淺析冷水機(jī)組之冷凍機(jī)油的監(jiān)測和注意事項

胡毅威

淺析冷水機(jī)組之冷凍機(jī)油的監(jiān)測和注意事項

胡毅威

（湖北國際物流機(jī)場有限公司 鄂州 436001）

隨著離心式冷水制冷機(jī)組在各建筑群中央空調(diào)的廣泛認(rèn)可與應(yīng)用，維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)帶來的各種問題也日益突出，本以采用定頻油泵型的離心式冷水制冷機(jī)組為例，著重介紹了如何通過對冷凍機(jī)油的監(jiān)測和注意事項的分析與判斷來為機(jī)組提供“預(yù)防性保養(yǎng)”，為保障機(jī)組安全、高效、節(jié)能的運行提供了更多參考依據(jù)。

離心式冷水制冷機(jī)組；維護(hù)保養(yǎng)；冷凍機(jī)油

0 引言

隨著大型離心式冷水制冷機(jī)組在國內(nèi)的認(rèn)可度提升，其單機(jī)制冷量大、能效比高、故障率低、操作簡捷等優(yōu)于其他制冷機(jī)型的特點贏得到了廣大業(yè)主的青睞，其普遍被應(yīng)用于各類建筑群中央空調(diào)之中；盡管該機(jī)型有如此的優(yōu)點，但卻頻頻因主管人員對機(jī)組操作與維護(hù)的忽視，導(dǎo)致各類故障的發(fā)生，致使機(jī)組制冷效率下降甚至損壞機(jī)組，使得維護(hù)成本增加，影響業(yè)主正常使用。只有科學(xué)、合理的維護(hù)保養(yǎng)才能保障機(jī)組安全、高效、節(jié)能的運行；其中機(jī)組的油路系統(tǒng)又關(guān)系到離心式冷水制冷機(jī)組最為關(guān)鍵的“心臟”部位——壓縮機(jī)（壓縮機(jī)葉輪及軸承），由此油路系統(tǒng)的監(jiān)測和維護(hù)又顯得格外重要。下面以采用定頻油泵型的離心式冷水制冷機(jī)組為例，淺析其冷凍機(jī)油的監(jiān)測和注意事項。

1 離心式冷水制冷機(jī)組的維護(hù)和保養(yǎng)

商用離心式冷水制冷機(jī)組達(dá)到一個制冷運行年后，或累計工作時間達(dá)到3000小時（按我國氣候地理條件而定），就應(yīng)對該機(jī)組進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)工作。為了確保機(jī)組安全、節(jié)能、高效的運行，以及延長該機(jī)組使用周期壽命，對機(jī)組進(jìn)行必要的維護(hù)和保養(yǎng)工作，是必不可少的一個環(huán)節(jié)。我們通常的做法是，當(dāng)機(jī)組在運行過程中所出現(xiàn)的各種偏離正常運行狀態(tài)的故障和問題發(fā)生時，故障保護(hù)機(jī)之后，再對應(yīng)機(jī)組所報故障點進(jìn)行檢修，嚴(yán)格地說，這應(yīng)屬于“被動”的維護(hù)和保養(yǎng)。反觀之，我們更應(yīng)變“被動”為“主動”，就是重視對機(jī)組運行過程中的日常巡視、定期檢查、保養(yǎng)和維護(hù)，即：預(yù)防性的維護(hù)和保養(yǎng)。對應(yīng)這種預(yù)防性的維護(hù)保養(yǎng)，必須根據(jù)機(jī)組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征（滿液式或降膜式蒸發(fā)器、是否有電動熱氣旁通輔助裝置等）和所處運行環(huán)境（機(jī)組安裝地氣候條件，機(jī)房清潔度等）及運行要求（冷凍水介質(zhì)種類及冷凍水出水水溫要求等），針對性的制定機(jī)組年、月、周、日的巡檢、維護(hù)、保養(yǎng)計劃或規(guī)程（詳見表1）才能杜絕較大故障的發(fā)生。

表1 離心式（正壓）冷水制冷機(jī)組保養(yǎng)表

2 冷凍機(jī)油的維護(hù)和保養(yǎng)

任何制冷設(shè)備的日常性保養(yǎng)工作，其首要的一條就是嚴(yán)格要求冷凍機(jī)油的質(zhì)量，隨時監(jiān)測冷凍機(jī)油的運行情況，離心機(jī)組也不例外。由于離心機(jī)組運轉(zhuǎn)速度大大超過螺桿機(jī)組、活塞機(jī)組，因此，對冷凍機(jī)油的要求也特別高，下面就單獨談一談冷凍機(jī)油的維護(hù)和保養(yǎng)。

