平台冷藏系统

船舶制冷装置概述一、制冷在平台上的应用；二、制冷装置的原理；三、制冷装置的主要元件、附件；四、制冷剂与滑油的选择；五、平台冷藏系统简介；六、平台冷藏系统管理；七、常见故障；八、常用工具。一、制冷在平台上的应用：1、伙食冷藏：

（1）抑制微生物在动物性食品中的繁殖。（2）延缓蔬菜、水果的生长成熟。2、空气调节：（1）向所有的船员提供适宜的生活条件和工作环境。（2）为主要设备的进行降温。1、制冷循环：

制冷的方法很多，常用的有以下几种：液体气化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷。其中液体气化制冷的应用最为广泛，它是利用液体气化时的吸热效应实现制冷的。蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射式和吸附式制冷都属于液体气化制冷。钻井平台上的制冷装置使用的都是蒸气压缩式制冷，因此下面介绍的制冷原理主要以蒸气压缩式制冷为主。其它几种制冷方式由于在平台上应用很少因此本章将不作重点介绍。

二、制冷装置的工作原理蒸气压缩式制冷循环：蒸气压缩式制冷属于相变制冷，即利用制冷剂由液态变为气态时的吸热效应来获取冷量的。它是由压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器四大件组成。他们之间由管道依次连接，形成一个封闭系统。压缩机冷凝器节流件蒸发器1、压缩机：

压缩机分为开式、半开式、封闭式三种结构，压缩机的作用是从蒸发器侧吸入低温制冷剂，经压缩变成高压、高温制冷剂蒸气，送往冷凝器。

三、制冷循环主要元件及附件：半开式压缩机封闭式压缩机开式压缩机2、冷凝器：冷凝器是将制冷系统中蒸发器的制冷量连同压缩机的压缩指示功一起传给环境介质（冷却水或空气）的换热设备。按冷却方式分，冷凝器可分为风冷式、水冷式及蒸发式。水冷壳管式冷凝器风冷式冷凝器

3、蒸发器：

蒸发器是指制冷剂液体在较低的温度下，沸腾吸收被冷却介质（空气或水）的热量，达到制冷的目的。

冷却强制运动空气的蒸发器4、电磁阀：

电磁阀是一种受电气控制的自动开启的截止阀。通常把它安装在系统管线上，用于自动接通和切断制冷系统管路的双位调节器的执行元件，电磁阀通常安装在膨胀阀与冷凝器之间。位置应尽量靠近膨胀阀，因为膨胀阀只是一个节流元件，本身无法关严，因而需利用电磁阀切断供液管路。

电磁阀5、热力膨胀阀：

制冷装置常用热力膨胀阀来调节制冷剂流量。它既是控制蒸发器供液量的调节阀，同时也是制冷装置的节流阀。热力膨胀阀是利用蒸发器出口处制冷剂过热度的变化来调节供液量。热力膨胀阀接在蒸发器的进液管上，感温包敷设在蒸发器出口（出气）管上，通常根据热力膨胀阀结构上的不同分为：

（1）内平衡式热力膨胀阀；

（2）外平衡式热力膨胀阀。（1）内平衡式热力膨胀阀：它由感温包、毛细管、阀座、膜片、顶杆、阀针及调节机构等构成。内平衡式热力膨胀阀一般用于小型蒸发器。

内平衡式热力膨胀阀（2）外平衡式热力膨胀阀：

外平衡式热力膨胀阀对于管路较长或阻力较大的蒸发器，多应用外平衡式热力膨胀阀。对于同样大小的蒸发器用于高温库时可选用内平衡式膨胀阀，而用于低温库时可能需选用外平衡式膨胀阀。

外平衡式热力膨胀阀6、油分离器：

通常在压缩机与冷凝器之间装设油分离器，用来分离制冷剂蒸气中挟带的冷冻机油。利用回油装置，使冷冻机油返回压缩机曲轴箱；油分离器常用结构有离心式、过滤式两种型式。

离心式油分离器过滤式油分离器7、储液器：

通过设置储液器，可以利用储液器的储液能力，平衡和稳定系统内的制冷剂循环量，使制冷装置处于正常运行状态，储液器一般设置在冷凝器与节流元件之间，为使冷凝器中的液体制冷剂顺利进入储液器，储液器位置应低于冷凝器。

