如何維護冷水機組的潤滑系統?

歲月靜好丶別來無恙

本文以螺桿式冷水機組為例。

螺桿式冷水機組系統中製冷劑的流程為:蒸發器~進氣管~進氣截止閥~吸氣過濾器~止逆閥~壓縮機~排氣管~油分離器~排氣截止閥~止逆閥~冷凝器~乾燥過濾器~節流閥~蒸發器。

螺桿式冷水機組系統中潤滑系統的流程為:油分離器~油冷卻器~油粗濾器~油泵~精油濾器~油分配器~壓縮機~(和排氣一起到)油分離器。油分配器出來的另一路油到壓縮機的增載/減載裝置,操縱油活塞控制壓縮機的製冷量。

螺桿冷水機組系統示意圖如下:

一、油循環系統

按型式來分類,螺桿式製冷壓縮機的潤滑系統分為油泵供油和壓縮機轉子供油兩種型式。

(1) 螺桿式冷水機組的油路系統是確保螺桿壓縮機安全、可靠運行的關鍵因素。如前所述,噴油式螺桿壓縮機的噴油量(以容積計)約佔螺桿製冷壓縮機排氣量的0.8%一1%,噴入的油除了起密封工作容積和冷卻壓縮氣體與運動部件的作用外,還要潤滑軸承、增速齒輪、陰陽轉子等運動部件。根據油路系統是否配有油泵,將其分為三種類型:即帶油泵油循環系統、不帶油泵油循環系統及混合油循環系統。

1)帶油泵的油循環系統。

帶油泵系統是螺桿冷水機組常用的油循環系統,特別是壓縮機採用滑動軸承(主軸承),或螺桿轉速較高,以及帶有增速齒輪等情況下,冷水機組上需設置預潤滑油泵。每次開機前,首先起動預潤滑油泵,建立一定的油壓,然後壓縮機才能正常起動。當機組工作穩定後,系統油壓可以由油泵一直供給,或由冷凝壓力提供,此時預潤滑油泵可以關閉。螺桿式製冷壓縮機一般採用噴油式壓力潤滑,即在製冷壓縮機工作過程中,通過油泵將潤滑油噴射至兩個螺桿工作部位以及其他需要潤滑的部位。其目的有四個:一是帶走壓縮過程中所產生的壓縮熱,使壓縮過程接近於等溫壓縮,降低排氣溫度,從而防止機件受熱變形;二是向汽缸內噴人潤滑油,可使轉子之間及轉子與汽缸之間得到密封,減少內部的洩漏;三是對螺桿式製冷壓縮機的運動部件起潤滑作用,提高零部件的壽命,以達到長期、經濟、安全地運行;四是噴油使螺桿式製冷壓縮機的結構簡化,對降低運轉噪聲起一定作用。

2) 潤滑油系統(油路系統)

上圖是典型的帶油泵的油循環系統。貯存在油分離器5內的較高溫度的冷凍油,經過截止閥,油粗過濾器8,被油泵9吸人排至油冷卻器11。在油冷卻器中,油被水冷卻後進人油精過濾器12,然後壓入油分配總管13,將油分別送至滑閥噴油孔、前後主軸承、平衡活塞、四通換向電磁閥A、B, C, D和能量調節裝置液壓缸14等處。然後送人前後主軸承、四通換向電磁閥的油,經機體內的油孔返回到低壓側。部分油與蒸氣混合後,由壓縮機壓至油分離器。一次油分離器內的油經循環再次使用,二次油分離器內的低壓油,一般定期放回壓縮機低壓側。

壓差控制器G控制系統高低壓力,溫度控制器H控制排氣溫度,壓差控制器E控制過濾器壓差,壓力控制器F控制油壓。油氣混合物,經壓縮後由排氣口排出,首先進人油分離器7,被分離出的油,沉積在油分離器的底部,經過油粗過濾器8過濾後,被油泵9加壓,排至油冷卻器11,在油冷卻器中,經冷卻水冷卻後,進人油精過濾器12,經過過濾後純淨的潤滑油到達油分配總管13,分別將油送至軸封裝置、滑閥噴油孔、前後主軸承、平衡活塞、能量調節裝置等處。經油分配管送出的油分成兩部分,一部分經滑閥噴油孔與工質混合,經壓縮排出後沉積在油分離器的底部,再循環使用。另一部分經潤滑和能量調節後,經機體內油孔返回低壓側。最終形成了潤滑油的循環。系統中的10是油壓調節閥,它的作用是通過迴流的方法調節供油壓力。一般供油壓力應比排出壓力高0.1~0.4MPa。為保證系統供油,在精過濾器上安裝了壓差控制器E,它的壓差應控制在0.1~0.15 MPa,超過這個範圍就說明過濾器已經堵塞了,應更換或清洗。

