毕业论文-关于螺杆式制冷压缩机组的研究.doc

xxxxxx学院毕业论文（设计）题 目 关于螺杆式制冷压缩机组的研究 学 生 学 号 专业班级 06普通机电 系院名称 工业工程系 指导教师 二九 年 六 月 二十 日关于螺杆式制冷压缩机组的研究摘要 本文主要介绍了螺杆式制冷压缩机组的工作原理、运行和维护。螺杆式制冷压缩机组是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、节流元件、蒸发器等组成的制冷系统。喷油螺杆式制冷压缩机属于容积式制冷压缩机。它靠一对相互啮合，按一定传动比反向旋转的阴阳转子，在旋转时产生周期性的容积变化来完成吸入、压缩和排出制冷剂三个过程。它相当于制冷系统中的“心脏”。在制冷系统中换热设备占很大的比重而且起着重要作用，蒸发器和冷凝器就是主要换热设备，用于制冷剂与热源间的换热。除此之外本文还主要介绍了压缩机组在运行过程中的常见故障和解决方法。关键词 压缩机，制冷，液击，调节，处理1.概要说明1.1概述 螺杆式制冷压缩机是指带有螺旋槽的一个或两个转子（螺杆）在汽缸内旋转使气体压缩的制冷压缩机。螺杆式制冷压缩机属于工作容积作回转运动的容积型压缩机，按照螺杆转子数量的不同，螺杆式压缩机油单螺杆和双螺杆两种。双螺杆式压缩机简称螺杆式压缩机，由两个转子组成，而单螺杆式压缩机由一个转子和两个星轮组成。20世纪70年代以来，螺杆式制冷压缩机以其具有的许多独特的优点，在制冷领域得到了越来越广泛的应用。1.2制冷剂制冷剂（又称制冷工质）在低温下，由于蒸发而吸收热量；在高压下，经过冷凝而放出热量，使热量从低温处转移至高温处而产生低温。目前制冷剂的品种已达七八十种，但绝大部分用于化工低温和特殊场合。用于一般空调和冷藏制冷的仅十多种。在压缩式制冷机中广泛使用的制冷剂时氨、氟利昂12、氟利昂22等。氨是使用广泛的一种制冷剂。它的优点时标准沸腾温度低，在冷凝器和蒸发器中压力适中，单位容积制冷量大，导热系数大，汽化潜热大，节流损失小，有漏气现象时易被发现，价格低廉。缺点时有毒，有刺激性味道，有水时对铜及其合金油腐蚀性，与空气混合成一定比例后有爆炸危险。氟利昂12和氟利昂22无毒、没有气味，在制冷技术的温度范围内不燃烧，没有爆炸危险，热稳定性好。氟利昂的相对分子质量大，绝热指数小，凝固点低，对金属的润湿性好。缺点是单位容积制冷量略小，相对密度大，导热系数小，有明火时易分解成有毒气体，易泄漏且不易被发现，价格昂贵。含氯氟利昂对大气层中臭氧层有破坏作用，逐渐被停止使用。1.3机组说明喷油螺杆式制冷压缩机属于容积式制冷压缩机。它靠一对相互啮合，按一定传动比反向旋转的阴阳转子，在旋转时产生周期性的容积变化来完成吸入、压缩和排出制冷剂三个过程。为了减少气体从两转子之间和转子与壳体之间的泄露，在压缩机运转时向工作腔内喷进一定数量的润滑油。喷油提高了气密性，同时也润滑了齿面，降低了排气温度和噪音。在一般常用工况下，排气温度不高于90摄氏度，油气混合物从压缩机排到油分离器中，油被分离出来，分离效果可达99.99%以上。螺杆式压缩机的润滑和喷油采用外加油泵供给，油泵为转子油泵，效率高，运转安全可靠。