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1、毕业设计（论文）船舶制冷故障分析的最优化方案研究专 业： 轮机工程技术 姓 名： xxx 学 号： xxx 指导老师： xxx 职 称： xxx 哈尔滨工程大学继续教育学院xx年xx月xx 日一、 指导教师对学生的评语及答辩推荐意见指导教师（签名） 年 月 日二、 答辩委员会评语及成绩 答辩小组教师签字：答辩委员会主任（签名） 年 月 日摘要 船舶上的制冷系统出现故障是很常见的现象，当船舶制冷系统出现故障时，我们应该通过理论和实践的结合先对故障进行分析，然后做出判断，再通过快速有效的方法达到尽快解决故障问题的目的。本文对船舶制冷系统的原理和结构进行了介绍，对船舶制冷设备经常出现的几种典型机械故
2、障如:冰塞、液击、制冷压缩机启停频繁等进行了理论和实践两个方面的分析。通过分析总结并缩小故障的范围，进一步确定出故障的根源，从而达到排除故障的目的。本文通过总结制冷故障的解决措施从而列出了一套在船上遇到故障并能快速排除故障的最优化方案。关键词：船舶，制冷系统；压缩机；制冷剂 Abstract：The ship refrigeration system failure is a very common phenomenon, When the ship refrigeration system malfunction, we should through the combination of t
3、heory and practice, first to failure analysis, then make a judgment, again through the rapid and effective method to solve the problem as soon as possible the purpose. In this article, the ship of cooling system principle and structure were introduced, and the ship refrigeration equipment often appe
4、ar of several typical mechanical fault such as: ice jam, liquid strike, refrigeration compressor rev. Stop frequent, both theoretical and practical aspects of the analysis. Through the analysis of the narrow the scope of the fault and, further to determine the root cause of the fault, so as to achie
5、ve the purpose of the faults. This article summarizes the fault of refrigeration solutions to list a fault in the ship meet and quickly remove the faults of the optimization scheme. Key words：Marine engine；Refrigeration system；Compressor；Refrigerant目 录绪论11 船舶制冷21.1 船舶制冷的基本原理21.2 船舶制冷的主要元器件21.2.1 制冷压
6、缩机21.2.2 冷凝器31.2.3 热力膨胀阀31.2.4 蒸发器41.3 船舶制冷剂的介绍41.3.1 制冷剂的种类41.3.2 对制冷剂的要求52 船舶制冷的几种典型故障62.1 冰塞62.1.1 冰塞形成的原因62.1.2 冰塞的特征62.2 液击62.2.1 造成液击的原因72.2.2 液击的现象72.3 压缩机启停频繁72.3.1 压缩机启停频繁的原因及其特征73 针对船舶制冷故障做出理论分析93.1 冰塞的理论分析93.2 液击的理论分析103.3 压缩机启停频繁的理论分析114 结合实践经验做出实践分析134.1 冰塞的实际处理134.2 液击实践当中的分析144.3 压缩机启
7、停频繁的实际操作处理145 根据分析做出最优化方案155.1 综合理论和实践的分析155.1.1 冰塞155.1.2 液击155.1.3 制冷压缩机启停频繁155.2 列出最优化方案15结论17致谢18参考文献19绪论制冷是指使某一物体或某一空间温度低于周围环境温度，并维持这一温度的过程。“制冷”包括从低温物体或空间带走热量和隔热保温两个方面的功能。制冷的途径通常有两种:一是利用天然冷源，如天然冰和地下水，此方法受到时间和地区等条件限制，具有很大的局限性；另一种是人工制冷。在船舶上大多数都是采用人工制冷，从而达到保鲜食品和货物的目的。人工制冷也叫机械制冷，是通过借助于一些专门的机械设备做功而达
