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离心式冷水机组

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离心式冷水机组离心式冷水机组

中央空调水冷离心机的维护维修

2018年11月12日

前言

离心式冷水机组具有满液卧式壳管式蒸发器,中央空调离心式冷水机组根据我国JB/T3355—1998标准规定,冷水机组的额定的工况为冷冻水出水温度7℃,冷却水回水温度30℃。离心式冷水机组常见故障有(1)冷水量不足。(2)冷负荷少。(3)节流?#35013;?#25925;障(仅使蒸发压力低)。(4)蒸发器的传热管因水垢等污染而使传热恶化(仅使蒸发压力过低)。(5)冷媒量不足(仅使蒸发压力过低)

什么是离心式冷水机组:

离心式制冷压缩机属于速度型压缩机,是一种叶?#20013;?#36716;式的机械。它是靠高速旋转的叶轮对气体做功,以提高气体的压力。

离心式制冷压缩机的特点:


(1)外形尺寸小、重?#22771;帷?#21344;地面积小。
(2)动平衡特性好,振动小。
(3)磨损部件少,连续运行周期长。
(4)传热性能高。
(5)易于实现多级压缩和节流,实现多种蒸发温度。
(6)能够经济地进行无级调节。
(7)若用经济性高的工业汽轮机直接驱动节能效果更好。
(8)转速较高,对轴端密封要求高。
(9)当冷凝压力较高时会发生喘振现象。
(10)制冷量较小?#20445;?#25928;?#24335;?#20302;。

离心式冷水机组常见故障

(1)冷水量不足。

(2)冷负荷少。

(3)节流?#35013;?#25925;障(仅使蒸发压力低)。

(4)蒸发器的传热管因水垢等污染而使传热恶化(仅使蒸发压力过低)。

(5)冷媒量不足(仅使蒸发压力过低)。

离心式冷水机组故障 ?处理办法

(1)检查冷水回路,使冷水量达到额定水量。

(2)检查自动起停装置的整定温度。

(3)检查膨胀节流管是否畅通。

(4)清扫传热管。

(5)补充冷媒至所需量。

?
压力过高

(1)冷水量不足。

(2)冷却塔的能力降低。

(3)冷水温度太高,制冷能力太大,使冷凝器负荷加大。

(4)有空气存在。

(5)冷凝器管子因水垢等污染,传热恶化。

?处理办法 (1)检查冷却水回路,调整至额定流量。

(2)检查冷却塔。

(3)检查膨胀节流管等,使冷水温度尽快接近额定温度。

(4)进行抽气运转排除空气,若抽气装置需频繁运行,则必须找出空气漏入的部位消除之。

(5)清扫管子。
油压差低

(1)油过滤器堵塞。

(2)油压调节阀(泄油阀)开度过大。

(3)油泵的输出油量减少。

(4)轴?#24515;?#25439;。

(5)油压表(或传感器)失灵。

(6)润滑油中混入的制冷剂过多(由于启动时油起泡而使油压过低)。

?处理办法 (1)更换油过滤器滤?#23613;?/p>

(2)关小油压调节阀使油压升至额定油压。

(3)解体检查。(4)解体后更换轴?#23567;?/p>

(5)检查油压表,重新标定压力传感器,必要时更换。

(6)制冷机停车后务必将油加热器?#24230;耄?#20445;持给定油温(确认油加热器有无断线,油加热器温度控制的整定值是否正确)。


油温过高 (1)油冷却器冷却能力降低。

(2)因冷媒过滤器滤网堵塞而使油冷却器冷却用冷媒的供给量不足。

(3)轴?#24515;?#25439;。

?处理办法 (1)调整油温调节阀。

(2)清扫冷媒过滤器滤网。

(3)解体后修理或更换轴?#23567;?


