也談副機(jī)高溫水溫度偏低的原因

針對(duì)瓦錫蘭副機(jī)的高溫水溫度偏低將影響機(jī)器工況和使用壽命的問題，通過實(shí)例來分析溫控閥的工作原理以查找故障原因，總結(jié)以后管理中的注意事項(xiàng)，避免出現(xiàn)副機(jī)高溫水溫度偏低現(xiàn)象。本人有不同的見解僅供大家學(xué)習(xí)交流，有不足之處，敬請(qǐng)指正。一、故障現(xiàn)象某船配置三臺(tái)WARTSILAVASA4R32E型副機(jī)，額定功率為1620kW，轉(zhuǎn)速為720r/min。一臺(tái)副機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，高溫水出機(jī)溫度在80℃以下;高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，高溫水出機(jī)溫度在85℃左右。兩臺(tái)或三臺(tái)副機(jī)并聯(lián)運(yùn)行且負(fù)荷較低時(shí)，高溫水出機(jī)溫度在70℃以下，副機(jī)負(fù)荷逐漸增大后,高溫水出機(jī)溫度會(huì)略有上升。集控室電腦屏和現(xiàn)場(chǎng)溫度表相同,表明高溫水出機(jī)溫度確實(shí)偏低。長時(shí)間的高溫水出機(jī)溫度偏低會(huì)給副機(jī)帶來不利影響,如燃燒不良、熱應(yīng)力增大和低溫腐蝕等。為了便于分析故障，先簡(jiǎn)單介紹高溫水溫控閥、低溫水溫控閥和副機(jī)冷卻水系統(tǒng)。以上的低負(fù)荷指副機(jī)功率低于30%額定功率,高負(fù)荷指副機(jī)功率高于30%額定功率。二、高溫水溫控閥1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖1高溫冷卻水溫控閥結(jié)構(gòu)圖高溫水溫控閥如圖1所示,它安裝于三通閥的內(nèi)部,里面有兩個(gè)溫控閥,主要部件有感溫元件、圓環(huán)形閥、閥蓋、閥座、彈籃、主軸、支架、銅套和橡皮圈等?！锔袦卦?利用熱脹冷縮的原理,感溫元件內(nèi)部的半固態(tài)物質(zhì)受熱膨脹,推動(dòng)中間主軸運(yùn)動(dòng)。感溫元件上注明86.5℃，也就是溫度超過此界限后促使中間主軸向下運(yùn)動(dòng)?！飯A環(huán)形閥:它內(nèi)部中間有支架（根加強(qiáng)筋)通過螺帽和彈簧等與感溫元件內(nèi)的主軸連接在一起它的上下平面非常平。★閥蓋:閥蓋位于圓環(huán)形閥上方。它內(nèi)部有支架(四根加強(qiáng)筋)，中間有內(nèi)螺紋孔，與感溫元件裝配在一起,且有螺母鎖緊。它的下方有凸起的圓環(huán)形臺(tái)階與圓環(huán)形閥的上平面密封配合。★閥座:閥座位于圓環(huán)形閥下方,通過螺釘固定在三通閥的本體上。它的上平面與圓環(huán)形閥的下平面密封配合?！飶椈?在上方有一大彈簧,原始狀態(tài)受壓;在主軸下方有兩個(gè)小彈簧,常態(tài)受壓?！镏鬏S:主軸一端伸到感溫元件內(nèi)部,另一端和圓環(huán)形閥連接起來。★支架:支架通過彈簧、掛鉤等部件使圓環(huán)形閥的上平面緊緊貼合在閥蓋的下平面。★銅套:銅套(密封環(huán))‘安裝于三通閥本體上。它內(nèi)部有一圈環(huán)形槽。銅套對(duì)圓環(huán)形閥有導(dǎo)向作用?！锵鹌と?橡皮圈安裝到銅套的環(huán)形槽內(nèi)，密封銅套與圓環(huán)形閥之間的間隙。