船舶冷藏装置典型故障的分析与对策

袁宝吉，吴猛猛，魏成昊

(海军潜艇学院，山东青岛 266042)

1 制冷装置系统中制冷剂不足

1.1 故障现象

船舶制冷装置系统中制冷剂不足时，将会有下列现象之一或多种现象同时出现:制冷压缩机的吸排气压力都低;吸排气温度比正常值高，手摸压缩机吸气管没有冷的感觉;蒸发管不结霜或者仅前几排结霜，若将膨胀阀的开度调大，蒸发压力和结霜不能恢复正常;制冷压缩机启停频繁，膨胀阀处可听到较大的断续的“咝咝”气流声等。

1.2 故障原因分析

制冷剂不足是由于制冷装置系统漏泄或初次加制冷剂时未加足造成的。制冷装置系统的漏泄一般发生在压缩机轴封、阀门、管接头处。制冷剂不足可导致制冷装置的制冷量减少，使冷库降温过慢。

1)吸、排气压力比正常值低。

在R12制冷系统中，制冷剂数量足够时，吸气压力一般为0.05～0.12 MPa(表压)，排气压力一般为0.60～0.90 MPa(表压)。当系统中制冷剂不足时，在蒸发器中汽化的制冷剂量就少，蒸发器中的压力就低，即压缩机的吸入压力低，而使压缩机的排气压力也相应低，导致制冷装置的制冷量减少，使冷库降温过慢。

2)吸、排气温度比正常值高。

在R12制冷系统中，制冷剂数量足够时，吸气温度最高不超过15℃，排气温度一般为50～75℃。当系统中制冷剂不足时，制冷剂在蒸发器中会提前汽化完毕，汽态制冷剂在蒸发器中吸热，使进入压缩机之前的过热度增大，压缩机的吸气温度就会比正常值高，排气温度相应也高。而汽态制冷剂的吸热能力远不如液态制冷剂，因此制冷装置的制冷量就会大大减少，使冷库降温慢。

3)蒸发器部分结霜或不结霜。

在系统中制冷剂数量足够时，冷凝器视液镜液位应在1/2～2/3位置处。当系统中制冷剂不足时，有可能在蒸发器的中间部位或更早就汽化完毕，汽化完毕的制冷剂温度就开始升高，导致在蒸发器中的制冷剂的温度高于0℃，因此就会出现蒸发器表面部分结霜甚至不结霜的情况，蒸发器从冷库中吸热减少，而使制冷装置的制冷量大大降低，使冷库降温慢。

4)制冷压缩机启停频繁，膨胀阀处可听到较大的断续的“咝咝”气流声。

当系统中制冷剂很少时，吸入压力过低，在低于低压继电器停机压力时，会通过低压继电器使压缩机停机。压缩机停机后，由于蒸发器内的制冷剂汽化吸热而使压力升高，但吸入压力达到工作压力时，低压继电器使压缩机启动，工作一段时间后，当压力低于低压继电器停机压力时又启动。这样反复启动、停机，出现压缩机启停频繁现象。同时膨胀阀处可听到较大的断续的“咝咝”气流声。由于反复停机，导致停机时间较长，冷库降温慢。

1.3 对策

1)检漏。

观察压缩机轴封、阀门、管接头等易漏泄处的表面，看是否有冷冻机油的痕迹。因氟利昂制冷剂与滑油能互相溶解，制冷剂漏泄时都要带出滑油，有油迹就表明有漏泄。在有漏泄的可疑处涂肥皂水，如有漏泄，在漏泄处便会不断鼓起肥皂泡，为了使肥皂泡不易破裂，可在肥皂水中加数滴甘油。此外，也可用卤素检漏灯、电子卤素检漏仪进行检查漏泄。

2)修理漏泄处并检漏。

修理压缩机轴封、更换阀门和管接头垫片，然后再让制冷装置工作进行检漏;对小型的制冷压缩机在修理安装后将其注入1.0 MPa的氮气并密封起来，放入水池中，观察水中是否有气泡发生，由此判断密封性。

