本文将针对并联压缩机系统的使用注意事项进行了分析和讨论,重点关注油面稳定、均油管使用、回液防止、保护装置配置以及配管应力确认等方面的内容。通过实例分析和经验总结,给出了一些优化并联压缩机系统设计和运行的建议。
本文将针对并联压缩机系统的使用注意事项进行了分析和讨论,重点关注油面稳定、均油管使用、回液防止、保护装置配置以及配管应力确认等方面的内容。通过实例分析和经验总结,给出了一些优化并联压缩机系统设计和运行的建议。
压缩机的正常运行离不开良好的润滑,而润滑油的存储和分配依赖于压缩机内的油池。在并联压缩机系统中,由于各压缩机的运行工况不同,油池油面高度可能出现不稳定和偏差,引发偏油问题。偏油会导致某些压缩机油量不足,润滑失效,增加磨损和故障风险;而另一些压缩机油量过多,则会降低传热效率,增加能耗。因此,保持并联压缩机系统的油面稳定,避免偏油问题,对于确保系统的安全运行和节能效果至关重要。
均油管是连接并联压缩机油池的管路,起到平衡各压缩机油面高度的作用。合理设置均油管是避免偏油问题的重要手段。均油管的设计需要考虑以下几个方面:
(1)均油管直径:均油管直径需要根据压缩机油池容积、油泵流量等参数进行选择,既要保证足够的油流通能力,又要避免过大引起油面波动。一般可按压缩机油池容积的1/500~1/200选取均油管直径[1]。
(2)均油管布置:均油管应尽量水平布置,避免出现高低差。如果高低差不可避免,应在低点设置集油器,并保证集油器容积足够大,以缓冲油面波动[2]。
(3)均油阀的选用:在均油管上设置均油阀,可以实现油面高度的微调和控制。均油阀应选用压差平衡型,避免因压差变化引起油面波动。
除了设置均油管外,还需要对油面高度进行实时监测和控制,及时发现和解决偏油问题。常用的油面监测与控制方法包括:
(1)液位计:在压缩机油池上安装液位计,实时监测油面高度。当油面高度偏差超过设定值时,发出报警信号,提示运行人员处理。
(2)自动均油控制:通过在均油管上设置电动均油阀,根据液位计反馈的油面高度信号,自动调节均油阀开度,实现油面高度的自动控制。
(3)定期人工检查:定期对各压缩机油池油面高度进行人工检查,及时发现和处理偏油问题。
某大型商场采用了四台并联压缩机的制冷系统,在运行初期,发现有两台压缩机油量不足,另外两台压缩机油量过多,存在明显的偏油问题。经过分析,发现均油管直径选择偏小,油流通能力不足;同时,均油管布置不合理,存在较大的高低差。通过更换合适直径的均油管,并对均油管重新布置,同时在低点增设集油器,有效解决了偏油问题。运行一个月后,四台压缩机的油面高度基本一致,偏差控制在±5mm以内,系统运行平稳、可靠[3]。
均油管中的油流方向会影响油的分配效果。理想情况下,均油管中的油应该随着压缩机的运行状态在不同油池间双向流动,以实现动态均油。但是,如果均油管布置不合理,可能出现单向油流,引发严重的偏油问题。因此,在布置均油管时,应尽量保证油在均油管中的双向流动,避免出现单向油流。
均油管在运行过程中会受到油流冲击和振动,如果支撑不当,可能出现松动、变形等问题,影响均油效果。因此,均油管应设置可靠的支撑,并使用防振连接,减少振动对均油管的影响。
均油管中的油温通常较高,如果没有良好的保温措施,会造成大量的热量损失,降低系统效率。因此,均油管应采取有效的保温措施,如在管道外缠绕保温材料等,减少热量损失。
均油管在长期使用过程中,可能出现油垢、杂质堵塞等问题,影响油的正常流动。因此,需要定期对均油管进行清洗和维护,保证管道畅通。清洗时,可使用压缩空气或氮气吹扫管道,去除油垢和杂质;也可使用专用的清洗剂,对管道进行化学清洗。清洗后,应及时将清洗剂和杂质排出,避免影响系统正常运行。
回液是指制冷剂液体进入压缩机吸气管的现象。在并联压缩机系统中,由于各压缩机的运行工况不同,容易出现个别压缩机发生回液现象。回液会对压缩机造成严重的危害,主要体现在以下几个方面:
(1)液态冲击:回液进入压缩机气缸后,在压缩过程中无法被压缩,形成液态冲击,对活塞、曲轴等部件造成巨大的冲击力,引发机械损坏。
(2)润滑油稀释:回液进入压缩机后,会与润滑油混合,稀释润滑油,降低润滑油的粘度和润滑性能,加剧压缩机的磨损。
(3)电机过载:回液会增加压缩机的功率消耗,引起电机过载,缩短电机寿命。
因此,防止并联压缩机系统发生回液现象,对于保护压缩机安全、延长其使用寿命至关重要。
(1)合理控制压缩机吸气压力:通过调节电子膨胀阀的开度,控制蒸发器出口过热度,保证压缩机吸气压力稳定,避免出现过低吸气压力引发回液。
(2)设置回液控制逻辑:在控制系统中设置回液控制逻辑,根据吸气压力、吸气温度等参数,判断是否发生回液。当检测到回液风险时,通过关小电子膨胀阀、提高蒸发温度等措施,及时消除回液[4]。
(3)合理设置蒸发器和管道:蒸发器出口应设置足够的过热段,确保制冷剂完全气化;吸气管道应合理布置,避免出现凝液回流现象。
(4)必要时可设置油分离器:在并联压缩机的共同吸气管上设置油分离器,可以有效防止压缩机间的相互影响,减少回液发生的概率。
