冷凍機噴油溫度高淺析

摘要：本文介紹了螺桿式冷凍壓縮機的壓縮原理，并對并對裝置二段螺桿式壓縮機在使用中出現噴油溫度過高的現象進行分析并制定相應的解決方法。

關鍵詞：螺桿式壓縮機;排氣溫度

1.前言

冷凍系統是利用液氨在低溫下的揮發性，讓液氨在氨蒸發器中汽化，取走原料油、溶劑、安全氣中的熱量，使被冷物質冷卻到所需要的溫度，氨氣經過氨壓縮機壓縮，冷卻冷凝及節流降溫后變為低溫液氨，循環使用。冷凍機是裝置關鍵設備，所提供的冷量關乎到產品質量和裝置煉量。本文是介紹裝置冷凍系統改造二段機采用約克RWFⅡ 546E機組兩臺，為系統提供冷量。

2.螺桿式制冷壓縮機組的組成及工作原理

2.1 螺桿式制冷壓縮機組的組成

螺桿式制冷壓縮機組包括：螺桿式制冷壓縮機、聯軸器、電動機、氣路系統、油路系統和控制系統。

2.2 螺桿式制冷壓縮機工作原理

螺桿式制冷壓縮機屬于回轉式容積型壓縮機，它利用一對相互嚙合的陰陽轉子在機體內作回轉運動，周期性地改變轉子每對齒槽間的容積來完成吸氣、壓縮、排氣過程。

3.噴油溫度高

3.1 目前現狀

目前二段機的噴油溫度偏高，如機器出口達90℃左右油氨混合物經油氨分離器分離后，油經油冷器冷缺，進機器前的油溫高達75℃以上，引起機器跳機，從而對生產帶來波動。尤其在夏季高溫時，機器排出溫度更高，跳機更為頻繁。為減少機器跳機頻次，操作人員往往通過降低能級的方法來平衡油溫，這使得裝置的負荷大幅降低，僅為設計值的40%左右，使得裝置的效益得不到體現。

3.2 原因分析

3.2.1油溫三通控制閥

在實際生產過程中，油溫控制三通閥主要是設定好溫度后，閥門通過溫度感應調節閥門的開度，以至達到所需的溫度。但在實際生產中，發現B點HOT和HOT OIL IN的溫度為78℃時，經過油冷器后的C點的溫度54.6℃，但B點和C點經過三通后的A點的溫度為68℃，這說明三通控制閥未達到控制效果，可能是三通控制閥本身存在一定的泄漏量導致，這是油溫高的主要原因。

3.2.2 排氣溫度高

排氣溫度與油溫是一對相互關聯的，排氣溫度高必然會引起油溫高，油溫高噴入螺桿內和氨一起壓縮，必然也會引起排氣溫度高，即上述的HOT OIL IN的源頭溫度高。經過相同量的氨冷卻后的溫度必然也會有提高，這就導致經三通閥后至機頭內的油溫升高。

從目前實際情況和廠方提供的數據來看，排溫高主要由以下原因引起：

（1）壓縮比大，致排氣溫度高

此次約克機組采用的是一級壓縮，約克進口壓力比大冷機的進口壓力低，出口壓力相同（同接至空冷總管），約克壓縮比必然要大很多。

由上面公式（式-1）可以看出，機組排氣溫度和壓縮比成指數函數，而和進口溫度成線性函數，也就是在正常工況下，一般壓縮比的影響要大于進口溫度的影響。這就導致要得到更低的溫度，必然會使得排氣溫度有所上升。

（2）過熱度大導致排氣溫度高

過熱度是指冷凍機進口測量的壓力，查飽和氨壓力、溫度對應表的出的溫度和實際測量的差值，過熱度是衡量機組進口氨的供應量的一個參數，過熱度大則蒸發器中氣氨供應少或者系統缺氨，設計要求過熱度控制在2℃之內。在實際生產中二段過熱度分別為5.9°C。

所以，機組進口過熱對排溫有一定的影響，進口增加1℃，則出口增加約1.48℃，這也是導致機器排溫高的原因之一。

3.3.3 熱虹吸油冷

經冷凝器（空冷）冷凝后流出的制冷劑液體流入虹吸罐后分流出一路液體進入液氨油冷卻器，沿途吸收管外高溫油的熱而蒸發。制冷劑在蒸發過程中密度逐漸減小，油冷卻器回氣管中的氣液混合物的密度低于油冷卻器供液管中液體的密度，這種不平衡產生了一個壓力差使制冷劑在油冷卻器中流動。從油冷卻器進入虹吸罐的氣體中夾帶液態工質，經過虹吸罐被分離，氣體經管道進入冷凝器入口端，從而將潤滑油的熱量轉移至冷凝器。油冷器在設計時按過量供液進行設計，主要是利用氨氣化吸熱來吸收油的熱量，過量氨液在冷卻器的進出口溫度應該是沒有變化的，但在實際操作時現場有溫差。

氨的進出溫度有6℃的偏差，則有可能是虹吸罐供液不暢，抑或是所供液中攜帶大量的油。由于開工初期進出口的溫度差別不大，加之系統在設計時，并未將系統放油設計好，而在機組長期運行后，油必然會被攜帶至系統內且得不到處理，所以所供介質中可能帶油較多。如無法提供足夠的冷量必然也會使得油溫有一定的上升。

4.采取措施

4.1噴液降低排氣溫度

由于機器自身帶有液氨噴液口，所以在解決噴油溫度高時，首先就采取了從常用罐出口接一根管線通過控制閥直接往螺桿內噴氨，利用氨氣化吸熱降溫，使得機器排出溫度降低，從而達到降低油溫的目的。

4.2 系統閉路放油

由于目前裝置沒有油加熱蒸氨處理，所以裝置在閉路時，僅是處理在一個常用罐內，且整個流程也處于投用狀態，所以整個系統的油仍在不斷循環中，并未得到有效處置。此次要求班組閉路放油后專門放置一個常用罐后，切斷與其他的聯系，待收集好油后，統一輸送至外罐區，由#3酮苯進行處理，從而將油真正排出系統外，保證有足夠的液氨流入油冷器內。

4.3 將油溫控制三通閥改為副線控制

從前面分析可以看出，該三通閥存在明顯缺陷，熱流明顯大量經過閥門與冷流混合，所以將該三通閥直接改為副線閥門，根據實際情況進行手動控制，即可達到控制油溫的目的。

4.4 控制好機器進口過熱度

過熱度是衡量機組進口氨的供應量的一個參數，降低過熱度必須增加氣氨的供量，系統中氣氨蒸發帶走的液氨量也必然增加，會導致機組分液罐高液位，致使冷凍機高液位跳機，實際操作彈性小，故實際操作時應該從實際情況出發，在充分降低過熱度的同時，平穩操作，使整個系統達到最佳的運行狀態。

5.結論

目前僅采取投用噴氨、放油、降低進口過熱度的措施，在采取上述措施后噴油溫度由原來的72℃左右降至現在的64℃，機器負荷也從50%升至80%以上，機器的跳機頻次降低了80%以上，使裝置平穩生產得到有效保證。同時在高溫季節的裝置負荷也從原來的40%，升至目前的70%以上，極大地提升了裝置的效益。但噴氨管線并未得到很好的節流，使得所有氨全部氣化，在現在投用時還存在有液擊的風險，所以在使用時應對進口閥門進行適當控制。與此同時應對三通溫度控制閥改為副線方法應盡快進行實施看是否有效。

作者簡介：

吳文廣（1984-10）男? 江蘇? 工程師，本科學歷

（作者單位：高橋石化）