浅析压缩机制冷的维护.doc

浅析双级压缩制冷机系统的维护张震济宁华能制药厂【摘 要】近年来制药行业发展非常迅速，各种新药研发并逐步投入生产，对制药机械技术和设备也都提出了新的要求，药品生产机械的发展也是与日俱进，目前使用的多功能冷冻干燥机，就能够充分体现出目前药品生产机械的发展趋势。而多功能冷冻干燥机机组上所采用的双级制冷压缩系统，对整个生产系统起到至关重要的作用，它通过能量的不断转换，能够保证整个机组快速高效运转。本文简述了双级制冷压缩系统的构成、运行方式、容易出现的故障及其解决办法与系统保养。制冷机就是将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量。制冷机内参与热力过程变化（能量转换和热量转移）的工质称为制冷剂。制冷系统的冷凝温度决定于冷却剂的温度，而蒸发温度取决于制冷要求。由于生产的发展，对制冷温度的要求越来越低，因此，在很多制冷实际应用中，压缩机要在高压端压力对低压端压力的比值很高的条件下进行工作。为了满足生产要求，实际中常采用带有中间冷却器的双级压缩的制冷循环系统。一、 采用双级压缩制冷的原因由理想气体的状态方程PV/T=可知，若采用单级压缩制冷循环，则压缩后的过热蒸气的温度必然会很高(一定，），于是就会产生以下许多问题：1.压缩机的单位制冷量和单位容积制冷量都大为降低。2.压缩机的功耗增加，制冷系数下降。3.必须采用高着火点的润滑油，因为润滑油的粘度随温度升高而降低。4.被高温过热蒸气带出的润滑油增多，增加了分油器的负荷，且降低了冷凝器的传热性能。所以，当压缩比过高时，采用单级压缩循环，不仅是不经济的，而且甚至是不可能的。但是，双级压缩制冷循环所需的设备投资较单级压缩大的多，且操作也较复杂。因此，采用双级压缩制冷循环并非在任何情况下都是有利的，只有当一般的压缩比时，采用双级压缩才是较为经济合理的。二、 双级压缩制冷系统的构成双级压缩制冷循环，是指来自蒸发器的制冷剂蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后，才进入冷凝器。并在两次压缩中间设置中间冷却器。两级压缩制冷循环系统可以是由两台压缩机组成的双机（其中一台为低压级压缩机，另一台为高压级压缩机）两级系统，也可以是由一台压缩机组成的单机两级系统，其中一个或两个汽缸作为高压缸，其余几个汽缸作为低压缸，其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2 。双级压缩制冷循环由于节流方式和中间冷却程度不同而有不同的循环方式，通常分为：两次节流中间完全冷却、两次节流中间不完全冷却、一次节流中间完全冷却和一次节流中间不完全冷却四种两级压缩制冷循环方式。其中，两次节流是指制冷剂从冷凝器出来要先后经过两个膨胀阀再进入蒸发器，即先由冷凝压力节流到中间压力，再由中间压力节流到蒸发压力，而一次节流只经过一个膨胀阀，大部分制冷剂从冷凝压力直接节流到蒸发压力，相比之下，一次节流系统比较简单，且可以利用其较大的压力差实现远距离或高层冷库的供液。因此实践中采用的基本上都是一次节流两级压缩制冷循环系统。至于采用哪一种中间冷却方式，由选用制冷剂的种类来决定。通常双级压缩氨制冷系统采用中间完全冷却，而双级压缩氟利昂制冷系统，则常采用中间不完全冷却。在这里着重叙述我们目前采用的一次节流中间完全冷却循环方式：这个系统的特点是采用盘管式中间冷却器。它既有两级节流的减少节流损失效果，又起到对低压级气完全冷却的作用。其工作过程是：在蒸发器中产生的低压低温制冷剂蒸气，被低压压缩机吸入并压缩成中间压力的过热蒸气，然后进入同一压力的中间冷却器，在中冷器内被冷却成干饱和蒸气。中压干饱和蒸气又被高压压缩机吸入并压缩到冷凝压力的过热蒸气，随后进入冷凝器被冷凝成制冷剂液体。然后分成两路，一路经膨胀阀节流降压后进入中间冷却器，大部分液体从另一路进入中间冷却器的盘管内过冷，但由于存在传热温差，故其在盘管内不可能被冷却到中间温度，而是比中间温度一般高。过冷后的液体再经过主膨胀阀节流降压成低温低压的过冷液，最后进入蒸发器吸热蒸发，产生冷效应。