华再双,10024121,某型船用造水机的故障分析及排除.doc

毕 业 论 文 （设 计）题 目：某型船用造水机的故障分析及排除学 院： 海运与港航建筑工程学院 学生姓名： 华 再 双 专 业： 轮 机 工 程 班 级： A10 轮 机 1 班 指导教师： 李 玉 乐 起止日期： 2013.10.082014.05.15 2014年 5月 15目录中文摘要1英文摘要 21. 绪论31.1 课题研究的背景及意义31.2 船用造水机主要品牌及其使用情况32. 船用造水机概述32.1 造水机的工作原理32.2造水系统的组成42.2.1 造水系统42.2.2 造水机的结构43. 船用造水机的常见故障分析及排除63.1故障概述及其分类63.1.1 故障的概念63.1.2 故障的分类63.1.3 故障先兆73.2造水机常见故障分析及排除94. 船用造水机的管理104.1运行管理104.1.1 给水倍率的控制104.1.2 凝水水位的控制104.1.3 真空度的控制11 4.2 实船保养措施115. 结论与展望12致谢12参 考 文 献13某型船用造水机的故障分析及排除华 再 双（浙江海洋学院 海运与港航建筑工程学院,浙江 舟山 316004）摘要 远洋运输船舶上的造水机对于运输的经济效益和航情变化的应对能力具有十分重要的意义， 船舶动力装置要消耗大量的淡水，它主要用作柴油机冷却水、锅炉给水、蓄电池用水，及船员的饮用、洗澡的生活用水。因此，淡水是船舶的主要消耗物质。一般远洋船舶都采用海水淡化装置即俗称造水机，以取得所需淡水。但一旦遇到造水机发生故障，不仅影响船员的正常生活，还会危及船舶的运输安全，因此保证造水机正常工作，提供充足的淡水就显得非常必要。 本文中对造水机常见故障的原因进行了分析，并提出了一些对策措施，对提高航运的经济性和安全性，具有一定意义。关键词 船用造水机 故障 排除 运行管理 Making a certain type of marine water machine fault analysis and troubleshootingZaishuang Hua(School of Maritime and Civil Engineering, Zhejiang Ocean University, Zhoushan Zhejiang 316004)Abstract Ocean transport ships on the generator for air transport economic benefit and mood change coping ability is of great significance, Marine power device consumes huge amounts of fresh water, it is mainly used for diesel engine cooling water, boiler feed water, water, battery and crew of drinking and bathing water. As a result, fresh water is the main consumption of ship material. Oceangoing ships are commonly used desalination device that is commonly known as the generator, in order to obtain the required fresh water. But once met generator fails, not only affect the normal life of the crew, also endangers the ship transportation safety, thus guarantee the normal work of the generator, adequate supplies of fresh water is very necessary. This article analyzes the reasons of common fault of generator, and proposes some countermeasures, for improving the thermal efficiency and safety of shipping, has a certain significance. Keywords Marine generator Trouble Remedy Operation management 某型船用造水机的故障分析及排除1. 