船舶冷却系统常见问题探讨

时间：2024-05-18

摘要：汇总长江上海段2020年船舶冷却系统故障案例，分析该系统常见问题，梳理船舶冷却系统工作原理、主要特点、常见缺陷、检查要点和保养要求，挖掘船舶冷却系统故障的季节性规律，提出针对性整改建议。

关键词：船舶冷却系统;膨胀水箱;季节性规律

0 引言

冷却系统是保证船舶动力装置安全可靠运行的重要系统，同时也是船舶故障频发的领域之一，经统计，2018-2020年期间，长江上海段船舶机电故障类型中，涉及主、辅机冷却系统故障的比例长期排在前三位，其中多起故障直接导致了船舶的搁浅事故，有关主机冷却系统的管理与维护亟须重视，本文结合日常检查中发现的常见缺陷，进一步梳理船舶冷却系统的主要问题和维保要点。

1 典型案例

2020年10月，笔者对某船实施安检期间，发现该船主机膨胀水箱私接软管至疑似红色消防管路，见图1，这引起了检查员的质疑，经调查了解到，该船运行期间，主机冷却水温度始终偏高，膨胀水箱持续冒热气，船员担心主机冷却效果不好，遂自行在膨胀水箱与船舶压载管系之间安装了联通管，一边通过补水阀向水箱内补水，一边将箱内热水通过压载管系排出舷外。

在压载管系上私接管路的安全隐患暂且不说，如此改装在实际效果上并不能有效为主机降温，经安检员详细检查发现，该船冷却水高温的根本原因，是主机淡水冷却器堵塞，导致用以冷却淡水的海水循环管路不通畅，无法进行有效的热交换，不能带走循环淡水的大部分热量，直观表现就是膨胀水箱持续高温。船员在膨胀水箱处建立了冷热循环，相当于仅置换了膨胀水箱内的热水，冷水很难进入整个淡水冷却水循环管路，是治标不治本。

2 工作原理介绍

在上述案例中，导致冷却系统故障的根本原因，是船员对冷却系统的工作原理不熟悉，这里作简要介绍：

（1）常规的冷却水系统是由海水和淡水冷却系统组成，即海水回路和淡水回路，在中小型船、内河船等采用较多，其工作原理：

①海水回路：海水泵从海底门及海水总管中吸入海水，然后分几路，一路将海水送到主机空冷器中，另一路将海水送人滑油冷却器，再经过淡水冷却器后与主机空冷器排出水汇集排至舷外，有些船舶还会分一路至齿轮箱滑油冷却器、中间轴承或主机排烟管。船舶一般都设有高低位海底门，布置于两舷，在浅水道航行时可使用高位海底门，以防止泥沙的吸入。

②淡水回路：它是一个闭式循环系统，淡水泵将冷却水送入主机对气缸，活塞和喷油器等进行冷却，然后从主机高处排出，经三通调温阀，淡水冷却器或旁通管后回到淡水泵的吸入口，一般要求主机淡水出口温度控制在80℃左右，通常由三通调温阀进行调节。系统中还设有膨胀水箱，具有排气，补水，定压，投药，暖缸等功能。

（2）此外，在大型船舶上多采用中央冷却系统，也就是主机的高温水由低温水来冷却。该系统由三个相互独立的回路组成，即海水回路、高温淡水回路和低温淡水回路。

①海水回路相当简单，海水泵从海水总管吸入海水后送人中央冷却器，冷却低温淡水后直接排至舷外。

②高温淡水回路原理与常规冷却系统淡水回路原理一致，但是由低温淡水回路进行冷却。

③低温淡水回路也是一个闭式循环系统。整个回路的作用与常规的海水冷却系统相同，只不过它本身还必须由海水来冷却。在实际船舶上，低温水还分好几路，分别对发电机的空冷器、空压机、空调、冰机、大气冷凝器等进行冷却，系统要复杂得多。

3 常见问题分析

事实上，船员对冷却系统原理不熟悉，只是引发系统故障的一个方面，通过分析常见故障表现，可以帮助我们深入挖掘背后的根本原因。

从图2、图3可以发现，2020年船舶冷却系统故障比例排在第三位，占总数的22%，与前两年持平，仍然是船舶主要故障类型之一，从具体的情况来看，发生频率最高的是依次是冷却水管滤器堵塞、冷却水小水套破裂、海水吸口滤网堵塞以及水泵、阀门等部件的损坏。

结合检查发现，多数冷却系统故障的原因，在于船员未能按照体系文件规定的维护保养周期进行保养，未能及时拆解和清洗滤器，以及部件的疲劳使用。部分船舶未能将冷却系统的维保纳入年度维护保养计划。此外，上半年发生了两起海水冷却系统吸口滤网堵塞，经调查，主要发生在渔期，海水滤网被鱼群堵死，直接導致了冷却水高温。

4 对冷却系统几点建议

4.1 注意日常维护保养

（1）检查海水压力是否正常，定期清洗海底滤器，海底门吹通，保障海水进口管路畅通，检查海水管路有无锈蚀滴漏，视情更换海水牺牲管（如有）。

（2）通过观察淡水冷却器前后温差及冷却效果，综合判断是否脏堵及盐析堵塞，及时清通和更换防腐锌块。检查三通调温阀开度是否正常，冷却水进出机温度是否符合说明书的要求，水温过低，柴油机热效率下降，增加低温腐蚀，使受热部件内外温差过大产生热应力导致裂纹故障发生，水温过高则橡胶O型圈容易老化损坏甚至碳化，发生水腔漏泄。

（3）注意膨胀水箱液位变化并注意水量的消耗，如发现水位上升或下降必须查明原因及时排除故障，冷却水应按规定每周化验一次，按规定的标准投药处理，控制冷却水的PH酸碱度在7.5～9.5之间，防止水垢的产生。

（4）主机运行时各压力表，温度表显示是否正常，如有异常及时查明原因，完车海水泵淡水泵停止后低压报警是否正常，定期对淡水高温，膨胀水箱低水位等报警测试并记录在轮机日志。

（5）定期对各备用泵进行起动效用实验或切换投入使用，确保各泵工况良好，压力正常，轴封无泄漏，一旦主泵发生故障备泵能立即投入使用。

（6）掌握船舶吃水情况，根据海况及时切换高低位海底门，当船舶航行在浅水域时使用高位海底门，在恶劣海况大风浪下应使用低位海底门，保持海底门空气管畅通。

（7）完车后让冷却系统继续运行一段时间，充分带走机器内部热量，使机体各部件均匀散热，避免因应力过大而发生故障。

（8）注意机舱冬季保暖，开航前对冷却水加温暖缸，有条件的可以采用副机循环冷却水暖机，起动前冲车时打开示功阀观察有无水气或水珠喷出，开航后切忌加速过快过猛。

4.2 以体系的形式，固定好的做法

航运公司根据自己的管理特点，建立船舶设备管理体系，制定维修保养计划，按照各时间周期间隔在日常工作中安排进行。

4.3 开展自查

船方按照注意事项进行自查，仔细检查冷却系统设备是否处于可用状态，编制应急方案，指定专人密切关注冷却系统的工况变化，力求发现问题及早处置。

4.4 季节性管理应对准备

每年3-6月份鱼期来临，经过传统渔场作业区或鱼群聚集区域时特别注意海底滤器堵塞情况，加强值班巡回检查。冬季进入北方冰冻港口也要注意防止冰碴堵塞滤器。