船舶制冷装置常见故障处理及新技术应用

1、目录0 引言-11 -11.1 船用制冷“主机”介绍-1 1.2 制冷装置的工作原理-32 -4压缩机起动-4-42.-4 2.-52.-52.-52.-53 -63.1 -63.2 -63.3 -83.4 压缩机缸体厚度-9结论-9致谢语-10参考文献-111.1 船用制冷“主机”介绍 制冷压缩机是制冷装置中的心脏，也就是最关键的“主机”，对装置的制冷量，制冷系数及其使用寿命有决定性的影响。由于制冷压缩机有多种类型，例如，活塞式、回转式、离心式等类型。回转式压缩机又包括螺旋式、涡旋式、滚动转子式等多种压缩机，下面我们将介绍一种船上应用最广泛，制造、管理和维修经验都比较成熟的一种：活塞式制冷压

2、缩机。它的流量受其转速限制，局限用于小范围的制冷，不过是船舶制冷装置采用的主要机型。按壳体结构分为以下几种： 开启式见图1、图2，压缩机曲轴通过轴封伸出机体之外，再由原动机驱动。轴封或多或少会有制冷剂泄漏。较大的压缩机采用开启式。 图1 8FS10开启式活塞压缩机结构布置图图2 8FS10开启式活塞压缩机总体结构图 1-进气口 2-端盖 3-连杆 4-排气口 5-阀座 6-曲轴 7-轴承 8-弹簧式密封结构 9-压盖 10-轴承 11-轴承座 12-气缸 半封闭式见图3，电动机和压缩机共用一根主轴，装在同一机体内，没有轴封；有可拆卸的缸盖，端盖以便更换气阀、油泵等易损件，采用垫片静密封，使制冷

3、剂泄漏机会显著减少。其电动机可由制冷剂吸气冷却，采用绝缘材料等必须耐油，耐制冷剂。图3半封闭式活塞压缩机剖面图1-进气管法兰 2-曲轴 3-气阀 4-活塞 5-气缸套 6-假盖弹簧 7-气缸盖 8-电动机 9-电源接线柱 10-吸气管法兰 11-吸气滤网 12-离心叶轮 13-泄油塞 14支座 15-集油器 16-滤油器 17-油泵 全封闭式见图4，采用同一主轴的电动机和压缩机装在一个焊死的薄壁机壳内，没有任何可拆卸的部件。这种压缩机可靠性能高，使用寿命长，同时也要求系统清洁，密封好，在使用期内一般可免维修。主要用于冰箱，小型空调装置等。图4主轴横卧式布置的全封闭压缩机图1-排气消声器 2-吸

4、气管 3-活塞 4-气缸 5-连杆 6-油泵 7-吸气压力计接表 8-机壳 9-集油器 10-外部弹簧支撑装置 11-电动机 12-曲轴1.2 制冷装置的工作原理 活塞式压缩机是最早设计的一种压缩机，但经过岁月的流逝可以证明它是一种既通用又高效的一种压缩机。活塞式压缩机通过连杆和曲轴使活塞在气缸内向前运动。当活塞式压缩机的曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内阀而进入气缸，直到工的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机的

5、活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。 总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。压缩机不能正常启动，造成这种故障的原因一般有下列一些情况。 压缩机供电电压过低，或者电动机线路有接触不良的地方。 排气阀片老旧，造成漏气，从而引起曲轴箱内压力太高。 能量控制机构失去控制，温度控制器、压力继电器、失调或发生故障。故障的排除方法如下：1)检查电压过低的原因，例如系统电网临

6、时出现压降，待电网电压恢复后重新启动，并且检修线路及电动机有关连接处。检查漏气阀片时，在细沙和机油下研磨泄露阀片与阀座的密封线。查看供油管路是否发生堵塞情况是否压力过低，油活塞是否出现卡主的情况，根据具体出现的故障并进行修理。调整温度器检修发生的故障。检测压力继电器，重新调节压力参数。压缩机耗油量超过正常值存在的原因有：油环磨损严重，导致装配间隙过大，应及时更换新油环；油环装反，环的锁口安装在一条在垂直线上，应重新装配油环；排气温度过高，部分滑油氧化燃烧还有部分被气流带走，查明排气温度过高的原因并将其排除；曲轴箱油面过高，将多余的滑油放出；油分油器的自动回油阀不灵敏，油不能自动回到曲柄箱而被带

