潤(rùn)滑油系統(tǒng)對(duì)螺桿式制冷壓縮機(jī)的影響

梁景鵬

摘要：介紹了螺桿式制冷壓縮機(jī)組的結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)闡述了潤(rùn)滑油系統(tǒng)，并針對(duì)該機(jī)組出現(xiàn)的故障，從裝配方面無(wú)法解決的情況下，改變策略，對(duì)潤(rùn)滑油系統(tǒng)全面分析，徹底解決了該機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)的故障。

關(guān)鍵詞：油分離器;油冷卻器;振動(dòng);超電流;濾芯

1變頻螺桿制冷壓縮機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

螺桿制冷壓縮機(jī)行業(yè)是技術(shù)密集型行業(yè)，生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，加工精度要求高，產(chǎn)品和技術(shù)更新的難度較大，企業(yè)的持續(xù)發(fā)展需要一定的研發(fā)實(shí)力和技術(shù)儲(chǔ)備，也需要一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累。目前國(guó)內(nèi)螺桿壓縮機(jī)生產(chǎn)廠商通過技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)合作或自主研發(fā)，逐步提高了產(chǎn)品的技術(shù)含量和性能質(zhì)量。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展及人們節(jié)能減排意識(shí)的深入，變頻容量調(diào)節(jié)取消滑閥，大大減少容量調(diào)節(jié)的節(jié)能故障而可靠性更高，變頻螺桿制冷壓縮機(jī)的市場(chǎng)份額逐步增加，近年來(lái)，各螺桿壓縮機(jī)的生產(chǎn)廠家相繼系列化推出變頻螺桿制冷壓縮機(jī)產(chǎn)品。

2螺桿式制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

雙螺桿式制冷壓縮機(jī)機(jī)組主要由壓縮機(jī)、油分離系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)器組成。螺桿式制冷壓縮由一對(duì)相互嚙合的按一定傳動(dòng)比反向旋轉(zhuǎn)的螺旋形轉(zhuǎn)子，水平且平行配置于機(jī)體內(nèi)部，具有凸齒的轉(zhuǎn)子為陽(yáng)轉(zhuǎn)子，通常它與原動(dòng)機(jī)連接，功率由此輸入具有凹齒的轉(zhuǎn)子稱為陰轉(zhuǎn)子。在陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子的下部，裝有一個(gè)由油缸內(nèi)油活塞帶動(dòng)的能量調(diào)節(jié)滑閥，由電磁（或手動(dòng).換向閥控制，可以在157-100%范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)制冷量的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，并能保證壓縮機(jī)處于低位啟動(dòng)，以達(dá)到小的啟動(dòng)扭矩，滑閥的工作位置可通過能量傳感機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為能量百分?jǐn)?shù)，并且在機(jī)組的控制盤上顯示出來(lái)。

3螺桿式制冷壓縮機(jī)組的結(jié)構(gòu)組成

螺桿式制冷壓縮機(jī)是利用一對(duì)相互嚙合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，周期性地改變轉(zhuǎn)子每對(duì)齒槽間的容積來(lái)完成吸氣、壓縮、排氣過程，可以在10%～100%范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)制冷量的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。如圖1該機(jī)組包括：螺桿式制冷壓縮機(jī)、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)、氣路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

4潤(rùn)滑油系統(tǒng)簡(jiǎn)介

潤(rùn)滑油系統(tǒng)包括：油分離器、油冷卻器、油粗過濾器、油泵、恒壓閥、油精過濾器及閥門等

4.1油分離器作用

分離出壓縮機(jī)排氣中所夾帶的潤(rùn)滑油，使進(jìn)入冷凝器的高壓氣體制冷劑純凈，減輕潤(rùn)滑油膜對(duì)傳熱的不良影響，降低潤(rùn)滑油的消耗。同時(shí)建立必需的油液位差，為油冷卻器正常工作提供保證。該機(jī)組采用的是臥式油分離器如圖2，壓縮機(jī)所排出的高壓氣體經(jīng)排氣管轉(zhuǎn)向，進(jìn)入油分空間后進(jìn)行減速、反向，分離出大部分潤(rùn)滑油，這是第1次分離;制冷劑氣體經(jīng)過筒體流向油分離器濾芯時(shí)，潤(rùn)滑油微粒與筒壁吸附及重力沉降，完成第2次分離;制冷劑氣體然后進(jìn)入油分離器濾芯，經(jīng)吸附、凝聚除去其余的油，這是第3次分離。分離出潤(rùn)滑油的潔凈制冷劑

