Q₀=λV_tq₀ / v₁    (1)

其中：λ為壓縮機的輸氣系數(shù)；V_t為壓縮機的理論排氣量；q₀為制冷劑的單位制冷量；v₁ 為制冷劑在壓縮機吸入口的比容。

制冷壓縮機的軸功率可由式(2)來表示：

P_e=λV_t w₀ / v₁η_e( 2 )

其中： w₀ 為壓縮機的單位理論功；η_e為壓縮機的軸效率。

當冷卻水溫度過高或流量不足、冷凝器換熱面臟污或制冷劑混入空氣時，冷凝器的冷卻能力會下降，冷凝壓力升高為p_k'，冷凝溫度隨之升高為t_k'，系統(tǒng)的循環(huán)改變?yōu)?-2'-3'-4'-1，相應地，單位制冷量由q₀ 下降為q₀ ' ，單位理論功由w₀增加為w₀'，壓縮機的輸氣系數(shù)λ降低，而比容v₁   和軸效率η_e不變?；谝陨戏治觯鶕?jù)式(1)和式(2)可得，當冷凝溫度升高時，壓縮機的軸功率P_e增加，制冷量Q₀下降。

隨著冷凝壓力的下降，冷凝溫度也會隨之降低，并在一定程度上降低壓縮機的軸功率和提高系統(tǒng)的制冷量；但冷凝壓力過低反而導致通過膨脹閥的制冷劑減少，進入蒸發(fā)器的制冷劑流量不足。冷凝壓力不足的產(chǎn)生原因主要是壓縮機故障或冷凝器冷凝能力過強。吸排氣閥片漏泄、活塞環(huán)密封不嚴或壓縮機無法增載，均導致壓縮機排壓不足，而冷卻水溫度過低或 流量過大也將導致冷凝壓力下降。

經(jīng)檢查系統(tǒng)中表值，壓縮機的排氣壓力為1.61MPa，冷凝器中制冷劑的溫度為40.5 °C，符合系統(tǒng)運行參數(shù)要求從而排除壓縮機和冷凝器出現(xiàn)故障的可能。

4．蒸發(fā)溫度過低

蒸發(fā)器蒸發(fā)壓力過低，決定了蒸發(fā)溫度偏低將使系統(tǒng)的制冷量降低。如圖2所示，在壓焓圖上標示制冷循環(huán)為1-2-3-4-1，蒸發(fā)壓力為p₀，蒸發(fā)溫度為t₀。蒸發(fā)器換熱能力下降或制冷劑不足將使蒸發(fā)器的制冷能力下降，蒸發(fā)壓力下降為p₀'，蒸發(fā)溫度隨之降低為t₀' ，系統(tǒng)的循環(huán)改變?yōu)閘' -2' -3 -4' -1'，相應地單位制冷量由q₀下降為q₀' ，單位理論功由w₀增加為w₀'，壓縮機的輸氣系數(shù)λ降低，比容v₁增大，軸效率η_e基本不變?；谝陨戏治?，根據(jù)式(1)和式(2)可得，當蒸發(fā)溫度降低時，壓縮機的軸功率P_e和制冷量Q₀都下降。

（1)蒸發(fā)器換熱能力下降。

檢查蒸發(fā)器時，發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)器外表面并沒有臟污情況，內(nèi)表面油污也不明顯，經(jīng)過熱氣除霜后效果也沒有大的變化，所以排除蒸發(fā)器換熱能力差的可能性。

（2)制冷劑流量不足。

蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑蒸發(fā)溫度偏低的另一個原因是制冷劑流量不足，這種現(xiàn)象可能是由于系統(tǒng)出現(xiàn)冰塞、臟堵或熱力膨脹閥故障造成的。

①冰塞。系統(tǒng)內(nèi)含水量超過制冷劑的溶解能力，一旦溫度低于0°C，水會迅速凝結形成冰塞。冰塞一般發(fā)生在流道狹窄處。膨脹閥閥孔通道狹窄、膨脹閥前后的閥件開度不足或濾器臟堵等原因都會導致冰塞。冰塞程度較輕會造成進入蒸發(fā)器的制冷劑不足，冷庫溫度不符合要求。冰塞嚴重時會導致壓縮機停車時間加長，運轉時間更短，以致不能正常工作，但本故障是壓縮機長時間運轉仍元法使冷庫溫度符合設計要求，所以排除嚴重冰塞的可能。

為了證實是否存在冰塞可以停止壓縮機運轉一段時間，并用開水澆燙膨脹閥，啟用干燥過濾器，然后啟動壓縮機，運行1h后，重新將干燥過濾器旁通，再讓系統(tǒng)正常運行一段時間發(fā)現(xiàn)庫溫并沒有太大變化，徹底排除了冰塞的可能。

