李智偉，周志遠(yuǎn)，馮玉虎，王曉茹，陳 露，張 釗

（陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司，陜西榆林 718500）

1 中央化驗(yàn)樓新風(fēng)機(jī)組的配置

陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心所屬中央化驗(yàn)樓于2014 年1 月投運(yùn)。中央化驗(yàn)樓為獨(dú)立4 層框架結(jié)構(gòu)建筑，使用面積約為6500 m2，樓內(nèi)設(shè)有氣相色譜分析室、水質(zhì)分析室、油品分析室、成品分析室等35 個(gè)化驗(yàn)室。為滿足化驗(yàn)室產(chǎn)品分析要求，中央化驗(yàn)樓樓內(nèi)采用變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)（Variable Air Volume System，VAV）。

為保證化驗(yàn)樓有合適并且穩(wěn)定的溫、濕度，氣流穩(wěn)定無(wú)異味，中央化驗(yàn)樓采用變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)，正確設(shè)計(jì)保證中央化驗(yàn)樓內(nèi)合理的氣流方向：試驗(yàn)室新風(fēng)由新風(fēng)機(jī)組通過送風(fēng)管送入，由排風(fēng)管通過排風(fēng)機(jī)排出室外；辦公室新風(fēng)由新風(fēng)機(jī)組通過送風(fēng)管送入，通過氣流擴(kuò)散的方式排出室外。所有化驗(yàn)室為保證房間空氣新鮮，房間內(nèi)保持微負(fù)壓；辦公及輔助房間保持為微正壓狀態(tài)，保證走廊有一定的空調(diào)效果。新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)能夠根據(jù)室內(nèi)排風(fēng)量的變化補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)量亦能做相應(yīng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

三層的物性分析室及計(jì)量檢定/標(biāo)液制備室為恒溫恒濕區(qū)域，室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)為tn=23±2 ℃，φ=50%±5%。其余所有房新風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)數(shù)為：夏季tn=25±2 ℃，冬季tn=20±2 ℃。

變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)分為5 個(gè)系統(tǒng)，送風(fēng)分為4 個(gè)系統(tǒng)，排風(fēng)機(jī)均為一用一備。各送排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)道上均安裝有變風(fēng)量、雙態(tài)定風(fēng)量及定風(fēng)量文丘里閥，以滿足各化驗(yàn)室不同排風(fēng)及補(bǔ)風(fēng)要求。

變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)設(shè)備采用變頻防爆型排風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)均設(shè)置在20.40 m 屋面。變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)設(shè)備采用臥式新風(fēng)機(jī)組，風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng)機(jī)，新風(fēng)機(jī)組室內(nèi)機(jī)設(shè)量在各層空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，室外機(jī)設(shè)置在20.4 m 屋面.

所有臥式新風(fēng)機(jī)組冷媒采用R407C 環(huán)保冷媒，熱媒采用95 ℃/70 ℃水，加濕介質(zhì)采用0.5 MPa 過熱蒸汽，由廠區(qū)供熱管網(wǎng)給0.5 MPa 蒸汽減壓至0.2 MPa 后，送至各新風(fēng)機(jī)組加濕段。

恒溫恒濕區(qū)域空調(diào)設(shè)備（ACU15105）采用風(fēng)冷恒溫恒濕機(jī)，其室內(nèi)機(jī)設(shè)置在三層空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，室外機(jī)設(shè)量在20.4 m 屋面，機(jī)組加熱采用電加熱，加濕介質(zhì)為鹽水，由化驗(yàn)樓內(nèi)鹽水系統(tǒng)供給，新風(fēng)管接自新風(fēng)機(jī)組FAU15103 系統(tǒng)送風(fēng)管。

針對(duì)本項(xiàng)目，考慮到系統(tǒng)節(jié)能，變風(fēng)量系統(tǒng)送排風(fēng)設(shè)備均按照化驗(yàn)設(shè)備65%的同期使用率進(jìn)行選型。

