涡旋压缩机的特点与故障汇总-深度剖析

制冷那些事2018-11-08 07:18:01



涡旋压缩机是一种容积式压缩机,目前的市场份额也在逐年增大,实际工作原理是利用涡旋转子与涡旋定子的啮合形成多个压缩室,随着涡旋转子的平移转动,不间断旋转,实现对气体的吸人与压运转缩,达到制冷压缩的目的。涡旋压缩机的内部结构比较简单,运动部件少,容积效率高,运行噪声低。涡旋压缩机的应用业绩在很大程度上取决于变频热泵和普通商用和家用空调,其在国内的应用时间还不是很长,对其使用过程中故障的分析很多来源于现场技术人员的临时解决措施。

小冷君今天汇总分析一下涡旋压缩机其中的主要故障,希望可以帮到大家。

1.涡旋压缩机的主要故障

    ①浮动密封圈损坏,高低压串气。

根据涡旋压缩机内部构造分析,为了在定子上为压缩机涡旋供适当的气体压力,在涡旋定子上的适当的中间压缩处开了一个中间压力通道,以提供中间压力。在中间压力腔上部设有浮动密封装置,因此涡旋顶部受排气压力与中间压力作用,除了平衡涡旋内部压缩气体压力以外,还提供了顶端和底槽间的密封力,该密封力靠浮动密封圈来实现。该密封圈由一种类似于橡胶或塑料的非金属材料制成。故障现象一般表现为压缩机电机完好,并且能够通电运行,但机组的排气压力不升高,吸气压力也不降低,吸气与排气几乎没有压差,排气管不热,吸气管也不凉。压缩机电流与额定值差别很大,事实上压缩机在空转。空转时,压缩机的电流很小,相当于无负载运动。

    ②涡旋盘损坏。

涡旋盘损坏除有上述浮动密封圈损坏的特征外,还能听到压缩机内部明显的金属撞击声,这是涡旋盘被击碎后的金属碎片相互撞击或与压缩机壳体撞击的声音。压缩机内系统制冷剂带回的一些系统内杂质和机械磨损碎屑,都有可能是导致,涡旋盘磨损的原因,所以在制冷系统中,系统的清洁至关重要。

    ③电机烧毁。

当接通电源时,熔断器熔断或短路器跳断,压缩机无法启动。电机内绝缘层损坏,或则是高温烧坏都是压缩机各相间短路或则断路的原因。

    ④电机抱轴,轴承损坏。

压缩机电源接通时,听到机壳内电动机有嗡嗡的声音,但不运转,并且电流上升很快,几秒钟后,压缩机内部过载保护或外部热继电器保护动作,切断电源。有时保护器来不及动作,很快达到堵转电流,可能直接导致电机烧毁。

2.故障原因分析及防治措施

    2.1对数台故障压缩机解剖后发现,密封圈发生了局部的融化或是断裂。其原因是:由于制冷泄漏等原因,吸气压力降低(但是即使装了低压保护装置,也可能还没有达到保护设定值,而低压保护并没有切断),吸气过热度增大,致使排气温度迅速升高,这时,如果未装排气温度保护器,或是安装不当,会使系统存在严重的过热现象。避免密封圈发生热损坏最有效的办法是正确安装排气温度保护器。排气温度保护器的温度设定一般为125一130℃;排气温度保护器的感温包一般安装在压缩机排气管上,距离排气口不超过150mm,感温包与排气管固定要牢固,并且需要严格保温;排气温度保护器的接线可以和压缩机的其他保护措施(如高压保护或低压保护)串联起来,共同形成对压缩机的保护。

    2.2 涡旋盘损坏一般是由液击引起,主要有三种情况:一是开机的瞬间有大量的制冷剂液体进人压缩机;二是蒸发器水流量不够(蒸发负荷减小),压缩机有回液现象;三是机组热泵运行除霜不好,大量液体制冷剂没有蒸发就进人压缩机,或是四通换向瞬间蒸发器(热泵运行时为冷凝器)内的液体进人压缩机
解决液击或回液的问题,主要从以下几方面考虑。

    ①管路设计上要避免开机时液态制冷剂进人压缩机,这可能需要对系统做过量回液试验,尤其是充注量比较大的制冷系统。在压缩机吸气口增加气液分离器是解决这个问题的有效办法,尤其是在采用逆循环热气除霜的热泵机组中。

    ②开机前,对压缩机油池进行足够长时间预热可以有效避免大量制冷剂积存于压缩机润滑油中。对于防止液击也有一定作用。

    ③水系统流量保护不可缺少,这样当水流量不够时起到保护压缩机的作用,以免机组有回液现象或是严重时冻坏蒸发器。流量开关损坏时要及时进行修理或更换,切不可短接流量开关。

