淺談冷凍機(jī)低負(fù)荷、低壓差工況下的改進(jìn)技術(shù)

孫丹紅

摘要：冷凍機(jī)是壓縮制冷設(shè)備中極為重要的組成部分之一，而如何解決冷凍機(jī)在低負(fù)荷、低壓差工況下的工作弊端，是改進(jìn)冷凍機(jī)工作效率的方法之一，所以本文就低負(fù)荷與低壓差情況下冷凍機(jī)的工作效用進(jìn)行了分析，然后對(duì)冷凍機(jī)的改進(jìn)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：冷凍機(jī);低負(fù)荷與低壓差;分析與改進(jìn);

1.冷凍機(jī)工作原理與故障分析

1.1冷凍機(jī)的工作原理

通常情況下，冷凍機(jī)的工作原理是將冷凍機(jī)中的空氣冷卻至特定的溫度以下，這樣，空氣中的水汽便會(huì)因?yàn)闇囟鹊脑蛄⒓茨Y(jié)成水。然后將凝結(jié)形成的水排除，再通過(guò)特定的加熱設(shè)備進(jìn)行加熱，便可獲得含水量較少（低濕度）的空氣。這樣便達(dá)到了制冷的效果?？諝獾睦鋮s來(lái)源一般可使用冷凍機(jī)中的冰水、冷媒或鹵水，而冷凍機(jī)常用的制冷劑一般是氟里昂、溴化鋰、氨、氯甲烷等，其中氟里昂可以按不同的氣化溫度和不同的化學(xué)分子式分為多種不同的形式。而大多數(shù)的制冷劑可用于三種情況下，一是低壓（冷凝壓力小于0.3-0.3MPa）高溫（蒸發(fā)溫度大于0℃）、二是中壓（冷凝壓力1-2MPa）中溫（蒸發(fā)溫度0—-50℃），三是高壓（冷凝壓力大于2MPa）低溫（蒸發(fā)溫度小于-50℃）的三種不同的制冷系統(tǒng)里。

1.2低負(fù)荷工況下的分析

一般情況下，當(dāng)用戶(hù)所需的冷負(fù)電荷量與冷凍機(jī)的實(shí)際的制冷量相差較大時(shí)，便會(huì)使得冷凍機(jī)出水口的冷凍水溫度逐步達(dá)到跳機(jī)值，而一旦達(dá)到跳機(jī)值，冷凍機(jī)便會(huì)自動(dòng)跳停。然而，用戶(hù)所提供的熱量卻不會(huì)因?yàn)檫@個(gè)原因而減少或停止，熱量逐步累積，當(dāng)熱量累計(jì)到一定值時(shí)，便會(huì)使得冷凍機(jī)自動(dòng)開(kāi)啟，而這個(gè)過(guò)程往往只需要短短的20分左右。這個(gè)過(guò)程就會(huì)造成冷凍機(jī)頻繁的啟動(dòng)停止。對(duì)冷凍機(jī)造成了極大的傷害，在一定程度上會(huì)減少冷凍機(jī)的使用壽命。

當(dāng)然，這個(gè)過(guò)程一般發(fā)生在冬季冷凍機(jī)運(yùn)行或停堆維修期間。這是由于冷卻水一般是有RCW系統(tǒng)中的海水進(jìn)行提供。而冬季海水溫度較低，在蒸發(fā)的壓力不變的情況下，冷凍機(jī)的冷凝壓力降低從而導(dǎo)致制冷劑的循環(huán)量與冷凍機(jī)的制冷量增加。所以，在長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷情況下，冷凍機(jī)是無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行的，而工作人員想要使得冷凍機(jī)運(yùn)行較為正常，就必須采取必要的手段，對(duì)冷凍機(jī)低負(fù)荷工況下的在運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)或修改。當(dāng)然，冷凍機(jī)的自動(dòng)跳停是工作人員對(duì)保護(hù)冷凍機(jī)，防止冷凍機(jī)結(jié)冰的手段之一，這是因?yàn)樵谒疁亟咏O(shè)定值時(shí)，冷凍機(jī)會(huì)自動(dòng)降低電荷量，低負(fù)荷工況下，溫度容易下降至設(shè)定的溫度以下導(dǎo)致冷凍機(jī)跳停。而在考慮這一環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，工作人員需要使得冷凍機(jī)的冷負(fù)荷與用戶(hù)所需的冷負(fù)荷相匹配，才能夠達(dá)到在低負(fù)荷情況下冷凍機(jī)改進(jìn)的目的[1]。

