船舶大气冷凝器常见故障及对策研究

赵立震

（南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226005）

船舶大气冷凝器常见故障及对策研究

赵立震

（南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226005）

本文主要介绍船舶大气冷凝器常见的故障，如换热管方面的问题，气泡腐蚀、冲刷腐蚀、沉积腐蚀、电解腐蚀、冷却水清洁度不达标、冷却水流量过小、铜管材质问题、施工问题以及使用操作问题；端部法兰处泄漏问题，如法兰螺栓松动所致泄漏、垫片质量问题所致泄漏、冷却水管路应力大导致端部法兰出现间隙而泄漏、法兰与壳体焊接导致法兰平面度变差所致泄漏、蒸汽压力超过大气冷凝器工作压力所致泄漏；大气冷凝器工作性能下降，原因在于传热面污化、管侧或壳侧积气、端盖隔板腐蚀、使用情况与设计参数不同。在此基础上，探讨这些故障产生的原因，提出解决对策，供同行参考。

大气冷凝器；换热管；冲刷腐蚀；沉积腐蚀

船舶大气冷凝器主要用于回收各种杂用蒸汽的凝水，燃油、滑油、日用水等加热的排汽或凝水，以及冷凝锅炉的多余蒸汽。大气冷凝器将冷凝为60～80℃的凝水排至热水井中，经过滤作为锅炉的补充水，使冷凝水得到循环使用。因此，大气冷凝器出现故障需尽快修复。本文主要分析船舶大气冷凝器几种常见的故障，并探讨故障产生的原因，提出解决对策。

1 换热管问题及对策

1.1 气泡腐蚀

水流进大气冷凝器管板端部时，通常会在换热管进口处产生紊流导致换热管端部与管板气蚀，水流速越高，气蚀越严重，这是造成换热管泄漏的一个重要原因。大气冷凝器的冷却水流速一般为1.2～2.4m/s，通常取值为1.2～2m/s，为减少大气冷凝器换热管气泡腐蚀，通常要减小冷却水流速。

1.2 冲刷腐蚀

在管路系统中，因受其他支路的影响，如其他支路堵塞等，而使流经大气冷凝器的水流量增大，超过极限流速，使铜管产生冲刷腐蚀，导致铜管内表面受损穿孔产生泄漏。针对冲刷腐蚀，通常情况下，可以通过管板及管头的腐蚀情况判定，也可以根据流速测定。

为减少大气冷凝器的冲刷腐蚀，需持续关注大气冷凝器的冷却水流量，在保证出口温度的前提下，通过关小进口阀门开度来减少冷却水到大气冷凝器的分配量，即降低冷却水流速，控制冷却水流量。若发现因冲刷腐蚀导致铜管内表面受损而穿孔泄漏，应立即堵塞漏管，防止冲刷腐蚀的继续发生，并待合适机会更换漏管。

1.3 沉积腐蚀

换热管内局部点蚀及与管内沉积物共同作用下发生局部加速腐蚀的现象。同时，由于水质问题或介质被污染，某些离子会使管子产生腐蚀。为减少大气冷凝器沉积腐蚀，要定期打开端盖，清洁端盖内杂物，定期清洗换热管，清除沉淀物。

1.4 电解腐蚀

水在流动中产生的静电及大气冷凝器管板与冷却水管端部产生的电位差造成大部分静电到达大气冷凝器端部得以释放，从而导致电解腐蚀。例如，防腐蚀锌块未能及时更换，容易使铜管和端盖腐蚀。一般来说，两至三个月内，就要对大气冷凝器防腐锌块进行检查，如防腐锌块蚀耗为原来大小的1/2以上，可清理后装回原处，若蚀耗2/3以上，必须更换新的防腐锌块［1］。

为减少大气冷凝器的电解腐蚀，需按设计要求的时间间隔，定期对大气冷凝器防腐锌块进行检查。具体操作为：将冷却水阀关闭，旋下端盖上的闷塞即可安排检查或更换锌块，若蚀耗超标，立即更换防腐锌块。

1.5 冷却水清洁度不满足要求

确保进入大气冷凝器的冷却水的清洁度满足要求，防止杂物进入大气冷凝器而使管头堵塞。一旦杂物进入，就会影响大气冷凝器内冷却水的正常流动，若管内冷却水流速过慢（一般情况下，最小流速不应小于0.8m/s）则形成死水区，从而出现沉积腐蚀，导致换热管损坏。为了解决该问题，可在大气冷凝器冷却水进口加装滤器，定期清洗滤网。

