氨制冷系统中冷冻油的分离和回收

1、氨制冷系统中冷冻油的分离和回收    论文导读：在氨机运行操作中，冷冻机油的回收和再生是重要的工作内容。熟知油氨分离原理，掌握正确的放油操作和油的再生处理是运行人员必须掌握的从业技能。也是满足生产的需要，经济运行的需要。 关键词：油氨分离，放油操作再生处理    氨作为一种天然且廉价的制冷剂，由于其具有良好的环境性能和热力学性能，在制冷技术的发展中，一直起着重要的作用。氨与氟利昂等其他冷剂相比，有毒性亦有爆炸性。论文发表，油氨分离。使得氨在作为制冷剂使用时，应用场合受到了限制。氨制冷技术长期以来主要应用于食品冷冻冷

2、藏、较大规模的工业制冷等领域。随着氟利昂冷剂产生温室效应和臭氧层破坏问题的显现，氨冷剂重新被人们评估和研究应用。氨制冷系统中，润滑油起着对压缩机运动部件润滑的作用，由于润滑油与氨不溶，润滑油过多进入制冷系统后使得热交换量减少，制冷效果变差。本文从润滑油分离与回收的设备和原理两方面着手阐述其工作过程和操作注意事项。 1 氨制冷剂的主要特点 1.1氨制冷剂具有良好的热力学性能 氨是应用最广泛的中温制冷剂。标准蒸发温度为-33.35，临界温度和临界压力分别是132.3和11.33MPa，蒸发压力和冷凝压力适中。氨汽化潜热大（-15时的汽化潜热是R22的6.4倍），单位容积制冷量大，获得相同的冷量，与

3、氟利昂比较氨制冷系统可以选用较小尺寸的压缩机和换热器，功率消耗也较小。氨在低温下能以任何比例与水互溶，但几乎不溶于冷冻机油。论文发表，油氨分离。 1.2氨制冷剂具有良好的环境性能 氨对大气臭氧层无破坏作用，消耗臭氧潜能值ODP=0。 尽管大气中的氨能吸收红外辐射，但因其大气寿命较短，在吸收的辐射热量不足以对环境造成影响下，氨分子即已经分解，因此，氨温室效应潜能值GWP=0。 氨被大气中水汽吸收后，可以抵制酸雨的形成。进入土壤的氨，可以作为农作物氮肥的来源。 1.3氨制冷剂存在的缺点 氨有毒、有强烈刺激性气味。与空气混合物体积浓度达16%25%时，遇明火可发生爆炸。 氨的绝热指数较大（K=1.4

4、），在蒸发温度较低，冷凝温度较高时压缩机的排气温度较高，为保证润滑油的正常润滑作用，须采取相应的冷却措施。 当氨中含有水分时，对锌、铜、铜合金（磷青铜除外）有腐蚀作用。因此在氨制冷系统中的设备、管道、阀门、仪表等避免出现上述材料。 2油氨分离 在制冷系统中压缩机排出的制冷剂蒸汽温度可达90140，使得积聚在汽缸壁上的润滑油部分汽化成油蒸汽。这些油蒸汽和小油滴被高速的排气带出压缩机而进入制冷系统，在冷凝器和蒸发器的传热面上形成油膜，并沉积在其底部，从而降低了它们的传热系数和减少了有效的传热面积，使得冷凝温度上升，蒸发温度下降，制冷能力降低，系统不能正常工作。因此在压缩机排气之后，冷凝器之前，设置

5、油分离器，将排气中的制冷剂中的润滑油大部分分离出来，并送回压缩机。 对于氨制冷系统，由压缩机排气带出并进入制冷系统的润滑油，随排气温度的上升而急剧增多。润滑油的蒸发率与氨蒸气温度的对应关系如下：排气温度80，油的蒸发率是3.31%；排气温度100，油的蒸发率是7.68%；排气温度120，油的蒸发率是16.03%；排气温度140，油的蒸发率是34.68%。适合于氨系统中油分离的设备种类有洗涤时油分离器、填料式油分离器和离心式油分离器。 2.1洗涤式油分离器 洗涤式油分离器适用于氨制冷系统，桶体是由钢板卷制焊接，两端焊有钢板压制的椭圆形封头。上部封头中心部位为进气管，伸入桶内，沉浸在桶下部的氨液中

6、。进气管下端焊接有底板，下端四周开有平衡孔，避免氨气冲击搅动桶底沉淀的润滑油。进气管中下部（位于液面以上部位）开设有平衡孔，进气管上部装设多孔伞形隔板。桶体下部侧面设有放油管接头，与集油器连接。侧面稍高处设有进氨液管接头。伞形隔板之上的桶体侧面有出气管接头。 洗涤式油分离器用来把压缩机排出的氨气经液氨洗涤，油蒸汽温度降低凝结成油滴沉积于桶底，含油蒸汽经过直径较大的容器，降低其流速和改变其流动方向，器内的伞形孔板也可以使油进一步分离。油分效率大约80%85%。 选择洗涤式油分离器时，根据桶体内要求的蒸汽速度和流量的连续性计算出桶径的大小。对于洗涤式油分离器，桶体内要求的蒸汽速度为0.81m/s。

7、 安装洗涤式油分离器时，安装位置靠在冷凝器的地方。进液管一般来自总调节站或冷凝器，为了保证油分离器内氨液充足，一般要求油分离器进液管比冷凝器出液口位置低200250mm。论文发表，油氨分离。 2.2离心式油分离器 离心式油分离器的油分离效果很好，适用于大中型的制冷系统。压缩机的排气经油分离器进气管沿着切线方向进入桶内，顺着导流叶片高速旋转自上而下流动，借助离心力的作用将排气中密度较大的油滴甩出，沿壁流下沉淀在桶底部。氨蒸气经桶体中心的出气管内多孔板引出。存积在底部的油可定期排放，也可由底部浮球阀自动回油到压缩机曲轴箱或排出至集油器。有些离心式油分器，还加有冷却水套，以提高油分效果，并减少对操作

