配電柜制冷壓縮機是制冷裝置中最主要的設(shè)備,配電柜是制冷系統(tǒng)的動力裝置和主機,相當(dāng)于制冷機的心臟。它使制冷劑在系統(tǒng)的管路中循環(huán),把來自 蒸發(fā)器 的低溫低壓制冷劑蒸汽壓縮成高溫高壓的制冷劑蒸汽再排入冷凝器。 壓縮機的作用可總結(jié)為: 1) 從 蒸發(fā)器 中吸出蒸汽,以包管蒸發(fā)汽內(nèi)一定的蒸發(fā)壓力。 2) 提高壓力(壓縮)以創(chuàng)作發(fā)現(xiàn)在較高溫度下冷凝的條件。 3) 配電柜輸送制冷劑,使制冷劑完成制冷循環(huán)。 壓縮機性能的口角直接影響到整機的制冷效果。而且,壓縮機與制冷系統(tǒng)的匹配是否公道,不單涉及到整個裝置的成本,而且對使用壽命和能耗均有影響,所以對壓縮機的性能及有關(guān)參數(shù)的測試是很是有需要的。 對壓縮機性能的測試主要是配電柜測定壓縮機運行時相關(guān)溫度、壓力、液位、轉(zhuǎn)速、功率、振動、噪聲、制冷劑流量、制冷量,其中制冷劑流量、制冷量及規(guī)定工況下的制冷量是測試的重點。配電柜壓縮機測試完后,需要對測試數(shù)據(jù)參照國度尺度進行判斷分析,以找出壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計中問題,或判斷該壓縮機是否運行良好。 本文將先對壓縮機的測試原理、體例和相關(guān)規(guī)定做一個簡單介紹,然后對測試歷程進行描述,并對測試后數(shù)據(jù)進行分析、評價。以此對壓縮機檢測與分析的全歷程進行描述和分析,不到之處,請大師批評指正。 2、壓縮機測試的相關(guān)規(guī)定 為包管測試的統(tǒng)一性和成果的靠得住性,國度規(guī)定了壓縮機測試的相關(guān)尺度,而該尺度也即國際尺度ISO 917-1974 中的《制冷壓縮機的試驗尺度》。 2.1一般規(guī)定 2.1.1排除試驗系統(tǒng)內(nèi)的不凝性氣體.確認沒有制冷劑的泄漏. 2.1.2系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)有足夠的適合有關(guān)尺度規(guī)定的制冷劑.壓縮機內(nèi)連結(jié)正常運轉(zhuǎn)用潤滑油量. 2.1.3循環(huán)的制冷劑液體內(nèi)含油量應(yīng)不跨越2%(以質(zhì)量計). 2.1.4壓縮機吸、排氣口的壓力一溫度在同一部位丈量,該測點應(yīng)在吸、排氣截止閥外(不帶閥的封閉壓縮機為距機殼體)0.3m的直管段處。 2.1.5排氣管道上應(yīng)設(shè)置有效的油分手器. 2.1.6試驗系統(tǒng)裝置的周圍不該有異常的空氣流動。 2.1.7試驗裝置情況溫度為30±5℃。 2.1.8提供丈量含油量而抽取制冷劑??—油同化物樣品的設(shè)備。 2.2試驗規(guī)定 2.2.1壓縮機性能試驗包含主要試驗和校核試驗,兩者應(yīng)同時進行丈量。 2.2.2校核試驗和主要試驗的試驗成果之間的偏差應(yīng)在±4% 以內(nèi),并以主要試驗的丈量成果為計較依據(jù)。 2.2.3壓縮機試驗時,系統(tǒng)應(yīng)成立熱平衡狀態(tài),試驗時間一般很多于1.5h。丈量數(shù)據(jù)的記實應(yīng)在試驗工況穩(wěn)定半小時后,每隔20min丈量一次,直至連續(xù)四次的丈量數(shù)據(jù)適合規(guī)定為止。第一次丈量到第四次丈量記實的時間稱為試驗周期,在該周期內(nèi)允許對壓力、溫度、流量和液面作微小的調(diào)度。 2.2.4主要試驗體例 a. 第二制冷劑量熱器法 b. 滿液式制冷劑量熱器法 c. 干式制冷劑量熱器法 d. 制冷劑氣體流量計法 2.2.5校核試驗體例 a. 水冷冷凝器量熱器法 b. 制冷劑液體流量計法 c. 壓縮機排氣管道量熱器法 2.3丈量儀表和精度的規(guī)定 2.3.1一般規(guī)定 2.3.1.1試驗用儀表的類型,可采取一種或數(shù)種進行丈量。 