螺桿壓縮機的能級控制

一、概述：   
     螺桿壓縮機是一種高速回轉(zhuǎn)的容積式壓縮機，通過工作容積縮小進行氣體壓縮，除了兩個高速回轉(zhuǎn)的螺桿轉(zhuǎn)子外，沒有其它運動部件，具有回轉(zhuǎn)式壓縮機（如離心式壓縮機）和往復(fù)式壓縮機（如活塞式壓縮機）各自的優(yōu)點，如體積小、重量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、易損件少、效率高、單級壓比大、能量無級調(diào)節(jié)等，在壓縮機行業(yè)得到迅速發(fā)展及應(yīng)用。由于螺桿制冷壓縮機單級有較大的壓縮比及寬廣的容量范圍，故適用于高、中、低溫各種工況，特別在低溫工況及變工況情況下仍有較高的效率，這一優(yōu)點是其它機型（如吸收式、離心式等）不具備的。因此，螺桿式制冷壓縮機被廣泛用于空調(diào)、冷凍、化工、水利等各個工業(yè)領(lǐng)域，是制冷領(lǐng)域特別是工業(yè)領(lǐng)域的最佳機型。
　　　由于螺桿制冷壓縮機屬于容積式壓縮機，它利用一對相互嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子在機體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運動，周期性地改變轉(zhuǎn)子每對齒槽間的容積來完成吸氣、壓縮和排氣過程。適用于NH3（氨）、R22（氟利昂）等各種制冷工質(zhì)，不需要對機器結(jié)構(gòu)作任何改變，所以一般認為螺桿空壓機不存在困擾制冷界的CFCs工質(zhì)替代問題。
二、結(jié)構(gòu)分析：
　　　螺桿式制冷壓縮機常用滑閥調(diào)節(jié)能量，即在兩個轉(zhuǎn)子高壓側(cè)，裝上一個能夠軸向移動的滑閥，來調(diào)節(jié)能量和卸載啟動?；y調(diào)節(jié)能量的原理，是利用滑閥在螺桿的軸向移動，以改變螺桿的有效軸向工作長度，使能量在100%和10%之間連續(xù)無級調(diào)節(jié)。
　　　能量調(diào)節(jié)主要與轉(zhuǎn)子有效的工作長度有關(guān)。圖一為滑閥的移動與能量調(diào)節(jié)的原理圖。圖A示出全負荷時滑閥的位置。當滑閥尚未移動時，滑閥的后緣與機體上滑閥滑動缺口的底邊緊貼，滑閥的前緣則與滑動缺口的剩余面積組成徑向排氣口。此時，基元容積中充氣最大。由吸入端吸入的氣體經(jīng)轉(zhuǎn)子壓縮后，從排氣口全部排出，其能量為100%，如圖B實線所示。當高壓油推動油活塞和滑閥向排出端方向移動時，滑閥后緣隨之被推離固定的滑動缺口的底邊，形成一個通向徑向吸氣口的、可為壓縮過程中氣體的泄逸通道，如圖C所示，減少了螺桿的工作長度，即減少了吸入氣體的基元容積，如圖B中虛線所示，排出氣體減少，一旦吸入的氣體，未進行壓縮（此時接觸線尚未封閉）就通過旁道口進入壓縮機的吸氣側(cè)，因此減少了吸氣量和制冷劑的流量，起到了能量調(diào)節(jié)的作用。泄逸通道的大小取決于所需要的排氣量大小。滑閥前緣與滑動缺口形成的排氣口面積（即徑向孔口）同時縮小，達到改變排氣量的目的。此時，調(diào)節(jié)指示器指針指出相應(yīng)的改變排量的百分比。
　　　當滑閥繼續(xù)向排出端移動時，制冷量隨排量的減少而連續(xù)地降低。因而能量便可進行無級調(diào)節(jié)。當泄逸孔道接近排氣孔口時，螺桿工作長度接近于零，便能起到缷載啟動的目的。
