螺杆式氨制冷压缩机油压低问题试验分析

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1、2 0 0 5 年第4 期制冷技术分析螺杆式氨制冷压缩机油压低问题试验分析 研制于国先王超杨波 ( 烟台冰轮集团有限公司)张朝晖 ( 合肥华瑞控制技术有限公司) 摘 要】 螺 杆 式 氨 制 冷 压 缩 机 在 低 温 工 况 时 出 现 供 油 压 力 低问 题， 这 是 一 个比 较 普 遍 的 现 象。 本 文 通 过 分 析 螺 杆 式 制 冷 压 缩机试验结果， 求得螺杆式制冷压缩机供油压力低问题的根源。 【 关键词】 螺 杆 式 制 冷 压 缩 机、 供 油 压 力 低、 供 油 量0 前言螺杆式制冷压缩机为了减少主动转子( 阳转子) 的轴向推动力， 籍此减轻推力轴承的负荷， 延长

2、推力 轴承的寿命， 螺杆式制冷压缩机在设计时一般在阳转 子的吸气端设置一个平衡活塞， 用来平衡未被推力轴 承平衡掉的轴向推力。见图I 结构， 在平衡活塞左腔 通以高压油， 其设计压力一般比排气压力高0 . 1 一 0 . 3 M P a o螺杆式制冷压缩机为了便于能量调节， 通常 设有增减载机构， 见图1 、 图2 、 图3 ， 这一机构主要由 滑阀、 拉杆、 油活塞及活塞腔、 三位四通阀等零部件组 成。当三位四通阀处于减载位时， A腔通以高压油 【 P k + ( 0 . 1 一 0 . 3 ) 1 M P a , B 腔通过管 路与压缩机的吸 气腔连通， 在高压油的作用下， 油活塞通过拉杆

3、推动 滑阀向右移动， 减载。当三位四通阀处于增载位置 时， B 腔通以高压油【 P k + ( 0 . 1 一 0 . 3 ) M P a , A腔通 过管路与压缩机吸气腔连通， 在高压油的作用下， 油 活塞通过拉杆推动滑阀向左移动， 增载。所以螺杆式 制冷压缩机设计供油压力国内几大螺杆式制冷压缩 机厂家一般都为 P k + ( 0 . 1 一 0 . 3 ) M P a 。这个压力 范围是通过一个油压调节阀来实现的， 但是在实际使 用过程中， 有时将油压调节阀完全关闭， 油压也调节 不到各生产厂家都在设备中设有压差保护， 当供油压 力与排气压力差小于0 . 1 M P a 时， 螺杆式制冷压

4、缩机 报警、 停机。针对上述问题， 本文通过分析两组螺杆 式制冷压缩机的试验结果， 分析其问题的根源。 ， 试验分析本文选择了两组试验数据。一组试验数据是日 本前川制作所提供给我们的试验数据， 其油路系统参见图2 ， 试验结果见表1 ; 一组试验数据是烟台冰轮股 份有限公司K A 2 0 C 螺杆式制冷压缩机样机试制的数 据， 油路系统参见图3 ， 试验结果见表2 。由表 1 我们 可以 看到， 当供油温度一定时( 5 0 9 0 ) ， 供油压力与排 气压力之差在保持0 . 2 M P a 不变情况下， 转子转数一 定时， 随着蒸发温度的降低， F 侧供油量、 I 滑阀供油 量、 J 供油量

5、、 总供油量都在增加， 见图4 。由表2 也 可以看到这样的规律， 当总供油量、 滑阀供油量、 油温 一定时， 随着蒸发温度的降低， 供油压力与排气压力 之差缩小， 同时随着冷凝温度即冷凝压力的提高， 供 油压力与排气压力之差也减小。根据以上试验结果， 本文认为螺杆式制冷压缩机 总的 供油量是随着不同工况而变化的， 但本文了解到 目 前几大螺杆式制冷压缩机生产厂家的油泵总供油 量是定值， 见表3 。虽然各厂家在油路系统上都增加了一个油压调 节阀， 但其远远不能适应工况变化时总供油量的调节 范围， 这一点本文以K A 2 0 C螺杆式制冷压缩机为例 如以分析研究。K A 2 0 C 螺杆式制冷压