4.2油冷卻器作用

經(jīng)油分離器分離出的潤(rùn)滑油，處于較高溫度狀態(tài)，不能直接噴入壓縮機(jī)中，需經(jīng)油冷卻器冷卻達(dá)到壓縮機(jī)所需的粘度和溫度后才可循環(huán)使用。該機(jī)組采用的是臥式管殼式換熱器如圖3，殼程為油，管程為水，管束固定于兩端管板上，油冷卻器筒體內(nèi)有折流板，可以改善油和冷卻水的熱交換。油冷卻器冷卻水進(jìn)水溫度應(yīng)小于32℃，機(jī)組油溫控制為40～65℃。

4.3油粗過濾器作用

清除潤(rùn)滑油中尺寸較大的雜質(zhì)顆粒，使進(jìn)入油精過濾器的潤(rùn)滑油相對(duì)清潔，減輕油精過濾器的負(fù)擔(dān)，以保證油泵及壓縮機(jī)潤(rùn)滑良好，工作正常，避免磨損。該機(jī)組采用外殼為無(wú)縫鋼管，過濾芯為不銹鋼絲網(wǎng)制成的圓桶形結(jié)構(gòu)，端蓋可拆卸，用于更換、清洗過濾芯。

4.5油精過濾器作用

進(jìn)一步清除潤(rùn)滑油中小尺寸的雜質(zhì)顆粒，最后確保進(jìn)入壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油非常清潔，以保證壓縮機(jī)軸承、轉(zhuǎn)子、軸封等摩擦點(diǎn)潤(rùn)滑良好，工作正常，減低磨損。該機(jī)組油精過濾器的過濾芯為紙制，不能清洗，只能更換。

5解決措施

在壓縮機(jī)投運(yùn)前，我們首先對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行了更換，清洗了潤(rùn)滑油精濾器，確保了潤(rùn)滑油油質(zhì)和油量。在此基礎(chǔ)上，我們把調(diào)整的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向油冷設(shè)備及冷凝液。主要通過以下三個(gè)措施進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

5.1控制虹吸罐液位，保證油冷器有充足的液氨進(jìn)行油冷作用

壓縮機(jī)油冷作用主要通過虹吸罐作用為給油冷卻器供液;來(lái)自冷凝器的氨液流入虹吸器后分兩路，主要部分從虹吸器溢流口流入貯氨器，進(jìn)而向蒸發(fā)器供液;另一部分從虹吸器底部借重力供給臥式殼管式油冷卻器，冷凝壓力下的液氨進(jìn)入油冷卻器的管程后，吸收管外高溫油的熱量而蒸發(fā)，將油冷卻，蒸發(fā)所產(chǎn)生的高壓蒸汽再回流入虹吸器，氣液分離后的氣體在壓縮機(jī)排氣所形成的虹吸作用下進(jìn)入冷凝器繼續(xù)循環(huán)。因?yàn)楹缥逈]有液位計(jì)，我們主要通過控制氨儲(chǔ)罐液位來(lái)控制液位。為此我們將投入生產(chǎn)的氨儲(chǔ)罐液位設(shè)定在20%，一旦出現(xiàn)氨儲(chǔ)罐液位低，立即調(diào)低蒸發(fā)壓力，減少蒸發(fā)器供液，從而保證虹吸罐液位，確保了油冷器有充足的制冷劑。