高溫水溫控閥內(nèi)有三個(gè)通道:A通道用于來自冷卻副機(jī)后的溫度較高的淡水進(jìn)入溫控閥內(nèi);B是旁通通道,當(dāng)高溫淡水溫度較低時(shí)，通過此通道又回到高溫淡水泵的吸口繼續(xù)冷卻副機(jī)（內(nèi)循環(huán));C通道用于溫度較高的淡水進(jìn)入中央淡水冷卻器進(jìn)行冷卻。2、工作原理高溫水溫控閥的工作原理見圖2。圖2高溫冷卻水溫控閥工作原理圖在這里介紹此閥在三個(gè)狀態(tài)時(shí)的工作原理:(1）冷機(jī)狀態(tài)副機(jī)停止或剛啟動(dòng)時(shí)，從副機(jī)來的高溫淡水溫度低于86.5℃，恒溫閥處于原始狀態(tài)。內(nèi)部?jī)蓚€(gè)溫控閥的圓環(huán)形閥在彈籃力的作用下，與上部的閥蓋緊密接觸、這樣就關(guān)閉了去冷卻器的通道C。高溫淡水從閥座與圓環(huán)形閥之間的環(huán)形間隙通過進(jìn)入到旁通口,高溫淡水又回到高溫水泵的吸口，進(jìn)行內(nèi)部循環(huán)，使高溫淡水的溫度快速升高。(2）熱機(jī)狀態(tài)副機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從副機(jī)來的高溫淡水遠(yuǎn)高于86.5℃(一般情況90℃以上)時(shí)，感溫元件膨脹,克服彈簧力后,推動(dòng)主軸向下運(yùn)動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)圓環(huán)形閥向下運(yùn)動(dòng),使其完全與閥座貼合，關(guān)閉去旁通的通道B，高溫淡水全部進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻。(3）過渡狀態(tài)副機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，從副機(jī)來的高溫淡水溫度越來越高,當(dāng)溫度超過86.5℃時(shí),感溫元件內(nèi)部物質(zhì)開始加熱膨脹,推動(dòng)主軸帶動(dòng)圓環(huán)形閥向下運(yùn)轉(zhuǎn),旁通的水量變小，去冷卻器的水量開始慢慢增加，高溫淡水泵吸入溫度較低的淡水,從而|降低從副機(jī)米的高溫次水。如果副機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定,感溫元件會(huì)找到一個(gè)平衡，高溫水溫度保持在一個(gè)恒定范圍內(nèi)，部分水量進(jìn)旁通B、部分水量去冷卻器C。WARTSILA4R32E說明書要求高溫水出機(jī)溫度為91~100℃，進(jìn)機(jī)溫度比出機(jī)溫度低5~8℃。三、低溫淡水溫控閥1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)低溫水溫控閥安裝于自動(dòng)調(diào)節(jié)三通閥的內(nèi)部,它的結(jié)構(gòu)與高溫水溫控閥完全不同（見圖3)。圖3低溫冷卻水溫控閥結(jié)構(gòu)圖主要有以下部件:★感溫元件6:內(nèi)部有兩個(gè)感溫元件,一個(gè)是A35℃時(shí)動(dòng)作、另一個(gè)是B65℃時(shí)動(dòng)作。它們被止動(dòng)擋圈16固定在溫包架7上。溫包架外圓軸向方向有開槽?！锟刂苹钊?:控制活塞8的外緣分中、左、右三段（見圖4），中段空,左右兩段都是圓筒,圓筒截面呈凹形、左右突緣與閥體上的密封銅環(huán)密封形成可以左右移動(dòng)的滑閥,以此來控制B口C口的開度。圖4低溫冷卻水溫控閥控制活塞在控制活塞的中部有十字形支撐架，將控制活塞8的外緣組成一體、溫包架7可以在十字形支撐架中間滑動(dòng)。在其最右端通過止動(dòng)擋圈把導(dǎo)向銷與控制活塞8連接起來。