探索船舶空調(diào)制冷壓縮機的液擊損壞及防范措施

賀瑩煒 袁久峰 殷娟

摘要：壓縮機作為船舶空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，其對于空調(diào)系統(tǒng)的制冷運行具有十分重要的現(xiàn)實意義。但是在壓縮機實際的工作過程中往往會受到多種不利因素的影響，進而會對其正常運行造成不小的阻礙，甚至可能導(dǎo)致其發(fā)生損壞。液擊作為空調(diào)制冷壓縮機的常見故障，其會導(dǎo)致壓縮機發(fā)生嚴重的損壞，而無法正常運行。本文對液擊給船舶空調(diào)制冷壓縮機所造成的損壞進行了比較深入的論述，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合空調(diào)壓縮機的工作特點，提出了具有一定針對性的防范措施，進而能夠最大限度避免液擊的發(fā)生，為空調(diào)壓縮機的正常運行建立良好的基礎(chǔ)，對于從事相關(guān)工作的技術(shù)人員具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：船舶;空調(diào)制冷;壓縮機;液擊

中圖分類號：F407.474? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）10-0020-02

0? 引言

液擊是指空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑液體被壓縮機吸入其中，而造成壓縮機出現(xiàn)各種不同程度的故障，甚至還可能導(dǎo)致壓縮機報廢。液擊的形成原因多種多樣，例如，制冷劑所吸收的熱量不足以使其完全蒸發(fā)，而殘留了一部分液體制冷劑，隨著其被吸入到壓縮機內(nèi)部，就會影響壓縮機的正常運行。當船舶空調(diào)制冷系統(tǒng)的壓縮機出現(xiàn)液擊故障后，就會導(dǎo)致壓縮機無法正常運行，而影響空調(diào)的制冷效果。為了盡可能避免液擊的發(fā)生就要采取相應(yīng)的控制措施，進而避免制冷劑進入壓縮機內(nèi)部，從而確?？照{(diào)壓縮機始終處于良好的工作狀態(tài)。

1? 液擊對壓縮機的影響

在空調(diào)制冷系統(tǒng)的初始運行階段，位于壓縮機旁邊位置處的氣液分離器會出現(xiàn)一定的結(jié)霜現(xiàn)象，這是由于在壓縮機停止運行期間，回流的低壓蒸汽在氣液分離器中冷凝成液體。啟動壓縮機之后，這部分液體氣化吸熱，進而會在氣液分離器的外表形成一定的白霜，但是隨著壓縮機的不斷運行，這部分白霜就會溶化。當經(jīng)過一定時間的運行后，氣液分離器上的白霜一直不溶化，并且低壓管部分也出現(xiàn)了白霜，這就表明制冷系統(tǒng)內(nèi)部的制冷劑量過多，部分制冷劑已經(jīng)進入到壓縮機，這就會導(dǎo)致壓縮機出現(xiàn)液擊。液擊會對空調(diào)制冷系統(tǒng)壓縮機的正常運行造成非常嚴重的影響，甚至還可能導(dǎo)致壓縮機損壞而無法運行，下面將對液擊給不同類型壓縮機造成的影響進行分別論述。

1.1 渦旋壓縮機

當渦旋壓縮機出現(xiàn)液擊現(xiàn)象后，液擊會在渦盤上產(chǎn)生巨大的沖擊力，當其超過渦盤所能承受的極限應(yīng)力后，就會導(dǎo)致渦盤發(fā)生破碎，進而影響壓縮機的正常運行。同時，當渦盤破碎后，就會導(dǎo)致處于液態(tài)的冷媒介質(zhì)進入到潤滑油中，由于冷媒介質(zhì)的粘度較潤滑油偏低，進而會造成潤滑油整體粘度的降低。粘度降低會影響潤滑油的附著，這就導(dǎo)致在摩擦表面無法形成有效的油膜，由于缺少油膜的潤滑保護，壓縮機內(nèi)部運動件的磨損加劇，嚴重降低壓縮機的使用壽命。

此外，混入潤滑油內(nèi)部的冷媒介質(zhì)沸點較低，在其隨著潤滑油進行移動的過程中，會吸收大量的熱量進而導(dǎo)致其沸騰，沸騰時會形成一定的氣泡，這就會影響潤滑油的順利輸送，進而影響潤滑系統(tǒng)的正常運行。

1.2 往復(fù)式壓縮機

由于往復(fù)式壓縮機的構(gòu)造特點，液擊對其造成的不利影響非常大，這就需要予以充分的關(guān)注。當其出現(xiàn)液擊后，會在壓縮機內(nèi)部產(chǎn)生瞬間高壓，而超高的壓力會造成巨大的破壞，進而會導(dǎo)致壓縮機內(nèi)部受力件發(fā)生不同程度的損壞，例如，閥片、活塞、連桿、曲軸以及活塞銷等。一旦上述受力件發(fā)生損壞后，就會導(dǎo)致壓縮機無法正常運行，進而導(dǎo)致制冷空調(diào)無法制冷。由于所涉及到的受力構(gòu)件數(shù)量較多，在故障的排除過程中需要耗費大量的時間，這就導(dǎo)致檢修效率較低。

