摘 ?要：匯總長江上海段2020年船舶冷卻系統(tǒng)故障案例，分析該系統(tǒng)常見問題，梳理船舶冷卻系統(tǒng)工作原理、主要特點(diǎn)、常見缺陷、檢查要點(diǎn)和保養(yǎng)要求，挖掘船舶冷卻系統(tǒng)故障的季節(jié)性規(guī)律，提出針對性整改建議。

關(guān)鍵詞：船舶冷卻系統(tǒng);膨脹水箱;季節(jié)性規(guī)律

0 引 言

冷卻系統(tǒng)是保證船舶動(dòng)力裝置安全可靠運(yùn)行的重要系統(tǒng)，同時(shí)也是船舶故障頻發(fā)的領(lǐng)域之一，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2018-2020年期間，長江上海段船舶機(jī)電故障類型中，涉及主、輔機(jī)冷卻系統(tǒng)故障的比例長期排在前三位，其中多起故障直接導(dǎo)致了船舶的擱淺事故，有關(guān)主機(jī)冷卻系統(tǒng)的管理與維護(hù)亟須重視，本文結(jié)合日常檢查中發(fā)現(xiàn)的常見缺陷，進(jìn)一步梳理船舶冷卻系統(tǒng)的主要問題和維保要點(diǎn)。

1 典型案例

2020年10月，筆者對某船實(shí)施安檢期間，發(fā)現(xiàn)該船主機(jī)膨脹水箱私接軟管至疑似紅色消防管路，見圖1，這引起了檢查員的質(zhì)疑，經(jīng)調(diào)查了解到，該船運(yùn)行期間，主機(jī)冷卻水溫度始終偏高，膨脹水箱持續(xù)冒熱氣，船員擔(dān)心主機(jī)冷卻效果不好，遂自行在膨脹水箱與船舶壓載管系之間安裝了聯(lián)通管，一邊通過補(bǔ)水閥向水箱內(nèi)補(bǔ)水，一邊將箱內(nèi)熱水通過壓載管系排出舷外。

在壓載管系上私接管路的安全隱患暫且不說，如此改裝在實(shí)際效果上并不能有效為主機(jī)降溫，經(jīng)安檢員詳細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，該船冷卻水高溫的根本原因，是主機(jī)淡水冷卻器堵塞，導(dǎo)致用以冷卻淡水的海水循環(huán)管路不通暢，無法進(jìn)行有效的熱交換，不能帶走循環(huán)淡水的大部分熱量，直觀表現(xiàn)就是膨脹水箱持續(xù)高溫。船員在膨脹水箱處建立了冷熱循環(huán)，相當(dāng)于僅置換了膨脹水箱內(nèi)的熱水，冷水很難進(jìn)入整個(gè)淡水冷卻水循環(huán)管路，是治標(biāo)不治本。

2 工作原理介紹

在上述案例中，導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)故障的根本原因，是船員對冷卻系統(tǒng)的工作原理不熟悉，這里作簡要介紹：

（1）常規(guī)的冷卻水系統(tǒng)是由海水和淡水冷卻系統(tǒng)組成，即海水回路和淡水回路，在中小型船、內(nèi)河船等采用較多，其工作原理：

①海水回路：海水泵從海底門及海水總管中吸入海水，然后分幾路，一路將海水送到主機(jī)空冷器中，另一路將海水送人滑油冷卻器，再經(jīng)過淡水冷卻器后與主機(jī)空冷器排出水匯集排至舷外，有些船舶還會(huì)分一路至齒輪箱滑油冷卻器、中間軸承或主機(jī)排煙管。船舶一般都設(shè)有高低位海底門，布置于兩舷，在淺水道航行時(shí)可使用高位海底門，以防止泥沙的吸入。

②淡水回路：它是一個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)，淡水泵將冷卻水送入主機(jī)對氣缸，活塞和噴油器等進(jìn)行冷卻，然后從主機(jī)高處排出，經(jīng)三通調(diào)溫閥，淡水冷卻器或旁通管后回到淡水泵的吸入口，一般要求主機(jī)淡水出口溫度控制在80℃左右，通常由三通調(diào)溫閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)中還設(shè)有膨脹水箱，具有排氣，補(bǔ)水，定壓，投藥，暖缸等功能。

（2）此外，在大型船舶上多采用中央冷卻系統(tǒng)，也就是主機(jī)的高溫水由低溫水來冷卻。該系統(tǒng)由三個(gè)相互獨(dú)立的回路組成，即海水回路、高溫淡水回路和低溫淡水回路。

①海水回路相當(dāng)簡單，海水泵從海水總管吸入海水后送人中央冷卻器，冷卻低溫淡水后直接排至舷外。

②高溫淡水回路原理與常規(guī)冷卻系統(tǒng)淡水回路原理一致，但是由低溫淡水回路進(jìn)行冷卻。

③低溫淡水回路也是一個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)。整個(gè)回路的作用與常規(guī)的海水冷卻系統(tǒng)相同，只不過它本身還必須由海水來冷卻。在實(shí)際船舶上，低溫水還分好幾路，分別對發(fā)電機(jī)的空冷器、空壓機(jī)、空調(diào)、冰機(jī)、大氣冷凝器等進(jìn)行冷卻，系統(tǒng)要復(fù)雜得多。

3 常見問題分析

事實(shí)上，船員對冷卻系統(tǒng)原理不熟悉，只是引發(fā)系統(tǒng)故障的一個(gè)方面，通過分析常見故障表現(xiàn)，可以幫助我們深入挖掘背后的根本原因。

