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  • 關于壓縮機的帶液啟動,看看丹佛斯專家怎么說?

    2018-10-25 18:20
    來自: 制冷百家公眾號 收藏 分享 邀請

    回液: 當回到壓縮機的制冷劑不是純的氣體狀態,而是包含液體,液體制冷劑對壓縮機的影響是負面的,如果液體過多,甚至可能導致液擊,即使沒有液擊,也會發生濕壓縮導致跑油。 還有一種影響,是對潤滑方面的影響。 ...


    回液:

     

    當回到壓縮機的制冷劑不是純的氣體狀態,而是包含液體,液體制冷劑對壓縮機的影響是負面的,如果液體過多,甚至可能導致液擊,即使沒有液擊,也會發生濕壓縮導致跑油。

    還有一種影響,是對潤滑方面的影響。

    有很大的可能性,有部分的制冷劑液體會跑到壓縮機的潤滑油油池內,不同的壓縮機根據內部冷媒通道的設計不同,回到油池的液體制冷劑量也會不同,所有摩擦力作 用面的材質和作用力大小的區別對潤滑的需求也不盡相同,最終抗回液的能力就不同。

    如下圖所示,分別是丹佛斯10Hp的冷凍渦旋壓縮機和15Hp的冷 凍渦旋壓縮機的剖視圖,兩類壓縮機的內部結構有很大不同,抗回液的能力也不同。

    10Hp 壓縮機的吸氣口位于電機定子線圈的上部,當吸入的制冷劑以氣液混合的形態進入壓縮機以后,部分液體直接隨著氣體進入壓縮腔,有很小的可能性,留余很少的部 分液體沒有來得及氣化完全,會形成液壓縮,但是該壓縮機是柔性設計,渦旋盤之間可以脫離開,將液體旁通過去,形成自我保護,以防止液體壓縮破壞掉渦旋盤壁 面。

    另一部分的液體會和氣體分離,沿著電子轉子,定子以及殼體之間的間隙,向下運行,過程中液體會被電機的熱量蒸發為氣體,油會滴落到油池里面,重新開始 新的循環。

    15Hp 壓縮機吸氣口位置高度不同,但是冷媒吸入壓縮機之后,不能被直接吸入壓縮腔,無論吸入制冷劑的相態是什么樣,都會向下運行,經過油池表面,從電機定子和轉 子之間的間隙向上,最后經過軸承支架進入壓縮腔;在這一過程中,制冷劑中的氣體,液體,油會有分離的作用,液體會被蒸發,油會滴落到油池內,重新開始循 環。僅有氣體會向上進入壓縮腔。

    10Hp還是15Hp冷凍渦旋壓縮機,無論結構設計如何合理,都會有一個可能性,吸入的制冷劑當中的液體,進入油池中,和潤滑油溶解到一起,稀釋潤滑 油,最終導致潤滑油的動態粘度下降,潤滑效果受到很大的影響,這樣會引起壓縮機的主軸承由于潤滑效果下降導致磨損,最終可能引起抱軸,甚至電機燒毀。

    丹佛斯的壓縮機從結構設計上面,已經最大可能避免了這一點,制冷劑到達油池的路徑經過專門的設計,可以將液體分離和蒸發,同時,最關鍵的是軸承材質進行了更 新,全系列的冷凍渦旋壓縮機采用無鉛特氟龍軸承或者碳軸承,可以耐受邊界潤滑條件甚至干潤滑

    在冷庫行業,對于回液來說,防止的措施主要在系統設計方面,可以有以下幾個方面:

    1、安裝氣液分離器,合理設計回油孔

    2、有效及時的化霜。

    3、合理匹配蒸發器換熱能力,尤其針對冷庫中冷風機和排管能力大小。

    4、合理選型熱力膨脹閥,尤其負荷變化波動較大的應用情況。

    2、帶液啟動:

    1、首先我們來定義一下什么叫做帶液啟動。

    當制冷機組在停機的狀態下,壓縮機殼體當中存有制冷劑液體,在下一次壓縮機啟動時,制冷劑液體會對壓縮機的潤滑產生破壞,帶有制冷劑液體情況下啟動壓縮機就叫做帶液啟動。

    2、然后我們來看一下帶液啟動破壞壓縮機的過程:

    當壓縮機殼體內出現制冷劑液體時,液體往往會滯留在壓縮機的底部,和潤滑油混合在一起,潤滑油和制冷劑一般是互 相溶解的,溶解度和溫度,添加劑等很多條件相關,潤滑油和制冷劑混合以后,潤滑油的本身特性會發生變化,最明顯的是動態粘度會降低,這就會直接影響潤滑效 果,當壓縮機再一次啟動的一瞬間,渦旋壓縮機的電機一般是直接依靠三相電源直接驅動,大多數情況下不會安裝軟啟動器。

