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不同制冷压缩机液击的主要原因及解决办法

液击,简单说就是制冷剂液体(或润滑油)被压缩机吸入,造成压缩机的液击事故。是指制冷剂因未能或未充分吸热蒸发,制冷剂液体或湿蒸汽被压缩机吸入到压缩机内的情况,叫液击。

涡旋压缩机:

液击对涡盘产生极大冲力,可能打碎涡盘,含有大量液态冷媒的润滑油粘度低,在摩擦表面不能形成足够的油膜,导致压缩机内部运动件的快速磨损;另外,润滑油中的冷媒在输送过程中遇热会沸腾,影响润滑油的正常输送。

导致压缩机液击损坏的主要原因:

1)回液,即从蒸发器中流回压缩机的液态制冷剂或润滑油;

2)带液启动;

3)压缩机内的润滑油太多。

回液导致压缩机损坏的主要原因:

回液,就很容易引发液击事故。即使没有引起液击,高压腔结构的回液将稀释或冲刷掉滑动面的润滑油,加剧磨损。低压腔结构的回液会稀释油池内的润滑油。含有大量液态制冷剂的润滑油粘度低,在摩擦面不能形成足够的油膜,导致运动件的快速磨损。另外,润滑油中的制冷剂在输送过程中遇热会沸腾,影响润滑油的正常输送。而距离油泵越远,问题就越明显越严重。如果电机端的轴承发生严重的磨损,曲轴可能向一侧沉降,容易导致定子扫膛及电机烧毁。

对于回液较难避免的制冷系统,安装气液分离器和采用抽空停机控制可以有效阻止或降低回液的危害。

带液启动导致压缩机损坏的主要原因:

在油视镜上清楚地可以观察到带液启动时有起泡现象。带液启动的根本原因是润滑油中溶解的以及沉在润滑油下面了大量的制冷剂,在压力突然降低时突然沸腾,并引起润滑油的起泡现象。带液启动的制冷剂是以“制冷剂迁移”的方式进入曲轴箱的。(暖通)由于润滑油中的制冷剂蒸汽分压低,就会吸收油面上的制冷剂蒸气,造成油池中气压低于蒸发器气压的现象。油温愈低,蒸汽压力越低,对制冷剂蒸汽的的吸收力就愈大。系统中的蒸汽就会慢慢向压缩机“迁移”。停机时间越长,迁移到润滑油中的制冷剂就会越多。制冷剂迁移会稀释润滑油。对低压腔还容易引起液击。

液态冷媒或者油与冷媒的混合物都 不是良好的润滑剂,会造成磨损甚至卡死。此时由于电机浸在液体中,电机上的过载保护器不会动作。

安装曲轴箱加热器、气液分离器和采用抽空停机控制可以有效阻止或降低制冷剂迁移 。

油池中的润滑油剧烈起泡的现象叫带液启动。停机前让压缩机抽干蒸发器中液态制冷剂,称为抽空停机。制冷剂迁移是指压缩机停止运行时,制冷剂以气体形式,进入压缩机并被润滑油吸收,或在压缩机内冷凝后与润滑油混合的过程或现象。

润滑油太多导致压缩机液击损坏

对低压腔压缩机,高速旋转的部件如转子,会频繁撞击油面,如果油面过高,引起润滑油大量飞溅。飞溅的润滑油一旦窜入进气道,带入气缸,就可能引起液击。

往复式压缩机

液击

液态制冷剂或润滑油随气体吸入压缩机气缸时损坏吸气阀片的现象,以及进入气缸后没有在排气过程迅速排出,在活塞接近上止点时被压缩而产生的瞬间高液压的现象通常被称为液击。液击可以在很短时间内造成压缩受力件(如阀片、活塞、连杆、曲轴、活塞销等)的损坏,是往复式压缩机的致命杀手。减少或避免液体进入气缸就可以防止液击的发生,因此液击是完全可以避免的。

通常,液击现象可分为两个部分或过程。首先,当较多液态制冷剂、润滑油或者两者的混合物随吸气以较高速度进入压缩机气缸时,由于液体的冲击和不可压缩,会引起吸气阀片过度弯曲或断裂;其次,气缸中未及时蒸发和排出的液体受到活塞压缩时,瞬间内出现的巨大压力并造成受力件的变形和损坏。这些受力件包括吸排气阀片、阀板、阀板垫、活塞(顶部)、活塞销、连杆、曲轴、轴瓦等。

过程与现象

(1)吸气阀片断裂

压缩机是压缩气体的机器。通常,活塞每分钟压缩气体1450次(半封压缩机)或2900次(全封压缩机),(南社)即完成一次吸气或排气过程的时间为0.02秒甚至更短。阀板上的吸排气孔径的大小以及吸排气阀片的弹性与强度均是按照气体流动而设计的。从阀片受力角度讲,气体流动时产生的冲击力是比较均匀的。

液体的密度是气体的数十甚至数百倍,因而液体流动时的动量比气体大得多的,产生的冲击力也大得多。吸气中夹杂较多液滴进入气缸时的流动属于两相流。两相流在吸气阀片上产生的冲击不仅强度大而且频率高,就好像台风夹杂着鹅卵石敲打在玻璃窗上,其破坏性是不言而喻的。吸气阀片断裂是液击的典型特征和过程之一。

(2)连杆断裂

压缩行程的时间约0.02秒,而排气过程会更短暂。气缸中的液滴或液体必须在如此短的时间内从排气孔排出,速度和动量是很大的。排气阀片的情况与吸气阀片相同,不同之处在于排气阀片有限位板和弹簧片支撑,不容易折断。冲击严重时,限位板也会变形翘起。暖通南社整理。

如果液体没有及时蒸发和排出气缸,活塞接近上止点时会压缩液体,由于时间很短,这一压缩液体的过程好像是撞击,缸盖中也会传出金属敲击声。压缩液体是液击现象的另一部分或过程。

液击瞬间产生的高压具有很大的破环性,初人们熟悉的连杆弯曲甚至断裂外,其他压缩受力件(阀板、阀板垫、曲轴、活塞、活塞销等)也会有变形或损坏,但往往被忽视,或者与排汽压力过高混为一谈。检修压缩机时,人们会很容易发现弯曲或断裂的连杆,并给予替换,而忘记检查其他零件是否有变形或损坏,从而为以后的故障埋下祸根。

液击造成的连杆断裂不同于抱轴和活塞咬缸,是可以分辨出来的。首先,液击造成连杆弯曲或断裂是在短时间内发生的,连杆两端的活塞和曲轴运动自如,一般不会有严重磨损引起的抱轴或咬缸。尽管吸气阀片折断后,阀片碎屑偶尔也会引起活塞和气缸面严重划伤,但表面划伤与润滑失效引起磨损很不同。其次,液击引起的连杆断裂是由压力造成的,连杆和断茬有挤压特征。尽管活塞咬缸后的连杆断裂也有挤压可能,但前提是活塞必须卡死在气缸。抱轴后的连杆折断就更不同了,连杆大头和曲轴有严重磨损,造成折断的力属于剪切力,断茬也不一样。最后,抱轴和咬缸前,电机会超负荷运转,电机发热严重,热保护器会动作。


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