涡旋压缩机的使用

涡旋压缩机的使用(如何提高使用的可靠性)

广州日立压缩机有限公司HitachiCompressor2007-1-8日立涡旋压缩机结构及工作原理2/4/20232日立涡旋压缩机结构排气口吸气口定盘动盘机架曲轴电机（定、转子）壳体防自转滑环主轴承内置式过流、过热保护器压差供油2/4/2023307年退回各年度故障率汇总故障现象04比例05比例06比例07比例电流大13%15%13%8%端子烧坏3%7%5%12%短路19%9%13%16%漏电10%7%9%16%无吸排8%13%12%8%卡缸26%28%25%31%噪音大22%20%22%10%无0%1%1%0%2/4/20234压缩机运行中常见的故障分类与现象缺油与润滑不足损坏(故障现象为：噪音大、卡缸、运行电流大、漏电等）电机损坏(故障现象为：电流大、短路、漏电等）液击损坏(故障现象为：卡缸、无吸排气、噪音大等）高温损坏(故障现象为：卡缸、噪音大、短路等）HitachiCompressor2/4/20235一、缺油与润滑不足损坏

压缩机是高速运转的机器，保证压缩机曲轴、轴承、防自转滑环、涡旋盘等运动件的充分润滑是维持机器正常运转的基本要求。然而,在实际应用中，压缩机缺油、油焦化变质、回液稀释、制冷剂冲刷、使用劣质润滑油等造成运动件润滑不足的情况时有出现。润滑不足会引起轴承面磨损或划伤，严重时会造成抱轴、防自转滑环断裂、涡旋盘咬合等故障。压缩机在工作时，大量制冷剂气体在被排出的同时也夹带走一小部分润滑油（称为奔油或跑油）。压缩机长时间缺油会使得机构部和各摩擦副过热，导致轴承烧结、抱轴。压缩机短时间缺油会使得机构部和各摩擦副异常磨损，导致振动、噪音大。HitachiCompressor2/4/202361、导致压缩机缺油与润滑不足损坏的主要原因（Ⅰ）压缩机反转运转，内部压差无法建立，导致冷冻机油无法输送到各摩擦表面。此种故障的表征现象压缩机的防自转滑环的键、动盘键槽、机架键槽等有反转痕迹，压缩机各滑动部磨损严重，甚至轴承抱轴。(电控的相序保护只能够检测输入不能检测输出电源的相序)系统回油不良，导致压缩机无油运转。此种故障的表征现象压缩机内部出现高温，油池中油量非常少，压缩机缺油引起的磨损一般比较均匀。各摩擦表面干燥，运行冷量低、噪音大，严重时会由于轴承抱轴或者防自转滑环断裂导致卡缸。压缩机频繁启动、制冷剂泄漏等都会导致回油不良。另外，安装时的长配管、高落差以及回油弯的设置等也可能导致系统回油不良。

（1-5#、7#）冷媒泄漏，一方面压差无法建立会出现供油不良，另外泄漏的冷媒还会带走冷冻机油，造成回油不良。同时还有空气进入系统导致压缩机的零件出现生锈和镀铜的现象。

（4#、5#）

HitachiCompressor2/4/202371、导致压缩机缺油与润滑不足损坏的主要原因（Ⅱ）润滑不足，其原因可能是空调系统或者冷媒中水分含量偏高，导致冷冻机油中水分超标，油变质，润滑性能下降。此种故障的表征现象通常是压缩机内部非运动部分生锈严重，运动部位则镀铜，各摩擦副有严重磨损。另外由于磨损严重还可能导致了电机扫膛，烧坏电机。(1-1#、1-3#、1#）同时回液和制冷剂迁移等也会稀释润滑油，不利于油膜的形成，导致润滑不足。缺油会引起严重的润滑不足，缺油的根本原因不在于压缩机奔油多少和快慢，而是系统回油不好。安装油分离器可以快速回油，延长压缩机无回油运转时间。蒸发器和回气管路的设计必须考虑到回油。避免频繁启动、定时化霜、及时补充制冷剂等维护措施也有助于回油。水分超标、回液和制冷剂迁移等会稀释润滑油，不利于油膜的形成；油路堵塞、压缩机反转供油压差无法建立等会影响供油量和油压，导致摩擦面缺油；摩擦面高温会促使润滑油分解，使润滑油失去润滑能力。这三方面问题引起的润滑不足也常常造成压缩机损坏。因此，只更换压缩机或某些配件不能从根本上解决缺油问题。