2.1 嚴(yán)格監(jiān)視油槽油位

當(dāng)機(jī)組處于正常運行工況時，油槽的油位必須處于油室油位視鏡中央（如為上下兩個圓視鏡時，油位必須在上圓視鏡中二分之一處）。對于定期檢修保養(yǎng)的機(jī)組更換冷凍機(jī)油時，從油槽底端角閥排出油時，一定要關(guān)閉油加熱器電源，防止油槽無油“干燒”從而使油加熱器損壞，同時注意再次加注冷凍機(jī)油時，必須使用同一型號冷凍機(jī)油，且加注量與排出量要基本相同（開機(jī)運行時注意觀察油位是否達(dá)標(biāo)），要注意的是，待加注油位浸沒油加熱器管后需啟動油加熱器電源，以防止制冷劑與冷凍油混合。油位過高可能會使壓縮機(jī)小齒輪（高速齒輪）浸于油中，運行時使得油在系統(tǒng)中四處飛濺，油溫急劇上升，油壓波動劇烈，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)軸承溫度過高無法正常工作而故障停機(jī)，更甚著損壞壓縮機(jī)軸承及葉輪。若油槽油位過低，則油系統(tǒng)中循環(huán)油量不足，油泵失油，供油壓力過低且油壓壓力不穩(wěn)，壓力波動過大，壓縮機(jī)軸承油膜被破壞無法建立，導(dǎo)致故障停機(jī)甚至壓縮機(jī)損壞。值得注意的是機(jī)組啟動中油視鏡油位與機(jī)組運行約3～4小時后油視鏡油位的可能區(qū)別。機(jī)組啟動過程中，即使油槽油溫一直維持在50℃左右，系統(tǒng)中可能任溶有大量未回到油槽的油，油槽中也溶有少量的制冷劑；機(jī)組啟動中油槽油室負(fù)壓區(qū)未完全建立，潤滑油系統(tǒng)尚未完全正常工作，仍然不能較大限度地從系統(tǒng)中回油和排出油槽油室油中混合的制冷劑。因此，當(dāng)機(jī)組運行時，油槽油室上部可能會產(chǎn)生大量的泡沫與油霧，但隨著溶入油中的制冷劑因油溫升高不斷地汽化、揮發(fā)、逸出，它將會通過壓縮機(jī)頂部的進(jìn)氣平衡管與進(jìn)氣室相通進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣流道。當(dāng)機(jī)組運行約3～4小時后，油槽油位會趨于平衡在某一油位上。

這時，機(jī)組運行中的油中制冷劑含量降至較低值，約占18％左右。停機(jī)時，油中的制冷劑含量約占38％左右。

機(jī)組運行過程中，若發(fā)現(xiàn)油槽油位已達(dá)到至最低標(biāo)準(zhǔn)線以下時，應(yīng)在油泵和機(jī)組不停機(jī)的情況下，立即使用手動油泵（或外置電動油泵）通過油槽底部的加油角閥向油槽內(nèi)加注相同型號且合格的冷凍機(jī)油。若油槽油位一直有逐步下降趨勢未見回油情況好轉(zhuǎn)，則應(yīng)立即停機(jī)具體分析，檢查缺油的原因。

2.2 嚴(yán)格監(jiān)視供油壓力

壓縮機(jī)的供油壓力（控制中心顯示屏讀數(shù)，為表壓），其正常狀況應(yīng)該包括：

（1）可調(diào)節(jié)性（即通過對供油調(diào)節(jié)閥的調(diào)整，油壓與之成線性對應(yīng)關(guān)系）。

（2）油壓（控制中心顯示屏讀數(shù)）在運行過程中無較大波動（啟動過程中油壓會偏大）。

（3）油壓不能呈持速下降趨勢（當(dāng)進(jìn)口導(dǎo)葉開啟度加大，即對機(jī)組加載時，油壓讀數(shù)會有一定的下降趨勢，但這種油壓的下降趨勢在導(dǎo)葉開啟度穩(wěn)定后，會立即恢復(fù)正常。）