6、缩机各厂家油泵的设计排 量见表3 ， 而从烟台冰轮集团股份有限公司 K A 2 0 C 螺杆式制冷压缩机样机试制试验结果表2 可以了解 到， 要保持在不同工况时供油压力与排气压力之差大 于0 . 1 M P a ， 其油泵总的供油量应在2 0 0 L J m i n 左右范 围， 表2 、 表3 在一定程度上说明， 各生产厂家生产的 K A 2 0 C 螺杆式制冷压缩机油泵的设计排量普遍偏 低。4 8制冷技术2 0 0 5 年第4 期表1 日 本前川制作所的N 2 0 0 V M螺杆式制冷压缩机试验数据。制冷剂: N H ,冷凝温度蒸发温度制冷量M c a l / 6轴功率k W转数r / m

7、i n能量指示%吸气温度排气温度吸气压力MP a排气压力MP a理论输气量m 3 / h供油温度供油压力MP aF 侧供油量U mi nI 滑阀供油理L / mi nJ 供油量L Jmi n总供油量L mi n滑阀内容积比4 059 5 3 . 7 1 9 7 . 62 9 5 01 0 057 5 . 30 . 5 2 71 . 5 81 0 2 05 01 . 7 89 . 5 14 0 . 15 3 . 81 0 32 . 64 007 9 1 . 2 1 9 6 . 1 2 9 5 01 0 007 7 . 00 . 4 3 91 . 5 81 0 2 05 01 . 7 89 . 7

8、 44 5 . 75 4 . 91 1 04 0一56 4 9 . 7 1 9 4 . 92 9 5 01 0 0一57 8 . 90 . 3 6 31 . 5 81 0 2 05 01 . 7 89 . 9 35 0 . 05 5 . 91 1 63 559 8 5 . 6 1 7 5 . 72 9 5 01 0 057 0 . 90 . 5 2 71 . 3 71 0 2 05 01 . 5 78 . 2 73 2 . 64 8 . 68 9 . 43 508 1 9 . 61 7 4 . 22 9 5 01 0 007 2. 80 . 4 3 91 . 3 71 0 2 05 01 .

9、5 78 . 5 33 9 . 24 9 . 99 7 . 63 5一56 7 5 . 0 1 7 3 . 02 9 5 01 0 0一57 4. 80 . 3 6 31 . 3 71 0 2 05 01 . 5 78 . 7 54 4 . 25 0 . 91 0 43 051 0 1 5 . 6 1 5 6 . 02 9 5 01 0 0一56 6 . 60 . 5 2 71 . 1 91 0 2 05 01 . 3 97 . 4 22 3 . 84 3 . 47 4 . 63 008 4 6 . 1 巧4 . 62 9 5 01 0 006 8 . 50 . 4 3 91 . 1 91 0

10、 2 05 01 . 3 97 . 4 23 2 . 3科 . 88 4 . 53 0一56 9 8 . 51 5 3 . 32 9 5 01 0 0一57 0. 70 . 3 6 31 . 1 91 0 2 05 01 . 3 97 . 5 43 8 . 24 6 . 09 1 . 74 0一1 05 2 9 . 1 1 8 5 . 32 9 5 01 0 0一1 07 9 . 20 . 2 9 71 . 5 81 0 2 05 01 . 7 81 0 . 15 3 . 35 6 . 71 2 03 . 64 0一1 54 2 7 . 1 1 7 7 . 1 2 9 5 01 0 0一1 5

11、7 9 . 60 . 2 4 11 . 5 81 0 2 05 01 . 7 81 0 . 25 6 . 25 7 . 41 2 44 0一2 03 4 0 . 3 1 7 0 . 32 9 5 01 0 0一2 08 0 . 20 . 1 9 41 . 5 81 0 2 05 01 . 7 81 0 . 35 8 . 55 81 2 73 5一1 05 4 8 . 01 6 9 . 52 9 5 01 0 0一1 07 6 . 50 . 2 9 71 . 3 71 0 2 05 01 . 5 78 . 9 34 8 . 15 1 . 91 0 93 5一1 54 4 3 . 81 3 3 .

