11-10 船舶制冷装置

武汉理工大学轮机工程系一、制冷装置的验收二、制冷装置的日常管理三、制冷装置的常见故障第十节船舶制冷装置的管理武汉理工大学轮机工程系一、制冷装置的验收1）气密试验气密试验最好用瓶装氮气进行。各国船舶检验部门规定的气密试验压力有所不同。我国“钢质海船建造与人级规范”(1996)规定气密试验压力是设计压力(见表11—10)。船用制冷压缩机的最大工作压力和设计压力制冷剂R12R22R717最大工作压力（表压）MPa(kgf/cm2)制冷剂在46℃时的饱和蒸汽压1.0(10.2)1.68(17.2)1.72(17.5)设计压力（表压）MPa(kgf/cm2)1.03(10.5)1.72(17.5)1.72(17.5)船舶制冷装置的管理武汉理工大学轮机工程系•将试验气体的钢瓶经减压阀接到系统管路上(例如通过充剂阀)，然后开启钢瓶阀向系统充气，当压力达到0.3～0.5MPa时，检查系统有无明显漏泄。如果没有，即可进一步加压至要求的试验压力。仔细地对系统各连接处、阀杆填料箱、焊缝等处查漏。•为了初步检查冷凝器是否漏泄，可以关闭冷却水，开启水室泄水旋塞，在泄水旋塞口检查，如发现漏气，应进一步拆下冷凝器端盖检查。查漏可用皂液法，也可先在系统中充人表压0．07～0．1MPa的氟利昂，再用检漏灯查漏。如果压缩机内压力升高，则表明其吸人或排出截止阀漏。对所有漏泄处必须设法修理消除。武汉理工大学轮机工程系2）抽真空制冷系统经气密试验后，应抽除其中残存气体，将系统内的压力抽到尽可能低，并予以保持，使系统中水分在高真空条件下蒸发，反复抽气以除去水分。我国“船规”不对抽空提出具体数值要求，氟利昂系统一般可使绝对压力仅余1．33kPa(10mmHg)，如达不到可采用充制冷剂重抽法。为了进一步减少系统中残留的水蒸气和其他气体，氟利昂制冷系统在达到稳定真空度后；可从充剂阀或其他适当部位充人适量氟利昂气体，使真空度降到0.04MPa，然后再起动压缩机重复前述工作，再次抽空。武汉理工大学轮机工程系二、制冷装置的日常操作1．制冷剂的充人系统经气密试验和抽空干燥后即可进行充装制冷剂。初次充剂量通常在装置说明书中均有说明。把制冷剂钢瓶置于磅秤上(瓶头向下，倾斜放置)，以便称量制冷剂的充注量。充制冷剂时先将接管一端与钢瓶出口阀紧接，继而微开一下钢瓶阀，用瓶中制冷剂驱除接管中的空气，然后再将接管的另一端紧接到系统的充剂阀上。开足冷凝器冷却水。武汉理工大学轮机工程系根据贮液器液位判断充剂量已达到要求时，关闭钢瓶出口阀，继续抽吸至钢瓶出口接管结霜，待结霜又消失后，即表明接管中液态制冷剂已经收回，使可关闭充剂阀。待压缩机吸人压力达到下限停车时，贮液器中液位应为80％左右。然后开出液阀运行一断时间，贮流器液位应为1／2～1／3高，如冷凝器兼贮液器；其下部液位表应显示半高。储液器原理演示武汉理工大学轮机工程系2．制冷剂的取出如果系统中充制冷剂过多，液态制冷剂可能过多地浸没冷凝器冷却水管，使冷凝，压力升高，需要取出部分制冷剂，有时因装置大修或准备长期停用等原因，亦需要取出、全部制冷剂。取出部分制冷剂比较容易，可在装置运行同时进行，武汉理工大学轮机工程系3．检漏•制冷装置初次投入使用或拆卸检修之后，或系统中制冷剂减少较快时，都应进行检漏。•漏泄主要发生在系统中各设备的连接处，阀杆填料处和压缩机轴封等部位，必要时冷凝器和安全阀也要检查。•氨有强烈刺激性臭味，泄漏容易发觉，可采用肥皂水检漏，也可利用氨溶于水呈碱性，能使浸湿的酚酞试纸由蓝色变为红色的特性查漏。•氟利昂无色无味，渗透性又强，检漏工作尤应重视。常用检漏方法有以下几种；(1)皂液检漏:查漏用的肥皂水可用肥皂粉调制，并可在其中加几滴甘油，使泡沫不易破裂。