從圖2、圖3可以發(fā)現(xiàn)，2020年船舶冷卻系統(tǒng)故障比例排在第三位，占總數(shù)的22%，與前兩年持平，仍然是船舶主要故障類型之一，從具體的情況來看，發(fā)生頻率最高的是依次是冷卻水管濾器堵塞、冷卻水小水套破裂、海水吸口濾網(wǎng)堵塞以及水泵、閥門等部件的損壞。

結(jié)合檢查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)冷卻系統(tǒng)故障的原因，在于船員未能按照體系文件規(guī)定的維護(hù)保養(yǎng)周期進(jìn)行保養(yǎng)，未能及時(shí)拆解和清洗濾器，以及部件的疲勞使用。部分船舶未能將冷卻系統(tǒng)的維保納入年度維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃。此外，上半年發(fā)生了兩起海水冷卻系統(tǒng)吸口濾網(wǎng)堵塞，經(jīng)調(diào)查，主要發(fā)生在漁期，海水濾網(wǎng)被魚群堵死，直接導(dǎo)致了冷卻水高溫。

4 對冷卻系統(tǒng)幾點(diǎn)建議

4.1 注意日常維護(hù)保養(yǎng)

（1）檢查海水壓力是否正常，定期清洗海底濾器，海底門吹通，保障海水進(jìn)口管路暢通，檢查海水管路有無銹蝕滴漏，視情更換海水犧牲管（如有）。

（2）通過觀察淡水冷卻器前后溫差及冷卻效果，綜合判斷是否臟堵及鹽析堵塞，及時(shí)清通和更換防腐鋅塊。檢查三通調(diào)溫閥開度是否正常，冷卻水進(jìn)出機(jī)溫度是否符合說明書的要求，水溫過低，柴油機(jī)熱效率下降，增加低溫腐蝕，使受熱部件內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生熱應(yīng)力導(dǎo)致裂紋故障發(fā)生，水溫過高則橡膠O型圈容易老化損壞甚至碳化，發(fā)生水腔漏泄。

（3）注意膨脹水箱液位變化并注意水量的消耗，如發(fā)現(xiàn)水位上升或下降必須查明原因及時(shí)排除故障，冷卻水應(yīng)按規(guī)定每周化驗(yàn)一次，按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)投藥處理，控制冷卻水的PH酸堿度在7.5～9.5之間，防止水垢的產(chǎn)生。

（4）主機(jī)運(yùn)行時(shí)各壓力表，溫度表顯示是否正常，如有異常及時(shí)查明原因，完車海水泵淡水泵停止后低壓報(bào)警是否正常，定期對淡水高溫，膨脹水箱低水位等報(bào)警測試并記錄在輪機(jī)日志。

（5）定期對各備用泵進(jìn)行起動(dòng)效用實(shí)驗(yàn)或切換投入使用，確保各泵工況良好，壓力正常，軸封無泄漏，一旦主泵發(fā)生故障備泵能立即投入使用。

（6）掌握船舶吃水情況，根據(jù)海況及時(shí)切換高低位海底門，當(dāng)船舶航行在淺水域時(shí)使用高位海底門，在惡劣海況大風(fēng)浪下應(yīng)使用低位海底門，保持海底門空氣管暢通。

（7）完車后讓冷卻系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，充分帶走機(jī)器內(nèi)部熱量，使機(jī)體各部件均勻散熱，避免因應(yīng)力過大而發(fā)生故障。

（8）注意機(jī)艙冬季保暖，開航前對冷卻水加溫暖缸，有條件的可以采用副機(jī)循環(huán)冷卻水暖機(jī)，起動(dòng)前沖車時(shí)打開示功閥觀察有無水氣或水珠噴出，開航后切忌加速過快過猛。

4.2 以體系的形式，固定好的做法

航運(yùn)公司根據(jù)自己的管理特點(diǎn)，建立船舶設(shè)備管理體系，制定維修保養(yǎng)計(jì)劃，按照各時(shí)間周期間隔在日常工作中安排進(jìn)行。

4.3 開展自查

船方按照注意事項(xiàng)進(jìn)行自查，仔細(xì)檢查冷卻系統(tǒng)設(shè)備是否處于可用狀態(tài)，編制應(yīng)急方案，指定專人密切關(guān)注冷卻系統(tǒng)的工況變化，力求發(fā)現(xiàn)問題及早處置。

4.4 季節(jié)性管理應(yīng)對準(zhǔn)備

每年3-6月份魚期來臨，經(jīng)過傳統(tǒng)漁場作業(yè)區(qū)或魚群聚集區(qū)域時(shí)特別注意海底濾器堵塞情況，加強(qiáng)值班巡回檢查。冬季進(jìn)入北方冰凍港口也要注意防止冰碴堵塞濾器。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國海事局.船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則[S]，2004.

[2] 中華人民共和國海事局.船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則[S]，2011.

[3] 中國船級社.國際海上人命安全公約綜合文本[S]，2014.

[4] 中國船級社.鋼質(zhì)海船入級規(guī)范[S]， 2009.

[5] 中華人民共和國海事局.船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則[S]，2019.

作者簡介：

徐景峰，本科，長期從事船舶輪機(jī)管理、船舶安全檢查等工作，（E-mail）xuyongfeng@shmsa.gov.cn，021-66897029