②油堵。若冷凍機油凝固點較高，在溫度低于冷凍機油凝固點的系統(tǒng)某處凝固，即為油堵。油堵時壓縮機表現(xiàn)類似冰塞，不同點在于曲軸箱內(nèi)滑油油位會明顯降低。消除油堵最根本的方法是更換全部冷凍機油，臨時措施是加熱油堵部位。檢查壓縮機曲軸箱內(nèi)油位，確認其正常，排除油堵的可能。

③干燥過濾器臟堵。裝置正常運行時，干燥過濾器處于被旁通狀態(tài)以防制冷劑的流動阻力增加和干燥劑進入系統(tǒng)。只有系統(tǒng)出現(xiàn)“冰塞”、充注制冷劑、更換冷凍機油或進行維修可能混入水分時，才將干燥過濾器接入系統(tǒng)吸收水分。干燥過濾器出現(xiàn)臟堵的后果與冰塞相似：輕則導致蒸發(fā)器制冷劑流量不足，制冷能力下降；重則引起流量不足、吸入壓力降低、吸氣過熱度增加和壓縮機起停頻繁等現(xiàn)象。但臟堵比較穩(wěn)定，隨時間延長而加重的情況不明顯。

判斷干燥過濾器是否臟堵，可以觀察它后面的管路是否結霜。若存在結霜現(xiàn)象，則說明在干燥過濾器處出現(xiàn)堵塞，液態(tài)制冷劑在該處節(jié)流降壓，導致少量制冷劑提前“閃發(fā)”(汽化)吸熱使后面管路溫度降低而在表面結霜，消除的方法只能是拆下清洗濾器或更換干燥劑。本例中，發(fā)現(xiàn)干燥過濾器后的管路元結霜現(xiàn)象，故排除干燥過濾器堵塞的可能。

④熱力膨脹閥故障或調(diào)節(jié)不當。熱力膨脹閥通過感受蒸發(fā)器出口氣態(tài)制冷劑的過熱度，控制進入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)工況。這樣既避免壓縮機吸進濕蒸氣發(fā)生液擊也防止供液過少蒸發(fā)器不能充分發(fā)揮作用。若膨脹閥感溫包內(nèi)液體因使用時間長而減少，或膨脹閥彈簧調(diào)節(jié)過緊，則膨脹閥開度過小，制冷劑流量過小，蒸發(fā)器后段結霜融化，壓縮 機吸氣過熱度增加，制冷量減少，冷庫溫度偏高。

正常時候，熱力膨脹閥閥體靠出口一半(針閥后一半閥體)會結霜，原因是經(jīng)過針閥節(jié)流降壓后，少量液態(tài)制冷劑提前“閃發(fā)”吸熱導致后面閥體溫度降低并在其表面產(chǎn)生結霜現(xiàn)象。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)整個熱力膨脹閥閥體嚴重結霜。根據(jù)以上對其他設備元件的工作分析并排除它們產(chǎn)生故障的可能，判斷本故障基本是膨脹閥異常造成的。

三、故障的排除

關閉低溫庫膨脹閥前的截止閥，抽空制冷劑，再關閉膨脹閥后的截止閥，拆下膨脹閥檢查，發(fā)現(xiàn)閥前濾器的濾網(wǎng)比較臟。正因為膨脹閥進口濾器出現(xiàn)臟堵，造成液體制冷劑流經(jīng)該濾器時已經(jīng)被節(jié)流降壓，提前“閃發(fā)”使整個閥體結霜，更嚴重的是導致進入蒸發(fā)器的制冷劑不足，冷庫溫度一直無法降低。

找出本故障的原因后先對該熱力膨脹閥的濾器進行清洗，并正確安裝在系統(tǒng)中，同時對膨脹閥重新調(diào)整。啟動制冷裝置并使冷庫處于正常穩(wěn)定運行狀態(tài)下，小幅度轉動調(diào)節(jié)螺桿的圈數(shù)(每次調(diào)1/4圈) ，每次調(diào)節(jié)間隔的時間要求達到30 min，因為實際工作中的熱力膨脹閥感溫系統(tǒng)存在一定熱惰性，信號傳遞滯后，所以每次調(diào)節(jié)之后需待系統(tǒng)運行基本穩(wěn)定后， 再根據(jù)冷庫的熱力參數(shù)值確定是否需要進一步調(diào)整。 正確調(diào)整熱力膨脹閥后，蒸發(fā)器出口溫度為-25°C，回氣壓力為0.16MPa，對應飽和溫度為-30°C，相減后過熱度為5 °C，符合過熱度的要求，同時數(shù)小時之后該低溫庫的溫度達到-20°C(設定值)。

四、結束語

船用冷庫的特殊性以及制冷裝置自身的復雜性，給輪機員準確分析故障并采取相應排除措施帶來很大的壓力。當冷庫出現(xiàn)異常時，應迅速判斷故障的類型，熟練運用有關理論知識，借助系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)參數(shù)值對照系統(tǒng)的設計值，初步確定產(chǎn)生故障的原因，并利用豐富的實踐經(jīng)驗最終找出故障產(chǎn)生的準確部位并采取正確的處理方法予以排除。

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作者：林文城  來源：世界海運