螺桿式壓縮機潤滑系統中的油泵,將潤滑油,泵向滑動軸承。供應二端軸承的軸封和輸油油壓調節裝置,這是一小部份,大部份循環冷凍油,經油過濾器噴入壓縮機,潤滑轉子並使陰陽轉子產生油膜層,同時,冷卻經過壓縮的製冷劑,以此來達到降低噪音的目的,利用油分離器和壓縮機噴油口之間的壓力差,直接向壓縮機噴潤滑油,可以使油泵容量減小,運轉平穩可靠。壓縮機停機時,用自動控制的加熱器在一定的溫度範圍內,對油分離器所貯油部分的冷凍油予以加溫,以防止製冷劑凝結。因此潤滑系統中的油,是通過電磁閥和油過濾器的分流,流向三個油路:a.潤滑和冷卻軸承。 b.注入壓縮機。c.使滑閥運動。

3) 彙集在機組集油槽內的冷凍油,在壓力運動時處於冷凝壓力下,因此運轉在比較低的低壓區域內。因而壓縮機不論是什麼原因而導致停車,則都將主電磁閥關閉,這祥在停車期間就能把潤滑油,隔絕在儲油槽內。並通過加熱器對油作適當的加熱。這時油的循環運動,是由一個壓差開關來控制的,由於油路閥或主要電磁閥的關閉,或過濾器阻塞,都會使油壓差上升,當壓差大於50磅/平均值時,壓差開關就會打開,這個指令就會使機器停止運轉。

4)不帶油泵油循環系統。當壓縮機採用對潤滑條件不敏感的滾動軸承,以及壓縮機轉速較低時,機組常趨向於採用不帶油泵的循環系統。在機組運行時依靠機組建立的排氣壓力來完成油的循環。如開利的23XL螺桿式冷水機組。

5)混合油循環系統。不少機組聯合使用上述兩種系統。機組運行在低壓工況下,由油泵供給足夠的油,而在高壓運行時,靠壓力差供油。

採用壓差供油的壓縮機。壓差供油的螺桿壓縮機作為低壓級使用時,由於壓縮機的高低壓壓差較小,其啟動油泵不會停止運行,向壓縮機供油的油量較小,故其排氣溫度較高。

(2)主要油系統的部件,簡單介紹。

油分離器

因為螺桿式壓縮機排出的高壓蒸氣中含有大量的冷凍油,所以必需要有高效的油分離器,以防止傳熱效率下降,減少冷凍油的消耗,分油效果可以高達loppm及25um。螺桿式製冷壓縮機由於噴入大量的潤滑油,製冷劑蒸氣與油的混合物由縮機排氣口排出。若氣、油混合物進人冷凝器和蒸發器等熱交換器後,由於油不蒸發,就會在換熱器的壁面上形成一層油膜,這樣就大大降低了傳熱效果和製冷效率。為此,對製冷劑中的油,必須在進人系統之前在油分離器中進行分離。

①二次油分:當螺桿壓縮機排出的高壓氣、油混合物進人油分離器,由於油分離器容積大,氣體的流速突降,加上氣體的流動方向改變,依靠慣性作用使油分離沉降下來,大量的油聚集在分離器底部。這種分離被稱為一級分離,為了進一步提高分離精度,有些螺桿冷水機組還進行二次油分離或多次油分離。

油分離器並且也是壓縮機、電機的基礎,使機組結構緊湊。油分內部分隔成三個腔,靠壓縮機一側桶體是保持油位的,其外部殼體上有兩個上下佈置的視油鏡,是監視油位高度(自動機組有油位控制器)。靠電機一側的桶體是安裝二次油分高效分油濾芯的,其外側也有一個視油鏡,根據油位判斷是否採取回油措施。

注意事項:油位控制:兩個視油鏡之間;分油濾芯前後部分筒內的回油操作油加熱器的作用;分油濾芯如果汙染嚴重,會增加排氣阻力,耗功增加,效率降低,應當更換;因為油分長度較長,受溫度、振動的影響會產生應力變形,使電機和壓縮機的同軸度改變,壓縮機初期運行時應隨時調整同軸度。具體間隔時間由前次找正時測得的偏差植決定。