最右端閥體上有固定擋銷,防止控制活塞旋轉(zhuǎn)?；钊?:安裝密封環(huán)13的活塞3可以在導(dǎo)向缸套4內(nèi)移動(dòng)。螺釘2可以指示活塞3的位置。★調(diào)節(jié)螺帽1:用于調(diào)節(jié)彈簧12的預(yù)緊力、由固定螺釘11進(jìn)行鎖定?！镙S18:位于溫控閥的最右端,用于指示控制活寒8所在的位置?！餀z漏孔15:如有水或空氣溢出,則表明密封推桿5的橡皮圈失效。2、工作原理(1）初始狀態(tài)低溫水溫控閥在初始位置（見圖3），此時(shí)無控制空氣進(jìn)入活塞3的右邊。由于最左端的大彈簧12的預(yù)緊力大于最右端兩個(gè)小彈簧的預(yù)緊力、大彈簧12的彈力作用在活塞3上，作用力依次傳遞給推桿5→溫包架7→導(dǎo)向銷17，導(dǎo)向銷帶動(dòng)控制活塞8一起向右運(yùn)動(dòng)。此時(shí)B口開度較小，回到低溫水泵吸水的水量較少，C口開度較大,大部分淡水進(jìn)冷卻器。(2）控制系統(tǒng)此系統(tǒng)加裝一個(gè)電磁閥1和壓力開關(guān)7（見圖5)。圖5低溫冷卻水溫控閥工作原理圖掃氣空氣接在壓力開關(guān)7上，壓力開關(guān)輸出電信號(hào)來控制電磁閥1的動(dòng)作。壓力開關(guān)可以利用調(diào)節(jié)螺釘4調(diào)節(jié)起始值,調(diào)節(jié)手輪6可調(diào)節(jié)幅差,防止在臨界狀態(tài)時(shí)電磁閥頻繁動(dòng)作。掃氣空氣壓力低于起始值時(shí),壓力開關(guān)接通,電磁閥1得電后工作于左位.控制空氣通過電磁閥進(jìn)入溫控閥最左端。當(dāng)掃氣空氣壓力大于設(shè)定值時(shí)，壓力開關(guān)斷開，電磁閥斷電后工作于右位，切斷控制空氣氣路。(3）動(dòng)作原理下面介紹副機(jī)在四種不同負(fù)荷狀態(tài)下,低溫淡水溫控閥的動(dòng)作原理(見圖5):Ⅰ.低負(fù)荷冷機(jī)狀態(tài)。表示副機(jī)在低負(fù)荷(30%以下）且冷卻淡水出機(jī)溫度較低時(shí)的狀態(tài)，主要是指副機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)或遠(yuǎn)低于30%負(fù)荷的狀態(tài)。此時(shí)掃氣壓力低于設(shè)定初值.壓力開關(guān)接通,電磁閥動(dòng)作,控制空氣進(jìn)入缸套2內(nèi)活寒的右側(cè),活塞克服彈簧力后向左移動(dòng)?？刂苹钊谧钣叶藘蓚€(gè)彈簽力的作用下向左移動(dòng),旁通B開度變大,C口開度變小,從副機(jī)來的低溫淡水大部分進(jìn)行機(jī)內(nèi)循環(huán)。當(dāng)溫度超過35℃時(shí),感溫元件A膨脹,內(nèi)部小軸伸長,引起控制活塞向右側(cè)移動(dòng)、稍微關(guān)小B口的旁通水量。這個(gè)狀態(tài)下的低溫淡水的溫度在35~65℃。Ⅱ.高負(fù)荷冷機(jī)狀態(tài)。表示副機(jī)在高負(fù)荷且冷卻淡水出機(jī)溫度較低時(shí)的狀態(tài)。副機(jī)負(fù)荷增大到一定程度,掃氣壓力相應(yīng)提高,當(dāng)掃氣壓力達(dá)到壓力開關(guān)設(shè)定值時(shí),壓力開關(guān)斷開,電磁閥失電工作于右位,切斷控制空氣并釋放進(jìn)活塞的空氣。在左側(cè)大彈簧的作用力下,控制活塞向右移動(dòng),BII關(guān)小,CI開大。大部分低溫水進(jìn)冷卻器、從而降低低溫水的溫度。這個(gè)狀態(tài)下的低溫淡水的溫度在35℃以下。Ⅲ.

