远洋航行船舶螺杆制冷机组跑油故障分析与处置

润滑油系统参见图 1。 该型制冷机组压缩机润滑油系统 为 独 特 内 建 式 油 压 系 统(无 需 油 泵),维 持 压 缩 机 正 常 运 行 需 要润滑油建立油膜进行动态密封和润滑轴承。 润滑油的循 环是由排气压力及吸气压力的压力差所推动的。 润滑油贮 存在压缩机的油分离器和机壳油槽内， 油分装置可以使压 缩过程所排出的油气混合物,经过消音，折流，拦截，离心力 作用后，将润滑油与制冷剂分离，润滑油回流集中后进入压
螺杆制冷机组跑油是指冷冻机油和制冷剂在油分离器 中不能正常分离， 油随制冷剂进入制冷系统回路的一种故 障。 此故障不但使制冷效果降低，并可使螺杆转子润滑不良 而磨损， 并引起机组噪声变大， 严重时使机组完全不能运 行。 跑油是运行中最大的杀手，尤其是螺杆压缩机采用的低 油位报警会因为液态氟利昂的进入而变得没有意义， 而采 用油压差作为缺油的安全保护很不安全， 操作或维修时只 能凭压缩机运行时的声音来判断是否缺油，而人为停机。 3 螺杆制冷机组系统组成 3.1 润滑油系统
由此，初步判断压缩机吸气带液导致了排气温度偏低。 氟利昂液体在压缩机内因压缩机发热而潜热得以释放，由 于氟利昂仅存在着相变，排气温度不会明显上升，部分未蒸 发的氟利昂液体与压缩机润滑油一起进入压缩机排气侧的 贮液槽内，槽内的氟利昂和润滑油过多时，便会一起随气态 氟利昂进入氟利昂回路，导致润滑油的缺失。
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（1）油 温 过 低 如果冷却水温过低，流量过大，油温上不来，一方面因 温度低溶解度小；另一方面，温度低，黏度大，分离出来的润 滑油容易附着，流动比较困难，滤芯被堵塞，油分离器分离 效果大大降低，油就随着制冷剂进入冷凝器、蒸发器。 这时 可通过视液镜观察蒸发器底部的冷冻机油。 （2）排 气 温 度 过 低 压缩机在运行时，外界温度低，吸气过热度小，压缩机 运行中带液，排气温度过低，同油温过低道理一样，都会使 油分离器效果大大降低，造成油分离器油位下降、跑油。 （3）增 载 过 快 、过 猛 增载过快、过猛，都容易造成压缩机吸气带液。
通过压缩机窥油镜观察油位， 油位正常， 颜色呈暗红 色。 检查压缩机油滤器，滤器前后压差正常。 表明压缩机油
参考文献： [1] 徐树风. 无油螺杆压缩机与喷油螺杆压缩机的选用原
则[J]. 压缩机技术,2008,207(1):18-20. [2] 刘 明 志. 螺 杆 式 制 冷 机 低 油 压 原 因 分 析[J].压 缩 机
在该远洋航行船舶的远洋航行期间， 螺杆式制冷机组 多次发生油分离器油位下降、机组跑油现象，最严重一次为 春季海水温度过底， 制冷压缩机严重跑油导致了螺杆转子 抱死的问题。 该型机组平时经常出现的故障情况是噪声可 能会突然变大，或者是压缩机进气端壳体凝露严重，也经常 出现油位低报警问题。 由于压缩机的跑油问题，经常需要对 机组停机分析原因，此时船舶无可靠冷源，严重影响了正常 航行。 总结该型制冷机组发生跑油故障的时机，一般发生在 低负载运行、变负载运行、低海水温度运行以及机组调试运 行阶段。
氟利昂液体在压缩机内的蒸发过程是瞬间发生的，并 且压缩机螺杆工作的瞬间伴随着压力的不断波动， 液击是 不可避免的，当压缩机完全吸入的是氟利昂液体时，甚至会 导致螺杆的变形。 同时，在大量氟利昂液体进入压缩机导致 润滑油进入氟利昂回路，无法正常收回到压缩机时，还会导 致压缩机螺杆和轴承润滑不良。 这两种情况均会引起压缩 机运行噪声的突然变大， 当压缩机螺杆或轴承因润滑不良 而发生磨损时，此种噪声是不会消失的。
（2）根据螺杆制冷机组运行的实际情况 ，制定加强运行 人员在设备巡回检查时的措施， 特别注意冷却水温度变化 和天气变化。 严格执行冷却水阀门的调整， 控制流量的大 小。
（3）加强设备管理，严格执行操作规程 ，操作 、调整制冷 机负荷时不可过快过猛，要逐步进行。
（4）加强培训与 交 流 ，定 期 根 据 实 际 情 况 提 高 制 冷 人 员 专业水平以及对设备突发事件的准确判断和迅速处理能力。
关键词： 远洋船舶 制冷机组 跑油故障 滑油系统
中图分类号： TQ153
中图分类号： A
文Biblioteka Baidu编码： 1007-3973（2009）09-026-02
1 概况 远洋航行船舶需进行全球海域航行， 其配置的制冷机
组应能在各个海区环境特点下，具备稳定运行的能力。 该船 舶装备了多台 BLK 系列螺杆制冷机组， 为了保证变工况运 行的需要，每台机组装备了两台螺杆式制冷压缩机，流程简 图见图 1。 每台螺杆式制冷压缩机通过滑筏的调节具备从 25％～100％的四挡运行能力 ， 这 样 机 组 便 具 备 了 从 12.5％～ 100%的八档运行能力。 由于采用了双压缩机和 四个膨胀阀 的配置方案， 机组基本上可以满足各种海水温度的运行能 力，特别是在冬季海水温度较低时也可以保证稳定运行。 2 故障情况描述
图 1 螺杆制冷机组流程简图 3.3 油分装置
压缩机螺杆排出的气体通过排气管进入到油分装置， 然后通过挡油板进入金属过滤网中， 由于过滤网的过滤作 用， 回到油分装置排出口的制冷剂气体已经被过滤得比较 彻底了，制冷剂气体通过排气口进入到冷凝器中去。 4 故障原因分析 4.1 螺杆式制冷机组跑油的一般原因
技 术 ,2001,6:42-43. [3] 付 曙 祥 . 螺 杆 制 冷 机 油 分 跑 油 故 障 的 分 析 与 对 策
[J].压 缩 机 技 术 .2008,8(1):103-104. [4] 郭 朝 晖. 螺 杆 式 冷 水 机 组 失 油 故 障 的 处 理 方 法 探 讨
[J].压 缩 机 技 术 .2001,31(2):89-90. [5] 汉钟精密机械有限公司螺杆式压缩机使用说明书.