調(diào)整預(yù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片開啟度大小，其與供油壓力之間也存在一定的實際關(guān)系。通過機(jī)組現(xiàn)場運行實測可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)組啟動后，壓縮機(jī)預(yù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片開啟度由0%開至60％時，供油壓差下降約0.7bar～0.8bar（表壓）（此數(shù)據(jù)僅供參考）。預(yù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片由關(guān)閉逐漸開啟這一動態(tài)過程，造成供油壓力產(chǎn)生一定的壓降，這一事實告訴我們，當(dāng)機(jī)組正常啟動后、導(dǎo)流葉片開啟前，油泵運行的總供油壓力值中應(yīng)該考慮這一油壓壓降值。綜上所述，油泵的總供油壓力（壓差）一般應(yīng)調(diào)至約4bar～5bar（表壓）范圍之內(nèi)。

2.3 嚴(yán)格監(jiān)視油槽油溫和壓縮機(jī)各軸承溫度

運行實際數(shù)據(jù)表明，油槽油溫、油槽上部空間壓力與制冷劑在油中的溶解量比例，在有電加熱器情況下關(guān)系（見表2）。

表2 油槽上部空間壓力、油槽溫度、制冷劑含量與油加熱器狀態(tài)的關(guān)系

嚴(yán)格控制油槽油溫的主要作用有：

（1）保持油質(zhì)一定的粘度，以確保壓縮機(jī)前后軸承的潤滑和形成油膜（對開啟式機(jī)組而言，也可以確保軸封油膜的質(zhì)量）；

（2）保證混入油中的制冷劑具有一定的溶解飽和度和盡可能大的揮發(fā)度。

油槽油溫應(yīng)控制在45～65℃之間為宜，并與壓縮機(jī)各軸承溫度相參照對比;機(jī)組正常待機(jī)時油溫應(yīng)該保持在比冷凝飽和溫度高27.8℃的目標(biāo)值范圍，如果油溫低于22℃，機(jī)組則無法正常開機(jī)。在機(jī)組實際運行中表明，油槽油溫與最高壓縮機(jī)軸承溫度的溫差一般在2℃～3℃之間。各壓縮機(jī)軸承溫度要高于油槽油溫。機(jī)組正常運行中，冷凍機(jī)油將軸承發(fā)熱量帶回油槽，故而油槽油溫與軸承溫度成相應(yīng)的線性關(guān)系。若個別軸承溫度（一般是主軸承上的主推力軸承溫度）急劇上升，雖未達(dá)到報警停車值（≤82.2℃），但與油槽油溫之差值已大于2℃～3℃范圍，則應(yīng)檢查油冷卻器的冷卻水水流量（水冷降溫式）或油冷膨脹閥（制冷劑降溫式）開啟度，是否影響了軸承溫度、油槽油溫的降低。若軸承溫度、油槽油溫之差值仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出（或小于）2℃～3℃時，應(yīng)具體分析，是否有停機(jī)檢查的必要，如檢查壓縮機(jī)內(nèi)油路是否暢通，并應(yīng)及時更換冷凍油、油過濾器，避免擴(kuò)大故障，減少經(jīng)濟(jì)損失。

2.4 嚴(yán)格控制冷凍機(jī)油的質(zhì)量和油路系統(tǒng)的維護(hù)

從油的顏色來看，顏色由微黃透明變?yōu)榧t褐色且透明度變暗，這是由于油中懸浮著有機(jī)酸、聚合物、酯和金屬鹽等腐蝕產(chǎn)物的原因。如果這樣，則冷凍機(jī)油的表面張力下降，腐蝕性增加，油質(zhì)變壞，應(yīng)必須更換新油。

如何進(jìn)行定量的判斷，將冷凍機(jī)油的分析試驗數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)來判斷油的變質(zhì)條件就顯的尤為重要了（見表3）。

表3 冷凍機(jī)油變質(zhì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)

由于水分和酸均沉淀于油槽底部，故對冷凍機(jī)油應(yīng)從底部加注（維修）角閥處取樣。根據(jù)油的使用時間和油質(zhì)的實際周期，一般是對推薦每個制冷運行年結(jié)束后全部更新一次冷凍機(jī)油。此時，（若條件允許）應(yīng)該用新油將殘存于機(jī)內(nèi)的舊油全部洗凈（或用氮氣吹盡）。型號及成分不同的冷凍機(jī)油，絕對不允許混合使用?；旌虾髸够旌虾蟮挠彤a(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)和變質(zhì)速度，更甚著損壞壓縮機(jī)軸承。更不允許更改冷凍機(jī)油型號使用。