1.6 冷却水流量过小

若冷却水流量过小，即低于设计许可流量，会造成大气冷凝器内换热管冷却水不足，出现蒸汽干烧，从而腐蚀换热管。为防止大气冷凝器冷却水流量过小，可在大气冷凝器冷却水进口加装流量计，监测冷却水流量。

1.7 铜管材质问题

制造厂商会对每根铜管进行涡流检测，但由于涡流检测时铜管两端存在盲区，可能会因此使用了端部材质不达标的铜管。另外，由于管理方面问题，也有可能存在部分管子漏检，导致使用了材质不达标的铜管，一段时间后可能会发生腐蚀。

为减少大气冷凝器材质问题，要对每根铜管留些余量，检测后，切除余量部分，可消除端部检测盲区现象。另外，制造厂商通过改善管理，也可以消除管子漏检的现象。

1.8 施工问题

由于制造厂主要通过手工进行施工操作，胀管操作过程中有可能存在胀接不到位，导致管子与管板连接不紧密而出现管板内泄漏的现象。解决该问题的方法是重新进行胀管操作，若胀接后仍存在泄漏，则需要更换新管。为减少大气冷凝器的施工问题，制造厂要改善管理，对每台大气冷凝器进行多倍压力的紧密性水压试验，以提前发现问题，从而解决因胀接不到位而造成的管板内泄漏的问题。

1.9 使用操作问题

大气冷凝器中的冷却水走管路内部，蒸汽走管路外部，由管路内部的冷却水来冷却管路外部的蒸汽。与大气冷凝器连接的冷却水管路和蒸汽管路的进出口均装有阀门，用来控制管路内介质的进出。当大气冷凝器开始工作与停止工作时，这些阀门的开关需要遵循一定的顺序，船员在操作上应严格按照操作流程进行开关阀门，如果操作不当，会使换热管的温度上升，加快换热管的腐蚀速度，大大缩短换热管的寿命。

为避免操作阀门失误而造成换热管寿命缩短的现象，当大气冷凝器开始或停止工作时，船员需严格按照以下正确的操作流程开关阀门：①开始工作时，打开冷却水的出口阀→打开冷却水的进口阀→打开蒸汽的出口阀→打开蒸汽的进口阀；②停止工作时，关闭蒸汽的进口阀→关闭蒸汽的出口阀→关闭冷却水的进口阀→关闭冷却水的出口阀。

为防止船员操作阀门时出现失误，制造厂家可以在说明书内明确操作流程，同时在大气冷凝器外壳上张贴操作铭牌。

2 端部法兰处泄漏及对策

2.1 端部法兰紧固螺栓松动

若大气冷凝器端部法兰紧固螺栓松动，可能会造成端部法兰泄漏。将紧固螺栓用扳手紧一紧即可。

2.2 垫片导致端部法兰泄漏

垫片损坏会造成端部法兰泄漏，更换垫片即可解决泄漏问题。若垫片质量问题造成端部法兰泄漏，可选用质量可靠厂家的垫片。

2.3 管路应力大导致端部法兰泄漏

船厂所配冷却水管路应力大会使大气冷凝器端部法兰受力，导致大气冷凝器法兰间出现间隙而产生泄漏。为减少此类大气冷凝器端部法兰泄漏问题，可将大气冷凝器冷却水进口管和出口管设计为合拢管，提前释放应力。

2.4 法兰与壳体焊接导致法兰平面度变差

大气冷凝器壳体端部法兰制成后如果直接和壳体焊接，热应力可能会导致法兰面平面度变差，使大气冷凝器端部法兰之间出现间隙，进而导致泄漏。为避免法兰与壳体焊接导致法兰平面度变差的情况发生，需要保证法兰在与壳体焊接后法兰的平面度，可采用焊接后精铣法兰面的方法，使其达到要求的法兰面平面度。

2.5 蒸汽压力超过大气冷凝器工作压力导致端部法兰泄漏

如某台大气冷凝器工作压力为0.25MPa，相应锅炉蒸汽压力为0.6MPa，相应减压阀能力：从0.6MP降到0.1MP。当大气冷凝器蒸汽进口阀开度最大时，大气冷凝器上的压力表的读数若大于0.25MPa，说明蒸汽压力超过大气冷凝器工作压力，可能会导致端部法兰泄漏。