某超市采用并联压缩机系统作为制冷设备,由于控制策略不合理,个别压缩机经常发生回液现象,引发压缩机损坏,维修成本高。通过分析发现,主要原因是蒸发温度设置过低,个别蒸发器出现过量液体。通过优化控制策略,提高蒸发温度设定值,同时在控制中增加了回液防止逻辑。改造后,系统运行平稳,再未发生回液现象,压缩机运行可靠[5]。
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并联压缩机系统由于采用了多台压缩机并联运行的方式,在保护装置的配置和使用上与单台压缩机存在一些不同。主要体现在以下几个方面:
(1)系统故障风险更高:由于压缩机数量增加,系统的复杂度提高,发生故障的风险也相应增加。
(2)压缩机运行工况不同:并联压缩机系统中,各压缩机的运行时间、频率不同,导致其运行工况存在差异。
(3)压缩机相互影响:并联压缩机之间存在相互影响,某一台压缩机的故障可能影响其他压缩机的运行。
因此,在并联压缩机系统中,合理利用保护装置,对于确保系统的安全可靠运行尤为重要。
(1)高低压保护:防止压缩机吸排气压力过高或过低,避免压缩机因压力异常而损坏。
(2)油压差保护:监测压缩机的油压差,当油压差过小时,及时停机保护,避免因润滑不良而损坏压缩机。
(3)过热保护:防止电机绕组和曲轴等部件过热,避免压缩机因过热而烧毁。
(4)过电流保护:防止电机电流过大,保护电机不被烧毁。
(6)液位保护:监测储液器液位,防止储液器液位过高或过低,避免系统运行异常。
为了充分发挥保护装置的作用,在并联压缩机系统中,可采取以下措施:
(1)合理设置保护参数:根据压缩机的型号、特点,合理设置各保护装置的动作值,既要确保可靠保护,又要避免频繁误动作。
(2)关注压缩机运行工况:密切关注各压缩机的运行数据,包括电流、油压、温度等,及时发现异常情况。
(3)定期测试保护装置:定期对保护装置进行测试,确保其灵敏度和可靠性,发现问题及时维修或更换。
(4)完善报警和联锁逻辑:在控制系统中,完善压缩机故障报警和联锁停机逻辑,确保在发生故障时,及时采取保护措施。
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并联压缩机系统中,由于管道较长,布置复杂,配管应力问题尤为突出。配管应力过大,会引发以下问题:
(1)管道变形:过大的应力会导致管道变形,影响制冷剂的正常流动,降低系统效率。
(2)管道断裂:长期处于高应力状态下,管道可能发生断裂,引发制冷剂泄漏等严重后果。
(3)设备损坏:配管应力过大,会给压缩机、阀件等设备带来额外的应力,引发设备损坏。
因此,在并联压缩机系统安装时,必须重视配管应力的确认和控制。
压缩机电机的供电线路也会引入电气应力。配电应力过大,会引发以下问题:
(1)电气元件损坏:过大的电气应力会加速电气元件的老化,引发接触器、热继电器等元件损坏。
(2)线路发热:过大的电流会引起线路发热,加速线路老化,增加火灾风险。
(3)谐波干扰:电气应力过大,可能引入较大的谐波电流,对其他电气设备产生干扰。
因此,在并联压缩机系统安装时,也需要重视配电应力的确认和控制。
(1)计算分析法:根据管道和线路的材料、尺寸、布置等参数,采用力学计算方法,分析配管和配电应力,确认是否满足设计要求。
(2)应变测试法:在管道和线路的关键部位粘贴应变片,测试实际应变值,通过应变值推算应力值,确认是否满足设计要求。
(3)热成像分析法:采用热成像仪对管道和线路进行成像分析,根据温度分布情况,判断是否存在过大应力导致的异常发热。
为了控制配管和配电应力,在设计和安装时,可采取以下措施:
(1)合理布置管道和线路:综合考虑设备布置、运行工况、热胀冷缩等因素,对管道和线路进行合理布置,尽量减小应力。必要时可采用弹性连接、补偿器等措施。
(2)选用合适的管材和线材:根据系统的压力、温度等工况,选用强度和韧性合适的管材和线材,减小应力风险。
(3)加强支撑和固定:采用可靠的支撑和固定措施,减小管道和线路的悬空段,减小振动和位移引起的应力。
(4)预留适当的安装余量:在安装时,预留适当的管道和线路长度,减小管道、线路的初始应力。
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参考文献:
[1] 张华,谢晓明.并联压缩机的均油技术研究[J].制冷与空调,2010,10(3):7-10.
[2] 朱志良.制冷空调压缩机手册[M].北京:机械工业出版社,2013.
[3] 王刚,陈伟才,周雄,等.高层建筑中央空调并联压缩机机组的设计和应用[J].暖通空调,2016,46(10):81-84.
[4] 周荣桥.并联压缩机组的回液控制[J].制冷与空调,2014,28(4):464-467.
[5] 赵伟,张永青.超市并联压缩机组控制系统的设计及应用[J].制冷与空调,2013,27(1):65-68.