1.3 螺桿壓縮機

相較于上述兩種類型的壓縮機而言，螺桿壓縮機也會發(fā)生一定的液擊問題，但是螺桿壓縮機的承受能力較高，一般的液擊并不會造成嚴重的影響。通常來說，液擊會導(dǎo)致螺桿壓縮機的振動異常，還可能伴隨有一定的噪聲，進而影響螺桿壓縮機的穩(wěn)定運行。但是長期受到液擊的影響，螺桿壓縮機也會發(fā)生損壞，而無法正常運行。

2? 液擊的防范措施

通過上文的論述能夠發(fā)現(xiàn)液擊會對壓縮機造成嚴重的不利影響，為了確保壓縮機能夠始終處于良好的工作狀態(tài)，就要結(jié)合船舶空調(diào)制冷壓縮機的工作特點，采取有效的控制措施，進而最大限度避免液擊的發(fā)生，為壓縮機的正常運行提供可靠保障。

2.1 減少制冷劑充注量

為了避免液擊的發(fā)生就要從源頭做起，對制冷劑的充注量進行科學(xué)合理的設(shè)定。首先，通過對壓縮機的運行說明進行充分的了解，進而選定合適的制冷劑充注量，確保其能夠滿足壓縮機的正常制冷需求，避免加入過量的制冷劑;其次，當無法確定壓縮機正常運行所需要的制冷劑充注量時，就需要在確保壓縮機制冷效果的前提下，盡可能減少制冷劑的充注量，這就需要進行長期的摸索實驗，進而總結(jié)出適宜的充注量，同時，還要對壓縮機制冷劑的量進行定期的檢查，當其損耗過多時，需要進行及時的補充，確保制冷劑始終處于最低的工作量;最后，還要對視液鏡內(nèi)出現(xiàn)的氣泡予以足夠的重視，通常來說，管徑太細和壓頭太低都會引起氣泡的產(chǎn)生，這就需要結(jié)合具體的問題進行分析，進而及時調(diào)整制冷劑的充注量，確保其始終處于適宜的范圍內(nèi)。

2.2 增設(shè)曲軸箱加熱器

通過在曲軸箱內(nèi)增設(shè)一加熱器，進而能夠?qū)ο鋬?nèi)的冷凍油進行加熱升溫，確保其溫度始終高于系統(tǒng)壓縮機吸氣入口處的溫度，進而有助于避免壓縮機液擊的發(fā)生。通常來說，為了獲得良好的加熱效果，曲軸箱內(nèi)的加熱器始終保持加熱狀態(tài)，適宜的溫度能夠避免制冷劑的遷移，進而預(yù)防液擊的發(fā)生。但是加熱器無法避免液體回流過程中對加熱器所造成的損傷，這在實際的操作過程中需要予以充分的關(guān)注。為了避免影響系制冷系統(tǒng)的運行效率，所選用的加熱器功率相對較低，這就導(dǎo)致加熱升溫需要耗費較長的時間。因此，為了充分發(fā)揮加熱器的效果，需要在壓縮機運行前進行提前預(yù)熱，這就需要操作人員進行提前規(guī)劃。對于生產(chǎn)運行較為急促的壓縮機或者無法長時間連續(xù)的壓縮機，這種方式并不適用，在實際的操作過程中需要結(jié)合具體的運行情況進行有針對性的選擇。

2.3 吸氣管上安裝氣液分離器

為了避免制冷劑進入到壓縮機內(nèi)部，可以在吸氣管適宜的位置處安裝相應(yīng)的氣液分離器，其能夠為溢流而出的液態(tài)制冷劑提供一臨時的存儲空間。在氣液分離器對制冷劑進行存儲的過程中，同時，還會將一部分的液態(tài)制冷劑重新運回至壓縮機內(nèi)部。為了避免對壓縮機的正常運行造成不利影響，需要對制冷劑的運回速率進行有效的控制，確保其在壓縮機能夠承受的范圍內(nèi)。由于不同制冷系統(tǒng)的制冷劑充注量不盡相同，并且對制冷劑所采用的控制方法也存在一定的區(qū)別。因此，是否需要增設(shè)氣液分離器以及需要多大體積的氣液分離器都需要結(jié)合船舶空調(diào)制冷系統(tǒng)壓縮機的運行需求進行有針對性的選擇。

