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制冷配件选型指南--制冷空调采暖通风洁净净化自控商务服务网站
制冷配件选型指南
  • http://www.rhvacnet.com
  • 2008/12/24
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    一、冷冻润滑油选型

     

        冷冻机的工作介质即为制冷系统中担负着传递热量任务的制冷剂,常用的制冷剂有:氟里昂、氨、溴化锂、氯甲烷等,其中氟里昂按其气化温度及化学分子式的不同有氟11(R-11)、氟12(R-12)、氟13(R-13)、氟21(R-21)、氟22(R-22)、氟113(R-113)、氟114(R-114)、氟142(R-142)等多种。上述制冷剂可分别用于低压(冷凝压力小于0.3-0.3MPa)高温(蒸发温度大于0℃)、中压(冷凝压力1-2MPa)中温(蒸发温度0—-50℃)及高压(冷凝压力大于2MPa)低温(蒸发温度小于-50℃)的制冷系统里。

     

    润滑剂的选择

     

    1)润滑剂类型的选择

     

      在氧气压缩机里,氧气会使矿物性润滑油剧烈氧化而引起压缩机燃烧和爆炸,因此避免采用油润滑,或者采用无油润滑的方式,或者采用水型乳化液或蒸馏水添加质量分数6-8%的工业甘油进行润滑;在氯气压缩机里,烃基润滑油可与氯气化合生成氯化氢,对金属(铸铁和钢)具有强烈的腐蚀作用,因此一般均采用无油润滑或固体(石墨)润滑。对于压缩高纯气体的乙烯压缩机等为防止润滑油混入气体中去影响产品的质量和性能,通常也不采用矿物油润滑,而多用医用白油或液态石蜡润滑等等。只是在一般空气、惰性气体、烃类(碳氢化合物)气体、氮、氢等类气体压缩机中,大量广泛采用了矿物油润滑。

     

        压缩机压送不同气体时润滑剂选用参考“油脂选用”的压缩机油选用部分。

     

    2)润滑油粘度的选择

     

        在多级的空气压缩机中,前一级气缸输出的压缩气体通常经冷却后恢复到略高于进气时的温度被送入下一级气缸,因气体已被压缩故相对湿度较高,当超过饱和点时,气体中的水分将可能凝结,该水分具有洗净作用,可使气缸表面失去润滑油;其次在烃类气体压缩机中,它不仅可溶解在润滑油中降低了油的粘度,而且凝结的液态烃也同水分一样对钢壁具有洗涤作用,因此对于多级、高压,排气温度较高的烃类气体压缩机和空气湿度较大的空气压缩机易选用粘度较高的油品,粘度较高的油品对金属的附着性好,并对密封有利。如中低压烃类气体和空气压缩机宜用L-DAA100的压缩机油,高压多级宜L-DAA150压缩机油。喷油回转式压缩机选用的粘度情况也与此类似,压力较低时选用100℃运动粘度为5mm2/s的N32回转式压缩机油,压力较高时选用100℃运动粘度为11-14mm2/s的N100回转式压缩机油。

     

        其次为防止凝结的液态烃和空气中的水分对润滑油的洗净作用,可采用质量分数为3-5%的动物性油(如猪油或牛油)与矿物油相混合的润滑油,动物性油与金属的附着力强,容易抵抗“水洗”,阻止润滑油的流失。

     

    3)油品的代用

     

        在采用油润滑的往复式回转容积式压缩机中除用相应牌号的压缩机油外,还可采用防锈抗氧的汽轮机油、航空润滑油、汽缸油等作为代用油品,但这些代用油品的性能不应低于相应的压缩机油的质量指标,或应满足具体条件下的使用要求。当气体压缩机采用油润滑时,外部零件和内部零件的润滑可用同一牌号的润滑油,也可采用不同牌号的润滑油,但不论内部零件采用何种类型的润滑介质,而外部传动零件的润滑都应采用矿物性的润滑油。

     

    冷冻机润滑油的选用

     

