冷凍機(jī)噴油溫度高淺析

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

關(guān)鍵詞：螺桿式壓縮機(jī);排氣溫度

1.前言

冷凍系統(tǒng)是利用液氨在低溫下的揮發(fā)性，讓液氨在氨蒸發(fā)器中汽化，取走原料油、溶劑、安全氣中的熱量，使被冷物質(zhì)冷卻到所需要的溫度，氨氣經(jīng)過氨壓縮機(jī)壓縮，冷卻冷凝及節(jié)流降溫后變?yōu)榈蜏匾喊?，循環(huán)使用。冷凍機(jī)是裝置關(guān)鍵設(shè)備，所提供的冷量關(guān)乎到產(chǎn)品質(zhì)量和裝置煉量。本文是介紹裝置冷凍系統(tǒng)改造二段機(jī)采用約克RWFⅡ 546E機(jī)組兩臺(tái)，為系統(tǒng)提供冷量。

2.螺桿式制冷壓縮機(jī)組的組成及工作原理

2.1 螺桿式制冷壓縮機(jī)組的組成

螺桿式制冷壓縮機(jī)組包括：螺桿式制冷壓縮機(jī)、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)、氣路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

2.2 螺桿式制冷壓縮機(jī)工作原理

螺桿式制冷壓縮機(jī)屬于回轉(zhuǎn)式容積型壓縮機(jī)，它利用一對相互嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，周期性地改變轉(zhuǎn)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(xiàn)狀

目前二段機(jī)的噴油溫度偏高，如機(jī)器出口達(dá)90℃左右油氨混合物經(jīng)油氨分離器分離后，油經(jīng)油冷器冷缺，進(jìn)機(jī)器前的油溫高達(dá)75℃以上，引起機(jī)器跳機(jī)，從而對生產(chǎn)帶來波動(dòng)。尤其在夏季高溫時(shí)，機(jī)器排出溫度更高，跳機(jī)更為頻繁。為減少機(jī)器跳機(jī)頻次，操作人員往往通過降低能級(jí)的方法來平衡油溫，這使得裝置的負(fù)荷大幅降低，僅為設(shè)計(jì)值的40%左右，使得裝置的效益得不到體現(xiàn)。

3.2 原因分析

3.2.1油溫三通控制閥

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，油溫控制三通閥主要是設(shè)定好溫度后，閥門通過溫度感應(yīng)調(diào)節(jié)閥門的開度，以至達(dá)到所需的溫度。但在實(shí)際生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)HOT和HOT OIL IN的溫度為78℃時(shí)，經(jīng)過油冷器后的C點(diǎn)的溫度54.6℃，但B點(diǎn)和C點(diǎn)經(jīng)過三通后的A點(diǎn)的溫度為68℃，這說明三通控制閥未達(dá)到控制效果，可能是三通控制閥本身存在一定的泄漏量導(dǎo)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(guān)聯(lián)的，排氣溫度高必然會(huì)引起油溫高，油溫高噴入螺桿內(nèi)和氨一起壓縮，必然也會(huì)引起排氣溫度高，即上述的HOT OIL IN的源頭溫度高。經(jīng)過相同量的氨冷卻后的溫度必然也會(huì)有提高，這就導(dǎo)致經(jīng)三通閥后至機(jī)頭內(nèi)的油溫升高。

從目前實(shí)際情況和廠方提供的數(shù)據(jù)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(jī)組采用的是一級(jí)壓縮，約克進(jìn)口壓力比大冷機(jī)的進(jìn)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(jī)組排氣溫度和壓縮比成指數(shù)函數(shù)，而和進(jìn)口溫度成線性函數(shù)，也就是在正常工況下，一般壓縮比的影響要大于進(jìn)口溫度的影響。這就導(dǎo)致要得到更低的溫度，必然會(huì)使得排氣溫度有所上升。

