換流站閥廳空調冷水機組蒸發器泄漏原因分析與優化改進措施的研究

［摘 要］換流站閥廳的穩定性關系到電網的正常運行，然而，閥廳空調冷水機組的蒸發器經常出現泄漏現象，對閥廳的運行穩定性構成威脅。文章對換流站閥廳空調冷水機組蒸發器泄漏原因進行了分析，發現蒸發器泄漏的主要原因在于制冷系統管道設計不合理及維護保養不到位。針對這些問題，提出了相應的優化改進措施，如優化管道設計，減少機械應力及強化設備維護保養，及時更換或修復磨損部件。實施優化改進措施后，冷水機組的穩定性明顯提高，閥廳運行效率也得到了提升。

［關鍵詞］換流站閥廳；冷水機組蒸發器；泄漏原因；設備維護保養；優化改進措施

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

1 換流站閥廳空調冷水機組蒸發器概述

1.1 冷水機組蒸發器的重要性和作用

冷水機組蒸發器是空調系統中的關鍵組件之一，負責冷卻循環介質并將熱量釋放到空氣中。其主要作用是將制冷劑從液態轉化為蒸汽態，吸收室內熱量并進行熱交換。蒸發器的運行狀態直接影響整個空調系統的制冷效果和正常運行。

1.2 冷水機組蒸發器泄漏現象的特點

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

2 冷水機組蒸發器泄漏原因

2.1 冷水機組制冷系統管道設計問題

由于換流站閥廳空調冷水機組蒸發器在整個冷水制冷系統中的關鍵作用，其運行狀態直接影響著冷水機組的制冷效果和能耗。在運行中，經常出現蒸發器泄漏現象，嚴重影響了冷水機組的內部運行環境，甚至可能導致系統停機報警。冷水機組制冷系統管道設計存在問題被認為是造成泄漏現象的主要原因之一。

從數次的故障停機維修經驗可知，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計時缺乏必要的應力分析，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計值，就有可能造成接口的松動，從而導致泄漏。

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

2.2 機組維護保養工作存在的問題

機組維護保養工作在一定程度上是決定冷水機組蒸發器泄漏是否會發生的關鍵環節。若機組維護保養工作質量低下，不僅可能導致冷水機組蒸發器的泄漏，還可能引發一系列機械故障，從而對換流站閥廳的整個運行狀態產生負面影響。機組維護保養工作存在以下問題。

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

（2）忽視保養記錄。雖然保養記錄是維保工作的一部分，且對保障設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，從而導致在未來出現問題時，對故障源的查找難度增大，且可能重復錯誤。

3 冷水機組制冷系統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中的碳鋼材料與酸化的乙二醇溶液反應，產生鐵離子與換熱器的銅管發生電化學反應，導致腐蝕穿孔泄漏。對制冷系統的乙二醇腐蝕機理進行歸納，在使用緩蝕劑的基礎上根據腐蝕機理提出乙二醇充注及pH值定期檢測監控的防護措施，對后續的使用風險管控具有一定借鑒意義。

在試驗設備中取樣乙二醇溶液，觀察溶液中有大量的棕黑色沉淀物。為進一步對腐蝕產物進行確認，對系統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。測試結果顯示，系統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。根據腐蝕產物分析的結果，可確認銅管腐蝕穿孔主要是鐵離子腐蝕導致。

4 冷水機組蒸發器泄漏防治的優化改進措施

4.1 制冷系統管道設計的優化措施

（1）管道材質的選擇。盡管更為耐用的不銹鋼材質有著顯著的防腐蝕性，但其高昂的價格會增加設備維護的經濟負擔。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上降低整體維護成本。

（2）為了實現冷水機組蒸發器的持久、穩定運行，應引入先進的制冷技術和設備，提高制冷效率，降低運行過程中的異常損耗。

4.2 機組結構設計和維護保養工作的強化措施

在冷水機組蒸發器泄漏防治的優化改進措施中，強化機組結構設計至關重要。針對蒸發器泄漏問題，可以采取以下措施：①對蒸發器材質進行優化選擇，采用耐腐蝕、高強度的新型合金材料，以提高蒸發器的整體強度和耐久性。同時，對蒸發器內部結構進行精細設計，優化管道布局，減少應力集中區域，降低因應力腐蝕導致的泄漏風險。②加強蒸發器的密封性設計，采用高性能的密封材料和結構，確保蒸發器在運行過程中不會發生因密封不嚴導致的泄漏問題。③增設泄漏檢測裝置，實時監測蒸發器的運行狀態，一旦發現泄漏跡象，立即采取措施進行處理，防止泄漏問題擴大化。④對機組整體結構進行優化設計，提高機組的穩定性和抗振性，減少因機組振動導致的蒸發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器的結構設計，提高蒸發器的可靠性和耐久性，為冷水機組的穩定運行提供有力保障。

加強機組的維護保養工作，能夠有效地控制和減輕泄漏問題的發生，具體措施如下。

（1）制訂和實施嚴格的維護保養程序。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，包括觀察設備外觀的潔凈狀況，排查設備內部的雜物，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力度和頻次，建立一套科學合理的人員上崗流程。維護保養工作的疏漏通常源于操作人員的技術水平和意識程度的欠缺，通過強化技術和規程培訓，使維修人員充分掌握各種設備的性能特點，熟悉各種可能的故障和處理手段，熟悉系統理論和實際運行的差異，這樣才能更加精細和科學地開展維護保養工作，避免不必要的問題發生。

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

4.3 對優化改進措施效果的預期

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

（2）強化機組維護保養工作，提高日常操作和維護中發現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，可以發現隱藏的、潛在的問題，提前進行修復，消除故障隱患，防止問題擴大。在保養中制訂更嚴的保養規程和標準，并且提出切實可行的定期保養計劃，可以從根本上提高機組的運行效率和延長使用壽命。

5 結束語

綜上所述，通過優化管道設計及強化設備維護保養等改進措施，可提高冷水機組穩定性與閥廳運行效率。現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，為我國電力系統的穩定運行提供支持。

參考文獻

[1] 張顯，朱家成. 冷水機組頻繁泄漏的原因分析與預防措施[J]. 節能環保，2019（8）：21-26.

[2] 王志強，謝杰. 冷水機組蒸發器泄漏故障的研究與對策[J].暖通空調，2022，52（1）：136-142.

[3] 季璐璐，洪吉許. 空調蒸發器泄漏問題及其解決方法[J].制冷技術，2021，10（8）：34-37.

[4] 吳丹陽，曹博文. 換流站空調冷水系統故障分析與優化改造[J]. 電力與能源，2017，38（6）：501-505.