2 中央化驗(yàn)樓新風(fēng)機(jī)組的組成

中央化驗(yàn)樓新風(fēng)機(jī)組的工作原理是夏季以壓縮機(jī)制冷為冷源對(duì)試驗(yàn)室制冷，冬季以工廠換熱站供應(yīng)的熱水為熱源為試驗(yàn)室供暖。新風(fēng)機(jī)組由不同功能的功能段通過組合完成新風(fēng)的處理，如對(duì)室外新風(fēng)的過濾、加熱、冷卻、加濕等。對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量及換氣率要求比較高的場(chǎng)所可使用中央新風(fēng)機(jī)組。中央化驗(yàn)樓因空氣質(zhì)量及換風(fēng)量要求較高，采用新風(fēng)機(jī)組十分必要。中央化驗(yàn)樓新風(fēng)機(jī)組包括以下部分。

2.1 進(jìn)風(fēng)檢修段

進(jìn)風(fēng)檢修段為進(jìn)風(fēng)段，包括進(jìn)風(fēng)口和檢修門，該段設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，風(fēng)口采用防雨鋁合金百葉進(jìn)風(fēng)口。進(jìn)風(fēng)口連接有排沙口，新風(fēng)進(jìn)入風(fēng)口后有一個(gè)擋板，新風(fēng)碰到擋板后，新風(fēng)里的沙塵會(huì)產(chǎn)生沉降，通過排沙口排除。檢修門可以打開，進(jìn)風(fēng)檢修段內(nèi)設(shè)蒸汽防護(hù)型照明燈，檢修段與初效過濾段相連，進(jìn)入進(jìn)風(fēng)檢修段，可以觀察初效、中效濾網(wǎng)的運(yùn)行情況，并進(jìn)行初效濾網(wǎng)及中效過濾網(wǎng)的更換。

2.2 初效過濾段

初效過濾段是對(duì)室外新風(fēng)進(jìn)行初級(jí)過濾，采用G4 過濾器，濾材采用無(wú)紡布，可過濾一定粒度的灰塵及雜物，并且易于拆卸。過濾器需要定期更換，初效濾網(wǎng)為降低新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用，可以多次清洗二次利用。

2.3 中效過濾段

中效過濾段是初效過濾后再次對(duì)新風(fēng)處理的過程，進(jìn)行二次過濾，濾材采用F7 袋式過濾器，易于拆卸。中效過濾器不能清洗，過濾效果不好后只能定期更換。

2.4 換熱段

換熱段是新風(fēng)機(jī)組的關(guān)鍵部件，需處理的空氣在此段內(nèi)進(jìn)行熱交換。冬季以熱水為熱源的換熱器，在冬季將室外送進(jìn)的新風(fēng)進(jìn)行加熱加濕處理后通過新風(fēng)管道送入試驗(yàn)室及辦公室。夏季以壓縮機(jī)制冷的蒸發(fā)器換熱器，在夏季對(duì)過濾后的新風(fēng)進(jìn)行制冷換熱處理，達(dá)到溫度要求后的新風(fēng)經(jīng)送風(fēng)段通過風(fēng)管給試驗(yàn)室及辦公室送風(fēng)。

2.5 加濕段

加濕段采用加濕介質(zhì)為0.5 MPa 的過熱蒸汽進(jìn)行加濕，加濕段采用蒸汽加濕器由PLC 控制器控制加濕量，加濕蒸汽由廠區(qū)裝置供應(yīng)。

2.6 冷凝集水盤

機(jī)組冷凝集水盤為優(yōu)質(zhì)不銹鋼板制成，集水槽高度10 cm，水槽外采用阻燃閉孔式10 mm 保溫材料保溫，用于防止集水盤結(jié)露。在集水盤與新風(fēng)機(jī)組外殼的一側(cè)最低點(diǎn)設(shè)帶螺紋的鍍鋅鋼管接口，接口設(shè)有向外的有一定坡度的排水管，用于排出冷凝水。新風(fēng)機(jī)組冷凝水排水口必須設(shè)計(jì)一個(gè)U 形水封，以保證新風(fēng)機(jī)組內(nèi)部的冷凝水能正常排放，又能保證新風(fēng)機(jī)組不把室外空氣吸入影響冷凝水的排放。

