Компрессор — это сложная машина, работающая на высоких скоростях. Обеспечение достаточной смазки коленчатого вала компрессора, подшипников, шатунов, поршней и других движущихся частей является основным требованием для поддержания нормальной работы машины. По этой причине производители компрессоров требуют использования смазочных масел определенных марок и регулярного контроля уровня и цвета масла. Однако из-за небрежности в проектировании, строительстве и техническом обслуживании холодильных систем часто встречаются такие проблемы, как недостаток масла в компрессоре, образование нагара и ухудшение качества масла, разбавление возвращаемой жидкости, промывка хладагентом, использование некачественных смазочных масел и т.д.
1. Недостаточная смазка
Непосредственная причина износа: недостаточная смазка. Недостаток масла, безусловно, приведет к недостаточной смазке, но недостаточная смазка не обязательно вызвана недостатком масла.
Недостаточная смазка также может быть вызвана следующими тремя причинами:
Смазка не может достичь поверхностей подшипников.
Хотя смазочное масло и достигло поверхности подшипника, его вязкость слишком мала для образования масляной пленки достаточной толщины.
Несмотря на то, что смазочное масло достигло поверхности подшипника, оно разлагается из-за перегрева и не может выполнять смазывающую функцию.
Возможные негативные последствия: засорение маслозаборной сети или маслопровода, отказ масляного насоса и т. д. повлияют на подачу смазочного масла, и оно не сможет достичь поверхностей трения, расположенных далеко от масляного насоса. При нормальной работе маслозаборной сети и масляного насоса износ подшипников, чрезмерный зазор и т. д. приводят к утечке масла и снижению давления масла, что препятствует поступлению смазочного масла к поверхностям трения, расположенным далеко от масляного насоса, вызывая износ и царапины.
По разным причинам (включая пусковую стадию компрессора) температура поверхности трения без смазки быстро повышается, и после превышения 175°C смазочное масло начинает разлагаться. «Недостаточная смазка – трение – высокая температура поверхности – разложение масла» – типичный порочный круг, и многие аварийные ситуации, включая блокировку шатуна и заклинивание поршня, связаны с этим порочным кругом. При замене клапанной пластины проверьте износ поршневого пальца.
2. Нехватка нефти
Недостаток масла — одна из наиболее легко выявляемых неисправностей компрессора. Когда в компрессоре не хватает масла, в картере практически отсутствует смазочное масло.
Смазочное масло, вытекающее из компрессора, не возвращается обратно: если смазочное масло не вернется, в компрессоре возникнет его нехватка.
Существует два способа возврата масла из компрессора:
Один из них – это масло, возвращаемое из маслоотделителя.
Второй – это маслоотводящая труба.
Маслоотделитель устанавливается на выхлопном трубопроводе компрессора и, как правило, способен отделять 50-95% масла, обеспечивая хороший эффект возврата масла и высокую скорость, что значительно снижает количество масла, попадающего в трубопровод системы, тем самым эффективно продлевая время работы без возврата масла. Для холодильных систем с особо длинными трубопроводами, систем затопленного ледогенератора и оборудования для сублимационной сушки при очень низких температурах установка высокоэффективных маслоотделителей может значительно продлить время работы компрессора без возврата масла, позволяя компрессору безопасно пройти период простоя после запуска и вернуться к кризисной фазе масла.
Неотделившееся смазочное масло попадет в систему: оно будет течь вместе с хладагентом по трубе, образуя масляный цикл.
После того, как смазочное масло попадает в испаритель:
С одной стороны, из-за низкой температуры и низкой растворимости часть смазочного масла отделяется от хладагента.
С другой стороны, низкая температура и высокая вязкость приводят к тому, что отделившееся смазочное масло легко прилипает к внутренней стенке трубы, что затрудняет его текучесть.
