李德臣

(青岛前进船厂，山东 青岛 266001)

某船空调故障原因分析及排除

李德臣

(青岛前进船厂，山东 青岛 266001)

文章论述某船集中空调机组的工作原理、出现的故障现象、故障原因分析、发生部位、损害程度及出海保障时应急处理措施、最终排除了故障的整个过程。同时，在解决问题的过程中，根据故障现象及系统原理，由表及里、由易到难，逐步增强目标性等思路，为将来在售后保障时，提高排除故障的速度、质量及准确性等方面积累了宝贵的实战经验。

PA01故障信号；故障机理分析；空调机组

空调设备的好用与否，对船员的工作、生活环境和船舶电气等设备的运行环境影响特别重要，所以保证船舶空调设备的正常运行，就直接关系到船员的身体健康和电气等设备的安全使用。某船集中空调机组在售后保障过程中出现了故障停机，无法启动的情况。本文将此船空调机组工作原理、故障现象、原因分析与判断、故障应急处理、故障排除经过以及小结6个方面作简要介绍，以供同行们在今后的工作中碰到类似问题时作为参考，能够及时采取相应措施，避免故障范围扩大以及相关联设备故障的发生。

1 空调机组工作原理

目前多数船用空调制冷技术属于普通制冷范围，主要是采用液体气化制冷法(即利用制冷剂气化过程吸收比潜热)。其工作原理就是通过制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩、放热、节流和吸热4个主要的热力过程，以完成制冷循环。该船所用的空调属于集中式(小型中央空调)制冷机组，机组型号为：JT90GB，制冷剂型号为：R407C，空调系统由安装呈并联状态的3台制冷压缩机、17台终端风机及冷媒水系统管路等组成，在使用的过程中，其主要功能优点：当机组在任何1台或2台压缩机突然发生故障时，其余2台或1台机组仍然可以通过在控制箱内更改系统执行信号程序，将整个空调机组调成应急工作状态继续运行，保证空调功能系统工作的连续性，其工作原理如图1[1]所示。

图1 某船空调机组制冷系统原理示意图

2 空调机组故障现象

该船使用的空调机组在一次航行演练过程中突然停止运行，其控制面板上显示闪烁的故障报警停机代号为： PA01。试图通过按钮复位、机组重新启动等方法排除故障，结果均不能消除故障指示，机组无法启动运行。船舶当时所处的海域位于赤道附近，太阳近似直射区域，气候是常年高温，空调一旦停止运行，船上各舱室的温度很快就会升至35 ℃以上，船员们炎热难忍，精密电气设备的运行面临严峻考验。迅速查阅随船资料，尽快恢复空调机组运行。根据厂家所提供的资料可知，这种报警代号在船舶航行过程中可能会时常出现，但一般是出现在海况较差时，其出现的原因主要是由于海面风大浪高，船体在航行过程中吃水时深时浅，海水冷却系统容易进入空气，致使离心式海水泵输送水不均匀，冷凝器的冷却效果不稳定，制冷剂液化效果不正常，系统循环不均匀，会出现膨胀节流阀暂时性失效状态；压缩机组中的压力保护传感器起作用，输送保护信号给控制单元，空调机组就会出现因低压保护而出现停车现象，这种报警属于突发性故障报警，通过报警复位设置，故障现象会自行消除[2]。船上人员试图通过控制箱复位设置消除报警，重新启动机组，第一次复位后，运行大约1 h后，又出现停机现象，第二次复位大约运行30 min后停机，第三次复位大约运行10 min后停机。很明显，复位后停机时间间隔呈现规律性地越来越短，于是开始考虑还有其他未被发现的原因。

3 故障原因分析及判断

根据状态显示，查阅空调机组随船资料，查看其故障原因信息代号释解表，确定故障代号PA01为低压保护信号，故障原因初步确定为系统制冷剂泄漏，而且泄漏的速度据观察还比较快。根据图1进行分析，可以看出制冷剂流经压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器及连接管路，贯穿整个机组。急忙召集船上的两位空调负责人进行研究，考虑如何尽快排除故障，恢复船上空调功能。我们在空调的维修过程中总结的经验是，空调系统查漏的常用方法有3种，即：一听二烧三冒泡，一听，就是在比较安静的条件下通过听觉查找漏点，二烧是利用卤素灯遇到氟利昂显示的特殊颜色检漏(卤素灯遇到氟利昂气体时火焰呈绿色)，三冒泡是利用肥皂水或容易产生泡沫的液体涂抹在怀疑泄漏的地方，通过气泡动态变化判断是否泄漏[3]。空调检修时，在整个系统中查找泄漏点是相当麻烦的事情，况且，船舶还是在远海处于航行的状态，空调机组安装在前机舱，主机、辅机等主要设备都处于运行状态中，机舱温度高、噪音很大、振动也很大。因此，非常不适合现场利用普通方法查找漏点。