2.7 檢修送風(fēng)機(jī)段

檢修送風(fēng)機(jī)段包括檢修門及風(fēng)機(jī)部分，風(fēng)機(jī)是新風(fēng)機(jī)組送風(fēng)的關(guān)鍵部位，由離心風(fēng)機(jī)、電機(jī)組成。離心風(fēng)機(jī)選用專用風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)皮帶輪通過皮帶與電機(jī)皮帶輪相連，由電機(jī)帶動(dòng)離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行送風(fēng)。

3 中央化驗(yàn)樓新風(fēng)機(jī)組的故障分析和解決方案

3.1 新風(fēng)機(jī)組換熱器凍裂

新風(fēng)機(jī)組在冬季使用過程中，班組巡檢人員發(fā)現(xiàn)機(jī)組底座下滲水，新風(fēng)機(jī)房地面存水，報(bào)告維修管理人員后，維修人員停機(jī)并關(guān)閉進(jìn)水閥門。經(jīng)過打開檢修門詳細(xì)檢查，最后確認(rèn)是換熱器凍裂。查找到的原因是熱水因供應(yīng)水泵跳機(jī)斷供，導(dǎo)致熱水?dāng)嗔?，在吸?10 ℃冷空氣的情況下，換熱器里沒有熱水通過，造成換熱器內(nèi)部結(jié)冰膨脹，換熱器被凍裂。詳細(xì)檢查了控制系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備控制系統(tǒng)增設(shè)供水壓力檢測(cè)控制，在熱水因水泵跳機(jī)斷供時(shí)，機(jī)組及時(shí)停機(jī)，解決了凍裂問題。

3.2 新風(fēng)機(jī)組電機(jī)軸承磨損

巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組外殼有振動(dòng)，觀察發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承端有噪聲，用探聽棒觸及電機(jī)皮帶輪一端探聽出運(yùn)行聲音異常，判斷軸承運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)出現(xiàn)磨損。另一端軸承正常。對(duì)有異響的電機(jī)軸承進(jìn)行更換，修好后按順序回裝，運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)噪聲，問題得到解決。

3.3 新風(fēng)機(jī)組制冷效果不好

（1）冷媒管道有砂眼，冷媒泄漏后充加量不足。補(bǔ)加冷媒后制冷效果正常。

（2）冷凝器臟，冷媒冷卻效果不好。經(jīng)清洗后制冷效果正常。

3.4 新風(fēng)機(jī)組換季模式制熱效果不好

新風(fēng)機(jī)組巡檢人員在巡檢中發(fā)現(xiàn)新風(fēng)機(jī)組在換季模式制熱效果不好，經(jīng)空調(diào)維保人員檢查，冷媒微量泄漏造成制熱效果不好，經(jīng)補(bǔ)加冷媒后恢復(fù)正常。

3.5 新風(fēng)機(jī)組冬季模式制熱效果不好

（1）熱源熱水溫度較高，但是制熱效果不好。經(jīng)檢查該機(jī)組由兩組換熱器換熱，在冬季不同室外溫度下，切換兩組換熱器工作狀態(tài)可以達(dá)到調(diào)節(jié)新風(fēng)送風(fēng)溫度的要求。室外溫度較高時(shí)，PLC 控制第一組換熱器不工作，第二換熱器根據(jù)進(jìn)風(fēng)溫度調(diào)節(jié)熱水閥開度來(lái)控制送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定要求；室外溫度較低時(shí)，PLC 控制第一組換熱器投入工作，第二換熱器根據(jù)進(jìn)風(fēng)溫度調(diào)節(jié)熱水閥開度來(lái)控制送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定要求。檢查發(fā)現(xiàn)第二換熱器控制閥開度調(diào)節(jié)范圍小，造成送風(fēng)溫度達(dá)不到要求。

