冷凍式干燥機(jī)蒸發(fā)器泄漏原因分析與處理

王博，姜克森

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南 鄭州 450000）

某卷煙工廠配置4臺HPRP2000型冷凍室干燥機(jī)，用于4臺空氣壓縮機(jī)所生產(chǎn)壓縮空氣的后處理。在使用中出現(xiàn)2臺冷干機(jī)蒸發(fā)器泄漏的情況，經(jīng)維修后使用正常。本文詳細(xì)介紹故障發(fā)生及修復(fù)情況，并對故障原因進(jìn)行了深入分析，最后總結(jié)了故障預(yù)防措施，以確保冷干機(jī)的健康運(yùn)行，延長設(shè)備的使用壽命。

1 故障詳情

2017年9月5日，三號冷干機(jī)出現(xiàn)異常，顯示蒸發(fā)器溫度高，停機(jī)復(fù)位后重啟設(shè)備，5分鐘后再次保護(hù)性停機(jī)，且蒸發(fā)器溫度較高。檢查冷卻水閥門、冷卻水流量、電氣設(shè)備等一切正常。并對冷干機(jī)進(jìn)行檢漏檢查，外部未發(fā)現(xiàn)制冷劑泄漏現(xiàn)象。決定先對冷干機(jī)進(jìn)行添加制冷劑，連接管道排放制冷劑時，發(fā)現(xiàn)排放的制冷劑溫度較高，疑似壓縮空氣，且壓力與壓縮空氣管道壓力相同，后將氣體全部排空至壓力為0Bar并加裝壓力表密封進(jìn)行觀察，半小時壓力表升高為2Bar，2小時后觀察發(fā)現(xiàn)壓力表顯示為6．3Bar，與壓縮空氣壓力相同，再觀察2小時壓力不再升高。9月13日一號冷干機(jī)也出現(xiàn)同樣報警，經(jīng)檢查和三號冷干機(jī)問題相同。技術(shù)人員對故障進(jìn)行了分析，判斷為冷干機(jī)蒸發(fā)器內(nèi)漏，后來在維修車間進(jìn)行了保壓試驗(yàn)，證實(shí)了蒸發(fā)器內(nèi)漏的判斷。修復(fù)后應(yīng)進(jìn)行不低于48小時的惰性氣體保壓試驗(yàn)。

3 故障原因分析

針對2臺HPRP2000型壓縮空氣冷凍式冷干機(jī)蒸發(fā)器泄漏故障，技術(shù)人員結(jié)合該卷煙工廠的設(shè)備使用情況，進(jìn)行了深入的故障分析，認(rèn)為引起故障的可能因素有以下幾個方面。

3.1 壓縮空氣熱負(fù)荷量和冷干機(jī)制冷量匹配因素

該卷煙工廠所選空壓機(jī)為變頻機(jī)，冷凍式干燥機(jī)的壓縮機(jī)為定頻，制冷量一定，空壓機(jī)在使用過程中是根據(jù)壓縮空氣量進(jìn)行頻繁變頻以調(diào)節(jié)供氣量，冷凍式干燥機(jī)的制冷壓縮機(jī)則為定頻運(yùn)行，如果空壓機(jī)長期處于低頻運(yùn)行，冷干機(jī)的制冷量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壓縮空氣的熱負(fù)載量，會導(dǎo)致冷干機(jī)的制冷量過剩，蒸發(fā)器內(nèi)部會結(jié)霜、結(jié)冰，膨脹后可能導(dǎo)致蒸發(fā)器泄漏。

3.2 季節(jié)性變化因素

在不同季節(jié)，為了保證蒸發(fā)器內(nèi)部的過熱度一定，壓縮空氣冷凍式干燥機(jī)內(nèi)部配備了水量調(diào)節(jié)閥、熱氣旁路閥，可根據(jù)設(shè)備熱負(fù)荷量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)；但變化比較大需要人為干預(yù)進(jìn)行調(diào)整，如未能及時根據(jù)季節(jié)變化而做適當(dāng)調(diào)整，保證冷媒低壓在0．5～0．6MPa范圍內(nèi)，冷媒高壓在1．2～1．8MPa范圍內(nèi)，同樣也會出現(xiàn)制冷量過剩現(xiàn)象，從而導(dǎo)致結(jié)霜、結(jié)冰。

3.3 冷卻水水質(zhì)因素

2 設(shè)備修復(fù)