對冷凍機(jī)油，油路系統(tǒng)的維護(hù)管理歸納起來要注意以下幾點：

（1）正常情況下，冷凍機(jī)油在每一個制冷運行年應(yīng)全部更換一次。同時在有條件的情況下應(yīng)注意油槽的清潔度，換油時，徹底清除沉積的污渣和鐵銹等臟物，不得留下纖維殘物及空氣。

（2）必須按廠商推薦油質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的冷凍機(jī)油。切忌混用和換用其它型號冷凍機(jī)油代替使用。

（3）機(jī)組每次年度首次啟動時，必須先手動啟動油泵并檢查油壓參數(shù)及油系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，參數(shù)正常后方可再聯(lián)鎖啟動機(jī)組（對開啟式機(jī)組而言，還可預(yù)潤滑軸封，防止損壞軸封油膜）。

（4）根據(jù)油過濾器前后的壓力（油壓差）值，來判斷油過濾器內(nèi)部堵塞程度，應(yīng)隨時更換干凈的油過濾器。對新機(jī)組而言，更要注意油壓差值，一旦超過壓差值，立即更換（一般而言，更換冷凍機(jī)油就應(yīng)同時更換油過濾器芯）。

（5）隨時檢查監(jiān)測傳感器等元件，如果損壞或讀數(shù)不穩(wěn)定或偏差較大時，則不許啟動機(jī)組，待檢查維修相關(guān)部件確保證供油壓力顯示正確后，方可啟動機(jī)組。

（6）油槽內(nèi)油加熱器使用注意事項：

機(jī)組啟動過程中和停機(jī)時，必須接通；

機(jī)組換季停機(jī)時，油槽中油加熱器必須采用不間斷電源供電加熱；

任何情況下，必須保證油槽油溫保持在45℃～65℃范圍區(qū)間內(nèi)，過高過低都應(yīng)立即停機(jī)及時檢查原因。

（7）防止和消除油槽內(nèi)泡末現(xiàn)象的方法：

選用空調(diào)機(jī)組廠商或空調(diào)機(jī)組廠商認(rèn)可的冷凍機(jī)油；

區(qū)別機(jī)組啟動時正常起泡的不同。激烈起泡時，油中混有大量制冷劑，油壓下降或無法穩(wěn)定，應(yīng)將機(jī)組限流在70％，運行30分鐘以上，待回油正常后使機(jī)組油壓逐步運行正常。

3 結(jié)論

誠然，解決了油路系統(tǒng)的相關(guān)問題，并不等于空調(diào)機(jī)組其它的保養(yǎng)工作就可忽視，在表1中所列事項的日常維護(hù)保養(yǎng)的工作也同樣非常重要。定期標(biāo)準(zhǔn)的保養(yǎng)工作，不僅能使機(jī)組在最佳運行狀態(tài)下運行，從而最大限度的節(jié)省運行電耗、降低零件的損耗率、減少大額配件的更換費用；而且還能延長機(jī)組使用壽命、降低機(jī)組折舊費、降低機(jī)組故障率、保障業(yè)主的正常辦公、營業(yè)、生產(chǎn)等，因此，做好預(yù)防性保養(yǎng)工作，才能真正做到防患于未然，真正體現(xiàn)出“預(yù)防性保養(yǎng)=節(jié)省投資”的優(yōu)越性。

本文結(jié)合“預(yù)防性保養(yǎng)”這一科學(xué)理念，針對離心式冷水制冷機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)問題中的冷凍機(jī)油這一大項，通過對油槽油位、供油壓力、油槽油溫、油品質(zhì)量等四大方面做出了一定的分析與介紹，為離心式冷水制冷機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)提供了更好的參考依據(jù)。

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A Brief Analysis on the Monitoring and Matters Needing Attention of Refrigeration Oil for Water Chiller

Hu Yiwei

( Hubei International Logistics Airport Co., Ltd, Ezhou, 436001 )

With the centrifugal chiller were widely used in various buildings central air-conditioning, all sorts of problems resulting from improper maintenance were increasingly prominent. In this paper, in order to adopt the fixed frequency refrigerator oil pump type centrifugal chiller as an example, introduced how to through to the refrigeration oil monitoring and the analysis of the matters needing attention for the chiller to provide “preventive maintenance”, for the protection of the safety, efficiency, energy saving running of the chiller to provide a reference.

Centrifugal Chiller; Maintenance; Refrigerator Oil

1671-6612（2020）06-756-04

TU831.4

B

胡毅威（1990.10-），男，本科，助理工程師，E-mail：yiwei_h@hotmail.com

2020-03-12