在转子下部，装有一个滑阀，由一四通阀通过手动（或自行）控制，可从15100实行无极制冷量调节，并能通过能量指示器显示出来，压缩机可以卸载启动从而达到最小启动扭矩。 在转子两端装有滑动轴承，承受径向载荷；转子的排气侧装有一对单列向心推力球轴承，承受轴向载荷；在主动转子的吸气端还装有平衡活塞，用来平衡轴向力，减少滚动轴承的负荷。在转子的排气端还装有一调整垫圈一调整并保证转子与排气端面的轴向间隙。 压缩机转子采用了先进的单边非对称摆线圆弧形摆线，使压缩机具有较高的容积效率。转子经过辉光离子氮化处理，增加了转子表面硬度和耐磨性，使压缩机寿命大大提高。螺杆式制冷压缩机组时一种高速回转机械，又属于容积式压缩机兼有活塞式压缩机和离心式压缩机二者优点：可靠性高：易损件少，排气温度低，对湿行程不敏感，没有液击危险，可在较高压比工况下运行，运行安全可靠。结构合理油分离器，油冷却器，油泵等置于一公共机座上，结构紧凑合理。安装维护费用低：运转平稳安全，振动小，不需要复杂基础，安装简单，运转寿命长，维修方便。 制冷量无级调节：采用滑阀机构使制冷量可从15100%进行无级调节，节省运行费用。容易实现自动化：运行平稳可靠，自动保护齐全，可使用电脑控制，实现自动化。2.工作原理喷油螺杆式制冷压缩机属于容积式制冷压缩机。它靠一对相互啮合，按一定传动比反向旋转的阴阳转子，在旋转时产生周期性的容积变化来完成吸入，压缩和排出制冷剂三个过程。2.1吸气过程当转子转动时，齿槽容积随转子旋转而逐渐扩大，并和吸入口相连通，由蒸发系统来的气体通过孔口进入齿槽容积进行气体的吸入过程。在转子旋转到一定角度以后，齿间容积越过吸入口位置与吸入口断开，吸入过程结束。2.2 压缩过程当转子继续转动时，被机体吸，排气端座所封闭的齿槽内的气体，由于阴阳转子的相互啮合而被压向排气端，同时压力逐步升高进行压缩过程。2.3 压缩过程当转子转动到使齿槽空间与排气端座上的排气孔口相连通，气体被压出并由排气法兰口排出，完成排气过程。由于每一齿槽空间里的工作循环都要出现以上三个过程，在压缩机高速运转时，有几对齿槽的进气和排气循环重合，从而使制冷剂平稳，连续地流过压缩机。3.压缩机组说明螺杆压缩机通过弹性联轴器与电机直连，共同装配在机架上，机架又和油冷却器及油分离器等部件，联成一整体机组，其制冷剂，油流程如下制冷剂流程：从蒸发器来的氨（氟）气吸气截止阀吸气过滤器吸气止逆阀螺杆压缩机油分离器排气截止阀排气止逆阀排向冷凝器油分离器：油分离器油冷却器油粗过滤器油泵 4.辅助设备4.1油分离器油分离器的作用是分离压缩机排气中携带的润滑油，使进入冷凝器的制冷剂纯净，从而降低油的消耗，避免润滑油进入冷凝器降低冷凝器的传热效率。油分离器分立式和卧式两种，除了分油还具有贮油器的功能。从压缩机排出的高温气体，进入油分离器后因流通介面积突然增大而使流速大大降低，使润滑油大量向油分离器底部沉降，剩下的油随气体通过不锈钢丝网组成的气液分离器时蓓分离，分离效果达99.99%以上。4.2油冷却器从压缩机排出的高温、高压油气混合物中分离出来的润滑油温度较高，不能再喷入压缩机中起润滑、冷却等作用，需经油冷却器冷却达到压缩机所需要的粘度和温度后才可重复使用。油冷却器时一种卧式壳管式热交换器，油在管外，水在管内。