冷冻机喷油温度高浅析获奖科研报告

冷冻机喷油温度高浅析获奖科研报告摘要：本文介绍了螺杆式冷冻压缩机的压缩原理，并对并对装置二段螺杆式压缩机在使用中出现喷油温度过高的现象进行分析并制定相应的解决方法。

关键词：螺杆式压缩机;排气温度

1.前言

冷冻系统是利用液氨在低温下的挥发性，让液氨在氨蒸发器中汽化，取走原料油、溶剂、安全气中的热量，使被冷物质冷却到所需要的温度，氨气经过氨压缩机压缩，冷却冷凝及节流降温后变为低温液氨，循环使用。冷冻机是装置关键设备，所提供的冷量关乎到产品质量和装置炼量。本文是介绍装置冷冻系统改造二段机采用约克RWFⅡ546E机组两台，为系统提供冷量。

2.螺杆式制冷压缩机组的组成及工作原理

2.1螺杆式制冷压缩机组的组成

螺杆式制冷压缩机组包括：螺杆式制冷压缩机、联轴器、电动机、气路系统、油路系统和控制系统。

2.2螺杆式制冷压缩机工作原理

螺杆式制冷压缩机属于回转式容积型压缩机，它利用一对相互啮合的阴阳转子在机体内作回转运动，周期性地改变转子每对齿槽间的容积来完成吸气、压缩、排气过程。

3.喷油温度高

3.1目前现状

目前二段机的喷油温度偏高，如机器出口达90℃左右油氨混合物经油氨分离器分离后，油经油冷器冷缺，进机器前的油温高达75℃以上，引起机器跳机，从而对生产带来波动。尤其在夏季高温时，机器排出温度更高，跳机更为频繁。为减少机器跳机频次，操作人员往往通过降低能级的方法来平衡油温，这使得装置的负荷大幅降低，仅为设计值的40%左右，使得装置的效益得不到体现。

3.2原因分析

3.2.1油温三通控制阀

在实际生产过程中，油温控制三通阀主要是设定好温度后，阀门通过温度感应调节阀门的开度，以至达到所需的温度。但在实际生产中，发现B点HOT和HOTOILIN的温度为78℃时，经过油冷器后的C点的温度54.6℃，但B点和C点经过三通后的A点的温度为68℃，这说明三通控制阀未达到控制效果，可能是三通控制阀本身存在一定的泄漏量导致，这是油温高的主要原因。

3.2.2排气温度高

排气温度与油温是一对相互关联的，排气温度高必然会引起油温高，油温高喷入螺杆内和氨一起压缩，必然也会引起排气温度高，即上述的HOTOILIN的源头温度高。经过相同量的氨冷却后的温度必然也会有提高，这就导致经三通阀后至机头内的油温升高。

从目前实际情况和厂方提供的数据来看，排温高主要由以下原因引起：

（1）压缩比大，致排气温度高

此次约克机组采用的是一级压缩，约克进口压力比大冷机的进口压力低，出口压力相同（同接至空冷总管），约克压缩比必然要大很多。

由上面公式（式-1）可以看出，机组排气温度和压缩比成指数函数，而和进口温度成线性函数，也就是在正常工况下，一般压缩比的影响要大于进口温度的影响。这就导致要得到更低的温度，必然会使得排气温度有所上升。

（2）过热度大导致排气温度高

过热度是指冷冻机进口测量的压力，查饱和氨压力、温度对应表的出的温度和实际测量的差值，过热度是衡量机组进口氨的供應量的一个参数，过热度大则蒸发器中气氨供应少或者系统缺氨，设计要求过热度控制在2℃之内。在实际生产中二段过热度分别为5.9°C。

所以，机组进口过热对排温有一定的影响，进口增加1℃，则出口增加约1.48℃，这也是导致机器排温高的原因之一。

3.3.3热虹吸油冷

经冷凝器（空冷）冷凝后流出的制冷剂液体流入虹吸罐后分流出一路液体进入液氨油冷却器，沿途吸收管外高温油的热而蒸发。制冷剂在蒸发过程中密度逐渐减小，油冷却器回气管中的气液混合物的密度低于油冷却器供液管中液体的密度，这种不平衡产生了一个压力差使制冷剂在油冷却器中流动。从油冷却器进入虹吸罐的气体中夹带液态工质，经过虹吸罐被分离，气体经管道进入冷凝器入口端，从而将润滑油的热量转移至冷凝器。油冷器在设计时按过量供液进行设计，主要是利用氨气化吸热来吸收油的热量，过量氨液在冷却器的进出口温度应该是没有变化的，但在实际操作时现场有温差。

氨的进出温度有6℃的偏差，则有可能是虹吸罐供液不畅，抑或是所供液中携带大量的油。由于开工初期进出口的温度差别不大，加之系统在设计时，并未将系统放油设计好，而在机组长期运行后，油必然会被携带至系统内且得不到处理，所以所供介质中可能带油较多。如无法提供足够的冷量必然也会使得油温有一定的上升。

4.采取措施

4.1喷液降低排气温度

由于机器自身带有液氨喷液口，所以在解决喷油温度高时，首先就采取了从常用罐出口接一根管线通过控制阀直接往螺杆内喷氨，利用氨气化吸热降温，使得机器排出温度降低，从而达到降低油温的目的。

4.2系统闭路放油

由于目前装置没有油加热蒸氨处理，所以装置在闭路时，仅是处理在一个常用罐内，且整个流程也处于投用状态，所以整个系统的油仍在不断循环中，并未得到有效处置。此次要求班组闭路放油后专门放置一个常用罐后，切断与其他的联系，待收集好油后，统一输送至外罐区，由#3酮苯进行处理，从而将油真正排出系统外，保证有足够的液氨流入油冷器内。

4.3将油温控制三通阀改为副线控制

从前面分析可以看出，该三通阀存在明显缺陷，热流明显大量经过阀门与冷流混合，所以将该三通阀直接改为副线阀门，根据实际情况进行手动控制，即可达到控制油温的目的。

4.4控制好机器进口过热度

过热度是衡量机组进口氨的供应量的一个参数，降低过热度必须增加气氨的供量，系统中气氨蒸发带走的液氨量也必然增加，会导致机组分液罐高液位，致使冷冻机高液位跳机，实际操作弹性小，故实际操作时应该从实际情况出发，在充分降低过热度的同时，平稳操作，使整个系统达到最佳的运行状态。

5.结论

目前仅采取投用喷氨、放油、降低进口过热度的措施，在采取上述措施后喷油温度由原来的72℃左右降至现在的64℃，机器负荷也从50%升至80%以上，机器的跳机频次降低了80%以上，使装置平稳生产得到有效保证。同时在高温