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英格索蘭散料空壓機組故障淺析
發布時間:2017-03-15

海洋石油676輪機長 劉崢嶸

    海洋石油676船散料系統采用2臺英格索蘭CYL160SEW空壓機組,單級雙螺桿,額定排氣量28.5方/分鐘,額定工作壓力0.75MPa,額定功率160KW。機組電控箱裝有組合式星---三角形軟啟動裝置,由SSR15-100HP INTELLISYS 裝置進行智能控制,氣量控制有三種模式:起跳/回跳自動控制、調節/自動控制選擇模式、單調節模式。本船采用起跳/回跳自動控制模式。


英格索蘭CYL160SEW空壓機組

一、啟動故障

    1、故障現象

    2016年12月5日,本船對散料系統進行例行PMS檢查。在各項準備工作完成,電控箱INTELLSYS面板顯示“READY TO STAR ”以后啟動2#空壓機組。當按下“START”按鈕,令人驚訝的現象出現了:電動機動動停停,控制箱上的指示燈不停閃爍、箱內有頻繁的啪啪聲響,照明燈忽明忽暗。幾秒鐘以后,INTELLSYS面板顯示“START  FAILURE”,起動失敗。檢查2#空壓機組各系統以及參數設置后,復位報警,再次啟動,相同的現象再次出現。


SSR15-100HP  INTELLISYS  控制裝置

   2、故障處理經過

    根據故障現象,判斷原因可能有三方面:電控箱線路松動或元件故障、卸載機構故障、空壓機組卡滯。

    1)打開電控箱,檢查線路和電氣元件。從主電源開始所有相關線頭檢查有無松動,螺釘全部擰緊一遍;所有相關的接觸器、繼電器、停止按鈕、重載詢問等檢查觸點接觸情況和通斷情況;檢查水壓保護開關、溫度保護開關、應急停止按鈕、檢查電控箱變壓器,輸入440V,輸出110V和16V,均正常。

    現在只有軟啟動箱和INTELLSYS控制器了。不過這兩樣東西,以本船現有條件,根本沒有辦法去進行檢查,而與1#散料空壓機組電控箱交換這兩樣元件,不但太過費事,而且風險太大,萬一造成1#散料空壓機組沒辦法使用,問題就嚴重了。

    2)檢查加載電磁閥1SV和加載油路均正常;檢查放氣電磁閥3SV正常,放氣管路暢通。再次啟動2#散料空壓機組,故障依舊。在啟動的過程中,測量1SV和3SV并未通電,空壓機加載機構沒有動作,放氣管路始終暢通。

    3)難道空壓機組有問題?拆掉軟啟動箱輸出到電動機的電纜接頭并包扎,其他線路保持不動,打開控制箱門,按下“START”按鈕。電動機沒有動作,而控制箱內與啟動有關的接觸器和繼電器反復吸合、斷開,相應的指示燈依舊不斷閃爍,直到控制面板顯示“SRART FAILURE”,啟動再次失敗。運用排除法,大致判斷空壓機組沒有問題。

    4)我把目光落在水壓保護繼電器和斷水電磁閥上。但現在壓力表顯示水壓0.15MPa,水壓保護繼電器的動作值整定為0.12MPa,且其觸點也是閉合的,想想也沒有什么道理。思考再三,我還是用導線把1#散料空壓機組的水壓保護繼電器的觸點短接了。準備好以后,再次按下“START”按鈕,控制箱里的接觸器、繼電器動作正常了!指示燈也不閃了!星----三角形轉換也完成了!趕緊斷開電源,把電動機電源線接上,再次啟動試驗,一切正常!隨后,我拆掉水壓保護繼電器的觸點短接導線,將海水壓力升高至0.2MPa,啟動正常;將水壓保護繼電器的其整定值降至0.05MPa,海水壓力降至0.15MPa,啟動正常。


    3、故障分析:

    1#散料空壓機組以前使用正常,為什么現在起動就出問題了呢?海洋石油676船拖纜機與1#、2#散料空壓機及冷干機 都由同一臺海水泵(甲板機械冷卻水泵)提供冷卻水。前一段時間,拖纜機液壓油冷卻器更換鋅塊,曾經關閉過拖纜機冷卻水出舷外閥,工作后可能開得偏大,使1#散料空壓機冷卻水壓力由以前的0.18—0.2MPa降到現在的0.15MPa。

    為防止機組在不用時海水通過造成腐蝕,英格索蘭空壓機組在冷卻水進口管上裝置有斷水電磁閥,機組停用時關閉冷卻水道。而為了防止空壓機組在無冷卻水狀況下運轉造成損壞,裝置有YWK-50-C壓力繼電器作為水壓保護。由銘牌得知,YWK-50-C可調范圍0—0.3MPa,切換差為0.025—0.1MPa。如圖所示,當壓力指針指著0.12MPa,切換差旋鈕旋到0時,其理論動作值下限為0.12MPa,上限為0.145MPa??紤]到誤差,這個壓力范圍雖然低于0.15MPa的海水壓力,但已經很接近。這時,在0.15MPa的海水壓力作用下,串聯在保護電路中的YWK-50-C的常開觸點閉合,空壓機組可以啟動。