绪论 1.1 课题研究的背景及意义远洋运输船舶上的造水机对于运输的经济效益和航情变化的应对能力具有十分重要的意义 一旦遇到造水机发生故障，不仅影响船员的正常生活，还会危及船舶的运输安全，因此保证造水机正常工作，提供充足的淡水就显得非常必要 文章对造水机常见故障的原因进行了分析，并提出了一些对策措施，对提高航运的经济性和安全性，具有重要意义。因此，系统分析船用造水机的故障及排除具有重要的意义。 1.2 船用造水机主要品牌及其使用情况目前的船舶上使用的分油机有以下几种品牌，分别是瑞典ALFA-LAVAL造水机，JWP-26-C100型真空沸腾式造水机。2. 船用造水机概述 2.1 造水机的工作原理蒸馏法真空沸腾式造水机工作原理从海水中取出淡水或去除盐分都可以达到海水淡化的目的 目前船舶上主要运用前一种方法，即从海水中直接取出淡水，核心设备是真空沸腾式海水淡化装置 根据盐分几乎不溶于低压蒸汽的原理，在高真空度的蒸发器内，利用船舶柴油机缸套冷却水的余热先加热海水并使之汽化，然后再将蒸汽冷凝，得到几乎不含盐分的蒸馏水 其优点在于: 利用主机缸套冷却水的余热，提高了船舶动力装置的经济性; 沸点不高( 蒸发温度约40) ，加热温差不大，加热器结垢较轻; 造水机中没有运动部件，使用和维护较其它设备简单如图1所示，真空沸腾式海水淡化装置主要部分是蒸馏器，采用管壳式换热器的蒸馏器下部有竖管式的蒸发器，海水泵所抽海水的一部分经过给水调节阀送入蒸发器，在竖管内自下向上流过 作为加热介质的主机缸套水从管外流过，对海水加热，竖管内的海水达到沸点后即开始汽化，流出竖管后的蒸汽从水中逸出，绕过横置在蒸发器上方的管壳式冷凝器两侧的汽水分离器，从冷凝器壳体上部的开口进入冷凝器 供冷却用的海水在冷凝器管内流过，管外的蒸汽被冷凝为淡水 冷凝水聚集在冷凝器底部，经冷凝水泵抽出送至淡水柜在蒸发器内，因部分汽化而浓缩的海水称为盐水，盐水含盐过高会使蒸汽携带的水珠含盐量增加，影响所产淡水质量，盐水由盐水泵排出船舷外 蒸馏器中海水的蒸发和蒸汽的冷凝都是在真空下进行的，真空度的建立和维持依赖于真空泵; 真空泵和盐水泵一般都采用喷射泵，工作水由造水机海水泵供给。 2.2造水系统的组成 2.2.1 造水系统 真空沸腾式造水机主要部分是蒸馏器，冷凝器、加热器、真空泵、造水机海水泵、冷凝水泵、排盐阀给水调节阀、汽水分离器等 2.2.2 造水机的结构 真空沸腾式造水机主要结构有冷凝器、加热器、真空泵、海水泵、冷凝水泵等。图2.2.2真空沸腾式海水淡化装置原理图1一蒸发器;2一汽水分离器;3一冷凝器;4一海水泵;5一凝水泵;6一排盐泵;7一真空泵;8一给水调节阀;9一加热管 图2.2.2所示为真空沸腾式海水淡化装置的原理图加热工质(热水或蒸汽)进入蒸发器1,通过加热管9将其中的海水加热,并使其沸腾汽化海水汽化所得的蒸汽经蒸发器上部的汽水分离器2除去其所携带的大部分水滴后,被引入冷凝器3,由海水泵4所供给的舷外海水冷却,使之凝结,凝水则由凝水泵5抽送至淡水舱蒸发器工作时,其中的海水因不断蒸发而浓缩,含盐量随之增高。 为了不致影响二次蒸汽的质量,需由排盐泵6将盐水不断地排出舷外(称为排盐),并由海水泵4向蒸发器内连续地补入海水,以维持其中水位的稳定蒸发器中海水的蒸发以及二次蒸汽在冷凝器中的凝结都是在真空状态下进行的,由真空泵7建立和保持在近代柴油机船上,海水淡化装置一般都使用主机缸套冷却水来作为加热工质,只有在主机停车或机动操纵而又需淡化装置工作时,才临时采用减压蒸汽某些淡水耗量较大的船舶,例如大型客轮或渔业加工船等,由于其动力装置的废热不足以满足淡化装置的需要,所以必须使用低压蒸汽作为热源至于汽轮机船,则一般都采用主机撤汽(低压级抽汽)沸腾式蒸馏装置主要由蒸发器和冷凝器等组成,海水的加热和沸腾汽化都在蒸发器内进行,而二次蒸汽的凝结则在冷凝器内完成根据蒸发器和冷凝器内工作压力的不同,沸腾式蒸馏装置可分为压力式和真空式两种现在船上一般都采用真空式蒸馏装置。