螺杆制冷压缩机加卸载机理及“不加载”故障诊断规范
一、加卸载工作原理
1.1 基本压缩过程
螺杆压缩机属容积式，由阳、阴转子啮合形成连续变化的基元容积，完成吸气→封闭→压缩→排气四阶段。其输气量正比于：
- 转子有效长度（几何排量）
- 转速
- 滑阀位置（轴向旁通长度）
1.2 滑阀调节机理（容积比 Vi 控制）
滑阀沿轴向移动，改变吸气侧旁通口开度：
- 加载方向（向排气端移动）→ 旁通口关小 → 有效压缩行程↑ → 输气量↑
- 卸载方向（向吸气端移动）→ 旁通口开大 → 部分气体回流至吸气腔 → 输气量↓
1.3 辅助调节手段
- 变频调速：在滑阀维持高负荷位置时，通过降低转速实现无级卸载，节能率可达 15 %–25 %。
- 旁通阀（HGBP）：当滑阀已至最小位置仍嫌冷量过大时，将排气侧高压气体引回吸气腔，属于“零负荷”运行，用于防止频繁启停。
二、不加载故障树（FTA）与诊断顺序
2.1 顶层事件：压缩机无法提升负荷（＜目标 %）
2.2 第一层分支
① 控制系统指令错误（伪卸载）
② 执行机构失效（滑阀、电磁阀、油缸）
③ 外部边界条件强制卸载（高压、低温、缺油）
2.3 第二层细化及现场处置
| 分支 | 典型征兆 | 确认方法 | 处理措施 |
|----|----------|----------|----------|
| 1. 传感器漂移 | PLC 显示“系统已达设定值”但实测 T/P 远未满足 | 标准表比对温度/压力传感器 | 校准或更换传感器，复核 PID 参数 |
| 2. 滑阀卡滞 | 油压正常但滑阀反馈电流无变化 | 拆检滑阀位移传感器，手动盘车 | 解体清洗滑阀、检查油缸活塞环磨损量>0.15 mm 需更换 |
| 3. 高压卸载（>17 bar 表压常见） | 加载百分比突降至 50 % 以下，冷凝趋近温度>5 ℃ | 读取冷凝压力与冷却水进出温差 | ① 清洗冷凝器 ② 校核冷却水泵流量（端差≤3 ℃） ③ 排除不凝性气体 |
| 4. 油路堵塞 | 油压差<2.5 bar，油温>65 ℃ | 拆油过滤器称重，压差开关校验 | 更换油滤、检查油泵吸入口滤网，必要时更换冷冻油 |
| 5. 低温高粘度 | 环境温度<10 ℃，油加热器未投或损坏，启动电流高 | 红外测温油槽温度<23 ℃ | 强制油加热≥8 h，低温机型选配油泵预润滑 |
三、标准化诊断流程（现场 30 min 判定表）
Step1 读数（5 min）
- 记录高压、低压、油温、加载 %、冷却水进出温差
Step2 判边界（5 min）
- 高压>17 bar 且端差>5 ℃ → 转“高压卸载”分支
- 油压差<2.5 bar → 转“油路异常”分支
- 滑阀反馈值=0 % 且手动加信号无变化 → 转“执行机构”分支
Step3 动作验证（15 min）
- 手动给定 100 % 加载电流，观察滑阀位移杆是否伸出
- 临时短接高压开关，冷却水全开，观测加载 % 是否回升
Step4 处理与复测（5 min）
- 按表 1 措施执行后，复位所有短接线，运行 30 min 复测端差、油压、加载 %，填写《螺杆机加卸载故障处理记录单》。
四、典型案例复盘
案例：某办公楼 200 RT 水冷螺杆机负荷始终 50 %，冷冻水温度无法低于 10 ℃
现场 30 min 判定：
1. 高压 17.8 bar，冷却水进出温差 10.5 ℃ → 端差 5.8 ℃
2. 油压差 3.1 bar，油温 52 ℃，滑阀电流 0→100 % 变化正常
3. 拆冷凝器端盖，铜管表面被泥垢覆盖，原冷却水泵叶轮磨损 30 %
处理：更换冷却水泵，机械清洗冷凝器，端差降至 2.9 ℃，高压 14.2 bar，加载 % 自动升至 90 %，冷冻水出水 7 ℃，COP 提高 18 %。
五、维护建议
1. 每季度测试滑阀全程位移时间（加载 0→100 % ≤45 s），超时需解体检查；
2. 冷却水侧安装在线胶球清洗装置，端差>3 ℃即自动投运；
3. 油过滤器压差>1 bar 时立即更换，严禁冲洗复用；
4. 冬季环境温度<5 ℃，长时间停机后必须提前 12 h 油加热，并启用油泵循环预润滑；
5. 所有诊断、维护过程录入 CMMS 系统，形成“一机一档”电子病历。
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