馬立洋，魏其虎，李子永，侯守慧，傅文亮

(德州實(shí)華化工有限公司，山東 德州 253000)

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

德州實(shí)華化工有限公司采用螺桿式氟利昂冷凍機(jī)組冷卻氯氣進(jìn)行液化儲(chǔ)存，該冷凍機(jī)組主要由螺桿壓縮機(jī)、外置二次油分離器、水冷凝器、過濾器、電磁閥、熱力膨脹閥、干式蒸發(fā)器、電器控制系統(tǒng)等組成。冷凍機(jī)組的工作過程是：由蒸發(fā)液化器出來的低溫低壓氟利昂蒸氣進(jìn)入壓縮機(jī)，由壓縮機(jī)變成高溫高壓氣體，排入油分離器，分離氣體中的冷凍油后進(jìn)入氟冷凝器，被流經(jīng)氟冷凝器的冷卻水帶走熱量，高溫高壓氟利昂蒸氣被冷凝成過冷液體，再經(jīng)過濾器、電磁閥進(jìn)入熱力膨脹閥節(jié)流成低壓低溫液體進(jìn)入蒸發(fā)液化器；在蒸發(fā)液化器內(nèi)氟利昂不斷蒸發(fā)，從而使流經(jīng)蒸發(fā)液化器的氯氣溫度降低，蒸發(fā)器內(nèi)的低溫低壓氟利昂液體變成低溫低壓氟利昂蒸氣，如此循環(huán)。

2 冷凍機(jī)跳停故障

螺桿壓縮機(jī)采用無級(jí)增減負(fù)荷方式，即0～100%。當(dāng)冷凍機(jī)運(yùn)行時(shí)，調(diào)整壓縮機(jī)負(fù)荷以確保出水溫度保持在設(shè)計(jì)要求。每年夏季，由于溫度高，當(dāng)冷凍機(jī)出水溫度升高時(shí)，調(diào)高壓縮機(jī)負(fù)荷，直至調(diào)到100%運(yùn)行。運(yùn)行一段時(shí)間后，壓縮機(jī)報(bào)排氣壓力高而跳停。夏季經(jīng)常出現(xiàn)這種情況，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起系統(tǒng)停車，影響電解裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 原因分析

壓縮機(jī)排出的高溫氟利昂蒸氣進(jìn)入氟冷凝器，當(dāng)氟冷凝器冷源不足時(shí)，氟利昂蒸氣不能全被冷凝成液體，氣體越積越多，造成氟冷凝器壓力逐漸升高，導(dǎo)致壓縮機(jī)排壓升高，達(dá)到超負(fù)荷時(shí)即跳停。從故障出現(xiàn)的過程看，冷凍機(jī)安裝時(shí)，對(duì)夏天給冷凝器提供水源的溫度、流量有一定要求，若循環(huán)水溫度高，則氟冷凝器的冷量不足，壓縮機(jī)不能投入100%負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 措施

4.1 從操作上進(jìn)行改進(jìn)

當(dāng)水溫高，冷凍機(jī)出現(xiàn)排氣壓力高而跳停時(shí)，若確認(rèn)不是機(jī)械故障，應(yīng)將壓縮機(jī)鎖定在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，以減少壓縮機(jī)的排氣量，避免因冷凝器內(nèi)氣體積聚使壓力升高而導(dǎo)致壓縮機(jī)跳停。這種方法只能保證冷凍機(jī)不跳停，確保冷凍機(jī)組暫時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，但不能保證整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。要保證整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，必須開多臺(tái)冷凍機(jī)組。而多臺(tái)機(jī)組處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)是不經(jīng)濟(jì)的，因此該方法不可取。

4.2 提高進(jìn)冷凝器的水壓，提高水的流量

因提高進(jìn)冷凝器的水壓，須對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)水壓進(jìn)行調(diào)整，涉及面廣，調(diào)整困難，因此，該方法不可取，仍保持原水壓0.2 MPa。

4.3 對(duì)氟冷凝器進(jìn)行清洗檢查

拆開制冷機(jī)冷凝器的換熱器管板，發(fā)現(xiàn)管板處和管束內(nèi)積垢不多，采用鋼絲捆綁棉布對(duì)列管進(jìn)行逐一刮淤，然后采用高壓水槍沖洗。在氟冷凝器水進(jìn)口安裝過濾網(wǎng)，防止冷卻水中雜物進(jìn)入冷凝器堵塞管殼而影響換熱效果。

4.4 增大氟冷凝器的換熱面積

將氟冷凝器換熱面積由30 m2增大為45 m2。根據(jù)能量守恒定律，Q冷+W=Q蒸(Q冷為氟冷凝器換熱量,W為壓縮機(jī)做功,Q蒸為蒸發(fā)器換熱量)。當(dāng)氟利昂機(jī)組壓縮機(jī)做功W滿負(fù)荷時(shí)，適當(dāng)增大氟冷凝器換熱面積，增大氟冷凝器換熱量，降低氟利昂溫度，提高氟利昂冷凍機(jī)組制冷能力，避免氟利昂冷凍機(jī)組因氟利昂溫度高使排氣壓力高而跳停。

4.5 增加經(jīng)濟(jì)器或增大經(jīng)濟(jì)器的換熱面積

通過增加經(jīng)濟(jì)器進(jìn)一步冷卻，降低系統(tǒng)高壓氟利昂的溫度，使之充分液化為液體氟，避免排氣壓力高而使機(jī)組跳停(工藝流程如圖1所示)。

圖1 氟利昂冷凍機(jī)組工藝流程示意圖

4.6 排出系統(tǒng)內(nèi)空氣或不凝結(jié)氣體

冷凍機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間，系統(tǒng)內(nèi)空氣和不凝結(jié)氣體逐漸在氟冷凝器殼程內(nèi)積聚, 使冷凝器內(nèi)壓力超高，影響冷凍機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，因此，須排出。

排出不凝結(jié)氣體的方法：停冷凍機(jī)組，關(guān)閉氟冷凝器氟系統(tǒng)進(jìn)出口閥門，開啟冷卻水泵進(jìn)行循環(huán), 將放空閥開至 1/6～1/5 圈 ,隨時(shí)查看壓力表讀數(shù) (保證壓力表準(zhǔn)確性, 參照表1的溫度壓力對(duì)照數(shù)據(jù))， 放空時(shí)間視排放后壓力接近值為止,關(guān)閉放空閥。

表1 R22制冷劑溫度壓力對(duì)照表Table 1 Cross-reference of refrigerant R22 temperature and pressure

4.7 排出儲(chǔ)液器內(nèi)過多的氟利昂

冷凍機(jī)組制冷劑充灌量過多，造成氟利昂不能完全蒸發(fā)為氣態(tài)，吸氣帶液，氟冷凝器積液過多、積油過多，從而造成排氣壓力升高。

排出方法：通過抽氟機(jī)將氟儲(chǔ)液器過多的制冷劑抽到其他氟利昂冷凍機(jī)或氟利昂鋼瓶?jī)?nèi)，將儲(chǔ)液器內(nèi)氟利昂液位保持在液位計(jì)2/3處。

5 結(jié)語

采取以上措施后，消除了氟利昂冷凍機(jī)排氣壓力高的故障隱患，運(yùn)行正常，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。在今后的生產(chǎn)中，還要加強(qiáng)科學(xué)管理，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使該機(jī)組運(yùn)行更加穩(wěn)定，滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要。