冷藏集装箱涡旋式压缩机故障诊断测试.pdf

Cowwinerization集装箱化18DOI:10.13340/j.c0nt.2023.08.005集装箱工业2023年第8 期总第3 8 2 期冷藏集装箱涡旋式压缩机故障诊断测试宁波港国际物流有限公司陈伟忠摘要为了实现冷藏集装箱制冷机组检修服务“专、准、快”，及时修复冷藏集装箱压缩机故障，探讨冷藏集装箱涡旋式压缩机故障诊断测试方法，重点介绍涡旋式压缩机内部泄漏故障检查和诊断，并创新故障测试工具与自动预检测试程序联合检测方法，以期达到促进冷链物流健康、稳定发展的目的。关键词同冷藏集装箱；涡旋式压缩机；内部泄漏；故障诊断冷藏集装箱是专门用于储存和运输温度敏感货物的集装箱，由具有保温性能的箱体和可以自动控制温度的制冷机组组成。压缩机是冷藏集装箱制冷系统的核心装置，可将蒸发器内的低温低压制冷剂压缩成供冷凝器散热冷凝的高温高压制冷剂，实现制冷剂在制冷系统中不断循环流动。冷藏集装箱制冷机组普遍采用最新的数码涡旋式压缩机。本文讨论涡旋式压缩机故障诊断测试方法，以期专业、准确、快速地查明故障，从而及时修复故障，为冷藏集装箱安全、高效运输提供保障。1冷藏集装箱涡旋式压缩机结构冷藏集装箱涡旋式压缩机主要由1个静涡盘和1个动涡盘组成，两者均为渐开线结构。静涡盘固定于压缩机中间，动涡盘由偏心轴驱动围绕静涡盘中心运动。在压缩机吸气、压缩、排气过程中，气体被吸人静涡盘外围，并随着偏心轴的旋转在动涡盘和静涡盘啮合所组成的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩，经由静涡盘中心的轴向孔连续排出。2冷藏集装箱涡旋式压缩机优缺点2.1优点（1)涡旋式压缩机为全封闭式结构,驱动电机内置于压缩机内，取消轴封和气缸，从而彻底解决压缩机本体泄漏问题。（2）涡旋式压缩机内部没有传统往复式压缩机的吸气阀和排气阀，也没有曲轴、连杆、活塞等运动部件，运动机构大大简化，从而降低故障率。（3)涡旋式压缩机静涡盘和动涡盘体积较小且作者简介：陈伟忠（197 1一），男，工程师，从事集装箱运营服务管理工作Contninerizion集装箱化2023年第8 期总第3 8 2 期19质量较轻，整机运转平稳且噪声较小。（4)涡旋式压缩机在压缩过程中无余隙容积,其容积效率比传统往复式压缩机提高超过2 0 个百分点（见图1），能从高温区到低温区持续保持高效率运行。12010080%/本60402001图1涡旋式压缩机与往复式压缩机容积效率比较2.2缺点（1)涡旋式压缩机的压缩构件呈渐开线的曲面状，制造难度较大且精度要求较高，导致制造成本较高。（2)涡旋式压缩机的工作腔不易实施外部冷却，压缩过程中产生的热量难以排出，容易形成热量集聚，从而导致压缩机过热损坏故障多发。（3)涡旋式压缩机内部结构精密，内部组件防真空能力较弱，制冷系统低压部分须加设低压保护装置来保护压缩机。（4)涡旋式压缩机在移动、倾斜等工况下的可靠性和稳定性不足。3冷藏集装箱涡旋式压缩机常见故障（1)涡旋式压缩机反相序运转。涡旋式压缩机内部结构与传统往复式压缩机有很大不同，前者不能反相序运转。若外部电源接线相序错误引起涡旋式压缩机反相序运转，将无法建立压缩机内部压差，润滑油也无法输送至各摩擦面，从而导致压缩机噪声增大、磨损加剧、内部温度升高等情况，最终可能造成电机烧毁损坏。（2）涡旋式压缩机受液击。制冷剂追加过多、蒸发器风扇电机不转、蒸发器结霜、膨胀阀失调等均有可能导致制冷剂大量回液进人压缩机。