9000KW救援拖輪，名牌9L32主機(jī)2臺(tái)，單機(jī)功率4500KW，可變螺距螺旋槳由離合器和齒輪箱驅(qū)動(dòng)，軸帶發(fā)電機(jī)(1700KW，一臺(tái)外部消防泵(排量1753m3/h）。目前，該局已投入使用9艘拖輪，6艘正在建設(shè)中。
   1 9000KW救援拖輪主機(jī)冷卻水系統(tǒng)
   這種救援拖輪，機(jī)艙冷卻水為集中冷卻系統(tǒng)，兩個(gè)板式中央冷卻器，包括低溫冷卻水回路和高溫冷卻水回路。系統(tǒng)原理見圖1。

圖1 主機(jī)冷卻水系統(tǒng)原理圖

   高溫水、兩臺(tái)高溫淡水泵供水、冷卻主缸套、缸動(dòng)泵備用，圖中顯示一臺(tái)）供水、冷卻主缸套、缸頭噴油器、進(jìn)排氣閥座等部件，回水由高溫水溫調(diào)節(jié)三通閥（以下簡(jiǎn)稱溫度控制閥）自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入中央冷卻器和帶式高溫水泵的水量，使回水溫度保持在設(shè)定值（93℃，98℃高溫報(bào)警)還配備了缸套水加熱裝置(泵和電加熱器)，以保持主機(jī)完成時(shí)的高溫淡水溫度。
   低溫水，兩臺(tái)低溫淡水泵（一臺(tái)主泵，一臺(tái)電動(dòng)泵備用，圖中顯示一臺(tái)）供水，冷卻主機(jī)增壓空氣和潤(rùn)滑油，低溫水溫控制閥自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入中央冷卻器和低溫水泵的水量，使回水溫度保持在設(shè)定值（42℃，45℃高溫報(bào)警)。
   高溫水的溫控閥機(jī)構(gòu)不同于低溫閥。以下只討論低溫水溫控制閥。
   溫控閥主要由殼體、控制活塞、控制缸套、感溫元件和彈簧組成，見圖2。

1.堵頭螺栓；2.止動(dòng)擋圈；3.鋼墊；4.彈簧；5.控制缸套；6.控制活塞；7.溫包架；
8.感溫元件；9.止動(dòng)擋圈；10.導(dǎo)銷；11.端蓋；12.螺栓；13.調(diào)節(jié)螺栓；14.固定擋銷；
圖2 低溫水溫控閥結(jié)構(gòu)示意圖

   (1)殼體和控制缸套
   殼體，中心園孔，容納控制缸套和活塞。
   殼體和控制缸套，孔壁分為中、左、右三個(gè)通道，中間通道連接滑油冷卻器冷卻水，左通道通向中央冷卻器，右通道通向低溫水泵吸口。
   沿中心線，左端蓋配有調(diào)節(jié)活塞移動(dòng)的彈簧裝置(2、3、4)；右端蓋配有應(yīng)急手動(dòng)調(diào)節(jié)水溫的調(diào)節(jié)螺栓13，通過導(dǎo)銷10和止動(dòng)擋圈9作用于感溫元件8。
   右端蓋內(nèi)側(cè)設(shè)有不銹鋼固定擋銷14，限制活塞在缸套內(nèi)旋轉(zhuǎn)小于80°。
   (2)由外緣面、支撐架和中心套管組成的控制活塞:
   外緣分為中、左、右三段，中段為空，左、右兩段為圓筒，圓筒截面凹形，左右突緣與控制缸套接觸密封形成滑閥。
   十字支架將控制活塞的外緣與中心套管集成。
   中心套管也是一個(gè)溫度包裝框架。左端作為彈簧座，安裝了調(diào)節(jié)活塞移動(dòng)的彈簧。右端支撐溫度包8，感受滑油冷卻器的冷卻水溫度。
   動(dòng)作原理:
   冷卻水溫度低于設(shè)定值，溫度包裝冷縮。殼體左端的彈簧裝置推動(dòng)整個(gè)控制活塞向右移動(dòng)，控制活塞左滑閥關(guān)閉通往中央冷卻器的水道，控制活塞右滑閥打開通往低溫水泵吸口的水道，提高冷卻水溫度；
   冷卻水溫度高于設(shè)定值，溫度包裝熱上升，克服殼體左端的彈簧力，推動(dòng)整個(gè)控制活塞向右移動(dòng)，控制活塞左滑閥向中央冷卻器開放，控制活塞右滑閥關(guān)閉通往低溫水泵吸口的水道，降低冷卻水溫度。
   2 故障介紹
   北海救援局已投入使用的三艘9萬(wàn)艘船KW2008年9月，救援拖輪、北海救援111輪、北海救援112輪主機(jī)低溫水溫控制閥出現(xiàn)故障，2009年8月和12月31日，北海救援113輪主機(jī)低溫水溫控制閥連續(xù)兩次出現(xiàn)故障。
   溫控閥多次出現(xiàn)故障，主要有：
   固定擋銷14脫落或根部斷裂(見圖3)；

