螺杆压缩机的能级控制

螺杆压缩机的能级控制

高翔

摘要：通过介绍螺杆压缩机的滑阀的内部结构，处理压缩机能级控制出现的问题。

关键词：螺杆、滑阀、能量调节

一、概述：

螺杆式压缩机是一种高速回转的容积式压缩机，通过工作容积缩小进行气体压缩，除了两个高速回转的螺杆转子外，没有其它运动部件，具有回转式压缩机（如离心式压缩机）和往复式压缩机（如活塞式压缩机）各自的优点，如体积小、重量轻、运转平稳、易损件少、效率高、单级压比大、能量无级调节等，在压缩机行业得到迅速发展及应用。由于螺杆制冷压缩机单级有较大的压缩比及宽广的容量范围，故适用于高、中、低温各种工况，特别在低温工况及变工况情况下仍有较高的效率，这一优点是其它机型（如吸收式、离心式等）不具备的。因此，螺杆式制冷压缩机被广泛用于空调、冷冻、化工、水利等各个工业领域，是制冷领域特别是工业领域的最佳机型。

由于螺杆制冷压缩机属于容积式压缩机，它利用一对相互啮合的阴阳转子在机体内作回转运动，周期性地改变转子每对齿槽间的容积来完成吸气、压缩和排气过程。适用于NH3（氨）、R22（氟利昂）等各种制冷工质，不需要对机器结构作任何改变，所以一般认为螺杆式制冷压缩机不存在困扰制冷界的CFCs工质替代问题。

二、结构分析：

螺杆式制冷压缩机常用滑阀调节能量，即在两个转子高压侧，装上一个能够轴向移动的滑阀，来调节能量和卸载启动。滑阀调节能量的原理，是利用滑阀在螺杆的轴向移动，以改变螺杆的有效轴向工作长度，使能量在100%和10%之间连续无级调节。

能量调节主要与转子有效的工作长度有关。图一为滑阀的移动与能量调节的原理图。图A示出全负荷时滑阀的位置。当滑阀尚未移动时，滑阀的后缘与机体上滑阀滑动缺口的底边紧贴，滑阀的前缘则与滑动缺口的剩余面积组成径向排气口。此时，基元容积中充气最

大。由吸入端吸入的气体经转子压缩后，从排气口全部排出，其能量为100%，如图B实线所示。当高压油推动油活塞和滑阀向排出端方向移动时，滑阀后缘随之被推离固定的滑动缺口的底边，形成一个通向径向吸气口的、可为压缩过程中气体的泄逸通道，如图C所示，减少了螺杆的工作长度，即减少了吸入气体的基元容积，如图B中虚线所示，排出气体减少，一旦吸入的气体，未进行压缩（此时接触线尚未封闭）就通过旁道口进入压缩机的吸气侧，因此减少了吸气量和制冷剂的流量，起到了能量调节的作用。泄逸通道的大小取决于所需要的排气量大小。滑阀前缘与滑动缺口形成的排气口面积（即径向孔口）同时缩小，达到改变排气量的目的。此时，调节指示器指针指出相应的改变排量的百分比。

当滑阀继续向排出端移动时，制冷量随排量的减少而连续地降低。因而能量便可进行无级调节。当泄逸孔道接近排气孔口时，螺杆工作长度接近于零，便能起到缷载启动的目的。

能量调节采用油驱动调节，一个能量调节电磁阀组是由四个电磁阀与相应油路连接而成的，选用四个电磁阀可控制供油的流向，从而达到控制油活塞在油缸内的前后移动，这样即可完成滑阀的正反移动从而达到增载、减载的作用。该系统由三部分构成：供油、控制和执行机构。供油机构有油泵及压力调节阀；控制机构有四通电磁阀；执行机构有滑阀、油活塞和油缸等。其控制系统见图二所示。减荷时，电磁阀1和4开启，由油泵来的高压油，经电磁阀4被送到油活塞左侧，推动活塞向右移动，带动滑阀向排气端移动，达到减少负荷的目的。同时，油活塞右移，油缸内的油经电磁阀1被排回油箱。增荷时，电磁阀2和3开启，油活塞右侧获得高压油，活塞左移，得到增荷调节。需要滑阀停留在某一定位置时，只要在此位置不接通电磁阀或油分配阀即可。油缸两边的油即不能流进，也不能流出，滑阀此时不会左右移动而处在一定位置上，即相应某一固定的能量。滑阀的移动可以调节压缩机的吸气量，从而调节了排气量，滑阀的移动是靠专门设置的油缸、油活塞来推动的。压缩机运转过程中，通过滑阀向压缩机腔内喷入大约占体积流量0.5～1%的润滑油，这部分润滑油起着冷却、密封、润滑的作用。

三、设备现状：

整个机组由单机双级螺杆压缩机、电动机、油路系统、底座等组成，油路系统主要由油分离器、油冷却器、油过滤、器油泵与油泵电动机、油分配总管组成。气路系统由吸气过滤器、吸气上回阀、压缩机、经济器、油分离器、气止回阀等组成，控制系统由控制台和启

制冷量-40℃～+40℃205KW 工质R22

主电机型号Y315M2－2主电机功率132KW

电源380V3P50HZ润滑油N46冷冻油

同步转速2960ｒ/ｍｉｎ机组重量3600Kｇ

四、故障及处理：

冰机按正常程序开机，低压级能级会很快的自动增载至100%，且高、低压级的能级不能正常增载和减载，造成冰机由于吸气压力过低而跳停，现场分析和处理如下：

1、能级不能进行调节，通常情况下是由于“电脏”造成的，原因是冰机油路系统不干净，脏东西将电磁阀阀芯卡住或者是阀体内弹簧卡在阀体内腔，使电磁阀不能正常工作，阀芯始终处于常开状态，电磁阀在未动作时油路上不断有油进入油活塞推动其作用，使增载油路始终处于打开状态，能级不断上升直至100%。此时可将冰机系统内部进行泄压至零，拆卸低压级增减载电磁阀（共四只），将阀芯、阀体、弹簧清洗吹扫，密封面检查清理，检测四组电磁阀是否正常，然后重新装配好后即可。发生“电脏”现象后，可将油泵前过滤器进行吹扫清洗，定期检测冰机润滑油的油品，如发现油品指标已超范围，则必须更换油品。

2、经现场对电磁阀组的拆检和清洗重新装回，开机运行后，仍然出现低压级能级自动增载现象。将油分配总管上供电磁阀组的总供油阀和回压缩机组的回油阀关闭，切断油路的进出，压缩机仍能自动增载，根据以上现象，判定是机组滑阀内部的泄漏。

3、经确认后“O”型密封圈有损伤，拆缷程序如下：

A、放尽机组内部了气体压力，拆下指示计、缷载盖和相应的控制线，拆下联轴器；

B、拆下固定缷载活塞的锁紧螺母，平衡活塞和缷载油缸将同时被拆下（注意不要将平衡活塞与缷载油缸分开拆，为了避免再装进的麻烦）；

C、拆下低压级的吸气口盖，低压级的喷油管，低压级的排气口盖和主机侧的联轴器，用两只M8螺栓拆出轴封、固定环和骨架油封；

D、更换卸载推杆的“O”型密封圈。