电机过负载 (1)电源相电压不平衡。

(2)电源线路电压降大。

(3)供给主电动机的冷却用制冷剂量不足。

?处理办法 (1)采取措施使电源相电压平衡。

(2)采取措施减小电源线路电压降。

(3)检查冷媒过滤器滤网并清扫滤网;开大冷媒进液阀。

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一、喘振产生的机理
离心压缩机的基本工作原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功,将机?#30340;?#21152;给气体,使气体压力升高,速
度增大,气体获得压力能和速度能。在叶轮后面设置有通流面积逐渐扩大的扩压元件,高压气体从叶轮流
出后,再流经扩压器进行降速扩压,使气体流速降低,压力继续升高,即把气体的一部分速度能转变为压
力能,完成了压缩过程。
扩压器流道内的边界层分离现象:扩压器流道内气流的流动,来自叶轮对气流所做功转变成的动能,边界
层内气流流动,主要靠主流中传递来的动能,边界层内气流流动?#20445;?#35201;克服壁面的摩擦力,由于沿流道方
向速度降低,压力增大,主流的动能也不断减小。
当主流传递给边界层的动能不足以使之克服压力差继续前进?#20445;?#26368;终边界层的气流停滞下来,进而发生旋
涡和倒流,使气流边界层分离。气体在叶轮中的流动?#24425;?#19968;种扩压流动,当流量减小或压差增大时?#19981;?#20986;
现这种边界层分离现象。
当流道内气体流量减少到某一值后,叶道进口气流的?#36739;?#23601;和叶片进口角很不一致,冲角α大大增加,在
非工作面引起流道中气流边界层严重分离,使流道进出口出现强烈的气流脉动。
当流量大大减小?#20445;?#30001;于气流流动的不均匀?#32422;?#27969;道型线的不均匀性,假定在B流道发生气流分离的现象
,这样B流道的有效通流面积减小,使原来要流过B流道的气流有一部分要流向相邻的A流道和C流道,这样
就改变了A流道,C流道原来气流的?#36739;潁?#23427;使C流道的冲角有所减小,A流道的冲角更加增大,从而使A流
道中的气流分离,反过来使B流道冲角减小而消除了分离现象,于是分离现象由B流道转移到A流道。这样
分离区就以和叶?#20013;?#36716;?#36739;?#30456;反的?#36739;?#26059;转移动,这种现象称为旋转脱离。 扩压器同样存在旋转脱离。在压缩机的运转过程中,流量不断减小到Qmin值?#20445;?#22312;压缩机流道中出现如上
所述严重的旋转脱离,流动严重恶化,使压缩机出口排气压力突然大大下降,低于冷凝器的压力,气流就
倒流向压缩机,一直到冷凝压力低于压缩机出口排气压力为止,这时倒流停止,压缩机的排量增加,压缩
机恢复正常工作。
而实际上压缩机的总负荷很小,限制了压缩机的排量,压缩机的排量?#33268;?#24930;减小,气体又产生倒流,如此
反复,在?#20302;?#20013;产生了周期性的气流振荡现象,这种现象称为喘振。
压缩机达到最小排量点而产生严重的气流旋转脱离是内因,而压缩机的性能曲线状况和工况点的位置是条
件,内因只有在条件的促成下,才能发生特有的现象——喘振。
离心冷水机组运行在部分负荷?#20445;?#21387;缩机导叶开度减小,参与循环的制冷剂流量减少。压缩机排量减小,
叶轮达到压头的能力也减小。而冷却水温由于冷却塔未改变而维持不变,则此时就可能发生旋转失速或喘
振。
喘振是速度型离心式压缩机的固有特性。因此对于任?#25105;?#21488;离心式压缩机,当排量小到某一极限点时就会
发生该现象。冷水机组是否在喘振点附近运行,主要取决于机组的运行工况。在什么状态发生喘振只有通
过对机器的试验,即不断减少其流量,才可以测出具体的喘振点。
由于压缩机叶轮流道内气体流量的减少,按照压缩机的特性曲线,其运行的工况点引向高压缩?#30830;较頡?#36825;
时气流?#36739;?#30340;改变在叶轮入口产生?#27927;?#30340;正冲角,使得叶轮叶片上的非工作面产生严重的气流“脱离现象
”,气动损失增大,叶轮出口处产生负压区,引起冷凝器上部或蜗壳内原有的正压气流沿压降?#36739;?ldquo;倒灌
”,退回叶轮内,使叶轮流道内的混合流量增大,叶轮恢复正常工作。
如此时压缩机工况点仍未脱离喘振点(区),又将出现上述气流的“倒灌”。气流这种周期性的往返脉动
,正是压缩机喘振的根本原因。