低負(fù)荷熱機(jī)狀態(tài)。表示副機(jī)在低負(fù)荷且冷卻淡水出機(jī)溫度較高時(shí)的狀態(tài)。副機(jī)負(fù)荷達(dá)到30%左右,但掃氣壓力還是較低且沒有達(dá)到壓力開關(guān)斷開值,控制空氣進(jìn)入活塞右側(cè),BI1開度較大,C口開度較小，低溫水溫度逐漸上升，當(dāng)溫度達(dá)到65℃以上時(shí),感溫元件A內(nèi)主軸已伸長到最大量,此時(shí)感溫元件B也開始膨脹.內(nèi)部小軸伸長,繼續(xù)推動(dòng)控制活塞向右移動(dòng),BП1關(guān)小,C口開大,溫度較高的淡水進(jìn)冷卻器冷卻。這個(gè)狀態(tài)下的低溫淡水的溫度在65~70℃。Ⅳ.

高負(fù)荷熱機(jī)狀態(tài)。表示副機(jī)在接近滿負(fù)荷且冷卻淡水出機(jī)溫度較高時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)掃氣壓力很高,壓力開關(guān)斷開,電磁閥失電,活塞右移,使閥體內(nèi)的控制活塞向右移動(dòng),B口關(guān)小,C口開大。如果溫度繼續(xù)上升超過35℃，感溫元件A膨脹,內(nèi)部小軸伸長,帶動(dòng)控制活塞繼續(xù)向右移動(dòng),使B口變更小,C口變更大,大量淡水進(jìn)冷卻器、降低淡水溫度。這個(gè)狀態(tài)下的低溫淡水的溫度在35℃以上。綜上所述:副機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，低溫淡水的溫度應(yīng)控制在65℃左右,使它在較低負(fù)荷時(shí)有一個(gè)較高的冷卻水溫度;副機(jī)在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，低溫淡水的溫度應(yīng)控制在35℃左右,使它在較高負(fù)荷時(shí)有一個(gè)較低的冷卻水溫度。四、副機(jī)冷卻水系統(tǒng)副機(jī)冷卻水系統(tǒng)分為低溫冷卻水系統(tǒng)和高溫冷卻水系統(tǒng)（見圖6)。圖6副機(jī)冷卻水系統(tǒng)原理圖1、低溫冷卻水系統(tǒng)從中央冷卻器14來的低溫水經(jīng)過副機(jī)自帶低溫水泵8增壓,依次經(jīng)過副機(jī)空冷器7和滑油冷卻器15，在滑油冷卻器的出口安裝有低溫水溫控閥10，由低溫水溫控閥來控制低溫水的流量,最后低溫水到中冷器冷卻。低溫水恒控閥的工.作原理上面已介紹,在副機(jī)低負(fù)荷時(shí)，大部分水量經(jīng)B通道進(jìn)行內(nèi)部循環(huán),低溫水溫度較高;在副機(jī)高負(fù)荷時(shí),大部分水量經(jīng)C通道進(jìn)中冷器冷卻，低溫水溫度較低。2、高溫冷卻水系統(tǒng)高溫水的吸口安裝在低溫水出口管路上(見圖6），從低溫水溫控閥10的C口來的溫度升高的低溫水成為副機(jī)的高溫水,經(jīng)高溫水泵9增壓后、小部萬司溫水進(jìn)增壓器進(jìn)行冷卻,大部分高溫水進(jìn)入副機(jī)冷卻缸套和缸頭附件后，經(jīng)副機(jī)頂部的放氣箱2和高溫水溫控閥11后進(jìn)中冷器冷卻。如高溫水溫度太低，將全部經(jīng)B口進(jìn)高溫水泵吸口進(jìn)高溫水泵吸口進(jìn)行機(jī)內(nèi)循環(huán)，高溫水溫度迅速升高。副機(jī)在備用時(shí)、從副機(jī)高溫水出口息管上運(yùn)一A高溫水經(jīng)熱水泵13、加熱器12后進(jìn)入副機(jī)暖缸。