机,启动后要检查其油压应不低于0.10MPa,避免由于油压过低使空气压缩机保护性停机,运行中曲轴箱中的润滑油温度应不超过70℃ (水冷空压机)或80℃ (风冷空压机)。
3)气阀的密封性检验。
气阀是活塞式空气压缩机中最重要的易损件,其工作的好坏直接影响压缩机的容积流量与效率。其气阀结构多采用环状阀或网状阀,气阀的升程一般为2~4mm。对气阀的基本要求是:关闭严密、启闭及时、阻力小及安装维修方便,气阀研磨后的密封性应该是:密封线连续,用煤油试漏,要求每分钟的泄漏量不得超过20滴。
4)运动部件间隙检验。
活塞式空气压缩机的运动部件间隙检验主要包括活塞环间隙 (包括搭口间隙、天地间隙和径向间隙)、主轴承与连杆轴承间隙、汽缸余隙、活塞与缸壁之间的间隙,还包括汽缸、活塞销、曲柄销的圆度和圆柱度应符合规定值。
5)其它检验。
注意其安全阀的动作是否灵活与可靠,一般级间安全阀的开启压力不超过该级最高工作压力的120%,最后级安全阀的开启压力为该级额定排气压力的110%。运行中应防止发生压缩机着火爆炸,主要措施是避免压缩机的排气温度过高和防止压缩机长时间空转。
3 活塞式制冷压缩机的维护要点
1)机组密封性的检验。
对于开启式的活塞式制冷压缩机,制冷剂向外泄漏的主要途径是通过曲轴与机体之间的间隙,因此一般采用机械轴封以减少制冷剂的泄漏。轴封经修理磨合后,对制冷量不大于35kW的制冷压缩机,在工作状态下,其轴封允许有微量的渗漏,但不允许有滴油产生。对制冷量大于35kW的制冷压缩机,滴油不得超过0.5mL/h。当然,采用半封闭式的活塞式制冷压缩机,由于压缩机与电机共轴,不存在轴封泄漏的问题,因此其密封性较好。
2)润滑系统的检验。
对活塞式制冷压缩机来讲,润滑油的作用除了润滑、密封及冷却作用以外,在多缸压缩机中,还可以用来控制卸载机构。另外,其还必须具有较低的凝固点 (一般比制冷剂工作时最低的蒸发温度低2.5℃)和良好的电绝缘性 (对半封闭式和全封闭式制冷压缩机)。活塞式制冷压缩机的润滑可以采用飞溅润滑,也可以采用压力润滑,一般小型制冷压缩机多采用飞溅润滑。启动前一般检查其曲轴箱的油位应处于油位镜的 (1/2~2/3)高度范围内,运行中曲轴箱中的润滑油温度应不高于70℃ (开启式压缩机)或80℃ (半封闭式压缩机)。
3)气阀的密封性检验。
活塞式制冷压缩机的气阀主要形式是环状阀,主要原因是其形状简单、易于制造、工作可靠。当然还有适应小型高速机型的簧片阀、条状阀,能扩大通流面积的塞状阀和网状阀。对气阀的基本要求是:阻力小、寿命长、气阀形成的余隙容积小、良好的气密性、结构简单及安装维修方便。气阀的密封性要求是:用煤油试漏,只允许有单独的滴状渗漏。
4)运动部件间隙检验。
活塞式制冷压缩机的运动部件间隙检验主要包括活塞环间隙 (包括开口间隙和端面间隙)、活塞与汽缸之间的配合间隙、曲轴与主轴径之间的配合间隙、进气阀和排气阀的升程应符合要求,还包括主轴径、曲柄销的圆度和圆柱度应符合规定值。
5)其它检验。
对活塞式制冷压缩机来讲,压缩机的气密性试验和真空试验非常重要,它是确保制冷压缩机能正常工作的必要条件,相关试验的要求应符合CB 3378-1991的规定。
4 3种电动往复机械结构特点对照 (见表1)
5 结论
本文通过对船舶机舱3种常见电动往复机械的分析,即对船用电动往复水泵、活塞式空气压缩机和活塞式制冷压缩机进行了比较分析,得出了3种电动往复机械维护管理的主要特点。
对相关设备的比较说明,使机舱管理人员非常清楚地认识到这些设备在管理中的不同点和相同点,为深入理解这3种设备的基本结构和工作原理起到一定的作用,方便了机舱的日常管理工作。