HitachiCompressor2/4/202382、避免缺油与润滑不足损坏的要点适当的压缩机注油量适当的冷冻机油粘度防止过度的过湿运行防止过度的过热运转HitachiCompressor2/4/20239如何保证适当的油量

压缩机在排出冷媒时，也会排出微量的冷冻机油。即使只有0.5%的上油率，如果油不能通过系统循环回到压缩机中，若以5HP为例,循环量在ARI工况下约为330kg/h，则在50分钟就可以将压缩机内的油全部带出，大约在2～5小时内压缩机将会烧坏。因此为了确保压缩机运行不缺油，应该从以下二方面着手：确保排出压缩机的冷冻机油回到压缩机；减少压缩机的上油率；

HitachiCompressor2/4/202310如何确保排出压缩机的冷冻机油回到压缩机应确保吸气管冷媒的流速（约6m/sec），才能使油回到压缩机，但最高流速应小于15m/sec来减小压降与流动噪音，对水平管还应沿冷媒流动方向有向下的坡度，约0.8cm/m.防止冷冻机油滞留在蒸发器内确保适当的气液分离器的回油孔，过大会造成湿压缩，过小则会回油不足，滞流油在气液分离器中系统中不应存在使油滞留的部位确保在长配管高落差的情况下有足够的冷冻机油在压缩机里，通常用带油面镜的压缩机确认压缩机频繁启动不利于回油。

HitachiCompressor2/4/202311如何减少压缩机的上油率在停机时应保证制冷剂不溶解到冷冻机油中（使用曲轴加热器）应避免过湿运转，因为会起泡而引起的上油过多压缩机内部的油起泡使油容易被带出压缩机.（油位过高或者含有液体冷媒。）压缩机内部设置油分离器装置，减少压缩机的排油率。HitachiCompressor2/4/202312长配管高落差

当配管长比容许值大时，配管内的压力损失会变大，使得蒸发器中的冷媒量减少，导致能力下降。同时，配管内有油滞留时，使得压缩机缺油，导致压缩机故障的发生。当压缩机内冷冻机油不足时，应从高压侧追加与压缩机出厂相同牌号的冷冻机油。HitachiCompressor2/4/202313设置回油弯的必要性落差超过10m~15m时，应在气管侧设置回油弯管。①必要性停机时，避免附着在配管中的冷冻机油返回压缩机，引起液压缩现象。另一方面，为了防止气管回油不好导致压缩机缺油。②回油弯设置间隔每10m落差设置一个回油弯。HitachiCompressor2/4/202314如何确保适当冷冻机油粘度冷冻机油和制冷剂有互溶性，停机时，制冷剂几乎全部溶解在冷冻机油中，因此需安装曲轴加热器以防止溶解。运转中不应使含有液体的制冷剂回到压缩机中，即保证压缩机吸气有过热度起动及除霜时，不应产生回液现象避免在过度过热状态下运转，避免油劣化气液分离器的回油孔大小应适当①孔径过大会吸入液体制冷剂造成过湿运转②孔径过小会使回油不顺畅，使油滞留在气液分离器中HitachiCompressor2/4/202315如何防止湿运转

容易引起过湿运转的运转条件顺次为：①除霜结束，四通阀切换的时候②起动时，压缩机吸入溶于油中的液体制冷剂时③起动时，压缩机吸入残留在蒸发器中的液体制冷剂时④除霜开始，四通阀切换的时候⑤正常起动、停机时以上5点，特别是①②③左右着压缩机的寿命。为防止这些情况，冷媒的控制技术是非常重要的。另外，如果冷媒的充注量超过系统所需的冷媒量，也容易发生过湿运转。HitachiCompressor2/4/202316如何防止过热运转

压缩机过热运转，高压腔涡旋压缩机以压缩机上部温度作为判定依据.排气温度由压缩比及吸气温度决定压缩机内最高极限温度大约在150℃以下为宜，这时压缩机上部温度温度大约为120℃。排气温度上升最高的运转条件是低温制热为防止排气温度上升，需保证以下3个要求：①吸入的气体冷媒不能过度过热，②吸气压力不能过低③排气压力不能过高HitachiCompressor2/4/202317二、、压缩机电机损坏