    2.3 电机绕组烧毁与电气设计的保护有关,或是由机组运行使用不当造成的。

    ①由于蒸发器冻裂,氟系与水系串通后,压缩机进水导致压缩机烧毁。其原因有:a.由于各种原因〔水过滤器脏堵,水泵匹配不合理等),造成水系统流量小,而水流保护又失灵或短接,蒸发器冰冻后冻裂制冷剂铜管;b.冬季机组水系统存水而又没有采取防冻措施,蒸发器冻裂。

    ②负荷异常.使压缩机内置热保护器频繁动作,有可能使其触点发生粘连而使保护器失去作用,从而烧毁电机。润滑失效、摩擦阻力增大是负荷异常的主要原因。要解决润滑失效的问题,主要从以下几方面着手:防止回液、防止润滑油过热(排气温度高)、解决系统回油或缺油问题。

    ③如果电气设计没有过载保护或过流保护,有可能产生以下危险:如果压缩机电流较大,电机绕组持续在较高温度下工作,而这个温度又不足以使内置热保护器动作,这种情况下有可能造成线圈绝缘层破坏而使电机短路烧毁。增加外部过载保护是防止电机烧毁的有效手段,如热继电器保护。热继电器的设定值应能在不超过压缩机额定电流的140%时断开。另外机组电源线通过空气开关也是非常重要的。

    ④系统内有杂质,杂质腐蚀和磨损压缩机电机线圈,导致电机烧毁。

    ⑤电机的频繁启停会使质量不好的接触器触点容易发生粘连,这样,依靠接触器断开压缩机电源回路的所有保护控制(高低压保护、排气温度保护、水流保护等)将全部失效,压缩机处于无保护状态,从而导致电机烧毁。因此,应正确选择接触器。

    ⑥冷却不足也是引起压缩机电机烧毁的原因之一。全封涡旋压缩机一般是靠制冷剂冷却的,制冷剂大量泄漏会造成对压缩机冷却的不够。当然,制冷剂大量泄漏一般会引起低压保护或热保护,但是如果低压保护和热保护失效,就会导致压缩机的烧毁。

    2.4 电机抱轴,轴承损坏的根本原因是润滑问题。又分以下几种情况:

    ①润滑油不够,或者系统回油有问题,在这种情况下,轴承得不到充分润滑,轴承磨损加剧,最终导致电机抱轴。因此,一般要求冷冻油与制冷剂的质量比大于0.35,否则就要补充冷冻油。另外,压缩机的现场替换也会造成冷冻油的流失或是变质,这时就需要补充部分冷冻油。

    ②系统内有杂质进人轴承,轴承磨损或卡死,导致电机抱轴。

根据有关研究人员的分析,杂质的主要成分是铜、铁、碳化物等,这主要是在生产过程中产生的,如钎焊时焊瘤或焊渣进人铜管;铜管切割时铜屑进人系统;压缩机运行过程中润滑不良会加大摩察引起的高温,而高温会导致润滑油或其他有机物的碳化;系统抽空不彻底,有水分存在,或者冷媒中水分控制不够纯,水分就会在系统中导致“镀铜”现,最终会使系统中产生粉末状的铜铁小颗粒;工作场地不清洁,灰尘、杂质进人系统。针对这些问题,应该完善生产工艺,严格执行工艺纪律,提高工人的技术水平。

    ③开机前没有预热或预热时间不够,致使系统内大量的制冷剂迁移至压缩机,液态制冷剂在压缩机内积存较多,而液态制冷剂的密度比冷冻油要大,因此在压缩机底部积存的制冷剂分两层,上部是冷冻油(富油相),下部是制冷剂(富制冷剂相)。下部的制冷剂阻止冷冻油进入轴承润滑处(相当于抬高了冷冻油液面),开机启动时进人轴承润滑面的几乎全是制冷剂,因而导致润滑不良,并且泡沫状的冷冻油和液态制冷剂进人压缩室还会造成液体压缩。

    预防制冷剂迁移和在润滑油中溶解的一个有效措施是使用有加热器,通过对油的加热,使油的温度比系统其他部位温度高,润滑油中的制冷剂蒸发[51,但是油加热器的功率也不能太高,否则会使油过热,粘度降低,甚至碳化,也会引起轴承润滑不当。因此,应正确选择油加热器。

    另一个问题是,即使机组设计了加热器,但是在实际应用过程中,有的用户往往忽略这一点,造成开机前没有预热或预热时间不够的问题屡屡发生,因此,如果可能的话,建议在电气控制系统上加以设置,保证足够的预热时间。预热时间一般为12--24h时,使油温比环境温度高10-12℃。

3.结束语

    全封涡旋压缩机一旦发生损坏,几乎是无法修复的,只能更换压缩机,由此造成的损失是比较大的,因此,如何针对全封涡旋压缩机的常见故障在设计上采取相应的预防措施是非常重要的。




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