由于此空调机组是由3台压缩机组成，任何1台机器都可以通过改变应急设置独立运行，所以在这种情况之下，这种功能的优势就明显体现出来了。使用程序设置，分别对3个机组实施保护模式下运行，在启动运行的瞬间测试是否可以确定是哪台机组系统压力出现了低压保护，然后通过隔离故障压缩机，利用另外2台机组工作。虽然知道机组有这种功能，但不知道如何实现此功能，况且，在空调机组不能启动时，3台压缩机系统的制冷剂压力几乎完全一样。随后一边查阅资料，一边尝试调试运行状态设置，一边用制冷专用表测量各台压缩机系统制冷剂的压力，测得1#压缩机的高压端压力为1.46 MPa，低压端压力为0.59 MPa；2#压缩机的高压端压力为1.27 MPa，而且压力不稳定，低压端压力为0.39 MPa；3#压缩机高压端压力为1.49 MPa，低压端为0.58 MPa；反复测试每一段管路的制冷剂压力，3个机组的高压端和低压端分别进行比较，最终确定了是2#压缩机系统压力低，由于低压保护，出现了低压停机故障。迅速对2#压缩机实施隔离，然后打算重新启动1#和3#压缩机，检查各个系统阀门等调试至正常状态后，以恢复全船的空调功能。

4 故障应急处理

制冷剂是在压缩机内部通过压缩缸变成高温高压的液汽混合物，然后通过海水冷凝盘管进行冷却，变成低温高压的液态制冷剂。也就是说，如果冷凝盘管出现漏洞的话，海水是会进入制冷剂系统，进而会进入压缩机。况且，船舶当时是在执行任务，短时间内不能返回码头，空调还需要长时间继续使用。假如海水一旦进入压缩机内部的话，后果不堪设想，试想，如果制冷剂系统泄漏至压力小于冷凝海水压力的时候，海水就会进入制冷剂系统，进而会进入压缩机、蒸发器等部位，必然会造成压缩机、蒸发器等部件的报废[4]。因此，我们必须做应急处理，以阻止故障范围的扩展。根据船上现有的条件，当时采取的措施是：通过制冷剂充注口，利用专用充注工具充入适量压力的氟利昂，以保证制冷剂管路系统内部压力高于冷凝海水系统压力；阻断故障系统动态的海水通过，以阻止高流速高压力的海水进入制冷剂系统。

5 故障排除经过

我们根据平时积累的经验，在空调系统查漏点时，不仅仅在检查方法上有讲究：一听二烧三冒泡，而且在查漏的部位上也有技巧，通常是先检查外部的阀件、传感器、仪表等密封件连接部位，平时操作或容易接触到的部位，主要是检查螺纹是否松动，密封垫块是否密封、胶圈是否老化破损等，温度和压力传感器、仪表等是否有明显的损伤裂痕等，由简到繁，然后检查焊接部位，检查焊缝是否有焊渣脱落，是否有砂眼，是否有裂纹等。最后才会考虑到设备部件的内部损伤、缺陷、腐蚀等。通过仔细地检查，系统分析后，制定了详细的故障排除计划，逐步实施，最后发现故障出在难以发现的冷却盘管内部，直径大约0.5 mm的漏洞。通过更换新的冷凝盘管，排除了故障，恢复了整条船空调功能。

6 结束语

本文简单论述了在国外出海保障过程中的一次应急故障排除的过程，在整个过程中，根据平时积累的一点经验，利用所学的专业知识，通过及时准确的应急处理措施，有力保障了船舶主要设备功能正常运行的同时，也有效避免了故障范围的扩大。

[1] 韩雪涛，韩广兴，吴瑛，等.新版空调器常见故障实修演练[M].北京：人民邮电出版社，2011.

[2] 孙立群，张楚钰.空调维修快速精通[M].北京：化学工业出版社，2010.

[3] 张时善，刘金升，高祖锟.工业制冷与空调作业[M].北京：气象出版社，2003.

[4] 李树坤，曾波.制冷基本操作技能[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2005.

Taking a patrol boat air-conditioning-sets as example,working principle,fault phenomenon,cause analysis,fault position,damage degree,emergency measures and course of fault removal are expounded in this paper.At the same time,valuable experiences are accumulated for high quality and high efficiency fault removal after sales based on systematic principle,creased objects and methods from outside to inside and from easiness to difficulty.

PAO1 fault signal;fault mechanism analysis;air-conditioning-sets

李德臣(1978-)，男，山东郓城人，工程师，工程硕士，主要从事舰船机械调试工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2014.01.012

2013-11-25