船舶冷却器故障诊断方法研究

龚兵李杰

摘要：船舶冷却器系统可有效降低柴油机主机温度，对提高柴油机工作效率，保证船舶安全高效的运行具有重要作用。船舶冷却器系统目前在我国的船舶航运行业中得到广泛应用，冷却器系统的健康运行，是确保船舶安全有效运行的基础。随着现阶段我国船舶建设标准的日益提高，船舶冷却器系统在长期的实践应用中，为满足船舶使用需要不断对自身结构进行更新和完善，以此为保证船舶健康稳定运行保驾护航。传播冷却器结构越复杂，发生故障点的部位就会越多，当故障发生时，对传播冷却器系统进行准确及时的故障诊断是非常重要的。

关键词：船舶冷却器；故障诊断；方法研究

引言

船舶冷却器系统在长期的使用过程中，由于受到外力干扰或冷却器自身系统元部件问题常常会出现故障，进而使船舶的正常工作受到影响。因此轮机管理人员要根据船舶冷却系统表现出的具体异常现象准确判断故障位置，并根据引发冷却器系统故障原因采取针对性的措施进行故障排除。组成船舶冷却器系统的元部件非常多，内部结构复杂，在对其进行故障诊断时，需结合冷却器系统的结构组成和工作原理进行故障分析，进而准确判断故障位置及故障原因，为进一步提高维修效率和维修质量创造条件。

1船舶冷却器系统概述

船舶的冷却器系统是一个结构非常复杂的系统，科学合理的选择好冷却器系统可有效降低整个船舶的航运成本，提高维修效率和维修质量。为了降低船舶柴油机及其他附属设施在工作中因摩擦作用和长时间的运行引发的高温状态，保证他们能在一个安全稳定的环境中正常运转，就需通过冷却系统对柴油机及附属设备进行降温操作，使其能够保持稳定运行状态。船舶冷却系统就是将冷却介质输送到受热设备中，通过介质交换进而带走多余热量，达到降低受热部件温度的目的。现阶段船舶冷却器系统的应用较为广泛，根据构造方式的不同分为管式和板式两种结构类型。这两种不同类型的冷却器各有优缺点，但目前板式冷却系统随着建造材料、建造工艺和控制技术的飞速发展，以安全、可靠、操作简单、且热交换能力强等特点在船舶航运的冷却系统中得到广泛应用。

2冷却器工作原理及结构特点

冷却器是船舶工作系统中主要设备之一，它可降低船舶运行过程中设备温度升高的问题，通过将冷却介质送到受热设备，交换掉受热部件中多余的热量。目前船舶航运中常用的冷却器主要由波纹形的金属板片按照一定的间隔进行合理布置，依次排列而成的一种高效换热装置。此款冷却器主要由框架和板片组装而成，在进行组装时，将金属板片用磨具预先压制成具有波纹形状的薄片，分别排列成交替进行的两组序列，通过合理控制相邻块板之间的间隔，如此依次排列直到框架边缘。在相邻块板之间通过橡胶密封条然后涂抹黏结剂进行固定密封，一方面可增加金属板之间的密封效果，降低流体泄露问题；另一方面可为介质的流通创造良好的条件。换热板片可压成人字形波纹，可使相邻两块板片之间流体流通时形成反向的流通渠道，既可增加换热板的有效受力面积又可提高换热板的传热效果。板片在安装的时候，会在板片的四个角上开设孔洞，为方便介质流通开设了通道。冷却器在工作时，冷却介质和被交换流体介质通过角孔分别流入各自的通道，从而完成整个热量交换过程。另外独特的人字波纹设计，在相邻板片之间会形成反向人字型沟槽，沟槽的交叉点相互支撑进而会对整个冷却装置起到稳定的效果，可有效降低因系统运转造成的振动，从而避免因长时间的运转造成裂缝泄露问题的发生几率。同时人字形波纹板流体在进行交换时，因反向逆流带来的冲击力会对整个流道产生冲刷作用，进一步降低了因污垢沉积带来的不利影响。

