Głównymi powodami przegrzania układu wydechowego sprężarki są: wysoka temperatura powietrza powrotnego, duża moc grzewcza silnika, wysoki stopień sprężania, wysokie ciśnienie skraplania i niewłaściwy dobór czynnika chłodniczego.
1. Temperatura powietrza powrotnego
Temperatura powietrza powrotnego jest względna w stosunku do temperatury parowania. Aby zapobiec cofaniu się cieczy, rurociągi powietrza powrotnego zazwyczaj wymagają przegrzania powietrza powrotnego o wartości 20°C. Jeśli rurociąg powietrza powrotnego nie jest dobrze izolowany, przegrzanie znacznie przekroczy 20°C.
Im wyższa temperatura powietrza powrotnego, tym wyższa temperatura ssania i wydechu w cylindrze. Każdy 1°C wzrostu temperatury powietrza powrotnego powoduje wzrost temperatury spalin.
2. Nagrzewanie silnika
W przypadku sprężarek chłodzących powietrze powrotne, para czynnika chłodniczego jest podgrzewana przez silnik podczas przepływu przez komorę silnika, co powoduje ponowny wzrost temperatury ssania cylindra.
Ciepło wytwarzane przez silnik zależy od jego mocy i sprawności, natomiast pobór mocy ściśle wiąże się z pojemnością skokową, sprawnością objętościową, warunkami pracy, oporem tarcia itp.
W przypadku sprężarek półhermetycznych z chłodzeniem powietrza powrotnego, wzrost temperatury czynnika chłodniczego w komorze silnika waha się od 15°C do 45°C. W sprężarkach chłodzonych powietrzem (chłodzonych powietrzem) układ chłodniczy nie przechodzi przez uzwojenia, więc nie występuje problem nagrzewania się silnika.
3. Stopień sprężania jest zbyt wysoki
Temperatura spalin jest w dużym stopniu zależna od stopnia sprężania. Im wyższy stopień sprężania, tym wyższa temperatura spalin. Obniżenie stopnia sprężania może znacząco obniżyć temperaturę spalin poprzez zwiększenie ciśnienia ssania i obniżenie ciśnienia spalin.
Ciśnienie ssania jest określane przez ciśnienie parowania i opór przewodu ssącego. Zwiększenie temperatury parowania może skutecznie zwiększyć ciśnienie ssania, szybko obniżyć stopień sprężania, a tym samym obniżyć temperaturę spalin.
Praktyka pokazuje, że obniżenie temperatury spalin poprzez zwiększenie ciśnienia ssania jest prostsze i skuteczniejsze od innych metod.
Główną przyczyną nadmiernego ciśnienia wylotowego jest zbyt wysokie ciśnienie skraplania. Niewystarczająca powierzchnia chłodzenia skraplacza, nagromadzenie kamienia, niewystarczająca objętość powietrza chłodzącego lub wody, zbyt wysoka temperatura wody chłodzącej lub powietrza itp. mogą prowadzić do nadmiernego ciśnienia skraplania. Bardzo ważne jest dobranie odpowiedniej powierzchni skraplania i utrzymanie odpowiedniego przepływu czynnika chłodzącego.
Sprężarki wysokotemperaturowe i klimatyzacyjne są zaprojektowane do pracy z niskim stopniem sprężania. Po użyciu w chłodnictwie stopień sprężania rośnie wykładniczo, temperatura spalin jest bardzo wysoka, a chłodzenie nie nadąża, co powoduje przegrzanie. Dlatego należy unikać używania sprężarki poza jej zakresem i eksploatować ją poniżej minimalnego możliwego stopnia sprężania. W niektórych systemach kriogenicznych przegrzanie jest główną przyczyną awarii sprężarki.
4. Przeciwrozprężanie i mieszanie gazów
Po rozpoczęciu suwu ssania, gaz pod wysokim ciśnieniem uwięziony w luzie cylindra ulega rozprężaniu. Po rozprężeniu ciśnienie gazu powraca do ciśnienia ssania, a energia zużyta na sprężenie tej części gazu jest tracona podczas rozprężania. Im mniejszy luz, tym mniejsze zużycie energii spowodowane rozprężaniem, a z drugiej strony większa objętość ssania, co znacznie zwiększa sprawność energetyczną sprężarki.
Podczas procesu rozprężania gaz styka się z powierzchniami o wysokiej temperaturze, tj. płytą zaworową, górną częścią tłoka i górną częścią cylindra, aby absorbować ciepło, dzięki czemu temperatura gazu nie spadnie do temperatury ssania pod koniec rozprężania.
Po zakończeniu procesu anty-rozprężania rozpoczyna się proces inhalacji. Po wejściu gazu do cylindra, z jednej strony miesza się on z gazem anty-rozprężającym, a jego temperatura wzrasta; z drugiej strony, zmieszany gaz pochłania ciepło z powierzchni ścianek i nagrzewa się. W związku z tym temperatura gazu na początku procesu sprężania jest wyższa niż temperatura ssania. Jednakże, ponieważ proces de-rozprężania i proces ssania trwają bardzo krótko, rzeczywisty wzrost temperatury jest bardzo ograniczony, zazwyczaj poniżej 5°C.
Przeciwrozprężanie jest spowodowane luzem cylindra i jest nieuniknioną wadą tradycyjnych sprężarek tłokowych. Jeśli gaz z otworu odpowietrzającego płyty zaworowej nie może zostać odprowadzony, nastąpi rozprężanie wsteczne.
5. Wzrost temperatury sprężania i rodzaj czynnika chłodniczego
Różne czynniki chłodnicze mają różne właściwości termofizyczne, a temperatura spalin będzie rosła w różny sposób po tym samym procesie sprężania. Dlatego dla różnych temperatur chłodzenia należy dobierać różne czynniki chłodnicze.
6. Wnioski i sugestie
Gdy sprężarka pracuje prawidłowo w zakresie dopuszczalnych parametrów, nie powinny występować zjawiska przegrzania, takie jak wysoka temperatura silnika i wysoka temperatura pary wylotowej. Przegrzanie sprężarki jest ważnym sygnałem usterki, wskazującym na poważny problem w układzie chłodniczym lub nieprawidłowe użytkowanie i konserwację sprężarki.
Jeśli pierwotna przyczyna przegrzania sprężarki leży w układzie chłodniczym, problem można rozwiązać jedynie poprzez ulepszenie konstrukcji i konserwacji układu chłodniczego. Wymiana sprężarki na nową nie jest w stanie całkowicie wyeliminować problemu przegrzania.
Guangxi Cooler Refrigeration Equipment Co.,Ltd.
Tel./WhatsApp: +8613367611012
Email:karen02@gxcooler.com
Czas publikacji: 13 marca 2024 r.