        鉴于冷冻机特殊的工作性质,对起润滑介质也提出了某些相应的具体要求,为此而研制了专用冷冻机润滑油。

     

     

        在选用润滑油时,应根据冷冻机的型式、所用制冷剂的类型及其蒸发温度、以及冷冻机的具体工作条件(如速度高低、负荷大小、工作环境等)加以综合分析比较,以便确定冷冻机润滑油的具体规格或牌号。

     

        对小型低速(平均线速度小于2m/s)双缸活塞式冷冻机可选用N15或N22号冷冻机油,对大、中型高速(平均速度大于3m/s)多缸活塞式冷冻机可选用N32或N46的冷冻机油,对排气温度高、负荷重,使用条件特别恶劣的活塞式冷冻机可选用N68的冷冻机油;对喷油润滑的螺杆式冷冻机可选用N32、或N46冷冻机油;对小型干式(非喷油润滑)螺杆式冷冻机和离心式冷冻机,因润滑油可不与制冷剂接触,可按齿轮箱和主轴承的负荷情况选用N32或N46的冷冻油,也可选用粘度等极相当于L-TSA32或L-TSA46的汽油机油。

     

    螺杆式冷冻机润滑油的选用

     

        螺杆式冷冻机的润滑部位有:凸凹螺杆(亦称阴阳转子)的转动啮合部;转动的螺杆与壳体的相对滑动表面;螺杆前后的滑动轴承;主动螺杆的平衡活塞及轴端的机械密封摩擦面。在上述润滑部位均开有与压力油相通的油口。在能量调节阀上或壳体上开设的大小不同、相隔一定距离的油孔可使润滑压力油直接喷射到转子上,即可冷却润滑转子和壳体,又可对运动部位的间隙进行密封,以减少被压缩气体的泄漏,并降低运转噪声。

     

        由于调压阀调节的润滑油的压力通常比冷凝压力高0.2-0.3MPA,润滑油量可相当于冷冻机输气量的1%-2%。润滑泵可直接用转子本身驱动,也可做成外传动式的。通常都将油分离器作为润滑系统的油箱。目前应用较广的是离心—重力型和填料—重力型的油分离器。

     

        此外在螺杆式冷冻机中也多采用二级油分离器,二级油分离器分离出的润滑油可利用吸、排气压差不经油泵直接被压送到吸气腔,对轴承、平衡活塞等处进行润滑。在该种润滑系统中普遍采用着列管式油冷却器,使油温保持在20-50℃,冷却介质可用水或冷冻机自身的制冷剂来蒸发冷却润滑油。润滑系统中的精过滤器的进出口压差不应超过0.1MPa,否则应清洗或更换滤芯。

     

    常用合成压缩机油

     

        合成压缩机油种类很多,可根据实际需要,选择不同类型的合成压缩机油,满足不同型号的压缩机压缩不同介质的工艺要求。选择余地远比矿物型压缩机油大得多。所以说合成润滑油的发展拓宽了压缩机的应用范围。

     

    1.酯类压缩机油

     

        酯类油的性能与其结构有密切关系,对结构进行精心设计,可获得预期的性能。一般而言,酯类油的粘温性能良好,加长酯分子的主链,粘度增大、粘度指数增高;主链长度相同时,带侧链的粘度较大,粘度指数较低;带芳基侧链的,粘度指数更低。带支链醇的双酯通常具有较低的凝点。同一类型的酯,随分子量的增加低温粘度增大。

     

        酯类油的热稳定性比矿物油热稳定性高得多,但其氧化安定性与矿物油相似,加入适量的抗氧剂和金属钝化剂后能大大地改善其氧化安定性。

     

        目前有15%的酯类油用作压缩机油。与矿物油相比,它们还具有高闪点、高燃点、低挥发性、低沉积倾向、良好的边界润滑性,并对添加剂和燃饶产物有良好的溶解性等。酯型压缩机油使用寿命长,可大大降低设备维修费用。此外,酯类油还具有良好的生物降解性、低毒性,其 CEC生物降解试验结果大多在80%以上,所以环境保护组织也极力推荐使用酯类油。由于具有较高的粘度指数,选用较低的粘度等级就能满足使用要求,从而可收到节能的效果。