8、干燥器：

为了保证制冷剂的正常循环流动，制冷系统内必须保持清洁、干燥，干燥过滤器通常安装在节流元件之前，当液体制冷剂先经过干燥过滤器后，就能够有效的防止节流元件中的堵塞现象。9、视液镜：

主要用于指示制冷装置中液体管路的制冷剂的状况，以及制冷剂中的含水量。通常在视液镜的表壳上都标有不同的颜色用于指示系统中冷剂的含水量。

10、高、低压继电器：

压缩机排压过高自动断开，停止压缩机工作，消除产生高压的原因后，需手动复位才能使压缩机启动(故障+报警)；当吸人压力降低到调定下限时自动断开，停止压缩机工作，当吸气压力回升至调定上限时又使压缩机通电。1.左侧主弹簧调定螺钉2.幅差调定螺钉3.跳脚板4.右侧主调定螺钉5.主弹簧6.幅差弹簧7.感温包8.压力接口9.开关10.接线端子11.接地端子12.电缆进口13.支点14.锁紧片15.手动推杆

11、油压差继电器：

用润滑油泵吸排压差作为控制信号的电开关，当压差小于设定值时，使压缩机停车，起保护作用。油压差继电器12、温度继电器：

用温度作为控制信号来控制冷库温度。通过控制供液电磁阀通断来直接控制压缩机起停；当一机多库时，各库温度继电器可并联控制压缩机的自动起停。

1.温度调定螺钉2.幅差调定螺钉3.杠杆7.主弹簧8.幅差弹簧9.感温包12.开关13.接线端子14.接地端子15.电缆进口16.支点17.温度传感器

四、常用制冷剂与润滑油1、平台常用制冷剂：

（1）R22（二氟一氯甲烷CHClF2）

（欧共体提议2014年禁用R22，我国定为2040年禁用R22。）

（2）R407C（3）R5022、冷冻机油：

冷冻机油的作用主要是：润滑、密封、冷却、过滤，在多缸压缩机中，润滑油还可用来控制卸载机构。

冷冻机油主要应满足下列几项要求：

1．凝固点应至少比工作时的最低蒸发温度低2.5℃。

2．闪点应比最高然气温度高出15～30℃。

3．具有适当的粘度。4．含水量低（国外有的规定每千克滑油含水应不超过30mg）。冷冻机油必须密封存放。5.全封闭式和半封闭式压缩机要求润滑油的电绝缘性好；全封闭压缩机要求5～10年不需换油，故对油的化学稳定性和抗氧化安定性要求较高。

6．酸值低、抗腐蚀性好、灰分及机械杂质含量少等.

1、制冷系统流程：

该系统为船舶伙食冷库制冷系统，冷库共有3间,即鱼、肉库(库温一18℃);乳品库(库温+2℃);菜库(库温+4～8℃)。五、平台冷藏系统简介：

冷库蒸发器采用冷风机盘管方式，装置设计条件为环境温度35℃、冷却海水温度32℃。压缩机采用半封闭活塞式，正常工作时一台工作一台备用，压缩机排气温度控制在130℃以下。压缩机采用电磁阀控制的排气回流法对系统进行能量调节。制冷系统在乳品库和莱库的回气管上装有直动式蒸发压力调节阀，用以控制不同冷库的库温。并且在两个低温库回气管路上则装有止回阀，以防止冷剂倒流。压缩机和滑油分离器装在冷凝器上，组成压缩冷凝机组。冷却水来自平台的主海水系统，通常在海水的进水端安装海水过滤器在，冷凝器的出水管路上装有水量调节阀，使压缩机的排气压力控制在1.0MPa以上。在各冷库蒸发器的供液管上都设有供液电磁阀，分别由各库内的温度继电器控制，当库温达到温度继电器设定值后,供液电磁阀失电停止向库内供液，冷风机在延时继电器的控制下，延时停机，此库处于保温状态。当3个库都达到设定温度后，所有的电磁阀关闭，此时压缩机继续运转，将回气管内的制冷剂全部回收到冷凝器和储液罐中后（以防止再次起动时产生液击），低压继电器动作控制压缩机停机。当库温达到温度继电器设定的起动值时,供液电磁阀得电打开电磁阀，此时压缩机得吸入管线压力迅速回升，当压力达到低压继电器设定值后压缩机启动，此时制冷循环开始。另外系统中还设有高压保护继电器和油压差继电器以保护系统正常运行。该系统采用电热融霜，融霜的起始指令、融霜时间及时间间隔由融霜定时器控制；为防止融霜时间过长，在融霜定时器中插人温控终止功能，这样，在霜层较薄时可提前结束融霜,融霜时也可根据实际情况进行手动操作。在冷凝器上设有应急释放阀兼安全阀，。

