浅析船舶制冷压缩机常见故障

浅析船舶制冷压缩机常见故障Analysiscommonfailureoftheshiprefrigerationcompressor目录摘要........................................................IAbstract....................................................Ⅱ第一章前言.................................................1第二章制冷压缩机常见故障（1）电机的损坏.....................22.1电压不正常和缺相................................................22.2接触器的选择....................................................22.3负荷增大和堵转电流过高..........................................32.4短路问题.....................................................32.5电机的冷却不佳..................................................3第三章制冷压缩机常见故障（2）缺油与润滑不足.................43.1缺油............................................................43.2润滑不足........................................................4第四章制冷压缩机常见故障（3）液击危害及分析.................54.1过程与现象......................................................54.2原因分析........................................................5第五章制冷压缩机常见故障（4）过热现象.......................75.1危害............................................................75.2电机过热与排气温度过高..........................................7第六章结论.................................................9致谢.......................................................10参考文献...................................................11大连海洋大学本科毕业论文（设计）摘要I摘要压缩机是船舶制冷系统中的核心部件，被称为制冷装置的“主机”，是决定装置制冷量的关键设备，也是维护保养的重点。只有通过它将电能转换为机械功，把低温低压气态制冷剂压缩为高温高压气体，才能保证制冷的循环进行。由于各种损失诸如摩擦、泄漏、有害传热、电机损失、流动阻力、噪声振动等的存在，压缩机工作时实际效率远低于理论效率。分析制冷压缩机常见故障，有效地对其进行维护保养，能很好地提高压缩机使用寿命和工作效率。本文通过对船舶制冷压缩机常见故障进行了分析，使其在使用过程中能有针对性地进行管理，防止损坏事故的发生，能很大程度地提高船舶制冷装置的经济性和实用性。关键词:制冷装置，压缩机，故障分析大连海洋大学本科毕业论文（设计）AbstractⅡAbstractTheShiprefrigerationcompressoristhecorecomponentofthesystem,knownasthecoolingdevice,host,istodeterminethecoolingcapacityofkeyequipmentinstallation,maintenanceisthekey.Itisonlythroughthepowerconvertedtomechanicalpower,thelow-temperaturelow-pressurerefrigerantgascompressedtohightemperatureandhighpressuregasinordertoensurethecoolingloop.Duetovariouslossessuchasfriction,leakage,hazardousheattransfer,electricallosses,flowresistance,thepresenceofnoiseandvibration,thecompressorwork,theactualefficiencyismuchlowerthanthetheoreticalefficiency.Analysisofcommoncompressorfailure,theeffectivemaintenanceofthemcouldwellimprovetheefficiencyofthecompressorlifeandwork.Basedonthecommonmarinerefrigerationcompressorfailuresareanalyzed,theprocesscanbeusedtocarryoutappropriatemanagementtopreventtheoccurrenceofdamagecangreatlyincreasetheeconomicshiprefrigerationequipmentandpracticality.Keywords：refrigerationequipment，compressor，failureanalysis大连海洋大学本科毕业论文（设计）第一章前言1第一章前言压缩机在运转过程中，难免会出现一些故障，甚至事故。