试析螺杆式冷水机组故障诊断

学术论文 2017-11-06 11:42:05
   1螺杆式冷水机组的分类 
  中央空调系统以及大型工业制冷都会应用到螺杆式冷水机组。螺杆式冷水机组的分类方式有很多种,依据其冷凝方式可分为水冷螺杆式和风冷螺杆式,其中水冷螺杆式机组的用途比较广泛,多应用于大型公共建筑、机械工业、养鱼业、制药业、食品加工保鲜等。依据其制冷压缩机的不同可分为双螺杆和单螺杆两种。 
  1.1双螺杆制冷压缩机 
  双螺杆压缩机属于能量可调类的喷油压缩机,其吸气、压缩、排气循环是通过机体中相互啮合的阴阳转子在旋转时产生的周期性容积变化来实现的。气体在吸气口进入阴阳转子的齿间容积即为吸气,转子旋转使得转子齿间容积相连通,随着齿的啮合,容积会逐步缩小,气体完成压缩,最后压缩的气体通过排气口排出,完成一个工作的循环。主要构件包括双转子、主轴承、机体、平衡活塞、轴封、能量调节装置等,其中主动转子为阳转子,从动转子为阴转子。增减载过程靠油压活塞来实现,容量可以无级调节或者二三段调节。 
  1.2单螺杆制冷压缩机 
  单螺杆制冷压缩机主要构件包括转子、星轮、主轴承、机体、能量调节装置,其吸气、压缩、排气循环过程是通过转子和星轮的旋转产生周期性容积变化来实现的,通过一个主动转子与两个星轮的配合来完成气体的压缩。转子齿数是六个,星轮是十一齿的,容量可以无级调节或者三四段调节。 
  2螺杆式冷水机组故障常见类型 
  2.1高压故障 
  螺杆式冷水机组中有高压保护继电器,压缩机的排气压力能够反映出冷凝压力,因此压缩机排气压力过高的话会使高压保护继电器动作。如果压力长期超过保护值,会引起压缩机运行电流过大,烧坏电机,同时会损坏排气口的阀片。出现高压故障的原因通常有以下几种:(1)水温偏高。冷水机组都有额定工况,冷却水温度升高会使散热效果不好,从而导致冷凝压力的升高,这种情况通常出现在高温季节。出现水温过高情况的原因有冷却塔风机故障,如风机电机没有开启或者反转、冷却水播水器堵转卡死、冷却塔填料结垢严重、环境温度过高、冷却水量少、冷却水循环路短等;(2)制冷剂过多。一般在对冷水机组进行保养检修之后都会添加制冷剂,如果制冷剂添加量没有合理的把控,添加过多的话会使冷水机组的吸排气压力和平衡压力偏高,导致压缩机的运行电流偏高,出现高压故障;(3)冷却水不足。系统缺水或存有空气会造成冷却水流量不足,冷水机组的冷却水如果没有达到额定流量的话,会出现机组进出水压力的差值减小,使得温差变大,从而出现高压故障。在管道顶端安装排气阀能够有效改善这种情况;选择合适的管道过滤器并定期进行滤网的清理,避免出现堵塞导致透水能力变差;选择水泵时要注意与系统的匹配;(4)冷凝器故障。冷水机组的冷凝器容易出现结垢和堵塞故障。因为冷凝器的冷凝水通常是自来水,而自来水在温度升高时很容易结垢,冷却塔的结构使得冷凝器直接暴露于空气当中,导致灰尘和异物不断进入冷却水系统,长时间会造成冷凝器的堵塞,影响水流量,减小散热面积,导致冷凝器工作效率低。因此要定期对机组进行反冲洗,同时适当采取化学清洗方式。 
  2.2低压故障 
