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压缩机简介:

压缩机(compressor ),输送气体和提高气体压力的一种从动的流体机械。是制冷系统的心脏,它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后,向排气管排出高温高压的制冷剂气体,为制冷循环提供动力,从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发 ( 吸热 ) 的制冷循环。压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备 ( 启动器和热保护器 ) 及冷却系统组成。冷却方式有油冷和自然冷却两种。

 压缩机

压缩机种类

目前家用冰箱和空调器压缩机都是容积式,其中又可分为往复式和旋转式。往复式压缩机使用的是活塞、曲柄、连杆机构或活塞、曲柄、滑管机构,旋转式使用的是转轴曲轴机构。
  按应用范围又可分为低背压式、中背压式、高背压式。低背压式 ( 蒸发温度 -35 ~ -15 ℃ ) ,一般用于家用电冰箱、食品冷冻箱等。中背压式 ( 蒸发温度 -20 ~ 0 ℃ ) ,一般用于冷饮柜、牛奶冷藏箱等。高背压式 ( 蒸发温度 -5 ~ 15 ℃ ) ,一般用于房间空气调节器、除湿机、热泵等。

压缩机区别

空调和冰箱的压缩机有不少共通之处,但是主要的区别大约就是制冷剂了,原先都使用R12,但是由于R12的淘汰,现在冰箱主要使用R134A和R600A的制冷剂;空调的话有R123、R22、R407C、R410A、R134A。从功率来看的话比较缺乏参照,冰箱里也有大型冷库,空调里也有不到一匹的小机,由于空调和冰箱的原理都是基于蒸汽压缩制冷,所以只需要了解各类压缩机的特性就可以了。
在制冷行业,主要有两大制冷方式,一种是依靠压缩机的蒸发式制冷循环,另一种是烧锅炉的吸收式制冷循环。
现在比较常见的几类压缩机又分两类,容积式压缩机和速度式压缩机: 速度式压缩机主要就是人们所说的离心机了: 离心式压缩机是当前单机制冷量最大、效率最高的压缩机。其单机冷量范围从400冷吨到2500冷吨。(P.S.一冷吨=3.516kW)输入电压也可根据启动方式选择380V、1000V以上等。离心式压缩机的原理是利用叶轮带动冷媒气体,将动能转化为空气势能,提升冷媒气体压力,从而达到压缩效果。使用冷媒主要是R123和R134A,其中,R123由于热工性能较好,比R134A效率要高7%左右。 

容积式压缩机主要有螺杆式、涡旋式、活塞式和转子式: 螺杆式压缩机是容积式压缩机中制冷量最大的压缩机,其冷量范围一般从50冷吨到400冷吨。螺杆式压缩机又分双螺杆式和单螺杆式。双螺杆式的应用较多,效率也较高,由阴阳转子组成,旋转时通过表面螺旋线啮合压缩冷媒。螺旋线的设计是其效率的关键,所以每家厂家都不甚相同。使用冷媒R134A和R22。

涡旋式压缩机和活塞式压缩机的冷量范围大致相互覆盖,冷量规格可查询厂家,最大有做到600kW左右。由动静两个涡旋盘组成,转动时通过涡旋线不断压缩冷媒,最后从中心点压出。特别要一提的是现在很流行的谷轮开发的数码涡旋技术,通过将一个涡旋盘提高1mm,使得冷媒旁通,达到压缩机降载的效果。使用的冷媒主要有R134A、R407C、R410A和R22。

活塞式压缩机是大家非常熟悉的压缩机了,其历史悠久,技术成熟,冷量范围多在2.2kW到200kW左右。通过曲轴连杆带动活塞对冷媒进行压缩。冷媒主要是R22、R134A、R410A和R407C。 转子式压缩机,主要是以前窗式空调中使用的,冷量相当小,一般不超过5kW。其原理是由一个带推杆的转子在容腔内转动,对冷媒进行压缩。现在已经很少使用。

离心式压缩机主要使用在离心式冷水机组中,这种主机的优势是制冷量大,能效比高,一般用于空调面积超大的办公大楼、厂房、高档酒店、体育管等等,例如上海环球金融中心和金茂大厦全用的是离心式冷水机组。 螺杆式压缩机主要使用在各类型的螺杆式机组中,这种主机冷量也较大,是离心式冷水机组的补充,用于空调面积比较大,却又没到需要使用离心机组的场合。同时螺杆机组也常用于全热回收,其热回收的热水出水温度比使用离心机组要高,离心机组一般是45度,螺杆机组可以达到60度。