如果大量液态制冷剂进入压缩机的动涡盘与静涡盘之间，由于液体不可压缩，巨大的冲击力可能导致动涡盘和涡旋式压缩机容积效率往复式压缩机容积效率23集装箱工业静涡盘的涡卷破碎，甚至导致涡盘碎裂。如果压缩机内部润滑油中含有大量液态制冷剂，润滑油的黏度就会降低，从而无法在摩擦面形成足够的油膜，进而加剧压缩机运动件磨损。液击后的涡盘碎片残留在电机线圈上，还会对电机线圈造成损坏。45压缩比67（3)涡旋式压缩机为全封闭式结构，散热性能不佳。如果长时间处于高温过热状态，电机线圈的绝缘性能和可靠性会快速下降，从而缩短电机线圈的使用寿命。4冷藏集装箱涡旋式压缩机故障诊断测试方法目前，全球主要的冷藏集装箱制冷机组品牌开利、冷王和大金均采用涡旋式压缩机。本文以常见的开利制冷机组为例讨论和分析冷藏集装箱涡旋式压缩机故障诊断测试方法。4.1古故障检查4.1.1电气故障（1)压缩机电机前端供电检查。正常情况下，冷藏集装箱制冷机组的压缩机接触器输出端电压应稳定在3 8 0 V左右。如果接触器输出缺相或者三相电压不平衡度超过3%，应当立即断开压缩机电源，检查前端供电和接触器吸合是否正常。(2)压缩机电机线圈检查。电机冷态状况下，正常压缩机线圈的三相端子线圈电阻为1 5 2。排除压缩机的热保护动作，如果实际检查线圈有开路或短路，则判断压缩机电机故障。（3)压缩机电机绝缘检查。电机冷态状况下，压Cowwinerization集装箱化202023年第8 期总第3 8 2 期集装箱工业缩机线圈的三相端子绝缘电阻应当大于2 0 M2。如果实际检查绝缘电阻小于2 M2,则判断压缩机电机绝缘故障。4.1.2机械故障（1)压缩机内部卡死，主要表现为压缩机启动异响、电流伴随压缩机运转迅速大幅度超标、主电源保护开关跳开、压缩机内部损坏等。（2)压缩机内部泄漏，主要表现为压缩机无抽真空能力、压缩机低压无法保持、压缩机高压升压能力弱等。4.2故障诊断测试方法开利公司专门开发测试软件，对冷藏集装箱涡旋式压缩机开展性能测试，具体测试项目包括：（1）P6-4检测压缩机电流，启动压缩机接触器，测试压缩机电流是否明显增加；(2)P6-5检测压缩机内部是否泄漏，断开压缩机接触器，检测吸气压力是否明显增加；（3)P6-6检测压缩机经济阀，打开压缩机经济阀,若吸气压力增加超过2 8 kPa,则测试合格；（4)P6-7 检测压缩机卸载阀，打开卸载阀，若吸气压力增加超过3 5 kPa，或压缩机电流增加超过1.5 A，则测试合格；5)P6-10检测膨胀阀，打开膨胀阀，若吸气压力增加超过2 1kPa,则测试合格；(6)P7检测高压开关是否在正常范围内断开，以此评判压缩机的高压升压能力。在上述测试项目中,P6-5为核心测试项目。以冷藏集装箱涡旋式压缩机内部泄漏故障为例，具体故障诊断测试过程如下：（1)从冷藏集装箱自带的控制器下载的数据显示，当测试项目执行到P6-5时，控制器先后3 次取样压缩机吸气压力并进行比较，发现第二次取样压力比第一次上升3 4 5 kPa，第三次取样压力比第一次上升3 7 2 kPa,压力变化较大，从而判断压缩机内部泄漏测试未通过；（2)更换或修理压缩机后，重新执行P6-5测试项目，控制器3次取样压缩机吸气压力并进行比较，发现第二次取样压力比第一次上升7 kPa;第三次取样压力比第一次上升18 kPa,压力变化较小,从而判断压缩机内部泄漏测试通过。