某船低温库蒸发器融霜方案改进设计与应用

2011-03-07刘彦辉

舰船科学技术 2011年5期

刘彦辉

（中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431）

1 蒸发器融霜工作原理

某船蒸发器结构如图1所示，由蒸发器本体、蒸发器内壁融霜加热管、落水集水盘、蒸发器底部加热管、落水管、落水管加热丝等组成。蒸发器融霜采用电加热融霜方式。融霜时蒸发器内部融霜加热管和底部加热管加热使蒸发器上的结冰融化，融化的水在集水盘汇集，落水管加热丝用来防止落水在集水盘和落水管内再次结冰，水漏到托盘通过落水管流出实现融霜。融霜由PLC控制，每隔一定时间进行融霜，时间间隔可以调整，融霜时126k6闭合，蒸发器融霜加热管开始加热。图2为蒸发器底部加热管（在集水盘上方）和蒸发器内部加热管电气原理图。

图2中灰色框内为加热管，它是由2根加热管串联组成。每套蒸发器共12根加热管，每2根串联成1组，共6组，蒸发器内部加热管4组，蒸发器底部加热管（集水盘上方）2组，6组采用星型连接。

图3是落水管电加热丝的电气原理图．加热电源为控制箱内变压器（380 V/220 V，1 kW）变压为220 V后供给加热丝，为常加热状态。

2 原融霜过程存在的主要问题

2.1 蒸发器经常融霜失败

蒸发器电加热管非常容易烧坏，而且由于蒸发器电加热管是由2根加热管串联成一组（加热管额定电压110 V），一旦其中1根烧坏，另1根虽然没有烧坏，但因线路中断也不能正常工作，因此蒸发器本体上的霜就不能融化。

2.2 集水盘结冰

集水盘内部没有设置电加热管，虽然设有与落水管内相同的电加热丝，但功率很小，质量较差，经常发生故障，由于低温库温度低达－18℃以下，当蒸发器融霜后，进入集水盘的水还来不及泄放就会重新结冰，因此并不能正常通过落水管流走。

2.3 落水管冰堵

落水管电加热丝故障。由于落水管电加热丝始终处于工作状态，加上本身质量较差，所以落水管电加热丝故障率很高。由于原来落水管较长，其电加热丝一旦故障，在低温环境下，进入落水管的水还没等流走就结冰了，最终同样会导致不能正常实现融霜。

3 改进措施

3.1 改进措施之一

经分析认为:蒸发器加热管和地漏加热丝烧坏原因其一可能是由于加热丝质量存在问题造成。其二由于蒸发器电加热管是由2根加热管串联成1组（加热管额定电压110 V），一旦其中1根烧坏，另外1根虽没烧坏但也不能工作，因此增加了故障发生的几率。

在将蒸发器加热管改为额定电压为220 V的加热管，每组的2根加热丝采取并联接线方式，每组加热管的功率不变，6组加热管仍采用星型连接。这样，若其中1根加热丝故障，另1根加热丝仍能正常工作，降低了融霜失败的几率。另外，加热管更换为质量好、更耐用的型号，改接后电路图如图4所示。

图4 改进后的融霜电路图Fig.4Circuit diagram of frost-melting after upswing

3.2 改进措施之二

3.2.1 重新定制集水盘

在新集水盘下方装设2组AC220V350W的U型电加热管，总功率为700 W，保证蒸发器融霜的水到集水盘后不会二次结冰，AC220V电源来自配电柜备用电源开关。新集水盘结构示意图如图5所示。

图5 新集水盘结构示意图Fig.5Sketch map of new catchment tray

3.2.2 集水盘电加热管控制功能的实现

在原约克控制箱内部的融霜接触器上安装常开辅助触头，使集水盘加热器与蒸发器融霜加热器连锁。当某个冷库风机开始融霜时，辅助触点闭合，使相对应的集水盘电加热管同步加热（集水盘加热控制器的融霜开关在自动状态下）。

集水盘融霜控制箱内装有延时继电器，时间可从秒、分、小时自由调整，可在时间继电器延时时间的最大调节范围内根据结霜实际情况来调整延时时间，冷风机融霜结束后，集水盘的融霜加热器将继续加热一段时间，以便确保进入集水盘的水能顺利排出。

同时，集水盘加热控制箱上设有手动装置，可以在自动失效的情况下切换至手动操作模式，保障集水盘加热器融霜工作正常运行。

3.3 改进措施之三

由于原来的落水管直通尾轴舱的舱底，管路很长，内部设有电加热丝，电加热长期处于工作状态，容易烧毁，最终导致落水困难。因此，第三步改进措施就是截短落水管，使落水管尽可能的短，在集水盘下方加1个活动的集水桶，每天利用正常巡视检查设备的时机在集水桶内的水未满之前，更换新的集水桶。落水管和集水桶示意图如图6所示。