圖3 擋銷斷裂

   控制活塞和控制缸套的表面磨損，間隙變大，無(wú)法控制水流；
   控制活塞與控制缸套配合表面偏磨，控制活塞運(yùn)動(dòng)受阻，行程不足甚至卡死(多發(fā)生在冷車向熱車過渡階段，見圖4)。

圖4 殼體與活塞咬死

   主機(jī)低溫水溫控制閥故障直接導(dǎo)致空氣冷卻器和滑油冷卻器的冷卻效果下降，增壓空氣溫度升高，排氣溫度升高，滑油溫度升高。主機(jī)只能在低負(fù)荷下運(yùn)行，嚴(yán)重影響船舶的救援任務(wù)。
   3 故障原因分析
   針對(duì)此故障，設(shè)備供應(yīng)商提供的解決方案是更新?lián)p壞的活塞、缸套、溫袋等，不能完全消除故障。
   從故障現(xiàn)象可以看出，溫控閥的故障與固定擋銷的松動(dòng)或斷裂直接相關(guān)，包括：
   (1)水流沖擊控制活塞旋轉(zhuǎn)
   控制活塞水平運(yùn)動(dòng)范圍小，控制缸套速度低，水潤(rùn)滑大，磨損小。控制活塞的旋轉(zhuǎn)和斷裂，表明水沖擊控制活塞的力很大。
   活塞卡死控制多發(fā)生在冷車向熱車過渡階段，也是由于水溫變化大，活塞移動(dòng)控制頻繁，冷卻水流大。
   （2）固定擋銷強(qiáng)度不足
   固定檔銷，直徑只有8mm，強(qiáng)度不足。
   固定檔銷可限制活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，但活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍仍接近90°。固定檔銷一旦斷裂，控制活塞的旋轉(zhuǎn)不受限制，旋轉(zhuǎn)速度更高，控制活塞與控制缸套的配合面會(huì)嚴(yán)重磨損。
   4 改進(jìn)措施
   從故障原因分析可以看出，消除故障的最佳方法是避免水流沖擊控制活塞，但溫度控制閥結(jié)構(gòu)難以改變，主機(jī)負(fù)荷變化引起的水流變化無(wú)法控制，只能盡量減少活塞旋轉(zhuǎn)的控制。
   方法是將固定擋銷的直徑加粗到10mm，并在原固定擋銷的軸對(duì)稱位置增加一個(gè)固定擋銷(見圖5和圖6)個(gè)擋銷限制活塞只能在很小的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而降低其沖擊力。

圖5 改進(jìn)后的端蓋配兩個(gè)粗擋銷

圖6 固定擋銷位置示意圖

   這樣，控制活塞主要是橫向移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)角度很小，減少了控制活塞和控制缸套的磨損，避免堵塞。
   5 總結(jié)
   低溫冷卻水溫度控制閥簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，減小了尺寸，布局合理，但未能處理主要部件的材料選擇和流體特性計(jì)算，導(dǎo)致頻繁故障。通過上述改進(jìn)，本局上述三艘船為9萬(wàn)艘KW救助拖輪的WARTSILA9L32主機(jī)低溫水溫控閥故障率大大降低，但日常使用和管理應(yīng)注意一些細(xì)節(jié)，包括：
   控制中央冷卻淡水水質(zhì)，避免雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)，膨脹水箱定期殘留，定期檢測(cè)，及時(shí)用藥。
   冷車啟動(dòng)后，主機(jī)緩慢加速，確保設(shè)備各部件溫度均勻緩慢上升。
   避免主機(jī)負(fù)荷急劇變化，防止溫控閥內(nèi)淡水流向/流量急劇變化，損壞溫控閥零件。