该故障诊断测试为排摸冷藏集装箱涡旋式压缩机内部泄漏提供有力支持，但因开利制冷机组压缩机数字卸载阀并联在压缩机上，上述测试仍无法排除压缩机数字卸载阀内部泄漏故障(见图2)。数字卸载阀压缩机图2 压缩机数字卸载阀内部泄漏故障示意压缩机吸气压力异常上升的主要原因是压缩机内部泄漏或数字卸载阀内部泄漏。内部泄漏无法直接检查，而采用替换尝试法存在以下弊端：（1)更换压缩机的工作量较大，并且当故障冷藏集装箱在船上时，因操作空间受限，无法实施压缩机更换作业；（2)更换数字卸载阀涉及焊接动火作业，而出于安全考虑，集装箱船一般禁止明火作业，码头明火作业也受限；（3)替换尝试法涉及反复焊接，导致泄漏风险较大。为了解决压缩机内部泄漏故障诊断难题，自制测试工具（见图3），通过制冷压力表将测试工具连接到数字卸载阀高压端口（见图4），具体测试方法如下：当制冷压力表高压端施压后，如果压力表读数无变化，则判断压缩机数字卸载阀无内部泄漏，从而判断压缩机内部泄漏图3 压缩机内部泄漏测试工具Contoingrizsion集装箱化2023年第8 期总第3 8 2 期21压力表T和连接器数字卸载阀压缩机图4 故障测试工具连接到数字卸载阀高压端口集装箱工业5结束语专业、准确、快速地诊断制冷机组故障是保障冷藏集装箱货运质量的重要举措。自制故障测试工具与自动预检测试程序相结合的故障诊断测试方法，能够准确、高效地判断涡旋式压缩机内部泄漏故障，从而有助于及时修复故障，这对发挥冷藏集装箱在冷链物流中的骨干作用，推动冷链物流健康、稳定发展具有积极意义。（编辑：曹莉琼收稿日期：2 0 2 3-0 7-12(上接第17 页)4结束语在新的国际形势下，深港融合发展和粤港澳大湾区协同共赢无论对香港还是对内地而言都是实现未来蓬勃发展的必由之路，而创新发展前海国际船舶登记制度则是便利深港融合发展、促进粤港澳大湾区协同共赢的客观要求。当前，国际船舶登记服务仍然是深圳的弱项，更是呕待提升的新增长点。如果前海国际船舶登记中心能够成功吸引一定比例的中资方便旗船回归登记，将有助于形成巨大的航运要素集聚效应，促进深港国际船舶登记制度融合协调，从而带动深港高端航运服务业进一步发展，推动深圳、粤港澳大湾区乃至我国高端航运经济二次腾飞。参考文献：1原光，王艺.自贸区（港)国际船舶登记制度的问题展开与理论创新一基于NVivo的质性分析 J.西华大学学报（哲学社会科学版）,2 0 2 2,4 1(3)：5 8-7 4.2薛龙玉，英国“海事战略2 0 5 0 路线图 J.中国船检，2 0 19(5):84-88.3 UKSR advisory panel reportEB/OL.2023-06-14.https:/assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/445406/UKSR_Advisory_Panel_Final_Report_1st_ June_2015.pdf.4 Maritime growth study:keeping the UK competitive in a glo-bal marketEB/OL.(2015-09-07)2023-06-14.https:/wwW.gov.uk/government/publications/maritime-growth-study-report.5周洋帆，吴淑.加快完善海南自由贸易港船舶登记制度 J.中国水运,2 0 2 1(5):4 6-4 8.收稿日期：2 0 2 3-0 6-14)（编辑：张敏