冷库氟制冷系统的故障分析方法

吴寅辉

摘要：冷库主要是依靠氟来制冷调节冷库的温度，在氟制冷系统中一旦出现故障必然会影响冷库的制冷效果，本文就冷库氟制冷系统的故障进行分析。

关键词：冷库；氟制冷系统；故障分析

1.前言

在冷库制冷过程中压缩机故障，制冷量不足都会造成冷库制冷效果，影响冷库的正常运行。

2.现有几种冷库主要制冷剂的比较

作为制冷剂的物质应有较好的热力性质以及较满意的物理化学性质，主要的要求有：临界温度高；冷凝压力不要太高；蒸发压力不要太低；单位容积制冷量大；凝固温度低，蒸发潜热大，比体积小；安全无毒不腐蚀；对环境友好；来源广，价格低廉。然而完全满足这些要求的制冷剂目前尚未发现，我们只能根据实际情况选择制冷剂。NH3、CO2和氟利昂（以Ｒ22作为代表）凭借各自的优势进入了人们的视野，现对这三种制冷剂的性质作简要比较。

（1）Ｒ744即CO2的单位容积制冷量大大高于其他两种制冷剂，从制冷性能来看，CO2的制冷性能无疑是最好的，同时它无毒、环保，易获取，价格低廉，是非常理想的制冷剂。但是由于CO2的临界压力高，而临界温度太低，使其作为制冷剂在制冷系统中无论是亚临界循环还是跨临界循环，其系统运行压力都将大大高于目前常规使用的氟制冷系统和氟制冷系统，这必然对设备及管阀系统的设计提出更高要求，也必然造成系统投资的增加。CO2无色无味，泄漏了也不易察觉，虽然CO2无毒，若在空气中含量超过10%，也会在无声无息中造成人员窒息伤亡。同时，CO2液体在常温下容易气化，故应注意系统的保压，以防由于CO2液体气化引起容器、管道内部压力升高而造成物理性爆炸。

（2）Ｒ717即氟作为制冷剂，无论是单位容积制冷量、还是临界温度和压力以及对环境的友好方面，都比较好，价格也较低廉，来源广，初投资和运营成本都较低，是较理想的制冷剂，目前国内和欧美国家90%左右的大型制冷系统都采用氟制冷剂，氟唯一的劣势就是安全性较差，对人体有刺激，属于有毒物质，而且若泄漏至一定浓度，遇明火会爆炸。但由于技术比较熟，相关法律法规也比较完善，安全监管到位，只要严格按照国家相关法律法规设计、施工、运行使用和管理，氟制冷剂已比较安全。

3.加强氟液泄漏的检测

GB50072-2010冷库设计规范中要求：“氟制冷机房应设置氟气体浓度报警装置，当空气中氟气浓度达到100ppm或150ppm时，应自动发出报警信号，并应自动开启制冷机房内的事故风机。”

库房等其它部位，冷库设计规范只是对快速冻结设备提出了，“…装置出口处的上方应安装氟气浓度传感器，在加工间内应布置氟气浓度报警装置。当氟气浓度达到100ppm或150ppm时，应自动发出报警信号，并应自动开启事故排风机，自动停止成套冻结装置的运行，漏氟信号应同时传送至制冷机房控制室报警。”目前在建的一些大型冷库中要求更高，是按下面方法设置氟气泄漏检测的。

1）压缩机房内设置二组探头检测。其中，一组设检测浓度为50ppm~150ppm，有数支探头分别设置在压缩机、高压贮液器、桶泵机组、调节阀站等较易泄氟处的上方，当检测到氟气浓度大于设定值时，报警并开启防爆的排气风机。还有一组的数支探头安装在压缩机房、设备间上部，设检测浓度为15，000ppm左右（氟和空气混合遇明火发生爆炸的1/10浓度），当检测到此浓度时，即报警、开启设置在机房顶上事故风机、停止压缩机和整个制冷系统运转。

2）氟的微量泄漏还要影响到商品质量，因此在库房冷风机的吸入和排出端（或库房中部）都设置氟浓度的探头。当检测到氟气浓度达到100ppm或150ppm时即停止冷风机运转，报警。