2.4 選擇適宜的熱力膨脹閥

在壓縮機的運行過程中，熱力膨脹閥也會造成一定的液擊，其通常發(fā)生于夜晚。在夜晚，隨著周圍環(huán)境溫度的降低，制冷系統(tǒng)的工作負荷也會相應(yīng)的降低，此時所需要的制冷劑量也會相應(yīng)的減小，壓縮機就會存在制冷能力過剩的問題。在實際的運行過程中，當熱力膨脹閥的開度過大，就會向蒸發(fā)器輸入過量的液態(tài)制冷劑，而過熱度設(shè)定的太低，吸入側(cè)的壓力降低使得熱力膨脹閥膜片下方壓力降低，吸入側(cè)的壓力降低速度比膨脹閥感溫包內(nèi)的壓力降低反應(yīng)更快，所以將會使得熱力膨脹閥開度加大，直至感溫包感受反應(yīng)并且壓力開始下降促使熱力膨脹閥關(guān)閉，但此時部分冷劑液體已經(jīng)進入蒸發(fā)器內(nèi)部，并且進入量還會隨著閥門開度的增加而增多。一旦液體進入到吸入管內(nèi)部，隨后就會進入到壓縮機而引起液擊。因此，為了避免液擊的發(fā)生，就要對熱力膨脹閥的過熱度進行實時的監(jiān)控，確保其能夠始終處于一個合理的范圍內(nèi)，進而能夠有效避免液擊的發(fā)生。通常來說，為了實現(xiàn)科學(xué)合理的穩(wěn)定控制，可以選用節(jié)流孔較小的閥，進而能夠確保熱力膨脹閥的穩(wěn)定運行。因此，在對熱力膨脹閥進行優(yōu)選的過程中，需要選擇相適應(yīng)的尺寸，進而將其運行過程中的過熱度控制在6～8k的范圍內(nèi)，同時，在工作過程中還要進行必要的檢查和設(shè)置除霜控制。

2.5 回氣管上增設(shè)加熱器

液擊不僅會發(fā)生在溫度較高的季節(jié)，在氣溫較低的冬季，仍舊會出現(xiàn)液擊問題。即便是外界環(huán)境的溫度較低，在壓縮機的運行過程中回氣帶液的可能性仍舊存在，如果不加以處理就會導(dǎo)致液擊的發(fā)生。針對氣溫較低的季節(jié)，可以通過在壓縮機回氣管段的適宜位置處增設(shè)一電加熱器或者熱氣輔助提高壓縮機回氣過熱度，進而確保制冷劑始終處于氣體狀態(tài)，以此避免液擊的發(fā)生。這種液擊的控制方法雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是具有良好的控制效果。此外，為了進一步提高控制精度，可以增設(shè)過熱檢測裝置，進而能夠及時了解系統(tǒng)的運行情況，避免壓縮機液擊的發(fā)生，為壓縮機的安全運行提供可靠保障。

此外，在對制冷系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中，還可以通過控制節(jié)流原件的開度和增大蒸發(fā)器的換熱面積，進而能夠在一定程度上提高回氣的過熱度，以此避免壓縮機發(fā)生液擊問題。在充注制冷劑的過程中，還要盡量避免由低壓側(cè)進行液態(tài)充注，避免壓縮機啟動過程中發(fā)生液擊故障。

3? 結(jié)語

總而言之，壓縮機作為船舶空調(diào)制冷系統(tǒng)的重要組成部分，其對于制冷系統(tǒng)的正常運行具有決定性的影響，這就需要在日常工作過程中做好壓縮機的維護管理工作。液擊作為壓縮機的常見故障之一，其會給壓縮機造成非常嚴重的損害，導(dǎo)致其無法正常運行。本文通過對液擊給船舶空調(diào)制冷系統(tǒng)壓縮機所造成的損壞進行系統(tǒng)全面的分析研究，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合不同的空調(diào)制冷系統(tǒng)提出了具有一定針對性的防范措施，有助于改善空調(diào)制冷系統(tǒng)壓縮機的工作狀況，進而避免液擊的發(fā)生，從而為壓縮機的正常運行提供可靠保障。

參考文獻：

[1]李章德.某輪伙食冷庫溫度異常分析[J].珠江水運，2015（01）：28-29.

[2]周偉.船用空調(diào)機組壓縮機液擊故障分析及排除[J].中國修船，2012（02）：39-41.

[3]潘灶林，黃應(yīng)邦，林錫坤，等.淺談船舶制冷系統(tǒng)常見故障[J].中國水運，2017（09）：115-116.

[4]周建佳，張明辰.制冷壓縮機防液擊技術(shù)研究[J].河南科技， 2019（10）：50-52.

[5]王必改.某船冷庫降溫困難的原因分析及思考[J].中國修船，2014（06）：9-13.