7、走，须检修滑油分离器的自动回油阀。压缩机回气压力比正常蒸发压力低，出现这种情况，我们首先应该看供液阀的开度是否过小，造成供液不足，因而造成蒸发压力下降；如果不是上述情况再检查吸气管路中阀门是否全开，吸气管路中的阀芯是否脱落，如果还没有解决问题，可以检查一下系统中的液氨量是否充足，虽然开大供液阀，但压力仍不上升，这时我们应该补充液氨到说明书的指示位置；还可以顺便检查一下吸气滤器是否结垢严重，需要清楚垢污；回气管路是否有液泡现象，如果有须将液泡段拆掉，重新焊接一段口径大小与原管路相等的管道；回气管路是否与标准管路口径一样，如果不一样须按设计要求调整管径。气缸中有敲击声，出现这种情况大概有以下多种原

8、因：活塞上死点余隙过小，按规定重新调整；活塞销与连杆小头孔间隙过大，应更换连杆小头衬套或换活塞销；吸排气阀片固定螺栓松动，紧固螺栓；安全弹簧变形，弹力变小，需要更换新弹簧；活塞与气缸间隙过大，检修更换活塞环或缸套；阀片断裂掉入缸中，应停机检查更换阀片并去除碎阀片：连杆扭曲，矫正或更换连杆；液氨冲入气缸产生液击。压缩机主轴承发热严重，轴封油温过高出现这种现象有以下几种情况：主轴承径向间隙过小，需要调整间隙；两个主轴承同轴度超差还有曲轴翘动，出现这种情况须检查主轴的主轴承与曲柄平行度，进行校正；皮带过紧，调整皮带的松紧度；润滑油不足或没有润滑油，检查油泵管路或补充同型号的新油；动环与固定摩擦面压的

9、过紧，须调整弹簧的强度；填料压盖过紧，均匀紧固压盖螺母。制冷压缩机的输气量是指在一定工况下，单位时间内由吸气端输入到排气端的气体质量。它与压缩机的制冷量成正比。通常通过调节输气量就可以调节制冷量，故压缩机的制冷量调节又称为输气量的调节。在一般情况下，制冷剂的制冷量是根据最大制冷量设计的。在生产实际中，当外界条件或被冷却对象的负荷发生变化时，为了既保持室内所需要的温度，又要实现经济运行，就必须根据外界条件的变化，调节压缩机的制冷量，也就是调节压缩机的输气量，使其和当时外界负荷相平衡，从而提高运行的经济性。当制冷压缩机的类型确定后，采用不同的调节方法，其所获得的经济效果是不一样的，而且，在实际运行

10、中制冷装置部分运行的时间占很大比例。因此选择合适的能量调节方式对于运行中的节能有重要意义。图5旁通输气调节图1-冷凝器侧通道 2-单向阀 3-控制气缸 4-吸气腔通道 5-管道 6-电磁阀 7-控制活塞 8-止回阀 9-排气腔通道 10-管道3.3 制冷压缩机采用变频式能量调节具有节能、舒适、启动快速、温度精度高和易于实现自动化等优点。其主要特点如下：当压缩机在间歇性运行时反复启动，在气缸直径方向的力会传导给缸体造成机体的颤抖，长期以往，会使得缸体底座螺栓松动，出现很大的噪声，因此在造压缩机时应该增加部分机体的厚度，例如增加气缸直径方向的壁厚，可以吸收气缸往复运动的一些力，降低这些力向其他机体辐射，也就可以降低转动噪声的传递，对压缩机的长期运行及维护保养有很大益处。致谢语本文得到了轮机工程学院老师的耐心指导，他们在资料搜集和构建论文写作的基本思路上给了我很大的帮助，并对本文做了认真的修改，对论文