真空冷凍干燥機制冷系統故障分析及維護

全 軍

（上海華源藥業（寧夏）沙賽制藥有限公司，寧夏銀川 750002）

0 引言

就真空冷凍干燥機在實際運作時的工作原理展開討論，其是將含有較大水分的物質提前實施制冷措施凍結為固體物質，再在真空狀態下使水分從制品中蒸發出來，而物質留存在凍結的冰體中，物質干燥后的性質和體積均不會發生改變。其運作時的系統包含有制冷、循環、真空、液壓、CIP/SIP 以及控制系統，其中制冷系統是整個運作過程的核心部分。

1 制冷系統運作時的常見故障

在真空冷凍干燥機制冷系統實際運作當中，常見的故障有：壓力偏高導致高壓報警；油壓差報警；壓縮機熱保護報警；水壓力報警；壓縮機啟動不了；壓縮機在運行時忽然自動停機；制冷系統制冷效果不好等。

1.1 故障產生的原因

（1）壓縮機壓力偏高致使壓力報警問題：①因制冷劑含量偏多致使排氣時壓力超標；②循環冷卻水溫偏高致使了水冷凝器結垢或者是水供應不足，導致熱量交換效率下降；③存在有管道和管路引發泄漏的狀況，致使運作時流入很多空氣；④高壓排氣閥有損壞或是引發故障，致使其排氣途中發生不順暢問題。

（2）油壓差報警的問題：①回油途中的不通暢，致使壓縮機發生油位下降而引發油泵無法吸到油；②油臟，造成油泵過濾器堵塞；③油壓差繼電器故障；④油泵發生故障；⑤在系統運作時的蒸發效果偏差，導致曲軸箱滲入了制冷劑，并引起了系統中進入了冷凍油，促使油壓偏低。

（3）壓縮機熱保護：①由于系統的回氣量下降，電機得不到到充分的冷卻；②制冷劑不足或者缺少；③壓縮機的三相電源不穩定；④在熱保護模塊環節發生了故障問題；⑤制冷劑管路出現堵塞。

（4）水壓力報警故障：①運作時的循環冷卻水壓力相比水壓力繼電器設定的壓力要低；②水壓力繼電器失效。

（5）壓縮機不能啟動：①油壓差、水壓力、電加熱以及高壓等報警當中存在報警問題；②在啟動時的電流偏大致使保護裝置故障；③在壓縮機運作時發生活塞缸和曲軸咬死的狀況；④系統運行故障而致使設備不能正常實施控制；⑤存在電器方面的接觸性故障等情況。

（6）壓縮機運作途中自停：①運作途中存在油壓差、水壓力、電加熱以及高壓等報警的問題；②運行途中發生了接觸故障或者是機電突發性故障等；③在運作途中存在油擊、液擊問題，導致曲軸、活塞咬死狀況；④控制程序存在故障而沒能正常輸出。

（7）制冷系統出現的制冷效果欠佳：①開啟板層和冷凝器膨脹閥時過大或太小。假如過大則致使壓縮機發生自身嚴重積霜狀況，從而過液量就偏大；當開啟過小時就導致了過液量偏弱或不足的狀況；②制冷管路系統堵塞；③制冷劑不夠；④在運作中閥板的紙墊出現了破裂或損壞情況。

1.2 解決方法

（1）針對高壓報警狀況可運用點擊消警復位按鍵而重新復位，按鍵處于壓力繼電器上。還可以采用解決方法為：①如果判斷制冷劑太多，排氣壓力高，可以將一部分制冷劑排放。倘若在正常運作狀態，可先打開水冷凝器的截止閥，促使其中的空氣釋放出一些，再將管道上的閥門以最大程度開放，釋放出一些制冷劑；②降低循環水水溫或者是增大循環水流量；③停機后清洗水冷凝器，提高冷卻效果；④對制冷管進行檢漏，檢查是否有泄漏，如果發現漏點需要進行處理。

（2）針對油壓差報警狀況的發生可采用如下舉措：先通過手動復位，再檢查壓縮機冷凍機油油位是否低于油位限度。接著更換壓縮機冷凍機油，并對過濾器濾網進行清洗后安裝。

（3）對于壓縮機熱保護（電機溫度超過85 ℃）溫度過高情況,相對應的解決方法是：①重新啟動壓縮機；②檢查制冷劑，如果判斷制冷劑不足或缺少，及時補充制冷劑；③檢查壓縮機的電源是否穩定，必須提供穩定的三相電源；④檢查壓縮機熱保護模塊是否完好，如果出現故障及時更換。

