船舶机械设备液击现象的分析

船舶机械设备液击现象的分析 2008年3月 第4卷第1期 浙江国际海运职业技术学院 JOURNALOFZHF_2『IANGINTERNATIONALMAPdTIMECOU正GE Mat.2o08 Vo1.4No.1 船舶机械设备液击现象的分析 黄华 (浙江国际海运职业技术学院,浙江舟山316021) 摘要:文章分析了船舶主要机械设备产生液击的原因,介绍了在管理中为防止或减少液击发生的一些预 防措施及对策. 关键词:液击;船舶机械设备;对策 中图分类号:U664文献标识码:A AnalysisofLiquidStrikePhenomenonHappened toShipMachinery HUANGHua (ZhejiangInternationalMaritimeCollege,Zhoushan316021,China) Abstract:Thispaperanalyzesthephenomenonof"liquidstrike"happenedtoshipmachinery andintroduces therelevantprecautionsandcountermeasurestopreventorreducetheliquidstrikeinmanage ment. Keywords:liquidstrike;shipmachinery;countermeasures 船舶机械设备,无论是主要动力设备如船舶主机, 还是船舶其他辅助机械设备都可能出现液击,而且出 现的机会较多.船舶机械设备一旦发生液击,轻者使 设备工作性能发生改变,重者发生机毁人伤的事故. 所以在使用机械设备的时候,应该熟悉哪些设备易发 生液击,并且掌握一些预防措施及对策. 1船舶主机 液击对船舶主机——柴油机造成的危害是巨大 的,轻者造成缸头,排气阀,缸套,活塞和缸头螺栓等 部件的损坏.严重的会造成曲轴缸套的滑移,甚至造 成整台柴油机的瘫痪【1. 1.1原因分析 船舶柴油机的液击故障通常是由冷却水漏入燃 烧室造成的.船用柴油机通常用冷水,所以当柴油机 燃烧室部件破损漏水时,冷却水将会漏入燃烧室,靠近 作者简介:黄华(1982一),男,江西人,助教. 缸头启动阀部位尤为严重.由于液体的不可压缩性, 进入气缸的水受到运动部件的挤压,冲击时,不仅给 燃烧部件造成巨大的撞击力,而且液体的反作用力通 过活塞,连杆作用在曲轴上. 1.2预防措施及对策 在实际工作中.为了防止柴油机产生液击,在日 常管理中应做到以下几点: (1)记录膨胀水箱的水位,发现膨胀水箱的水位 下降较快,则一定要判明水漏到什么地方去了,尤其 在主机经过吊缸等检修后. (2)注意缸套水系统气水分离器的报警,淡水压 力表的波动,都有可能是某个气缸的燃烧室部件破损 或增压器冷却水腔漏水. (3)主机停泊开航,备车时一定要检查扫气箱的放 残管,假如放残管中有水流出就一定要查明水的来源. 2008年第1期黄华:船舶机械设备液击现象的分析13 (4)柴油机的运行中,如果发生燃烧室部件破损 漏水,一定要能及时地发现. 2其他往复运动设备 船舶上还有其他往复运动设备如活塞式空压机, 活塞式制冷压缩机等都易起液击['2131.其产生液击的 原因与柴油机相似,预防措施及对策主要是防止液体 进人气缸 2.1活塞式空压机 现在船舶大多数是以柴油机为动力,其启动换向 都要求有足量的压缩空气,否则很容易出现海事事故, 因此保证空压机的正常运行对船舶安全十分关键.在 空压机的常见故障中,液击也是常见故障之一,应该 得以重视. 2.1.1原因分析 活塞式空压机发生液击的常见原因也是冷却水 泄漏人气缸,或过多滑油积聚在活塞顶部.冷却水泄 露而发生液击主要发生在以下几个部位.第一,为汽 缸漏水,经常发生在第一级气缸密封垫处;第二,为中 间冷却器,当冷却水进人气道,这就会使得第二级缸 带水作业,可能引起液击.