管束固定于两端管板上，油冷却器筒体内有多道折流板，用以改善油和冷却水的热交换。 由于水中杂质要在冷却器水管内沉降传热系数，因此油冷却器必须定期检查和清洗。4.3油过滤器为了消除自冷却器流向油泵的润滑油中的杂质，使进入油泵的润滑油清洁，以保证油泵及压缩机正常工作，机组设置了油过滤器。油粗过滤器筒体由无缝钢管组成，焊有进出油管，壳内为不锈钢丝滤网胆，油从网胆内表进入，经过滤后流向油泵。为了清除自油泵流出的润滑油中的杂质，特别是微小的铁质粉末杂质，使喷入压缩机内及送到各润滑油清洁，保证各摩擦面工作处于良好状态，机组又设置油精过滤器。油精过滤器筒体为无缝钢管，焊有进出油孔及放空接头。筒体内装有不锈钢丝网胆，网胆内的滤芯为一组永久磁铁，以吸附油中的铁质粉末。由油泵来的油经网胆内表进入，经外表流向供油总管。在油精过滤器滤网前后油道上装有传压管与压差继电器下面和上面接头相连，如果进出油差超过0.1mpa，油压差控制器动作而压缩机电机停车，同时故障显示的红灯亮，说明过滤器已经阻塞需要拆卸清洗。清洗时，压缩机必须停车，关闭截止阀9，19，21，39，松开放气塞，使压力与大气压力相等后，拆下油精滤器端盖，取出网胆用汽油将网胆及滤芯洗净，并用压缩空气吹干，然后在依次装入。装好后从油精滤器加入冷冻机油排除空气，在上紧放气塞，然后接通油路。第一次运行1.52小时后进行清洗，第二次应在运行45小时后进行清洗，以后正常运转。油粗过滤器使用稍粗号滤网，虽然不会过分堵塞，但若堵塞会引起油泵气蚀，压力表指针发生振动。清洗油精过滤器时页应该清洗油粗过滤器，方法同上。4.4油泵机组使用的油泵为转子油泵，转向看油泵转向指示箭头，压缩机启动前先开油泵，产生油压，将压缩机的能量调节调节到0%的位置，此时，压缩机才能启动。当排油口与吸油口油压压差大于0.3mpa时，一部分润滑油就在排油端通过油压调节阀回油冷却器，当油差低于0.1mpa时，压差控制器器作用使压缩机同时停车。4.5油压调节阀油压调节阀的作用时调节润滑油的压力，保证油压高于排气压力0.150.3mpa，同时它起油泵安全阀的作用，将过量的油回流到油冷却器，调节时需开动油泵，增加压力时可顺时针转动阀杆，降低压力可逆时针转动阀杆。油压调节阀阀体为一筒形零件，油泵来的高压油由端部进油口进入，由侧面出油口流出，阀头被一弹簧压在阀口上，弹簧的变形大小决定了调节后油压的大小。当阀杆顺时针转动时是使弹簧变形加大，这时油压上升，如阀杆逆时针转动时是使弹簧变形减小，弹簧力下降，油压降低。调节阀杆时应注意油压表显示的压力读数，调好后，在运行中一般用不着再次调正。由于长期使用使内部集存油的沉淀物而造成动作不良，应进行定期拆卸清理，清洗方法与清洗油精粗过滤器相同。4.6吸气过滤器压缩机运行后，残留管道中的灰尘向压缩机集中，为了保护制冷机而设置损失小的吸气过滤器。它由焊接壳体和不锈钢丝过滤网胆组成。设备开始运行后，要注意随时清理。如果发生堵塞又勉强运行，除了冷量下降外，由于过大的压差而破坏滤网，灰尘被吸入制冷机内将造成重大事故。清洗吸气过滤器时，必须停车，当压缩机吸、排气压力平衡后，关闭吸气截止阀、排气截止阀。将氨用橡胶管与放空阀连接，连接处应用铁丝捆紧。