螺杆压缩机结构原理与PLC控制

1、螺杆压缩机原理结构与控制 赵建平 2012. 11 制冷压缩系统外形单机双级螺杆式制冷压缩机单机双级螺杆式制冷压缩机809制冷压缩机内 容 一、双螺杆压缩机特点 二、双螺杆压缩机结构及压缩、制冷原理 三、蒸发器、冷凝器结构原理 四、乙二醇压缩机电机控制原理（高压柜控制） 五、乙二醇压缩机PLC控制原理及二次接线 六、乙二醇压缩机故障保护 七、乙二醇压缩机操作屏操作及说明压缩分类 压缩机的种类：1、容积式压缩机：（重点） 靠容积的变化来提高被压缩介质的压力，作气体输送或中小冷量 （活塞式、螺杆式、涡旋式）2、离心式：靠速度的变化来提高被压缩介质 的压力，适应范围大冷量3、吸收式：溴化锂吸收式制冷

2、压缩机，靠溴化锂浓度的变化，吸收蒸发的水蒸气。机组组成部件压缩机、油分离器、油冷却器、油泵、油压调节阀、吸气过滤器、油过滤器、吸气止回阀、排气止回阀、经济器、补气过滤器（带经济器机组）、电控、电机、联轴器压缩机载冷剂 什么是载冷剂？常用的载冷剂有哪几种什么是载冷剂？常用的载冷剂有哪几种？ 载冷剂是用来将制冷机房所产生的冷量传送给被冷却对象的中间物质。常用的载冷剂有空气、水、盐水、有机化合物及其水溶液。 空气作为载冷剂有较多优点，特别是价格低廉且容易获得，但空气比热小（约1KJ/k），影响了它的使用范围。 水是空调系统最适宜的载冷剂，它的优点是比热容大，价格低易得。由于其凝固点为0，故其仅能用于

3、0以上的系统。 盐水载冷剂常用的有NaCL，CaCL2水溶液等。一、双螺杆压缩机特点双螺杆压缩机的特点：1、体积小，重量轻，结构简单，便于机组化2、变容积比，变压比，连续输气，压力稳定3、内压缩，强制排气，排气量不随排气压力变化，无喘振4、滑阀调节，可在10%-100%平滑调节。5、转速高，排温低，效率高，气体的压缩原理理想气体状态方程: PV=nRT克拉珀龙方程式P压强 V体积 n物质的量 R系数 T温度气体压缩：容积缩小压力升高温度升高物质的量减少 压缩原理基元容积由阴阳转子齿面，接触线，壳体及端盖封闭而成。随着转角逐渐变大然后缩小。压缩原理1 - 吸气过程吸气过程压缩原理2 - 最大吸气

4、最大吸气压缩原理3 压缩过程压缩过程压缩原理 4 继续压缩继续压缩压缩原理5 排气开始排气开始压缩原理6 排气结束排气结束压缩原理转子型线端面投影York于1980获得SRM型线许可证实物转子 滑阀的移动改变螺杆的有效工作长度滑阀的移动改变螺杆的有效工作长度滑阀负载调整范围滑阀原理原理：原理：通过滑伐的移动使压缩机阴、阳螺杆齿间工作容积，在齿面接触线从吸气端向排气端移动的前一段内，仍与吸气孔口相通，并使这部分气体回流到吸气孔口。即减少了螺杆的有效工作长度，来达到能量调节的目的。增载增载减载减载进油吸气过滤器差压排气截止阀回油来自油分离器总管油压回油能量调节装置能量调节装置u组成组成 滑阀、油缸

5、、油活塞、滑阀导杆、螺旋导管、喷油导杆、压缩弹簧、能量指示器、四通电磁阀及油管等。油活塞油活塞四通电磁阀四通电磁阀影响压缩的因素影响压缩过程三个主要因素转子。型线，扭角，导程，转速间隙。转子间，转子与机体间， 排气端面喷油。油的品质，温度，喷油量制冷原理制冷的原理是 在制冷过程中，获得低温的方法是用高压常温的液体进行绝热膨胀来实现，压缩、冷凝、膨胀、蒸发。气体制冷：气体膨胀容积增大压力降低吸热温度降低压缩机制冷流程制冷剂流程： 喷液进气 吸气过滤器转子内腔 消声器止回阀排气阀 油分离器 冷却器蒸发器 气液分离器 压缩机吸气 制冷系统工作原理压缩机油分离器蒸发器水冷式冷凝器循环冷却水冷冻盐水乙二

6、醇溶液油冷器循环冷却水油泵现场换热设备过滤器气液分离器冷凝器压缩机油路结构润滑油流程: 转子腔油过滤器 单向阀 轴 承 排气 电磁阀 滑阀孔油路系统的作用 向转子腔喷油 对轴承进行润滑 经过电磁阀，控制滑阀位置，对压缩机气量进行调节压缩机外形压缩机油进部位：吸气端润滑油进口、油喷射进口、出气端润滑油进口增载增载减载减载进油过滤器差压排气截止阀回油来自油分离器总管油压回油滑阀负载调节HP0P10P2过滤器差压排气压力控制过滤器压差控制器2OP2吸气压差控制油压控制1OP1油压低控制载位控制1三位四通电磁阀载位电磁阀总油管减载加载回油油路控制 调节油压阀 保证油压高于排气压力0.050.3Mpa，

