螺杆式氨压缩机原理及常见故障分析.doc

螺杆式氨压缩机原理及常见故障分析与处理 合成橡胶厂水汽车间 王志永 摘 要 本文介绍了螺杆式氨压缩机的原理及操作，通过分析螺杆式氨压缩机的安全保护装置控制原理，分析了该系统的常见故障原因，总结了故障的解决办法。 关键词 螺杆式氨压缩机 氨 故障分析 解决办法 1. 螺杆式氨压缩机工作原理及特点 1.1 螺杆式氨压缩机工作原理 螺杆制冷压缩机是一种工作容积作回转运动的容积型制冷压缩机。它利用一对相互啮合的阴阳转子在机体內作回转运动，周期性地改变转子每对齿槽间的容积来完成压缩过程。螺杆压缩机每个单独转自的齿间容积称为独立基元容积，一对阴阳转自相互啮合时相通的齿间容积称为基元容积对，简称基元容积。图1给出了螺杆式氨压缩机结构图[1]。 当转子转动时，齿槽容积随转子旋转而逐渐扩大，并和吸入口相连通。由蒸发系统来的气体通过孔口进入齿槽容积进行气体的吸入，在转子旋转到一定角度以后，齿间容积越过吸入孔口位置与吸入孔口断开，吸入过程结朿；当转子继续转动时，被机体、吸气端座和排气端座所封闭的齿槽內气体，由于阴、阳转子的相互啮合齿的相互填塞而被压向排气端，同时压力逐渐升高，进行压缩过程；当转子转动到使齿槽空间与排气端座上的排气孔口相通时，气体被压出并自排气口排出，完成排气过程。 基元容积由于空间接触线的分隔，排气的同时，基元容积在吸气端再次吸气，接着又进行压缩、排气，如此循环不止，就完成了螺杆式制冷压缩机工作循环。 1.2 螺杆式氨压缩机工作特点 螺杆式氨压缩机结构紧凑，体积小、重量轻，没有气阀等易损件，因而运转可靠性高，维护管理简单。一般螺杆制冷压缩机均向工作腔喷油，因而使排气温度低，单级压缩比大，容积效率高。它有滑阀调节装置，可进行空载启动，以及无级冷量调节。[2][3] 图 1 螺杆式氨压缩机结构图 2. 螺杆式氨压缩机安全保护控制原理 从螺杆式氨压缩机组报警联锁关系图和报警联锁关系表中可以看到，（以1#冰机为例）机组安全保护装置控制的主要控制参数如下： 表1 式氨压缩机组联锁控制参数说明 序号 参数名称 报警类型 控制值 1 吸气压力 低低 0.03MPa 2 排气压力 高高 1.40MPa 3 油压差 高高 0.15Mpa 4 油滤压差 高高 0.15MPa 5 吸气温度 低低 -25℃ 6 油温度 高高 65℃ 7 排气温度 高高 95℃ 10 电机前轴承温度 高高 90℃ 11 电机前轴承温度 高高 90℃ 12 电机1#绕组温度 高高 128℃ 13 电机2#绕组温度 高高 128℃ 14 电机3#绕组温度 高高 128℃ 所有联锁均为二级联锁。控制参数分为两组，前三项为一组，其余为一组。组内控制为与逻辑，两组之间也是与逻辑。当上述任何参数当测量值超过报警值（对于“高高”报警，为超过控制值，对于“低低”报警，为低于控制值）时，机组自动停止运行。 3. 螺杆式氨压缩机常见故障及解决方法 当低温盐水系统正常运行时，氨压缩机开车台数应与生产负荷对应。调整冷凝器用水量，控制冷凝温度≤35℃，使冰机出口压力达到工艺指标。根据各氨压缩机运行情况，调整冷凝器投用台数，压缩机开启台数，循环水水量保证氨压缩机出口压力符合工艺指标。氨压缩机的出口压力小幅波动可以通过调节冷凝器投用台数、压缩机开启台数、压缩机负荷、循环水水量等参数控制。 当氨压缩机发生故障时，通常安全保护联锁装置会触发，机组自动停机。此时需要通过分析故障产生原因对故障进行排除。 以下总结了氨压缩机常见故障产生的原因，总结了故障的排除方法。 3.1 油压差故障报警 压缩机组在运行过程中，主要由于部件磨损产生碎屑引起油滤网堵塞，致使排气压力和油压差过大，引起“油压差故障”报警（0.5），相应控制系统动作引起机组跳停。原因有以下几点： （1）机组冷冻机油过脏，引起油精过滤网的堵塞，油路不畅，造成油压偏低，油压差过大，引起机组跳停； （2）油精过滤网过滤精度过密，导致油路在通过油精过滤器时，阻力增大，引起跳停； （3）油路系统中阀门未打开或开度不够； （4）机组缺油或回油阀未打开。 解决方法： （1）从油分离器上下视镜观察机油洁净度或采用取样分析机油劣化程度，达不到标准时可更换冷冻机油； （2）更换目数较小的、适合的油精过滤网； （3）检查油路系统中所有阀门，将油路系统阀门全开； （4）加油或打开回油阀2到3圈。 