论文部分内容阅读
摘要：TW-2160高低温试验箱在长期使用过程中出现了低温级压缩机损坏，根据实际使用情况分析出了压缩机损坏为油压过低引起，并分析了油压过低的原因，依据分析结论做了相关试验，验证了该试验箱低温级压缩机的损坏是在保护系统失效的情况下油压过低引起的。查出了试验箱保护系统的油压继电器有故障并进行了更换。对试验箱进行试机并进行了缺油故障模拟。设备保护功能正常，运行可靠。
关键词：压缩机；润滑油；油压继电器
1.引言
TW-2160高低温交变湿热试验箱是四零一所大型产品的温度试验设备，该试验箱设备的制冷部分由1号、2号机组组成，每个机组的设计为：两台压缩机组成的复叠式制冷方式，共计4台45P压缩机。（复叠式制冷系统见图1）自2010年11月安装至2014年8月近5年的时间使用以来，在完成多种产品的温湿度试验中起着重要作用，但在2014年8月20日出现了一号机组压缩机严重损坏的现象，给单位造成较大的经济损失。为了避免经济损失，保证设备安全可靠运行。必须查出压缩机损坏的根本原因，并做出相应改进措施。
1：低温级压缩机 2：冷凝器 3：节流阀 4：冷凝蒸发器 5：节流阀 6：低温级压缩机 7：蒸发器
2.压缩机损坏原因分析
2.1压缩机损坏前运行工况
压缩机损坏前做的是-45℃深低温试验，恒温96小时，且试验前几天下过雨空气湿度较大，压缩机整体结霜较厚。
2.2压缩机损坏现象
对损坏的压缩机进行了以下检查：
润滑油检查：油视镜中油位比正常油位略低，油色清亮但有灰色金属粉末；
阀板组件检查：打开吸排气缸盖及阀板组件其中之一，吸排气阀片正常；
气缸盖板检查：气缸盖板颜色无变色现象；
油泵检查：拆开油泵，旋转油泵轴，油泵输出口有油泵出，油泵正常；
活塞及气缸检查：在拆开阀板组件时发现活塞已部分脱出了缸体，斜歪着卡在了气缸入口处，拆开了油泵时，发现连杆已经断裂。
2.3压缩机损坏原因分析
压缩机损坏一般有三个原因：压缩机排气温度过高，压缩机吸气温度过低，润滑系统故障。
从以上对压缩机的检查情况来看：
气缸盖板颜色正常，说明压缩机排气温度正常；
油位正常，压缩机油泵正常，说明润滑系统没问题；
活塞卡、连杆断，油中有金属粉末。油中有金属粉末，说明有磨损，活塞卡、连杆断应是润滑系统出了问题。但是油泵正常，油位正常，润滑系统应该没问题。结合压缩机损坏前运行工况看，压缩机在环境湿度较大情况下长期运行，试验箱内蒸发器严重结霜，制冷剂在蒸发器内不能有效换热，因此造成压缩机吸气温度过低。当吸气温度过低造成润滑油黏度上升，从而油泵产生的油压不足且润滑油润滑性能降低，因此引起压缩机活塞卡、连杆断。
从机头结霜情况看，说明以上分析是正确的。
3.实验验证压缩机损坏原因
断开故障压缩机即1号机组低温级压缩机断路器，设备上电，设置试验参数为低温-45℃，运行设备，设备运行了一段时间便保护停机。经检查为1号机组高温级压缩机油压报警，经观察，2号机组高、低温级两台压缩机机头仅少量结霜，1号机组高温级压缩机已全部覆盖了大量白霜。1号机组高温级压缩机因低温级压缩机未工作，其制冷剂R404A无法从冷凝-蒸发器中吸收低温级制冷系统返回的热量产生大量结霜。此现象正好与低温级制冷系统在较恶劣的工况下运行，蒸发器大量结霜后制冷剂R23无法吸收试验箱内热量引起回气温度过低现象一致。
4.压缩机损坏电气问题查找
试验箱应当具有压缩机、加热器、加湿器、风机等较完善的保护电路，（油压保护系统见图2）以避免安全事故的发生及设备损坏。因此，压缩机损坏可查相关保护电路。