7、同时它起油泵的安全阀的作用。喷油作用喷油的作用冷却润滑密封降噪油分离器油分离器视镜油分离器油过滤器油过滤器 作用：消除润滑油中的杂质，保证油泵及压缩机的运行。 油过滤器为不锈钢丝滤网胆。过滤器要经常拆卸清洗。 膨胀阀膨胀阀DX (直接膨胀式直接膨胀式)蒸发器蒸发器制冷剂在管内沸腾制冷剂在管内沸腾用于冷冻水用于冷冻水干式蒸发器：制冷剂在管内流动，冷冻水干式蒸发器：制冷剂在管内流动，冷冻水 在壳程流动在壳程流动缺点缺点端盖内出现气液分层，端盖内出现气液分层， 影响下一流程均匀分配影响下一流程均匀分配水侧泄漏水侧泄漏优点优点保证将润滑油带回压缩机保证将润滑油带回压缩机制冷剂充灌量少（制冷剂充灌量少（

8、1/3）蒸发温度在蒸发温度在0附近时也不致附近时也不致 冻结冻结可用热力膨胀阀供液，比用浮可用热力膨胀阀供液，比用浮 球阀简单、可靠球阀简单、可靠气液分离器冷凝器蒸发器经济器原理 经济器实质上是液体过冷器，来自冷凝器高压液体中一小部分，经辅助节流阀进入经济器中，在吸收其余的高压液体的热能后蒸发，并经补气口进入压缩机中，大部分的高压液体在经济气中过冷后，经主节流阀进入蒸发器，经济 器中大约有5度的温差，带经济器螺杆流程示意图经济器经济器中间补气孔均气板：均气板：防止高速制冷防止高速制冷剂气体直接撞剂气体直接撞击到管束上，击到管束上，造成额外的振造成额外的振动及管子的破动及管子的破坏坏防止局部高温

9、防止局部高温区降低传热管区降低传热管寿命寿命均布气流有效均布气流有效利用传热面积利用传热面积吸气过滤器 防止系统内的杂质被吸入压缩机，由焊接壳体和不锈钢丝过滤网胆组成。要注意清洗。 冷却水系统进水管出水管乙二醇出口油冷器乙二醇压缩机外形图乙二醇压缩机高压电机高压电机控制柜高压柜内继电器及开关1QFKA2QF3QF4QFZKKKA1KA2KA3KT2KT11QF控制母线KM2QF合闸母线HM3QF保护母线BM4QF交流电源ZKK电压小母线KA保护动作KA1远程起动KA2中间继电器KA3跳闸KT1起动延时KT2停机延时电动机保护测控装置电动机保护测控装置接线X1X2X4X3A631L630B631

10、C631电流输入电压输入通讯开关接点输入装置电源分合闸及保护控制上位机接口X1端子：1、电流输入A631B631C631L630N6002、电压输入U421V421C421N421N111N111U411W411U412W412X2端子：1、上位机接口 485A485B屏蔽层2、光纤通讯口电机保护测控装置背面端子图功能名称功能名称编号编号端子号端子号功能名称功能名称编号编号端子号端子号功能名称功能名称编号编号端子号端子号遥控电源遥控电源33401遥信公共端遥信公共端701421工作位置工作位置 S9905309KM+31402装置闭锁装置闭锁703422地刀地刀 合合 位位DG907310保护

11、动作保护动作 TWJ KJJ+SYM404运行报警运行报警705423BY1909311-SYM405保护跳闸信号保护跳闸信号707424BY2911312跳闸入口跳闸入口41409控制回路断线控制回路断线711426BY3913313手动合闸手动合闸17410跳闸接点扩展跳闸接点扩展1427闭锁闭锁QBS915321手动跳闸手动跳闸3941143428FDL1917322412禁止再启动禁止再启动BCX11429FDL2919323413BCX12430FDL3921324保护跳闸保护跳闸41414FDL4923325跳闸线圈跳闸线圈37416端子排端子排X3FDL5925326HWJ234

12、17接地301FDL4927327合闸线圈合闸线圈7418装置电源装置电源+BM901303FDL5929328TWJ21419装置电源装置电源-BM902304LP6931329KM-2420试验位置试验位置 S8903308FA2933330多功能表多功能表接线电流输入电压输入RS+RS-A0+A0-LN带电显示器油路控制远方就地分合0开关柜智能操作装置NYD-SSD-IIICG3-20023X4X2X1X加热电源AC220电源AC220电压ABCDLKDCNJDDCOMDLB GW1SW1JR1JR2W1S1W2S2GND+5V储能开关照明开关远方就地试合开关现场控制箱结构现场控制箱结构

