DEL系統冷水機組結構介紹和已發故障的分析及解決

毛海誼　李文越

【摘 要】本文簡要介紹了DEL系統的功能，主要介紹了DEL系統冷水機組的結構、工作原理及其在秦山二期運行期間發生的重大故障原因和解決情況。

【關鍵詞】冷水機組；結構；故障；維修

0 概述

秦山二期DEL系統即電氣廠房冷凍水系統，該系統的功能是為DVC（主控室空調系統）、DVL（電氣廠房主通風系統）、DVE（電纜層通風系統）三個通風系統的冷卻盤管提供7℃的冷凍水，進而使電氣廠房和電纜層的溫度穩定在技術規格書要求的范圍內，同時給主控室操縱員提供舒適的工作環境。該系統發生故障后將會導致電氣廠房內的溫度升高而最終導致電廠核電機組的停運，因此該系統的正常運行和長期可用性對核電機組的安全穩定運行起著非常重要的作用。

1 冷水機組的結構和工作原理

1.1 冷水機組的結構

秦山二期DEL系統冷水機組采用的是韓國LG公司提供、臺灣生產的王牌螺桿式冷凍機組，主要設備有壓縮機、油分離器、冷凝器、蒸發器、油過濾器、油泵、電加熱器、能量控制器等。

1.2 主要技術參數

1.2.1 正常工況一些主要參數

1.2.2 保護參數

1.3 冷水機組的工作原理

蒸發器中的制冷劑（R134a）氣體被螺桿式壓縮機吸入后，通過電機帶動壓縮機對制冷劑氣體進行做功，使其變成高溫、高壓的制冷劑氣體，然后經油分離器進入冷凝器內，在冷凝器中與RRI系統（設備冷卻水系統）的冷卻水進行熱交換，熱量被RRI系統的冷卻水帶走，使制冷劑由氣體轉變成液體，經過節流后轉變成低溫、低壓的制冷劑液體后進入蒸發器，在蒸發器中與經過用戶循環回來的冷凍水進行熱交換，將冷凍水中由用戶帶來的熱量帶走，進而使冷凍水達到設計要求的溫度值，通過水泵循環送至各用戶，此時制冷劑液體由于吸收熱量經過蒸發又重新變成了制冷劑氣體，然后在回到壓縮機中形成周而復始的循環過程。

2 冷水機組主要故障及維修

2.1 潤滑油壓差低

2.1.1 狀況說明

1DEL002GF在運行期間突然跳機，潤滑油壓差低故障指示燈亮起，即機組由于潤滑油壓差低而故障跳機。

2.1.2 潤滑油壓差

潤滑油壓差即油分離器與潤滑油泵輸出端之間的壓差，只有兩者之間達到一定的壓差，壓縮機才可以啟動并正常運轉。潤滑油壓差的建立分為兩個階段：1）壓縮機啟機階段 在壓縮機啟機之前需先啟動潤滑油泵來建立足夠的壓差，當壓差大于1.5kg/cm2后油壓開關ODPS2（僅供壓縮機啟動時使用）動作，壓縮機才啟動起來。2）壓縮機運行階段壓縮機啟動后，運轉一段時間后系統建立起足夠的壓力差后油泵停止，油壓開關ODPS2電路被旁通，同時油壓開關ODPS1接入回路中，油壓在壓力差的作用下開始給壓縮機供油，此時所說的壓力差即冷凝器中的高壓與蒸發器中的低壓之差。在壓縮機運行過程中，如果系統壓力差降到3.5kg/cm2以下時，油壓開關ODPS1就會跳開，進而使電機失電停止而觸發機組跳機。

2.1.3 原因分析

通過上面對潤滑油壓差的分析介紹可知，機組在運行期間油壓是靠系統壓力差來建立的，潤滑油壓差低即高低壓之間的壓差降低。機組低壓主要與機組內部制冷劑的多少及機組負荷有關，而機組高壓通過設冷水管路上的球形調節閥1/2DEL200/201VN開度的大小來調節的，而調節閥的開度又與調節儀1/2DEL001/002MP的設定值有關，當冷凝器壓力大于設定值時調節閥就會開大，設冷水流量就會增加將會帶走更多的熱量使制冷劑的壓力降低進而使機組高壓降低，當冷凝器壓力低于設定值時調節閥就會關小，設冷水流量就會減少帶走的制冷劑熱量就會減少，使機組高壓緩慢升高。因此可以說系統壓力差降低主要與機組高壓有關。

2.1.4 解決措施

通過上面的分析可知，導致此次潤滑油壓差低跳機的主要原因為機組高壓過低所致，為此將調節儀1DEL002MP的設定值有7.5bar調高至8.7bar，此時高低壓之間的壓力差有原先的3.5kg/cm2升高到現在的5.0bar左右，調整后機組運行正常，至今未出現過因潤滑油壓低而跳機的故障。

2.2 壓縮機排氣溫度和潤滑油溫度偏高

2.2.1 狀況說明

2DEL002GF冷水機組由于電機溫度高更換過電機后，啟機再鑒定過程中檢查發現壓縮機排氣溫度、油箱溫度偏高，同時該機組一直處于加載狀態，且電機電流持續高達310A，屬于異常運行狀態。后來經過機械人員和廠家技術支持人員認真仔細的檢查分析后認為出現此異常狀態的主要原因為制冷劑注射閥故障。

2.2.2 制冷劑注射閥

制冷劑注射閥的外形和內部結構見圖3和圖4。

制冷劑注射閥是根據壓縮機排氣溫度的高低來改變閥門開度的大小，進而控制注入壓縮機中制冷劑的量，最終是壓縮機的排氣溫度穩定在一個合適的范圍內。其工作原理為感溫包感知壓縮機排氣溫度，在一定溫度的作用下毛細管內的氣體會產生一定的壓力，作用于熱力元件上后產生一定的作用力，此作用力將克服調節彈簧的彈力來控制閥門開大或關小，進而控制制冷劑注入壓縮機的數量。制冷劑注入冷卻示意圖如圖5。

制冷劑注射閥故障后，制冷劑將不能及時有效的注入壓縮機內對排氣進行冷卻，在壓縮機不斷的運轉過程中將會使排氣溫度不斷的升高，在壓縮機內部體積不變的情況下排氣溫度升高其排氣壓力也會跟隨著升高，進而造成壓縮機處于滿載甚至過載運行狀態，其最終將會造成壓縮機及電機的軸承損壞。

2.2.3 解決措施

通過以上的分析介紹可知，造成此次壓縮機排氣溫度和潤滑油溫度偏高的主要原因是制冷劑注射閥故障，為此機械檢修人員將該閥更換后啟機進行在鑒定試驗，潤滑油溫度最高58℃，之后溫度在52℃，電機電流最高287A，之后跟隨著壓縮機負荷的波動而波動，電機軸承溫度60℃，該機組運行正常。

3 結束語

本文通過對DEL冷水機組產生的主要故障進行分析，找到了故障的根本原因并成功解決了問題。檢修工程師應掌握設備結構、工作原理的一定理論基礎，本文的工程經驗有利于提高檢修人員對韓國LG王牌螺桿式冷水機組的認知并提高檢修水平。

【參考文獻】

[1]DEL系統設計手冊[S].核工業第二研究設計院.

[2]DEL系統冷水機組安裝運行維護手冊[S].韓國LG公司.

[責任編輯：田吉捷]