25 Июн Гидравлические удары в компрессорном агрегате и их предотвращение
В том случае, когда компрессор работает в режиме влажного хода, это может привести к нежелательным последствиям в виде гидравлического удара.
Гидравлические удары вызываются различными факторами, например, в случае попадания в цилиндр компрессора жидкого рабочего вещества или же паров хладагента с повышенным влагосодержанием. В случае сжатия в цилиндрах компрессора пары с повышенным влагосодержанием трансформируются в смесь рабочего вещества с маслом или же в жидкость. Наиболее частой причиной данного явления служит нарушение режима обслуживания установки.
Например, главной причиной попадания жидкого рабочего вещества в компрессор является некорректное регулирование подачи хладагента в отделитель жидкости. Как правило, кратность циркуляции рабочего вещества n больше единицы. Для того, чтобы предотвратить некорректное регулирования подачи жидкого хладагента, следует поддерживать неизменным уровень жидкого рабочего вещества в отделителе жидкости. Чтобы это осуществить, необходимо установить указатели уровня или же поплавковые регулирующие вентили. В случае переменного теплового потока данное мероприятие не спасает от поступления жидкости в компрессор. Если увеличивается значение теплового потока в охлаждаемых помещениях, то часть жидкого рабочего вещества выбрасывается из приборов охлаждения в отделитель жидкости. Уровень этой жидкости в отделителе увеличивается, поплавковый вентиль начинает прекращать подавать жидкий хладагент из конденсатора, в то же самое время, жидкое рабочее вещество может и дальше поступать в отделитель жидкости из батарей, и следствием этого становится возникновение гидравлического удара. Чтобы избежать переполнения отделителя жидкости, необходимо его соединить с ресивером с помощью трубки перелива, при этом пломбируя запорный вентиль на трубопроводе в состоянии открытия. Вследствие этого необходимо устанавливать ресивер с большим объемом.
Еще одним фактором, в результате которого жидкое рабочее вещество поступает в компрессором, может быть снижение плотности смеси «пар – жидкость» в приборах охлаждения при увеличении теплового потока в охлаждаемых помещениях. Содержание пара в смеси «пар – жидкость», которая заполняет приборы охлаждения, увеличивается с ростом удельного теплового потока. В охлаждаемых помещениях, где присутствует нестационарный тепловой режим, изменение заполнения приборов охлаждения жидким хладагентом происходит беспрерывно. С увеличением теплового потока происходит интенсивное образование пара, что приводит к снижению плотности смеси «пар – жидкость» в приборах охлаждения. Эти же последствия происходят и с резким уменьшением давления в системе, вследствие чего происходит ее взбухание, приборы охлаждения и другие аппараты охлаждающей системы начинают переполняться. Следует отметить, что резкое уменьшение давления в системе является следствием включения в работу дополнительных компрессоров или не всех потребителей холода, на которые рассчитана работа системы.
Для того, чтобы избежать данных ситуаций, следует реализовывать плавный переход от одного давления к другому, включать постепенно потребители холода, или же в случае подключения или выключения потребителей холода производить остановку компрессора.
Жидкое рабочее вещество поступает в компрессор и из всасывающих трубопроводов. Это происходит в том случае, когда во всасывающих трубопроводах существуют участки, которые содействуют выделению из пара жидкости, особенно если в системе реализовывается нижняя разводка трубопроводов. Как правило, сечение коллекторов превышает сечение основного трубопровода. Из-за этого в коллекторах происходит постепенное накапливание жидкости, уменьшающая со временем сечение прохода пара рабочего вещества. Вместе с тем повышается скорость пара в этих коллекторах, вследствие чего жидкость уносится в компрессор, и возникает гидравлический удар. При этом удаление жидкости из коллекторов является трудоемким занятием из-за того, что жидкость испаряется медленно, а сами коллекторы изолированы.
Чтобы избежать наполнения жидкостью при нижней разводке во всасывающем трубопроводе необходимо установить ресивер жидкого хладагента. Использование данного ресивера заметно облегчает эксплуатацию холодильной установки. Для того, чтобы перебросить жидкий хладагент из ресивера на регулирующую станцию, используются горячие пары. Это осуществляется так же, как и при оттаивании приборов охлаждения с дренажным ресивером.
«Мешки» с накопившейся жидкостью образуются также вследствие конструктивного несовершенства канала всасывания компрессорного агрегата.
В случае резкого падения давления (когда всасывающий вентиль компрессора закрывается) происходит взбухание смеси «масло – хладагент», которая выбрасывается затем в компрессор.
Жидкий хладагент накапливается во всасывающем трубопроводе и в том случае, когда происходит конденсация паров в результате остановки компрессора, или же уменьшается температура окружающей среды. В том случае, когда всасывающий трубопровод проложен с уклоном в сторону компрессорного агрегата, то конденсат начинается накапливать возле всасывающего вентиля. Уклон всасывающего трубопровода от компрессора делают для того, чтобы избежать гидравлического удара при пуске компрессора, когда необходимо открыть всасывающий вентиль.
Еще одна возможная причина гидравлического удара – попадание жидкость в компрессор через нагнетательный трубопровод. Это происходит вследствие конденсации пара в то время, когда компрессор не работает, окружающий воздух охлаждает его, при этом температура этого воздуха меньше температуры конденсации (в том случае, когда нагнетательный трубопровод наклонен в сторону компрессора).
Чтобы избежать подобных ситуаций, нагнетательный трубопровод устанавливается под наклоном на линии от компрессора к конденсатору. Когда компрессор располагается ниже конденсатора, необходимо установка дополнительного сборника жидкого хладагента, в сторону которого делают уклон трубопровода от компрессора. Причем жидкий хладагент из такого сборника необходимо своевременно сливать.
50 % от всех гидравлических ударов, которые происходят в холодильной промышленности, происходит в двухступенчатых компрессорах в том случае, когда жидкость поступает в компрессор из промежуточного сосуда. Это вызвано тем, что жидкий хладагент заполняет промежуточные сосуды с целью охлаждения пара, который поступает после ступени низкого давления и начинает нагнетаться. Избежать гидравлического удара в данном случае можно в случае перехода промежуточного сосуда на работу в так называемом «сухом» режиме. С этой целью необходимо применить термокомпрессоры, которые устанавливаются на нагнетательной линии ступени низкого давления непосредственно перед промежуточным сосудом.
Чтобы обеспечить сухой ход компрессора, необходимо осуществлять поддержание температуру паров, которые всасываются в компрессор, выше температуры кипения. Для одноступенчатых фреоновых установок эта разница составляет 15 – 25 °С; для одноступенчатых аммиачных и для всех двухступенчатых – 5 – 10 °С; в том же случае, если присутствуют РТО на стороне всасывания, то оптимальной разницей будет значение в 15 °С. Температура всасывания в цилиндре высокого давления должна превышать температуру кипения при промежуточном давлении на 5 °С.
В тех случаях, когда температура кипения равна температуре всасывания, начинает возникать иней на стенках цилиндра, температура нагнетания намного меньше нормальной, начинается влажный ход компрессора.