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案例:制冷剂的液击导致空调压缩机损坏

时间:2018/1/12 12:28:56 点击:

  内容提示:关键字:船舶空调压缩机、制冷剂的液击、空调故障案例...
    某船公司一艘82000DWT散货船的空调在出厂航行后第7天就发生了故障,故障现象:在启动空调压缩机时,出现大电流并突然停机,打开检查后发现连杆和活塞等部件以及油泵都已经损坏。
    在收到保单后,船厂联系了制造商,第一时间调剂了一台新的压缩机运送至远在南非的目的港,及时解决了船东的困难。但对于事故的责任存在很大的争执,船东认为是产品质量问题,而制造商服务工程师认为是船员操作失误,存在大电流以及曲柄箱缺油,而船东认为如果是缺油,为什么没有低油位报警停车呢?
1、调查与分析
1.1关于该轮空调压缩机液击现象分析
    根据损坏的情况,分析后认为可能是冷剂的液击现象所导致。导致冷剂液击的原因很多,如蒸发器负荷低、制冷设备能力过大、冷库内的布置、空气循环差、食品堆放不合理、蒸发器风扇故障、蒸发器管内油污染、不良的蒸发器除霜(蒸发器结冰,没有空气对流,热传导差、热力膨胀阀尺寸过大,或者型号不对,平衡管堵塞,感温包位置不对,过热度设置太低等等。这里根据该船实例应该是空调压缩机在运行中发生冷剂的液击现象所导致,是液态冷剂通过吸入管进入压缩机,而吸入的液态冷剂量的多少也就决定了损坏的严重程度。
    如果液态冷剂被吸到气缸内,就会冲洗掉活塞与气缸表面的润滑油,进而导致气缸拉伤和过热,产生的一些细小金属颗粒会污染整个机器内部。这些液态的冷剂还稀释压缩机曲柄箱里的滑油,随着压缩机里的滑油被越来越多液态冷剂稀释,润滑性能逐步下降,当富含冷剂液体的滑油去润滑曲轴轴承,连杆,气缸壁等部件时,由于摩擦生热,滑油中的液态冷剂开始蒸汽,致使主轴承和连杆以及活塞等运动部件不能正常地润滑,直至这些运动部件干摩擦并咬死。轴承的白合金已经融化在曲轴上(图1所示),但电机还在继续运转,最后导致主轴承,连杆,活塞都可能碎裂(图2,图3所示),大量的碎片落到压缩机油底壳内,进一步导致电动机过载损坏或烧毁。再者,蒸发器内过多的冷剂液体进入压缩机,除了导致滑油被稀释、运动部件因得不到有效的润滑而损坏外,还导致压缩机的曲柄箱油因出现泡沫产生油位虚高现象(图4所示),但油箱的液位还没有低于报警值,滑油低压报警没有起作用,压缩机在缺少有效的润滑情况下继续运转直到损坏受阻,继而发展到电动机产生大电流报警并停机。
图1 轴承咬死  
案例:制冷剂的液击导致空调压缩机损坏


图2 零部件碎裂

案例:制冷剂的液击导致空调压缩机损坏


图3 零部件碎裂

案例:制冷剂的液击导致空调压缩机损坏


图4 泡沫状的油位

案例:制冷剂的液击导致空调压缩机损坏


1.2 空调系统热力膨胀阀调节
    空调压缩机液击现象通常发生在夜晚,此时,外界环境温度下降,整个制冷装置制冷任务量比较低,即不需要那么多制冷量的时候,设备制冷能力过剩。当热力膨胀阀开度过大,或每当压缩机起动时,或设备承受大量负荷时,热力膨胀阀将被迫开大,就会给蒸发器输入比较多的液态制冷剂,此外,过热度设定的太低,吸入侧的压力降低使得热力膨胀阀膜片下方压力降低,吸入侧的压力降低速度比膨胀阀感温包内的压力降低反应更快,所以最初是使得热力膨胀阀开度加大,直至感温包感受反应并且压力开始下降促使热力膨胀阀关闭(图5所示),但此时,冷剂液体已经以一种不可控的方式进入蒸发器(阀门开度越大,液体的量就越大),一旦液体进入吸入管,接着就会进入压缩机。所以,在各种运行工况下,要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可以避免这类问题的发生。选用较小节流孔的阀可以起到稳定控制的作用。

图5 热力膨胀阀

案例:制冷剂的液击导致空调压缩机损坏


膜片下方压力降低→阀门开大→液体量加大→感温包压力下降→阀门关小
2、防止液击的措施
    在设计时必须选择正确的热力膨胀阀的尺寸,过热度必须设定在至少6-8 K,必要时检查和设置除霜控制。除此之外,还应该就要加强日常维护,设置温度不宜过低,过热度设定必须适当稳定,防止液击问题的发生,一旦发生故障报警或停车,必须查找原因,排除故障的根源,切忌盲目再次启动。

作者:陆建平 来源:机务之家

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