2.3.1.2試驗用儀表應(yīng)在有效使用期內(nèi),并應(yīng)有近期經(jīng)國度計量部分或有關(guān)部分校正的合格證明。 2.3.2溫度丈量儀表和精度 2.3.2.1儀表:玻璃水銀溫度計、熱電偶、電阻溫度計、半導(dǎo)體溫度計和溫差計。 2.3.2.2精度: a. 量熱器的加熱或冷卻介質(zhì)和制冷劑的進、出口溫度:準確度±0.1℃; b. 冷凝器用于校核試驗時的冷卻水溫度:準確度±0.1℃; c. 壓縮機吸氣溫度、流量節(jié)流裝置前溫度:準確度±0.1℃; d. 其它溫度:準確度±0.2℃; 2.3.2.3溫度丈量的規(guī)定: a. 溫度計套管采取薄壁鋼管或不銹鋼薄壁管,垂直插入流體.管徑較少時可斜插逆流或用測溫管, 插入深度為1/2管道直徑。套管內(nèi)注冷凍機油讀數(shù)時不該拔出溫度計; b. 可能時,在用于丈量量熱器加熱或冷卻介質(zhì)和制冷劑進、出口溫差時,應(yīng)在每次讀數(shù)之后,互換進、出口溫度計進行丈量,以提高丈量準確度; c. 量熱器情況溫度的丈量為距離量熱器外概況0.5m,高度為量熱器中心位置處四個標的目的丈量的溫度平均值。 2.3.3壓為丈量儀表和精度 2.3.3.1儀表:彈簧管式壓力表、U型管壓差計、壓力傳感器和水銀柱大氣壓力計等。 2.3.3.2精度:所有壓力丈量儀表,其絕對壓力讀數(shù)或壓差讀數(shù)的準確度為±1%以內(nèi)。 2.3.3.3壓力丈量的規(guī)定: a. 用水銀大氣壓力計丈量大氣壓力時,讀數(shù)應(yīng)作溫度修正,或向當(dāng)?shù)貧庀缶衷儐柎蟮貧鈮毫χ担? b. U型壓差計的玻璃管內(nèi)徑不小于6mm. 2.3.4流量丈量儀表和精度 2.3.4.1儀表:液體計量容器、流量節(jié)流裝置和液體流量計等。 2.3.4.2精度: a. 量熱器加熱或冷卻介質(zhì)、制冷劑液體的流量:準確度為測定流量的±1%以內(nèi)。 b. 制冷劑氣體流量:準確度為測定流量的±2%。 2.3.4.3流量丈量規(guī)定: a. 流量節(jié)流裝置的設(shè)計、制造、安裝與計較應(yīng)依照GB 2624-81《流量丈量節(jié)流裝置的設(shè)計安裝和使用》的規(guī)定; b. 流量節(jié)流裝置的壓差讀數(shù)應(yīng)不小于250mm液柱高度。 2.3.5電工丈量儀表和精度 2.3.5.1儀表:功率表(包含指示式和積算式)、電流表、電壓配電柜表、功率因數(shù)表、頻率表和互感器。 2.3.5.2精度品級: a. 功率表:指示式為0.5級精度、積算式為1級精度; b. 電流表、電壓表、功率因數(shù)表和頻率表:0.配電柜5級精度; c. 互感器:0.2級精度。 2.3.5.3電工丈量規(guī)定:功率表丈量值應(yīng)在滿量水平的1/3以上。用“兩功率表”法成“三功率表”法丈量三相交換電動機功率時,指示的電流和電壓值應(yīng)不低于功率表額定電壓和電流值的60%。 2.3.6壓縮機功率丈量儀表和精度 2.3.6.1儀表:轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀、天平式測功計、尺度電動機和其它測功儀表等。 2.3.6.2精度:準確度為測定軸功率的±1.5%以內(nèi)。 2.3.6.3丈量規(guī)定: a. 丈量三相交換電致力機輸入功率采取“兩功率表”法或“三功率表”法; b. 有皮帶或齒輪偉動時,其傳動效率如下: 直聯(lián)傳動:1.0; 緊密齒輪傳動(每級):0.985; 三角皮帶傳動:0.965。 2.3.7轉(zhuǎn)速丈量儀表和精度 2.3.7.1儀表:轉(zhuǎn)速計數(shù)法、轉(zhuǎn)速表和閃光測頻儀等。 2.3.7.2精度:準確度為測定轉(zhuǎn)速的±1%以內(nèi)。 2.3.8時間丈量:采取秒表丈量。準確度為測定顛末時間的±0.1%. 2.3.9重量(質(zhì)量)丈量:采取各類臺秤、天平和磅秤。準確度為測定重量(質(zhì)量)的±0.2%。 