橡胶管另一端放入水中将制冷剂放出，当机头内压力为零时再拆卸过滤器螺钉，拆下过滤器盖子，将过滤器取出，用氨气或干燥的压缩空气吹干净，清理后装入，将盖子上好并将螺丝上紧，然后用真空泵从放空阀处抽真空至绝对压力为5.33kpa左右，关闭放空阀，开启排气截止阀，确认无误后方可按正常开车程序重新启动。在此过程中，要注意防止滤网内赃物筒体内和吸气止逆阀阀芯上，安装滤网前，一定要仔细检查确认无赃物后再装滤网。4.7止逆阀止逆阀就是一般所指的单向阀，由阀体、阀芯、弹簧等组成，只允许气体按照阀体外箭头所指方向顺向流动，而不允许气体反向流动。顺向流动时，只有阀芯两边压力差大于弹簧力时，阀芯才能打开，气体才能流动。反向时，气体压力及弹簧力将阀芯关闭，气路不通。因此，安装止逆阀时必须使气流方向和阀体箭头所指方向一致，否则会发生事故。机组装有吸、排气止逆阀以防止高压气体倒流，由于螺杆制冷压缩机不像活塞式机器那样有吸、排气阀片，机器内部成为一个通体，当停车时，冷凝器的高压气体可倒流回到蒸发器。因此，机组上装有吸、排气止逆阀。排气止逆阀是防止冷凝器的高压气体倒流回机组，吸气止逆阀时防止油分离器的高压气体急剧倒流向蒸发器，引起机器反转而损坏机器。5.能量调节装置5.1制冷量的调节机组制冷量调节时通过一滑阀控制装置来实现的。滑阀装置由装在压缩机内的滑阀、油缸、油活塞、能量指示器及油管路手动四通阀组成。手动调节方法及工作原理：（1）油压处于正常状态，将手动四通阀手柄旋动处于增载位置时，高压冷冻机油从四通阀进油接头处进入，经过内油道从四通阀增载接头处流出进入油活塞后腔，此时，油活塞前腔及减载接头，减载管与四通阀减载接头相通，并通过四通阀内油道与四通阀回油接头，回油管与吸气端座上的回油接头相通，此时，油活塞后腔油压力大于前腔油压力，在油压差的压力作用下，油活塞向前移动，通过滑阀导管带动滑阀后移，直至满载位置，此时，能量指针指示100%，工作腔有效长度最长。（2）若在增载过程中，根据需要将手动四通阀旋向中位定位位置，则油活塞前后腔压力相同，滑阀位置相应确定，从而实现能量的无级调节。（3）若将手动四通阀旋向减载位置，则工作原理与上述2所述相反，油活塞在前后腔油压力差的作用下后移，使滑阀向排气口移动直至油活塞油腔贴合，此时，工作腔有效长度最短，相应，压缩机能量最小，为全负荷状态的15%，而指针在表板上指示为0位。（4）在减载过程中，亦可如2所述，实现能量无级调节。5.2内容积比调节螺杆式制冷机属于容积式他所及，具有内压缩这一特性，有一定的内压力比而制冷剂的工作范围极为广泛，其工作压力比（冷凝压力/蒸发压力）随工况而定，这就要求螺杆制冷机的内压力比接近或等于外压力比，此时，机器在此工况下所消耗的功率最小，运转最经济，否则,将不可避免形成一个等容压缩或等容膨胀的过程,使压缩机消耗功率增加,当内压力比与外压力比的差值愈大,多消耗的功率也愈大,因此,为了使机器能长期经济运转,必须调节机器的内容积比，时压力比接近或等于外压力比。、内容积比调节机构主要由锁紧螺母、调节丝杆、导向块、可调滑阀等组成。滑阀排气口的大小决定了机器内容积比，排气口为最大位置时，当调节丝杆逆时针旋转时，可调滑阀向右移动排气口逐渐减小当导向块和机体平面贴合时，排气口为最小值，此时，内容积比为最大，随着滑阀左右移动，油活塞的行程页随之改变，因而能量指示装置指针所指示位置也随之改变，从而可以指示机器内压力比的大小。