（2）過熱度大導(dǎo)致排氣溫度高

過熱度是指冷凍機(jī)進(jìn)口測量的壓力，查飽和氨壓力、溫度對應(yīng)表的出的溫度和實(shí)際測量的差值，過熱度是衡量機(jī)組進(jìn)口氨的供應(yīng)量的一個(gè)參數(shù)，過熱度大則蒸發(fā)器中氣氨供應(yīng)少或者系統(tǒng)缺氨，設(shè)計(jì)要求過熱度控制在2℃之內(nèi)。在實(shí)際生產(chǎn)中二段過熱度分別為5.9°C。

所以，機(jī)組進(jìn)口過熱對排溫有一定的影響，進(jìn)口增加1℃，則出口增加約1.48℃，這也是導(dǎo)致機(jī)器排溫高的原因之一。

3.3.3 熱虹吸油冷

經(jīng)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(jìn)入液氨油冷卻器，沿途吸收管外高溫油的熱而蒸發(fā)。制冷劑在蒸發(fā)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(chǎn)生了一個(gè)壓力差使制冷劑在油冷卻器中流動(dòng)。從油冷卻器進(jìn)入虹吸罐的氣體中夾帶液態(tài)工質(zhì)，經(jīng)過虹吸罐被分離，氣體經(jīng)管道進(jìn)入冷凝器入口端，從而將潤滑油的熱量轉(zhuǎn)移至冷凝器。油冷器在設(shè)計(jì)時(shí)按過量供液進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(jìn)出口溫度應(yīng)該是沒有變化的，但在實(shí)際操作時(shí)現(xiàn)場有溫差。

氨的進(jìn)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(jìn)出口的溫度差別不大，加之系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，并未將系統(tǒng)放油設(shè)計(jì)好，而在機(jī)組長期運(yùn)行后，油必然會(huì)被攜帶至系統(tǒng)內(nèi)且得不到處理，所以所供介質(zhì)中可能帶油較多。如無法提供足夠的冷量必然也會(huì)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(jī)器自身帶有液氨噴液口，所以在解決噴油溫度高時(shí)，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(nèi)噴氨，利用氨氣化吸熱降溫，使得機(jī)器排出溫度降低，從而達(dá)到降低油溫的目的。

4.2 系統(tǒng)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(shí)，僅是處理在一個(gè)常用罐內(nèi)，且整個(gè)流程也處于投用狀態(tài)，所以整個(gè)系統(tǒng)的油仍在不斷循環(huán)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(gè)常用罐后，切斷與其他的聯(lián)系，待收集好油后，統(tǒng)一輸送至外罐區(qū)，由#3酮苯進(jìn)行處理，從而將油真正排出系統(tǒng)外，保證有足夠的液氨流入油冷器內(nèi)。

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(jīng)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(jù)實(shí)際情況進(jìn)行手動(dòng)控制，即可達(dá)到控制油溫的目的。

4.4 控制好機(jī)器進(jìn)口過熱度

過熱度是衡量機(jī)組進(jìn)口氨的供應(yīng)量的一個(gè)參數(shù)，降低過熱度必須增加氣氨的供量，系統(tǒng)中氣氨蒸發(fā)帶走的液氨量也必然增加，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組分液罐高液位，致使冷凍機(jī)高液位跳機(jī)，實(shí)際操作彈性小，故實(shí)際操作時(shí)應(yīng)該從實(shí)際情況出發(fā)，在充分降低過熱度的同時(shí)，平穩(wěn)操作，使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

5.結(jié)論

目前僅采取投用噴氨、放油、降低進(jìn)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(xiàn)在的64℃，機(jī)器負(fù)荷也從50%升至80%以上，機(jī)器的跳機(jī)頻次降低了80%以上，使裝置平穩(wěn)生產(chǎn)得到有效保證。同時(shí)在高溫季節(jié)的裝置負(fù)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(jié)流，使得所有氨全部氣化，在現(xiàn)在投用時(shí)還存在有液擊的風(fēng)險(xiǎn)，所以在使用時(shí)應(yīng)對進(jìn)口閥門進(jìn)行適當(dāng)控制。與此同時(shí)應(yīng)對三通溫度控制閥改為副線方法應(yīng)盡快進(jìn)行實(shí)施看是否有效。

作者簡介：

吳文廣（1984-10）男? 江蘇? 工程師，本科學(xué)歷

（作者單位：高橋石化）