在大型船舶自动化迅速发展的今天，船舶空气压缩机系统是船舶辅机系统的重要组成部分。现代化船舶由于主机和发电机的功率越来越大，起动能源主要依靠采用压缩空气。同时在船舶其他系统也广泛应用，例如船舶空压机所产生的压缩空气主要用于船舶主机的控制空气、船舶杂用空气、船用汽笛以及消防压载自吸装置的气源等均靠船舶空气压缩机的压缩空气来提供。

船舶空压机的设置一般是两套主空压机，设计成互为备用的系统，同时还要安装一台应急空压机，以保证船舶主电源故障或者两台主空压机故障时的应急状态下，应急空压机能够起动工作，提供船舶应急使用的压缩空气。船舶应急空压机一般在船舶应急供电网络供电。还有采用小型柴油机作为原动力，柴油机采用蓄电池或者手摇方式起动。

主空压机系统通常安装两个储存压缩空气的高压空气瓶，两个高压空气瓶管路间采用桥阀连接，两个空气瓶之间的压缩空气可以连通同时使用。也可以关闭桥阀分别独立工作。在高压空气瓶上设有安全阀（在压缩空气仪表或其他故障，使空气瓶内的压力大于安全阀设定值时，此阀自动安全泄放，确保船舶的安全）。每个空气瓶上装有压缩空气压力表。一般还设有压力变送器，以供船舶集控台遥控监视。同时空气瓶各安装手动泄放阀一个。和相应的控制阀和管系组成压缩空气系统在船上船舶空压机一般都设有两套机组，并设计成为互为备用的系统，可同时使用，也可单独使用。

图4-2为某船主空压机控制系统电气原理图。现以此原理图为例，分析船舶空压机控制系统的工作过程。

1.空压机“手动”起动

当船舶电源通过配电板的动力分电屏提供到空压机控制箱，将控制箱上的控制位置转换开关S2置于“本地”位置，合上控制箱电源开关QS，控制线路有电，这时电源指示灯H 1指示电源有电。此时通电延时继电器KT 1有电，经过30 s延时后，其在控制线路中的通电延时常开触头KT1闭合，为后面的控制线路供电控制电路电源经空压机热继电器的常闭触头FR、空压机的温度保护开关F12的常闭触头、高温报警回路中的报警继电器KA 4的常闭触头、低油压报警回路继电器KA3的常闭触头、转换开关S2“本地”位置的闭合触头到起动方式控制开关S1的上端。将S1控制开关打到“手动”位置，空压机接触器KM通电动作，其主触头闭合，空压机电动机启动运转，同时运转指示灯H 2亮。空压机上的泄放电磁阀Y3开始卸载工作。和接触器KM并联的时间继电器KT 2同时通电动作。计时器rh通电开始计时。在时间继电器KT1延时闭合后，延时准备回路中的时间继电器KT3工作线圈通电动作，空压机泄放电磁阀回路中的KT3断电延时常开触头闭合，同时切断低油压报警回路中串联的触头。KT2经过3～5 s的延时后，泄放阀回路中的KT2延时闭合触头闭合，泄放电磁阀Y3通电关闭（泄放电磁阀为断电打开，通电闭合），停止卸载。空压机开始正常工作，向空气瓶充气。

图4-2　某船主空压机控制系统电气原理图

2.空压机“手动”停止

如果要空压机停止工作，只需将控制方式转换开关S1扳到“0”位，接触器KM断电，空压机断电停车。

3.空压机控制系统的保护措施

（1）空压机低油压停车。如果系统中油压低于设定的最低压力值时，时间继电器KT3延时线路中串接的油压压力继电器KP3常开触头闭合，使KT 3时间继电器断开线圈通电动作，开始延时，如果在5～15 s后，油压仍然低于设定值，此时KT3断电，延时断开，常开触头断开，泄放电磁阀断电卸载。同时接通低油压报警继电器KA 4，其常闭触头断开，使接触器KM断电，空压机停机，低油压报警灯H 4亮。如果要重新启动空压机，需要在排除油压低的故障后，按下手动复位开关S4，KA 4断电，其常闭触头恢复闭合，使接触器KM线圈有电，空压机才能再次启动。

（2）空压机高温停车。如果空压机在工作过程中出现高温情况，这时温度继电器F12常闭触头断开，同时高温报警继电器KA3通电动作，使接触器KM断电，使空压机停机卸载，高温报警灯H3亮。如果要重新起动空压机，需要在排除高温故障后，同样将手动复位开关S4按下，复位后空压机才能再次启动。

（3）空压机电动机过载停车。在空压机电动机电流过大或断相工作时热继电器FR动作，其常闭触头断开，切断空压机控制回路的电源，使接触器KM断电，空压机停止运行。同时其常开触头闭合，使过载报警继电器KA5通电动作，过载报警指示灯H 5亮。排除故障后，需手动复位热继电器，才能重新起动空压机。