　　　能量調(diào)節(jié)采用油驅(qū)動調(diào)節(jié)，一個能量調(diào)節(jié)電磁閥組是由四個電磁閥與相應(yīng)油路連接而成的，選用四個電磁閥可控制供油的流向，從而達到控制油活塞在油缸內(nèi)的前后移動，這樣即可完成滑閥的正反移動從而達到增載、減載的作用。該系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：供油、控制和執(zhí)行機構(gòu)。供油機構(gòu)有油泵及壓力調(diào)節(jié)閥；控制機構(gòu)有四通電磁閥；執(zhí)行機構(gòu)有滑閥、油活塞和油缸等。其控制系統(tǒng)見圖二所示。減荷時，電磁閥1和4開啟，由油泵來的高壓油，經(jīng)電磁閥4被送到油活塞左側(cè)，推動活塞向右移動，帶動滑閥向排氣端移動，達到減少負荷的目的。同時，油活塞右移，油缸內(nèi)的油經(jīng)電磁閥1被排回油箱。增荷時，電磁閥2和3開啟，油活塞右側(cè)獲得高壓油，活塞左移，得到增荷調(diào)節(jié)。需要滑閥停留在某一定位置時，只要在此位置不接通電磁閥或油分配閥即可。油缸兩邊的油即不能流進，也不能流出，滑閥此時不會左右移動而處在一定位置上，即相應(yīng)某一固定的能量?；y的移動可以調(diào)節(jié)壓縮機的吸氣量，從而調(diào)節(jié)了排氣量，滑閥的移動是靠專門設(shè)置的油缸、油活塞來推動的。壓縮機運轉(zhuǎn)過程中，通過滑閥向壓縮機腔內(nèi)噴入大約占體積流量0.5～1%的潤滑油，這部分潤滑油起著冷卻、密封、潤滑的作用。
　　　三、設(shè)備現(xiàn)狀：
　　　整個機組由單機雙級螺桿壓縮機、空壓機、油路系統(tǒng)、底座等組成，油路系統(tǒng)主要由油分離器、油冷卻器、油過濾器、油泵與油泵電動機、油分配總管組成。氣路系統(tǒng)由吸氣過濾器、吸氣上回閥、壓縮機、經(jīng)濟器、油分離器、氣止回閥等組成，控制系統(tǒng)由控制臺和啟動柜組成。
　　四、故障及處理：
　　　冰機按正常程序開機，低壓級能級會很快的自動增載至100%，且高、低壓級的能級不能正常增載和減載，造成冰機由于吸氣壓力過低而跳停，現(xiàn)場分析和處理如下：    1、能級不能進行調(diào)節(jié)，通常情況下是由于“電臟”造成的，原因是冰機油路系統(tǒng)不干凈，臟東西將電磁閥閥芯卡住或者是閥體內(nèi)彈簧卡在閥體內(nèi)腔，使電磁閥不能正常工作，閥芯始終處于常開狀態(tài)，電磁閥在未動作時油路上不斷有油進入油活塞推動其作用，使增載油路始終處于打開狀態(tài)，能級不斷上升直至100%。此時可將冰機系統(tǒng)內(nèi)部進行泄壓至零，拆卸低壓級增減載電磁閥（共四只），將閥芯、閥體、彈簧清洗吹掃，密封面檢查清理，檢測四組電磁閥是否正常，然后重新裝配好后即可。發(fā)生“電臟”現(xiàn)象后，可將油泵前過濾器進行吹掃清洗，定期檢測冰機潤滑油的油品，如發(fā)現(xiàn)油品指標已超范圍，則必須更換油品。   2、經(jīng)現(xiàn)場對電磁閥組的拆檢和清洗重新裝回，開機運行后，仍然出現(xiàn)低壓級能級自動增載現(xiàn)象。將油分配總管上供電磁閥組的總供油閥和回壓縮機組的回油閥關(guān)閉，切斷油路的進出，壓縮機仍能自動增載，根據(jù)以上現(xiàn)象，判定是機組滑閥內(nèi)部的泄漏。   3、經(jīng)確認后“O”型密封圈有損傷，拆缷程序如下：
　　A、放盡機組內(nèi)部了氣體壓力，拆下指示計、缷載蓋和相應(yīng)的控制線，拆下聯(lián)軸器；
B、拆下固定缷載活塞的鎖緊螺母，平衡活塞和缷載油缸將同時被拆下（注意不要將平衡活塞與缷載油缸分開拆，為了避免再裝進的麻煩）；
C、拆下低壓級的吸氣口蓋，低壓級的噴油管，低壓級的排氣口蓋和主機側(cè)的聯(lián)軸器，用兩只M8螺栓拆出軸封、固定環(huán)和骨架油封；
D、更換卸載推桿的“O”型密封圈。
四、結(jié)論：
　　　通過以上的處理后，冰機現(xiàn)能正常運行。通過這次的檢修，對能級的失靈的處理有了進一步的認識：如果發(fā)現(xiàn)能級不能正常增減載的時候，首先判斷電磁閥組電臟，關(guān)閉油路的進出口閥門，對電磁閥組進行清洗，清洗完畢后重新安裝即可；當發(fā)現(xiàn)能級產(chǎn)生“飄”的現(xiàn)象時，通過拆檢油路系統(tǒng)，從氣體的壓力來進行判斷問題的所在，總之，判斷問題要認真仔細。