1、起动前检查：

（1）转向必须正确，瞬时起动压缩机，观察曲轴箱内油面有无剧烈冲动，以判断转向正确与否。

（2）对于水冷式制冷系统应先打开冷凝器的海水进、回水阀门。打开水空间放空气阀，让冷却水把憋在里面的空气排出去，直到流出连续水流为止。对风冷式制冷系统则应开启风扇并观察风扇转向是否正确。

（3）瞬时起动压缩机，检查电机转向是否正确（对于开式机），确认没有发生“奔油”和“液击”后，慢慢打开吸入阀至全开并观察油压或油压的变化

。

（4）开启冷凝器的出液阀，观察吸入、排出和油压是否在正常的范围之内

。

（5）检查电磁阀、能调阀等制冷附件工作是否正常。

（6）检查膨胀阀工作是否正常。六、平台小型冷藏系统运行管理：2、运行中的检查：

（1）排出压力和排气温度:对于R22应在10～14bar之间，最高不要超过15bar。排气温度；一般不宜超过120℃。

（2）吸入压力和吸入温度

（3）蒸发温度取决于冷库要求的冷藏温度和蒸发器的传热温差。

（4）滑油压力和温度：油泵的排出压力以超过吸入压力0.75～3bar之间，通常维持在1.5～2bar左右。油温应保持在45℃左右，严禁超过70℃（以手能放到曲轴箱表面而不感到烫手为准）

(5)正确掌握制冷剂地量：机组运行中应保持合适地制冷剂充量

(6)运行中的调整：制冷剂在不同的压力下蒸发，其蒸发温度也不同，同样它在不同的压力下冷凝，其冷凝温度也不同

(7)上面所说的蒸发温度是指制冷剂在蒸发器内的蒸发温度，并不是冷库内的实际温度，经验证明：冷库内的温度与蒸发温度大约有5～10的温度差。如果要求冷库的库温达到－21℃，那么蒸发温度应该在－26～－31℃之间.