采用真空式装置的原因主要有二:(l)使用低温工质作为加热热源,以利用船舶动力装置的废热例如当真空度为93%时,海水的沸点相应为38.66这样,温度一般仅为60一65左右的柴油机缸套冷却水即可被作为加热工质,从而提高了整个船舶动力装置的经济性。(2)保持较低的工作温度并将大大减轻蒸发器换热面上的结垢因此,真空式蒸馏装置尽管因蒸汽在低压下比容较大,致使装置的尺寸势必比压力式要大,管理的技术要求亦高,但仍然获得了广泛的应用。3. 船用造水机的常见故障分析及排除 3.1故障概述及其分类 3.1.1 故障的概念故障是指系统、设备或零部件丧失了规定功能的状态。“规定功能”通常只有在机械设备运行的情况下才能显示出来，倘若设备已经丧失规定的功能而设备不能开动，则故障不能显示；如果设备并未完全丧失功能，这时可以根据机械设备的物理状态、工作参数、仪器、仪表检测等方法判断即将可能发生的故障，从而在故障发生前对机械和设备进行有效的维护和修理，以保证设备安全可靠的运行。 3.1.2 故障的分类船机故障是复杂多样的。根据故障理论，系统掌握故障故障类别有助于轮机员分析、认识故障和排除故障，也可以为进行故障统计，为改进船舶机械设计、制造和维修提供可靠的依据。（1）按故障的性质可分为： 人为故障：是由于轮机员的行为过失而引起的故障。据统计，这是船舶机械设备故障的主要原因，占80%以上； 自然故障：是由于船舶机械的工作条件与周围的恶劣、设备结构与材料的缺陷、制造与安装质量的不良造成的故障。（2）按故障产生的原因可分为： 结构性的故障：是船机设备因结构设计上的缺陷、计算上的错误或选材不合适等原因导致的故障； 工艺性的故障：是由于制造、安装工艺的问题或者质量的控制、检测不严等引起的故障； 磨损性的故障：是在设计机械设备时就能预料到的正常磨损造成的故障； 管理性的故障：是由于轮机维护不良或违反操作规程等原因而造成的故障。（3）按故障对船舶营运的影响程度可分为： 船舶不停航的局部性故障：由于船舶机械产生局部故障导致设备的功能部分丧失，但不需要停航修理，可在航行中进行故障处理。 船舶需要停航的完全性故障：由于船舶机械的严重故障导致设备的功能完全丧失，必须停航争取短时间内船员通过自修采取更换备件等措施来排除的故障。（4）按故障的发生和发展（演变）过程的特点可分为： 突发性故障：由于外界的随机因素或是材料内部的潜在缺陷引起的故障，此类故障无先兆，难以预测。 渐进性故障：船舶机械在经过长时间的运转后，零部件因损伤（如磨损、腐蚀和疲劳等）的累积使其性能逐渐变坏而发生的故障。 波及性故障：由于船舶机械的某种故障引发的更大的、危险的故障。 断续性故障：船舶机械在某一段时间呈现故障状态，而在另一段时间又自行恢复功能的故障。 3.1.3 故障先兆任何故障（突发性故障除外）在发生前均会有不同形式的征兆显示。即是故障先兆。在平时管理中应注意船舶机械的性能和油、气、水等方面的情况。（1）预示船舶机械性能方面的先兆有： 功能异常，如启动困难、功率不足、转动不稳、振动加剧、自动停车等； 温度异常，如油、水温度过高，轴承温度过高等； 压力异常，如油、水等； 示功图异常等。（2）预示船舶机械油、水、气故障的先兆有： 外观反常，如分油机在运转中油、水、气等有跑、冒、滴、漏等现象； 消耗反常，运转中燃油、滑油、冷却水等的消耗量过多或过少； 气味反常； 声音异常。 3.2造水机常见故障分析及排除故障产生原因分析排除方法1.淡水含盐量过高1）盐水水位过高；给水量过大；排盐泵排量不足2）沸腾过于剧烈；真空度太高，蒸发温度过低；加热淡水流量过大3）盐度浓度太大4）冷凝器管束漏泄应保持盐水水位在水位计的视高半高处，调小给水量使其为蒸发量的34倍；检查排盐泵及其系统减少冷却海水循环量，或稍开真空破坏阀；减少加热淡水流入量加大给水倍率，保持在34重新胀管，或堵塞，或更换2.造水量下降1)真空度不足，蒸发温度升高2）加热淡水量过少3）蒸发器加热水空间有空气4）蒸发器管里结垢，管外有污垢5给水量太少，或排污量过多，被带走热量增加6）冷却水量太少，或温度过高，使二次蒸汽不能全部冷凝7）淡水管路上的回流电磁阀关闭不严参考“4.真空度不足”加大加热淡水量打开蒸发器壳体上的放气阀，泄放空气除垢和清洗调整给水量和排污量增加冷凝器冷却水量拆检电磁阀，并消除故障3.蒸发器结垢严重1）蒸发温度过高2）加热淡水温度过高（超过70）3）盐水浓度太大提高真空度至93%左右，除垢降低加热水温度，除垢加大给水量和排盐量，除垢4.