表 1 为该船上的一台螺杆制冷机组 1 号制冷回路的运 行参数记录表。 记录的参数包括了海水温度偏低的秋冬季 节和海水温度稍高的春夏季节运行参数。 在此种环境条件 下该机组运行噪声出现突然升高的情况， 一直没有自动消 除。
机组在加载过程中，虽然排气温度能够有一定上升，但 是上升速度比较慢。 在低负载情况下，通过听棒侦听压缩机 声音，能够听到明显的液体流动声音。
工程技术 与 产业经济
远洋航行船舶螺杆制冷机组跑油故障分析与处置
□卢冬
（武汉第二船舶设计研究所信息档案中心 湖北·武汉 430064）
摘 要： 针对远洋航行船舶螺杆制冷机组常见的跑油故障形式，从机组运行环境以及油路系统特点进行分析，描述
了该类故障的一般性特点，并从故障处置以及日常维护要点等方面全面提出了解决措施。
表 1 制冷机组运行参数记录表
路正常，没有堵塞或回油不畅的情况。 4.3 故障分析与排除
从表 1 数据可以看出，不管是在何种海水温度条件下， 压 缩 机 的 排 气 温 度 都 在 40℃以 下 ， 这 与 压 缩 机 所 要 求 的 60℃～85℃的 排 气 温 度 有 较 大 区 别 ， 另 外 吸 气 过 热 度 （ 吸 气 温 度与蒸发器蒸发温度之差）经常小于 5℃。
缩机的油槽内，经过一个高效的精密过滤器，过滤出润滑油 中的杂质及污染物。 再经由特殊设计的内建油路，到达所需 要的孔口、容调系统及轴承。 3.2 氟利昂系统
螺杆制冷机组流程见图 1。 机组由两个制冷回路组成， 每个制冷回路有两个由电磁阀控制的膨胀阀来调节制冷剂 的供给。 机组采用了组合式冷凝器和蒸发器，分别共用冷却 水回路和冷媒水回路。 为每个压缩机还设置了油冷却器，由 制冷剂提供冷源。
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（4）供 液 量 过 大 供液量过大，可能造成机组排气温度过低、压缩机吸气 带液。 供液量过大可能造成的原因包括膨胀阀开度过大、选 型不合适以及膨胀阀的旁通手动膨胀阀关闭不严等等，具 体原因应当根据现场排查确定。 （5）热 负 荷 减 小 外界热负荷减小，可能造成吸气压力低，随着吸气压力 的变化，直接影响到排油压力，排油压力与油温相对应，油 温也逐步降低。 （6）加 油 过 多 压缩机充注过量的冷冻机油，会使润滑油循环量增大， 加大油分离器负担， 不能被分离的润滑油会随着制冷剂进 入冷凝器、蒸发器。 （7）回 油 管 路 故 障 油分离器下部的回油管如果存在堵塞、 阀门故障等问 题， 被油分离器滤芯分离出的机油无法通过回油管路回到 压缩机，而在油分离器底部积存。 （8）设 备 本 身 设 计 问 题 由于压缩机吸气不容易将润滑油带回， 一般都有专门 的回油系统。 而该型制冷机组用的是满液式蒸发器，靠吸气 压力差回油，当气温变化大时，冷却水温度变化也大，造成 排气压力变化大，经常引起压差过低影响回油。 （9）操 作 不 当 引 起 运行值班人员在操作上存在不当，供液阀开启过大、吸 气过热度偏低，压缩机运行带液。 冷却水调节阀调节不当， 在冬季运行时，由于海水介质温度太低，所需要的冷却海水 量很小，而此时调节阀进入了快开特性区，如果单靠一个阀 门的调节，很难调准流量，应通过串联的几个阀门联合调节 冷却水流量。 4.2 故障时的运行参数及排查情况
在诊断出压缩机跑油故障的原因后， 采取了调整制冷 回路热力膨胀阀开度以及更换压缩机转子轴承组件的方 法 ，机 组 复 装 恢 复 运 营 后 ，排 气 温 度 升 至 70℃左 右 ，压 缩 机 运行噪声明显下降。 5 对策与措施
（1）在制冷机组装船前要严格机组的验收工作 ，其各种 控制部件和能量调节部件必须调整到额定状态， 否则会因 为机组的调试问题而导致实船的机组运行问题， 带来不可 估量的损失。