1、引言

    R-WTD-5000高低溫交變濕熱試驗箱是東莞瑞凱儀器自主研發生產的大型產品溫濕度試驗設備，該試驗箱的制冷部分由1號、2號機組組成，每個機組的設計為兩臺壓縮機組成的復疊式制冷方式，共計4臺45P壓縮機。 (復疊式制冷系統見圖1)該高低溫交變濕熱試驗箱在完成多種產品的溫濕度試驗中起著重要作用，但在近日出現了一號機組壓縮機嚴重損壞的現象，給單位造成較大的經濟損失。為了避免經濟損失，保證設備安全可靠運行。必須查出壓縮機損壞的根本原因，并做出相應改進措施。

    2、壓縮機損壞原因分析

    2.1壓縮機損壞前運行工況

    壓縮機損壞前做的是-45℃深低溫試驗，恒溫96小時，且試驗前幾天下過雨空氣濕度較大，壓縮機整體結霜較厚。

    2.2壓縮機損壞現象

    對損壞的壓縮機進行了以下檢查；
    潤滑油檢查：油視鏡中油位比正常油位略低，油色清亮但有灰色金屬粉末；
    閥板組件檢查：打開吸排氣缸蓋及閥板組件其中之一，吸排氣閥片正常；
    氣缸蓋板檢查：氣缸蓋板顏色無變色現象；油泵檢查：拆開油泵，旋轉油泵軸，油泵輸出口有油泵出，油泵正常；
    活塞及氣缸檢查：在拆開閥板組件時發現活寒己部分脫出了缸體，斜歪著卡在了氣缸入口處，拆開了油泵時，發現連桿已經斷裂。

    2.3壓縮機損壞原因分析

    壓縮機損壞一般有三個原因：壓縮機排氣溫度過高，壓縮機吸氣溫度過低，潤滑系統故障。
    從以上對壓縮機的檢查情況來看：
    氣缸蓋板顏色正常，說明壓縮機排氣溫度正常：
    油位正常，壓縮機油泵正常，說明潤滑系統沒問題； .
    活塞卡、連桿斷，油中有金屬粉末。油中有金屬粉末，說明有磨損，活塞卡、連桿斷應是潤滑系統出了問題。但是油泵正常，油位正常，潤滑系統應該沒問題。結合壓縮機損壞前運行工況看，壓縮機在環境濕度較大情況下長期運行，試驗箱內蒸發器嚴重結霜，制冷劑在蒸發器內不能有效換熱，因此造成壓縮機吸氣溫度過低。當吸氣溫度過低造成潤滑油黏度上升，從而油泵產生的油壓不足且潤滑油潤滑性能降低，因此引起壓縮機活塞卡、連桿斷。
    從機頭結霜情況著，說明以上分析是正確的。

    3、實驗驗證壓縮機損壞原因

    斷開故障壓縮機即1號機組低溫級壓縮機斷路器，設備上電，設置試驗參數為低溫-45℃，運行設備，設備運行了一段時間便保護停機。經檢查為1號機組高溫級壓縮機油壓報警，經觀察，2號機組高、低溫級兩臺壓縮機機頭僅少量結霜，1號機組高溫級壓縮機已全部覆蓋了大量白霜。1號機組高溫級壓縮機因低溫級壓縮機未工作，其制冷劑R404A無法從冷凝-蒸發器中吸收低溫級制冷系統返回的熱量產生大量結霜。此現象正好與低溫級制冷系統在較惡劣的工況下運行，蒸發器大量結霜后制冷劑R23無法吸收試驗箱內熱量引起回氣溫度過低現象-致。

    4、壓縮機損壞電氣問題查找

    高低溫交變濕熱試驗箱應當具有壓縮機、加熱器、加濕器、風機等較完善的保護電路，(油壓保護系統見圖2)以避免安全事故的發生及設備損壞。因此，壓縮機損壞可查相關保護電路。

    將該高低溫交變濕熱試驗箱壓縮機保護功能進行了故障運行模擬。故障運行模擬原理為斷開其中一個壓縮機斷路器，運行設備，設備給油壓繼電器一個壓縮機啟動信號，被斷開的壓縮機鐘不能運行，油泵不能產生油壓，3-5分鐘后油壓繼電器檢出缺油信號送回保護電路，設備發出油壓報警提示并停止運行。
    將壓縮機各斷路器分別處于斷開位置，設備運行3~5分鐘后1號機組低溫級壓縮機未出.現保護停機現象，其它3臺壓縮機均能保護停機，用萬用表測得1號機組斷路器斷開后該壓縮機油壓繼電器未返回缺油信號而其它3臺缺油信號返回正常。說明故障壓縮機的油壓繼電器已損壞。

    5、解決措施

    更換一號機組低溫級故障壓縮機，并更換油壓繼電器，檢查油壓繼電器壓力設定值設置是否正確，檢查壓縮機油位是否正常，一切正常后試機。設備正常運行一段時間后，檢查油壓報警功能，斷開新換壓縮機的斷路器，設備運行了大約3分鐘報警并停止運行。說明設備油壓報警保護功能正常。
    該R-WTD-5000高低溫交變濕熱試驗箱可正常使用。

    6、結論與建議

    通過對壓縮機損壞原因分析，得出結論，壓縮機損壞的原因是：
    ①回氣溫度過低引起潤滑油潤滑性能不良及油壓過低油壓；
    ②油壓繼電器保護功能也失效無法給出缺油報警信號；
    ③壓縮機仍然繼續長時間運行。
    建議：
    ①定期對設備進行故障模擬試運行，觀察保護功能是否正常，以避免耽誤試驗任務同時避免較大的經濟損失。
    ②給壓縮機增設一回氣溫度控制電路，當回氣溫度過低時，同過制冷旁通電路將一部分高溫制冷劑返回壓縮機以提高壓縮機回氣溫度，避免再次損壞壓縮機。