对于滑油积聚过多主要是 因为过多的润滑油在空压机气缸直线余隙容积不足 的情况下注人气缸[21. 2.1.2预防措施及对策 (1)平常应时常注意水冷式空压机冷却水的情况, 察看压力表有无跳动和冷却水里有无气泡冲出.尤 其要注意气缸底与密封填料室由于不密封水漏人汽 缸,当液体积存很多时,在启动开车后会产生液击. (2)注意活塞式空压机汽缸润滑油给油情况,滑 油量不允许太多或发生滴漏,并且在维修过后不忘空 压机余隙高度的测量. (3)万一发生液击后,不能简单的进行损坏部件 的维修,还要查找原因,找到引起液击的故障的根源, 否则液击还会再次发生. 2.2活塞式制冷压缩机 液击是制冷系统的常见故障之一,其危害性较大,而 且引发制冷系统产生液击的原因较多.所以在制冷系统 发生液击时,要认真找出产生液击的原因并予以消除. 2.2.1原因分析 制冷压缩机产生液击的主要原因是液体进人汽 缸,造成活塞对液体的强挤压,致使阀件,缸头,曲柄 连杆造成重大损坏. 能引起制冷压缩机液击的液体不外乎如下几种 来源:?回液,即从蒸发器中流回压缩机的液态制冷 剂或滑油;?"奔油"现象发生时的滑油泡沫;?压缩 机内的滑油太多. 其具体原因如下[31: (1)可能造成制冷压缩机回液的原因:?热力膨 胀阀选型和使用不当引起的关,如热力膨胀阀选形型 过大,过热度调的太小,感温包错接等原因造成在制 冷压缩机吸人液态制冷剂而液击;(制冷剂充注过 多,蒸发器结霜严重或风扇故障时使传热变差,未蒸 发的液体会引起回液:?在热气除霜循环的开始或结 束时,各阀件开关不是很合理,都容易发生回液. (2)因"奔油"现象发生液击是指,制冷剂在长期 停车或在寒冷天气时,会发生向曲柄箱迁移,溶入曲 柄箱的冷冻机油中;突然起动时,由于在压力突然降 低,致使制冷剂突然沸腾,并引起润滑油的起泡现象. 起泡的滑油会和制冷剂一起进人制冷压缩机引起液 击,严重时还会使曲柄箱油泵建立不起油压,引起油 压保护器动作. (3)压缩机内的润滑油太多,会引起高速旋转的 曲轴和连杆大头就可能频繁撞击油面,引起润滑油大 量飞溅.飞溅的润滑油一旦窜人进气道,带人气缸,就 可能引起液击. 2.2_2预防措施及对策 (1)对制冷系统管理要得当,不要人为的造成制 冷剂回液而产生液击,如热气除霜结束时,最后应该 开的阀是回气阀,并且要尽量慢:而对于回液较难避 免的制冷系统,应安装气液分离器和采用抽空停机控 制,以便有效阻止或降低回液的危害. (2)对于制冷压缩机长期停车而重新启动时,可采 用点动,有滑油加热器的可先加热滑油,以减少因"奔 油"现象而发生液击;对于较大系统,停机前让压缩机 抽干蒸发器中液态制冷剂(即采用停机抽空的工作方 式),可以从根本上避免制冷剂迁移.而回气管路上安装 气液分离器,可以增加制冷剂迁移的阻力,降低迁移量. (3)大型制冷系统安装调试时,往往需要适当补 允润滑油.但对于回油不好的系统,要认真寻找影响 回油的根源,一味地补充润滑油是危险的.即使暂时 油位不高,也要注意润滑油突然大量返回时(如化霜 后)可以造成的危险. 3液压设备 在液压系统中,液压冲击现象是一大问题.液压 冲击不仅会影响液压系统的性能稳定,还会伴随震 动和噪音,甚至造成液压元件,管路的破裂,降低设 备的使用寿命. 3.1原因分析 在液压系统中,为了使得整个装置完成操作者的 各项指令,需要整个液压系统不停的变换液流方向和 改变油压.当突然关闭或开启液流通道时,在通道内 14黄华:船舶机械设备液击现象的分析2008年第1期 液体压力会发生急剧交替升降的波动,并且液体中的 瞬时峰值压力往往比正常工作压力高好几倍,因而会 使得密封装置,管道和液压元件的损坏,引起震动和 噪声;有时还会使得某些压力控制元件产生误动作, 造成事故. 3.2预防措施及对策 根据液压系统产生液压冲击的原因知,减轻液压 冲击的主要措施是在设计和使用方面考虑. (1)适当增大管径,使液流速度限制在推荐的流 速范围内,并应尽量缩短管路长度,减少管路弯曲. (2)改进液压设备的结构,使得液流在运动过程 中运动状态和压力参数逐渐改变.