电机的损坏主要表现为定子绕组绝缘层破坏（短路）和断路等。定子绕组损坏后很难及时被发现，最终可能导致绕组烧毁。绕组烧毁后，掩盖了一些导致烧毁的现象或直接原因，使得事后分析和原因调查比较困难。电机的运转离不开正常的电源输入，合理的电机负荷，良好的散热和绕组漆包线绝缘层的保护。

HitachiCompressor2/4/2023181、导致压缩机电机损坏的主要原因异常负荷和堵转金属屑引起的绕组短路接触器问题电源缺相和电压异常冷却不足用压缩机抽真空HitachiCompressor2/4/202319异常负荷或者堵转

压比过大，或压差过大，会使压缩过程更为困难；而润滑失效引起的摩擦阻力增加，以及极端情况下的电机堵转，将大大增加电机负荷。如果负荷增大到热保护动作，而保护又是自动复位时，则会进入“堵转－热保护－堵转”的死循环，频繁启动和异常负荷，使绕组经受高温考验，会降低漆包线的绝缘性能。绕组绝缘性能变差后，如果有其它因素（如金属屑构成导电回路，酸性润滑油等）配合，很容易引起短路而损坏。HitachiCompressor2/4/202320金属屑引起的绕组短路

金属屑的来源包括施工时留下的铜管屑、焊渣、压缩机内部磨损和零部件损坏时掉下的金属屑等。在工作时，在气流的带动下，这些金属屑或碎粒会落在绕组上。压缩机运转时的正常振动，以及每次启动时绕组受电磁力作用而扭动，都会促使夹杂于绕组间的金属屑与绕组漆包线之间的相对运动和摩擦。棱角锐利的金属屑会划伤漆包线绝缘层，引起短路，导致电机烧毁。

HitachiCompressor2/4/202321接触器问题

为了安全可靠，压缩机接触器要同时断开三相电路。接触器必须能满足苛刻的条件，如快速循环，持续超载和低电压。它们必须有足够大的面积以散发负载电流所产生的热量，触点材料的选择必须在启动或堵转等大电流情况下能防止焊合。否则接触器触点焊合后，依赖接触器断开压缩机电源回路的所有控制（比如高低压控制，温度控制，融霜控制等）将全部失效，压缩机处于无保护状态。因此，当电机烧毁后，检查接触器是必不可少的工序。

HitachiCompressor2/4/202322电源缺相和电压异常电源电压变化范围不能超过额定电压的±10%。三相间的电压不平衡不能超过3％。如果发生缺相时压缩机正在运转，它将继续运行但会有大的负载电流。电机绕组会很快过热，正常情况下压缩机会被热保护。当电机绕组冷却至设定温度，接触器会闭合，但压缩机启动不起来，出现堵转，并进入“堵转－热保护－堵转”死循环。如果缺相发生压缩机启动时，压缩机将启动不起来，出现堵转，进入“堵转－热保护－堵转”死循环。

电压不平衡百分数计算方法为,相电压与三相电压平均值的最大偏差值与三相电压平均值比值.作为电压不平衡的结果，在正常运行时负载电流的不平衡是电压不平衡百分点数的4－10倍。

HitachiCompressor2/4/202323压缩机电机冷却不足

制冷剂大量泄漏或者蒸发压力低时会造成系统质量流减小，使得电机无法得到良好的冷却，电机过热后会出现频繁保护。HitachiCompressor2/4/202324用压缩机抽真空导致压缩机电机损坏

空气起着绝缘介质的作用。密闭容器内抽真空后，里面的电极之间的放电现象就很容易发生（真空放电）。因此，随着压缩机壳体内的真空度的加深，壳内裸露的接线柱之间或绝缘层有微小破损的绕组之间失去了绝缘介质，一旦通电，电机可能在瞬间内短路烧毁。如果壳体漏电，还可能造成人员触电。因此，禁止用压缩机抽真空，并且在系统和压缩机处于真空状态时（抽完真空还没有加制冷剂时），严禁给压缩机通电。