首先根据机器运行的工况计算出外压力比。然后开动油泵，四通阀调至增载位置，使滑阀左移贴紧可调滑阀，观看能量指示装置，指针所指示压力比数值是否等于外压力比，若不相等，则要进行调节。其次四通阀调至减载位置，使滑阀脱离可调滑阀，当能量指针指向所需调定的压力比时，将四通阀旋向定位位置，然后卸下密封帽，缓慢旋转调节丝杆，顺时针旋转压力比减小，逆时针旋转压力比增加，直至和可调滑阀相贴合。调节完毕后，将滑阀减载一部分后，再次增载，使滑阀贴紧可调滑阀，观看能量指针指示数值是否等于外压力比，如不等，再重复调节，直至相等为止。最后装上密封帽，内容积比调节即告完成，然后，可按正常程序开车，应当说明的是能量指示装置的表面分两个部分，前面一个较大的扇形面表示能量调节范围，后面一个较小的扇形面表示设备的内压力比，当全负荷时，即滑阀贴紧可调滑阀时，指针所指数值即代表内压比。6.螺杆式制冷压缩机的操作6.1操作条件 项目条件冷凝温度不大于40蒸发温度540排气温度不大于100油压高于排气压力0.150.3mpa油温不大于656.2启动前的准备做完前述准备工作后：检查各自动保护继电器调定值是否符合要求。检查系统所有阀门状态，吸气截止阀、加油阀、旁通阀应关闭。其他油、气循环管道上的阀门都应打开，特别注意压缩机排气口至冷凝器之间管路上所有阀门都必须开启，油路系统必须畅通。检查冷凝器、蒸发器、油冷却器水路是否畅通，且调节水阀、水泵是否能正常工作。6.3第一次启动6.3.1打开冷凝器供水阀，启动水泵，使水路循环，蒸发器处于正常工作状态，盘动压缩机连轴飞轮，看压缩机转子是否可用手轻易转动，能容易转动属正常，否则应检查。也可先启动油泵，让油路循环几分钟，停止油泵运行，再用手盘动飞轮检查。6.3.2检查电压是否正常。6.3.3检查各阀门状态是否符合要求。6.3.4合上电源控制开关，检查控制灯指示是否正常。6.3.5启动油泵，通过油压调节阀来调节油压，使之达到0.50.6mpa，将四通阀手柄转到增载、停止和减载位置，看能量显示是否发生相应变化。6.3.6将四通阀转到减载位置，滑阀退到零位，启动压缩机，开启吸气截止阀。6.3.7观察并再次调节油压，使之高于排气压力0.150.3mpa。6.3.8分次数增载，并相应调节供液阀，注意观察吸气压力，排气压力，油温，油压，油位及机组是否有异常声音，若一切正常可增载到满负荷。6.3.9初次运转，时间不宜太长，可运转30分钟左右，然后减载，关闭供液阀，关小吸气截止阀，待滑阀回到4050%位置时，按下主机停止按钮并关闭吸气截止阀。待滑阀退到零位按下油泵，水泵停止按钮，关闭电源开关。6.4正常启动6.4.1启动水泵使水路循环。6.4.2检查排气截止阀、油过滤器前后阀、表阀是否已开启。6.4.3打开电源控制开关，检查电压、控制灯、油位是否正常。6.4.4启动油泵运转一分钟，并观察油压是否正常。6.4.5检查能量指示是否在零位，将四通阀手柄转到减载位置。6.4.6启动压缩机，开启吸气截止阀，观察油压是否高于排气压力0.150.3mpa。6.4.7分次数增载，并相应调节供液阀，注意观察吸气压力，观察机组运行是否正常，若正常可继