如为减缓液动换 向阀运动状态的改变,减小换向冲击,可在换向阀两 端的控制油路中装设可调单向节流阀.如图1,在使 用中适当调节节流阀的开度,就可很好的减少换向阀 的液压冲击. P A .'T L上J 图1电液换向阀的职能符合图 又如在叶片泵中.常在配油盘密封区的排出口叶 片转来端设三角形卸荷槽.让工作空间从封油区逐渐 进入排出区时,使其逐渐与排油口相通,避免压力急 增,造成液体冲击和噪音. (3)在换向阀前设置蓄能器,以减小压力冲击波 传播的距离,同时蓄能器又能吸收冲击压力.蓄能器 应垂直安装,使油口在下方.气体部分在上方. (4)采用灵敏,响应较快的液压元件.如当液压系 统中压力升高时,溢流阀能及时迅速的打开,或在在 液压系统中设置安全阀,以减小压力峰值. (5)正确设计有关阀口的形状,使运动部件在制 动时速度的变化比较缓慢,一致. (6)采用橡胶软管吸收液压冲击能. (7)采取措施适当延长制动时间. 4离心泵 离心泵产生液击.也就是"汽蚀",起初会在离心 泵壁面出现麻点.继而变成蜂窝状.严重时壁面会在 短期内被击空.在出现汽蚀的同时,一般还伴有汽泡 破裂的噼啪,轰鸣声和振动等.由于还有一部分没有 破裂的汽泡随水流出水泵,导致泵的流量减小,扬程, 效率下降,甚至中断供水. 4.1原因分析 离心泵,必须保持液体不汽化,才能正常工作.这 就要求保证吸入压力高于所输送液体当时温度对 应的饱和压力P. 在水泵进口处,由于吸水所形成的真空,以及叶 轮高速旋转而使该处压力很低,从而为水的汽化提供 了条件.当压力降低到水的汽化压力时.形成大量水 蒸汽汽泡,随未汽化的水流入叶轮内部高压区,汽泡 在高压作用下,在极短的时间内破裂,并重新凝结成 水,汽泡周围的水迅速向破裂汽泡的中心集中而产生 很大的冲击力. 这种冲击力作用在水泵的壁上,从而形成了对水 泵的"汽蚀",也就是液击圈. 4.2预防措施及对策 (1)提高装置的有效汽蚀余量?h.尽可能减小 吸入管路的阻力,如平常勤洗离心泵吸入滤器,保证 吸入阀开足,防止流量超过额定值,并注意输送液体 时吸高,液体温度变化对泵输送性能的影响. (2)设法减少泵的必需汽蚀余量Ah.在设计时 改变叶轮入口的几何形状.例如加大叶轮进口直径和 叶片进口边的高度,增大叶轮前盖板转弯处的曲率半 径,采用扭曲叶片或双吸叶轮,或在泵进口设诱导轮. (3)提高叶轮抗汽蚀材料.采用强度和硬度高,韧 性和化学稳定性好的抗汽蚀材料制造叶轮.提高通流 表面的光洁度. 对泵在运行中发生汽蚀现象,此时吸入真空度大 于允许吸入真空度,噪声和振动大,扬程和流量低,可 采取关小排出阀或降低转速以降低流量.或降低吸入 水的温度等措施[61. 5换热器 换热器产生"液击"的原因是大多数加热器安装 方式不合理.加热器管束竖直安装时.蒸汽由上至下 穿过管束的过程中,必然会有大量蒸汽冷凝成水,由于 管中水的流速远远小于蒸汽流速,蒸汽以极高的流速 冲击冷凝水,产生"液击"现象,造成管束振裂. 把换热器旋转90.即管束横置,冷凝水会很快沉 到管的下部,蒸汽从管上部通过,避免了冷凝水受冲 击,"液击"现象消失. 对于减轻换热器所产生的液击,还应在使用时注 意暖管和放凝水.减少蒸汽遇冷变为凝水;并且开关 阀门尽量缓慢,减轻蒸汽撞击凝水冲击管路的力度.此 类情况.在锅炉供汽和油舱加热方面表现的尤为突出. (下转第24页) 24邵学珍:基于可持续发展的海岛生态旅游研究2008年第1期 生态旅游企业的开发经营过程中,尽量采取对环境影 响最小的方式,实现绿色经营. (三)建立生态旅游从业人员的培训体系 第一,管理人员的培训.