探索船舶空調制冷壓縮機的液擊損壞及防范措施

賀瑩煒 袁久峰 殷娟

摘要：壓縮機作為船舶空調系統的重要組成部分，其對于空調系統的制冷運行具有十分重要的現實意義。但是在壓縮機實際的工作過程中往往會受到多種不利因素的影響，進而會對其正常運行造成不小的阻礙，甚至可能導致其發生損壞。液擊作為空調制冷壓縮機的常見故障，其會導致壓縮機發生嚴重的損壞，而無法正常運行。本文對液擊給船舶空調制冷壓縮機所造成的損壞進行了比較深入的論述，在此基礎上，結合空調壓縮機的工作特點，提出了具有一定針對性的防范措施，進而能夠最大限度避免液擊的發生，為空調壓縮機的正常運行建立良好的基礎，對于從事相關工作的技術人員具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：船舶;空調制冷;壓縮機;液擊

中圖分類號：F407.474? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）10-0020-02

0? 引言

液擊是指空調系統的制冷劑液體被壓縮機吸入其中，而造成壓縮機出現各種不同程度的故障，甚至還可能導致壓縮機報廢。液擊的形成原因多種多樣，例如，制冷劑所吸收的熱量不足以使其完全蒸發，而殘留了一部分液體制冷劑，隨著其被吸入到壓縮機內部，就會影響壓縮機的正常運行。當船舶空調制冷系統的壓縮機出現液擊故障后，就會導致壓縮機無法正常運行，而影響空調的制冷效果。為了盡可能避免液擊的發生就要采取相應的控制措施，進而避免制冷劑進入壓縮機內部，從而確?？照{壓縮機始終處于良好的工作狀態。

1? 液擊對壓縮機的影響

在空調制冷系統的初始運行階段，位于壓縮機旁邊位置處的氣液分離器會出現一定的結霜現象，這是由于在壓縮機停止運行期間，回流的低壓蒸汽在氣液分離器中冷凝成液體。啟動壓縮機之后，這部分液體氣化吸熱，進而會在氣液分離器的外表形成一定的白霜，但是隨著壓縮機的不斷運行，這部分白霜就會溶化。當經過一定時間的運行后，氣液分離器上的白霜一直不溶化，并且低壓管部分也出現了白霜，這就表明制冷系統內部的制冷劑量過多，部分制冷劑已經進入到壓縮機，這就會導致壓縮機出現液擊。液擊會對空調制冷系統壓縮機的正常運行造成非常嚴重的影響，甚至還可能導致壓縮機損壞而無法運行，下面將對液擊給不同類型壓縮機造成的影響進行分別論述。

1.1 渦旋壓縮機

當渦旋壓縮機出現液擊現象后，液擊會在渦盤上產生巨大的沖擊力，當其超過渦盤所能承受的極限應力后，就會導致渦盤發生破碎，進而影響壓縮機的正常運行。同時，當渦盤破碎后，就會導致處于液態的冷媒介質進入到潤滑油中，由于冷媒介質的粘度較潤滑油偏低，進而會造成潤滑油整體粘度的降低。粘度降低會影響潤滑油的附著，這就導致在摩擦表面無法形成有效的油膜，由于缺少油膜的潤滑保護，壓縮機內部運動件的磨損加劇，嚴重降低壓縮機的使用壽命。

此外，混入潤滑油內部的冷媒介質沸點較低，在其隨著潤滑油進行移動的過程中，會吸收大量的熱量進而導致其沸騰，沸騰時會形成一定的氣泡，這就會影響潤滑油的順利輸送，進而影響潤滑系統的正常運行。

1.2 往復式壓縮機

由于往復式壓縮機的構造特點，液擊對其造成的不利影響非常大，這就需要予以充分的關注。當其出現液擊后，會在壓縮機內部產生瞬間高壓，而超高的壓力會造成巨大的破壞，進而會導致壓縮機內部受力件發生不同程度的損壞，例如，閥片、活塞、連桿、曲軸以及活塞銷等。一旦上述受力件發生損壞后，就會導致壓縮機無法正常運行，進而導致制冷空調無法制冷。由于所涉及到的受力構件數量較多，在故障的排除過程中需要耗費大量的時間，這就導致檢修效率較低。

1.3 螺桿壓縮機

相較于上述兩種類型的壓縮機而言，螺桿壓縮機也會發生一定的液擊問題，但是螺桿壓縮機的承受能力較高，一般的液擊并不會造成嚴重的影響。通常來說，液擊會導致螺桿壓縮機的振動異常，還可能伴隨有一定的噪聲，進而影響螺桿壓縮機的穩定運行。但是長期受到液擊的影響，螺桿壓縮機也會發生損壞，而無法正常運行。

2? 液擊的防范措施

通過上文的論述能夠發現液擊會對壓縮機造成嚴重的不利影響，為了確保壓縮機能夠始終處于良好的工作狀態，就要結合船舶空調制冷壓縮機的工作特點，采取有效的控制措施，進而最大限度避免液擊的發生，為壓縮機的正常運行提供可靠保障。

2.1 減少制冷劑充注量

為了避免液擊的發生就要從源頭做起，對制冷劑的充注量進行科學合理的設定。首先，通過對壓縮機的運行說明進行充分的了解，進而選定合適的制冷劑充注量，確保其能夠滿足壓縮機的正常制冷需求，避免加入過量的制冷劑;其次，當無法確定壓縮機正常運行所需要的制冷劑充注量時，就需要在確保壓縮機制冷效果的前提下，盡可能減少制冷劑的充注量，這就需要進行長期的摸索實驗，進而總結出適宜的充注量，同時，還要對壓縮機制冷劑的量進行定期的檢查，當其損耗過多時，需要進行及時的補充，確保制冷劑始終處于最低的工作量;最后，還要對視液鏡內出現的氣泡予以足夠的重視，通常來說，管徑太細和壓頭太低都會引起氣泡的產生，這就需要結合具體的問題進行分析，進而及時調整制冷劑的充注量，確保其始終處于適宜的范圍內。

