【乾貨】解析氨製冷系統製冷效果一年不如一年的原因

04-29

氨製冷系統冷庫使用上段時間後，製冷效果逐年下降，其中很大一部分原因是冷卻設備內積油造成的。

潤滑油在製冷系統中起到潤滑、冷卻、洗滌與能量調節的作用，一般來講，冷卻設備內積油是影響氨製冷系統製冷效果的最大障礙，甚至可能造成停產。因此，有必要從潤滑油迸入冷卻設備的原因、影響及在設計和操作上應採取的措施等方面進行探討。

一、潤滑油進入庫房冷卻設備的原因
　潤滑油在製冷系統中起到潤滑、冷卻、洗滌與能量調節的作用，應使用合格的潤滑油，不能用次品抽，要嚴格控制潤滑油的閃點和凝固點，以保證壓縮機的安全運轉。

機器運轉時，其運轉部位溫度不能過高，油溫最高不得超過70℃，過熱了，要停機找原因排除，如是舊油應經過加熱、過濾、沉澱後再用。壓縮機運轉時，排出的氨氣溫度很高，一般在70~150℃，在這樣的溫度下將會有部分潤滑油蒸發成油蒸氣。
排氣溫度越高，油的蒸發率越高。試驗資料表明:在80℃時油的蒸發率為3.13%;在100℃時油的蒸發率為7.68%在120℃時油的蒸發率為6.03%;在140℃時油的蒸發率為34.68%。
　　另一方面，由於氣流運動速度很大，一般在12~30m/s之間，也攜帶一定量的油微粒，因此可以認為，油在高溫氨氣的帶動下，以氣狀、細微粒狀，甚至較大的球狀進入製冷系統高壓部分。進入高壓部分的氨油混合氣在油分離器中經過減速，氨氣速度由I2m/s降到0.81m/s，改變方向或離心力、液體洗滌等方式除去大部分油，但是仍有3~5%的潤滑油迸火熱交換系統。除部分油附著在冷凝器和管路系統、貯液器等設備內，仍將有1~2%的潤滑油進入冷卻設備內。
因氨和油互不溶解，形成兩種液體，一部分含油量較多的液體就會以薄膜狀落在設備的傳熱內表面上。低溫下油的黏度很大，加上一些機械雜質和污物形成膠狀物質。如設計和操作不當，將不斷積累，產生不利的影響。

二、潤滑油進人冷卻設備對系統的影響
　低溫冷卻設備的積油，不僅使其工作容積減少，而且由於油的黏度較大，可能積聚在截面較小的管路和閥門附近造成供液不足或供液管路堵塞。如某冷庫，製冷工藝是重力供液系統，因此，氨液分離器和調節站均設在上一樓層。
沖霜時回液順供液管上返液體調節站，然後經液體調節站才能回沖霜排液桶，這種沖霜回液系統沖霜時，氨液可以順供液管路上返液體調節站，而在低溫狀態時的潤滑油因其黏性、流動性和氨液不成比例，所以潤滑油就不能順利地隨著氨液一起上返液體調節站而繼續留在冷卻設備內。該庫建庫時降溫較好，結凍間室溫可達到-28℃，運轉幾年後，降溫效果明顯降低，並有兩結凍間的供液管路堵塞，用l0kgf/cm2的壓力都沒有把堵塞物沖開。
檢修時，切開供液管，有大量的潤滑油排出，說明該庫冷卻設備降溫效果逐年下降和供液管路堵塞都是因冷卻設備內大量積油造成的。大修時，單投一衝霜供液管路，避免沖霜回液上返液體調節站。投入運轉後沒有出現類似情況。
　　另一方面，油的熱導率遠比金屬小，當附著在冷卻設備的壁面上，將使傳熱惡化，引起蒸發壓力下降，並使排氣溫度上升，這將導致製冷系統運轉條件變壞，工作效率降低。如果蒸發器有0.lmm的油膜，為了保持已定的低溫要求，蒸發溫度就要下降2.5℃，耗油量增加11%。

如某廠冷庫多年來一直達不到設計的溫度，當放出200kg潤滑油後，才使冷卻間溫度降下來。某肉廠冷庫因有油處理系統，一年加入潤滑油十幾桶，降溫時負荷大壓縮機就來霜，經多方查找沒有發現原因，後進行了認真分析，判斷是因冷卻設備內迸油過多所致，放油後，系統運轉正常。
由此可見，庫房冷卻設備降溫效果下降後，隨之帶來一系列不良後果:開機時間長，機器磨損和材料消耗增加，能源浪費大，額外增加維修和大修費用，影響正常生產等。

二、防止和排除冷卻設備內油的方法
　控制和排除冷卻設備內潤滑油的方法如下。
1、要把好設計關
①氨的沖霜回液系統避免沖霜回液上返現象。
冷卻設備內的油因低溫下黏度大，不易流動，所以要從冷卻設備內放出來是很困難的。目前最有效的方法是用熱氨融化冷凍油便其在水平管內較易流動。如果回液管有上返現象，即使熱氨沖霜也不可能有效地將油沖回排液桶。
　　②對於洗滌式分油器設計標高要特別注意。
因為壓縮機工作時抽分離器中壓力比貯液桶中的壓力高(冷凝器及管道申造成的阻力引起的壓力差)，因此，油分離器應安裝得比冷凝器或貯液桶中相對液面低150~200mm，這樣放置可保證其中經常灌滿液氨，有效地消除氨氣所帶來的潤滑油，防止潤滑油迸人熱交換系統。如果冷凝器及管道過長造成壓力過大，油分離器的供液差就應相應增大(可能超過200mm)。

　　③系統中該有的放油管路不能省略。
如四川內江某縣因氨液分離器、循環桶沒有設放油管，導致停產，最後不得不從壓力表接管處放抽。
　　④對於冷風機為冷卻設備的庫房，
也應有熱氨沖霜系統，不應只設水沖霜。
2、要把好維修關
壓縮機運轉年限太久，各運動部件之間間隙增大，增加進入系統的油量，因而要定期檢修測量各部件之間的間隙，便其在工常標準間隙情況下工作。在維修過程中要特別注意油環的裝配和雙級壓縮機高壓缸套外橡膠密封圈的老化情況。如唐山市某冷庫因高壓缸套橡膠密封圈老化嚴重損壞，導致機器耗油量大幅度增加。
3、要把好操作關
　　①控制壓縮機的排氣溫度。
找出排氣溫度高的各種原因，設法予以排除。因為溫度越高，進入系統的油量越大。
　　②避免出現機器來霜。

因大量的氨液進入曲軸箱內蒸發形成油霧，而後在吸排氣過程中進入系統。
　　③曲軸箱中加油不要過多
。防止曲拐運動、打擊造成過量油進入系統。
　　④嚴把潤滑油質量關。
防止低閃點或不合格的潤滑油進入系統。
　　⑤要用熱氨沖霜。
目前有的人認為冷風機沖霜、用水沖霜既快又好，特別是夏天，水溫較高，熱氨沖霜系統是多餘的，這是不對的。低溫下的潤滑油黏度大，較難流動，而經熱氨融化後較易與沖霜回液進人排液桶，然後被放出系統。因此，建議水沖霜和熱氨沖霜同時使用。
　　⑥要勤沖霜。
冷卻設備內積油與機械雜質混合極易形成膠狀物，堵塞管道後就不易清除，只有檢修。

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