管理人员包括景区环境 管理的主管部门工作人员以及生态旅游企业的高层 管理人员. 第二,一般工作人员的培训.一般工作人员应主 要坚持就地转化的原则,增加海岛社区居民的就业机 会.对他们进行生态旅游区的规范要求和生态旅游 企业的操作规范培训.同时,可以考虑逐步实行生态 旅游导游资格认证制度. 第三,对当地社区普通群众的环保知识教育.运 用宣传教育栏,广播,电视等形式,把生态旅游环境保 护的观念和当地的文化,风俗等结合起来宣传,便于 当地居民接受. (四)加强游客管理 首先,根据景区内环境承载力的状况,利用门票 等经济手段和线路设计,分区规划等技术手段对游客 进行引导,使其在时空上合理布局,以达到不破坏景 区内生态系统的目的[91. 其次,旅游之前就应明确告诉旅游者应遵守的规 范.借助景区的宣传栏,宣传画,演播厅,书籍,手册指 南以及导游解说系统对旅游者进行环境教育. 再次,生态景区内建立一定的法律,法规,制度, 对旅游者的行为进行约束,避免对环境造成不良影 响.如美国旅行社协会(ASTA)提供的生态旅游者十 条"道德 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ",使旅游者以对自然负责的态度进行旅 游活动. 四,结语 在传统大众旅游发展与自然环境及传统文化包 含的矛盾冲突日益为人们关注的今天,发展海岛生态 旅游有重要的现实意义.海岛生态旅游需要通过合 理规划,完善制度,加强管理等一系列有效措施,寻求 社会文化,生态环境:经济利益协调发展的平衡点,实 现人与海岛的和谐相处,才能真正实现可持续发展. 参考文献: [1】毕凤祥.生态旅游与旅游业可持续发展[C】.北京: 社会科学文献出版社,2004. [2】张广瑞.生态旅游的理论与实践[C】.北京:社会科 学文献出版社.20o4. [3】李平.海洋旅游可持续发展战略研究[J].海洋开发 与管理,2000(3):7一l1. [4】李隆华,俞树彪等.海洋旅游学导论[M】.杭州:浙 江大学出版社,20o5. [5】伍鹏.我国海岛旅游开发模式创新研究——以舟 山群岛为例[J].渔业经济研究,2007(2):10—17. [6】香港旅游发展研究院.舟山市海洋旅游产业发展总 体规划文本[EB/OLI.http'J/www.zstour~ov.cn/zhengwu/ %DDB%C9%BD%D7%DO%B9%E6%B3%F5% B8%E5%CE%C4%B1%BE.doc.20o7__4_12. [7】张文萍.长岛县旅游可持续发展研究[D】.青岛:青 岛大学,20o5. [8】林宝民.厦门海滨生态旅游开发[D】.福州:福建师 范大学.20o5. [9】马聪玲.我国生态旅游发展的道路选择[C】.北京: 社会科学文献出版社.2004. (上接第14页) 6结束语 液击是船舶机械设备经常发生的故障.发生液 击,表明系统或使用方法一定存在问题,需要加以纠 正与注意.认真分析系统的设计原理,不难找到引起 液击的根源.不从根本上防止液击,而简单的维修, 只能使液击再次发生. 参考文献: 【11沈泉舟.柴油机液击的预防航海技术,1996(5):69. [2】盛强.活塞式空压机冷却水泄漏问题分析[J].中国 设备工程,2005(5):34. [3】颜明西.活塞式制冷压缩机产生液击的原因分析【J】. 桂林航天工业高等专科学校,2006(1):27-29. [4】王金祥.船舶辅机液击的原因与消除[J].航海技 术,2007(5):58—60. [5】孙占荣,许秋艳.水泵"汽蚀"的原因和防治[J].农 机使用与维修,2004(5). [6】费千.船舶辅机[M】.大连:大连海事大学出版社. 20o7. 【7】马天祥.换热器"液击"的原因[J】.设备管理与维 修,2004(4).