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        換流站閥廳空調(diào)冷水機組蒸發(fā)器泄漏原因分析與優(yōu)化改進措施的研究

        2024-10-23 00:00:00張俊杰董浩聲徐亞艷
        今日自動化 2024年5期

        [摘 要]換流站閥廳的穩(wěn)定性關(guān)系到電網(wǎng)的正常運行,然而,閥廳空調(diào)冷水機組的蒸發(fā)器經(jīng)常出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,對閥廳的運行穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。文章對換流站閥廳空調(diào)冷水機組蒸發(fā)器泄漏原因進行了分析,發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)器泄漏的主要原因在于制冷系統(tǒng)管道設(shè)計不合理及維護保養(yǎng)不到位。針對這些問題,提出了相應(yīng)的優(yōu)化改進措施,如優(yōu)化管道設(shè)計,減少機械應(yīng)力及強化設(shè)備維護保養(yǎng),及時更換或修復(fù)磨損部件。實施優(yōu)化改進措施后,冷水機組的穩(wěn)定性明顯提高,閥廳運行效率也得到了提升。

        [關(guān)鍵詞]換流站閥廳;冷水機組蒸發(fā)器;泄漏原因;設(shè)備維護保養(yǎng);優(yōu)化改進措施

        [中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487(2024)05–0090–03

        1 換流站閥廳空調(diào)冷水機組蒸發(fā)器概述

        1.1 冷水機組蒸發(fā)器的重要性和作用

        冷水機組蒸發(fā)器是空調(diào)系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件之一,負責(zé)冷卻循環(huán)介質(zhì)并將熱量釋放到空氣中。其主要作用是將制冷劑從液態(tài)轉(zhuǎn)化為蒸汽態(tài),吸收室內(nèi)熱量并進行熱交換。蒸發(fā)器的運行狀態(tài)直接影響整個空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果和正常運行。

        1.2 冷水機組蒸發(fā)器泄漏現(xiàn)象的特點

        對換流站閥廳空調(diào)冷水機組蒸發(fā)器的運行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析,可以發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)器泄漏現(xiàn)象的一些普遍特點。例如,常見的泄漏位置集中在蒸發(fā)器管道接口處,包括進出口管道、冷凝器與蒸發(fā)器的連接處等。另外,泄漏現(xiàn)象在機組高負荷運行時更加明顯。

        2 冷水機組蒸發(fā)器泄漏原因

        2.1 冷水機組制冷系統(tǒng)管道設(shè)計問題

        由于換流站閥廳空調(diào)冷水機組蒸發(fā)器在整個冷水制冷系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用,其運行狀態(tài)直接影響著冷水機組的制冷效果和能耗。在運行中,經(jīng)常出現(xiàn)蒸發(fā)器泄漏現(xiàn)象,嚴重影響了冷水機組的內(nèi)部運行環(huán)境,甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)停機報警。冷水機組制冷系統(tǒng)管道設(shè)計存在問題被認為是造成泄漏現(xiàn)象的主要原因之一。

        從數(shù)次的故障停機維修經(jīng)驗可知,泄漏的位置一般都集中在連接管道的接口處,其原因可能是因為在設(shè)計時缺乏必要的應(yīng)力分析,具體如下。

        (1)在正常運行中,由于冷媒在管道中的流動會使管道產(chǎn)生一定的振動,這些不斷堆積的振動對于管道接口的緊固件造成了較大的壓力,如果承受壓力超過了其設(shè)計值,就有可能造成接口的松動,從而導(dǎo)致泄漏。

        (2)制冷系統(tǒng)的管道布局設(shè)計也存在一定問題,沒有充分考慮到設(shè)備在運行中可能發(fā)生的位移和溫度變化對于制冷系統(tǒng)的影響,由此可能發(fā)生管道內(nèi)應(yīng)力超過設(shè)計值的情況,導(dǎo)致管道材料的機械性能下降,進而導(dǎo)致系統(tǒng)泄漏。