5.2.減少殼程中氣體含量，強(qiáng)化虹吸作用

在統(tǒng)計(jì)2012年壓縮機(jī)故障停車原因時(shí)，有6次油溫高自動(dòng)停車時(shí)，氨儲(chǔ)罐均有30%的液位，這說明虹吸罐制冷劑量是充足的。為此，我們繼續(xù)深入分析，考慮到制冷劑中存在氣體組分，影響了虹吸作用的正常進(jìn)行，導(dǎo)致進(jìn)入油冷器的制冷劑不足造成了油溫高現(xiàn)象的出現(xiàn)。為了減少油冷器殼程中氣體含量，我們首先要求崗位每半個(gè)月進(jìn)行一次系統(tǒng)放空氣操作，加大排除系統(tǒng)不凝氣的頻率。其次，通過對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)7、8月份8時(shí)———18時(shí)是壓縮機(jī)油溫偏高現(xiàn)象的頻發(fā)時(shí)段，外界環(huán)境的高溫是影響油冷作用的一個(gè)重要因素。

5.3.減少潤(rùn)滑油中氣體含量，有效控制油溫超高現(xiàn)象

通過分析設(shè)備構(gòu)造，制冷劑特性，進(jìn)一步實(shí)施控制油溫超高的措施。根據(jù)制冷劑氨的特性，氨氣不溶于潤(rùn)滑油，在壓縮機(jī)油氣分離器中，存在的是油氨混合物，因此在油流程中不可避免的會(huì)帶有氨氣。當(dāng)環(huán)境溫度影響油冷作用受到制約時(shí)，需要冷卻的潤(rùn)滑油中混有氨氣，同樣會(huì)影響油冷器的冷卻的作用。這也是造成壓縮機(jī)油溫高的一個(gè)因素。依照排除系統(tǒng)不凝氣的原理，在壓縮機(jī)油路卸油閥處連接管道，由崗位操作工進(jìn)行操作，每當(dāng)油溫超過52℃且上升趨勢(shì)明顯的時(shí)候，采取排出潤(rùn)滑油中氣體的措施，用于增強(qiáng)油冷作用，有效控制了油溫不斷升高且無(wú)法控制的狀況。

結(jié)語(yǔ)：

從上述國(guó)內(nèi)外螺桿壓縮機(jī)的產(chǎn)品發(fā)展情況來(lái)看，變頻螺桿制冷壓縮機(jī)已經(jīng)在各廠家大力推廣。開發(fā)可調(diào)內(nèi)容積比的變頻螺桿制冷壓縮機(jī)、精確控制壓縮腔的噴油量、降低吸氣壓損、減少壓縮腔運(yùn)動(dòng)部件的泄漏損失及氣流摩擦損失等等是提高變頻螺桿制冷壓縮機(jī)性能的發(fā)展方向。深入研究變頻技術(shù)，降低變頻器的成本將會(huì)使變頻螺桿制冷壓縮機(jī)的應(yīng)用迅猛發(fā)展。從整個(gè)螺桿制冷壓縮機(jī)行業(yè)來(lái)看，變頻螺桿壓縮機(jī)是一個(gè)主流發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]史偉勤，樓唯，王一峰，何勤.螺桿式制冷壓縮機(jī)在真空冷凍干燥機(jī)中的最新應(yīng)用[J].干燥技術(shù)與設(shè)備，2014，12（01）：8-13.

[2]楊明.螺桿式制冷壓縮機(jī)機(jī)械密封溫度測(cè)試與分析[J].制冷與空調(diào)，2013，13（11）：48-50.

[3]曲宏偉，李建風(fēng)，邢子文.高效螺桿式CO_2制冷壓縮機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].制冷與空調(diào)，2013，13（09）：88-92.

[4]邱鳳鶴，孔偉楠.雙螺桿式制冷壓縮機(jī)的日常維護(hù)和保養(yǎng)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，34（02）：111+146.

[5]陳文卿，沈九兵，邢子文.國(guó)內(nèi)螺桿式制冷壓縮機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].制冷與空調(diào)，2012，12（02）：90-94.