HitachiCompressor2/4/202325电机损坏小结

电机烧毁后，掩盖了绕组损坏的现象，给故障分析造成了一定的困难。润滑不良或失效时引起的异常负荷甚至堵转，散热不足，都会缩短绕组的寿命；绕组中夹杂了金属屑更是为短路提供了便利；接触器触点焊合将使压缩机的保护无法执行；电机赖以运转的电源出现异常，将从根本上毁掉任何电机；用压缩机抽真空，可能引起内接线柱放电。实际中，上述不利因素还会相互引发，如：异常负荷和堵转时的大电流可能导致接触器触点焊合；单个触点拉弧甚至焊合会引起相不平衡或缺相；相不平衡会引起散热问题；散热不足会引起磨损；磨损会产生金属屑。因此，正确安装使用压缩机以及合理的日常维护，可以防止不利因素的出现，是避免压缩机电机损坏的根本方法。HitachiCompressor2/4/202326三、压缩机液击损坏

液态制冷剂和／或润滑油随气体吸入压缩机气缸时发生液击现象，会损坏涡旋盘。液击可以在很短时间内造成压缩受力件（如涡旋盘、防自转滑环等）的损坏。能引起压缩机液击的液体主要有如下几种来源：a、回液，即从蒸发器中连续流回压缩机的液态制冷剂或润滑油。回液不仅会引起液击，还会稀释润滑油造成磨损。磨损时电机的负荷和电流会大大增加，久而久之将引起电机故障。b、带液启动。引起带液启动的制冷剂是以“制冷剂迁移”的方式进入压缩机的。压缩机停机时间越长，迁移到润滑油中的制冷剂就会越多。c、压缩机内的润滑油太多。润滑油突然大量返回时（比如化霜后）可能造成的危险。HitachiCompressor2/4/2023271、导致压缩机液击损坏的主要原因回液，即从蒸发器中连续流回压缩机液态制冷剂或润滑油带液启动压缩机内的润滑油太多。

HitachiCompressor2/4/202328回液导致压缩机损坏的主要原因回液，就很容易引发液击事故。即使没有引起液击，回液将稀释或冲刷掉滑动面的润滑油，加剧磨损。同时含有大量液态制冷剂的润滑油粘度低，在摩擦面不能形成足够的油膜，导致运动件的加剧磨损。另外，润滑油中的制冷剂在输送过程中遇热会沸腾，影响润滑油的正常输送，而距离油泵越远，问题就越明显越严重。如果轴承发生严重的磨损，曲轴可能向一侧沉降，会导致定子扫膛及电机烧毁。

对于回液较难避免的制冷系统，安装气液分离器和采用抽空停机控制可以有效阻止或降低回液的危害。

HitachiCompressor2/4/202329带液启动导致压缩机损坏的主要原因

带液启动的根本原因是润滑油中溶解的以及沉在润滑油下面了大量的制冷剂。带液启动的制冷剂是以“制冷剂迁移”的方式进入曲轴箱的。由于润滑油中的制冷剂蒸汽分压低，就会吸收油面上的制冷剂蒸气，造成油池中气压低于蒸发器气压的现象。油温愈低，蒸汽压力越低，对制冷剂蒸汽的的吸收力就愈大。系统中的蒸汽就会慢慢向压缩机“迁移”。停机时间越长，迁移到润滑油中的制冷剂就会越多。制冷剂迁移会稀释润滑油。对低压腔还容易引起液击，在油视镜上清楚地可以观察到带液启动时有起泡现象。液态冷媒或者油与冷媒的混合物都不是良好的润滑剂，会造成磨损甚至卡死。此时由于电机浸在液体中，电机上的过载保护器不会动作。安装曲轴箱加热器、气液分离器和采用抽空停机控制可以有效阻止或降低制冷剂迁移。HitachiCompressor2/4/202330润滑油太多导致压缩机液击损坏

对低压腔压缩机，高速旋转的部件如转子，会频繁撞击油面，如果油面过高，引起润滑油大量飞溅。飞溅的润滑油一旦窜入进气道，带入气缸，就可能引起液击。对高压腔压缩机，润滑油太多虽然不会导致压缩机液击，但是会导致电机转动阻力增大，输入功率增加，而且电机散热变差。如果系统清洁度不好时，还容易导致电机绝缘耐压不良，甚至短路，烧毁电机。