（2）熱源熱水過濾器堵塞，熱水流量不足，造成送風(fēng)溫度達(dá)不到設(shè)定要求。

（3）初效、中效濾網(wǎng)堵塞，造成送風(fēng)溫度達(dá)不到設(shè)定要求。

3.6 新風(fēng)機(jī)組底座滲水

新風(fēng)機(jī)組在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)底座滲水，經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)機(jī)組內(nèi)部冷凝水槽積水過多，積水超過水槽滲入機(jī)組底板，通過底板滲出地面。機(jī)組換熱器及管道沒有漏水現(xiàn)象，冷凝水排水管出口處有蒸汽冒出，確認(rèn)新風(fēng)機(jī)組冷凝水排水管設(shè)計(jì)不合理。

（1）排水管U 形彎（圖1）。空氣通過新風(fēng)機(jī)組換熱器冷卻、降溫、去濕會(huì)使換熱器表面產(chǎn)生大量冷凝水，要保證新風(fēng)機(jī)組正常運(yùn)行，機(jī)組冷凝水必須及時(shí)排出。冷凝水收集在換熱器下方的集水盤中，再由集水盤接管排向開式排水系統(tǒng)。通常臥式組合式新風(fēng)機(jī)組的換熱器設(shè)于機(jī)組的吸入段。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，新風(fēng)機(jī)組內(nèi)部保持負(fù)壓，冷凝水要有效排放，要在排水管線上設(shè)置一定高度的U 形彎，U 形彎在機(jī)組排水時(shí)會(huì)保持一定量的水，存水起到水封的作用，保證排放冷凝水的同時(shí)，不致使室外空氣被抽入機(jī)組，而嚴(yán)重影響冷凝水的正常排放。工程實(shí)踐中出現(xiàn)過大量冷凝水排水管線配置不合理，所設(shè)U 形彎高差不夠，冷凝水排水不暢的現(xiàn)象。原因?yàn)椋孩俅嫠甎 形彎不合理，導(dǎo)致室外空氣經(jīng)排水管道吸入新風(fēng)機(jī)組，造成新風(fēng)機(jī)組負(fù)壓不足；②存水U 形彎高度比較高，新風(fēng)機(jī)組負(fù)壓較大，新風(fēng)機(jī)組冷凝水不能正常排放，這樣在新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，待凝水會(huì)從箱體四周滴出，而當(dāng)機(jī)組停止運(yùn)行后，大量貯存于新風(fēng)機(jī)組箱體中的冷凝水便會(huì)從箱體縫隙排出，造成機(jī)房?jī)?nèi)地面大量積水。

圖1 組合式新風(fēng)機(jī)組結(jié)構(gòu)

（2）冷凝水排水不設(shè)U 形彎（圖2）。在新風(fēng)機(jī)組風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，表冷器冷凝水排放處為負(fù)壓，負(fù)壓值與表冷器前所設(shè)置的初效、中效過濾器和表冷器的空氣阻力有關(guān)。當(dāng)凝水排水管上不設(shè)計(jì)U 形彎時(shí)，由于新風(fēng)機(jī)組內(nèi)負(fù)壓的存在，導(dǎo)致冷凝水不能正常排出，冷凝水會(huì)逐漸增多，冷凝水液面一直增至高度H，等于機(jī)組該處的負(fù)壓值。如果集水槽設(shè)計(jì)不合理，或機(jī)組負(fù)壓過大，冷凝水面高度會(huì)超過集水盤高度，冷凝水溢出集水槽，泄漏在機(jī)組底板。由于機(jī)組內(nèi)部負(fù)壓，泄漏的水會(huì)保留一部分在機(jī)組箱體內(nèi)。當(dāng)泄漏的水進(jìn)一步增多時(shí)，存水的壓力大于機(jī)組負(fù)壓，機(jī)組內(nèi)部存留的水會(huì)突然流出機(jī)組箱體。機(jī)組停止運(yùn)行時(shí)，由于機(jī)組內(nèi)負(fù)壓消失，貯存于機(jī)組內(nèi)的冷凝水在重力作用下，瞬間從空調(diào)箱箱體四周縫隙處泄出。如果冷凝水排水管不設(shè)U 形彎，在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，室外空氣通過排水管反抽入機(jī)組，集水盤液面還會(huì)產(chǎn)生鼓泡現(xiàn)象。