13、CPU100 电源L406 电源N133 滤油器差压大131 电源故障来至高压 125 KA 主机运行反馈 123 WL 外部联锁121 MZ 强制满载DCS119 SQ2 满载位117 SQ1 零载位115 FR2 1#油泵过载113 FR1 主机过载111 FR3 2#油泵过载109 BV 蒸发器断水107 OP2 吸气压差大 105 OP1 油压低103 HP 排气压力高101 KJ 远程开DCS406 N 电源N406 电源N KA1 207 主机启动YV9 205 蒸气旁通阀QM1 203 2#油泵QM1 201 1#油泵FU1 301 交流220VKA2 217 故障停机输出DCS

14、HA 215 蜂鸣器YV3 213 均压电磁阀YV2 211 卸载电磁阀YV1 209 上载电磁阀FU2 303交流N 交流 L 09YV8 231YV7 229YV6 227YV5 225 1#供液阀YV4 223 经济器供液阀KA4 221KA3 219FU3 305温度变送器电流变送器温度变送器W1W2W4W5W3W6W7W1油温W2出水温度W3电机A相W4电机B相W5电机C相W6主端轴承W7负端轴承盘内控制接触器KA1为主机启动KA2为故障继电器KA3为零载位继电器KA4为满载位继电器KA1KA2KA3 KA4KM4KM5KM6KM4为1#油泵（开了主机KA1才能动作）KM5为2#油泵

15、KM6为油加热器FR2FR3电源控制开关QM2为电源模块供电QM3为油加热电源QM4为主机加热电源FU1为PLC输出电源FU2为PLC输出电源FU3为PLC输出电源FU4为PLC输入电源FU5为触摸屏电源QM2QM3QM4FU1 FU2FU3 FU4FU5操作页首页操作页面模式选择参数设定参数设定密码手动操作运行监控报警设定开关量输入1开关量输入2模拟量输入1模拟量输入2模拟量输入2开关量输出1开关量输出2报警画面帮助说明吸压图表螺杆式制冷压缩机的调试、操作螺杆式制冷压缩机的调试、操作压力传感器电位计液位计螺杆机组主要运行参数：螺杆机组主要运行参数： 排气压力、吸气压力、 中间压力、油泵压力

16、压缩机载位 供油温度 冷却水进口温度 电机电流 油位 二、螺杆压缩机阀门状态二、螺杆压缩机阀门状态 工作状态工作状态 阀门名称阀门名称 机组操作状态机组操作状态 备注备注 停机 运行 暂时停机 长期停机 调试阶段 工作阶段 压缩机吸气阀 关 关 慢开 开 自动型暂时停机时开 压缩机排气阀 关 关 开开油分与油冷间截止阀 开开开开部件检修时关 油泵与油冷间截止阀 开开开开油泵与油分配器间截止阀 开 开 开 开 加油截止阀 关 关 关 关 加油时开 均压截止阀 开开 开开 维修电磁阀时关 均压电磁阀 开开 开开 中间冷却器 为卧式壳管式结构。高压液体进入壳程后一部分经节流装置进入管程。两侧管箱分别

17、由法兰与管板连接。换热管采用高效换热管，与管板连接。管束由折流板支撑。 氟里昂液体从贮液器出来后经过干燥过滤器，吸附掉氟里昂液体中的水分后进入中间冷却器经过截止阀、电磁阀进中间冷却器分两路：一路从壳程经过截止阀、过滤器、电磁阀、热力膨胀阀进入管程蒸发，再经截止阀、补气过滤器、截止止回阀、进入低压级排气管，冷却低压级排气。另一路经壳程过冷后进入桶泵机组的自动回油器，经过截止阀、干燥过滤器、视液镜后，一路为自动供液经PMFL-SV4，进入桶泵机组，另一路为手动，经电磁阀、节流阀，进入桶泵机组，手动节流阀是液位控制的一个有益补充。制冷工作原理 当出现供液不足时，打开手动液路电磁阀和手动节流阀，或开大

18、手动节流阀（液位超低报警将自动打开手动液路电磁阀），使总供液能力大于压缩机的需要，保持低压循环贮液器液位的稳定。 节流后的一部分闪发气体被压缩机吸入，屏蔽泵把低温低压液体制冷剂从低压循环贮液器中吸出，增压后送到蒸发器中去，氟利昂在蒸发器吸热蒸发，由于是三倍的循环倍率，因此蒸发后的工质为气液两相，气液两相的氟利昂气体回到桶泵，在桶泵经过气液分离，分离后的气体被压缩机吸入，完成一个制冷循环。制冷工作原理系统主要设备组成系统主要设备组成 -55系统六台QSF3225LSZ630kw，2台ZWB-18桶泵机组； -35 系统2台20CB200kw，ZWB-5桶泵机组、二次油分、冷凝器、贮液器。系统流程：螺杆制冷压缩机从桶泵的吸气口将饱和的F22气体吸入， 经过压缩机的吸气过滤器后进入低压级压缩机的吸气口，与喷入的润滑油混合，压缩后的气体进入低压级与高压级之间的连接管道，再与进入该管道的补充气体（从中间冷却器来