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制冷系統(tǒng)的強(qiáng)力輔助部件--油分離器
來(lái)源: | 作者:haoyanglengdong | 發(fā)布時(shí)間: 1244天前 | 795 次瀏覽 | 分享到:
   在一個(gè)完整的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)中,除壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四個(gè)主件外,為了保證系統(tǒng)正常、經(jīng)濟(jì)和安全的運(yùn)行,還需設(shè)置一定數(shù)量的其它輔助設(shè)備。輔助設(shè)備的種類很多,按照它們的作用,基本上可以分為兩大類:


1、維持制冷循環(huán)正常工作的設(shè)備,如兩級(jí)壓縮的中間冷卻器等;

2、改善運(yùn)行指標(biāo)及運(yùn)行條件的設(shè)備,如油分離器、集油器、氨液分離器、空氣分離器以及各種貯液桶(或器)等。

此外,在制冷系統(tǒng)中還配有用以調(diào)節(jié)、控制與保證安全運(yùn)行所需的器件、儀表和連接管道的附件等。

油分離器的基本工作原理主要就是利用潤(rùn)滑油和制冷劑蒸氣的密度不同;以及通道截面突然擴(kuò)大,氣流速度驟降(油分離器的筒徑比高壓排氣管的管徑大3~15倍,使進(jìn)入油分離器后蒸氣的流速?gòu)脑鹊?0~25m/s下降至0.8~1m/s);同時(shí)改變流向,使密度較大的潤(rùn)滑油分離出來(lái)沉積在油分離器的底部?;蚶秒x心力將油滴甩出去,或采用氨液洗滌,或用水進(jìn)行冷卻降低汽體溫度,使油蒸汽凝結(jié)成油滴,或設(shè)置過(guò)濾層等措施來(lái)增強(qiáng)油的分離效果。



二、油分離器的分類

目前常見(jiàn)的油分離器有以下幾種:洗滌式、離心式、過(guò)濾式、及填料式等四種結(jié)構(gòu)型式,下面分述它們的結(jié)構(gòu)及工作原理。

1、洗滌式油分離器
洗滌式油分離器適用于氨系統(tǒng),它的主體是鋼板卷焊而成的圓筒,兩端焊有鋼板壓制的筒蓋和筒底。進(jìn)汽管由筒蓋中心處伸入至筒下部的氨液之內(nèi)。進(jìn)氣管的下端焊有底板,管端四周開(kāi)有出氣孔,以免高壓蒸氣直接沖擊筒底,使已沉淀的潤(rùn)滑油攪動(dòng)浮起。筒內(nèi)進(jìn)氣管的中部(位于液面之上)管壁上還開(kāi)有平衡孔,其作用是當(dāng)壓縮機(jī)停車時(shí)平衡排氣管路、油分離器、冷凝器三者之間的壓力,特別是在壓縮機(jī)發(fā)生事故時(shí),可以防止因冷凝器的高壓將油分離器中的氨液壓回壓縮機(jī),造成更大事故。在進(jìn)氣管的外側(cè)上部還裝有多孔傘形擋板,作分離液滴之用。筒體下部側(cè)面設(shè)有放油管接頭,與集油器相連。傘形擋板之上的筒體側(cè)面設(shè)有出氣管接頭,并使出汽管伸入筒內(nèi)有一定的長(zhǎng)度,且引出口是朝上開(kāi)的,其目的是使氨汽在排出分離器以前再折流一次,有助于提高分離效果。

洗滌式油分離器在工作時(shí)主要是利用混合氣體在氨液中被洗滌和冷卻來(lái)分離油,同時(shí)還利用降低氣流速度與改變氣流運(yùn)動(dòng)方向,油滴自然沉降的分離作用。其中洗滌和冷卻作用對(duì)洗滌式油分離器的分油效率影響最大,因此筒體內(nèi)必須保持一定高度的氨液。

洗滌式油分離器中的氨液一般是由冷凝器供給,為了保證油分離器內(nèi)有足夠高度的氨液,它的進(jìn)液管應(yīng)比冷凝器出液口位置低240~250mm,另外它一般裝在機(jī)房外,緊靠冷凝器的地方,這樣可以多臺(tái)壓縮機(jī)共同用一個(gè)油分離器。