4.压缩机启动频繁

船舶制冷装置由于采用一机多库运行模式，制冷压缩机起停频繁是制冷系统的常见故障，主要有以下原因。

4.1低压继电器幅差过小

船舶制冷系统大多数采用吸入侧的低压继电器控制压缩机的起停，如果低压继电器的幅差值调节过小，则造成上下限差值很小，引起频繁起动与停车。应按照标准要求将其幅差值调整正常。

4.2制冷系统中冷剂循环量不足

正常运行情况下，系统冷剂的多少可通过贮液器观察，运行过程中的液位一般应在贮液镜的1/3～2/3处。冷剂过少，则在各库均投入工作时，循环量不够，造成液态冷剂无法实现在系统中的循环。于是就使得压缩机吸气压力过低而停车，而此时供液电磁阀保持开启，吸气压力又很快达到上限值，压缩机很快又会重新启动，从而造成起停频繁。

4.3制冷系统内部漏泄

压缩机内部漏泄是导致压缩机起停频繁的常见故障。造成制冷系统内部漏泄的因素很多，主要是：压缩机内部或安全阀漏泄；滑油分离器回油阀漏泄；热气融霜管漏泄和供液电磁阀漏泄。

5.压缩机运转不停

如果压缩机长时间运转却不能将冷库温度降到下限则属不正常，可能原因如下：

5.1热负荷太大或压缩机排气量减小

1）冷库隔热性能太差。可能是隔热结构损坏、隔热材料受潮、库门关不严或水管道漏气。

2）内部漏泄。吸、排气门和活塞环密封差，或润滑油分离器回油阀、气缸缸头垫片、安全阀等泄漏严重。

4）压缩机卸载机构有故障。部分气缸不能加载工作。

5）气缸余隙太大。缸头垫片不适当地被加厚或活塞付因轴承磨损而下沉。

5.2装置制冷量不足

进入蒸发器的制冷剂流量较少，蒸发器中制冷剂气体产生的速度慢。这其中又有两种不同现象，一种是吸气过热度高，低温库蒸发器后部霜层融化，这属于供液不足。原因可能是：

1）冷凝压力过低，冷却水的流量过大或温度过低。

2）进入系统中的润滑油过多。以致流经膨胀阀的制冷剂流量减少，或者使蒸发器管路局部堵塞。

3）制冷剂不足。液管及管上附件发生冰塞、脏堵或某些阀门未开足；膨胀阀安装不当、调节过紧或温包充剂漏失，使膨胀阀开度不足。冷剂不足会导致压缩机运转不停，膨胀阀开度不足也会导致压缩机运转不停。

5.3控制元件失灵

正常情况下，只有当各冷库温度均达到设定值，即各供液电磁阀同时关闭，压缩机的吸入压力值才能低于停车设定值。而一旦这三个控制元件出现故障，如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。

6.滑油不正常

冷藏装置的压缩机内曲轴箱滑油减少太快，主要原因可能是：

1）压缩机产生奔油，吸气时带走的油太多。

2）活塞刮油环装反或断裂。

3）滑油分离器不能有效分油或回油。

4）吸气管安装不当。

7.制冷量不足

系统中，不凝性气体的混入也会导致制冷量降低。主要是外界空气的混入，会影响排气压力和温度的升高，增加压缩机的功耗，影响滑油品质，也会影响传热。消除的办法是：

1）关闭贮液器的出口阀。

2）起动压缩机，将系统中的制冷剂连同不凝性气体一同压入冷凝器中，然后停止压缩机。

3）继续向冷凝器内供给循环水，使制冷剂充分凝结，而不凝性的气体则会聚集在冷凝器顶部。

4）打开冷凝器顶部的放空气阀，慢慢放气。

8结束语

综上所述，在当前冷库制冷的过程中，要减少故障的产生，提升冷库的运行效率。

参考文献

[1]张建一.英国某氨系统冷库安全与节能技术分析[J].制冷技术,2014,34(3):18-21.

[2]叶尉南.食品加工企业涉氨制冷系统安全使用的若干问题[J].冷藏技术，2013，(4):4-6。