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英格索兰散料空压机组故障浅析
发布时间:2017-03-15

海洋石油676轮机长 刘峥嵘

    海洋石油676船散料系统采用2台英格索兰CYL160SEW空压机组,单级双螺杆,额定排气量28.5方/分钟,额定工作压力0.75MPa,额定功率160KW。机组电控箱装有组合式星---三角形软启动装置,由SSR15-100HP INTELLISYS 装置进行智能控制,气量控制有三种模式:起跳/回跳自动控制、调节/自动控制选择模式、单调节模式。本船采用起跳/回跳自动控制模式。


英格索兰CYL160SEW空压机组

一、启动故障

    1、故障现象

    2016年12月5日,本船对散料系统进行例行PMS检查。在各项准备工作完成,电控箱INTELLSYS面板显示“READY TO STAR ”以后启动2#空压机组。当按下“START”按钮,令人惊讶的现象出现了:电动机动动停停,控制箱上的指示灯不停闪烁、箱内有频繁的啪啪声响,照明灯忽明忽暗。几秒钟以后,INTELLSYS面板显示“START  FAILURE”,起动失败。检查2#空压机组各系统以及参数设置后,复位报警,再次启动,相同的现象再次出现。


SSR15-100HP  INTELLISYS  控制装置

   2、故障处理经过

    根据故障现象,判断原因可能有三方面:电控箱线路松动或元件故障、卸载机构故障、空压机组卡滞。

    1)打开电控箱,检查线路和电气元件。从主电源开始所有相关线头检查有无松动,螺钉全部拧紧一遍;所有相关的接触器、继电器、停止按钮、重载询问等检查触点接触情况和通断情况;检查水压保护开关、温度保护开关、应急停止按钮、检查电控箱变压器,输入440V,输出110V和16V,均正常。

    现在只有软启动箱和INTELLSYS控制器了。不过这两样东西,以本船现有条件,根本没有办法去进行检查,而与1#散料空压机组电控箱交换这两样元件,不但太过费事,而且风险太大,万一造成1#散料空压机组没办法使用问题就严重了。

    2)检查加载电磁阀1SV和加载油路均正常;检查放气电磁阀3SV正常,放气管路畅通。再次启动2#散料空压机组,故障依旧。在启动的过程中,测量1SV和3SV并未通电,空压机加载机构没有动作,放气管路始终畅通。

    3)难道空压机组有问题?拆掉软启动箱输出到电动机的电缆接头并包扎,其他线路保持不动,打开控制箱门,按下“START”按钮。电动机没有动作,而控制箱内与启动有关的接触器和继电器反复吸合、断开,相应的指示灯依旧不断闪烁,直到控制面板显示“SRART FAILURE”,启动再次失败。运用排除法,大致判断空压机组没有问题。

    4)我把目光落在水压保护继电器和断水电磁阀上。但现在压力表显示水压0.15MPa,水压保护继电器的动作值整定为0.12MPa,且其触点也是闭合的,想想也没有什么道理。思考再三,我还是用导线把1#散料空压机组的水压保护继电器的触点短接了。准备好以后,再次按下“START”按钮,控制箱里的接触器、继电器动作正常了!指示灯也不闪了!星----三角形转换也完成了!赶紧断开电源,把电动机电源线接上,再次启动试验,一切正常!随后,我拆掉水压保护继电器的触点短接导线,将海水压力升高至0.2MPa,启动正常;将水压保护继电器的其整定值降至0.05MPa,海水压力降至0.15MPa,启动正常。


    3、故障分析:

    1#散料空压机组以前使用正常,为什么现在起动就出问题了呢?海洋石油676船拖缆机与1#、2#散料空压机及冷干机 都由同一台海水泵(甲板机械冷却水泵)提供冷却水。前一段时间,拖缆机液压油冷却器更换锌块,曾经关闭过拖缆机冷却水出舷外阀,工作后可能开得偏大,使1#散料空压机冷却水压力由以前的0.18—0.2MPa降到现在的0.15MPa。

    为防止机组在不用时海水通过造成腐蚀,英格索兰空压机组在冷却水进口管上装置有断水电磁阀,机组停用时关闭冷却水道。而为了防止空压机组在无冷却水状况下运转造成损坏,装置有YWK-50-C压力继电器作为水压保护。由铭牌得知,YWK-50-C可调范围0—0.3MPa,切换差为0.025—0.1MPa。如图所示,当压力指针指着0.12MPa,切换差旋钮旋到0时,其理论动作值下限为0.12MPa,上限为0.145MPa。考虑到误差,这个压力范围虽然低于0.15MPa的海水压力,但已经很接近。这时,在0.15MPa的海水压力作用下,串联在保护电路中的YWK-50-C的常开触点闭合,空压机组可以启动。


