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【故障】某轮压缩机运转不停,缸头结霜并液机故障原因查找分析
发布时间:2023-4-27 11:29:00       阅读次数:5190    发表人:sun
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在制冷系统的管理过程中,主要考虑压缩机、膨胀阀及热负荷间的匹配关系以及各元件的工作情况,所以可将制冷装置的故障分为 2 类:

一类是制冷装置部件的机械故障; 一类是制冷装置热力膨胀阀与热负荷之间的匹配不当。

以下将结合实例对某轮制冷装置的故障进行分析,介绍制冷装置的故障判断与处理方法。

一、故障现象

某轮制冷装置鱼库库温-18~-6℃,肉库库温-20~-15℃,菜库库温+4~+7℃,正常制冷过程约 2h,菜库约1h,保温时间约为1~ 2h,所用制冷剂为R22。

开航后几天,主管轮机员发现压缩机不停机,缸头结霜并产生液击现象,肉库温度降不下来,肉库蒸发器表面结霜较为严重,制冷量下降。

二、 原因分析 ( 故障原因见表1)

1、压缩机运转不停

首先,对机械故障原因进行检测,发现没有问题,因为肉库库温达不到调定温度,肉库蒸发器表面结霜较为严重,制冷量下降,所以初步判断为系统制冷不足、制冷效果不良,有可能产生冰塞现象。

其次,将 3 个库分开进行单独制冷后,发现鱼库、菜库单独制冷时情况正常,而肉库也没有出现压缩机启停频繁的现象,说明肉库并没有产生冰塞或膨胀阀脏堵等情况 ( 也就是说明进入蒸发器的制冷剂流量正常) 。

而压缩机运转不停也有可能是因为库温达不到调定温度,温度继电器和压力继电器的触头跳不开,又检查了压力继电器,后发现压力继电器正常,所以判断造成压缩机运转不停的原因是吸入压力偏高,没有达到低压继电器的下限值,而吸入压力偏高的原因初步判断为: 装置热负荷太大或压缩机排气量减小; 装置制冷量不足,即热力膨胀阀与蒸发器匹配不良 ( 如图 1) 。

经过计算,制冷量为热负荷的 1.2~1.3 倍,检查了冷库的隔热与防潮性能,情况正常。

正常情况下,只有当各冷库温度均达到设定值的下限或1个库的库温达到下限而另1个库的库温未回升到上限时,装置才会停止工作。

如果个别电磁阀关闭不严或个别温度继电器失灵或低压继电器失灵,无法在设定值断开,就会导致压缩机运转不停。

2、装置运转但制冷量下降

(1)蒸发温度低,蒸发管结霜过厚。

由于携带了较多的鲜肉,假定鲜肉的含水率为74.1% ,那么100kg的鲜肉要从10℃冷却到-17℃时所释放出来的热量为6091.1 kJ,肉类的含水量与所释放出来的热量在蒸发器管外壁的温度低于0℃时,肉库空气中的水分会在蒸发器表面结霜,由于霜层的导热系数低,蒸发盘管上结有较厚的霜层使蒸发器的传热热阻剧增,此时供入蒸发器的制冷剂量随膨胀阀的关小而减少,蒸发压力和装置的制冷量降低。

(2)管路集油,妨碍换热。

传统氟利昂 ( R12、R22) 的冷冻机油为烷基苯油,但这类油对不含氯的氟利昂制冷剂 ( HFC类) 的溶解性很差。

图2为制冷剂的溶油性临界曲线,R22 与油的混合物,含油浓度20%,温度为18℃,该状态处于A点,在临界曲线之上,所以这时混合物是互溶的,不出现分层。

对压缩机而言,运行时曲轴箱处于低压高温,制冷剂在油中的溶解度大,但不管滑油分离器效果如何,都不能将滑油全部分离出来,仍会有一些含微小油滴的油蒸气进入系统。

但若温度降到-5 ℃,如 B 点所示,这时进入有限溶油区,液体混合物将出现分层,加上滑油从蒸发器到压缩机的设计不妥,蒸发器的位置是在压缩机之上,蒸发器上部是按最大工作容量设计的倒 U 形吸气管道,在压缩机投入最小负荷运行时无法将滑油连续带回压缩机,使油液集存在管道底部,会阻碍制冷剂流动和妨碍传热,使制冷量下降。

(3)缸头结霜并产生液击现象

该现象说明膨胀阀与热负荷之间匹配不良,膨胀阀开度过大或者是蒸发器传热不良。

经过检查后发现肉库热力膨胀阀感温包松脱,感温包与蒸发器出口管路包扎不严而且管外有锈,感温包所感受的温度为冷库温度而不是出口的蒸气温度,感温包将所感受的温度过高信号反馈回膨胀阀,使得制冷装置误以为热负荷大于制冷量,吸气压力一直没有达到低压继电器的下限值,使压缩机运转不停机;

而膨胀阀处于全开的位置,此时膨胀阀对于制冷剂已经不能完全起到节流降压的作用,膨胀阀容量的增大导致蒸发温度的升高,制冷效果变差,而肉库温度降不下来,使得供液电磁阀一直处于开启状态,压缩机长时间运转不停机;

此时所输送的制冷剂数量已超过热负荷所需的制冷剂数量,而回热器也没有足够的热量让多余的液态制冷剂吸热汽化,使得一部分制冷剂以液态形式被输送到压缩机,导致缸头结霜并且产生液击现象。

三、排除方法

1) 融霜后,用高压空气吹扫蒸发盘管表面,化除蒸发器表面的霜层,发现有许多滑油流出蒸发器。

2) 对蒸发器出口管路外侧除锈,涂以银粉漆,重新包扎好感温包,将其固定在管路侧下方,再调节热力膨胀阀的开度,将过热度保持在3~6℃之间,使得压缩机、膨胀阀与热负荷之间相互匹配良好。

四、结论

制冷装置的每一个设备或元件的工作是相互联系和相互影响的,往往一个故障会导致多处出现异常,而同一个异常现象又有可能是不同故障引起的,所以对故障现象要根据各部分的联系进行分析,比如食物新鲜程度、含水量,冷库的隔热性能、隔热板的腐蚀程度,自动化元件等,找出故障的根源,准确迅速的排除。

转自船机帮  作者:福建船政交通职业学院    林颖毅

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