     

        酯型压缩机油通常用于动力压缩机,压缩介质是空气。应避免用于氯气、氧气、氯化氢及氨气压缩机的润滑。可以用于氟橡胶或丁腈橡胶密封的场合。生产酯型压缩机油的公司及其产品牌号有:

     

    AGIP公司 Dicrea 100
    ANDEROL安德鲁公司 螺杆压缩机496(46)、反复式压缩机500(100)、用于氢气的压缩555(100)
    卡斯特罗公司 Aircol SN
    世纪公司 Centair SC
    埃索石油公司 Synesstic 32,68,100
    福克斯公司 Renodiol
    美孚公司 Rarus 56,57
    壳牌公司 Madrela AP
    德士古公司 Syn-star

     

    2.聚醚压缩机油

     

        聚醚是以环氧乙烷、环氧丙烷和四氢呋喃等开环均聚或共聚制得的线型聚合物。其性能与分子结构紧密相关。分子链中环氧烷的类型与比例,末端基的类别与浓度,引发剂烃链结构与长短,以及聚醚分子量大小与分布等都不同程度地影响它们的粘度、粘度指数、凝点、溶解性及热氧化稳定性。 可根据实际需要,调整分子结构,得到一系列具有不同性质的聚合物。如分子中环氧乙烷含量大于40%时,聚合物溶于水,而不溶于油;分子中含有长链环氧烷时,聚合物溶于油,而不溶于水。

     

        聚醚与丁腈橡胶密封件具有很好的相容性,但与油漆不相容,具有一定的吸湿性,这是其用作制冷压缩机油的一个缺点。

     

        聚醚型压缩机油可用于烃类气体压缩机以及空气、惰性气体、氨气压缩机及R134as冷冻压缩机的润滑。更可贵的是聚醚型压缩机油已获得美国食品医药部的批准,可用于乙烯生产装置中乙烯压缩机。主要生产厂家有:

     

    ANDEROL安德鲁公司 PG supreme 32 、Pgsupreme 46
    BP公司 Breox CL 1400,Energol GCS 150
    Bayer公司
    Harcross化学公司
    ICI公司
    ELF公司 Orites 125,DS, 270 DS,125MS,270MS
    壳牌公司 Corens E
    HOECHST公司 B11/150

     

    3.聚a-烯烃压缩机油

     

        聚a-烯烃润滑剂是-种合成烃类化合物,其中还包括聚烯烃,聚异丁烯和烷基苯等。具有合适的粘度和挥发性、良好的氧化安定性、低沉积倾向、高粘度指数、低倾点等,并有同矿物油相似的橡胶和塑料适应性。通常将 PAOS和酯类油混合起来使用,以满足不同的性能要求。如酯类油易引起一些密封橡胶的膨胀,而PAOS则使其收缩。合适的配比可以产生中和的效果。PAOS已广泛用干螺杆致冷压缩机和lR12、 R114作工作介质的工业热泵的润滑。常见的PAOS压缩机润滑剂牌号有:

     

    ANDEROL安德鲁公司 3032、3046
    美俘公司 Rarus SHC 600,924
    壳牌公司 Mandrel AS
    Small man润滑剂公司 Crownlube SRO
    Ethy化学公司 Hitec 5000
    中国石化集团石油化工科学研究院 4160,4163空气压缩机油
    中国石油集团南充炼油厂 天然气压缩机油
    中国石化集团一坪公司 4506合成压缩机油

     

    4. 磷酸酯压缩机油

     

        适合作合成润滑油的磷酸酯主要是正磷酸酯。其性能主要取决于磷酸酯取代基的结构,取代基的结构不同,磷酸酯的性能有较大差异。

     

        抗燃性是磷酸酯最突出的性能之一。通常三芳基磷酸酯的抗燃性比三烷基磷酸酯强,烷基芳基磷酸酯抗燃性居中。磷酸酯在极高温度下亦能燃烧,但不传播火焰;良好的润滑性能是磷酸酯另一个突出的性能。但是,它们的材料适应性差和对环境的污染严重地限制它应用。

