【干貨分享】壓縮機典型故障類型 - 缺油
壓縮機典型故障類型 - 缺油
壓縮機內部的潤滑油油量在少到一定程度的時候,其內部的動作部件之間的潤滑效果會因為達不到要求而產生摩擦劇烈,甚至硬性損傷,最終卡死導致壓縮機報廢。
以渦旋壓縮機為例, 壓縮機內部一般有4個部位需要油潤滑:下軸承、主軸承、上軸承以及渦旋盤止推面、渦旋盤壓縮腔。 三個軸承都是和旋轉的曲軸進行配合,確保同軸度的同時,發生相對位移,產生摩擦,需要油的潤滑作用。
下軸承距離油池很近,有些壓縮機的下軸承甚至設計為浸泡在油池里面。所以一般情況下,下軸承是最容易得到油的部位,一般無需擔心因為油少導致的潤滑問題;
主軸承和上軸承的油是依靠曲軸內部的偏心孔在曲軸運轉時產生的離心力升上去的,在油的品質和量發生變化的時候, 影響最為敏感,而且相對來說, 主軸承是三個軸承中受力最大的一個摩擦面,如果潤滑油的效果因為制冷劑液體,或者溫度引起動態粘度下降等原因造成影響的話,主軸承往往是最先發生問題的一環。
渦旋盤壓縮腔內的油是依靠制冷劑流動帶上去的,由于制冷劑和油的互相溶解,在壓縮機吸氣過程中,油會被一起攜帶到渦旋盤內部產生潤滑和密封的作用。 這部分潤滑油的量和制冷劑流量以及制冷劑與油的溶解度有關,也和壓縮機內部的制冷劑運行通道有關。如果過多的潤滑油進入渦旋壓縮腔的話,可能會導致過高的OCR(Oilcirculation ratio,帶油率),過多的油隨著制冷劑一起進入系統,如果過少的潤滑油進入渦旋壓縮腔的話,潤滑容易發生問題。新的壓縮機出廠前內部都會預先充注足量的潤滑油,當油缺失到一定程度,所有的四個部位都會磨損最終發生破壞,導致壓縮機報廢。
導致缺油的根本原因,是由于潤滑油和制冷劑是互相溶解的,溶解度和溫度及壓力有關,潤滑油會隨著制冷劑一起排出壓縮機,進入制冷空調系統的其他三大件以及管路和附件當中。同時油也會隨著制冷劑一起沿著管路循環回到壓縮機殼體。
正常情況下,跑出去的油量和跑回來的油量是相等的,達到動態平衡。系統中的死區也會滯留一部分潤滑油(死區即制冷劑流速為零的區域),壓縮機油池里面剩余的油應該足夠保證壓縮機的潤滑需求。但是在某些應用場合,跑出去的油多,系統及管路中滯留的潤滑油比較多,也就是說油回不來壓縮機,或者剩余的油量不足以保證潤滑的需求,壓縮機就會發生缺油導致報廢的情況。還有一種情況是系統的油的干度和純凈度不夠,有水分,雜質或者其他不兼容物質甚至弱酸等影響到了潤滑油的品質,也會造成潤滑不良,最終導致壓縮機的質量壞掉。
1. 盡可能減少油跑出壓縮機
專業的制冷劑通道可以起到油分的作用,OCR控制得非常低,從而減少潤滑油排出壓縮機。 同時在系統設計方面,比較有效的手段是安裝油分離器,將跑出去的油依靠制冷劑壓力直接輸送回壓縮機的進氣端,增加最終動態平衡狀態下壓縮機油池中的潤滑油量。此外,系統的控制邏輯設計需要考慮負荷控制,減少壓縮機的啟停次數,也能相應減少潤滑油的排出量。
2. 增加跑回壓縮機的油量
整個系統里面最難以回油的部位是蒸發器到壓縮機吸氣口這一段,這段溫度和壓力較低,潤滑油粘度大,流動性較差,是相對來說的回油困難段,而熱氣管路由于溫度高,如果熱氣管路不是非常長的話, 制冷劑氣體帶油一般沒有問題,,供液管路中的液體制冷劑和潤滑油的溶解度很好,一般也不需要終點考慮帶油的問題。油能夠被帶回到壓縮機主要依靠制冷劑的流速,但流速過快又會導致管路振動過大的問題,因此合適的管徑設計對于回油很關鍵,一般我們推薦回氣管路上升吸氣管路的最小流速是8m/s,水平或者下降管路的流速最小5m/s即可,最大流速是20m/s。
實際上影響回油除了管徑這一主要因素之外,還和系統的控制、管路的走法、彎頭的布置、蒸發溫度的高低、油的動態粘度等有關,防止缺油的手段也有很多,除了剛提到的最基本的管徑設計需要注意以外,對于并聯壓縮機、變頻壓縮機等還有很多不同的措施,比如部分負荷時候的回油控制邏輯等。