8、到制冷的目的。这些设备通常是由压缩机、热交换设备、节流和蒸发元件等组成，在这些机械制冷装置中，经常会因为一些摩擦磨损、环境介质或者管理保养不当等问题引起一些机械故障。本文针对这些机械制冷设备当中出现的一些故障，对其做出简单的理论和实践方面的分析，通过论述和总结做出对船舶制冷故障分析的最优化方案。 1 船舶制冷1.1 船舶制冷的基本原理 船舶制冷装置中最常用的就是蒸气压缩式制冷（简称为压缩制冷），其原理如下图1.1所示。它是选择沸点很低的液体作为制冷剂，经膨胀阀（即节流阀）节流进入蒸发器的盘管中，在较低的蒸发压力下吸热汽化，从而实现制冷。为了在蒸发器中维持低压，需用压缩机将其中制冷剂蒸气不断地抽
9、出，压送到冷凝器中去。冷凝器中的冷凝压力及相应的冷凝温度较高，这样就可以利用环境介质（舷外水或空气）使制冷剂蒸气冷却、冷凝而重新液化，然后再经膨胀阀节流后送入蒸发器汽化吸热，从而不断地吸热，达到连续制冷的目的。图1.1船舶制冷原理示意图1.2 船舶制冷的主要元器件船舶制冷的元器件主要包括压缩机、冷凝器、热力膨胀阀、蒸发器等，但是除了这些以外还包括许多辅助设备和自动控制元件。例如：油分离器，一般装在压缩机排出端，用来分离排出气体带出来的滑油。贮液器，它是装在冷凝器后用来储存液态制冷剂的容器。干燥过滤器，用来给系统干燥的。液流指示镜，装在液管上用来观察流体稳定的情况等。1.2.1 制冷压缩机制冷压
10、缩机是制冷装置中最关键的“主机”，对装置的制冷量、性能系数和使用寿命有决定性的影响。制冷压缩机有活塞式、回转式、离心式等类型，回转式压缩机包括螺杆式、涡轮式滚动转子等多种。活塞式制冷压缩机使用最广泛，其制造、管理和维修的经验都比较成熟。因其流量受转速限制，只能在Q0小于200kW的中、小制冷量的范围，是船舶制冷装置采用的主要机型。螺杆式压缩机转速较高，输气量较大，过去适用于制冷量Q0在1501500kW，在船上主要用于冷藏舱制冷装置，近年来经不断改进Q0已可达到50kW以下。其价格虽然比活塞式高，性能系数一般也比活塞的低，但是单位制冷量的尺寸较小，重量较轻，易损件少，工作寿命长，维护简单，故在
11、一些大型船舶的空调装置中已取代活塞式压缩机。在船上的这些制冷压缩机还有一些外部特征，并且能通过这些外部特征而判断压缩机的故障和存在的问题： 1)声音：正常工作的压缩机，它的进排气阀会发出清晰又有规律的“噗噗”声。如果发现有特别的声音(以“液击”声为多)应该立刻检查冷却水量或冷剂量。 2)温度：用手贴在排气侧缸头上有温热的感觉，手贴在吸气侧的缸头上有冷的感觉，这样才算正常，另外缸头不能有结冰的现象等。 3)润滑油：运转中的压缩机滑油油位不应高于视油镜中间位置，如果超过了不仅进入系统的油量增多还可能影响其制冷的能力，甚至造成压缩机“油击”。 1.2.2 冷凝器 冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸
12、收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。它的功用是将压缩机排出的气态制冷剂冷凝成液态的，供系统循环使用。船舶冷凝器设备大都是采用卧式的壳管式，它上面包括一些重要的元器件例如：安全阀、放气阀、平衡管、水室放气旋塞和放水旋塞等。关于冷凝器还有一个重要的参数需要调节，那就是冷却水量调整，在没有冷却水量自动调节阀时，人工调节冷却水量是一项重要的日常工作。航行于南北航区的船舶更应及时地根据海水温度变化和排出压力变化而调节海水量，否则将严重地影响装置的工作。特别是在冬季易发生“液击”。1.2.3 热力膨胀阀热力膨胀阀工作原理：热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器
13、的制冷剂流量。按照平衡方式不同，热力膨胀阀分为外平衡式和内平衡式。在工业冷却设备中，一般采用外平衡式热力膨胀阀。热力膨胀阀由感应机构、执行机构、调整机构和阀体组成。感应机构中充注氟利昂工质，感温包设置在蒸发器出口处，其出口处温度与蒸发温度之间存在温差，通常称为过热度。感温包感受到蒸发器出口温度后，使整个感应系统处于对应的饱和压力Pb。该压力将通过膜片传给顶杆直到阀芯。在压力腔上部的膜片仅有Pb存在，膜片的下方有调整弹簧的弹簧力Pt和蒸发压力P0，三者处于平衡时有Pb=Pt+Po 。当蒸发器热负荷增大时，出口过热度偏高，Pb增大，PbPt+Po，合力使顶杆、阀芯下移，热力膨胀阀开启增大，制冷剂流
14、量按比例增加。反之热力膨胀阀开启变小，制冷剂流量按比例减小；因此制冷设备是由热力膨胀阀通过控制过热度实现制冷系统的自我调整。热力膨胀阀是制冷系统中主要部件之一,它装在紧靠蒸发器入口处,其感温包是包扎在蒸发器出口末端。高压液体流经阀孔进入蒸发器时呈喷射状态,在低压蒸发管内扩散从蒸发器周围吸热。如果氟利昂液体不断地进入蒸发器,蒸发器就不断地从周围吸热,就会使周围温度逐渐下降。膨胀阀由阀体、气热式膨胀盖感应机构、阀座、阀针、调节杆、弹簧、顶针等组成。其感应机构内充有氟利昂液体或充填活性炭和其他气体,当感温包受温度升高影响时,包内液体(或气体)受热膨胀,感应机构的压力大于弹簧的压力将顶针压下顶开阀针,阀孔开启；反之包里液体受温度降低影响时,压力减少,弹簧的压力大于感应机构的压力,将阀针向上移,阀孔关小甚至关闭。1.2.4 蒸发器蒸发器就是一盘粗一点的盘管，低温液态制冷剂进入蒸发器盘管流动时，通过管壁吸收盘管周围介质（空气或水）的热量沸腾汽化（蒸发），使盘管周围的介质温度降低或保