圖2 冷凝水排水不設(shè)U 形彎

（3）不正確的U 形排水彎配置（圖3）。在工程實(shí)際中常會(huì)看到不正確的U 形彎設(shè)置：U 形彎進(jìn)出水口兩端高度相同。當(dāng)風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行后，新風(fēng)機(jī)組內(nèi)處于負(fù)壓，集水盤中的冷凝水位會(huì)逐漸增高，同樣會(huì)形成和機(jī)組內(nèi)負(fù)壓值相同的液位高度H。在形成H 高水位過程中，水會(huì)從集水盤中溢出至新風(fēng)機(jī)組內(nèi)。當(dāng)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行以后，貯存于空調(diào)箱內(nèi)的冷凝水就會(huì)頃刻從空調(diào)箱四周縫隙排出，造成和不設(shè)U 形彎相同的后果。

（4）正確的U 形排水彎配置（圖4）。新風(fēng)機(jī)組冷凝水排出口高于U 形彎，新風(fēng)機(jī)組停運(yùn)時(shí)，冷凝水在U 形彎處積存一定的水，兩側(cè)水位高度A 一致，起到水封作用。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，U形彎內(nèi)的水由于風(fēng)機(jī)存在負(fù)壓，左側(cè)水柱高于右側(cè)水柱。排水時(shí)，整個(gè)排水管充滿著冷凝水。

圖4 正確的U 形排水彎配置

4 中央化驗(yàn)樓新風(fēng)機(jī)組安全運(yùn)行措施

（1）加強(qiáng)新風(fēng)機(jī)組冬季巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)熱水停供、斷供現(xiàn)象，防止冬季換熱器凍裂情況發(fā)生。

（2）加強(qiáng)新風(fēng)機(jī)組檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行聲音等異?，F(xiàn)象、對(duì)新風(fēng)機(jī)組軸承等備件開展預(yù)防性維修，對(duì)運(yùn)行一定時(shí)間的軸承進(jìn)行及時(shí)更換，減少突發(fā)故障。

（3）加強(qiáng)新風(fēng)機(jī)組巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)新風(fēng)機(jī)組制冷效果差現(xiàn)象，檢查制冷管路是否泄漏，壓縮機(jī)是否工作情況，及時(shí)進(jìn)行處理，保證新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行效果。

（4）加強(qiáng)新風(fēng)機(jī)組巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)新風(fēng)機(jī)組制熱效果差現(xiàn)象，檢查熱源熱水供應(yīng)情況，電路控制系統(tǒng)存在問題，及時(shí)進(jìn)行處理，保證新風(fēng)機(jī)組制熱運(yùn)行效果。

（5）加強(qiáng)新風(fēng)機(jī)組巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)新風(fēng)機(jī)組中效、初效濾網(wǎng)運(yùn)行壓差，壓差達(dá)到控制壓差及時(shí)進(jìn)行處理，保證新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行效果。

（6）加強(qiáng)新風(fēng)機(jī)組相關(guān)部位的潤(rùn)滑管理，及時(shí)進(jìn)行檢查，對(duì)潤(rùn)滑部位補(bǔ)充加注潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑脂要按照機(jī)組要求牌號(hào)進(jìn)行選用，做到“五定”要求，保證電機(jī)風(fēng)機(jī)的潤(rùn)滑效果。

（7）每年定期清洗外機(jī)換熱器，保證換熱器工作效率，以保證新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行正常。

（8）對(duì)新風(fēng)機(jī)組排水管進(jìn)行技改，增設(shè)U 形排水彎，保證U形排水彎能夠滿足新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行。