压缩机故障分析

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1、 1全全 封封 闭闭 压压 缩缩 现场故障压缩机和运行故障压缩机的简介现场故障压缩机和运行故障压缩机的简介 前言前言 虽然在质量方面做了大量工作，但有时法国泰康压缩机由于制造过程也会发生一些故 障。本文的目的则是说明一些可用下列主要指导原则来避免或消除的一些特殊问题。 虽然这些问题是对法国泰康压缩机讲的， 但在绝大多数情况下， 这些问题在无论怎样的 工艺，无论怎样的用途和无论在何处使用下都会发生。一般地讲，这些问题可随着冷冻工业 发展而解决，而不是仅用某一项复杂工艺就可解决。 故障种类故障种类 用户服务部所做出的压缩机故障分析结果如下： 声称有故障压缩机中有 20%实际上是好的，工作正常 从整

2、机返回的压缩机故障与从销售网络返回的压缩机故障相比较，是有 很大不同的 从销售网络返回的压缩机故障比从整机返回压缩机的故障多 3-5 倍 电气故障总和占全部故障的 20% 压缩机缺油（即油位在标准高度 50%以下时）故障占全部故障的 6% 压缩机卡死（机械故障）约为全部故障 20% 内部泄漏（阀片或垫片损坏，内排气管破裂等）约为全部故障的 8% 压缩机吸入空气（即吸气管泄漏）约占全部故障的 5% 剩下的即是其他故障，如噪声过大，运输或装卸损坏等等。 小结一下，故障可区分如下 20% 无故障 29% 电器故障 6% 缺油 20% 卡死 5% 吸入空气 8% 内部泄漏 12% 其他故障 上面这些数

3、字代表一个平均数， 对不同的压缩机系列和型号， 对不同的用途的压缩机这 些数字是不同的。 本分析的目的是对上述故障提出一些原因和说明， 并对如何使用压缩机使 之工作可靠提出解决办法和建议。 I I 电器故障电器故障 (1) (1) 内部线路起弧内部线路起弧 该故障约占电器故障的 20%，即占全部故障的 6%，该种故障是 马达在真空状态下供电 或是真空状态下电充击的典型结果。 在此种情况下， 接线柱之间或接线柱与压缩机外壳之间发生火花， 也可能在线圈内部发 生火花，这称为电晕效应（CORONA EFFECT） 因此要大声劝告用户，只能在真空破坏后才能供电。 对于电冲击试验也是如此。 为了工艺安全

4、，建议充注冷媒（系统抽空后）并用压力表检查压力，应高于大气压力。 事实上，从排气侧（往复压缩机的“高压” 侧）或从旋转式压缩机的吸气侧或其他地方（壳 体内高压）充注冷媒，冷媒气体不可能有足够的时间使马达区域增压。 绝对不要在真空状态下向压缩机供电绝对不要在真空状态下向压缩机供电 绝对不要在真空破坏以前施加电绝对不要在真空破坏以前施加电冲击冲击 (2) (2) 副绕组烧毁副绕组烧毁 该类故障占电器故障（单相马达）的 80%，即全部故障的 22%。 2在大多数情况下，它是由于副绕组通电时间过长超出设计要求（PSC 或 CSR 马达）或是 电流过大而引起过热的结果。很困难找到这种故障的根源所在，但是

5、，进行了一些研究计划 以找出故障解释。 下列原因可以作为可能的原因： 2 2- -a a 接线错误接线错误 在大多数情况下，故障发生在装有电压继电器（即 CSR 马达）的情况下，当然其他类型 的马达也有发生。但 PTC 马达不会发生， 因为 PTC 马达其副绕组是保护的。 作为直接后果，起动电容器也损坏。这二种故障（副绕组与起动电容器故障）可能是同 时发生的。某种接线错误可能使副绕组在数秒内烧毁，这也包括 PSC 马达类型（但只有运转 电容器） 。 但是，这种接线错误是可以避免的，只要注意在压缩机起动时间噪声大小。因为接线错 误会产生摇摆的噪声。 2 2- -b b 继电器安装位置继电器安装位