HPRP2000型壓縮空氣冷凍室干燥機(jī)的蒸發(fā)器為蜂窩狀板式換熱器，一旦泄漏較難修復(fù)，需進(jìn)行更換。該型冷凍室干燥機(jī)的蒸發(fā)器和管路連接均為焊接，拆裝需要切割、焊接。因煙草制品屬于吸食類產(chǎn)品，如在現(xiàn)場切割、焊接，壓縮空氣將攜帶異味輸送至卷煙生產(chǎn)現(xiàn)場，造成氣味污染，因此不允許在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行修復(fù)。換熱器的重量大，焊接質(zhì)量要求高，蒸發(fā)器及管路焊接也需要精準(zhǔn)定位，因此維修需要在專業(yè)的維修車間進(jìn)行。

該卷煙工廠冷干機(jī)冷卻水使用的是軟化水，在一定程度上避免了管路結(jié)垢。但在維修冷干機(jī)時仍發(fā)現(xiàn)一個水量調(diào)節(jié)閥因異物被卡死，失去調(diào)節(jié)功能，這樣就導(dǎo)致制冷量過大或過小，制冷量過大時就會結(jié)冰，凍壞蒸發(fā)器；制冷量過小，冷干機(jī)露點(diǎn)溫度就效果不好，還會高溫跳機(jī)。

3.4 換熱器結(jié)構(gòu)因素

HPRP2000型冷凍室干燥機(jī)使用由一片片不銹鋼波紋板焊接而成的板式換熱器，內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)。板式換熱器優(yōu)點(diǎn)在于換熱效率高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、耐壓高，不銹鋼材質(zhì)也不易被腐蝕。但板式換熱器對載體（壓縮空氣）要求比較高，如果載體中含有鐵銹、雜質(zhì)、油污等，通過載體循環(huán)進(jìn)入板式換熱器內(nèi)部，雜質(zhì)很難被帶出，從而使板式換熱器換熱效率大打折扣，久而久之，雜質(zhì)沉淀在換熱器的底部，壓縮空氣無法把這部分冷量徹底帶出，就會形成死角，這樣一旦出現(xiàn)制冷量過剩，溫度過低，或者內(nèi)部排水不暢，板式換熱器內(nèi)部就會結(jié)霜，嚴(yán)重時會產(chǎn)生內(nèi)部結(jié)冰，冰在膨脹后造成板換內(nèi)部變形、裂開，導(dǎo)致制冷系統(tǒng)異常。

4 預(yù)防措施

針對以上原因分析，結(jié)合設(shè)備特點(diǎn)及運(yùn)行情況，技術(shù)人員制定了如下預(yù)防措施。

4.1 增加冷媒高、低壓壓力表

在維修過程中，技術(shù)人員給2臺冷干機(jī)加裝了冷媒高壓表、冷媒低壓表，用來實(shí)時監(jiān)測冷媒系統(tǒng)。使用過程中巡視人員可以直接從這兩塊表上觀察到制冷系統(tǒng)的工作狀況，使設(shè)備制冷工況處于正常工作范圍內(nèi)。

4.2 適時人工干預(yù)

進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)備巡回檢查，尤其是季節(jié)變化時，注意觀察冷干機(jī)的冷媒高低壓是否在正常范圍內(nèi)，并根據(jù)春夏秋冬四個季節(jié)的溫度變化進(jìn)行設(shè)備制冷系統(tǒng)的微調(diào)，避免制冷量過大引起結(jié)冰。

4.3 制定開機(jī)策略

根據(jù)工廠的用氣量，增加或減少空壓機(jī)、冷干機(jī)的開機(jī)數(shù)量，避免空壓機(jī)長期低頻運(yùn)行，從而導(dǎo)致壓縮空氣熱負(fù)荷和冷干機(jī)制冷量不匹配情況。

4.4 加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)

定期檢查排水器排污閥，確保冷干機(jī)正常排水。定期檢查冷卻水水質(zhì)，更換清潔的軟水；檢查清洗冷卻水過濾器，使之處于清潔狀態(tài)；定期檢查避免因水質(zhì)不潔或硬度超標(biāo)引起的水量調(diào)節(jié)閥堵塞等閥門堵塞、失去調(diào)節(jié)功能。

5 結(jié)語

冷凍式干燥機(jī)多是一鍵啟動，在運(yùn)行過程中人員干預(yù)也較少，但通過本文的實(shí)例分析，我們認(rèn)識到冷凍式干燥機(jī)的使用過程中，需要設(shè)備使用和維護(hù)人員更多的關(guān)注，通過管理和技術(shù)手段消除冷凍式干燥機(jī)故障的潛在風(fēng)險，以提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，節(jié)約維修成本，提高設(shè)備使用效率。

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