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某轮中央空调压缩机电机烧毁事故分析 某轮中央空调压缩机电机烧毁事故分析 青岛远洋船员职业学院李永鹏 某99年日本造简易船的中央空调,型号DAKIN US20GE,采用封闭式压缩机,四流程壳管式冷凝器,储 液罐紧靠冷凝器下方. 某日开往新加坡途中.停空调压缩机清洗蒸发器 后再启动时电机跳闸;复位后重新启动,压缩机没有反 应,风机正常;测量发现,三相绕组有两相对地绝缘接 近零,相间绝缘电阻等于零,表明电机线圈绝缘损坏. 船上无备用压缩机,向公司紧急申请.公司在新加 坡购得一台翻新压缩机. 换新压缩机能暂时恢复空调工作.但不能消除事 故原因.借加燃油机会将压缩机送上船.指导船员更换 压缩机,找出并消除压缩机电机烧毁的原因.空调系统 恢复正常工作. 1事故原因是压缩机排出压力长期过高 查空调运行记录.发现该压缩机排出压力近两个 月来维持在2.0MPa左右,超过正常值(1.5～1.7MPa), 近高压保护停机压力2.3MPa,空调供风温度25℃.更 换压缩机后启动空调系统,运行初期压缩机排出压力 2.25MPa,稳定后仍有2.0MPa,明显高于正常值. 可知,压缩机排出压力长时间过高.导致电机长时 问过载运行,电流过大,绕组严重发热,破坏绝缘层造 成绕组间短路,是电机烧坏的主要原因. 2导致压缩机排出压力长期过高的原因 必须寻找到压缩机排出压力过高的原因.否则运 行一段时间后压缩机电机势必再次因为过载烧毁. 空调制冷理论循环是逆卡诺循环.温熵图见图1, 其中: d-c为绝热压缩过程,制冷剂被压缩机绝热压缩, 消耗机械功.温度由T1升高到T2: c—b为等温放热过 程,制冷剂在冷凝器内 被等温冷却.对外放热; b—a为绝热膨胀过 程,冷剂通过热力膨胀 阀节流降压,温度也由 T2降低到T; a—d为等温吸热过图1逆卡诺循环 程,冷剂在蒸发器内等温吸热产生冷效应,降低蒸发器 外部介质的温度. 可见.整个循环明显地分为高压区和低压区: ?高压区,压缩机出口至膨胀阀; ?低压区,膨胀阀至压缩机吸入El. 如所周知,空调制冷系统主要由压缩机,冷凝器 (含储液瓶),膨胀阀和蒸发器等三部分以及管系(含管 路,阀,滤器等)组成,冷剂循环其中.所以: ?若压缩机吸入压力不正常,故障点在低压区,主 要是蒸发器及其电磁阀,膨胀阀等,以及蒸发器至压缩 机的管路(含滤器等); ?若压缩机排出压力不正常,则故障点在高压区, 主要是冷凝器和干燥器. 压缩机是容积式泵.泵送冷剂的流量取决于背压. 即取决于冷凝压力——冷凝压力越高,压缩机排出压 力越高.显然要先查冷凝器. 冷凝器内近似等温放热,冷剂处于饱和状态,其压 力是冷剂该温度的饱和压力,越多气体不能冷凝成液 态,冷凝器内温度及其饱和压力越高.这是导致压缩机 排出压力过高最常见的原因. 影响冷凝器温度的因素有三,冷却水温度,冷却水 量,换热面积和换热系数. 查空调维修记录,发现事故前,只要觉得压缩机排 出压力高了就清通冷凝器海水侧,但是压缩机排出压 力降低有限,过不几天又要清通.一时搞不清以往情 况,决定彻底检查冷凝器. 2.1冷却水温度 虽然船在热带,但海水温度最高31℃,未超出说 明书规定范围. 2.2冷却水量 影响冷却水量有冷却水流道和供水量两方面. (1)冷却水流道 冷凝器是四流程壳管式(见图2),若冷凝器两端隔 板密封不良,各流程间冷却水漏泄,则冷却水量不足. 据船员经常清 通冷凝器海水侧而 效果不佳.疑冷凝器 端隔板密封不良.且 船员经常拆装的很 可能是无海水进出 口一端的端盖.很可 能损坏隔板密封垫 片.拆下该端盖,果 ●●●● 一 . , , ,? 图2冷凝器原理图 — 海水出 海水进 然发现隔板密封垫片有几处未被隔板压紧.有漏水迹 象,但冷却水管内部因经常清通比较干净. 后来装复时,换新隔板密封垫片,紧贴在隔板上, 且安装时检查确认其未偏离隔板. 某轮中央空调压缩机电机烧毁事故分析——李永鹏 (2)供水量 供水量不足,有可能是水泵排量低,或者是水泵至 冷凝器管路阻塞. ?检查水泵排出压力,只有0.18MPa,低于额定值 0.23MPa:拆开水泵发现叶轮上附着有海生物.清除海 生物,换新轴封,水泵排出压力0.22MPa,正常. ?检查海水供应和回水管路,见回水管路结垢比 较严重,部分赃堵,部分管壁很薄.清通整个管路,换新 部分锈蚀严重的管段. 2.3换热面积和换热系数 冷凝器内部旁通,冷剂过多,系统内有空气等将影 响冷却面积,冷凝器海水侧脏污则影响换热系数. (1)冷凝器内部旁通 如上面一段所说,若冷凝器两端隔板密封不良,各 流程间海水旁通,必然减少实际冷却面积. (2)冷剂过多 冷凝器内凝结的冷剂,从冷凝器下方进入储液罐. 若冷剂过多,储液罐满溢,则部分冷剂滞留在冷凝 器下部,减少实际冷却面积. 查