上述三种情况下的停车均属于非正常停车，如遇此情况，一定要查明原因排除故障后才能起动空压机，切莫盲目复位后就起动空压机，以致对空压机造成损坏。

4.空压机的自动控制过程

在图4-2（b）中的KP1两个压力继电器分别为主用和备用。两台空压机的主用和备用是不固定的，可以根据实际工作状态进行相互转换。主、备用的转换是通过控制箱上的S0转换开关实现的。主要空压机的自动控制压力位2.5～3.0 MPa，备用空压机的自动控制压力值设定为2.3～2.8 MPa。

现设定1号空压机为主用空压机，2号空压机为备用空压机，来说明空压机起动和停止的控制过程。图4-2中只画出1号空压机的控制原理图，2号空压机的控制原理图和1号空压机的是一样的。两个控制箱共用一组压力继电器，两者之间自动控制部分相连接。将1号空压机控制箱上的控制位置转换开关S2置于“本地”位置，合上控制箱电源开关QS，控制线路有电。同样操作2号控制箱上的开关。现假设此时压缩空气瓶内的压力位2.4 MPa。首先将主、备用转换开关S0扳到“1”位置，手动-自动转换开关S1打到“自动”位置。这时控制电源经热继电器FR常闭触头、温度开关F12的常闭触头、KA4常闭触头、KA3常闭触头、S1转换开关“自动”位置闭合的触头、压力继电器KP1闭合触头使空压机主接触器KM通电动作，KM主触头闭合，空压机启动运行。运行指示灯H2亮，计时器rh开始计时。卸载结束后1号空压机开始向空气瓶内充气。

如果此时外界的用气量较大，空气瓶内的压力继续下降，当低于2.3 MPa时，2号空压机同样自动起动运行。此时两台空压机同时向空气瓶内充气。高温报警、低油压以及电动机过载的保护功能同“手动”工况时的作用一样。

两台空压机运行一段时间后，空气瓶内的压力不断升高。当空气瓶内的压力达到备用压力开关的高限设定值2.8 MPa时，备用压力继电器KP1（从）的触头断开，使2号备用空压机停止运行。这时主用空压机继续运行，当空气瓶内的压力达到3 MPa时，主用压力继电器KP1（主）的触头断开，1号主用空压机停止运行。

船舶在一般情况下，压缩空气的使用量不是很大，一台空压机完全可以满足供应。主用空压机在压力开关KP1（主）的控制下，根据空气瓶内的压力变化，自动起停循环工作。

5.空压机的“遥控”控制过程

空压机的遥控位置一般设在机舱集控室的控制台上。在控制箱电源开关闭合，控制箱和系统具备起动条件后，将控制箱上的控制位置转换开关S2打到“遥控”位置。遥控手动—自动转换开关S3设在机舱集控室的控制台上，将转换开关S3打到“手动”位置，可以手动起动空压机，其工作过程同“就地”手动控制过程一样。当需要自动操作时，可将转换开关S3打到“自动”位置，遥控自动起动的工作过程同“就地”自动控制过程是相同的。

6.调试方法与常见故障分析

在调试以前要首先根据空压机电气系统图进行核对，确保电气系统的完整性。根据图纸检查控制箱外设的安装接线情况。要在安装以及接线完整且交验后进行调试。

（1）调试准备工作。

①图纸资料的准备。空压机电气系统图、电气原理图、空压机系统随机资料、空压机系统交验程序。

②环境的准备。要保证在调试前完成对空压机控制箱、电机以及其他相关电气设备的维护保养。空压机及控制箱周围要有施工空间和照明等条件。

③工具仪器仪表的准备。500 V兆欧表、万用表、手压泵、适当值的压力表、钳形电流表、纱布、酒精、电水壶、温度计以及调试常用工具（扳手、螺丝刀、剥线钳等）。

④按照系统接线图对整个系统的接线进行核对，确保接线的正确性。

（2）外观检查。

①控制箱、电机以及温度继电器、压力开关、电磁阀等是否破损。

②上述设备的接线是否牢固无松动。

③控制箱内的熔断器熔芯无缺损，指示灯、按钮开关等无缺损。(www.daowen.com)

