03.09.2019

Гидравлический удар – «ахилесова пята» парокомпрессионного цикла

В.В.Шишов, главный инженер Группы компаний «Фармина», доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана
(журнал "Холодильная техника" №5, 2019 г.)

Анализ причин выхода из строя полугерметичных компрессоров (КМ) показывает, что на первом месте находится влажный ход (ВХ), на втором - недостаточный возврат в КМ масла из системы или неравномерное его распределение между ними (от ВХ выходят из строя приблизительно в два раза больше КМ, чем от недостатка масла).

   В поршневых прямоточных КМ для защиты от гидравлического удара (ГУ), некогда предусматривались ложные крышки с буферными пружинами или дополнительные пружины для подъема нагнетательных клапанов, отсутствующие в современных коммерческих КМ, поэтому предупреждение ГУ в них особенно актуально.

   Основными процессами в парокомпрессионной холодильной установке, происходящими в испарителе и конденсаторе, являются фазовые превращения хладагента (ХА) из газообразного состояния в жидкое и обратно. Наличие жидкой фазы вызывает инженерные трудности: попадание в КМ капелек ХА и кипение его внутри полости сжатия вызывает ВХ, что можно наблюдать по обмерзанию картера КМ, если температура кипения ниже нуля. Признаками ВХ являются также уменьшение перегрева на всасывании и снижение температуры нагнетания. При большом количестве жидкого ХА может произойти ГУ, приводящий к аварии в КМ, поскольку жидкость несжимаема. ГУ предшествуют стуки в цилиндрах и повышенная вибрация КМ. При этом происходящие поломки в большинстве случаев таковы, что требуется полная замена или, как минимум, серьезный ремонт КМ.

Основные причины, вызывающие ВХ и ГУ - это неправильное регулирование перегрева терморегулирующим клапаном (ТРВ), реверсирование цикла, обмерзание испарителя, оттайка горячими парами, перезаправка установки ХА, чрезмерное открытие клапана для впрыска жидкости в КМ, установка одного ТРВ на два параллельно установленных воздухоохладителя и т.д. Неприятности, связанные с жидким ХА, могут возникнуть при запуске (особенно зимой). Часто ГУ происходит в холодильной установке прилавков, когда их заносят в помещение с мороза и тут же запускают, не дав им принять температуру помещения.

Наилучшая защита от ВХ и ГУ: использование отделителя жидкости (ОЖ), способного вместить в себя не менее 50% ХА, заправленного в систему. «Регенеративный» теплообменник также защищает КМ от ВХ. Возможное решение для защиты КМ при запуске: «цикл с вакуумированием», использование ТРВ с функцией МОР. Предлагаются технические решения замены контроля перегрева на всасывании на контроль фазового состава этого потока.

   Как мы говорили, в современных КМ не предусмотрена механическая защита от ГУ, поэтому следует обратить внимание на участившиеся прорывы прокладок в головках цилиндров между полостями нагнетания и всасывания. В этом случае температура нагнетания растет, что ведет при продолжении работы к разрушению группы движения. Участившиеся аварии из – за прорыва прокладок заставляют вспомнить о необходимости защиты КМ от высокой температуры нагнетания. Для этого в головках цилиндров КМ предусмотрены специальные места для установки защитных термостатов, связанных с электронными блоками защиты. Практический опыт работы свидетельствует, что для повышения ресурса работы КМ температура нагнетания, замеренная на трубе, должна быть 105...110°С. Кратковременные превышения температуры приемлемы

Обычно рассматриваются последствия ГУ только в КМ, но ГУ — возможен и в трубопроводах. Как правило, это явление возникает при закрытии или открытии запорной арматуры. Гидроудары приводят к раскачиванию и разрыву жидкостных труб, отрыву арматуры, нарушению паянных швов и утечке ХА.

    Необходимо отдельно рассмотреть циклы с ХА RC318 и R218, которые часто используются в холодильных установках с турбокомпрессорами. Свойства этих ХА таковы, что, если перегрев пара на всасывании в КМ недостаточен, то в его рабочей полости при сжатии начинается конденсация ХА, вызывающая ГУ и выход КМ из строя. Этот процесс виден на диаграмме i-lg p.

 Электронная система контроля может легко отследить уменьшение перегрева. На сегодняшний день это основной способ предупреждения и защиты от влажного хода. 

 

 


Компания Фармина, оставаясь Вашим надежным партнером, предлагает Вам продукцию Европейских производителей.

В наличии на нашем складе широкий выбор полугерметичных компрессоров производства итальянского завода FRASCOLD и немецкого производителя BOCK.

Также наша компания имеет широкий ассортимент линейной автоматики производства DANFOSS, CASTEL, RANCO и РИДАН.

На нашем складе имеется электроника CAREL.

+7 (495) 787 87 43

Компания Фармина продолжает поставлять на Российский рынок продукцию высокого качества известных мировых брендов, которые зарекомендовали себя, как производители надёжных холодильных компонентов.
По всем вопросам и расчетам обращайтесь к нашим сотрудникам.