3.2 压缩机出口压力高高报警（15） 故障产生原因： （1）不凝气体串入氨系统； （2）冷凝温度高； （3）蒸发压力高。 解决方法： （1）打开冷凝器压力表阀，将不凝气体排放； （2）调节循环水流量，保证冷凝效果。当循环水温度不能满足生产需要时，联系相关岗位人员将冷却水由循环水改为二次水； （3）调节氨压缩机开启台数，通过调节氨压缩机的开启台数，降低压缩机出口压力。 图2 氨循环系统流程简图 3.3 压缩机出口压力低低报警 故障产生原因：氨压缩机制冷能力不足。 解决方法： （1）检查滑阀并调整位置，检查指示器，切换氨压缩机，及时进行电仪检修； （2）检查吸气过滤器，存在堵塞时，切换氨压缩机，交出联系清理过滤网； （3）检查压缩机润滑系统，出现故障时切换压缩机交出检修； （4）检查氨压缩机能级调整是否正常，有故障时检查原因，切换压缩机联系电仪处理； （5）检查冷却用循环水温度高时，联系调度请求降温，无法降温时请示相关方后切换冷却水为二次水。 3.4压缩机入口压力低低报警 故障原因与生产紧密结合，多方面观察，确定导致压力过低的原因。 （1）压缩送出温度在工艺指标上限（-11℃——针对-12℃盐水系统）蒸发器内氨液位低。 解决办法：压缩机减载保证蒸发压力在压缩机入口压力低低报警上限之上，同时开大系统节流阀的开度增加蒸发器内氨液位，随着液位的上升增加压缩机的负荷。直到将蒸发器氨液位调到正常值（60%左右）为止。 生产分析：此种现象严重影响生产，直接影响装置-12℃盐水和+7度水的送出温度，影响生产车间的正常生产。 （2）蒸发器液位正常，送出装置的-12℃盐水和+7℃水温度低。 解决办法：降低压缩机负荷，在减负荷效果不明显时，减少压缩机开启台数，直到将系统蒸发压力调控到正常工艺指标范围内为止。 生产分析：这种情况下虽然满足工艺的正常，但对操作难度和压缩机耗能都有所提高。 在生产中为了保证各项指标在对标范围内，应勤观察、勤调节将各项工艺指标控制在小范围内波动。 3.5 油温高报警 当机组油温超过75℃时，温度控制器动作。在生产中，可采用下述办法来控制油温： （1）循环水水温的保证，保证循环水水温在工艺指标范围内；循环水满足不了生产时将循环水切换为过滤水。 （2）可采用人工清理的方法逐根清理油冷器管。 3.6 运转中机组轴温过高 故障原因：电机前后轴承油杯缺油或环境温度高。 解决方法： （1）减载，联系电气，检查油杯。 （2）当进入厂房发现室温过高时，开启轴流风机，为厂房通风降温，同时减载，增加压缩机的开启台数，降负荷。 3.7 运转中油液位有异常变化 机组在运转过程中油液位有异常变化，产生这种现象的原因包括： （1）油冷器列管泄漏，导致油液位下降较快； （2）油分离器滤芯损坏，导致油带入后系统。 处理方法： （1）按正常程序停车（循环阀处于关闭状态，压缩机组保持高压）及时汇报相关技术人员排查处理； （2）检修、更换油分离器滤芯，加大排油频次。 3.8 油泵或压缩机过载 该类故障由于实际生产负荷较高导致压缩机过载的机率较小，当发生该故障时，最明显的现象就是电机电流明显上升超过正常值，因此可首先检查电气系统，同时兼顾生产负荷，增加开压缩机开启台数，降低故障压缩机负荷，配合电气排查故障。 3.9压缩机连接部件泄露 由于压缩机压缩后的气体压力较高，并且电动机为机头提供动力，故有一定的震动容易使压缩机连接部件松动泄露影响生产；因此生产中应勤巡检，第一时间发现泄漏。 解决办法：紧急停车，同时佩戴好防护用具到现场将压缩机出入口阀门关死，打开放空阀，将压缩机内剩余气氨放空，避免厂房内氨超标遇火花引起着火或爆炸。 3.10 电气仪表故障 在实际生产中，由于现场环境较差，受厂房内温度、湿度、振动等因素的影响，连锁装置常发出误信号造成机组运行不稳。如在排除以上原因后仍未查出故障，可排查、更换连锁装置。 4. 总结 本文介绍了螺杆式氨压缩机的原理，分析了机组的常见故障产生的原因，总结了常见故障的处理方法。 螺杆式氨压缩机组的故障总体来说比活塞式氨压缩机组少得多，非常适用于大容量的氨制冷系统，只要解决了该机组常见的问题，定期检修，认真巡检，就可以保证了安全经济运行，既可提高产品质量降低生产成本，又可减少人工的浪费。 参考文献 [1] 制冷装置操作规程，中国石油兰州石化分公司企业标准Q/SY LS(CG)04-16-2009，138 [2] 实用制冷工程设计手册，郭庆堂主编，252-253 [3] 实用制冷与空调工程手册，尉迟斌主编，112-125