2.2 增設曲軸箱加熱器

通過在曲軸箱內增設一加熱器，進而能夠對箱內的冷凍油進行加熱升溫，確保其溫度始終高于系統壓縮機吸氣入口處的溫度，進而有助于避免壓縮機液擊的發生。通常來說，為了獲得良好的加熱效果，曲軸箱內的加熱器始終保持加熱狀態，適宜的溫度能夠避免制冷劑的遷移，進而預防液擊的發生。但是加熱器無法避免液體回流過程中對加熱器所造成的損傷，這在實際的操作過程中需要予以充分的關注。為了避免影響系制冷系統的運行效率，所選用的加熱器功率相對較低，這就導致加熱升溫需要耗費較長的時間。因此，為了充分發揮加熱器的效果，需要在壓縮機運行前進行提前預熱，這就需要操作人員進行提前規劃。對于生產運行較為急促的壓縮機或者無法長時間連續的壓縮機，這種方式并不適用，在實際的操作過程中需要結合具體的運行情況進行有針對性的選擇。

2.3 吸氣管上安裝氣液分離器

為了避免制冷劑進入到壓縮機內部，可以在吸氣管適宜的位置處安裝相應的氣液分離器，其能夠為溢流而出的液態制冷劑提供一臨時的存儲空間。在氣液分離器對制冷劑進行存儲的過程中，同時，還會將一部分的液態制冷劑重新運回至壓縮機內部。為了避免對壓縮機的正常運行造成不利影響，需要對制冷劑的運回速率進行有效的控制，確保其在壓縮機能夠承受的范圍內。由于不同制冷系統的制冷劑充注量不盡相同，并且對制冷劑所采用的控制方法也存在一定的區別。因此，是否需要增設氣液分離器以及需要多大體積的氣液分離器都需要結合船舶空調制冷系統壓縮機的運行需求進行有針對性的選擇。

2.4 選擇適宜的熱力膨脹閥

在壓縮機的運行過程中，熱力膨脹閥也會造成一定的液擊，其通常發生于夜晚。在夜晚，隨著周圍環境溫度的降低，制冷系統的工作負荷也會相應的降低，此時所需要的制冷劑量也會相應的減小，壓縮機就會存在制冷能力過剩的問題。在實際的運行過程中，當熱力膨脹閥的開度過大，就會向蒸發器輸入過量的液態制冷劑，而過熱度設定的太低，吸入側的壓力降低使得熱力膨脹閥膜片下方壓力降低，吸入側的壓力降低速度比膨脹閥感溫包內的壓力降低反應更快，所以將會使得熱力膨脹閥開度加大，直至感溫包感受反應并且壓力開始下降促使熱力膨脹閥關閉，但此時部分冷劑液體已經進入蒸發器內部，并且進入量還會隨著閥門開度的增加而增多。一旦液體進入到吸入管內部，隨后就會進入到壓縮機而引起液擊。因此，為了避免液擊的發生，就要對熱力膨脹閥的過熱度進行實時的監控，確保其能夠始終處于一個合理的范圍內，進而能夠有效避免液擊的發生。通常來說，為了實現科學合理的穩定控制，可以選用節流孔較小的閥，進而能夠確保熱力膨脹閥的穩定運行。因此，在對熱力膨脹閥進行優選的過程中，需要選擇相適應的尺寸，進而將其運行過程中的過熱度控制在6～8k的范圍內，同時，在工作過程中還要進行必要的檢查和設置除霜控制。

2.5 回氣管上增設加熱器

液擊不僅會發生在溫度較高的季節，在氣溫較低的冬季，仍舊會出現液擊問題。即便是外界環境的溫度較低，在壓縮機的運行過程中回氣帶液的可能性仍舊存在，如果不加以處理就會導致液擊的發生。針對氣溫較低的季節，可以通過在壓縮機回氣管段的適宜位置處增設一電加熱器或者熱氣輔助提高壓縮機回氣過熱度，進而確保制冷劑始終處于氣體狀態，以此避免液擊的發生。這種液擊的控制方法雖然結構簡單，但是具有良好的控制效果。此外，為了進一步提高控制精度，可以增設過熱檢測裝置，進而能夠及時了解系統的運行情況，避免壓縮機液擊的發生，為壓縮機的安全運行提供可靠保障。

此外，在對制冷系統進行設計的過程中，還可以通過控制節流原件的開度和增大蒸發器的換熱面積，進而能夠在一定程度上提高回氣的過熱度，以此避免壓縮機發生液擊問題。在充注制冷劑的過程中，還要盡量避免由低壓側進行液態充注，避免壓縮機啟動過程中發生液擊故障。

3? 結語

總而言之，壓縮機作為船舶空調制冷系統的重要組成部分，其對于制冷系統的正常運行具有決定性的影響，這就需要在日常工作過程中做好壓縮機的維護管理工作。液擊作為壓縮機的常見故障之一，其會給壓縮機造成非常嚴重的損害，導致其無法正常運行。本文通過對液擊給船舶空調制冷系統壓縮機所造成的損壞進行系統全面的分析研究，在此基礎上，結合不同的空調制冷系統提出了具有一定針對性的防范措施，有助于改善空調制冷系統壓縮機的工作狀況，進而避免液擊的發生，從而為壓縮機的正常運行提供可靠保障。

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