三、壓縮機檢測體例和參數(shù) 3.1 壓縮機檢測體例 壓縮機檢測體例有多種,包含:第二制冷劑量熱器法、滿液式制冷劑量熱器法、干式制冷劑量熱器法等。本人在測試中使用的體例是第二制冷劑量熱器法。下面就對該丈量法進行簡單的介紹和分析。 3.1.1測試原理 第二制冷劑量熱器法測試臺如圖1所示, 第二制冷劑量熱器由一組直接蒸發(fā)盤管作蒸發(fā)器 ,該 蒸發(fā)器 被懸置在一個隔熱壓力容器的上部,電加熱器安裝在容器底部并被容器中的第二制冷劑淹沒著。制冷劑流量由接近量熱器安裝的 膨脹閥 調(diào)度。 測試時,啟動測試系統(tǒng),氣體從壓縮機出來經(jīng)快速接頭、丈量塊、軟管、球閥后到油分手器,其中油從油分手器底部流出回到壓縮機。制冷劑氣體從油分手器上部流到冷凝器,再從冷凝器底部流到儲液器,經(jīng)管配電柜道流到套管式冷凝器再進行充分冷卻,然后流配電柜經(jīng)干燥過濾器到節(jié)流閥和毛細管,進入量熱器中的 蒸發(fā)器 ,在 蒸發(fā)器 中蒸發(fā)后回到壓縮機。 在冷卻水系統(tǒng)中,冷卻水流經(jīng)冷凝器時下部進上部出。而流經(jīng)套管式冷凝器時從上部進下部出。依照冷凝器的設(shè)計機關(guān),這樣可以提高換熱系數(shù)。 在量熱器內(nèi),電加熱管安裝在量熱桶的下部,電加熱管被第二制冷劑浸泡著。當(dāng)電加熱管通電加熱時,第二制冷劑吸收熱量起頭蒸發(fā),而系統(tǒng)制冷劑也在 蒸發(fā)器 中蒸發(fā),它蒸發(fā)所吸收的熱量即來自第二制冷劑蒸發(fā)時所放出的熱量。第二制冷劑蒸汽遇冷后被液化釀成液體回到量熱桶低部。當(dāng)?shù)诙评鋭┧舭l(fā)的量與所液化的量達到相等時,(我們所說的量熱桶內(nèi)工況達到平衡),系統(tǒng)的制冷量等于電加熱管的加熱量,此時即認為電加熱管所消耗的工等效于壓縮機的制冷量,這樣通過測定量熱器加熱管功耗即可測定制冷量了。 圖1第二制冷劑量熱器法壓縮機測試系統(tǒng)原理圖 3.1.2測定的相關(guān)規(guī)定 1. 為了削減外界熱量的影響,膨脹閥 與量熱器之間的管道應(yīng)隔熱。量熱器的漏熱量應(yīng)不跨越壓縮機制冷量的5%。 2. 應(yīng)以0.05kgf/cm2分度的壓力丈量儀表丈量第二制冷劑壓力。并應(yīng)使第二制冷劑壓力不跨越量熱器的平安限度。 3. 封閉量熱器制冷劑進、出口截止閥后才能進行漏熱量的標定。 4. 調(diào)度輸入第二制冷劑的電加熱量,使第二制冷劑壓力所對應(yīng)的飽和溫度比情況溫度高15℃左右,并連結(jié)其壓力不變。情況溫度應(yīng)在40℃以下,連結(jié)其溫度波動不跨越±1℃。 5. 電加熱器輸入功率的波動應(yīng)不跨越±1%,每隔1h丈量一次制冷劑壓力,直至連續(xù)四次相對應(yīng)的飽和溫度值的波動不跨越0.5℃時。 6. 漏熱系數(shù)用下式計較: K1= Qh /tp-ta kcal/h.℃ 3.2 壓縮機檢測主要參數(shù) 壓縮機性能表征參數(shù)主要有:溫度、壓力、液位、轉(zhuǎn)速、功率、振動、噪聲、制冷劑流量、制冷量等。所以丈量壓縮機的性能就是要丈量這些參數(shù)。這些參數(shù)的丈量體例和使用儀表如下: 3.2.1溫度 溫度是壓縮機丈量中最常見最根基的工藝參數(shù)之一。在壓配電柜縮機及其系統(tǒng)中,溫度丈量的對象只要包含被壓縮氣體的溫度、潤滑油油溫、冷卻水水溫,填料函溫度、主軸承溫度、主電機軸承溫度及定子線圈溫度等。 丈量溫度的體例從感觸感染溫度的途徑來分有兩種:一類是接觸式的,即通過測溫元件與被測物體的接觸而感知物體的溫度;另一類是非接觸式的,即通過領(lǐng)受被測物體發(fā)出的輻射熱來判斷溫度。常見的接觸式測溫儀表有: A膨脹式溫度計 B 壓力式溫度計 C 電阻式溫度計 D 熱電偶溫度計 3.2.2壓力 壓力是壓縮機設(shè)計中的重要參數(shù)。不單壓力自己是表征流體流動歷程的重要參數(shù),而且流速、流量等參數(shù)的丈量也往往轉(zhuǎn)換為壓力丈量問題。