故障是指压缩机在运行中出现的不正常情况，一经排除压缩机就能恢复正常工作，而事故则是指出现了破坏情况。两者往往是关联的，若碰到故障不及时排除便会造成事故。压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。从能量的观点来看，压缩机是属于将原动机的动力能转变为气体压力能的机器。随着科学技术的发展，压力能的应用日益广泛，使得压缩机在国民经济建设的许多部门中成为必不可少的关键设备之一。制冷压缩机的故障可分为电机故障和机械故障，机械故障包括曲轴，连杆，活塞，阀片，缸盖垫等故障往往使电机超负荷运转甚至堵转，是电机损坏的主要原因之一。液击可以在很短时间内造成压缩受力件的损坏，是往复式压缩机的致命杀手。减少或避免液体进入气缸就可以防止液击的发生。压缩机是高速运转的复杂机器，保证压缩机曲轴、轴承、连杆、活塞等运动件的充分润滑是维持机器正常运转的基本要求。为此，压缩机制造商要求使用指定牌号润滑油，并要求定期检查润滑油油位和颜色。然而,由于制冷系统设计、施工和维护方面的疏忽，压缩机缺油、油焦化变质、回液稀释、制冷剂冲刷、使用劣质润滑油等造成运动件润滑不足的情况比较常见。润滑不足会引起轴承面磨损或划伤，严重时会造成抱轴、活塞卡在气缸内以及由此而引起的连杆弯曲、断裂事故。压缩机正常运转时的发热量不应该引起过热。正常的电机发热、压缩热以及摩擦热在设计压缩机时均做过认真的考虑，并有相应的冷却措施。然而在实际使用中，由于超范围使用、电源不正常、电机过载、制冷剂泄漏、冷凝压力太高等问题引起的电机高温、排气温度过高、润滑油焦糊等过热现象比较常见，并已成为压缩机常见故障。气缸排气温度是判断压缩机是否过热的重要指标之一。压缩机过热是一个重要的故障信号，表明制冷系统存在较严重的问题，或者压缩机的使用和维护不当。如果压缩机过热的根源在于制冷系统，只能从改进制冷系统设计和维护方面着手解决问题。换一台新压缩机上去不能从根本上消除过热问题。压缩机常见的故障（液击、缺油、润滑不足、电机损坏）产生的原因进行逐一分析，提出了相应的对策。在设计及运用中避免液击的产生，保持适当的润滑油，正确安装和维护，有利于压缩机的正常工作，减少故障。大连海洋大学本科毕业论文（设计）第二章制冷压缩机常见故障（1）电机的损坏2第二章制冷压缩机常见故障（1）电机的损坏电机的损坏主要表现为定子绕组绝缘层破坏和断路等。定子绕组损坏后很难及时被发现，最终可能导致绕组烧毁。电机的运转离不开正常的电源输入，合理的电机负荷，良好的散热和绕组漆包线绝缘层的保护。从这几方面入手，不难发现绕组烧毁的原因不外乎如下五种：(1)电压不正常和缺相；(2)接触器的选择；(3)负荷增大和堵转电流过高；(4)短路问题；(5)电机的冷却不佳。实际上，电机损坏是由多种因素共同促成的。下面就这些问题进行逐一分析：2.1电压不正常和缺相电压异常和电源缺相可以很容易地毁掉任何电机。有关规定电源电压变化范围不能超过额定电压的10%，三相间的电压不平衡不超过2％。大功率电机必须独立供电，以防同线其他大功率设备启动和运转时造成低电压。电源线必须能承载电机的额定电流。如果缺相时压缩机正在运转，它将继续运行但会产生大的负载电流。电机绕组会很快过热，正常情况下压缩机会被热保护。当电机绕组冷却至设定温度，接触器会闭合，但压缩机启动不起来，出现堵转。电机各绕组的差别非常小，电源三相平衡时相电流的差别可以忽略。理想状态下，相电压始终相等，只要在任一相上接一个保护器就可以防止过电流造成的损坏。实际上很难保证相电压的平衡。电压不平衡百分数计算方法为,相电压与三相电压平均值的最大偏差值与三相电压平均值比值.美国国家电器制造商协会(NEMA)电动机和发电机标准出版物指出，由不平衡电压造成的相绕组温升百分比大约是电压不平衡百分点数平方的两倍。2.2接触器的选择接触器是电机控制回路中重要部件之一，选型不合理可以毁坏压缩机。按负载正确选择接触器是极其重要的。接触器必须能满足苛刻的条件，如快速循环，持续超载和低电压等。它们必须有足够大的面积以散发负载电流所产生的热量，触点材料的选择必须在启动或堵转等大电流情况下能防止焊合。为了安全可靠，压缩机接触器要同时断开三相电路，接触器必须满足如下四项：1、接触器必须满足ARI标准780-78“专用接触器标准”规定的工作和测试准则。2、制造商必须保证接触器在室温下，在最低铭牌电压的80％时能闭合。3、当使用单个接触器时，接触器额定电流必须大于电机铭牌电流额定值(RLA).同时，接触器必须能承受电机堵转电流。如果接触器下游还有其它负载，比如电机风扇等，也必须考虑。4、当使用两个接触器时，每个接触器的分绕组堵转额定值必须等于或大于压缩机半绕组堵转额定值。接触器的额定电流不能低于压缩机铭牌上的额定电流。规格小或质量低劣的接触器无法经受压缩机启动，堵转和低电压时的大电流冲击，焊接甚至脱落的现象，引起电机损坏。触点抖动的接触器频繁地启停电机，巨大的启动电流和发热,会加剧绕组绝缘层的老化。每次启动时，磁性力矩使电机绕组有微小的移动和相互摩擦。如果有其它因素（如金属屑，绝缘性差的润滑油等），大连海洋大学本科毕业论文（设计）第二章制冷压缩机常见故障（1）电机的损坏3很容易引起绕组间短路。此外，抖动的接触器线圈容易失效。如果有接触线圈损坏，容易出现单相状态。如果接触器选型偏小，触头不能承受电弧和由于频繁开停循环或不稳定控制回路电压产生的高温，可能焊合或从触头架中脱落。因此，当电机烧毁后，检查接触器是必不可少的工序。接触器是导致电机损坏的一个常常被人遗忘的重要原因。2.3负荷增大和堵转电流过高电机负荷包括压缩气体所需负荷以及克服机械摩擦所需负荷。压比过大，或压差过大，会使压缩过程更为困难；而润滑失效引起的摩擦阻力增加，以及极端情况下的电机堵转，将大大增加电机负荷。润滑失效，摩