YWK-50-C压力继电器

    当按下“START”时,控制箱电气动作,空压机组开始启动。这时INTELLSYS控制器 发出指令给断水电磁阀,打开冷却水。当打开冷却水通道后,由于管路的节流作用,冷却水压力瞬间下降,由0.15MPa降到低于YWK-50-C整定的0.12MPa的下限保护压力,YWK-50-C动作,串联在保护电路中的常开触点断开,启动电路断电,启动停止,断水电磁阀失电,关闭冷却水通道。冷却水通道关闭后,冷却水压力上升至0.15MPa,高于YWK-50-C的正常动作上限值0.145MPa。YWK-50-C动作,常开触点闭合,启动电路通电,继续启动。如此,空压机组启启停停,到了设定的时间后,INTELLSYS控制器判断启动失败,停止启动。

    而当把海水压力提高到0.2MPa或把水压保护继电器YWK-50-C整定值降至0.05MPa ,其他保持不变以后,由于冷却水压力高于YWK-50-C保护动作值比较多,即使启动时断水电磁阀通电打开冷却水道,管路压力依然高于YWK-50-C保护动作值,其常开触点保持闭合,启动得以顺利进行。

二、加减载故障

    2016年12月18日,1#散料空压机组打灰完毕停机时,却发生了一个意想不到的故障:压缩空气冷却器安全阀(整定压力0.85MPa)起跳,空压机组自动停机,控制箱INTELLSYS面板显示“HIGH AIR PRESS”。

    停机时居然出现压缩空气压力高保护!

    海洋石油676英格索兰散料空压机采用起跳/回跳自动控制模式,起跳压力0.6MPa,回跳压力0.55MPa。 在正常情况下,排气压力应不高于0.6MPa。停机时,当按下“UNLOADED STOP”以后,INTELLSYS控制器发出卸载指令,加载电磁阀1SV失电,加载油路旁通失压,在复位弹簧作用下进气蝶阀关闭停止进气;同时,放气电磁阀3SV失电,油分离器顶部的压缩空气通过放气管进入空压机进口管(进气蝶阀前)卸压。7秒钟以后,空压机组停机。因此,按照英格索兰空压机组的设计,即使排出管路蝶阀完全关住,也不应该出现这种情况。

    难道按下“UNLOADED STOP”以后,卸载指令没有发出?或者加载电磁阀1SV有问题,导致加载油路一直有油压?或者放气电磁阀3SV故障致使放气管路不通?


    拆出1SV出口加载油管的一端,引入塑料瓶中;拆出3SV出口放气管的一端,用布包扎以后可靠固定,引入铁桶中;排气出口管路上的放残阀全开。

    启动1#空压机组,起动过程中1SV和3SV都没有通电,加载油管没有油流出,而放气管路和放残阀有很大的空气喷出来。1#空压机组启动完成后,1SV通电,加载油管有油流出,加载油缸因没有油压而无法动作,进气蝶阀保持关闭;同时3SV通电,放气管路没有气体出来;排气压力逐渐升高。按下“UNLOADED STOP”,1SV失电,加载油路油停止流出;3SV失电,放气管路空气大量喷出。

    由上述试验可以看出,加减载和卸载系统的动作是正确无误的,问题究竟出在哪里呢?

    经过观察并与2#空压机对比,我发现1#空压机在停用时,进气蝶阀的传动臂与限位挡块之间存在大约2mm的间隙,而2#空压机则没有;同时,活塞杆伸出油缸的距离也比2#空压机要多出大约3mm。 解体加减载传动机构,发现部分连接摩擦部位有锈迹,并有一些白色结晶状物质。由于上部刚好有一个水泥罐舱送风机的风口,判断白色物质应该是海水中的盐分。清理、润滑、活络,装复后,传动臂与限位挡块之间的间隙消失了,活塞杆伸出距离也缩短了3mm。再次启动1#空压机组试验,完全正常。

    综上所述,我得出结论:由于水泥罐舱送风机进风口位置较低,少量海水被吸入并通过送风口吹到1#散料空压机加减载传动机构上引起生锈,并且由于盐分的填充,使传动机构卡滞。1#空压机卸载时,由于传动机构卡滞,复位弹簧无法使其到位,致使进气蝶阀不能完全关闭,空压机组事实上处于部分加载状态。空压机排出的空气量大于卸载的空气量,压力越来越高,最后安全阀动作,INTELLSYS控制器发出“HIGH AIR PRESS”警报并高压保护。

    以上讲的都是一些不引人注目的细节问题引起的小故障,但往往就是这些小故障有时会给我们带来很大的麻烦。装备管理是一项需要耐心和细心的工作,只有把每个细节都做好了,把每个小问题都解决了,船舶的使用功能才能得以实现,安全才能得到保障。

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