④各元件的油漆是否完好。

以上外观检查结束，对缺损问题进行反馈或处理，同时做好记录。

（3）绝缘检查。

①电源绝缘的检查。在主配电板上断开电源开关，在控制箱电源开关的上端用500 V兆欧表进行绝缘测量。

②外接电机、电磁阀、压力继电器等绝缘的检查。在控制箱接线端子处用500 V兆欧表进行以上元件的绝缘测量。

③控制线路的检查。在控制熔断器的下端进行控制回路绝缘的测量。

在上述绝缘检查后，要记录测量的绝缘值。

（4）通电调试。

参数整定及电源的准备

①根据电气原理图检查控制箱内的熔断器熔芯是否与具体标注值一致。

②检查控制箱的热继电器的整定值与实际是否匹配，且在标志范围内。

③温度继电器报警温度的整定，用电热水壶或其他加热设备对温度开关的感温部分加热，.对温度继电器进行调整，使其在试验程序大纲要求的温度动作，同时做好标记。

④控制线路延时继电器延时时间的整定，根据试验大纲要求将K7、K8、K2、延时继电器的时间调整完。

⑤油压压力继电器值的设定，用手压泵打压调整压力继电器，当压力达到报警压力值时压力继电器动作，同时做好标记。

⑥自起、停压力继电器值的设定，首先确定主用压力继电器和备用压力继电器。用手压泵打压调整压力继电器，使备用压力继电器在高于2.8 MPa时触点断开，当压力低于2.3 MPa时触点闭合；调整主用压力开关值时，使主用压力继电器在高于3 MPa时触点断开，当压力低于2.5 MPa时触点闭合。

⑦将所有开关（配电网络电源开关、控制箱电源开关、控制线路电源开关等）处于分闸断开或停止位置。

⑧在主配电板上合上空压机控制箱电源开关，将电源送至控制箱开关上端，用万用表检测电源、电压达到额定值，三相电压平衡满足通电要求后，合上控制箱电源开关。

⑨观察电源指示灯工作，待电源、指示灯正常工作后，合上控制线路电源开关。

（5）功能试验调试。

①功能试验调试过程一般在系统全部具备运行条件后进行调试，根据系泊试验大纲及空压机试验程序进行。如果空压机系统还没有完全具备运行条件时，进行功能调试可以将空压机拖动电机的电源脱离进行。下面就介绍系统完整的情况下的功能调试。

②“手动”功能调试。将控制位置转换开关打到“就地”位置，准备用钳形电流表测量空压机的起动电流和运行电流值。在控制箱上把起动方式控制开关转换到“手动”，此时空压机主接触器K 1线圈得电工作，空压机起动运行，记录空压机的起动电流和运行电流。将转换开关转换到“0”位，空压机主接触器断电，空压机停止工作。遥控手动功能试验，在控制箱上将控制位置转换开关打到“遥控”位置。在集控台上操作起动方式开关，将起动方式控制开关转换到“手动”，空压机起动运行。将转换开关转换到“0”位，同样使空压机主接触器断电空压机停止工作。

③泄荷功能试验。泄荷电磁阀此时为常开阀，空压机起动处于泄荷状态，经K2延时继电器的延时后，泄荷电磁阀得电关闭，停止泄荷。空压机停止工作时，泄荷电磁阀失电变为常开，再次泄荷。

④“自动”功能试验调试。在手动调试结束后，空压机的空气瓶压力低于2.3 MPa时进行“自动”功能试验。控制位置转换开关在“就地”位置，在就地控制箱上把起动方式控制开关转换到“自动”，此时两台空压机开始自动运行工作。压力值升高到2.8 MPa时备用压力继电器触点断开，备用空压机停机。当压力值升高到3 MPa时主用压力继电器触点断开，主用空压机停机。缓慢泄放空气瓶内压力，当压力值降低到2.5 MPa时主用压力继电器动作。主用空压机重新起动。继续泄放空气瓶压力，当压力值降低到2.3 MPa时备用压力继电器动作。备用空压机也重新起动。此时关闭空气瓶泄放阀重复以上工作过程。

⑤滑油压力低报警功能调试。将取样管上的阀关闭，在压力继电器的取样管上连接手压泵的接头，用于压泵将压力提高到报警值以上，然后起动空压机运行，将手压泵的压力缓慢泄放，待压力值到报警值偏低时停止泄放。待K8继电器延时后油压低报警回路得电工作。报警指示灯报警，同时空压机停止工作。手动复位后将压力提高再试验一次。

⑥系统高温报警功能调试。首先起动空压机运行，将温度继电器的感温部分拆下，放在加热水壶中加热，当温度达到报警温度值时。温度报警线路动作，报警指示灯亮，空压机停止工作。待手动复位后，将温度降低再试验一次。

⑦将“遥控”和“就地”转换开关转换到遥控重复两个起动、停止过程。停机后测量热态绝缘，做好记录。

⑧将所有调整准确的整定值做好标记，同时将位置锁紧螺母锁紧。

⑨清洁保养控制箱使设备系统处于正常工作状态。

（6）故障分析与排除（见表4-1）

表4-1　故障现象、检查及排除方法

（续　表）