船舶冷库故障实例分析与处理

导读

在制冷系统的管理过程中，主要考虑压缩机、膨胀阀及热负荷间的匹配关系以及各元件的工作情况，所以可将制冷装置的故障分为 2 类: 

一类是制冷装置部件的机械故障; 一类是制冷装置热力膨胀阀与热负荷之间的匹配不当。

以下将结合实例对某轮制冷装置的故障进行分析，介绍制冷装置的故障判断与处理方法。

一、故障现象

某轮制冷装置鱼库库温－18～－6℃，肉库库温－20～－15℃，菜库库温+4～+7℃，正常制冷过程约 2h，菜库约1h，保温时间约为1～ 2h，所用制冷剂为R22。

开航后几天，主管轮机员发现压缩机不停机，缸头结霜并产生液击现象，肉库温度降不下来，肉库蒸发器表面结霜较为严重，制冷量下降。 

二、 原因分析 ( 故障原因见表1) 

1、压缩机运转不停

首先，对机械故障原因进行检测，发现没有问题，因为肉库库温达不到调定温度，肉库蒸发器表面结霜较为严重，制冷量下降，所以初步判断为系统制冷不足、制冷效果不良，有可能产生冰塞现象。

其次，将 3 个库分开进行单独制冷后，发现鱼库、菜库单独制冷时情况正常，而肉库也没有出现压缩机启停频繁的现象，说明肉库并没有产生冰塞或膨胀阀脏堵等情况 ( 也就是说明进入蒸发器的制冷剂流量正常) 。

而压缩机运转不停也有可能是因为库温达不到调定温度，温度继电器和压力继电器的触头跳不开，又检查了压力继电器，后发现压力继电器正常，所以判断造成压缩机运转不停的原因是吸入压力偏高，没有达到低压继电器的下限值，而吸入压力偏高的原因初步判断为: 装置热负荷太大或压缩机排气量减小; 装置制冷量不足，即热力膨胀阀与蒸发器匹配不良 ( 如图 1) 。

经过计算，制冷量为热负荷的 1.2～1.3 倍，检查了冷库的隔热与防潮性能，情况正常。

正常情况下，只有当各冷库温度均达到设定值的下限或1个库的库温达到下限而另1个库的库温未回升到上限时，装置才会停止工作。

如果个别电磁阀关闭不严或个别温度继电器失灵或低压继电器失灵，无法在设定值断开，就会导致压缩机运转不停。

2、装置运转但制冷量下降

(1)蒸发温度低，蒸发管结霜过厚。

由于携带了较多的鲜肉，假定鲜肉的含水率为74.1% ，那么100kg的鲜肉要从10℃冷却到－17℃时所释放出来的热量为6091.1 kJ，肉类的含水量与所释放出来的热量在蒸发器管外壁的温度低于0℃时，肉库空气中的水分会在蒸发器表面结霜，由于霜层的导热系数低，蒸发盘管上结有较厚的霜层使蒸发器的传热热阻剧增，此时供入蒸发器的制冷剂量随膨胀阀的关小而减少，蒸发压力和装置的制冷量降低。

（2）管路集油，妨碍换热。

传统氟利昂 ( R12、R22) 的冷冻机油为烷基苯油，但这类油对不含氯的氟利昂制冷剂 ( HFC类) 的溶解性很差。

图2为制冷剂的溶油性临界曲线，R22 与油的混合物，含油浓度20%，温度为18℃，该状态处于A点，在临界曲线之上，所以这时混合物是互溶的，不出现分层。

对压缩机而言，运行时曲轴箱处于低压高温，制冷剂在油中的溶解度大，但不管滑油分离器效果如何，都不能将滑油全部分离出来，仍会有一些含微小油滴的油蒸气进入系统。

但若温度降到－5 ℃，如 B 点所示，这时进入有限溶油区，液体混合物将出现分层，加上滑油从蒸发器到压缩机的设计不妥，蒸发器的位置是在压缩机之上，蒸发器上部是按最大工作容量设计的倒 U 形吸气管道，在压缩机投入最小负荷运行时无法将滑油连续带回压缩机，使油液集存在管道底部，会阻碍制冷剂流动和妨碍传热，使制冷量下降。

(3)缸头结霜并产生液击现象

该现象说明膨胀阀与热负荷之间匹配不良，膨胀阀开度过大或者是蒸发器传热不良。

经过检查后发现肉库热力膨胀阀感温包松脱，感温包与蒸发器出口管路包扎不严而且管外有锈，感温包所感受的温度为冷库温度而不是出口的蒸气温度，感温包将所感受的温度过高信号反馈回膨胀阀，使得制冷装置误以为热负荷大于制冷量，吸气压力一直没有达到低压继电器的下限值，使压缩机运转不停机; 

而膨胀阀处于全开的位置，此时膨胀阀对于制冷剂已经不能完全起到节流降压的作用，膨胀阀容量的增大导致蒸发温度的升高，制冷效果变差，而肉库温度降不下来，使得供液电磁阀一直处于开启状态，压缩机长时间运转不停机; 

此时所输送的制冷剂数量已超过热负荷所需的制冷剂数量，而回热器也没有足够的热量让多余的液态制冷剂吸热汽化，使得一部分制冷剂以液态形式被输送到压缩机，导致缸头结霜并且产生液击现象。 

三、排除方法

1) 融霜后，用高压空气吹扫蒸发盘管表面，化除蒸发器表面的霜层，发现有许多滑油流出蒸发器。

2) 对蒸发器出口管路外侧除锈，涂以银粉漆，重新包扎好感温包，将其固定在管路侧下方，再调节热力膨胀阀的开度，将过热度保持在3～6℃之间，使得压缩机、膨胀阀与热负荷之间相互匹配良好。 

四、结论

制冷装置的每一个设备或元件的工作是相互联系和相互影响的，往往一个故障会导致多处出现异常，而同一个异常现象又有可能是不同故障引起的，所以对故障现象要根据各部分的联系进行分析，比如食物新鲜程度、含水量，冷库的隔热性能、隔热板的腐蚀程度，自动化元件等，找出故障的根源，准确迅速的排除。