Przyczyny mechanicznych uszkodzeń sprężarek tłokowych - Zalewanie czynnikiem chłodniczym
Zalewanie czynnikiem chłodniczym następuje, gdy ciekły czynnik dopływa rurociągiem ssawnym do sprężarki podczas jej pracy
W sprężarkach chłodzonych powietrzem (rys. 3.44.) ciekły czynnik może bardzo łatwo dostać się do cylindra. Zasysana para czynnika przepływa przez zawór odcinający i kanał ssawny w korpusie do zaworu ssawnego.
Mała ilość ciekłego czynnika może zostać oddzielona w kanale ssawnym na skutek zmniejszenia prędkości oraz zmiany kierunku przepływu i spłynąć do karteru sprężarki przez otwory ściekowe wraz z powracającym olejem. Wtedy ciekły czynnik rozcieńcza olej w karterze, pogarszając jego właściwości smarne. W większości jednak krople cieczy, unoszone wraz z parą do cylindra, zmywają olej z jego ścian i z tłoków w czasie suwu ssania. Nawet, jeżeli ciepło wydzielane podczas sprężania spowoduje odparowanie ciekłego czynnika, to tak będzie występowało zwiększone tarcie między tłokiem i ścianami cylindra, powodujące bardzo szybkie zużycie i zacieranie ruchomych części.
Większe ilości ciekłego czynnika, które nie mogą być odparowane lub wytłoczone przez zawór tłoczny, spowodują uderzenie cieczowe. W sprężarkach chłodzonych czynnikiem (rys. 3.45.) zasysana para opływa silnik sprężarki, chłodząc go, i dopływa do zaworów ssawnych. Małe ilości cieczy zostaną odparowane w wyniku pochłaniania ciepła wydzielonego przez silnik. Podczas zalewania sprężarki dopływa do niej zbyt dużo ciekłego czynnika, by mógł on być w całości odparowany. Ciekły czynnik zbiera się w obudowie silnika, przepływa do karteru sprężarki przez zawór zwrotny oleju i rozcieńcza olej. Pompa olejowa pompuje olej bogaty w czynnik chłodniczy do łożysk, gdzie na skutek tarcia następuje odparowanie czynnika i nie ma wystarczającej ilości oleju, który mógłby dopłynąć do łożysk dalej położonych. Wielkość zużycia, przegrzanie, zacieranie i uszkodzenia są tym większe, im dalej od pompy znajdują się współpracujące elementy sprężarki.
W wyniku nadmiernego zużycia końcowego i środkowego łożyska, wał sprężarki może ulec "przekoszeniu", powodując ocieranie wirnika o stojan i przebicie do masy. Jeżeli uszkodzona sprężarka nie zostanie przebadana pod kątem rozkładu zużycia jej części, to prawdziwa przyczyna spalenia silnika może pozostać nieznana. Przyczynami zalewania sprężarki ciekłym czynnikiem są:
- małe obciążenie parownika,
- nieprawidłowe napełnienie czynnikiem chłodniczym w układzie z rurką kapilarną,
- nieprawidłowe działanie zaworu rozprężnego lub nieodpowiedni zawór,
- nagłe zmiany obciążenia.
Małe obciążenie parownika jest wynikiem nieprawidłowego dobrania jego wielkości lub złymi warunkami wymiany ciepła (szron, zanieczyszczenie, brak cyrkulacji powietrza, uszkodzony wentylator, olej zalegający w parowniku). Zawór rozprężny należy sprawdzić pod kątem jego wielkości, odpowiedniego doboru i ustawionego przegrzania. Ustawienie przegrzania na wylocie z parownika powinno być sprawdzone nie tylko w warunkach pełnego obciążenia, lecz głównie przy małym obciążeniu, przy którym zalewanie występuje znacznie częściej (brak wystarczająco szybkiej odpowiedzi zaworu). Temperatura przegrzania powinna być ustawiona zgodnie z zaleceniami producenta i zależy od temperatury parowania:
- wysoka temperatura – przegrzanie od 4,5°C do 7°C,
- średnia temperatura – przegrzanie od 3,0°C do 4,5°C,
- niska temperatura – przegrzanie od 1,0°C do 3,5°C.
Niedopuszczalnym błędem jest dobór zaworu rozprężnego na podstawie mocy sprężarki, zamiast na podstawie obciążenia cieplnego przy temperaturze projektowej. Najlepszą metodą uniknięcia zniszczenia sprężarki w wyniku zalewania jest zastosowanie prawidłowo dobranego osuszacza (oddzielenie cieczy) na rurociągu ssawnym przed sprężarką.
Osuszacz (oddzielacz cieczy) powinien być instalowany w miejscu, które jest wystarczająco ciepło, by następowało odparowanie zatrzymanego ciekłego czynnika, nie może być izolowany i musi zapewniać zawracanie zatrzymanego oleju do sprężarki. Drugą metodą uniknięcia zalewania sprężarki jest prawidłowe ustawienie przegrzania pary czynnika przed sprężarką. Zalewanie występuje w warunkach małego obciążenia, najczęściej w środku nocy, lub podczas nienormalnych cyklów pracy, np. po odszranianiu, i jest wtedy trudne do zaobserwowania. Ustawienie temperatury przegrzania pary przed sprężarką, wyższej o 11°C od temperatury parowania (podczas normalnego obciążenia), jest wystarczającym zabezpieczeniem przed zalewaniem sprężarki (rys. 3.46.). Większe przegrzanie nie jest konieczne i może prowadzić do przegrzania sprężarki. Zaszronienie rurociągu ssawnego i sprężarki nie świadczy o jej zalewaniu, gdy temperatura przegrzanej pary czynnika przed sprężarką jest ujemna.