6、置 这种故障仅在压缩机起动时继电器断不开而发生。 电流继电器特别是仅在垂直安装位置 时才能安全工作。在任何情况下，允许最大安装偏差15。如果此偏差超出此限度，继电 器打不开，副绕组和起动电容保持通电，那就要烧毁。 大多数情况下，继电器放在电器盒内，为此在压缩机起动前要检查安装位置。电压继电 器对正确安装位置不太敏感，但是其特性（即释放/吸合）要变化，因此也会发生同样的故 障。 2 2- -c c 每小时起动次数每小时起动次数 压缩机起动时， 副绕组通过大电流。 通电如太长副绕组会损坏， 虽然设计上不允许这样。 为此，副绕组不允许保持通电（PSC 马达除外） ，并且在二次起 动之间要有足够长的时

7、间以 使副绕组冷却下来。 作为基本规则，也根据技术的发展，每小时最多的起动次数应小于 10 次，特殊情况下 可允许 12 次。但是大多数情况下为每小时 7-8 次。 装置的开停比即运行时间与停机时间的比应不超过 0.75， 以使副绕组有足够时间冷却。 显然，连续运转数小时（每天开动一次）是最理想的，这样可保证与经常开停相比有高的压 缩机可靠性。 有 些装置有低压压力表作为监视。 在这种情况下， 应该切断后重新起用该压力表时应有 一段时间延迟。虽然该表不是用作安全装置，特别在冷媒充注量不够时（吸气侧泄漏）要延 长时间延迟。压缩机起动延迟时间继电器可以避免这种故障。 2 2- -d d 继电器用错

8、继电器用错 某种继电器仅适用于一种压缩机。因此，它的特性是专用的（吸合/释放）以保证安全 起动。 每一种马达也专为适合某种继电器特性而设计， 以使能够在规定的电压范围内的任何 电压都能起动压缩机。 大多数继电器看起来是一样的， 而且都装在任何压缩机上工作而不会 立即发生问题。因此，重要的是要检查压缩机供电电压。 继电器的吸合和释放电压和通过继电器电流成正比，因此也与马达的供电电压成正比。 人们都不太注意电压波动会影响继电器工况的事实以及这种波动的后果。 电压太高会形成副绕组长久通电（继电器不断开） 。反之，电压 太低会使起动失败，或形成 开/停状态。 只有制造厂认可的继电器有准许使用。 注：

9、“通用继电器” 修配市场出售的继电器也可能会成功地工作，但随后，它会在使用现场出现故障。除了 马达的起动扭矩被限定，形成压缩机起动困难外，PTC 型通用继电器有一个再起动的时间延3迟（冷却问题） ，因此形成压缩机处于永久性的非起动状态。 P5 2P5 2- -e e 继电器故障继电器故障 任何继电器可能在初始阶段发生或在工作一段时间后发生故障。 在大多数情况下， 故障 是与继电器本身的或是放电起弧的机械故障有关的。 故障的根源来自副绕组烧毁或起动电容器损坏。 此类故障是难于查明的。 但大多数情况， 有的是此类故障的后果。 可以提出的最好忠告是 “在任何情况下不要使用先前损坏过的继电 器” 备注

10、：对继电器进行试验性机械运行（翻倒方法）是不足证明能够使用的。任何损坏了的继 电器必须更换新的继电器。 2 2- -f f 电压不对电压不对 例： “A”型额定电压为 100/115V 的继电器通以 220 伏，压缩机起动以后，如继电器不释放， 这样副绕组和起动电容器在过载保护器切断前即通过大电流。 (3) (3) 主绕组烧毁主绕组烧毁 这类故障约为单相压缩机电器故障的 3.5%（按欧洲市场统计比率） 。这类故障大多数来 源于使用问题，即不在正常工况下运转。 主要原因有三主要原因有三： 压缩机选型错误 冷凝器太小或堵塞（或马达风扇故障） 冷却压缩机的空气流不够或形成热空气循环 3 3- -a

11、a 压缩机选型错误压缩机选型错误 电动机是设计在规定的蒸发温度区域， 为一定的冷媒和规定的电压范围内在最佳效率下 工作的。其中任一因素的偏差可能会是决定性的，并形成过热而过载保护器未跳开：即或是 在非设计的运转工况下功率不够，或是在周围环境下的热交换不够。 压缩机过大，配上一个不能匹配同样冷量的冷凝器也会有问题。因为热交换量增大。最 重要的是压缩机冷量必须与冷凝器规格、冷量相匹配。选型错误使系统平衡温度增高 4-5K （冷凝温度） ，因此系统性能的增加只是期望值的 60%，如果压缩机设计能有油冷器或用风 扇冷却，这种冷却方法必须要使用。 3 3- -b b 冷凝器太小或冷凝器堵塞冷凝器太小或冷