        2.2 機組維護保養(yǎng)工作存在的問題

        機組維護保養(yǎng)工作在一定程度上是決定冷水機組蒸發(fā)器泄漏是否會發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。若機組維護保養(yǎng)工作質(zhì)量低下,不僅可能導(dǎo)致冷水機組蒸發(fā)器的泄漏,還可能引發(fā)一系列機械故障,從而對換流站閥廳的整個運行狀態(tài)產(chǎn)生負面影響。機組維護保養(yǎng)工作存在以下問題。

        (1)維保人員對機組蒸發(fā)器缺乏專業(yè)知識。維保人員對蒸發(fā)器的組成部分及其操作原理了解不足,導(dǎo)致在維修和保養(yǎng)過程中通常無法定位故障根源,或者在調(diào)整機組時未按正常操作程序進行。

        (2)忽視保養(yǎng)記錄。雖然保養(yǎng)記錄是維保工作的一部分,且對保障設(shè)備正常工作防止故障具有重要作用,但部分維保人員在完成工作后,會忽視記錄工作,從而導(dǎo)致在未來出現(xiàn)問題時,對故障源的查找難度增大,且可能重復(fù)錯誤。

        3 冷水機組制冷系統(tǒng)中換熱器銅管腐蝕問題的原因

        通過對銅管腐蝕泄漏點進行宏/ 微觀檢查、化學(xué)成分分析及掃描電子顯微鏡檢查等方法可知,銅管腐蝕最主要的原因是制冷系統(tǒng)中的碳鋼材料與酸化的乙二醇溶液反應(yīng),產(chǎn)生鐵離子與換熱器的銅管發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致腐蝕穿孔泄漏。對制冷系統(tǒng)的乙二醇腐蝕機理進行歸納,在使用緩蝕劑的基礎(chǔ)上根據(jù)腐蝕機理提出乙二醇充注及pH值定期檢測監(jiān)控的防護措施,對后續(xù)的使用風(fēng)險管控具有一定借鑒意義。

        在試驗設(shè)備中取樣乙二醇溶液,觀察溶液中有大量的棕黑色沉淀物。為進一步對腐蝕產(chǎn)物進行確認,對系統(tǒng)乙二醇載冷劑溶液按HJ84—2016 和GB/T30902—2014標準進行離子濃度分析。測試結(jié)果顯示,系統(tǒng)中乙二醇溶液主要的離子為鐵、鋅、氟、硫酸根、硝酸根等。測試乙二醇溶液pH 值為5.33,呈弱酸性。根據(jù)腐蝕產(chǎn)物分析的結(jié)果,可確認銅管腐蝕穿孔主要是鐵離子腐蝕導(dǎo)致。

        4 冷水機組蒸發(fā)器泄漏防治的優(yōu)化改進措施

        4.1 制冷系統(tǒng)管道設(shè)計的優(yōu)化措施

        (1)管道材質(zhì)的選擇。盡管更為耐用的不銹鋼材質(zhì)有著顯著的防腐蝕性,但其高昂的價格會增加設(shè)備維護的經(jīng)濟負擔(dān)。通過選擇具有適當防腐性和足夠強度的合適材料,如銅或其合金,可以在保證管道強度和防腐性的基礎(chǔ)上降低整體維護成本。

        (2)為了實現(xiàn)冷水機組蒸發(fā)器的持久、穩(wěn)定運行,應(yīng)引入先進的制冷技術(shù)和設(shè)備,提高制冷效率,降低運行過程中的異常損耗。