3船舶冷却器故障诊断方法

3.1船舶冷却器参数检测

准确掌握冷却器系统结构参数可有效增强冷却器故障诊断效率。正常情况下，冷却器将冷却介质输送到需要进行冷却的设备，可有效降低设备温度。冷却器稳定可靠的运行必须要有正常的参数做保证，即压力、温度、介质流量以及性能稳定的介质状态等需保持在标准范围内。因此为保证冷却器能正常发挥作用，需加强对冷却器参数的监测工作，通常情况下根据冷却器实际运行状况，采用连续诊断的方式对冷却器各参数进行观测记录。通过将实际监测到各参数值与正常参数值的模糊化分析比较，分析出实际参数值与正常值的差距范围，进而根据参数值的变化规律进一步判断冷却器故障的具体类型和发生原因。冷却器参数检测表如表1所示。

船舶冷却器故障诊断系统会根据故障具体表象不同将故障进行划分，依据故障发生时冷却器所呈现的不同工作状态其诊断方法也具有明显差异。其故障诊断工作流程如图2所示。

1）将诊断系统恢复到原始状态，通过建立分类器模型的方式来实现对故障的分析。

2）对样本属性进行分析。将样本属性搜索条件设置为最小值，根据最小条件下的样本属性特点，得出样本是否存在缺失状态。一旦发现样本值超出正常范围，可断定是冷却器发生故障。

3）当故障诊断系统诊断出冷却器处于故障工作状态时，显示屏会根据故障类型呈现出不同的结果。进而工作人员可依据显示结果显示的不同状态，将相应的故障类型与显示结果进行对比分析，从而准确判断出相应的故障类型。

4）当对故障类型进行确诊后，为确保检测结果为维修方案的制定提供可靠依据，需对诊断结果进行动态监控，以便根据监控结果制定科学合理的检修方案。

3.3防止泄漏的措施

船舶冷却器在使用过程中因违规操作就容易导致泄露现象出现，一旦冷却器发生泄漏，不仅会使冷却器冷却效率大幅度降低，同时还极易导致冷却器发生故障，影响船舶正常工作。因此在冷却器使用过程中，应采取有效措施降低泄露发生率。一是在进行垫片安装时，要做好垫片、板片的清洁整理工作，以免因杂质存在造成设备运转过程中的磨损加剧引发泄露；二确保螺栓安装时受力均匀，在拧螺栓的过程中对两压紧板内侧距离进行测量，始终将两个距离保持在相同数值，将误差控制在合理范围内，以免因受力不均导致垫片、板片变形或发生位移；三是确保液压试验过程中冷却水干净无杂质、气泡，且水温应保持在5度以上，升压过程要注意匀速缓慢加压，同时要注意试验结束后清除积水且将螺母恢复至规定位置；四是加强冷却器的日常保养维护工作，对易引发泄露部位加强防范，从而有效预防和控制冷却器泄露问题发生。

结语

随着船舶冷却器系统在船舶领域的普及和应用，在保证船舶安全稳定运行方面发挥了重要作用。对冷却器系统故障部位及故障原因进行准确的分析和判断，并及时采取有效措施进行故障排除是实现船舶可靠运行的前提。常用的船舶冷却器系统诊断方法有很多，因此在实际诊断过程中，需根据故障具体表象选择合理的诊断方法，为快速、准确的解决故障问题打下基础。相信在科学技术的支撑下，我国的船舶冷却器系统诊断技术、诊断设备将迈上一个新的台阶，为促进我国船舶事业发展壮大做出贡献。

参考文献

[1]李鸿斌.喷油螺杆式空气压缩机常见故障处理方法[J].江汉石油职工大学学报,2016,29(5):66–68.

[2]黄加亮，翁泽民，张均东，等．大型低速柴油机增压系统故障诊断的研究［J］．大连海事大学学报，2000，26(1):9-13．

[3]崔海花,张奎.VTB冷却系统的船舶电力推进系统设计研究[J].舰船科学技术,2016,43(20):67–69.

[4]杨树森,刘晓晨.船舶低温淡水系统进气原因分析及故障排除[J].中国修船,2017,30(6):19–20.