12、 72 9 5 01 0 0一1 57 7. 00. 2 4 11 . 3 71 0 2 05 01 . 5 79 . 0 85 1 . 15 2 . 61 1 33 5一2 03 5 5 . 0 1 0 6 . 92 9 5 01 0 0一2 07 7 . 60 . 1 9 41 . 3 71 0 2 05 01 . 5 79 . 2 15 3 . 65 3 . 31 1 63 0一1 05 6 5 . 8 1 5 5 . 32 9 5 01 0 0一1 07 3 . 9 0 . 2 9 71 . 1 91 0 2 05 01 . 3 97 . 7 54 2 . 64 7 . 09 7 .

13、43 0一1 54 5 9 . 3 1 4 7 . 22 9 5 01 0 0一1 57 4 . 40 . 2 4 11 . 1 91 0 2 05 01 . 3 97 . 9 24 6 . 04 7 . 91 0 23 0一2 03 6 8 . 6 1 4 0 . 32 9 5 01 0 0一2 07 5 . 10 . 1 9 41 . 1 91 0 2 05 01 . 3 98 . 0 74 8 . 74 8 . 61 0 5 注: F 侧供油量是指吸气端阴转子侧滑动轴承的供油量， J 供油量包括: 轴封， 吸气端阳转子侧滑动轴承、 平衡油活塞， 排气端阴阳转子的滑动轴、 滚动轴承的供油量

14、。表2 烟台冰轮集团K A 2 0 C螺杆式制冷压缩机样机试制试验数据。制冷剂: N H 3冷凝温度蒸发温度制冷量M c a l / h轴功率k W转数r / mi n能量指示%吸气温度排气温度吸气压力MP a排气压力MP a理论输气量M 3 / h供油温度供油压力MP aI 滑阀供油量L mi n总供油量L mi n滑阀内容积比4 0一56 8 9 . 0 2 1 9 . 52 9 8 2 . 71 0 0一1 . 58 20 . 2 6 21 . 4 8 41 0 6 56 4 . 51 . 6 51 . 2 71 6 53 . 64 0一1 54 4 9 . 02 0 6 . 6 2 9

15、 7 7 . 81 0 0一1 2 . 5 8 3 . 90 . 1 4 11 . 4 8 51 0 6 56 6 . 51 . 5 91 4 52 0 84 0一2 03 5 8 . 5 2 0 1 . 8 2 9 7 6 . 21 0 0一1 3 . 4 9 0 . 80 . 0 9 4 1 . 4 8 91 0 6 57 3 . 81 . 6 11 4 22 2 43 5一57 2 1 . 3 1 9 8 . 7 2 9 7 7 . 61 0 0一1 . 57 60 . 2 6 2 1 . 2 7 71 0 6 56 01 . 4 71 1 51 6 33 5一1 54 6 7 . 81

16、 8 7 . 32 9 7 8 . 51 0 0一1 2 . 67 60 . 1 4 11 . 2 7 71 0 6 56 0 . 11 . 4 41 4 21 9 53 5一2 03 6 8 . 3 1 7 9 . 0 2 9 7 9 . 51 0 0一1 4 . 88 20 . 的 4 1 . 2 7 71 0 6 56 61 . 4 21 4 32 0 03 0一57 3 7 . 0 1 8 8 . 9 2 9 8 1 . 71 0 0一4 . 16 80 . 2 6 2 1 . 0 8 9 5 1 0 6 55 21 . 3 21 0 91 4 73 0一1 06 0 6 . 81 1 8 1 . 22 9 8 4 . 51 0 0一5 . 67 00 . 1 9 71 _ O R 9 51 0 6 55 71 . 3 01 1 11 5 81 -.一一 1 3 0一1 54 9 4 . 01 1 7 6 . 42 9 8 7 . 51 0 0一1 2 . 77 10 . 1 4 1 1 . 0 8 9 51 0 6 55 61 . 2 71 3