将该试验箱压缩机保护功能进行了故障运行模拟。故障运行模拟原理为断开其中一个压缩机断路器，运行设备，设备给油压继电器一个压缩机启动信号，被断开的压缩机钟不能运行，油泵不能产生油压，3-5分钟后油压继电器检出缺油信号送回保护电路，设备发出油压报警提示并停止运行。
将压缩机各断路器分别处于断开位置，设备运行3-5分钟后1号机组低温级压缩机未出现保护停机现象，其它3台压缩机均能保护停机，用万用表测得1号机组断路器断开后该压缩机油压继电器未返回缺油信号而其它3台缺油信号返回正常。说明故障压缩机的油压继电器已损坏。
1：压缩机 2：油泵 3：高压油管 4：低压油管 5：油压继电器 6：反馈线路
7：PLC逻辑控制器 8：保护输出
图2复叠式制冷系统图
5.解决措施
更换一号机组低温级故障压缩机，并更换油压继电器，检查油压继电器压力设定值设置是否正确，检查压缩机油位是否正常，一切正常后试机。设备正常运行一段时间后，检查油压报警功能，断开新换压缩机的断路器，设备运行了大约3分钟报警并停止运行。说明设备油压报警保护功能正常。该试验箱可正常使用。
6.结论与建议
通过对压缩机损坏原因分析，得出结论，压缩机损坏的原因是：①回气温度过低引起润滑油润滑性能不良及油压过低油压；②油压继电器保护功能也失效无法给出缺油报警信号；③压缩机仍然继续长时间运行。
建议：①定期对设备进行故障模拟试运行，观察保护功能是否正常，以避免耽误试验任務同时避免较大的经济损失。②给压缩机增设一回气温度控制电路，当回气温度过低时，同过制冷旁通电路将一部分高温制冷剂返回压缩机以提高压缩机回气温度，避免再次损坏压缩机。
参考文献：
[1]李善智.某制冷站改造分析。暖通空调[J]，2005（11）99～90
[2]郭庆堂.实用制冷工程设计手册[M]，北京：中国建筑工业出版社
作者简介：
涂伟（1976-），男，四川省绵阳市三台县人，汉族，现职称：工程师，学历：本科，研究方向：温度试验。
关键词：压缩机；润滑油；油压继电器
1.引言
TW-2160高低温交变湿热试验箱是四零一所大型产品的温度试验设备，该试验箱设备的制冷部分由1号、2号机组组成，每个机组的设计为：两台压缩机组成的复叠式制冷方式，共计4台45P压缩机。（复叠式制冷系统见图1）自2010年11月安装至2014年8月近5年的时间使用以来，在完成多种产品的温湿度试验中起着重要作用，但在2014年8月20日出现了一号机组压缩机严重损坏的现象，给单位造成较大的经济损失。为了避免经济损失，保证设备安全可靠运行。必须查出压缩机损坏的根本原因，并做出相应改进措施。
1：低温级压缩机 2：冷凝器 3：节流阀 4：冷凝蒸发器 5：节流阀 6：低温级压缩机 7：蒸发器
2.压缩机损坏原因分析
2.1压缩机损坏前运行工况
压缩机损坏前做的是-45℃深低温试验，恒温96小时，且试验前几天下过雨空气湿度较大，压缩机整体结霜较厚。
2.2压缩机损坏现象
对损坏的压缩机进行了以下检查：
润滑油检查：油视镜中油位比正常油位略低，油色清亮但有灰色金属粉末；
阀板组件检查：打开吸排气缸盖及阀板组件其中之一，吸排气阀片正常；
气缸盖板检查：气缸盖板颜色无变色现象；
油泵检查：拆开油泵，旋转油泵轴，油泵输出口有油泵出，油泵正常；
活塞及气缸检查：在拆开阀板组件时发现活塞已部分脱出了缸体，斜歪着卡在了气缸入口处，拆开了油泵时，发现连杆已经断裂。
2.3压缩机损坏原因分析
压缩机损坏一般有三个原因：压缩机排气温度过高，压缩机吸气温度过低，润滑系统故障。