(2)油迹示漏:氟利昂与滑油互溶，只要经常使装置各部分保持清洁，则一旦出现油迹，就表明该处有漏。武汉理工大学轮机工程系氨与润滑油不能互溶，压缩机排气带到系统中的润滑油难以返回压缩机，，一般要经常从冷凝器、蒸发器等底部泄放存油。这样，氨压缩机在运行期间经常要向曲轴箱加润滑油。武汉理工大学轮机工程系(3)检漏灯捡漏:空气中不含氟利昂时，检漏灯的火焰呈浅蓝色。当空气中含氟利昂时，其浓度超过5％～10％且与炽热的铜接触时，氟利昂会分解产生氯元素，并与铜发生化学反应，生成的化合物使火焰变色。浅蓝色－深绿色－亮蓝色武汉理工大学轮机工程系(3)电子检漏仪检漏：利用气体电离的原理制作的，灵敏度很高、反应速度快、携带方便。（能查处0.3～0.5g/年的微漏）武汉理工大学轮机工程系(4)荧光渗漏检测：快速、简便、安全，准确将少量的荧光检漏剂加注到空调/制冷或工业流体系统中，运行系统，使之在系统中循环。荧光剂会随系统中的制冷剂或流体渗漏并在渗漏点聚集。当用高强度紫外或紫外/蓝光检漏灯照射检测时，渗漏处的荧光剂会发出明亮的黄绿光，精确显示漏点的位置。只要检漏剂加入系统并循环，几分钟内即可发现渗漏。对于特别小的渗漏可能需要让检漏剂在系统中运行壹到两天的时间。但是，一旦检漏剂渗漏出来，用检漏灯照射立即就能发现。荧光检漏方法被证实可以检测出其他方法不能检测出的多个或非连续渗漏，哪怕是每年小于3.75ml的微小渗漏！武汉理工大学轮机工程系4．滑油的更换和添加制冷压缩机应按说明书规定的周期换油。但如发现滑油老化、污浊、变黑或粘度下降15％以上时，也可提前换油。换油操作如下：关闭吸入截止阀，启动压缩机将曲轴箱抽成真空，以收回溶解在润滑油中的制冷剂。然后再停止压缩机，关闭排出截止阀。接着便可松开放油旋塞，放空脏油，拆除曲轴箱侧盖，清洁曲轴箱，用干净的布擦干后，再将侧盖和放油旋塞装复。上述工作完成后，即可从加油口注入规定牌号的洁净润滑油。润滑油装完后，先使排出截止阀上的多用通道(或常接通道)通大气，再启动压缩机，将曲轴箱中空气抽出，直至曲轴箱达到稳定真空时，关闭多用通道，停止压缩机，开启吸、排截止阀后，装置即可正常工作。氟利昂压缩机正常情况下不需常加润滑油。一般压缩机启动后曲轴箱油位有所下降，不久，被排气带到系统中的润滑油在系统循环后又返回曲轴箱，油位便基本稳定。武汉理工大学轮机工程系5．不凝结气体排放储液器原理演示武汉理工大学轮机工程系2）热气融霜把压缩机排出的制冷剂高温蒸气引入到蒸发器盘管，融化蒸发盘管表面的霜层。热气融霜比电热融霜经济。热气融霜分类：顺流式、逆流式两种1）电热融霜利用电加热蒸发器，融化蒸发盘管表面的霜层。6、融霜武汉理工大学轮机工程系•融霜热气流向与正常工作时的制冷剂的流动方向相同。•因膨胀阀远热气管长，需设融霜回液管。不宜采用。武汉理工大学轮机工程系•融霜热气流向与正常工作时的制冷剂的流动方向相反。•因膨胀阀远热气管短，可不设融霜回液管。也可设融霜回液管，以求操作简便安全。常常采用。武汉理工大学轮机工程系武汉理工大学轮机工程系超低温冰箱原理图武汉理工大学轮机工程系武汉理工大学轮机工程系三、制冷装置的常见故障1、冰塞：温度降到0℃以下，当含水量较多呈游离态时，水即会迅速结冰，在流道狭窄处形成“冰塞”。膨胀阀阀孔通道狭窄，又是节流降压元件，最容易发生冰塞。有时液管上滤器脏堵，或膨胀阀前后的阀件开度不足等，也可能节流而导致冰塞。冰塞有时还发生在膨胀阀后较细的管路。R22溶水性比R12大得多，冰塞可能性稍小，但含水量多时也会发生，而氨制冷系统一般不会产生冰塞。