試析螺桿式冷水機組故障診斷

陳東年

[摘要]暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，設(shè)備的故障率大大增加。本文對于螺桿式冷水機組進行簡單分析，包括常見類型以及故障，并對故障提出了幾點解決方案。

[關(guān)鍵詞]螺桿式冷水機組；故障診斷；解決方案 文章編號：2095—4085（2017）04—0087—02

1螺桿式冷水機組的分類

中央空調(diào)系統(tǒng)以及大型工業(yè)制冷都會應(yīng)用到螺桿式冷水機組。螺桿式冷水機組的分類方式有很多種，依據(jù)其冷凝方式可分為水冷螺桿式和風(fēng)冷螺桿式，其中水冷螺桿式機組的用途比較廣泛，多應(yīng)用于大型公共建筑、機械工業(yè)、養(yǎng)魚業(yè)、制藥業(yè)、食品加工保鮮等。依據(jù)其制冷壓縮機的不同可分為雙螺桿和單螺桿兩種。

1.1雙螺桿制冷壓縮機

雙螺桿壓縮機屬于能量可調(diào)類的噴油壓縮機，其吸氣、壓縮、排氣循環(huán)是通過機體中相互嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的周期性容積變化來實現(xiàn)的。氣體在吸氣口進入陰陽轉(zhuǎn)子的齒間容積即為吸氣，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)使得轉(zhuǎn)子齒間容積相連通，隨著齒的嚙合，容積會逐步縮小，氣體完成壓縮，最后壓縮的氣體通過排氣口排出，完成一個工作的循環(huán)。主要構(gòu)件包括雙轉(zhuǎn)子、主軸承、機體、平衡活塞、軸封、能量調(diào)節(jié)裝置等，其中主動轉(zhuǎn)子為陽轉(zhuǎn)子，從動轉(zhuǎn)子為陰轉(zhuǎn)子。增減載過程靠油壓活塞來實現(xiàn)，容量可以無級調(diào)節(jié)或者二三段調(diào)節(jié)。

1.2單螺桿制冷壓縮機

單螺桿制冷壓縮機主要構(gòu)件包括轉(zhuǎn)子、星輪、主軸承、機體、能量調(diào)節(jié)裝置，其吸氣、壓縮、排氣循環(huán)過程是通過轉(zhuǎn)子和星輪的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生周期性容積變化來實現(xiàn)的，通過一個主動轉(zhuǎn)子與兩個星輪的配合來完成氣體的壓縮。轉(zhuǎn)子齒數(shù)是六個，星輪是十一齒的，容量可以無級調(diào)節(jié)或者三四段調(diào)節(jié)。

2螺桿式冷水機組故障常見類型

2.1高壓故障

螺桿式冷水機組中有高壓保護繼電器，壓縮機的排氣壓力能夠反映出冷凝壓力，因此壓縮機排氣壓力過高的話會使高壓保護繼電器動作。如果壓力長期超過保護值，會引起壓縮機運行電流過大，燒壞電機，同時會損壞排氣口的閥片。出現(xiàn)高壓故障的原因通常有以下幾種：（1）水溫偏高。冷水機組都有額定工況，冷卻水溫度升高會使散熱效果不好，從而導(dǎo)致冷凝壓力的升高，這種情況通常出現(xiàn)在高溫季節(jié)。出現(xiàn)水溫過高情況的原因有冷卻塔風(fēng)機故障，如風(fēng)機電機沒有開啟或者反轉(zhuǎn)、冷卻水播水器堵轉(zhuǎn)卡死、冷卻塔填料結(jié)垢嚴重、環(huán)境溫度過高、冷卻水量少、冷卻水循環(huán)路短等；（2）制冷劑過多。一般在對冷水機組進行保養(yǎng)檢修之后都會添加制冷劑，如果制冷劑添加量沒有合理的把控，添加過多的話會使冷水機組的吸排氣壓力和平衡壓力偏高，導(dǎo)致壓縮機的運行電流偏高，出現(xiàn)高壓故障；（3）冷卻水不足。系統(tǒng)缺水或存有空氣會造成冷卻水流量不足，冷水機組的冷卻水如果沒有達到額定流量的話，會出現(xiàn)機組進出水壓力的差值減小，使得溫差變大，從而出現(xiàn)高壓故障。在管道頂端安裝排氣閥能夠有效改善這種情況；選擇合適的管道過濾器并定期進行濾網(wǎng)的清理，避免出現(xiàn)堵塞導(dǎo)致透水能力變差；選擇水泵時要注意與系統(tǒng)的匹配；（4）冷凝器故障。冷水機組的冷凝器容易出現(xiàn)結(jié)垢和堵塞故障。因為冷凝器的冷凝水通常是自來水，而自來水在溫度升高時很容易結(jié)垢，冷卻塔的結(jié)構(gòu)使得冷凝器直接暴露于空氣當中，導(dǎo)致灰塵和異物不斷進入冷卻水系統(tǒng)，長時間會造成冷凝器的堵塞，影響水流量，減小散熱面積，導(dǎo)致冷凝器工作效率低。因此要定期對機組進行反沖洗，同時適當采取化學(xué)清洗方式。