3)补充制冷剂。

修理后如果密封性良好，再向制冷装置补充制冷剂，否则应重复修理并检漏。

2 压缩机的排量达不到要求

2.1 故障现象

压缩机的排量达不到要求有可能有下列现象之一或几种现象同时出现:压缩机的排气压力偏低、吸气压力偏高、吸气温度高、吸气管发热、排气管发烫、汽缸盖温度可达90℃以上、曲轴箱内的温度偏高。

2.2 故障原因分析

主要由于吸排气阀的密封性不好、活塞环漏气以及汽缸余隙增大等影响排气系数的因素都使排量减少，导致停机时间较长，而使冷库降温慢。

1)吸排气阀漏泄。

吸气阀漏泄时，在排气过程中，将会有部分气体倒流回吸气管，而使吸气压力偏高，吸气温度变高，吸气管发热。排气阀漏泄时，在吸气过程中，将会有部分气体倒流回汽缸，而使排气压力偏低，排气管发烫，汽缸盖温度可达90℃以上。吸排气阀漏泄可能的原因是气阀弹簧断裂或失去弹性、阀片破裂或密封不好、阀片卡死或被脏物垫住等。

2)活塞环漏泄。

活塞环漏泄严重时，曲轴箱内的温度偏高。漏泄的原因可能是活塞环断裂、失去弹性、磨损严重、积碳或几个活塞环的缺口在一条直线上。

3)汽缸余隙增大。

汽缸余隙增大时，将使余隙容积内的气体膨胀过程变长，使实际吸气容积减小，吸气量减小，从而使排气量减小。

2.3 对策

1)检查压缩机气阀和活塞环的漏泄，可先把蒸发器中的制冷剂抽到贮液器中。如果在吸入压力降到0 MPa(表压)时停机后的8～9 min内，压力回升到0.15 MPa(表压)，则说明气阀或活塞环不严密。

2)关闭压缩机吸排气截止阀。

3)进行拆卸修理或更换气阀和活塞环，调整汽缸的余隙高度达到规定的范围内。

3 系统堵塞

3.1 故障现象

系统堵塞有可能有下列现象之一或几种现象同时出现:吸排气压力都低;吸排气温度比正常值高;制冷压缩机停机后不启动或启停频繁、干燥过滤器管路上及其后有结霜、膨胀阀入口有结霜等。

3.2 故障原因分析

1)干燥过滤器脏堵，使制冷剂流动不畅。

2)电磁阀无法开启造成系统不畅。电磁阀线圈烧坏、阀被脏物卡死或温度继电器调整不当。

3)膨胀阀冰塞。

当制冷剂中的含水量超过氟利昂对水的溶解度时，水分就会从氟利昂中游离出来，并在温度低于0℃的地方结冰。由于膨胀阀是系统中温度最先降到0℃以下的地方，同时阀孔的通路又相当窄小，所以在膨胀阀处也就最容易形成冰塞。另外，由于R12的溶水性比R22要小得多，所以R12制冷系统出现冰塞的可能性比R22制冷系统要大得多。

膨胀阀冰塞时，因阀孔通路越来越小，进入蒸发器的制冷剂流量逐渐减少，压缩机的吸入压力也就逐渐降低，直至低压继电器动作而停机。停机后，经过一段时间，冰塞处的温度又会逐渐回升到0℃以上，使冰塞局部消融，少量制冷剂又因而得以流入蒸发器，于是吸入压力又要回升，通过低压继电器使压缩机重新启动。压缩机工作不久，又会因吸入压力的降低而自动停机。如此反复，压缩机也就频繁启停。此外，在产生冰塞时，由于流入蒸发器的制冷剂减少，所以压缩机的吸气过热度升高，排气量减少，排气压力也将降低。冰塞严重时，会使膨胀阀完全堵塞，制冷剂停止流动，而使冷库降温慢。