  螺杆式冷水机组中也有低压保护继电器,压缩机的吸气压力能够反映出蒸发压力,因此压缩机吸气压力过低会使低压保护继电器动作。吸气压力的降低会使回气量少,制冷能力下降,造成电力能源的过度消耗;回气冷却压缩机的马达散热不良,容易损坏电机。出现低压故障的原因通常有以下几种:(1)制冷剂不足。冷水机组进行检修之后都会添加制冷剂,对于制冷剂的加入量要合理掌控,制冷剂添加量不足会使停机的平衡压力升高,开机的吸气压力降低,排气的压力也降低,最终使得压缩机的运行电流变小,出现低压故障;(2)冷却水温度过低。机组运行时如果冷却水的温度过低会出现低压故障,此时可以通过节流冷却水或关闭冷却塔等方式来提高冷却水的温度。同时机组在运行过程中如果没有充分的预热,会使冷冻油的温度过低,造成制冷剂无法充分分离,也会导致低压故障的出现,对于这种情况,则需要延长预热时间,使冷冻油温度回升;(3)冷冻水过少。冷冻水的流量不足会减少吸热量,从而使得制冷剂蒸发效果降低;而且因为是过冷过饱和的蒸汽,容易发生湿压缩,导致机组进出水压力差减小,温差增大,吸气口出现结霜现象。通常造成冷冻水流量不足的原因有系统内出现空气、系统缺水、水泵流量小、没有备用水泵等。 
  2.3其他故障 
  因为膨胀阀的出口温度能够反映蒸发温度,所以膨胀阀对换热会有一定影响。通常膨胀阀的出口温度会和冷冻水出水温度有一定差值,所以发生低阀温故障时,压缩机便会停机,在阀温回升以后会恢复运行。其原因通常有制冷剂的泄漏导致制冷剂不足、膨胀阀堵塞、蒸发器堵塞、冷冻水流量不足等。压缩机马达内有热敏电阻,如果绕组过热会增大阻值,使得热保护模块动作,切断机组的运行,因此在运行时要注意不要出现压缩机过热的情况。 
  3螺杆式冷水机组故障处理方法 
  3.1清洗冷凝器和蒸发器 
  水冷式冷凝器的冷却水循环回路是开式的,通常采用自来水经冷却塔循环使用。而自来水中的镁盐和钙盐含量较多的时候,非常容易分解并沉积附着在冷却水管上,长时间会形成水垢,大大影响传热效果。同时结垢过厚还会影响冷却水的流通面积,使得冷却水量减少,冷凝压力上升,出现高压故障。因此应当加大对冷凝器和蒸发器的维护保养工作,尤其是冷却水的水质比较差的时候,要加大清洗频率,至少保证每年清洗一次,尽量采取化学清洗,使清洗效果更好,能够有效去除管中的水垢和其他污物。 
  3.2更换润滑油和干燥过滤器 
  冷水机组在长时间使用后,会降低润滑油的油质,增加润滑油中的杂质和水分,降低润滑效果。因此要定期检查润滑油,并观察油质的变化,一旦发现问题应及时进行更换,注意所更换的润滑油必须满足冷水机组的技术要求。干燥过滤器能够保证制冷剂正常循环,因为制冷剂是不溶于水的,如果系统中混有水分,那么势必会影响机组运行效率。所以保持系统的干燥是非常重要的,要加大对干燥器的检查力度,提高质量要求,定期更换干燥过滤器的滤芯。 
  3.3做好安全阀的校验工作 
  螺杆式冷水机组包括冷凝器和蒸发器,而冷凝器和蒸发器属于压力容器,根据相关规定,需要在冷水机组高压端上安装安全阀。这样可以保证机组发生故障或者在非正常环境下工作时,安全阀能够进行自动泄压,避免高压对人体造成伤害。因此要定期对安全阀进行校验,避免安全阀出现问题导致无法正常工作,从而造成人身伤害和经济损失。 
  4结语 
  通过对螺杆式冷水机组进行分析,总结出其常见故障并提出改善方法,旨在为相关技术人员提供参考意见,但是具体的故障诊断方法仍然需要相关人员不断的摸索,使得螺杆式冷水机组的技术更加完善。
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