    這樣,壓縮機殼體內的壓力在一瞬間急 劇降低,低至制冷劑在當前溫度下的飽和壓力以下,這樣會導致潤滑油內的制冷劑液體急劇蒸發,發生沸騰現象,產生大量的泡沫,從壓縮機的視油鏡看的話,如下 圖所示。


     

    壓縮機內潤滑油的運行通道如下圖所示,壓縮機內部一般有4個部位需要油潤滑,下軸承,主軸承,上軸承和渦旋盤。三個軸承都是和旋轉的曲軸進行配合,確保同軸度的同時,發生相對位移,產生摩擦,需要油的潤滑作用。

    ·                     下軸承的距離油池很近,甚至有的壓縮機的下軸承設計為浸泡在油池里面(如丹佛斯的百福馬HM系列壓縮機),所以一般情況下,下軸承是最容易得到油的部位,不需要擔心潤滑的問題;

    ·                     軸承和上軸承的油是依靠曲軸內部的偏心孔在曲軸運轉的時候產生的離心力甩上去的,如果有大量泡沫產生的話,泡沫會堵塞潤滑油上升的偏心孔,同時將原有作用 面的油膜清洗掉,摩擦面在沒有足夠潤滑條件的情況下摩擦,會導致磨損,嚴重的會導致卡缸抱軸,帶液啟動影響最大的是軸的最上部,動軸承,因為這個部分位置 最高,最難以得到潤滑油,所以會最先被磨損最后導致壓縮機壞掉。

    3、我們再來分析一下帶液啟動發生的原因

    正常運轉的系統,壓縮機當中不應該存在有制冷劑液體,但是在停機之后的一瞬間,壓縮機殼體內是整個系統的最低壓力點, 高壓側依然是高壓,系統壓力需要平衡,大量的制冷劑液體在壓差的作用下,會繼續流動,在系統的蒸發器也停止工作之后,沒有熱量輸入進來,制冷劑會以液體的 形態遷移到壓縮機的殼體內。

    另一方面,停機之后,機組內的制冷劑一定是氣液混合的狀態,液體會向位置較低的地方遷移,在密閉環境中,液體也容易往溫度低的 地方聚集,壓縮機低壓側所在的位置往往溫度不會高,位置也較低,也增大了液體冷媒聚集的可能性。

    4、我們再來看一下防止冷媒遷移導致帶液啟動的措施, 丹佛斯有以下3個建議:

    1、安裝液管電磁閥, 在機組停機后,同時關閉電磁閥,將大部分的制冷劑液體截留在高壓側,很大程度上減少了帶液啟動的可能性。

    2、安裝壓縮機電加熱帶, 在壓縮機停機后,電加熱帶上電,對油池進行加熱,保持熱量的輸入,維持油池的高溫,將油池內的制冷劑液體蒸發掉,避免下一次啟動的液體泡沫的影響。

    3、回氣管路設計倒U型彎, 防止停機后,由于蒸發器和壓縮機之間的高低落差,由于自重的作用,蒸發器內的液體遷移到壓縮機,在下一次啟動時,蒸發器提前運轉,將液體蒸發成為氣體,即可確保安全。

    4、安裝氣液分離器。

     3、液擊:

    液擊發生在壓縮機內部,是指進入的制冷劑液體足夠多,發生液壓縮的情況,導致壓縮部件硬性損傷,比如渦旋盤或者十字劃環斷裂甚至碎掉。這些機械部件的碎片進入電機,也會同時造成電機的短路燒毀。

    發生液擊的原因有這幾個方面:

     

     

    ·                     機組安裝的現場,由于安裝人員經驗的欠缺,在抽真空結束之后,直接在壓縮機的吸排氣口(一般冷庫用的機組此處有角閥)進行充注制冷劑,充注之后直接啟動導致液擊發生。

    ·                     機組調試階段甚至穩定運行階段,由于末端匹配的問題,閥門選型的問題,蒸發側異常的問題等導致機組短時間內回液量較多,最終造成液擊。

     

    ·                     機組停機時候,冷媒遷移過多,最終將壓縮機內的壓縮腔也灌入制冷劑液體,在下次啟動的時候發生液擊。

    防止液擊的措施完全根據原因來制訂,包括機組安裝程序的操作指導,系統前期的選型和現場調試匹配,以及防止冷媒遷移的諸項措施。

    丹佛斯用于冷庫的冷凍渦旋壓縮機210Hp,采用柔性密封技術,動渦旋盤采用柔性固定,利用離心力和氣體壓差產生的力來維持密封,當發生液體壓縮時,渦旋盤可以發生脫離,將液體旁通排出去,不會導致渦旋盤產生硬性損傷,可以防止一定程度的液擊。


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    容易導致壓縮機故障的因素分析發布時間:2018-10-25
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