涡旋式压缩机广泛使用于风冷模块式冷水(或热泵)机组、大多数商用空调和变频多联机中,尤其是数码多联机用的均是涡旋式压缩机。这些空调机组适用于空调面积不是很大,同时使用率不是很高,或者是没有地方设置机房的场合。比如一些小型工厂,隔间相当多的大楼等等。

活塞式压缩机主要用也用于同涡旋式压缩机相同的空调设备中,也用于常见的家用空调。(5匹以下)活塞机的特点是稳定,但是由于结构问题,如余隙和传动部件较多的影响,效率较涡旋机差一些。 转子式的压缩机主要是以前的窗式空调用,现在已经不太使用了。 至于冰箱用的压缩机,由于其功率一般较小,应该基本是活塞式或者涡旋式的。


压缩机主要性能指标

压缩机主要性能指标有:输入、输出功率,性能系数,制冷量,启动电流、运转电流、额定电压、频率,气缸容积,噪音等。衡量一种压缩机的性能,主要从重量、效率和噪音三个方面的比较。


生产制造方法

压缩机是以流水线方式生产的。在机械加工车间 ( 包括铸造 ) 制造出缸体、活塞 ( 转轴 ) 、阀片、连杆、曲轴、端盖等零部件;在电机车间组装出转子、定子;在冲压车间制造出壳体等。然后在总装车间进行装配、焊接、清洗烘干,最后经检验合格包装出厂。大多数压缩机制造厂不生产启动器和热保护器,而是根据需要从市场采购。
大体的说共有10个大部件

规格、质量

压缩机的规格是按输入功率来划分的。一般每种规格间相差 50W 左右。另外,也有按气缸容积划分的。
  压缩机主要性能指标有:输入、输出功率,性能系数,制冷量,启动电流、运转电流、额定电压、频率,气缸容积,噪音等。衡量一种压缩机的性能,主要从重量、效率和噪音三个方面的比较。
  按照我国标准,其安全性能检验是依据 GB4706.17-2004规定项目进行的。其中主要项目是电气强度、泄漏电流、堵转,以及过载运行试验等。
  对空调器压缩机的性能检验,依据 GB5773-2004 中的规定进行。
  另外,在产品定型及生产中发生可能影响产品性能的重大变化时,连续生产满一年或时隔一年以上再生产时,以及出厂检验结果与型式试验有较大差异时,均必须进行型式试验。

压缩机安装

安装场所之选定最为工作人员所忽视。往往压缩机购置后就随便找个位置,配管后立即使用,根本没有事前的规划。殊不知如此草率的结果,却形成日后压缩机故障维修困难及压缩空气品质不良等的原因。所以选择良好的安装场所乃是正确使用空压系统的先决条件。

  1.须宽阔采光良好的场所,以利操作与检修。

  2.空气之相对湿度宜低,灰尘少,空气清净且通风良好。

  3.环境温度须低于40℃,因环境温度越高,则压缩机之输出空气量愈少。

  4.如果工厂环境较差,灰尘多,须加装前置过滤设备。

  5.预留通路,具备条件者可装设天车,以利维修保养。

  6.预留保养空间,压缩机与墙之间至少须有70公分以上距离。

  7.压缩机离顶端空间距离至少一米以上。

二.配管,基础及冷却系统注意事项

  1.空气管路之配管注意事项

  (1)主管路配管时,管路须有1°~2°之倾斜度,以利管路中的冷凝水排出。

  (2)配管管路之压力降不得超过压缩机设定压力之5%,故配管时最好选用较大的管径。

  (3)支线管路必须从主管路的顶端接出,避免管路中的凝结水下流至用气设备中,压缩机空气出口管路最好应有单向阀。

  (4)几台压缩机串联安装,须在主管路末端加装球阀或自动排水阀,以利冷凝水排放。

  (5)主管路不要任意缩小,如果必须缩小或放大管路时须使用渐缩管,否则在接头处会有混流情况发生,导致大的压力损失,也影响管路的使用寿命。

  (6)压缩机之后如果有储气罐及干燥机等净化缓冲设施,理想之配管应是压缩机+储气罐+前过滤器+干燥机+后过滤器+精过滤器。如此储气罐可将部分的冷凝水滤除,同时储气罐亦有降低气体排气温度之功能。较低温度且含水量较少之空气再进入干燥机,可减轻干燥机或过滤器之负荷。

  (7)若系统之空气用量很大且时间很短,瞬时用气量变化很大,宜加装一储气罐作为缓冲之用(其容量应大于或等于最大瞬时气量的20%),这样可以减少压缩机组频繁加载或卸荷的次数,减少控制元件动作次数,对保持压缩机的运行可靠性有很大的益处。一般情况下,可选择容量为排气量20%的储气罐。