在壓縮機及其系統(tǒng)中,壓力丈量的對象主要包含被壓縮氣體的壓力,潤滑油油壓、冷卻水水壓等。 依照工作原理,目前所采取的壓力指示儀器主要有液柱式、彈性式,活塞式,電氣式和電子式等。 3.2.3液位 壓縮機組中需要丈量的液位有主油箱潤滑油液位,注油器油箱液位、中間分液罐凝液液位及填料漏氣收集罐液位。 3.2.4轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速是壓縮機的一個重要特征參數(shù)。測定活塞式壓縮機的排氣量時,若實際轉(zhuǎn)速與設(shè)計轉(zhuǎn)速分歧,則需依照轉(zhuǎn)速比修正。往復(fù)式壓縮機在運行歷程中,轉(zhuǎn)速直接影響著機組的機械強度、振動及零部件的磨損情況。 轉(zhuǎn)速是指單位時間內(nèi)被測軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù),以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)暗示。依照丈量工作原理,轉(zhuǎn)配電柜速丈量儀表大致可以分為模擬式、記數(shù)式和閃頻式等。 3.2.5功率 丈量壓縮機的功率一般采取以下體例: a) 用測得的指示功乘以轉(zhuǎn)速,再除以機械效率。 b) 用丈量轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的體例,直接丈量壓縮機的軸功率。 c) 當(dāng)為電動機驅(qū)動壓縮機時,丈量電動機的輸入功率(用兩瓦計法取得),乘以電動機效率、傳動效率等,即可取得壓縮機的軸功率。 d) 對透平壓縮機,可采取熱平衡的體例間接確定其功率。 e) 當(dāng)為內(nèi)燃機驅(qū)動壓縮機時,可通過丈量內(nèi)燃機油耗的體例取得。 轉(zhuǎn)矩可以通過扭力架測功法或扭力測功法來丈量。轉(zhuǎn)矩丈量儀由轉(zhuǎn)矩傳感器和數(shù)字顯示儀表組成。轉(zhuǎn)矩傳感器是利用轉(zhuǎn)軸受扭后發(fā)生的彈性變形來丈量轉(zhuǎn)矩的大小。對大型往復(fù)式壓縮機,一般通過在高電壓回路中丈量電壓和電流來丈量壓縮機的軸功率。 3.2.6振動 振動丈量的目的在于測試壓縮機裝置的運轉(zhuǎn)是否平穩(wěn),分析息爭決與振動有關(guān)的故障等。各類型壓縮機在出廠前的機械試運轉(zhuǎn)及在現(xiàn)場安裝之后的試車階段,都必須對機械的振動量進行檢驗。 描述振動的三個主要參量是振幅、頻率和相位。振動丈量有兩種:一種是丈量隨時間轉(zhuǎn)變的位移、速度和加快度的直線振動值及其頻率;另一種是丈量隨時間轉(zhuǎn)變的角度、角速度和角加快度的扭轉(zhuǎn)振動值及其頻率。 經(jīng)常使用的配電柜振動丈量體例有機配電柜械丈量、電丈量、光配電柜學(xué)丈量等。 3.2.7噪聲 壓縮機的噪聲性能也是一項重要指標。壓縮機的噪聲主要由空氣動力性噪聲和機械噪聲組成。空氣動力性噪聲是由氣體振動發(fā)生的,是壓縮機噪聲的主要來源。機械噪聲是由固體振動發(fā)生的。 噪聲是由分歧頻率的各類聲音組成的。表征噪聲的根基物理量有聲壓、聲功率和聲強。在噪聲研究中還采取聲壓級、聲功率級和聲強級的概念。 噪聲丈量主要是聲壓級丈量,通常將聲壓傳感器信號轉(zhuǎn)換成電信號后放大顯示。經(jīng)常使用的有聲級計、頻譜分析儀器和聲級記實儀等。 3.2.8流量 流量是壓縮機的主要性能參數(shù)之一,它表征了機組在單位時間內(nèi)生產(chǎn)壓縮氣體的多少,流量可以采取質(zhì)量流量(kg/s)暗示,也可以用體積流量(m3/s)暗示。工程上經(jīng)常使用m3/min來暗示往復(fù)壓縮機的容積流量。 流量丈量體例分為直接丈量和間接丈量兩種。直接丈量就是同時測出流體質(zhì)量(或體積)和所用時間。間接丈量主要是測出與流量有關(guān)的物理量(如壓差),再換算成流量。工程上除小流量有時用直接丈量外,大多采取間接丈量體例。