Чем ниже температура испарения, тем сложнее вернуть масло. Это требует, чтобы конструкция испарительного и обратного трубопроводов способствовала возврату масла. Обычно используется нисходящая конструкция трубопровода и обеспечивается высокая скорость воздушного потока. Для холодильных систем с чрезвычайно низкими температурами, таких как медицинские криогенные камеры -85°C и -150°C, помимо выбора высокоэффективных маслоотделителей, обычно добавляются специальные растворители для предотвращения засорения капиллярных трубок и расширительных клапанов смазочным маслом и для облегчения возврата масла.
В практических приложениях проблемы с возвратом масла, вызванные неправильной конструкцией испарителей и линий возврата воздуха, не являются редкостью. Для систем на хладагентах R22 и R404A возврат масла из затопленного испарителя очень затруднен, и проектирование трубопровода возврата масла в системе должно быть очень тщательным. Использование высокоэффективной маслоотделительной системы может значительно уменьшить количество масла, попадающего в трубопровод системы, эффективно увеличивая время без возврата масла в трубе возврата воздуха после запуска.
Если компрессор расположен выше испарителя, необходимо установить маслоуловитель на вертикальной обратной магистрали. Для обеспечения возврата масла при низкой нагрузке можно использовать двойной стояк на вертикальном всасывающем трубопроводе.
Частые запуски компрессора не способствуют возврату масла. Поскольку время непрерывной работы короткое, компрессор останавливается, и не успевает сформировать стабильный высокоскоростной поток воздуха в обратном воздуховоде, поэтому смазочное масло может оставаться только в трубе. Если количество возвращаемого масла меньше, чем количество поступающего масла, в компрессоре возникнет его нехватка.
При размораживании температура испарителя повышается, а вязкость смазочного масла снижается, что облегчает его текучесть. После цикла размораживания скорость потока хладагента высока, и захваченное смазочное масло возвращается в компрессор. При значительной утечке хладагента скорость возврата газа снижается. Если скорость слишком низкая, смазочное масло будет оставаться в трубопроводе возврата газа и не сможет быстро вернуться в компрессор.
Устройство защиты от низкого давления масла автоматически отключится при отсутствии масла, чтобы предотвратить повреждение компрессора. Смотровое стекло отсутствует.
Полностью закрытые компрессоры (включая роторные и спиральные компрессоры) и компрессоры с воздушным охлаждением и предохранительными устройствами, обеспечивающими контроль давления масла, не проявляют очевидных признаков недостатка масла, не останавливаются и постепенно изнашиваются.
Шум, вибрация или чрезмерный ток, издаваемые компрессором, могут быть связаны с недостатком масла, поэтому очень важно точно оценить рабочее состояние компрессора и системы.
3. Заключение
Основная причина недостатка масла заключается не в количестве и скорости расхода масла компрессором, а в плохом возврате масла в систему. Установка маслоотделителя может быстро вернуть масло и продлить время работы компрессора без возврата масла. Испарители и обратные линии должны быть спроектированы с учетом возврата масла. Меры по техническому обслуживанию, такие как избегание частых запусков, регулирование времени размораживания, своевременное пополнение хладагента и своевременная замена изношенных компонентов поршня, также способствуют возврату масла.
Возврат жидкости и миграция хладагента приведут к разбавлению смазочного масла, что не способствует образованию масляной пленки;
Выход из строя масляного насоса и засорение масляного контура повлияют на подачу масла и его давление, что приведет к недостатку масла на поверхностях трения;
Высокая температура поверхности трения будет способствовать разложению смазочного масла и приведет к потере им своих смазывающих свойств.
Недостаточная смазка, вызванная этими тремя проблемами, часто приводит к повреждению компрессора. Первопричина нехватки масла кроется в системе. Замена только компрессора или некоторых комплектующих не может коренным образом решить проблему нехватки масла.
Поэтому при проектировании системы и строительстве трубопроводов необходимо учитывать проблему возврата масла в систему, иначе возникнут бесконечные проблемы! Например, при проектировании и строительстве в трубе возврата воздуха из испарителя предусмотрен отвод для возврата масла, а в выхлопной трубе — обратный отвод. Все трубопроводы должны проходить вдоль направления потока жидкости под уклоном 0,3–0,5%.
Дата публикации: 26 декабря 2022 г.