③油冷卻器

油分分離出來的潤滑油因為吸收摩擦熱及氣體的熱量而使溫度升高(接近排氣溫度)。潤滑油正常使用溫度是30~60℃,油溫過高粘度降低,會使密封作用減弱,內洩漏增加,降低壓縮機的效率,所以潤滑油必須經過冷卻才能循環使用。油冷卻器就是起冷卻油的作用。

一般油冷卻器採用水冷卻方式。油走殼程,水走管程,清洗水路方便。優點是系統簡單,油溫可以降低至比較低的溫度(根據水溫而定);缺點是水側管路易腐蝕。工質冷卻。油走管程,工質走殼程。優點是油冷不易腐蝕,操作維護簡單;節省一套水路系統,適用於水質差或供水困難的場合;油溫比較穩定。缺點是油溫的最低溫度受冷凝溫度控制,系統需增加輔助貯液器或氨泵。輔助貯液器出液口與油冷之間至少要有1米以上的高度差。

④粗油過濾器

為保護油泵的正常工作,在潤滑油進入油泵之前通過粗油過濾器濾去雜質。過濾器由殼體和金屬濾網組成,殼體上設有加油閥,初次加油都是通過此閥。加油可以通過系統抽真空加油,也可以通過油泵加油。對於初次運轉的機器,初運轉後要檢查粗油過濾器的清潔度,並根據系統清潔度定期拆檢過濾網。可使用汽油或煤油清洗過濾網,並用乾燥空氣吹乾淨後繼續使用。

⑤油泵

油泵在壓縮機組中的作用是增加油壓。常採用齒輪泵或轉子泵。開機前要先檢查油泵旋轉方向。油泵齒輪或轉子磨損嚴重會導致油壓不足,必須檢修或更換;油泵軸封漏油也必須檢修或更換。

⑥精油過濾器

精油過濾器也是由殼體和過濾網組成,裝配在油泵之後、油分配器之前,過濾油中的細小顆粒,保護壓縮機轉子及軸封。為了能濾去細微的金屬磨屑,在過濾網內裝有永磁鐵。精油過濾器的過濾網比較細密,容易受到汙染而使阻力增大。當油流經精油過濾器的壓力降超過0.05~0.1Mpa時,就要對精濾器進行清洗或更換。機組設有精濾器前後壓差保護,設定值為0.1Mpa。

⑦油壓調節閥

油壓調節閥的作用是調節壓縮機的噴油壓力。如果進入壓縮機的油壓過高,會使噴油量過大,既影響壓縮機的吸氣量,又增加壓縮機的耗功,還會增加軸封漏油的可能性;油壓過低,會使噴油量過小,使潤滑油的作用減弱。一般要求精油過濾器後的油壓即噴油壓力要比排氣壓力高0.15~0.3Mpa(可調內容積比壓縮機除外)。油壓調節閥位一般於油泵進、出油管之間,一般是彈簧式的。當油泵出口壓力高於油壓調節閥設定值時,自動頂開調節閥的閥頭,使一部分油流回進油管或油分,使油壓降低。通常在剛開油泵或油溫比較低時,油壓會比較高,達到0.4~0.6MPa,此時不須要調整油壓調節閥的設定值。機器運轉正常後,根據需要將油壓調整到合適值。

⑧止回閥

止回閥又稱止逆閥或單向閥。因為螺桿壓縮機沒有例似於活塞壓縮機中的吸、排氣閥片可以自動隔開高低壓氣腔,當壓縮機突然停機而又沒有來得及關閉吸排氣截止閥,製冷劑氣體就會從高壓側流向低壓側,同時壓縮機轉子也會在氣流的作用下出現倒轉現象。螺桿壓縮機倒轉會產生很多惡劣的影響:轉子會產生嚴重的磨損;低壓側(蒸發器)壓力升高,溫度上升;壓縮機中的潤滑油會隨氣流大量流向低壓側,會使機組油量不足,影響蒸發器換熱,或再次開機出現液擊現象。

螺桿壓縮機在吸氣截止閥與機體吸氣口之間、油分出口與排氣截止閥之間設有吸氣單向閥和排氣單向閥,用以防止製冷劑氣體反方向流動。不能把單向閥做為截止閥使用。吸、排氣止回閥安裝時應注意方向,不可倒置。在機體吸氣口和油分之間設還有一個電磁閥(俗稱B閥),人為停機時,電磁閥打開,使壓縮機吸、排氣口壓力迅速平衡,減輕壓縮機在停機時倒轉。

下在系列圖為單螺桿機組油路系統圖

單螺桿壓縮機油路系統

最後回顧下螺桿式壓縮機工作原理


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