船舶制冷装置吸气压力过低的探讨

船舶制冷装置吸气压力过低的探讨

黄凯

中国卫星海上测控部江苏江阴214431

【摘要】结合某船伙食冷库制冷装置吸气压力过低的故障现象，分析其原因，并运用故障树定性分析方法，建立船舶制冷装置中低压继电器动作的故障树模型，探讨了船舶制冷装置低压继电器动作的预防途径，为制冷装置的安全管理提供参考。

关键词：制冷装置压缩机制冷剂

引言

船舶制冷对于船员具有十分重要的意义。维护船舶制冷装置的正常工作，是岗位人员义不容辞的职责之一｡保障船舶制冷装置安全可靠工作，首要的是做好日常维护工作，重在预防，但是，一旦出现故障，则应该尽快判明原因，采取措施，解决问题。

1故障现象

某船伙食冷库制冷装置的压缩机制冷剂为R22，设有5个高温冷库，粮库、干食品库、调料库、菜库和乳品库，设有3个低温库，冻菜库、鱼库和肉库，设定温度为-18℃。自船舶出航后，制冷装置工作正常，后来在补充使用冷剂后，低温库制冷系统逐渐出现异常现象，主要表现为吸入、排出压力表指示值逐渐比正常值低；压缩机吸入截止阀处逐渐无冰凉感直至停车；低温库温度达不到设计要求｡通过检查分析，最后判断是由于冰塞而导致低压继电器动作造成压缩机停车使设定库温无法实现，经适当处理后，终于恢复正常｡由此，总结压缩机吸气压力过低的成因并进行简要分析，以求针对性管理，预防事故发生｡

2工作流程

该船伙食冷库制冷装置的工作流程是：半闭式压缩机排出的高压过热制冷剂气体经过滑油分离器的分离作用之后进入冷凝器，在经过冷却海水的冷却冷凝过冷之后变成高压过冷液体，贮藏在贮液器里面，然后经过干燥过滤器后流到分配管，若是某个或某些冷库库温不符合设定要求，其相应的供液电磁阀在相应的温度继电器作用下开启，于是内平衡热力膨胀阀进行节流降压，饱和制冷剂液体通过蒸发器吸热气化之后变成低压过热蒸气，通过止回阀和背压阀流到汇集管并进入压缩机进口端。若是低压继电器感受到符合要求的压力，压缩机动作进行抽吸、压缩和排出，于是实现制冷剂在制冷系统中的循环。

3原因分析

3.1吸气压力的确立

低压继电器主要就是以压缩机吸气压力为信号，控制压缩机启停，使压缩机根据冷库温度变化情况自动间断地投入工作。多库共用一台压缩机的伙食冷库制冷装置中，当所有冷库库温都到达设定下限时，所有温度继电器逐个动作使得相应的供液电磁阀断电关闭，吸气压力很快降到调定下限时，低压继电器动作使得压缩机断电停车；当某个冷库库温回升到设定上限时，其温度继电器动作使得相应的供液电磁阀通电开启，制冷剂进入蒸发器，吸气压力回升到调定上限值时，低压继电器又动作使得压缩机通电重新启动｡由该船伙食冷库制冷装置的基本组成和工作流程可知，影响吸气压力有四路途径：一是压缩机的内部密封问题，比如活塞环过度磨损和断裂，气缸筋片破损等，导致高压腔气体漏回低压腔；二是滑油分离器的回油管针阀与阀座的密封问题导致高压侧气体漏回低压侧；三是喷注阀（小型节流阀）喷注的少量制冷剂湿蒸气；四是从冷库中蒸发器流过来的制冷剂气体｡显然，前三路途径都不会导致吸气压力过低，与故障现象不符，可以排除｡那么，影响吸气压力过低的可能途径就只有第四路了｡

3.2制冷剂正常循环时吸气压力的判断

制冷剂在制冷系统的循环过程中，高压制冷剂经过热力膨胀阀降压后为低压制冷剂，显然，从热力膨胀阀出口端到压缩机进口端之间为系统的低压部分，由于吸气管的流动阻力的存在，压缩机的吸气压力数值比蒸发器中的蒸发压力略低｡而蒸发压力的大小，主要取决于蒸发器的单位时间蒸发量和压缩机单位时间吸气量的动态平衡｡这说明，在制冷剂能够正常循环的情况下，影响吸气压力的因素是：一是蒸发器的单位时间蒸发量，二是压缩机的单位时间吸气量｡

3.3制冷剂不正常循环时吸气压力的判断

在制冷剂循环量不正常的情况下，有两种可能。一是循环量过多，这一般是热力膨胀阀无法调节一直处于全开位置而导致，比如感温包从蒸发器出口管脱落或膨胀阀本体结构故障造成的，但这种情况在外界负荷存在的情况下，不可能导致吸气压力过低；二是循环量过少，那么吸气压力一定减小甚至过低｡

第一种情况是制冷剂充注量过少｡可能原因是：系统中制冷剂不足，这从贮液器的液位可以判断｡

第二种情况是制冷元件调节失当。可能原因是：（1）滑油分离器分离效果差导致进入系统循环的滑油过多，使流经膨胀阀的制冷剂流量减少｡（2）寒冷水域冷却水量调节阀开得太大导致冷凝压力过低｡R22制冷装置一般要大于0.7～0.8MPa｡（3）热力膨胀阀安装不当、调节过紧或温包充剂漏失｡（4）液管上的某个阀门没有打开到位｡

第三种情况是制冷管路出现堵塞｡可能原因是：（1）液管上的某个阀门处于关闭状态｡（2）电磁阀失灵未开｡（3）低压管路出现冰塞、脏堵、油堵｡考虑到故障现象中慢慢出现的压缩机吸入截止阀处无冰凉感觉，可以判断是制冷管路出现堵塞导致制冷剂不循环｡

4故障排除

在排除阀门未开、电磁阀失灵的情况下，在关闭贮液器出口阀之后，拆卸热力膨胀阀，发现其进口端处的小滤器附着带黑点的小冰碴。再拆卸干燥过滤器，发现其内部硅胶颗粒粉碎，颜色为暗褐色，粘成松散的小碎块｡考虑到前段时间曾经补充使用国产制冷剂，可以判断，根本原因是补充的制冷剂含水量过多，超过干燥剂的吸附能力，于是游离态的水析出而结冰，在热力膨胀阀进口滤器处形成“冰塞”。于是，对旧的热力膨胀阀解体，用热水和纯酒精对零部件进行清洗，压缩空气吹干后复原，然后在制冷装置中装复｡同时，更换新的干燥剂，清洁干燥器，驱气，装复，在关闭其旁通阀和打开贮液器出口阀之后，启动压缩机，让水分随着制冷剂流动并被干燥剂吸收。1小时之后再更换新的干燥剂，重复进行操作；再过1小时后重复进行。在如此进行3次之后，系统稳定地开始工作，制冷装置恢复正常｡

5经验总结

值班人员在日常管理时一定要细心关注各种设备参数和状态的变化趋势，应该尽量避免各种设备出现故障。首先保障管理制度的完善和执行，其次要增强管理者的工作责任心和管理水平，预防船舶制冷装置故障要素的出现。最后，在发生故障时要观察仔细，定位准确，避免忙中生乱，进行大量不必要的工作。

参考文献

[1]陆亚俊.暖通空调（第二版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2]刘佳霓.制冷原理[M].北京:机械工业出版社,2012.

[3]史绍华.冷库故障制冷系统日常管理[J].航海技术,2003.