3、停机：

（1）关闭供液电磁阀

（2）压缩机在低压控制器的作用下将自动停机，然后将控制手柄打到“手动”位置。接通曲轴箱加热器。

（3）关闭海水阀门。七、平台制冷系统的管理：1、气密压力试验：（1）当系统大修后或系统渗漏修复后，要进行气密压力试验。一般首先拆除或隔离系统中不能承受试验压力的元件；（2）关闭压缩机的吸、排截止阀、所有通大气的阀及滑油分离器的回油阀，开启热力膨胀阀的旁通阀和正常工作时应开启的其它各阀；（3）将试验气体的钢瓶经减压阀接到系统管路上，开启钢瓶阀向系统充气，当压力达到0.3～0.5MPa时，检查系统有无明显漏泄，如果没有，即可进一步加压至要求的试验压力，当压力达到系统的设计压力值后静待24小时。观察压力表，前6小时压力下降不超过0.02MPa；后18小时压力应该稳定。当然要把温度变化对压力的影响考虑进去。（4）对系统各连接处、阀杆填料箱、焊缝等处查漏，当查明系统不漏后，放尽试验气体。2、系统抽真空：（1）制冷系统经气密试验后，应抽除其中残存气体。将系统内的压力抽到尽可能低，并予以保持,使系统中水分在高真空条件下蒸发，反复抽气以除去水分。氟利昂系统一般可使绝对压力仅余1.33kPa（10mmHg柱）；如达不到上述真空度，可采用下面谈到的充制冷剂重抽法。抽空最好用独立真空泵，将吸气管安装在系统充剂阀处，当系统真空度稳定(泵出口不再出气)时，停止抽空，应先关真空泵与制冷系统接通的阀门再停真空泵。（2）当制冷系统很小时一般也可用制冷压缩机本身抽空。3、制冷剂的充入：（1）把制冷剂钢瓶置于磅秤上(瓶头向下，倾斜放置)；先将接管一端与钢瓶出口阀紧接，用瓶中制冷剂驱除接管中的空气，再将接管的另一端紧接到系统的充剂阀上开足冷凝器冷却水。（2）初次充制冷剂时，从充剂阀到贮液器，关闭干燥器后面的阀和旁通阀，开启钢瓶阀和充剂阀，直接向贮液器转移冷剂。（3）正常补充制冷剂，通过压缩机进行，关闭贮液器出口阀和干燥器的旁通阀；打开干燥器出口阀。起动压缩机，由充剂阀经干燥器，膨胀阀、蒸发器向系统充人制冷剂，并经冷凝器冷凝后贮存于贮液器中。（4）充制冷剂过程中如发现低压管路结霜融化，吸人压力降低，充剂接管和钢瓶结霜，稍过一会又融化，则说明钢瓶中制冷剂已抽完，应另换一瓶。（5）根据贮液器液位判断充剂量已达到要求时，关闭钢瓶出口阀；继续抽吸至钢瓶出口接管结霜，待结霜又消失后，关闭充剂阀；待压缩机吸人压力达到下限停车时。（6）贮液器中液位应为80％左右；开出液阀运行一段时间，贮流器液位应为1／2～1／3。如冷凝器兼贮液器，其下部液位表应显示半高；平时充剂时应该坚持宁可不够再加也不可一次冲入过多地原则。（7）某些没有充制冷剂阀的小型装置，将钢瓶充剂管接在压缩机吸人端合适部位；钢瓶必须直立正放，钢瓶阀也不要开得太大,以免压缩机吸入液态制冷剂（8）结束充剂工作后，应用热水从钢瓶开始浇淋接管，驱赶残留地冷剂液体，使之蒸发进入系统。直到浇到充剂阀后，关闭充剂阀，拆开管线。运行一段时间后可将干燥器转为旁通。4、渗漏检查：（1）由于氟利昂是无色无味，渗透性强，检漏工作应重视。检查泄漏的最好办法就是保持设备各部件、管路、阀门等的清洁状态，特别是一些接头、焊缝、轴封等易漏处。这样，一旦某处有油迹出现，即可判断该处发生泄漏（2）皂液检漏：最为常用的检漏方法，查漏用水可用肥皂粉调制，检漏时必须细心观察有泄漏的地方会由于系统内较高的压力而鼓出气泡。（3）检漏灯检漏（如图5－70a）：工作原理：空气中不含氟时，火焰淡蓝色；当氯元素超过5％～10％，火焰变色；随着氯氟利昂浓度增大，火焰颜色将由浅蓝色一浅绿色一深绿色、一亮蓝色一火焰熄灭。（4）检漏仪是利用气体电离原理制作的，这种检漏仪对卤素的检漏灵敏度很高，能查出0.3～0.5g／年的微漏而且反应速度快(1s)电子捡漏仪5、冷冻机油的更换：（1）一般大型的制冷系统都设有专门的加、放油阀；而钻井平台上的制冷（空调）系统相对较小一般都是活塞机，因此你通常不配备专门的加油阀，日常的加油一般是通过吸入截止阀的多用通道进行，其换油操作如下;(2)先将吸入阀多用通道关闭（吸入阀开足），接上“T”型接头，一端接低压表一端接一根铜管.(3)把铜管吸口插人油桶液面以下，并稍开一下管上阀门，用机内压力驱除软管中空气，然后用手按住接管.(4)关闭吸人截止阀（此时多用通道打开），手动启动压缩机，瞬时即停，以免“奔油”反复两、三次，然后运转几分钟，将曲轴箱抽成一定的真空后停机，把手指放松，滑油即会自动吸人曲轴箱内(5)从视油镜观察是否达到油位面，如果未达到，而油也不再吸入了，再用手按住接管，重复上面的工作，直到润滑油位达到规定的位置6、不凝性气体的排出：（1）如果冷凝器安装位置高于压缩机，可以通过冷凝器上的放空气阀采放气。（2）当冷凝器低于压缩机时，则可松开排气管路（高压部分）压力表接头(或多用通道)来放气具体操作步骤如下a、关闭贮液器出液阀b、起动压缩机，把系统中冷剂连同不凝性气体一起压人冷凝器中，然后停止压缩机c、继续向冷凝器供给冷却水，使制冷剂充分凝结，直至冷凝器中压力不再下降为止，这时不凝性气体则聚集在上部。d、打开冷凝器顶部放空气阀，让气体流出几秒钟即关，停一会重复这一操作e、每次放空气时，或用手感觉到有油迹和有些冷的现象时应结束放空气的操作，压缩机运行中不得排气，这会把大量冷剂气体放出。