HitachiCompressor2/4/202331四、压缩机高温损坏

高温对压缩机电机和润滑油具有很大的危害。长时间过热，不仅会降低电机绝缘性能和可靠性，缩短电机寿命，而且还会降低润滑油的润滑能力，甚至引起润滑油碳化和酸解。润滑油碳化后润滑能力大大降低，会造成严重机械磨损，甚至会出现抱轴、卡缸等堵转现象。润滑油中的酸性物质会腐蚀绕组漆包线、降低绕组的绝缘性能。酸化润滑油还会引起镀铜现象。磨损产生的细小金属屑夹杂于润滑油中，一方面削弱了润滑油的润滑作用；另一方面，细小的金属屑由于磁性而聚集于电机绕组中，构成导电回路。漆包线绝缘层被腐蚀后就可能出现一些微小的裸露点，很容易引起局部放电。如果金属粒形成导电回路，立即会短路或击穿，烧毁电机。压缩机正常运转时的发热量不应该引起过热。正常的电机发热、压缩热以及摩擦热在设计压缩机时均做过认真的考虑，并有相应的冷却措施。然而在实际使用中，由于超范围使用、电源不正常、电机过载、制冷剂泄漏、冷凝压力太高等问题引起的电机高温、排气温度过高、润滑油焦糊等过热现象比较常见，并已成为压缩机常见故障之一。

HitachiCompressor2/4/202332导致压缩机高温损坏的主要原因

压缩机顶部排气温度是判断压缩机是否过热的重要指标之一。由于润滑油到150C时会变得很稀薄，在170C将开始分解变质，通常压缩机内部的运动部位温度比压缩机顶部排气温度高15~40C，因此排气温度应该控制在120C以内，如果压缩机顶部排气温度超过135C，一般认为压缩机已经处于严重过热状态；排气温度低于120C时，则压缩机温度正常。压缩机顶部排气温度过高的原因主要有以下几种：回气温度高、电机加热量大、压缩比高、冷凝压力高、制冷剂选择不当。同时供电不正常（如电压不稳、电压太低或太高、电压不平衡、缺相等）会引起电机发热量增大或者电机冷却不足还会导致压缩机电机温度升高，甚至超过其绝缘等级所对应的最高允许温度。为防止电机高温损坏，压缩机电机都有热保护器。热保护是电机安全的最后防线，出现热保护停机表明电机严重过热。HitachiCompressor2/4/202333电机高温的主要原因

电机正常工作温度不能超过其绝缘等级所对应的最高允许温度。绝缘的热老化是电气设备不可避免的现象。绝缘寿命与温度之间的经验关系即“10规则”认为，温度每升高10°C绝缘寿命减半。压缩机在设计时已经考虑到电机冷却，正常工作时不应该出现高温现象，更不应该出现热保护停机。热保护停机的两个必要条件是温度超过设定安全限和高温持续时间超过热保护系统的响应时间（一般在5分钟以内）。电机发热量大

供电不正常会引起电机发热量增大，如：电压不稳、电压太低或太高、电压不平衡、缺相等都属于电源供电不正常。压缩机频繁启动、连杆抱轴、活塞咬缸、润滑不足或缺油等问题均会大大增加发热量。超范围使用压缩机很容易引起电机过热和损坏电机冷却不足蒸发温度低，制冷剂质量流量小导致电机冷却不足。制冷剂泄漏量比较大时，也会制冷剂质量流量小导致电机冷却不足。HitachiCompressor2/4/202334导致排气温度过高的主要原因

排气温度过热的原因主要有以下几种：回气温度高、电机加热量大、压缩比高、冷凝压力高、制冷剂选择不当。排气温度受压缩比影响很大，压缩比越大，排气温度就越高。降低压缩比可以明显降低排气温度，具体方法包括提高吸气压力和降低排气压力。

吸气压力由蒸发压力和吸气管路阻力决定。提高蒸发温度，可以有效提高吸气压力，迅速降低压缩比，从而降低排气温度。降低回气管路阻力也可以提高回气压力，具体方法包括及时更换脏堵的回气过滤器、尽可能缩小蒸发管和回气管路的长度等。制冷剂不足也是吸气压力低的一个因素。制冷剂漏失后要及时补充。排气压力过高的主要原因是冷凝压力太高。冷凝器散热面积不足、积垢、冷却风量或水量不足、冷却水或空气温度太高等均可导致冷凝压力过高。

HitachiCompressor2/4/202335改善压缩机使用条件的措施一（系统设计方面）：

系统设计要有一定的余量，避免使用一段时间以后，出现如：压比增大、吸气压力低等原因造成压缩机负荷增大、回油不足等故障。合理设计气液分离器，尽量避免压缩