空调制冷压缩机的液击损坏及防范措施研究

发表时间:2021/4/27   来源:《科学与技术》2021年1月第3期   作者:来盼盼
[导读] 空调制冷压缩机是制冷系统中的关键组成部分
        来盼盼
        宁波奥克斯电气股份有限公司  315000
        摘要:空调制冷压缩机是制冷系统中的关键组成部分,在制冷过程中起到了举足轻重的作用.在实际工作中,制冷压缩机经常会出现一定程度的液击损坏问题,进而导致压缩机部件受损,影响制冷效果的正常发挥。本文通过对相关文献进行查询,以某艘船只的空调制冷压缩机遭受液击损坏的实际情况为例,对液压损坏的故障现状进行阐述,并在此基础上对其原因进行分析,最终得出空调制冷压缩机液机损坏的相应防范措施。希望本文能够对空调制冷压缩机液击故障的解决提供一种新的思路。
        关键词:空调;制冷压缩机;液击损坏;防范措施

        前言:空调制冷压缩机的工作原理是:气体形态的制冷剂经过其本身会被压缩成高温高压的状态,经过制冷剂冷却会变成液态,液态气体会在冷库中通过蒸发作用吸热,进而实现制冷效果。
        在实际工作中,空调制冷压缩机经常会由于液击损坏出现一定的故障情况,一旦出现此种情况,最佳的处理方式就是对压缩机进行更换,而空调制冷压缩机的造价通常比较昂贵,会给使用者带来较大的经济损失。在这种情况下,采用适当方式对空调制冷压缩机液击损坏现象进行预防是比较理智的处理方式。
1、实际案例
        以某船业公司为例,该公司旗下一艘型号为82000DWT的散货船在首次航行时出现了故障。具体情况如下:在制冷系统启动时,压缩机的运转出现了故障,导致其不能连续进行,并出现了较大电流,这一现象激发了船体冷藏系统的警报装置,使其自动断开电源。员工在进行停机检查时发现:压缩机的吸气阀片出现了断裂情况,连杆部位变形,排气阀门的限片板状态异常,其次,压缩机活塞表面有较明显的划痕,压缩机内部充斥着大量的微型金属颗粒。在故障发生之后,有关各方对事故产生的原因存在不同理解,服务商认为事故是由于曲轴箱缺油引发的漏电现象导致的,属于船东一方的责任范畴;而船东则表明:事故发生时曲轴箱没有出现缺油警报,是船体结构本身的质量出现了问题。
2、液击损坏故障分析及其危害
2.1液击损坏故障分析
        工程技术人员现场对故障的制冷压缩机进行拆解,并详细分析了故障现象,在此基础上最终得出结论:该故障是由制冷压缩机液机所引发的。
        故障机的种类是半封压缩机,这种机体在压缩机中是较为常见的,其活塞工作的频率为1450/min,也就是说,该压缩机每过0.08秒左右就会完成一整套气体交换流程,即气体的吸入及排放。该设备筏板上吸排气孔的半径及其阀片的质量的设定不是设计者主观臆断的,而是参照气体了流动的特点和形式。气体在流动时,会对压缩机阀片施加较为平缓、匀称的力。液态制冷剂在设备运行时并没有完全转化为气态,其中有些还是以液态形式存在的,这些液体会被压缩机吸入到汽缸内,在这一过程中,由于液体的密度远高于气体,所以液体在流动时产生的能量也远远高于液体,对压缩机本身的冲击也会更加明显。

此外,这些液体并不是单独进入到压缩机气缸内部的,而是混合着大量的气体,这些气态与液态相结合的物体在汽缸中的流动被有关专家称为两相流,这种流动形态会产生极大的破坏力,极易对压缩机本身造成无法弥补的损害[1]。
        除此之外,液击会在瞬间产生极为强大的压力,并在压缩机内部爆发。这很容易导致压缩机的关键部位——连杆发生形变。在吸气阀片断裂后,阀片碎片也会四处溅射,导致汽缸和活塞表面被划伤。同时,液击会冲散活塞和汽缸表面的润滑油,使汽缸本身出现高温、形变等现象。最后,曲轴箱中的油也会混入液态制冷剂汽化产生的泡沫,导致系统识别不到真实的油量情况,这也就是船东发现曲轴箱并未出现低油量报警的主要原因,这一现象非常不利于故障情况的判定和及时修复。
2.2液机损坏危害
        液击损坏除了会造成以上的设备故障之外,还存在其他的危害可能性。首先,液击可能会对曲柄箱中的润滑油产生稀释作用,并不断循环往复,使其润滑性能不断减低,润滑性能的降低会影响轴承及活塞等部件的正常工作,并最终损坏这些部件的整体结构。一旦部件之间的润滑能力完全消失,压缩机的内部零件就会陷入到互相之间进行摩擦的不利境地,如果这时相关人员并没有发现设备的故障,那么不仅轴承会断裂,连杆、活塞等关键部位也难逃毁坏的厄运,这些部件的损坏会产生大量的金属碎片,从而进一步破坏压缩机的内在结构[2]。
        此外,液击还会导致压缩机曲柄箱本身由于吸收过多泡沫影响其报警功能的正常生效,在这种情况下,即使油箱出现含量过低的情况,机器也并不会及时报警并停机,而是会在缺少润滑油润滑的情况下继续运转,这会导致压缩机内部重要结构损坏,进而产生大量电流,这时机器才会由于大电流警报而触发停机机制。这可能导致压缩机的电机出现问题,严重时甚至会直接导致压缩机报废。
3、液击损坏防范措施
        预防故障的前提是了解故障产生的原因,而液击产生的原因有很多,热力膨胀阀、空气循环问题、油污染等诸多因素都会引发液击,而且中最常见的因素就是热力膨胀阀操作异常。热力膨胀阀问题导致的液击往往发生在温度下降的环境中,如夜晚、突然降温等。由于这时温度不高,系统往往不需要进行过多的制冷工作,如果热力膨胀阀开启过大,会导致整体的功效过高,导致蒸发器中的液态制冷剂含量高于标准水平,此时,非常容易出现液体进入压缩机的情况。
        对于热力膨胀阀问题导致的液击现象,最好的处理办法就是长期监控热力膨胀阀过热度的设定,维持一个稳定的过热度设定值。在实际工作中,相关人员应该选择较小节流孔的热力膨胀阀,并设定6-8k的过热度值[3]。
        此外,对于其他原因导致的液击,需要相关人员长期进行日常维护工作,如果设备出现异常情况,应及时断电并进行检修,防止损失进一步扩大。
结论:纵观全文,空调制冷压缩机液击损坏会对压缩机本身造成极大的伤害,液击现象的影响因素也有很多,相关人员在工作时,要经常注意对压缩机本身进行维护,并使用正确的热力膨胀阀、设定合适的过热度值,只有这样,才能最大程度减小液击损坏发生的可能性,并提高设备的使用寿命。
参考文献:
[1]周建佳,张明辰.制冷压缩机防液击技术研究[J].河南科技,2019,000(010):50-52.
[2]郁红瑾,陆建平.船舶空调制冷压缩机的液击损坏及防范措施[J].南通航运职业技术学院学报,2020,019(001):21-24.
[3]刘洪丽.离心式丙烯制冷压缩机运行存在问题及对策探讨[J].中国战略新兴产业(理论版),2019,000(009):1-1.
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