水冷式冷水機組常見故障原因及處理與維護

程緒平

（滁州廣鋼氣體有限公司，安徽滁州 239000）

0 引言

水冷式冷水機組主要由壓縮機、冷凝器、熱力膨脹節流閥、蒸發器及儀電控制系統等組成。其工作原理是：壓縮機吸入來自蒸發器的低溫低壓制冷劑氣體，壓縮成高溫高壓氣體，經壓縮機出口油分離器進入冷凝器等壓冷凝成液態冷媒，再經熱力膨脹閥節流膨脹到低壓，低溫低壓的液態冷媒，在蒸發器中吸收冷凍水的熱量，重新變成氣態冷媒，氣態冷媒再經管道重新吸入壓縮機開始新的循環。即：制冷劑在系統中經過壓縮、冷凝、節流、蒸發4 個基本過程完成一個制冷循環。

在空分成套設備中，冷水機組是預冷系統的重要組成部分，用來進一步冷卻低溫冷凍水，降低空冷塔出口氣體溫度，穩定進入分子篩吸附器的空氣溫度與含水量。因此，如果冷水機組出現故障，將直接影響空分設備的安全穩定運行。

1 壓縮機過載保護

原因分析：①壓縮機電機電源電壓過高或過低；②過載元件故障或過載保護器整定值不合理；③排氣壓力過高。

處理措施：當機組出現過載保護聯鎖停機后，應首先查看機組運行記錄，確定壓縮機過載的原因后，再進行相應的處理。

2 壓縮機無法加載

原因分析：①冷水機組潤滑油黏度過高；②熱力膨脹閥毛細管、容調電磁閥阻塞或卡住。

處理措施：①運行前油加熱器至少通電加熱8 h 以上，油溫最低達到23 ℃以上；②清除毛細管、電磁閥內雜物，檢查油路過濾器是否阻塞。

案例：2006 年10 月，浙江一空分車間員工在清理設備衛生時，將熱力膨脹閥毛細管拉斷，感溫包內制冷劑全部泄漏，熱力膨脹閥關閉，壓縮機停機后無法啟動加載。更換熱力膨脹閥后，啟動機組運行正常。

3 冷凝壓力過高

冷凝壓力過高通常會使排氣溫度升高，甚至使壓縮機過載。

原因分析：①冷卻水量不足；②冷卻水溫度過高；③冷凝器水通道結垢；④制冷劑充注過量。

處理措施：①檢查冷凝器冷卻水進出口閥，確保閥門全開；檢查冷凝器列管是否有堵塞，清理堵塞物；②檢查冷卻水溫是否過高，特別是在夏季環境溫度較高時，要確保涼水塔風機運行正常；③由于水垢的導熱系數較低，為避免冷凝器內結垢，應加強冷卻水池的滅藻劑、阻垢劑等藥劑的加藥工作；④制冷劑充注過量，壓縮機將長期處于過負荷狀態，應放出部分制冷劑，將冷凝壓力調至1.2～1.8 MPa 的標準范圍。

案例：2009 年7 月，浙江紹興某公司空分車間冷水機組過載聯鎖停機。經檢查機組電氣部分沒有故障，是冷媒高壓過高導致過載保護，冷凝器進出水閥處于全開狀態。進一步檢查發現，循環水泵過濾器有破損，水池的涼水塔填料碎片等進入冷水機組冷凝器，堵塞了部分銅管入口，加之夏季環境溫度較高，極大地影響了冷凝器的換熱效果。清除冷凝器內的填料碎片，并更換循環水泵過濾器濾網，再次啟動冷水機組運行正常。

4 冷凝壓力過低

冷凝壓力低的情況通常發生在冬季，因環境溫度低造成冷卻水溫過低，或因冷卻水量過大、制冷劑不足等。

冬季環境溫度較低時，在保證空壓機冷卻器等的冷卻水溫情況下，可適當停運一兩臺涼水塔風機，或適當關小冷卻器進出口水閥，將冷凝壓力調整至正常范圍。制冷劑不足，應適當添加制冷劑。

5 蒸發壓力過低

機組正常運行時蒸發壓力為0.3～0.5 MPa，低壓保護為0.2 MPa。蒸發壓力過低，則壓縮機吸氣量少，制冷量不足，壓縮機電機散熱不良。

原因分析：①制冷劑不足或熱力膨脹閥供液量過少；②制冷劑干燥過濾器堵塞；③冷凍水進水溫度低或水量過少；④潤滑油分離不完全。

處理措施：①添加制冷劑或調整熱力膨脹閥供液量，將蒸發壓力調整至正常范圍；②干燥過濾器出口位置有結霜現象，說明過濾器存在堵塞。這個現象通常伴隨著蒸發壓力過低以及蒸發溫度與冷凍水出水溫度的溫差增大，應及時更換制冷劑干燥過濾器；③調整冷凍水的進水溫度及水量，檢查蒸發器有無低溫垢。當蒸發過低而冷凍水出水溫度偏高時，一般是冷凝器凝結低溫垢所致；④壓縮機的排氣中難免會帶出少部分潤滑油，當壓縮機的排氣進入油分離器后，由于沉降及筒體的截面積增大而使氣體流速降低，同時又改變流向，將油從高壓氣體中分離出來，流回進壓縮機。制冷劑與潤滑油雖為互溶的溶液，但混合溶液特性偏離純制冷劑的特性，因此制冷劑中混合入過多的潤滑油將使冷水機組的換熱能力降低進而降低制冷量。此時需檢修壓縮機出口油分離器，重新填充制冷劑，補充潤滑油。

案例：2016 年9 月，河南某公司空分冷水機組蒸發壓力過低而聯鎖停機，但冷凍水出水溫度卻過高，說明冷凍水沒有完全吸收制冷劑產生的冷量，經檢查系蒸發器冷凍水低溫析晶所致。從機組冷凍水進口加入阻垢分散劑，循環水池增加水處理后，冷水機組運行正常。

6 防凍保護

原因分析：①循環水出口溫度設定過低；②循環水出口傳感器接線錯誤；③傳感器故障；④冷凍水斷水。

處理措施：①調整循環水出口溫度設定值；②檢查循環水傳感器接線；③更換傳感器；④查明冷凍水斷水原因并處置。

案例：2019 年8 月，安徽一家公司在冷水機組冷凍水入口接阻垢加藥裝置時，接頭折斷冷凍水大量外泄，致使機組觸發冷凍水量不足防凍聯鎖停機。

7 結束語

為確保機組長期穩定運行，避免因冷水機組故障而影響生產，務必做好機組的定期維護。

（1）每日定時對機組進行巡檢，檢查機組各運動部件有無雜聲，電機電流、機組絕緣電阻等是否正常，冷凝壓力及蒸發壓力是否正常。

（2）每周分析機組運行參數記錄，檢查機組運行性能。

（3）每月檢查壓縮機潤滑油，如油位低于視鏡1/2，應及時添加潤滑油。

（4）每季度對蒸發器和冷凝器的過濾器進行清洗；結合機組冷凝壓力、蒸發壓力及冷卻器的趨近溫度，分析冷凝器和蒸發器的換熱效果。

（5）每半年對機組控制柜電源、啟動柜和電機等電氣接頭進行緊固檢查；對冷凍油進行理化分析，以便判斷機組制冷劑的含水量及酸度，如發現冷凍油乳化，及時更換同牌號的冷凍油。

（6）每年檢查冷凝器高壓設定值，確保高壓開關在1.8～2.0 MPa時動作；檢查機組各安全閥及出口接管，發現有生銹、腐蝕、結垢、泄漏等現象及時更換。