这种循环系统只适用于717与22的双级制冷循环系统中。综上分析可知，采用双级压缩制冷循环，不但降低了高压机的排气温度，改善了压缩机润滑条件，而且由于各级压缩比都较小，压缩机的输汽系数大大提高。此外，采用双级压缩循环的功耗也比单级压缩循环的功耗降低。三、 制冷系统运行过程中检查维护 1.制冷机进出口压力的检查制冷机运行过程中，我们要经常检查机器的进出口压力值，一般在双级压缩制冷系统中设置三个压力表：低压、中压、高压，低压表显示的为低压机的进口压力显示一般为-0.050Mpa，中压表显示的低压机出口和高压机进口之间的压力显示一般为0.010.5Mpa，高压表显示的为高压机的出口压力显示一般为1.02.0Mpa。三个压力值一般在机器正常运行时是保持不变的，只是在其工作负荷增减时有轻微的变化，如果突然出现任何一个压力有非常大的（30%）变化，就要马上查找故障原因。2.制冷机机体温度的检查制冷机机体的温度随着整个运行系统的阶段的不同，会有一些特别明显的变化，但是我们要根据其温度的变化，判断出现的原因。在开始的时候我们检查机器的温度是以自己的手来感觉温度，根据温度的变化对机器进行降温处理，后来我们采取温度传感器附着在机体上，截取氟路高压饱和蒸汽的一小部分，在不影响整个系统运行的情况下，通过传感器控制氟路上的电磁阀开关，对机器降温。3.循环冷却水系统的检查循环冷却水系统的检查在双级压缩制冷系统中是至关重要的，循环水的温度与流速直接影响制冷机的压缩比的变化，同时制冷机冷凝器的换热能力对其热量带走的的多少也是非常关键，所以在工作中，我们要及时检查循环水的压力与温度，定期检查冷凝器盘管的结垢情况，是否会出现堵塞循环水管路的杂质，在影响到正常运转时，可根据具体情况进行除锈。由于冷凝器内部结构紧凑，机械清洗几乎无法进行，比较实用的方法则是化学除垢清洗。 四、 制冷机制冷剂循环的四种常见故障。通过对制冷机在运行过程中出现的各种故障，在实际工作中，我通过实践找到了它们各自的特征，现简述如下：1.制冷剂量不足它主要表现为一些部位与蒸发器毛细管焊接处出现裂缝、高低压机出现的现象泄漏处有油污，蒸发器表面上结露很少或根本不结霜。制冷剂泄漏可用检漏仪测出，也可以通过监听蒸发器内流动声中断或有微弱的流动声，压缩机会出现随着泄漏量增加而减少电流、一般压缩机泄漏量大时压缩机声音会比正常时声音小得多，同时排气管温度但随着泄漏的增加而降低，以上所有的原因，都可以来判断蒸发器内制冷剂是否减少，2.干燥过滤器堵塞干燥过滤器堵塞的主要表现在以下两个方面：高压机的高压出口压力有明显降低和干燥过滤器的表面出现明显的结霜，从而导致机器的制冷量下降。出现干燥过滤器堵塞的原因主要是因为制冷机在运行过程中，由于制冷剂减少或者是机器的其他原因，导致机器长时间出现温度过高现象，冷冻油的分解碳化后的杂质在输送过程中堵塞干燥过滤器。3.膨胀阀堵塞膨胀阀在制冷过程中起节流降压的作用，经冷凝器冷凝后的高压制冷剂液体经过节流阀时，因受阻而使压力下降，导致部分制冷剂液体气化，同时吸收气化潜热，其本身温度也相应降低，成为低温低压的湿蒸汽，然后进入蒸发器。其堵塞的具体表现为膨胀阀上原来的结霜出现融化，原因也是有两个：一个是制冷剂中出现杂质，在干燥过滤器没有能够完全去除掉，在膨胀阀的进口处由于孔径较小而堵塞；再一个就是在机器的运行中，制冷系统中因内漏出现水汽，在膨胀阀的节流口形成冰，把管路堵塞。解决以上两个故障的原因就是要检查和更换过滤器。4.压缩机进气阀堵塞。压缩机进气阀堵塞主要表现为在双级压缩制冷机在运行过程中，突然出现其低压表明显降低且其还有下降的趋势，具体的原因就是在压缩机的蒸发系统内，由于长时间的运行，积累了一些沉积的杂质或冷冻油，由于运行中进气压力的突然变化，会带出部分杂质，聚积在在压缩机的进气阀的滤网处，导致压缩机进气阀堵塞。解决的办法就是停机后关闭压缩机的进出口阀门，清理过滤网。综上所述，采用带有中间冷却器的双级压缩的制冷循环系统能够明显提高生产效率，但也要掌握运行规律和故障的解决办法，这会在生产与维护过程中起到很好的帮助作用。生产一线的工作实践使我深深地认识到“科学技术是第一生产力”的论述千真万确。他