4)膨胀阀脏堵。

膨胀阀脏堵就是脏物在膨胀阀中造成堵塞。脏堵若在阀进口滤网处时，膨胀阀的进口处就会因制冷剂节流而结霜。有时脏堵也会发生在阀孔处，其表现特征与冰塞相似。脏堵的征状比较稳定，不会随时间的延长而加重，但是在停机后即使经过较长的时间，情况也不会有所改善，用热敷法也不能解决问题。

5)膨胀阀的感温包或毛细传压管漏泄。

膨胀阀的感温包漏泄后，由于作用在膨胀阀膜片 (或波纹管)上的开阀力减小，使阀关闭，制冷剂的通路遂被堵塞。

3.3 对策

1)干燥过滤器发生脏堵时，应将其拆下，用汽油清洗，再用高压氮气 (或干燥压缩空气)吹干，并换用新干燥剂。

2)电磁阀线圈烧坏时，应更换电磁阀;电磁阀被脏物卡死时，应将其拆下，用汽油清洗，再用高压氮气 (或干燥压缩空气)吹干;温度继电器调整不当时，应调整温度继电器在正常的工作温度范围之内。

3)消除冰塞。

(1)用热敷法化除冰塞并启用干燥器。为此，应首先将干燥剂换新并把干燥器接入系统，然后在冰塞部位敷以热毛巾，将冰融化，使水分随制冷剂在系统中循环，并用干燥剂加以吸收。用此法消除冰塞往往不能一次奏效，必须多次地反复进行上述操作才可。如系统中水分甚多，则可临时外接一大型的氯化钙干燥器进行吸湿。

(2)用高压氮气吹干系统并换新制冷剂。如果系统进入大量水分，采用上述方法难以奏效，就应将系统中的制冷剂全部抽出，再把各大部件的连接件拆开，用高压氮气将整个系统重新抽空，并重新充灌质量合格的制冷剂。

(3)用纯甲醇消除冰塞以应急需。在制冷系统中加入占制冷剂总量1%左右的甲醇，能有效地消除冰塞。这是因为水与甲醇混合成稀甲醇后，其冰点就会远低于0℃。但甲醇对金属有腐蚀作用，并会使压缩机产生镀铜现象，故除迫不得已的特殊情况外，应尽量避免使用。添加无水酒精也能降低混合液的冰点，从而消除冰塞，这只是一种应急措施，且仅适用于含水量并不太多的情况。在采用此法消除冰塞后，应尽快地更换全部制冷剂。

4)膨胀阀阀孔或滤网脏堵时，则应将膨胀阀拆下，用汽油清洗，再用高压氮气 (或干燥压缩空气)吹干。

5)膨胀阀的感温包或毛细传压管漏泄时只能换用新阀。

判断感温包是否漏泄的方法是:逆时针方向旋转膨胀阀的调节杆，使调节弹簧全部放松，如阀还是不通，再打开手动膨胀阀检验，若此时压缩机的吸入压力随即升高，即可肯定膨胀阀的感温包或毛细传压管已经漏泄。

4 小结

船舶冷藏装置的故障是多种多样的，不同原因的故障现象有可能是相同或相近的，即使是同1种故障原因的现象，由于工作条件不同也是有差异的，有些故障是突然发生的，有些故障是长期慢慢形成的。因此，必须具体问题具体分析，全面观察，综合分析判断，将理论和实践经验相结合，根据故障的现象，正确判断故障的原因，并排除故障。

［1］高翔.舰船辅助机械 ［M］.北京:国防工业出版社，2005.

［2］郭庆堂.实用制冷工程设计手册 ［M］.北京:中国建筑出版社，1994.

［3］陈爱玲，何昌伟.船舶冷库制冷系统冰塞故障分析及处理 ［J］.中国修船，2008(2):35－37.

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