隨著電子技術(shù)、控制工程、信號處理元器件、電磁理論及新型電磁材料的發(fā)展和轉(zhuǎn)子動力學的進展,近年來磁懸浮技術(shù)得到了長足的發(fā)展。磁懸浮是利用磁性“同性相斥,異性相吸”的原理,在軸承的轉(zhuǎn)子和定子間加上相應的電磁場,通過控制電磁場,使之處于相對“懸浮”狀態(tài)。磁懸浮系統(tǒng),它是由轉(zhuǎn)子、傳感器、控制器和執(zhí)行器4部分組成,其中執(zhí)行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。磁懸浮軸承是一種利用磁場,使轉(zhuǎn)子懸浮起來,從而在旋轉(zhuǎn)時不會產(chǎn)生機械接觸,不會產(chǎn)生機械磨擦,不再需要機械軸承以及機械軸承所必需的潤滑系統(tǒng)。在制冷壓縮機中使用磁懸浮軸承,所有因為潤滑油而帶來的煩惱就不再存在了。磁懸浮制冷壓縮機正是應用了磁懸浮軸承技術(shù)。
一、磁懸浮離心式壓縮機的喘振及判斷方式
喘振是流體機械及其管道中介質(zhì)的周期性振蕩,是介質(zhì)受到周期性吸入和排出的激勵作用而產(chǎn)生的機械振動。
在離心式壓縮機中,喘振是壓縮機運行中的常見故障之一。當機組空調(diào)負荷不斷降低時,磁懸浮離心式壓縮機的流量會逐漸減小,此時葉輪內(nèi)部的流動情況也會變差。
當流量減小到一定值時,由于葉輪內(nèi)部流動惡化,產(chǎn)生氣流脫離,葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力不能正常對氣體做功,導致磁懸浮離心式壓縮機的出口壓力小于冷凝器冷凝背壓,壓縮機和冷凝器之間會引發(fā)氣流振蕩,從而使壓縮機產(chǎn)生喘振。喘振極易導致磁懸浮離心式壓縮機在很短時間內(nèi)受到嚴重破壞,尤其會損壞磁軸承。
判定方式:
1.基于氣流噪聲等異常性響動對離心式壓縮機喘振問題予以判定
氣流噪聲等異常性響動可以說是離心式壓縮機喘振問題最直接且最直觀的反應形式。判定方式可以采取如下兩種措施:
①.首先,離心式壓縮機裝置在正常運行狀態(tài)下所產(chǎn)生的噪音較為穩(wěn)定且連續(xù),而在出現(xiàn)喘振形式特殊運行工況作用之下,壓縮機裝置排氣管內(nèi)所產(chǎn)生的噪音將呈現(xiàn)出時高時低的反應狀態(tài),并且這種反應狀態(tài)會以一種周期性變化方式呈現(xiàn),此過程當中所出現(xiàn)的喘氣聲響或是吼叫聲響均是離心式壓縮機裝置出現(xiàn)喘振問題的判定方式;
②.其次,離心式壓縮機裝置在出現(xiàn)一種特殊性、規(guī)律性且強烈震動的情況下所表現(xiàn)出的振動幅度明顯關(guān)于高于正常運行狀態(tài)下的振動幅度。出現(xiàn)此種情況即可判定為喘振。
2.基于現(xiàn)場儀表測定裝置對離心式壓縮機喘振問題予以判定
借助于各種類型的儀表裝置能夠針對離心式壓縮機裝置的實時運行狀態(tài)進行精確且可靠的判定。判定方式可采取如下兩種措施:
①.首先,在電機拖動機組狀態(tài)下,喘振現(xiàn)象的產(chǎn)生可能導致電機電流與功率參數(shù)的指示值呈現(xiàn)出較為顯著的波動趨勢,此問題能夠借助于現(xiàn)場儀表予以反應;
②.其次,喘振作用之下離心式壓縮機裝置出口壓力及進口流量參數(shù)呈現(xiàn)出顯著性的脈動問題,由此導致流量指示值有所明顯下降,同樣可借助于現(xiàn)場儀表測定裝置予以及時反映。
二、磁懸浮離心式壓縮機喘振的原因
磁懸浮離心式壓縮機喘振本質(zhì)上是因為進入壓縮機的制冷劑蒸氣流量不足以使壓縮機產(chǎn)生足夠的壓力,以至于冷凝器的冷凝背壓大于壓縮機的內(nèi)部壓力。因此,產(chǎn)生喘振故障主要可以通過制冷劑流量小和冷凝壓力高等方面來分析。
(1)空調(diào)負荷低
實際空調(diào)負荷小,低于磁懸浮離心式壓縮機的最小容量調(diào)節(jié)范圍。
(2)制冷機組冷凍水流量小
空調(diào)系統(tǒng)冷凍水泵故障、Y型過濾器臟堵等使得冷凍水流量小,使得蒸發(fā)器換熱量小,制冷劑液體蒸發(fā)不足,導致磁懸浮離心式壓縮機的流量小。
(3)蒸發(fā)器結(jié)垢嚴重
蒸發(fā)器水質(zhì)差或清洗不及時,導致蒸發(fā)器換熱管結(jié)垢嚴重,換熱惡化,制冷劑液體蒸發(fā)不足,導致磁懸浮離心式壓縮機的流量小。
(4)制冷機組冷卻水流量小或冷卻風量小
對于水冷機組,空調(diào)系統(tǒng)冷卻水泵故障、Y型過濾器臟堵等使得冷卻水流量小,或冷卻塔故障,使得冷凝器換熱量小,導致冷凝壓力升高。
(5)冷凝器結(jié)垢嚴重
水冷冷凝器水質(zhì)差、風冷冷凝器空氣質(zhì)量差或清洗不及時,導致冷凝器換熱管或翅片結(jié)垢嚴重,換熱惡化,導致冷凝壓力升高。
三、磁懸浮離心式壓縮機喘振的危害
(1) 喘振是由于氣流強烈的脈動和周期性振蕩,會使排氣單向閥閥片與閥座之間產(chǎn)生劇烈撞擊,破壞單向閥及制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(2) 喘振會使葉輪強烈振動,葉輪應力大大增加,噪聲加劇。
(3) 喘振會損環(huán)壓縮機的級間密封,使壓縮機效率降低。
(4) 喘振會引起壓縮機動靜部件的摩擦與碰撞,碰壞葉輪
(5) 在正常運行期間,壓縮機的永磁體驅(qū)動軸處于懸浮狀態(tài),磁軸承與軸之間沒有機械接觸,喘振所產(chǎn)生的劇烈振動,會引起磁軸承與軸之間產(chǎn)生機械碰撞,導致磁軸承故障。
四、磁懸浮離心式壓縮機喘振的預防措施