一、油分離器的作用與原理

在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中,經(jīng)壓縮后的氨蒸汽(或氟利昂蒸汽),是處于高壓高溫的過(guò)熱狀態(tài)。由于它排出時(shí)的流速快、溫度高。汽缸壁上的部份潤(rùn)滑油,由于受高溫的作用難免成油蒸汽及油滴微粒與制冷劑蒸汽一同排出。且排汽溫度越高、流速越快,則排出的潤(rùn)滑油越多。

對(duì)于氨制冷系統(tǒng)來(lái)說(shuō),由于氨與油不相互溶,所以當(dāng)潤(rùn)滑油隨制冷劑一起進(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器時(shí)會(huì)在傳熱壁面上凝成一層油膜,使熱阻增大,從而會(huì)使冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱效果降低,降低制冷效果。據(jù)有關(guān)資料介紹在蒸發(fā)表面上附有0.1mm油膜時(shí),將使蒸發(fā)溫度降低2.5℃,多耗電11~12%。所以必須在壓縮機(jī)與冷凝器之間設(shè)置油分離器,以便將混合在制冷劑蒸汽中的潤(rùn)滑油分離出來(lái)。

大家都知道,汽流所能帶動(dòng)的液體微粒的尺寸是與汽流的速度有關(guān)。若把汽流垂直向上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的升力與微粒的重量相平衡時(shí)的汽流速度稱為平衡速度,并用符號(hào)ω表示。則顯然當(dāng)汽流速度等于平衡速度時(shí),則微粒在汽流中保持不動(dòng);如果汽流速度大于平衡速度時(shí)則將微粒帶走;而當(dāng)汽流速度小于平衡速度,微粒就會(huì)跌落下來(lái),從而使油滴微粒制冷劑汽流中分離出來(lái)。


油分離器的基本工作原理主要就是利用潤(rùn)滑油和制冷劑蒸氣的密度不同;以及通道截面突然擴(kuò)大,氣流速度驟降(油分離器的筒徑比高壓排氣管的管徑大3~15倍,使進(jìn)入油分離器后蒸氣的流速?gòu)脑鹊?0~25m/s下降至0.8~1m/s);同時(shí)改變流向,使密度較大的潤(rùn)滑油分離出來(lái)沉積在油分離器的底部?;蚶秒x心力將油滴甩出去,或采用氨液洗滌,或用水進(jìn)行冷卻降低汽體溫度,使油蒸汽凝結(jié)成油滴,或設(shè)置過(guò)濾層等措施來(lái)增強(qiáng)油的分離效果。


二、油分離器的分類

目前常見(jiàn)的油分離器有以下幾種:洗滌式、離心式、過(guò)濾式、及填料式等四種結(jié)構(gòu)型式,下面分述它們的結(jié)構(gòu)及工作原理。

1、洗滌式油分離器
洗滌式油分離器適用于氨系統(tǒng),它的主體是鋼板卷焊而成的圓筒,兩端焊有鋼板壓制的筒蓋和筒底。進(jìn)汽管由筒蓋中心處伸入至筒下部的氨液之內(nèi)。進(jìn)氣管的下端焊有底板,管端四周開(kāi)有出氣孔,以免高壓蒸氣直接沖擊筒底,使已沉淀的潤(rùn)滑油攪動(dòng)浮起。筒內(nèi)進(jìn)氣管的中部(位于液面之上)管壁上還開(kāi)有平衡孔,其作用是當(dāng)壓縮機(jī)停車時(shí)平衡排氣管路、油分離器、冷凝器三者之間的壓力,特別是在壓縮機(jī)發(fā)生事故時(shí),可以防止因冷凝器的高壓將油分離器中的氨液壓回壓縮機(jī),造成更大事故。在進(jìn)氣管的外側(cè)上部還裝有多孔傘形擋板,作分離液滴之用。筒體下部側(cè)面設(shè)有放油管接頭,與集油器相連。傘形擋板之上的筒體側(cè)面設(shè)有出氣管接頭,并使出汽管伸入筒內(nèi)有一定的長(zhǎng)度,且引出口是朝上開(kāi)的,其目的是使氨汽在排出分離器以前再折流一次,有助于提高分離效果。

洗滌式油分離器在工作時(shí)主要是利用混合氣體在氨液中被洗滌和冷卻來(lái)分離油,同時(shí)還利用降低氣流速度與改變氣流運(yùn)動(dòng)方向,油滴自然沉降的分離作用。其中洗滌和冷卻作用對(duì)洗滌式油分離器的分油效率影響最大,因此筒體內(nèi)必須保持一定高度的氨液。