12、凝器堵塞 这二种情况都会使系统在设计范围以外工作，其后果如同上节所述。 冷凝器堵塞或风扇马达损坏会使冷凝温度大大增高（也使排气压力大为增高） 。但风扇 冷却的压缩机冷却或冷却气流却不够，或空气气流温度太高。虽然此时形成异常过热，但过 载保护器跳闸却不发生。 3 3- -c c 气流不充分或热空气循环气流不充分或热空气循环 此故障大多数情况是由于设计者疏忽而造成系统设计不佳。 压缩机和冷凝器的冷却必须 有最佳的气流（在气流组织和气流温度方面）以保证最佳效率。 冷凝机组装在一个很小的空间内应保证有充足的流入空气口和同样大小的流入口。 在某些情况下，装置本身看起来不错，但对压缩机来说并一定是好，对冷

13、凝器可靠运行来说 不一定是好。很多情况下冷凝机组的安装方向并不与空气流入口和流出口方向很好地对准， 因此有可能使流入冷凝器的冷空气被同一地方的热空气所加热，这就是空气循环。 在装置现场使用中， 检查冷凝器流入空气温度， 发现某些情况下流入空气温度比大气温 度高 10K 以上，例如大气温度 32C，我 们发现吸入冷凝器的空气是 44C（在冷凝器前面 10 公分处） 。 在高的环境温度下会发现这样的运转工况， 这种工况与装置的受限制的状态有关， 发生 过载保护器跳开。在这种情况下，维修人员常常作这样的解释： “冷凝器太小” 。但他却从来4不想到这是“热空气循环” 。 对上述所有的原因， 主绕组烧毁

14、不是主要的后果， 阀片上油结炭或过载保护器跳开都总 是要降低压缩机的寿命的。 II II 缺油缺油 为进一步研究，只分解了具有 50%原油量的压缩机。这类故障占全部故障的 6%，但可能 在大型压缩机内发生即 AG 和 AN 系列（约占全部故障 20%） 。 缺油的后果是压缩机卡死或发生早期磨损。压缩机缺油可以有以下二个原因来解释： 压缩机回油不好 压缩机停机期间起泡 ( (1) 1) 压缩机回油不好压缩机回油不好 一小部分油与冷媒气混合， 并在系统中循环。 为避免系统内积存油和保证管道内最大的 冷媒循环流速。一般认为，冷媒气质量流量 1%以下油气混合物在系统中循环是允许的。例 如，1.5HP

15、的压缩机可能有每小时 1 公斤油的循环，这意味着有 1.2 倍的油加注量在系统内 循环。 压缩机制造厂为获得冷媒与油的良好的互溶性， 选定和认证一定的冷冻油。 但是在机械 设计上必须以最小的冷媒气体流速提供压缩机的良好回油， 也就是管路尺寸特别是吸气管路 尺寸必须谨慎选择。也就是管路直径大小须在压降和良好回油之间取得平衡。 这里我们建议如下最小冷媒流速： 对水平管路（以及有坡度的管路）冷媒流速 4m/s 对上升管路冷媒流速 8m/s 但最高流速必须小于 15m/s 以减小压降，避免冷媒流动噪声。 对于小于 30 米长的管路，无需设置存油弯。 建议安装水平管路在冷媒流动方向有一个每米 0.8 厘米的下坡度。 (2) (2) 压缩机停机期间起泡现象压缩机停机期间起泡现象 压缩机内冷冻油或多或少与冷媒气体之间有互溶性，这种互溶性与压力与温度有关。 根据热力学原理，众所周知，一种气体能从系统内最热的地方转移到最冷的地方。情况是停 机期间，压缩机是系统内的最冷的机件。因此在油达到完全饱和状态之后，冷媒会沉在压缩 机壳体的底部。 其后果将是压缩机零件磨损或是卡死。这将在以下进一步分析。 压缩机起动时吸入压