     

    Chevron公司 Chevron FR ,Fluid

     

    5. 含硅压缩机油

     

        硅油是一种聚硅氧烷液体。主要有甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油等,具有良好的热氧化稳定性和低温流动性,防潮防水性,电气绝缘姓及生理惰性。对某些材料也有较好的润滑性。硅油压缩机油用在制氧 (尤其是医用氧)压缩机上得到了满意的结果,氧气压缩机油必须保证在与高压氧气接触时,绝对不燃烧,没有爆炸危险,对高纯度的氧气(>99.2%) 不产生污染;下列的硅油压缩机油已在几种国产氧气压缩机(如G3V-20/200-1型隔膜双缸压缩机)上正常运转了多年。

     

    6. 全氟聚醚压缩机油

     

        目前聚全氟醚有聚全氟异丙醚和聚全氟甲乙醚。它们具有特殊的化学惰性,优良的抗氧化性和热稳定性。全氟聚醚压缩机油主要用于压缩氧气等活性气体。

     

    二、热力膨胀阀

     

        热力膨胀阀是氟里昂制冷系统中采用的节流元件。热力膨胀阀安装在贮液器与蒸发器之间,阀的感温包安装在蒸发器出口管路上。热力膨胀阀在制冷系统中起节流降压作用,并用于调节干式蒸发器的制冷剂流量,同时热力膨胀阀具有控制蒸发器出口制冷剂过热度的功能,既保证蒸发器传热面积的充分利用,又可防止压缩机发生液击事故。

     

    工作原理

     

        热力膨胀阀可自动调节阀的开度,其控制的方法取决于蒸发器出口上的制冷剂蒸气的过热温度和蒸发器中制冷剂的压力。蒸发器中的热负荷越大,蒸发器出口制冷剂的温度越高,热力膨胀阀的开度就越大,进入蒸发器的制冷剂流量增加,蒸发器产冷量越大。

     

        通过感温包感受蒸发器出口制冷剂过热度的变化来自动调节阀的开度,调节进入蒸发器的制冷剂流量,使其流量与蒸发器的热负荷相匹配。

     

    基本组成

     

    热力膨胀阀由阀芯、阀座、弹性金属膜片(感应膜片)、传动杆、弹簧、感温包、毛细管和调整螺丝等元件组成。

     

    分类

     

    热力膨胀阀分为内平衡式与外平衡式。
    内平衡是指通过阀的内部通道将膨胀阀的出口压力传递给阀的执行元件(膜片)的一种平衡方式。
    外平衡是指通过外平衡管将蒸发器出口压力传递给阀的执行元件(膜片)的一种平衡方式。

     

    选型指南

     

    1、热力膨胀阀容量选择

     

        热力膨胀阀的容量是指在某一压力差作用下,处于一定开度的膨胀阀通过的制冷剂流量,在一定蒸发温度下完全蒸发时所产生的制冷量。热力膨胀阀容量的选择是根据膨胀阀制造厂提供的容量表进行。

     

        容量表中包括适用制冷工质、产品型号、蒸发温度、冷凝温度、通过阀的压力降。

     

        根据容量表选择热力膨胀阀型号的步骤:

     

    (1)首先确定制冷系统的蒸发温度、系统运行的制冷量及热力膨胀阀两端的压力差;
    (2)根据蒸发温度、制冷量及膨胀阀两端的压力差查容量表,选取合适的膨胀阀。备注:一般所选取的膨胀阀的容量应比蒸发器的实际负荷大20~30%。

     

    2、平衡型式的选择

     

        如果蒸发器中的阻力损失超过表5-1中数值时,或膨胀阀出口采用分液器时,建议采用外平衡式热力膨胀阀。

     

     

    主要参数

     