从以上对压缩机的检查情况来看：
气缸盖板颜色正常，说明压缩机排气温度正常；
油位正常，压缩机油泵正常，说明润滑系统没问题；
活塞卡、连杆断，油中有金属粉末。油中有金属粉末，说明有磨损，活塞卡、连杆断应是润滑系统出了问题。但是油泵正常，油位正常，润滑系统应该没问题。结合压缩机损坏前运行工况看，压缩机在环境湿度较大情况下长期运行，试验箱内蒸发器严重结霜，制冷剂在蒸发器内不能有效换热，因此造成压缩机吸气温度过低。当吸气温度过低造成润滑油黏度上升，从而油泵产生的油压不足且润滑油润滑性能降低，因此引起压缩机活塞卡、连杆断。
从机头结霜情况看，说明以上分析是正确的。
3.实验验证压缩机损坏原因
断开故障压缩机即1号机组低温级压缩机断路器，设备上电，设置试验参数为低温-45℃，运行设备，设备运行了一段时间便保护停机。经检查为1号机组高温级压缩机油压报警，经观察，2号机组高、低温级两台压缩机机头仅少量结霜，1号机组高温级压缩机已全部覆盖了大量白霜。1号机组高温级压缩机因低温级压缩机未工作，其制冷剂R404A无法从冷凝-蒸发器中吸收低温级制冷系统返回的热量产生大量结霜。此现象正好与低温级制冷系统在较恶劣的工况下运行，蒸发器大量结霜后制冷剂R23无法吸收试验箱内热量引起回气温度过低现象一致。
4.压缩机损坏电气问题查找
试验箱应当具有压缩机、加热器、加湿器、风机等较完善的保护电路，（油压保护系统见图2）以避免安全事故的发生及设备损坏。因此，压缩机损坏可查相关保护电路。
将该试验箱压缩机保护功能进行了故障运行模拟。故障运行模拟原理为断开其中一个压缩机断路器，运行设备，设备给油压继电器一个压缩机启动信号，被断开的压缩机钟不能运行，油泵不能产生油压，3-5分钟后油压继电器检出缺油信号送回保护电路，设备发出油压报警提示并停止运行。
将压缩机各断路器分别处于断开位置，设备运行3-5分钟后1号机组低温级压缩机未出现保护停机现象，其它3台压缩机均能保护停机，用万用表测得1号机组断路器断开后该压缩机油压继电器未返回缺油信号而其它3台缺油信号返回正常。说明故障压缩机的油压继电器已损坏。
1：压缩机 2：油泵 3：高压油管 4：低压油管 5：油压继电器 6：反馈线路
7：PLC逻辑控制器 8：保护输出
图2复叠式制冷系统图
5.解决措施
更换一号机组低温级故障压缩机，并更换油压继电器，检查油压继电器压力设定值设置是否正确，检查压缩机油位是否正常，一切正常后试机。设备正常运行一段时间后，检查油压报警功能，断开新换压缩机的断路器，设备运行了大约3分钟报警并停止运行。说明设备油压报警保护功能正常。该试验箱可正常使用。
6.结论与建议
通过对压缩机损坏原因分析，得出结论，压缩机损坏的原因是：①回气温度过低引起润滑油润滑性能不良及油压过低油压；②油压继电器保护功能也失效无法给出缺油报警信号；③压缩机仍然继续长时间运行。
建议：①定期对设备进行故障模拟试运行，观察保护功能是否正常，以避免耽误试验任務同时避免较大的经济损失。②给压缩机增设一回气温度控制电路，当回气温度过低时，同过制冷旁通电路将一部分高温制冷剂返回压缩机以提高压缩机回气温度，避免再次损坏压缩机。
参考文献：
[1]李善智.某制冷站改造分析。暖通空调[J]，2005（11）99～90
[2]郭庆堂.实用制冷工程设计手册[M]，北京：中国建筑工业出版社
作者简介：
涂伟（1976-），男，四川省绵阳市三台县人，汉族，现职称：工程师，学历：本科，研究方向：温度试验。