7、融霜：在蒸发器的管外壁温度低于零度时，空气中水气就会在其表面结霜。由于霜层的导热系数低，结霜后会大大削弱吸热能力，如霜层较厚，还会使管外肋片间的通道堵塞，通风量减少，甚至难以正常工作。因此在蒸发器上结有一定厚度霜层后(约3mm)，就必须及时进行融霜。融霜按热源不同又分为：淋水冲霜、电热融霜和热气融霜，在船舶制冷装置主要采用后二种，而钻井平台上则主要采用电热融霜。

电热融霜：这种方法采用电热器加热蒸发器，适用于冷风机式蒸发器（1）关闭供液电磁阀，停止向空气冷却器供液（2）停止通风机。（3）将融霜加热器通电，泄水聚集在空冷器下集水盘。电加热器插在空气冷却器管中间，接水盘和下水管中也应该安装加热管。（4）霜融完后停止电加热，稍后起动风机，开供液电磁阀和压缩机。（5）自动融霜时关供液电磁阀，停压缩机、风机和开电热器。八、制冷装置常见故障：1、冰塞：

氟利昂液体节流降压后，如温度降到0℃以下，水即会迅速结冰，在流道狭窄处形成“冰塞”。

(1)、冰塞的现象：

a、压缩机吸人压力下降，直至低压继电器动作使压缩机停车b、停车后冰塞处冰一部分融化，少量制冷剂流人蒸发器；压缩机吸人压力回升，又会重新启动，但冰塞会继续加重，不久又停车c、频繁启停若干次后，如冰塞通道完全堵死，停车时间就会加长，再次启动的时间将更短，完全不能正常工作（2）冰塞消除的办法:a、拆下冰塞元件除冰，如冰塞发生在膨胀阀、滤器等部件处，可拆下用纯酒精清洗，再用压缩空气吹干后装复。b、化冰后用干燥剂吸水，及时换新干燥剂；在冰塞部位外敷毛巾并用热水浇，使冰融化；启动制冷装置，水分随着制冷剂流动，并被干燥剂吸收。C、用“解冰剂”消除冰塞。d、用表压0.6～0.8MPa的CO2或N2吹扫系统，最后用抽空除水法使系统干燥.2.系统脏、油堵：(1)脏堵：膨胀阀和前面滤器有时会发生脏堵，其症状与冰塞相似也会引起流量不足、吸人压力降低，吸气过热度增加和压缩机起停频繁。但脏堵的症状比较稳定并且随时间延长而加重的情况不明显，即使停机较长时间，情况也无改善。如果用毛巾热敷不解决问题，则可判断是脏堵，此时应该拆下清洗.(2)油堵：如果采用凝固点太高的润滑油，还可能发生油堵。其现象与冰塞类似，可用加热堵塞处的方法暂时解除，但最根本的方法是更换全部润滑油.

3．制冷剂不足:(1)蒸发温度t0低于0℃的冷库，蒸发器后部结霜融化，压缩机吸气过热度增加.(2)吸人压力和排出压力都降低.(3)长时间运转库温仍降不下来，或库温未到下限，压缩机吸人压力就很低而停车.(4)使进入蒸发器内的润滑油难以返回曲轴箱，造成油位偏低.(5)如液管上装有液体指示镜，制冷剂不足时可见到液流中夹有大量气泡(6)膨胀流过的制冷剂夹带较多气体时，会发出较明显的“丝丝”声.4、压缩机运转不停，制冷效果仍达不到要求：（1）第一类情况，吸入压力一直较高，原因无非是热负荷过大或压缩机排气量减小。（2）冷库隔热性能太差。（3）内部漏泄，可能性最大的是排气阀。（4）可能是系统空气太多、排气截止阀没开足或冷凝能力不足。（5）压缩机转速下降。

5．压缩机起停频繁：（1）第一种情