    制冷系统中使用的制冷剂
    进入膨胀阀的液体制冷剂温度(℃)
    蒸发温度(℃)
    膨胀阀前后压力降(MPa)
    制冷系统的制冷量(Watt)
    接管尺寸(mm或英寸)
    毛细管长度(mm或公尺)

     

    典型产品

     

     

    丹氟斯、斯坡兰、艾可、艾可福、华毕

     

    三、真空泵选型

     

    选用真空泵时,需要注意下列事项:

     

    1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:真空镀膜要求1×10 -5mmHg的真空度,选用的真空泵的真空度至少要5×10 -6 mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。


    2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:扩散泵为10 -3 ~10 -7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定的工作压强范围为5×10 -4 ~5×10 -6mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之内,而不能让它在10 -8 mmHg下长期工作。又如钛升华泵可以在10 -2 mmHg下工作,但其工作压强应小于1×10 -5mmHg为好。


    3、真空泵在其工作压强下,应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。


    4、正确地组合真空泵。由于真空泵有选择性抽气,因而,有时选用一种泵不能满足抽气要求,需要几种泵组合起来,互相补充才能满足抽气要求。如钛升华泵对氢有很高的抽速,但不能抽氦,而三极型溅射离子泵,(或二极型非对称阴极溅射离子泵)对氩有一定的抽速,两者组合起来,便会使真空装置得到较好的真空度。另外,有的真空泵不能在大气压下工作,需要预真空;有的真空泵出口压强低于大气压,需要前级泵,故都需要把泵组合起来使用。
     

    5、真空设备对油污染的要求。若设备严格要求无油时,应该选各种无油泵,如:水环泵、分子筛吸附泵、溅射离子泵、低温泵等。如果要求不严格,可以选择有油泵,加上一些防油污染措施,如加冷阱、障板、挡油阱等,也能达到清洁真空要求。
     

    6、了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸气,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。选择真空泵时,需要知道气体成分,针对被抽气体选择相应的泵。如果气体中含有蒸气、颗粒、及腐蚀性气体,应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备,如冷凝器、除尘器等。
     

    7、真空泵排出来的油蒸气对环境的影响如何。如果环境不允许有污染,可以选无油真空泵,或者把油蒸气排到室外。
     

    8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响。若工艺过程不允许,应选择无振动的泵或者采取防振动措施。
     

    9、真空泵的价格、运转及维修费用。

     

    水环式真空泵的选择

     

    一、泵类型的确定

     

        泵的类型主要由工作所需的气量、真空度或排气压力而定。

     

        泵工作时,需要注意以下两个方面:

     

    1.尽可能要求在高效区内,也就是在临界真空度或临界排气压力的区域内运行。
     

    2.应避免在最大真空度或最大排气压力附近运行。在此区域内运行,不仅效率极低,而且工作很不稳定,易产生振动和噪音。对于真空度较高的真空泵而言,在此区域之内运行,往往还会发生汽蚀现象,产生这种现象的明显标志是泵内有噪音和振动。汽蚀会导致泵体、叶轮等零件的损坏,以致泵无法工作。

     

        根据以上原则,当泵所需的真空度或气体压力不高时,可优先在单级泵中选取。如果真空度或排气压力较高,单级泵往往不能满足,或者,要求泵在较高真空度情况下仍有较大气量,即要求性能曲线在较高真空度时较平坦,可选用两级泵。如果真空度要求在-710mmHg以上,可选用水环-大气泵或水环-罗茨真空机组作为抽真空装置。

     

        如果只作真空泵用,则选用单作用泵比较好。因为单作用泵的构造简单,容易制造和维护,且在高真空情况下抗汽蚀性好。

     

        如果仅作较大气量的压缩机使用,则选用双作用的泵比较合适。因为双作用泵的气量大,体积小,重量轻,径向力能得到自动平衡,轴不容易产生疲劳断裂,泵的使用寿命较长。

     

    二、根据系统所需的气量选择真空泵

     

        初步选定了泵的类型之后,对于真空泵,还要根据系统所需的气量来选用泵的型号。

     

        关于真空泵的抽速选择及抽气时间计算可参照:真空计算公式。




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