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案例:制冷劑的液擊導致空調壓縮機損壞

時間:2018/1/12 12:28:56 點擊:

  內容提示:關鍵字:船舶空調壓縮機、制冷劑的液擊、空調故障案例...
    某船公司一艘82000DWT散貨船的空調在出廠航行后第7天就發生了故障,故障現象:在啟動空調壓縮機時,出現大電流并突然停機,打開檢查后發現連桿和活塞等部件以及油泵都已經損壞。
    在收到保單后,船廠聯系了制造商,第一時間調劑了一臺新的壓縮機運送至遠在南非的目的港,及時解決了船東的困難。但對于事故的責任存在很大的爭執,船東認為是產品質量問題,而制造商服務工程師認為是船員操作失誤,存在大電流以及曲柄箱缺油,而船東認為如果是缺油,為什么沒有低油位報警停車呢?
1、調查與分析
1.1關于該輪空調壓縮機液擊現象分析
    根據損壞的情況,分析后認為可能是冷劑的液擊現象所導致。導致冷劑液擊的原因很多,如蒸發器負荷低、制冷設備能力過大、冷庫內的布置、空氣循環差、食品堆放不合理、蒸發器風扇故障、蒸發器管內油污染、不良的蒸發器除霜(蒸發器結冰,沒有空氣對流,熱傳導差、熱力膨脹閥尺寸過大,或者型號不對,平衡管堵塞,感溫包位置不對,過熱度設置太低等等。這里根據該船實例應該是空調壓縮機在運行中發生冷劑的液擊現象所導致,是液態冷劑通過吸入管進入壓縮機,而吸入的液態冷劑量的多少也就決定了損壞的嚴重程度。
    如果液態冷劑被吸到氣缸內,就會沖洗掉活塞與氣缸表面的潤滑油,進而導致氣缸拉傷和過熱,產生的一些細小金屬顆粒會污染整個機器內部。這些液態的冷劑還稀釋壓縮機曲柄箱里的滑油,隨著壓縮機里的滑油被越來越多液態冷劑稀釋,潤滑性能逐步下降,當富含冷劑液體的滑油去潤滑曲軸軸承,連桿,氣缸壁等部件時,由于摩擦生熱,滑油中的液態冷劑開始蒸汽,致使主軸承和連桿以及活塞等運動部件不能正常地潤滑,直至這些運動部件干摩擦并咬死。軸承的白合金已經融化在曲軸上(圖1所示),但電機還在繼續運轉,最后導致主軸承,連桿,活塞都可能碎裂(圖2,圖3所示),大量的碎片落到壓縮機油底殼內,進一步導致電動機過載損壞或燒毀。再者,蒸發器內過多的冷劑液體進入壓縮機,除了導致滑油被稀釋、運動部件因得不到有效的潤滑而損壞外,還導致壓縮機的曲柄箱油因出現泡沫產生油位虛高現象(圖4所示),但油箱的液位還沒有低于報警值,滑油低壓報警沒有起作用,壓縮機在缺少有效的潤滑情況下繼續運轉直到損壞受阻,繼而發展到電動機產生大電流報警并停機。
圖1 軸承咬死  
案例:制冷劑的液擊導致空調壓縮機損壞


圖2 零部件碎裂

案例:制冷劑的液擊導致空調壓縮機損壞


圖3 零部件碎裂

案例:制冷劑的液擊導致空調壓縮機損壞


圖4 泡沫狀的油位

案例:制冷劑的液擊導致空調壓縮機損壞


1.2 空調系統熱力膨脹閥調節
    空調壓縮機液擊現象通常發生在夜晚,此時,外界環境溫度下降,整個制冷裝置制冷任務量比較低,即不需要那么多制冷量的時候,設備制冷能力過剩。當熱力膨脹閥開度過大,或每當壓縮機起動時,或設備承受大量負荷時,熱力膨脹閥將被迫開大,就會給蒸發器輸入比較多的液態制冷劑,此外,過熱度設定的太低,吸入側的壓力降低使得熱力膨脹閥膜片下方壓力降低,吸入側的壓力降低速度比膨脹閥感溫包內的壓力降低反應更快,所以最初是使得熱力膨脹閥開度加大,直至感溫包感受反應并且壓力開始下降促使熱力膨脹閥關閉(圖5所示),但此時,冷劑液體已經以一種不可控的方式進入蒸發器(閥門開度越大,液體的量就越大),一旦液體進入吸入管,接著就會進入壓縮機。所以,在各種運行工況下,要監控熱力膨脹閥過熱度的設定,維持一個穩定的過熱度設定值可以避免這類問題的發生。選用較小節流孔的閥可以起到穩定控制的作用。

圖5 熱力膨脹閥

案例:制冷劑的液擊導致空調壓縮機損壞


膜片下方壓力降低→閥門開大→液體量加大→感溫包壓力下降→閥門關小
2、防止液擊的措施
    在設計時必須選擇正確的熱力膨脹閥的尺寸,過熱度必須設定在至少6-8 K,必要時檢查和設置除霜控制。除此之外,還應該就要加強日常維護,設置溫度不宜過低,過熱度設定必須適當穩定,防止液擊問題的發生,一旦發生故障報警或停車,必須查找原因,排除故障的根源,切忌盲目再次啟動。

作者:陸建平 來源:機務之家

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