五、故障排除1、低溫冷卻水系統(tǒng)故障經(jīng)過檢查,發(fā)現(xiàn)三臺(tái)副機(jī)進(jìn)電的伐的控制子源已關(guān)閉,減壓閥的膜片穿通,有一個(gè)壓力開關(guān)不動(dòng)作,還有一個(gè)連接到壓力開天的掃氣全飛自有公。心就造成副機(jī)啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),低溫水的溫度一直較低。只有副機(jī)負(fù)荷較高時(shí)，低溫水的溫度才逐漸上升。副機(jī)啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致高溫水的進(jìn)口溫度偏低，這是次要原因。2、高溫水溫控閥故障副機(jī)剛啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)（多機(jī)并聯(lián))時(shí)如從副機(jī)來的高溫淡水大量進(jìn)入冷卻器通道C，必然會(huì)導(dǎo)致高溫水溫度偏低。經(jīng)拆檢三臺(tái)副機(jī)高溫水溫控閥，發(fā)現(xiàn)引起高溫水溫度偏低的原因有:(1)圓環(huán)形閥與三通閥本體間的密封失效或間隙過大。發(fā)現(xiàn)三臺(tái)副機(jī)高溫水溫控閥都有以下現(xiàn)象:銅套磨損過大、圓環(huán)形閥外圓表面磨損（見圖7)、銅套內(nèi)橡皮圈老化或不存在。圖7高溫冷卻水溫控閥新舊對(duì)比圖這些都會(huì)導(dǎo)致副機(jī)啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí),從副機(jī)來的高溫水經(jīng)高溫水溫控閥A到旁通口B后,高溫水經(jīng)此間隙泄漏到C口去冷卻器,引起高溫水的損失,必然會(huì)從低溫水出口管路上吸入高溫水進(jìn)行補(bǔ)充、泄漏量越大，補(bǔ)充的淡水就越多、高溫水溫度就會(huì)越低。這時(shí),如果低溫水溫度過低則高溫水溫度更加偏低。這是引起高溫水溫度偏低的最主要原因。拆卸下的高溫水三通閥先整體進(jìn)行密封試驗(yàn)來判斷它的工況。在常態(tài)下，從A口注水,C口應(yīng)無水流出，否則應(yīng)查找原因并解決;從A口注入95℃以上的淡水，大約2min后，B口應(yīng)無水流出,否則應(yīng)查找原因并解決。(2）圓環(huán)形閥與閥蓋之間的接觸面磨損過多或彈簧彈力不足。其中一臺(tái)副機(jī)有這種現(xiàn)象。這些會(huì)造成當(dāng)高溫淡水溫度遠(yuǎn)低于86.5℃時(shí),此閥會(huì)打開去冷卻器的通道C，引起高溫水溫度偏低。當(dāng)副機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),高溫水出機(jī)溫度升高，溫控閥的感溫元件沒有達(dá)到設(shè)定值就完全切斷B旁通口，引起高溫水偏低。通過以上的注水試驗(yàn)可判斷水溫達(dá)到多少度后,C口開啟。如遠(yuǎn)低于設(shè)定值,則必須更換。(3）圓環(huán)形閥與閥蓋之間的接觸面腐蝕后凸凹不平。有一臺(tái)副機(jī)有此現(xiàn)象。此平面受高溫淡水的侵蝕后，密封面不平,造成副機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，從副機(jī)出來的高溫水部分進(jìn)人冷卻器。圓環(huán)形閥與閥座之間的腐蝕或磨損只會(huì)使高溫水溫度升高。六、管理要點(diǎn)1、定期維護(hù)★平時(shí)注意副機(jī)在低負(fù)荷和高負(fù)荷時(shí)高溫水溫度的變化、發(fā)現(xiàn)偏低要及時(shí)查找原因。★每