二、喘振的危害性
喘振是离心式压缩机的运行工况在小流量、高压比区域中所产生的一种不稳定的运行状态。压缩机喘振时

,将出?#21046;?#27969;周期性振荡现象。喘振带给压缩机严重的破坏,会导致下列严重后果:
(1)使压缩机的性能显著恶化,气体参数(压力、排量) 产生大幅度脉动。
(2)噪声加大。
(3)大大加剧整个机组的振动。喘振使压缩机的转子和定子的元件经受交变的动应力:压力失调引起强
烈的振动,使机组中心偏移,轴?#24515;?#25439;,密封间?#23545;?#22823;;甚至发生转子和定子元件相碰等:叶轮动应力加
大。
(4)电流发生脉动。
(5)小制冷量机组的脉动频?#26102;却?#22411;机组高,但振幅小。
不同于一般的机械振动,在压缩机出口产生气流的反复倒灌、吐出、来回?#19981;鰨?#20351;得主电机交替出现满载
和空载,电流表指针或压缩机出口压力表指针产生大幅度无规律的强?#21494;?#25670;和跳动。压缩机转子在机内沿
轴向来回窜动,并伴有金属摩擦和?#19981;?#22768;响。

三、防喘振措施

1、热气旁通喘振防护原理
一旦进入喘振工况,应立即采取调节措施,降低出口压力或增加入口流量。从以?#27927;?#25391;产生的机理来看,
在离心式冷水机组中,压比和负荷是影响喘振的两大因素。当负荷越来越小,小到某一极限点?#20445;?#20415;会发
生喘振,或者当压?#21364;?#21040;某一极限点?#20445;?#20415;会发生喘振。
用热气旁通来进行喘振防护,是通过喘振保护线来控制热气旁通的开启或关闭,使机组远离喘振点,达到
保护的目的。从冷凝器连接到蒸发器一根连接管,当运行点到达喘振保护点而未达到喘振点?#20445;?#36890;过控制
?#20302;?#25171;开热气旁通电磁阀,从冷凝器的热气排到蒸发器,降低了压比,同时提高了排气量,从而避免了喘
振的发生。
2、改变压缩机转速
压缩机转速改变,压缩机的性能曲线将随着移动,可以增加稳定工况区域,它适用于蒸汽轮机、燃气轮机
拖动的机组,是一种比较经济的调节方法,只是调节后的工作点不一定是最高效率点。但对电动机拖动的
机组,为了便于变速,就要用直流机组或采用变频方法,这会使设备大大复杂化,同时造价也高。
3、多级压缩
多级压缩以降低压缩机转速。一般多级机器中任?#25105;?#32423;发生喘振,都会影响到整台机器的正常工作。采用
多级压缩,在同样的压比工况下,可大大降低压缩机的转速,增大稳定工况区域。
4、采用转动的扩压器调节
当流量减小?#20445;?#19968;般在扩压器中首先产生严重的旋转脱离而导致喘振。在流量变化?#20445;?#22914;果能相应改变扩
压器流道的进口?#36127;?#35282;,以适应改变了的工况,使冲角α不致很大,则可使性能曲线向小流?#22771;?#22823;幅度移
动,扩大稳定工况范围,使喘振流量大为降低,达到防喘振的目的。该防喘振控?#21697;?#24335;,?#35328;?#24320;利的产品
中得到具体的应用,但低负荷时仍须采用热气旁通。
5、可移动式扩压腔
上面提到,在离心式冷水机组中喘振发生的原因为压比和负荷。当机组运行的压比一定?#20445;?#25552;升力),机
组的运行负荷将影响机组是否发生喘振。对于离心机组来说,当运行负荷降低?#20445;?#21387;缩机的导叶逐渐关闭
,吸气量降低,如果扩压腔的通道面积不变,则气体的流速降低:当气体的流速无法克服扩压腔的阻力损
失?#20445;?#27668;流会出现停?#20572;?#30001;于气体动能的下降,转化的压力能也降低:当气流体压力小于排气管网的压力
?#20445;?#27668;流发生倒流,喘振发生。
四、结论
热气旁通、改变压缩机转速、多级压缩、转动的扩压器调节?#32422;?#25955;流滑块设计均能有效避免“喘振”,对
于离心式冷水机组具有较好的节能效果。



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2018年11月12日
   
离心式冷水机组
 
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