9000KW救助拖輪，某著名品牌9L32主機兩臺，單機功率4500KW，均通過離合器和齒輪箱驅動可變螺距螺旋槳，并帶動軸帶發電機一臺(1700KW，供艏、艉側推及拖纜機使用)和對外消防泵一臺(排量1753m3/h)。本局目前已有9艘該型拖輪投入使用，6艘在建。

1、9000KW救助拖輪主機冷卻水系統

　　該型救助拖輪，機艙冷卻水采用是集中式冷卻系統，兩臺板式中央冷卻器，有低溫冷卻水回路和高溫冷卻水回路，系統原理見圖1。

圖1 主機冷卻水系統原理圖

　　高溫水，兩臺高溫淡水泵(一臺機帶泵主用，一臺電動泵備用，圖中顯示一臺)供水，冷卻主機缸套、缸頭噴油器和進、排氣閥座等部件，回水由高溫水溫度調節三通閥(以下簡稱溫控閥)自動調節進入中央冷卻器和機帶高溫水泵兩路的水量，使回水溫度維持在設定值(93℃，98℃高溫報警)，還配置一臺缸套水加熱裝置(泵和電加熱器)，保持主機完車期間高溫淡水溫度。

　　低溫水，兩臺低溫淡水泵(一臺機帶泵主用，一臺電動泵備用，圖中顯示一臺)供水，先后冷卻主機增壓空氣和潤滑油，回水由低溫水溫控閥自動調節進入中央冷卻器和低溫水泵兩路的水量，使回水溫度維持在設定值(42℃，45℃高溫報警)。

　　高溫水的溫控閥機構與低溫閥不同，下面只討論低溫水溫控閥。

　　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.止動擋圈; 10.導銷; 11.端蓋; 12.螺栓; 13.調節螺栓; 14.固定擋銷;

圖2 低溫水溫控閥的結構示意圖

　　(1)殼體和控制缸套

　　殼體，中心園孔，容納控制缸套和控制活塞。

　　殼體和控制缸套，孔壁分中、左、右三個通道，中通道接滑油冷卻器來的冷卻水，左通道通往中央冷卻器，右通道通向低溫水泵吸口。

　　沿中心線，左端蓋上裝有調節活塞移動的彈簧裝置(2、3、4);右端蓋上裝有應急手動調節水溫的調節螺栓13，通過導銷10和止動擋圈9作用于感溫元件8。

　　右端蓋內側，設有一根不銹鋼固定擋銷14，用以限制控制活塞在缸套內旋轉小于約80°。

　　(2)控制活塞，由外緣面、支撐架和中心套管組成：

　　外緣，分中、左、右三段，中段空，左、右兩段都是圓筒，圓筒截面凹形，左右突緣與控制缸套接觸處密封形成滑閥。

　　十字形支撐架，使控制活塞外緣與中心套管成一體。

　　中心套管也是溫包架，其左端作為彈簧座裝入調節活塞移動的彈簧，右端支撐溫包8感受滑油冷卻器來的冷卻水溫度。

　　動作原理：

　　冷卻水溫度低于設定值，溫包冷縮，殼體左端的彈簧裝置推動整個控制活塞右移，控制活塞左段滑閥關小通往中央冷卻器的水道，控制活塞右段滑閥開大通往低溫水泵吸口的水道，冷卻水溫度得以升高;

　　冷卻水溫度高于設定值，溫包熱漲，克服殼體左端的彈簧力，推動整個控制活塞右移，控制活塞左段滑閥開大通往中央冷卻器的水道，控制活塞右段滑閥關小通往低溫水泵吸口的水道，冷卻水溫度得以降低。

2、故障情況介紹

　　北海救助局已投入使用的三艘9000KW救助拖輪，北海救111”輪和“北海救112”輪2008年9月先后主機低溫水溫控閥失靈，“北海救113”輪更是2009年8月以及解體修理不久的12月31日連續兩次主機低溫水溫控閥故障。

　　溫控閥幾次故障現象，主要是：

　　固定擋銷14脫落或根部斷裂(見圖3);

圖3 擋銷斷裂

　　控制活塞與控制缸套配合表面磨損，間隙變大，無法控制水流;

　　控制活塞與控制缸套配合表面偏磨，控制活塞移動受阻，行程不足甚至卡死(多發生在冷車向熱車過渡階段，見圖4)。

圖4 殼體與活塞咬死

　　主機低溫水溫控閥故障，直接導致空冷器和滑油冷卻器的冷卻效果下降，增壓空氣溫度升高，排溫上升，滑油溫度升高，主機只能在低負荷運行，嚴重影響船舶執行救助任務。

3、故障原因分析

　　針對此故障，設備供應商給出的解決辦法就是更新損壞的活塞、缸套、溫包等，不能徹底消除故障。

　　從故障現象可以看出，溫控閥故障與固定擋銷松脫或斷裂有直接關系，包括：

　　(1)水流沖擊使控制活塞旋轉

　　控制活塞在控制缸套內水平移動范圍小、速度低，且有大量的水潤滑，磨損小。控制活塞旋轉撞斷固定擋銷，說明水流沖擊控制活塞的力很大。

　　控制活塞卡死多發生在冷車向熱車過渡階段，也是因為這個階段水溫變化大，控制活塞移動頻繁，冷卻水流向變化大。

　　(2)固定擋銷強度不足

　　固定檔銷，直徑只有8mm，強度不足。

　　固定檔銷可以限制控制活塞轉動范圍，但控制活塞轉動范圍仍接近90°。固定檔銷一旦被撞斷，控制活塞旋轉不受限制且旋轉速度更高，控制活塞與控制缸套配合面就會嚴重磨損。

4、改進措施

　　從故障原因分析可知，消除此故障的最好方法是避免水流沖擊控制活塞，但是溫控閥結構難以改變，主機負荷變化引起的水流變化也不可控，只能設法減小控制活塞旋轉。

　　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稱位置增加一個固定擋銷(見圖5和圖6)，兩個擋銷限制控制活塞只能在很小范圍轉動，從而減少其沖擊力。

圖5 改進后的端蓋裝配兩根加粗擋銷

圖6 固定擋銷位置示意圖

　　這樣，控制活塞就以橫向移動為主，旋轉角度很小，減輕了控制活塞與控制缸套的磨損和避免卡阻。

5、總結

　　該低溫冷卻水溫控閥，簡化了設計，減小了尺寸，布置也較合理，但在主要部件的材料選擇和流體特性計算方面沒能處理好，致使故障頻發。通過以上改進，本局上述三艘9000KW救助拖輪的WARTSILA9L32主機的低溫水溫控閥故障率已大幅減少，但日常使用和管理還要注意一些細節，包括：

　　控制中央冷卻淡水水質，避免雜質進入系統，膨脹水箱定期放殘，定期化驗，及時投藥。

　　主機冷車啟動后，緩慢加速，確保設備各部件溫度均勻緩慢上升。

　　避免主機負荷急劇變化，防止水溫急劇變化引起溫控閥內淡水流向/流量急劇變化損壞溫控閥零件。