  (8)系统压力在1.5MPa以下的压缩空气,其输送管内之流速须在15m/sec以下,以避免过大的压力降。

  (9)管路中尽量减少使用弯头及各类阀门,以减少压力损失。

  (10)理想的配管是主管线环绕整个厂房,如此在任何位置均可获得双方面的压缩空气。如在某支线用气量突然大增时,可以减少压力降。且在环状主干线上配置适当之阀门,以便检修切断之用。

2.基础

   (1)基础应建立在硬质的地坪上,在安装前须将基础平面整水平,以避免压缩机产生震动而引起噪音。

   (2)压缩机如装在楼上,须做好防振处理,以防止振动传至楼下,或产生共振,对压缩机及大楼本身均有安全上的隐患。

    (3)螺杆式压缩机所产生的振动很小,故不需做固定基础。但其所放置之地面须平坦,且地下不可为软性土壤。压缩机底部最好铺上软垫或防震垫,以防止振动及噪音。

3.冷却系统

   (1)当您选用风冷式压缩机时,要考虑其通风环境。不得将压缩机安放在高温设备附近,以避免压缩机吸入高温大气导致排气温度过高而影响机组的正常运行。

   (2)当使用条件限制压缩机安装在较小的密闭空间内时,须加装抽、排风设备,以便空气流通循环,其抽、排风设备的能力须大于压缩机冷却风扇的排风量,而且抽风进口位置要适合压缩机热排风出口位置。

三。压缩机的安装应遵循当地的有关法律法规,并严袼遵守以下规定:

  1、压缩机应采用承重能力大于机组重量的起重设备进行吊运,吊运速度、加速度应限制在许可的范围之内。

  2、尽量把压缩机安装在凉爽、干净、通风良好的地方,保证压缩机吸入的空气洁净及水分含量最小。

  3、压缩机吸入的空气不允许含有可燃气体及腐蚀性气体,以免可能引起爆炸或内部锈蚀。

  4、风冷型机器最好应有排风扇或导风管将热风导出室外,避免热|考试|大|风循环到进风口。

  5、压缩机污水、废油的排放应遵守当地环保部门的规定。

  6、本机器使用为三相交流电源380V、50Hz,引导压缩机的供电线必须与其功率匹配并安装空气开关、熔断丝等安全装置,为确保电器设备的可靠安全,必须可靠接地。

四。调试和运行(特别注意!)

  1、新机调试,必须由本公司指定或认可的调试人员进行;

  2、开机前应确认机组内无人,并检查是否有遗留物品和工具,关上机组门;开机时应先通知机组周围人员注意安全;

  3、试运转时,严格检查压缩机的运转方向,当发现反转应立即停机,切断电源,把三相线任何两根对调再重新开机,否则会损坏压缩机(每次工厂电源检修须注意!)

  4、压缩机不能在高于铭牌规定的排气压力下工作,否则会导致电机过载而烧坏;

  5、当压缩机处于远程控制时,机器随时可能启动,应挂牌提醒;

  6、当压缩机发生故障或有不安全因素存在时,切勿强行开机,此时应切断电源,并作出显著标记。

五。维护维修

  压缩机的维护维修必须在有资格人员的指导下进行

    1、压缩空气和电器都具有危险性,检修或维护保养时应确认电源已被切断,并在电源处挂“检修”或“禁止开闸”等警告标志,以防他人合闸送电造成伤害;

  2、停机维护时必须等待整部压缩机冷却后及系统压缩空气安全释放,且维护人员尽可能避开压缩机系统中的任何排气口,关闭相应隔离阀;

  3、清洗机组零部件时,应采用无腐蚀性安全溶剂,严禁使用易燃易爆及易挥发清洗剂;

  4、压缩机运行一段时间后,须定期检验安全阀等保护系统,确保其灵敏可靠,一般每年检验一次;

  5、压缩机的零配件必须是正厂提供,其螺杆油必须为公司指定螺杆压缩机专用油,并且两种品牌的油严禁混用,否则会引起系统集焦造成重大事故。

 