YWK-50-C壓力繼電器

    當按下“START”時,控制箱電氣動作,空壓機組開始啟動。這時INTELLSYS控制器 發出指令給斷水電磁閥,打開冷卻水。當打開冷卻水通道后,由于管路的節流作用,冷卻水壓力瞬間下降,由0.15MPa降到低于YWK-50-C整定的0.12MPa的下限保護壓力,YWK-50-C動作,串聯在保護電路中的常開觸點斷開,啟動電路斷電,啟動停止,斷水電磁閥失電,關閉冷卻水通道。冷卻水通道關閉后,冷卻水壓力上升至0.15MPa,高于YWK-50-C的正常動作上限值0.145MPa。YWK-50-C動作,常開觸點閉合,啟動電路通電,繼續啟動。如此,空壓機組啟啟停停,到了設定的時間后,INTELLSYS控制器判斷啟動失敗,停止啟動。

    而當把海水壓力提高到0.2MPa或把水壓保護繼電器YWK-50-C整定值降至0.05MPa ,其他保持不變以后,由于冷卻水壓力高于YWK-50-C保護動作值比較多,即使啟動時斷水電磁閥通電打開冷卻水道,管路壓力依然高于YWK-50-C保護動作值,其常開觸點保持閉合,啟動得以順利進行。

二、加減載故障

    2016年12月18日,1#散料空壓機組打灰完畢停機時,卻發生了一個意想不到的故障:壓縮空氣冷卻器安全閥(整定壓力0.85MPa)起跳,空壓機組自動停機,控制箱INTELLSYS面板顯示“HIGH AIR PRESS”。

    停機時居然出現壓縮空氣壓力高保護!

    海洋石油676英格索蘭散料空壓機采用起跳/回跳自動控制模式,起跳壓力0.6MPa,回跳壓力0.55MPa。 在正常情況下,排氣壓力應不高于0.6MPa。停機時,當按下“UNLOADED STOP”以后,INTELLSYS控制器發出卸載指令,加載電磁閥1SV失電,加載油路旁通失壓,在復位彈簧作用下進氣蝶閥關閉停止進氣;同時,放氣電磁閥3SV失電,油分離器頂部的壓縮空氣通過放氣管進入空壓機進口管(進氣蝶閥前)卸壓。7秒鐘以后,空壓機組停機。因此,按照英格索蘭空壓機組的設計,即使排出管路蝶閥完全關住,也不應該出現這種情況。

    難道按下“UNLOADED STOP”以后,卸載指令沒有發出?或者加載電磁閥1SV有問題,導致加載油路一直有油壓?或者放氣電磁閥3SV故障致使放氣管路不通?


    拆出1SV出口加載油管的一端,引入塑料瓶中;拆出3SV出口放氣管的一端,用布包扎以后可靠固定,引入鐵桶中;排氣出口管路上的放殘閥全開。

    啟動1#空壓機組,起動過程中1SV和3SV都沒有通電,加載油管沒有油流出,而放氣管路和放殘閥有很大的空氣噴出來。1#空壓機組啟動完成后,1SV通電,加載油管有油流出,加載油缸因沒有油壓而無法動作,進氣蝶閥保持關閉;同時3SV通電,放氣管路沒有氣體出來;排氣壓力逐漸升高。按下“UNLOADED STOP”,1SV失電,加載油路油停止流出;3SV失電,放氣管路空氣大量噴出。

    由上述試驗可以看出,加減載和卸載系統的動作是正確無誤的,問題究竟出在哪里呢?

    經過觀察并與2#空壓機對比,我發現1#空壓機在停用時,進氣蝶閥的傳動臂與限位擋塊之間存在大約2mm的間隙,而2#空壓機則沒有;同時,活塞桿伸出油缸的距離也比2#空壓機要多出大約3mm。 解體加減載傳動機構,發現部分連接摩擦部位有銹跡,并有一些白色結晶狀物質。由于上部剛好有一個水泥罐艙送風機的風口,判斷白色物質應該是海水中的鹽分。清理、潤滑、活絡,裝復后,傳動臂與限位擋塊之間的間隙消失了,活塞桿伸出距離也縮短了3mm。再次啟動1#空壓機組試驗,完全正常。

    綜上所述,我得出結論:由于水泥罐艙送風機進風口位置較低,少量海水被吸入并通過送風口吹到1#散料空壓機加減載傳動機構上引起生銹,并且由于鹽分的填充,使傳動機構卡滯。1#空壓機卸載時,由于傳動機構卡滯,復位彈簧無法使其到位,致使進氣蝶閥不能完全關閉,空壓機組事實上處于部分加載狀態??諌簷C排出的空氣量大于卸載的空氣量,壓力越來越高,最后安全閥動作,INTELLSYS控制器發出“HIGH AIR PRESS”警報并高壓保護。

    以上講的都是一些不引人注目的細節問題引起的小故障,但往往就是這些小故障有時會給我們帶來很大的麻煩。裝備管理是一項需要耐心和細心的工作,只有把每個細節都做好了,把每個小問題都解決了,船舶的使用功能才能得以實現,安全才能得到保障。

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