        4.2 機組結(jié)構(gòu)設(shè)計和維護保養(yǎng)工作的強化措施

        在冷水機組蒸發(fā)器泄漏防治的優(yōu)化改進措施中,強化機組結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要。針對蒸發(fā)器泄漏問題,可以采取以下措施:①對蒸發(fā)器材質(zhì)進行優(yōu)化選擇,采用耐腐蝕、高強度的新型合金材料,以提高蒸發(fā)器的整體強度和耐久性。同時,對蒸發(fā)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行精細設(shè)計,優(yōu)化管道布局,減少應(yīng)力集中區(qū)域,降低因應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致的泄漏風(fēng)險。②加強蒸發(fā)器的密封性設(shè)計,采用高性能的密封材料和結(jié)構(gòu),確保蒸發(fā)器在運行過程中不會發(fā)生因密封不嚴導(dǎo)致的泄漏問題。③增設(shè)泄漏檢測裝置,實時監(jiān)測蒸發(fā)器的運行狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)泄漏跡象,立即采取措施進行處理,防止泄漏問題擴大化。④對機組整體結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,提高機組的穩(wěn)定性和抗振性,減少因機組振動導(dǎo)致的蒸發(fā)器管道松動和泄漏問題。通過以上措施的實施,可以有效強化冷水機組蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高蒸發(fā)器的可靠性和耐久性,為冷水機組的穩(wěn)定運行提供有力保障。

        加強機組的維護保養(yǎng)工作,能夠有效地控制和減輕泄漏問題的發(fā)生,具體措施如下。

        (1)制訂和實施嚴格的維護保養(yǎng)程序。安排專門的維保人員定期對冷水機組進行細致的全面檢查,包括觀察設(shè)備外觀的潔凈狀況,排查設(shè)備內(nèi)部的雜物,檢測泵等電子元件的運行狀況,聽取運行噪聲,審定管道、接口的密封性等。

        (2)加大維保人員的培訓(xùn)力度和頻次,建立一套科學(xué)合理的人員上崗流程。維護保養(yǎng)工作的疏漏通常源于操作人員的技術(shù)水平和意識程度的欠缺,通過強化技術(shù)和規(guī)程培訓(xùn),使維修人員充分掌握各種設(shè)備的性能特點,熟悉各種可能的故障和處理手段,熟悉系統(tǒng)理論和實際運行的差異,這樣才能更加精細和科學(xué)地開展維護保養(yǎng)工作,避免不必要的問題發(fā)生。

        (3)制訂合理的備件管理制度。由于設(shè)備在運行中不可避免地會產(chǎn)生一定的磨損和劣化,及時地更換備件是保證設(shè)備正常運行的關(guān)鍵之一。備件的采購、保管和更換對于維護保養(yǎng)工作的順利進行極為重要。使用先進的檢測設(shè)備和方法,配備專業(yè)的維護保養(yǎng)人員,不僅可以提高檢測效率,減少漏檢的可能,也是提前發(fā)現(xiàn)和預(yù)防重大故障的保障。

        4.3 對優(yōu)化改進措施效果的預(yù)期

        (1)通過優(yōu)化管道設(shè)計,增加閥門、增強管道承壓能力、重新設(shè)計管線走向等方式,能有效改善冷水機組蒸發(fā)器的工作環(huán)境,降低因為不良的工作條件引發(fā)的泄漏風(fēng)險。合理的管道設(shè)計還能提高管道使用壽命,減少過高的維護壓力。

        (2)強化機組維護保養(yǎng)工作,提高日常操作和維護中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的及時性。在日常維護中實施更嚴格的檢查機制,可以發(fā)現(xiàn)隱藏的、潛在的問題,提前進行修復(fù),消除故障隱患,防止問題擴大。在保養(yǎng)中制訂更嚴的保養(yǎng)規(guī)程和標準,并且提出切實可行的定期保養(yǎng)計劃,可以從根本上提高機組的運行效率和延長使用壽命。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,通過優(yōu)化管道設(shè)計及強化設(shè)備維護保養(yǎng)等改進措施,可提高冷水機組穩(wěn)定性與閥廳運行效率?,F(xiàn)階段的改進方案雖然取得了一些成果,但仍存在諸如改進措施具體實施效果無法持久、維護保養(yǎng)難度大等問題,需要人們未來更深入地研究維護策略,精細化操作方案,減少泄漏事故,為我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供支持。

        參考文獻

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