1.3低壓差工況下的分析

△P≥70kPa是保證液態(tài)制冷劑流量的冷凍機(jī)蒸發(fā)壓力與冷凝壓力的壓力差，而“低壓差工況”就是指冷凍機(jī)蒸發(fā)壓力與冷凝壓力間的壓力差小于這個(gè)正常壓力差。在一般情況下，冷凍機(jī)正常運(yùn)行是可以達(dá)到這個(gè)正常壓力差值的。然而當(dāng)冷凍機(jī)處于冬季堆停的大維修期間，由于冷凍機(jī)油引射失敗，冷凍機(jī)蒸發(fā)器內(nèi)的潤(rùn)滑油無(wú)法及時(shí)回到油系統(tǒng)中或是再補(bǔ)充潤(rùn)滑油時(shí)導(dǎo)致潤(rùn)滑油大量的附著在制冷機(jī)上，導(dǎo)致制冷劑無(wú)法正常的蒸發(fā)。而這兩種情況，都會(huì)導(dǎo)致冷凍機(jī)由于低壓差自動(dòng)跳停。

在冬季，RCW的水溫一般只有9攝氏度，而想要保證冷凍機(jī)蒸發(fā)壓力與冷凝壓力間的壓力差，目前只有通過(guò)人工手動(dòng)調(diào)節(jié)冷凍水流量的方法。而只有辦證壓力差在70千帕左右，才能使得油引射正常發(fā)生，以此來(lái)保證冷凍機(jī)的正常運(yùn)行[2]。

2.冷凍機(jī)在低負(fù)荷與低壓差工況下的調(diào)節(jié)方法

2.1目前的調(diào)節(jié)方法

一般情況下，想要減少冷凍機(jī)在低負(fù)荷、低壓差情況下的運(yùn)作，可以通過(guò)調(diào)節(jié)冷凍機(jī)制冷量的大小來(lái)達(dá)到目的，而調(diào)節(jié)冷凍機(jī)的制冷量大小一般又是通過(guò)改變熱負(fù)荷的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在目前的條件下，想要進(jìn)行改進(jìn)，一般有以下幾種方法。

首先是人工手動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，而這個(gè)一般是通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣管道上的進(jìn)氣閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥門(mén)的開(kāi)度，可以改變壓縮機(jī)的性能。第二是使用可調(diào)節(jié)入口導(dǎo)流葉片。這是因?yàn)閷?dǎo)流葉片的轉(zhuǎn)速是有預(yù)設(shè)定的，而又由于預(yù)旋的存在，壓力和流速的改變得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)制冷量的目的。第三可以通過(guò)改建壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閴嚎s機(jī)的轉(zhuǎn)速一般是通過(guò)變頻調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而在變頻調(diào)節(jié)后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)降低，這樣便變相的減小了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)減少制冷量的目的。最后，工作人員還可以改變蒸發(fā)器和冷凝器的基本參數(shù)來(lái)達(dá)到減少冷凍機(jī)制冷量的愿望。

2.2方法的改進(jìn)

通過(guò)上文對(duì)目前方法的論述，可清楚地發(fā)現(xiàn)，目前的調(diào)節(jié)方法都是人工手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣的調(diào)節(jié)方法存在著一定的安全隱患，比如，手動(dòng)調(diào)節(jié)不一定能夠在調(diào)節(jié)時(shí)準(zhǔn)確地把握調(diào)節(jié)的“度”，調(diào)節(jié)不到位可能達(dá)不到調(diào)節(jié)的原有效果，而調(diào)節(jié)過(guò)度往往又會(huì)影響冷凍機(jī)的正常運(yùn)行等等。所以，方法的改進(jìn)在目前來(lái)說(shuō)不可缺少的。

而改進(jìn)的措施一般有以下幾種，首先，控制系統(tǒng)可以在保證用戶(hù)安全的情況下適當(dāng)?shù)脑O(shè)置較大的冷凍水出水溫度與溫度設(shè)定點(diǎn)間的公差，及設(shè)置安全情況下的適當(dāng)較大的靜止帶。第二，可以通過(guò)控制加載速率限制導(dǎo)葉運(yùn)行速率。第三，可以加裝自動(dòng)控制閥來(lái)控制冷卻水的流量。

3.結(jié)語(yǔ)

冷凍機(jī)在設(shè)計(jì)上有其不可避免的缺陷，所以，想要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，必須通過(guò)觀(guān)察實(shí)際，反復(fù)試驗(yàn)，才能達(dá)到最好的改進(jìn)效果，才能提高冷凍機(jī)的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]何桂梁.冷凍機(jī)低負(fù)荷、低壓差工況下的分析和改進(jìn)[J].中國(guó)核工業(yè)，2011，（11）：6-10.

[2]葉常瓊.冷凍機(jī)及操作[J].價(jià)值工程，2012，31（17）：319-320.