2.2低壓故障

螺桿式冷水機組中也有低壓保護繼電器，壓縮機的吸氣壓力能夠反映出蒸發(fā)壓力，因此壓縮機吸氣壓力過低會使低壓保護繼電器動作。吸氣壓力的降低會使回氣量少，制冷能力下降，造成電力能源的過度消耗；回氣冷卻壓縮機的馬達散熱不良，容易損壞電機。出現(xiàn)低壓故障的原因通常有以下幾種：（1）制冷劑不足。冷水機組進行檢修之后都會添加制冷劑，對于制冷劑的加入量要合理掌控，制冷劑添加量不足會使停機的平衡壓力升高，開機的吸氣壓力降低，排氣的壓力也降低，最終使得壓縮機的運行電流變小，出現(xiàn)低壓故障；（2）冷卻水溫度過低。機組運行時如果冷卻水的溫度過低會出現(xiàn)低壓故障，此時可以通過節(jié)流冷卻水或關(guān)閉冷卻塔等方式來提高冷卻水的溫度。同時機組在運行過程中如果沒有充分的預(yù)熱，會使冷凍油的溫度過低，造成制冷劑無法充分分離，也會導(dǎo)致低壓故障的出現(xiàn)，對于這種情況，則需要延長預(yù)熱時間，使冷凍油溫度回升；（3）冷凍水過少。冷凍水的流量不足會減少吸熱量，從而使得制冷劑蒸發(fā)效果降低；而且因為是過冷過飽和的蒸汽，容易發(fā)生濕壓縮，導(dǎo)致機組進出水壓力差減小，溫差增大，吸氣口出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象。通常造成冷凍水流量不足的原因有系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)空氣、系統(tǒng)缺水、水泵流量小、沒有備用水泵等。

2.3其他故障

因為膨脹閥的出口溫度能夠反映蒸發(fā)溫度，所以膨脹閥對換熱會有一定影響。通常膨脹閥的出口溫度會和冷凍水出水溫度有一定差值，所以發(fā)生低閥溫故障時，壓縮機便會停機，在閥溫回升以后會恢復(fù)運行。其原因通常有制冷劑的泄漏導(dǎo)致制冷劑不足、膨脹閥堵塞、蒸發(fā)器堵塞、冷凍水流量不足等。壓縮機馬達內(nèi)有熱敏電阻，如果繞組過熱會增大阻值，使得熱保護模塊動作，切斷機組的運行，因此在運行時要注意不要出現(xiàn)壓縮機過熱的情況。

3螺桿式冷水機組故障處理方法

3.1清洗冷凝器和蒸發(fā)器

水冷式冷凝器的冷卻水循環(huán)回路是開式的，通常采用自來水經(jīng)冷卻塔循環(huán)使用。而自來水中的鎂鹽和鈣鹽含量較多的時候，非常容易分解并沉積附著在冷卻水管上，長時間會形成水垢，大大影響傳熱效果。同時結(jié)垢過厚還會影響冷卻水的流通面積，使得冷卻水量減少，冷凝壓力上升，出現(xiàn)高壓故障。因此應(yīng)當加大對冷凝器和蒸發(fā)器的維護保養(yǎng)工作，尤其是冷卻水的水質(zhì)比較差的時候，要加大清洗頻率，至少保證每年清洗一次，盡量采取化學(xué)清洗，使清洗效果更好，能夠有效去除管中的水垢和其他污物。

3.2更換潤滑油和干燥過濾器

冷水機組在長時間使用后，會降低潤滑油的油質(zhì)，增加潤滑油中的雜質(zhì)和水分，降低潤滑效果。因此要定期檢查潤滑油，并觀察油質(zhì)的變化，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時進行更換，注意所更換的潤滑油必須滿足冷水機組的技術(shù)要求。干燥過濾器能夠保證制冷劑正常循環(huán)，因為制冷劑是不溶于水的，如果系統(tǒng)中混有水分，那么勢必會影響機組運行效率。所以保持系統(tǒng)的干燥是非常重要的，要加大對干燥器的檢查力度，提高質(zhì)量要求，定期更換干燥過濾器的濾芯。

3.3做好安全閥的校驗工作

螺桿式冷水機組包括冷凝器和蒸發(fā)器，而冷凝器和蒸發(fā)器屬于壓力容器，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，需要在冷水機組高壓端上安裝安全閥。這樣可以保證機組發(fā)生故障或者在非正常環(huán)境下工作時，安全閥能夠進行自動泄壓，避免高壓對人體造成傷害。因此要定期對安全閥進行校驗，避免安全閥出現(xiàn)問題導(dǎo)致無法正常工作，從而造成人身傷害和經(jīng)濟損失。

4結(jié)語

通過對螺桿式冷水機組進行分析，總結(jié)出其常見故障并提出改善方法，旨在為相關(guān)技術(shù)人員提供參考意見，但是具體的故障診斷方法仍然需要相關(guān)人員不斷的摸索，使得螺桿式冷水機組的技術(shù)更加完善。