为防止蒸汽压力超过大气冷凝器工作压力而导致端部法兰泄漏，当进口蒸汽压力超过大气冷凝器工作压力时，可将大气冷凝器蒸汽进口阀开度调小，直至达到大气冷凝器工作压力。此外，也可以在大气冷凝器蒸汽进口设置安全阀，当蒸汽压力超标时，安全阀会自动打开释放过量压力，排除隐患。

3 大气冷凝器工作性能下降及对策

3.1 传热面污化

大气冷凝器在长期工作后，传热面表面逐渐污化，换热工作性能下降，以至不能保证冷却要求。为解决传热面污化而导致大气冷凝器工作性能下降的问题，必须停用大气冷凝器，并对其进行清洗。清洗分为管侧清洗和壳侧清洗。

3.1.1 管侧清洗。完全排尽水后，拆除端盖，用热水将端盖冲洗并擦净；用热水冲洗管内壁及管板外表面后，用尼龙刷清洁管内壁，再用热水冲洗，反复多次，并用压缩空气吹干；回装时检查端盖垫片，若必要的话，可更换垫片；装复后进行紧密性水压试验，试验压力为设计值的1.1倍，试验后排尽试验用水。

3.1.2 壳侧清洗。拆下大气冷凝器上的附件，并用盖板或螺塞封住；从苏打水注入口注入浓度为2%的苏打水溶液，灌满整个壳体空间；从下方蒸汽注入口通入蒸汽，煮沸苏打水溶液，经数小时。煮沸结束后切断蒸汽，自行冷却苏打水后将其排出；用淡水反复多次冲洗，直至冲洗干净；回装附件，进行紧密性液压试验，试验压力为设计值的1.1倍，排尽试验用水。

3.2 管侧或壳侧积气

若管侧或壳侧积气，也会造成大气冷凝器工作性能下降，可通过开启放气螺塞，排除空气的方法来解决该问题。

3.3 端盖隔板腐蚀

若端盖隔板腐蚀，冷却水旁通也会造成大气冷凝器工作性能下降，则需要检查隔板腐蚀程度，进行必要的修理或更换端盖隔板。

3.4 使用情况与设计参数不同

若大气冷凝器工作时，使用情况与设计参数不同，如大气冷凝器冷却水量不足，检查压力和温度数值，再检查阀件、滤网是否阻塞，清除管侧或壳侧污垢。

4 结语

大气冷凝器故障种类较多，遇到故障后，需按照由表及里、由浅入深的检查原则，首先检查基本参数是否异常，如仪表显示的流量、压力等，排除后，然后打开设备进行检查，再次排除后，从大气冷凝器运行的系统方面找原因，直至找到故障原因，最终提出针对性的解决对策。

［1］ 周卫杰.轮机维护与修理［M］.北京：人民交通出版社，2002：155-156.

Common Faults and Countermeasures for Marine Atmosphere Condenser

Zhao Lizhen
（Nantong Cosco Khi Ship Engineering Co.,Ltd.，Nantong Jiangsu 226005）

This paper introduced kinds of common faults in marine atmosphere condenser.Such as problem of heat transfer tube:bubble corrosion,fluid erosion,deposition corrosion,electrolytic corrosion,low cooling water cleanliness,low cooling water flow,brass tube material problem,construction problem,operation prob⁃lem.Such as leakage problem of end flange:leakage caused by loose of flange bolts,leakage caused by poor quality gasket,large stress of cooling water pipe causes the end flange appear gap and leakage,weld⁃ing flange to shell lead to flange flatness variation causes leakage,steam pressure exceeds atmosphere con⁃denser working pressure causes leakage.Such as atmosphere condenser working performance decline:heat transfer surface polluted,pipe side or shell side pneumatosis,end cover plate corrosion,the effect is differ⁃ent with the design parameter.On this basis,the causes of these failures were discussed,and countermea⁃sures were put forward for reference.

atmosphere condenser；heat transfer tube；fluid erosion；deposition corrosion

U672

A

1003-5168（2017）11-0119-03

2017-10-09

赵立震（1978-），男，硕士，高级工程师，研究方向：船舶与海洋工程。