8、人员的烫伤危险。 2.3填料式油分离器 填料式油分离器适用于中小型制冷装置中，根据冷剂的种类分为氟用填料式油分器和氨用填料式油分器。根据结构形式分为卧式填料油分器和立式填料油分器。 填料式油分离器在钢板卷焊而成的筒体内装设填料层，填料层上下用二块多孔钢板固定。填料可以是陶瓷杯，金属切屑或金属丝网，以金属丝网效果最佳。当带油的制冷剂蒸气进入筒体内降低流速后，先通过填料吸附油雾，沿伞形板扩展方向顺筒壁而下，然后改变流向从中心管返回顶腔排出。分离出的油沉积在它的底部，再经过浮球阀或手动阀排回压缩机曲轴箱。 综上所述，填料式油分离器的分油机理是依降低流速、填料吸附及改变气流方向来实现的，其中以填料层的

9、吸附作用为主。与洗涤式油分离器相比，填料式油分离器的分油效率较高，可达95，安装位置较紧凑且对安装位置及安装高度没有严格的要求，可以多台压缩机共同用一台油分离器，故填料式油分离器现已广泛用于氨制冷系统中。但填料式油分离器对气流的阻力较大，要求筒内制冷剂蒸气的流速不大于 0.5m/s。论文发表，油氨分离。此外填料式油分离器的金属丝网一般采用不锈钢丝网，价格较贵。 3、润滑油的回收处理 3.1润滑油的回收 集油器是将系统中的油集中回收的容器。它是用钢板焊制的立式圆柱形容器，其顶部设有回汽管接头，用作回收氨汽的出口和降低筒内的压力。筒体上侧部设有进油管接头，它与其它容器的放油管相连接，各容器中的油由

10、此进入集油器。筒体的下侧设有放油管，以便在氨回收后将油从筒内放出。此外，为了便于操作管理，在壳体上还装有压力表和玻璃板液面指示器，通常集油器的进油量不易超过其容积的70。在放油前，为了加速油中氨液的蒸发，更好地回收制冷剂，常采取在集油器顶部用水淋浇加热的措施。放油时只允许各设备逐一进行，避免压力不同的设备互相串通。 3.2集油器的操作 在氨制冷系统中，如果从油分离器、高压贮液器、冷凝器等压力较高的容器中直接放油，对操作人员是很不安全的。另外，在这些容器中氨液也较多，为了保证操作人员的安全并减少氨液的损失，应将系统中各有关容器的油先排至集油器，再在低压下将油从集油器排出。如发现设备放油接口处发潮

11、或有结霜现象时，说明有氨液放出，应立即关闭放油阀。论文发表，油氨分离。 具体放油操作如下：先开启集油器上的减压阀，使集油器内处于低压状态，然后关闭减压阀。再开启有关设备的放油阀与集油器的进油阀，收集各设备的积油。收集完成，关闭进油阀，逐渐开启集油器上的减压阀，使油内夹杂的氨液蒸发。当集油器内压力接近回气压力时，关闭减压阀。静止20分钟，若集油器压力表指针有显著上升，应重新开启减压阀。论文发表，油氨分离。直到压力不再上升为止。然后再开启放油阀，待油放净后，再关闭放油阀。放油时，操作人员应戴上橡皮手套，站在放油管的上风侧操作，不得离开操作地点。 3.3润滑油的油质要求 润滑油在制冷系统起着极其重要

12、的作用：对制冷机械的运动摩擦部件既起到了润滑的作用，也带走了压缩机工作过程中产生的摩擦热量，同时还可以降低排气温度，提高制冷设备的工作效率；润滑油充满油封及汽缸和活塞间隙以阻止制冷剂泄露和高低压串气，起到了密封作用；对于具有能量调节的压缩机采用润滑油油压的变化调节卸载机构，润滑油在此起到了动力的作用。此外，润滑油还可以带走系统内的杂质和磨屑。 氨制冷系统中，油氨不互溶。润滑油随着冷剂进入系统，使得压缩机缺油。因此需要将分离出的润滑油和设备中积存的润滑油回收、处理后再送回压缩机中。润滑油从油分离器、高压贮液器、低压循环贮液桶等设备的放油管接出，通过集油器放油。 氨系统常用46#冷冻机油。其特性：

13、（40时）运动黏度41.450.6mm2·s-1，凝固点不高于-40，闪点不低于170，水分：无，机械杂质：无；灰分不大于0.01%。 3.4二次油的再生处理 从系统中排出的润滑油（以下简称二次油），含有氨和少量的水分，极少量的机械杂质。冷冻油中含水，会和氨混合加剧油的化学变化，使冷冻油变质，而且会腐蚀金属；冷冻油中含有机械杂质会加剧运动部件摩擦面的磨损，堵塞油过滤器。冷冻机油在高温和金属的催化作用下，与垫片、制冷工质、水和空气等相接触，会引起分解、聚合和氧化等反应，生成沥青状炭化结焦物。这些物质能破坏气阀的气密性能，进入管路系统后堵塞过滤器和膨胀阀。因此，对润滑油的再生处理就是要将二次油中的水分、机械杂质除去，也不能含有炭化结焦物。具体的处理方法如下： 将二次油注入锥底容器加热至8090（温度过高直至沸腾，易炭化结焦），保温12小时，将氨和部分水分蒸发，冷却至常温，静置12天，使油内的机械杂质和水分沉积在底部，从锥底容器底部排除污油。将沉淀好的油用油泵打入滤油桶，用1