(1)拆下冰塞元件除冰(2)化冰后用干燥剂吸水(3)用“解冰剂”消除冰塞(4)用干燥气体吹除水分武汉理工大学轮机工程系2、系统中制冷剂不足在系统中制冷剂严重不足时，经膨胀阀的制冷剂液体流量不足，会出现以下异常现象：蒸发温度低于0℃的冷库，其蒸发器后部结霜融化，压缩机吸气过热度增加，吸人压力和排出压力都降低，制冷量减小，长时间运转库温仍降不下来，或者库温未到下限，压缩机吸入压力就很低而停车。制冷剂流量不足还会使进入蒸发器内的润滑油难以返回曲轴箱，造成油位偏低。由于膨胀阀开度不足、堵塞或冷凝压力过低等原因也会造成上述现象。3、压缩机运转不停，制冷效果仍达不到要求对冷藏舱或空调制冷装置来说，压缩机一般都设有能量调节装置，使用其间一般是运转不停的，这里只是指其不能将库温或送风降到要求的温度。而不设能量调节的伙食冰机，一般设计要求每天工作16～20h即可维持库温在要求范围内。如果压缩机长时间运转不停，仍不能将库温拉到下限，则属不正常。原因无非是装置热负荷太大，或者是装置制冷量不足。武汉理工大学轮机工程系4、压缩机起停频繁不设能量调节的伙食冰机，一般以每小时起停不超过四次为宜，频繁起停会影响设备和电路的可靠性，可能使油压差继电器的加热元件或电路过载热保护元件过热而动作，压缩机不能再自动启动。如果库温未达要求而频繁起停，势必影响制冷工作。压缩机频繁起停时，应注意观察有关自动化元件的工作情况，才能查准原因。第一种情况，供液电磁阀启闭频繁——这是由于温度继电器使电磁阀动作频繁，导致低压继电器使压缩机启停频繁。第二种情况，压缩机因低压继电器而频繁起停——压缩机吸入压力过早地达到低限值，停车后有冷剂进入蒸发室，吸入压力升高到上限造成压缩机启停频繁。第三种情况，压缩机高压继电器启停频繁——这种情况只是少数高压继电器不用人工复位时才会出现。武汉理工大学轮机工程系下面我们以CS-150型冷风机（使用5090型热交换器）为例，对北京、广州、武汉、三个不同的地区制冷效果进行介绍。机型数据：风量Q=15000m3/hCELdek类型5090入口风速v=2m/s功率0.75KW工作效率η=77%压降△P=35Pa混合空气比热Cp=0.24Kcal/Kg*K混合空气比重ρ=1.2Kg/m3武汉理工大学轮机工程系根据气象数据得：干球温度t1db=33.2℃,相对温度＝59%由焓湿图查得：湿球温度t1wb=26.4℃制冷后出风口湿度t2db=t1db-η*(t1db-t1wb)/100=33.2-77*(33.2-26.4)/100=28℃温降△t=t1db-t2db=33.2-28=5.2℃全冷量：Q=q*ρ*Cp*△t=1500*1.2*0.24*5.2=22464Kcal/h北京武汉理工大学轮机工程系根据气象数据得：干球温度t1db=33.5℃,相对温度＝64.6%由焓湿图查得：湿球温度t1wb=27.7℃制冷后出风口湿度t2db=t1db-η*(t1db-t1wb)/100=33.5-77*(33.5-27.7)/100=29℃温降△t=t1db-t2db=33.5-29=4.5℃全冷量Q=q*ρ*Cp*△t=1500*1.2*0.24*4.5=19440Kcal/h广州武汉理工大学轮机工程系根据气象数据得：干球温度t1db=33.2℃,相对温度＝59%由焓湿图查得：湿球温度t1wb=26.4℃制冷后出风口湿度t2db=t1db-η*(t1db-t1wb)/100=33.2-77*(33.2-26.4)/100=28℃温降△t=t1db-t2db=33.2-28=5.2℃全冷量：Q=q*ρ*Cp*△t=1500*1.2*0.24*5.2=22464Kcal/h武汉武汉理工大学轮机工程系武汉理工大学轮机工程系蝶阀