压缩制冷系统故障分析

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摘 要：本文介绍了天然气浅冷装置氨压缩制冷系统流程，并根据装置实际运行情况及存在问题，分析了氨压缩制冷系统的油部分统在运行过程中系统出现的故障，总结了三点操作经验，包括氨压机运行期间切换油泵，对蒸发器进行收油以及油气压差低问题处理。

关键词：氨压缩；制冷系统；故障；分析

螺杆式压缩制冷系统辅助设备由国产配套组成，主要设备有制冷油泵、氨油分离器、油冷却器、氨冷凝器、液氨储罐、氨蒸发器、过冷器、节流阀等设备组成。氨压缩机在运行过程中油系统经常出现油压低的现象，导致氨压缩机由于油汇管压力超低报警联锁停机，直接影响装置制冷合格率和用户换热效果。

1．氨压缩制冷系统流程介绍

氨气在压力0.0717MPa、温度-40℃条件下，进入压缩机，被压缩成为压力1.72MPa温度　90℃的氨油混合气体　，进入氨油分离器进行分离，分离出的油重新使用，氨　气　从氨油分离器顶部排出，进入氨　冷　凝　器　进　行　冷　却　，冷　却　后　液　氨　进液氨储罐　，冷凝器的热量由冷却水带走，从液氨储罐出来的氨分成两路去过冷器，一支经节流阀节流降压　0.2MPa，蒸发温度为-19℃，另一支路为过冷氨走管层，冷却到10℃后经节流降压阀减压后去用户氨蒸发器　，在蒸发器中蒸发　，形成压力0.0717MPa温度-40℃的气体，蒸发后的氨气再进入氨压缩机，从而达到连续循环制冷。

2．氨制冷油系统故障分析与处理

2.1　制冷油泵出口单流阀不严对氨压机运行的影响

氨压缩制冷机组有两台制冷油泵P-510A/B，氨压机正常运行时　，一台油泵运行为主泵，另一台辅助泵作为备用泵。机组运行时辅助泵进出口阀是常开状态，当主泵出现故障油气压差低于0.15MPa报警时，辅助泵会自动启动补充油压，当油气压差低报警消除时辅助泵自动停止。目前氨压缩制冷机组由于两台油泵出口单流阀关不严，主泵运行时油通过辅助出口倒流回入口，导致油泵出口压力下降油气压差低报警，辅助泵经常启停影响氨压机正常供油压力。

采取措施：为防止因油泵出口单流阀关不严油通过辅助泵出口倒流回入口，导致油泵出口压力下降油气压差低报警辅助泵经常启停，现运行时将辅助泵入口阀关闭。为了减少氨压机停机次数，提高装置制冷合格率，实现装置长周期平稳运行提高轻烃产量，经过对主辅泵启动程序进行分析，通过多次试验可以采取一定的方法在不停氨压机的情况下切换P-510辅助泵。

注意事项：

2.1.1　在切换辅助泵过程中主副岗要相互配合，当辅助泵启动后要迅速打开泵入口阀不要时间过长防止油泵抽空损坏设备；

2.1.2　在氨压机正常运行过程中　，油泵检修后需要灌泵充压时，要先关闭放空阀，打开入口阀进行冲压，不要同时打开泵的进出口阀，这样会出现因出口单流阀关不严，油通过出口倒流回入口，导致瞬间油泵出口压力下降油气压差超低报警联锁停机；

2.1.3　在正常情况下氨压机出现故障仪表联锁停机时，油泵随主机自动停止运行，但现在由于辅助泵是在浅冷低压室强制启动不受自动控制，如果装置出现故障仪表联锁停机时，必须通知电岗低压值班人员在浅冷低压室手动停止辅助泵运行。

2.2　冷冻机油耗量过大的原因及处理

2009年初氨压机制冷系统冷冻机油耗量大，制冷温度达不到设计要求，通过分析、查阅有关记录发现，氨压机排气压力、油冷却水回水温度、制冷温度升高，排气压力高，排气温度随之升高，排气温度过高必然使油分离效果变差，从而使机油随压缩氨气携带到冷凝器，经冷凝后最终将积存在蒸发器内，当机油在蒸发器内聚集到一定程度时，机油占据了蒸发器的空间，必将影响液氨在蒸发器内的蒸发量，从而使制冷负温上升。

鉴于这种情况，采取解决的办法有：

2.2.1　增大油冷却水量来降低油温度，以提高油分离器冷冻机油的分离效果和冷凝器的传热效率；

2.2.2　通过收油线把氨蒸发器内的油回收到集油器内。回收后氨蒸发器的氨蒸发空间增大，冷冻机油的耗量得到了充分控制，制冷温度随之降低，达到了预期效果。

在运行中收蒸发器E-506中油方法是：保持蒸发器液位正常，打开蒸发器E-506底部收油阀　，打开集油罐入口阀　，打开集油罐至氨压机入口阀开始收油，观察集油罐液位，当液位达到90%时关集油罐至氨压机入口阀停止收氨。打开集油罐底部出口阀，打开集油泵进出口阀，送电启动机油泵向氨系统加油，当液位降至10%时停泵，打开集油罐至氨压机入口阀继续收油，直到收油管线结霜为止收油结束，恢复原流程。

2.3　油气压差低原因分析

油气压差低有以下几点因素：压缩机入口带液，使D-516中有液氨存在，氨在蒸发时吸收油的热量使油呈泡沫状，而油泵吸入有泡沫的油而发生油气压差低，因而油起泡沫以后，降低了油泵的输油能力，故油泵输送到压缩机各部位的油量少，所以发生油气压差下降；齿轮油泵吸入有杂质的油，使入口被堵塞；油过滤器被污物堵塞；油压调节阀开的太大，或被污物卡住及调节阀损坏，无法调节油压；油泵零件磨损严重，油泵吸入管线及油泵有漏油现象，输油能力减弱，油压下降；油温过高或压缩机机械密封磨损过大；吸入管线和齿轮油泵内有气体。

排除措施：压缩机启动前应仔细检查蒸发器的液位给定值、节能器的给定值，并将压缩机入口阀关闭后稍开一点，再启动压缩机，直到D-516内油不在起泡时，再缓慢打开入口阀，手动缓慢加载运行，直到压缩机运行正常为止；停油泵，检查油泵和进油油管，清除污物；清洗油过滤器；调节油副线阀，如压差达不到要求值0.2MPa，则检查清洗副线阀　，检查损坏情况　，进行修理或更换；检查油泵，修理或更换磨损严重的零件，消除漏油处；检查压缩机出口温度，重新调节工艺参数；排除泵和管线内的空气。

3．结论与建议

3.1　辅助泵入口阀关闭不严　，建议不停氨压机的情况下切换P-510辅助泵。

3.2　冷冻机油耗量过大　，建议增大油冷却水量降低油温度，提高油分离器的分离效果和冷凝器的传热效率。

3.3　油气压差低　，检查、清理齿轮油泵、油过滤器是否存在污染物，查看油压调节阀的开度大。

参考文献：

[1]　李福成　，王素芸．天然气浅冷装置操作手册．哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，2008.

[2]　孙爱忠　，油气初加工过程．哈尔冰　：黑龙江科学技术出版社，2010.

[3]　中国石油天然气总公司　，轻烃装置操作工．北京：石油工业出版社，2011.