洗滌式油分離器中的氨液一般是由冷凝器供給,為了保證油分離器內(nèi)有足夠高度的氨液,它的進(jìn)液管應(yīng)比冷凝器出液口位置低240~250mm,另外它一般裝在機(jī)房外,緊靠冷凝器的地方,這樣可以多臺(tái)壓縮機(jī)共同用一個(gè)油分離器。

2、填料式油分離器

填料式油分離器的結(jié)構(gòu)。在鋼板卷焊而成的筒體內(nèi)裝設(shè)填料層,填料層上下用二塊多孔鋼板固定。填料可以是陶瓷杯,金屬切屑或金屬絲網(wǎng),以金屬絲網(wǎng)效果最佳。當(dāng)帶油的制冷劑蒸氣進(jìn)入筒體內(nèi)降低流速后,先通過(guò)填料吸附油霧,沿傘形板擴(kuò)展方向順筒壁而下,然后改變流向從中心管返回頂腔排出。分離出的油沉積在它的底部,再經(jīng)過(guò)浮球閥或手動(dòng)閥排回壓縮機(jī)曲軸箱。

由上述可見(jiàn),這種油分離器的分油是依靠降低流速、填料吸附及改變氣流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)的,其中以填料層的吸附作用為主。與洗滌式油分離器相比,填料式油分離器的分油效率較高,可達(dá)95%(洗滌式為80~85%),安裝位置較緊湊且對(duì)安裝位置及安裝高度沒(méi)有嚴(yán)格的要求,可以多臺(tái)壓縮機(jī)共同用一臺(tái)油分離器,故填料式油分離器現(xiàn)已廣泛用于氨制冷系統(tǒng)中。但填料式油分離器對(duì)氣流的阻力較大,要求筒內(nèi)制冷劑蒸氣的流速不大于0.5m/s。此外填料式油分離器的金屬絲網(wǎng)一般采用不銹鋼絲網(wǎng),價(jià)格較貴。

3、離心式油分離器
離心式油分離器的油分離效果較好,適用于大型制冷系統(tǒng)。壓縮機(jī)的排氣經(jīng)油分離器進(jìn)氣管沿切線方向進(jìn)入筒內(nèi),隨即沿螺旋導(dǎo)向葉片高速旋轉(zhuǎn)并自上而下流動(dòng)。借離心力的作用將排氣中密度較大的油滴拋在筒壁上分離出來(lái),沿壁流下,沉積在筒底部。蒸氣經(jīng)筒體中心的出氣管內(nèi)多孔板引出。筒側(cè)裝有浮球閥,當(dāng)油面上升到上限位時(shí),潤(rùn)滑油通過(guò)浮球閥打開(kāi)閥芯,自動(dòng)向壓縮機(jī)曲軸箱或集油器排油。有的在油分離器外部還設(shè)有冷卻水套,使混合汽體在其中又受到冷卻水的冷卻并通過(guò)降低流速和改變流向的作用,進(jìn)一步得到分離。

4、過(guò)濾式油分離器
過(guò)濾式油分離器用于氟利昂制冷系統(tǒng),常稱為氟利昂油分離器。當(dāng)壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑氣體進(jìn)入分離器后,由于過(guò)流截面較大,氣體流速突然降低并改變方向,加上進(jìn)氣時(shí)幾層金屬絲網(wǎng)的過(guò)濾作用,即將混入氣體制冷劑中的潤(rùn)滑油分離出來(lái),并下滴落聚集在容器底部。當(dāng)聚集的潤(rùn)滑油量達(dá)一定高度后,則通過(guò)自動(dòng)回油閥,回到壓縮機(jī)曲軸箱。在正常運(yùn)行時(shí),由于浮球閥的斷續(xù)工作,使得回油管時(shí)冷時(shí)熱,回油時(shí)管子熱,不回油時(shí)管子就冷。如果回油管一直冷或一直熱,這說(shuō)明浮球閥已經(jīng)失靈,必須進(jìn)行檢修,檢修時(shí)可使用手動(dòng)回油閥進(jìn)行回油。這種油分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,應(yīng)用普遍,但分油效果不及填料式。