常见故障及其原因和解决措施

故障一——排气量不足
排气量不足是压缩机最容易出现的故障之一,它的出现主要是由下述几个原因导致:
1、进气滤清器的故障:积垢堵塞,使排气量减少;吸气管太长,管径太小,致使吸气阻力增大影响了气量,要定期清洗滤清器。
2、压缩机转速降低使排气量降低:空气压缩机使用不当,因空气压缩机的排气量是按一定的海拔高度、吸气温度和湿度设计的,当把它使用在超过上述标准的高原上时,吸气压力降低等,排气量必然降低。
3、气缸、活塞、活塞环磨损严重、超差、使有关间隙增大,泄漏量增大,影响到了排气量。属于正常磨损时,需及时更换易损件,如活塞环等。属于安装不正确,间隙留得不合适时,应按图纸给予纠正,如无图纸时,可取经验资料,对于活塞与气缸之间沿圆周的间隙,如为铸铁活塞时,间隙值为气缸直径的0.06/100~0.09/100;对于铝合金活塞,间隙为气径直径的0.12/100~0.18/100;钢活塞可取铝合金活塞的较小值。
4、填料函不严,产生漏气使气量降低。其原因首先是填料函本身制造时不合要求;其次可能是由于在安装时,活塞杆与填料函中心对中不好,产生磨损、拉伤等造成漏气;一般在填料函处加注润滑油,它能起到润滑、密封、冷却的作用。
5、压缩机吸、排气阀的故障对排气量的影响。气阀的阀座与阀片间掉入金属碎片或其它杂物,导致关闭不严,形成漏气。这不仅影响排气量,而且还影响间级压力和温度的变化 ;这种问题的出现可能是由于一是制造质量问题,如阀片翘曲等,第二是由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。
6、气阀弹簧力与气体力匹配的不好。弹力过强则使阀片开启迟缓,弹力太弱则阀片关闭不及时,这些不仅影响了气量,而且会影响到功率的增加,以及气阀阀片、弹簧的寿命。同时,也会影响到气体压力和温度的变化。
7、压紧气阀的压紧力不当。压紧力小,则要漏气,当然太紧也不行,会使阀罩变形、损坏,一般压紧力可用下式计算:p=kπ/4 D2P2,D为阀腔直径,P2为最大气体压力,K为大于1的值,一般取1.5~2.5,低压时K=1.5~2.0,高压时K=1.5~2.5.这样取K,实践证明是好的。气阀有了故障,阀盖必然发热,同时压力也不正常。
故障二——排气温度不正常
排气温度不正常是指其高于设计值。从理论上进,影响排气温度增高的因素有:进气温度、压力比、以及压缩指数(对于空气压缩指数K=1.4)。实际情况影响到吸气温度高的因素如:中间冷却效率低,或者中冷器内水垢结多影响到换热,则后面级的吸气温度必然要高,排气温度也会高。另外,气阀漏气,活塞环漏气,不仅影响到排气温度升高,而且也会使级间压力变化,只要压力比高于正常值就会使排气温度升高。此外,水冷式机器,缺水或水量不足均会使排气温度升高。
故障三——压力不正常以及排气压力降低
压缩机排出的气量在额定压力下不能满足使用者的流量要求,则排气压力必然要降低。此时,只好另换一台排气压力相同,而排气量大的机器。影响级间压力不正常的主要原因是气阀漏气或活塞环磨损后漏气,故应从这些方面去找原因和采取措施。
故障四——不正常的响声
压缩机若某些部件发生故障时,将会发出异常的响声,一般来讲,操作人员是可以判别出异常的响声的。活塞与缸盖间隙过小,直接撞击;活塞杆与活塞连接螺帽松动或脱扣;活塞端面丝堵桧,活塞向上串动碰撞气缸盖;气缸中掉入金属碎片以及气缸中积聚水份等均可在气缸内发出敲击声。曲轴箱内曲轴瓦螺栓、螺帽、连杆螺栓、十字头螺栓松动、脱扣、折断等,轴径磨损严重间隙增大,十字头销与衬套配合间隙过大或磨损严重等等均可在曲轴箱内发出撞击声。排气阀片折断,阀弹簧松软或损坏,负荷调节器调得不当等等均可在阀腔内发出敲击声。由此去找故障和采取措施。
故障五——过热故障
在曲轴和轴承、十字头与滑板、填料与活塞杆等摩擦处,温度超过规定的数值称之为过热。过热所带来的后果:一个是加快磨擦副间的磨损,二是过热量的热能不断积聚直致烧毁磨擦面而造成机器重大的事故。造成轴承过热的原因主要有:轴承与轴颈贴合不均匀或接触面积过小;轴承偏斜曲轴弯曲,润滑油粘度太小,油路堵塞,油泵有故障造成断油等;安装时没有找平,没有找好间隙,主轴与电机轴没有找正,两轴有倾斜等。

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