真空度不足（低于90%）造成蒸发温度过高1）指示仪表失灵2）法兰、管接头或填料处泄漏，或真空度破坏阀未关严3）冷却能力不足；冷却海水温度太高或水量不足；冷凝器管外有污垢或水侧有空气，凝水水位过高4)蒸发量过大5）真空泵排量不足；工作水压过低（一般为0.35MPa）;排出背压过高（一般应小于80kPa）；喷嘴安装不当，磨损或堵塞；工作水泵壳体内积存空气，致使真空泵的水量不足校对或换新仪表查明泄漏原因并排除关小冷却海水旁通阀，使其流量增加；清洗冷凝器，放出空气；检查凝水泵，加大泵的排量开大加热淡水旁通阀，减少加热淡水量检查海水泵和滤器；全开舷旁出水阀，检查止回阀是否过紧；拆检纠正或更换喷嘴；工作水温视现场情况适当处理；排除工作水泵内空气，必要时拆检5.凝水泵不出水或排量不足1）排出阀未开或开度不足2）凝水泵排出压力过高3）轴封漏气或阻漏环磨损4）水泵转数不足5）凝水水位太低，凝水泵失吸6）凝水泵进出口管被污物堵塞开足排水阀开足排水阀，检查排出管路，使排压力降至0.2MPa以下调整或更换磨损件检查原动机转速关小排出阀，如有水位自动调节，则检查其控制系统，然后相应处理清除污物4. 船用造水机的管理 管理的保证船舶机械安全可靠运行极其重要的一环，正确有效的管理造水机，不仅可以保证造水机正常运行，还可以提高造水机的使用寿命。 4.1运行管理 4.1.1 给水倍率的控制 给水倍率一般保持在34范围内。给水倍率太低，则盐水浓度高，易结垢；给水倍率太高，则产水量降低，盐水带走的热量增加。只要给水管路的节流孔板不堵，一般通过弹簧加载阀保证给水压力在0.30.4MPa范围内，即可保持适当的给水倍率。 4.1.2 凝水水位的控制 凝水泵通常是离心泵，正常工作时，流量随凝水水位高度变化有自调能力，不用特意调节。且应定期维护保养，以保证其工作良好。造水机工作中最主要的干扰是海水温度变化，它直接影响真空度和产水量。只要真空度稳定，其他各项如冷却水加热水流量、给水量和凝水泵流量等一般无须调节。 4.1.3 真空度的控制 船用蒸馏式造水机的真空度一般在90%94%范围内，即蒸发温度在3545，真空度太低则蒸发温度上升，产水量减小，并易结垢，若太大则沸腾太剧烈，影响二次蒸汽品质，使产水含盐量增加，通过调节冷凝器的冷却水流量来控制造水机的真空度，一般使冷却水的温升控制在56，真空过大可稍开真空破坏阀。 4.2 实船保养措施（1）漏气的检查和防止：检查蒸馏装置的密封性时，应先关闭蒸馏器通外界的各阀，启动喷射泵将蒸馏器抽至93%左右的真空度，然后停止喷射泵的工作，一小时内真空度下降幅度超过10%，则装置密封性不合格。蒸馏器在正常工作时可以用烛火法或线香沿蒸馏器的结合面缓慢移动时，如发现烛火或香烟向内吸动，表明该处漏气。通常最容易漏气的地方是凝水泵轴封和阀杆填料处。对于填料箱等处的泄漏可使用加大压紧度或增加填料的方法消除，固定部件结合处的泄漏可以采用密封胶、油漆等方法消除，有些漏缝可以先塞上填充物，再在外面涂上环氧树脂、沥青等来解决。（2）漏水的检查和防止：漏水现象一般在冷凝器中发生，冷凝器发生漏水后，海水将漏入淡水空间直接影响淡水质量，也是造成淡水质量盐度升高的主要原因之一。检查冷凝器是否漏水可先关闭主机缸套水的进出口阀，关闭凝水泵出口阀，不过要继续向冷凝器供给冷却水，如凝水水位逐渐升高则表明冷凝器漏水，可以通过短时间启动凝水泵用盐度计检验。（3）造水机使用久了产水量会减少，应及时对换热器进行清洗除垢。拆下蒸发器或冷凝器的换热板，放入足够大的容器内，用专用的化学剂与淡水按一定比例混合成的溶液浸泡。然后用软刷和不高于50 的温水刷洗即可。清洗好换热板后，按正确的顺序装复，盖板上紧后，换热器厚度应符合要求或与拆前一样，蒸发器和冷凝器装复后，分别打开加热热水和冷却海水的进、出口阀，启动主机缸套水泵和海水泵，检验是否泄漏，确信不漏后再装好前盖。在换热器保养的同时，应检查防腐锌板的腐蚀情况，耗损过半要换新。（4）每月试验一次盐度计报警设备：传感器电极每月应拆出清洗一次，以免 黏附污垢使所测电阻值不准。清洁时应在热淡水中用软布擦洗，勿用硬物刮刷，以免损坏电极表面的铂铑镀层。定期维护装置所用的水泵、喷射泵。5. 结论与展望综上所述，对于船舶的运营，海水淡化装置起到了不可缺少的作用，不管是在人员还是装置上，但是现在我国大部分船用海水淡化装置还远远达不到国际规定的健康饮用水的标准。若想在船舶发展的道路上，更好的发展，就必须明确营运主体、把以人为主等问题找到