（4）對于水壓力的報警情況,相應的解決方法：①增大外部的供水壓力，確保冷卻水壓力高于水壓繼電器設定的壓力，在確保高壓不報警以及冷卻效果達標的前提下，可相應將壓力繼電器原先所設置的壓力調低點，保證水壓力相較于原先所設置的壓力要高些，則可解除壓力報警；②對壓力繼電器進行仔細查驗，倘若是其自身發生故障，則要即刻予以更換。

（5）針對壓縮機無法正常運作和啟動的問題，相應處理舉措有：①對壓縮機實施重啟操作；②查驗引發報警的原因和相關信息，并消除報警；③檢查壓縮機電流會不會出現過載或過大，查驗出導致的原由，在熱過載復位后便能二次啟動；④檢查壓縮機，找專業維修壓縮機技術人員檢查維修壓縮機；⑤檢查是否是控制系統故障，需要由專業人員或廠家軟件人員解決；⑥查驗電器元件是否出現了故障，倘若確定是電器部件致使的故障，日常中都是實施更換的舉措來解決。

（6）就壓縮機運行中的自停機狀況，相對應的解決方法是：①重新啟動壓縮機；②查驗引發報警的原因和相關信息，并消除報警；③檢查壓縮機電流會不會出現過載或過大，查驗出導致的原由，在熱過載復位后便能二次啟動；④檢查壓縮機交流接觸器、過載保護、電機等電器系統是否正常，如果確認電器元件損壞，及時更換。

（7）對于制冷系統制冷效果不好的情況，相對應的解決方法是：①檢查制冷劑，如果判斷制冷劑不足或缺少，及時補充制冷劑；②為保證壓縮機運作呈現出最佳工況，可調節冷凝器膨脹閥、板層來實現；③檢查制冷系統是否堵塞不暢，找到堵塞部位和原因，對應采取措施解決；④專業人員檢查壓縮機、檢查報警信息與引發的原由，并消除報警；⑤檢查壓縮機電流會不會出現過載或過大，查驗出原因，在熱過載復位后便能二次啟動；⑥對壓縮機開展查驗工作，檢查是否是因紙墊破損而導致的故障，倘若是則要及時更換與維修。

2 制冷系統日常維護和保養的方法

2.1 檢漏

（1）系統打壓，將氮氣充至1.4 MPa，當壓力表都平衡后再對各表數值進行記錄，且保壓時限超出24 h，查看各階段數值會不會下降，倘若有明顯的下降就表示系統存在漏點，這時可以通過查驗各連接點和焊點的方式來實施檢漏措施。

（2）確保系統有制冷劑和4 個表數值平衡時，通過鹵素燈來查驗各引發故障的位置。

2.2 充注制冷劑

（1）明確充注制冷劑的相應規格與型號，必須是確定了型號與質量均符合要求后才能充注。需注意，劣質制冷劑會對系統運作和機械構成很大破壞力，輕則導致運行不暢，重則直接損壞設備。

（2）將低壓口閥門松開，禁止平躺或倒放鋼瓶，充注之前要將管路中的空氣釋放出，防止空氣進入系統。

（3）開展充注前的檢查和確定工作，如若是完整性則建議先開展抽真空操作；倘若是補充性則要將其中的空氣全部釋放后再進行相應的補充。

（4）制冷劑若為共沸，則鋼瓶勿平躺或倒置；若為非共沸，則建議將鋼瓶進行平躺或是倒置的方式處理，但應將其罐口的閥門盡量關小來防止引發液擊狀況。

（5）開展充注前要保障連接管不會發生泄漏，并將其與排出口相連→開閥門，排出制冷劑→連接管道另端與氣液分離器角閥→關注各表壓力值、壓縮機回霜情況以及視鏡氣泡量情況，并以此來判斷和確定好充注量。

2.3 調節膨脹閥

在進行膨脹閥調節時，順時針調節是將流量調小，逆時針調節是將流量調大；可以從觀察壓縮機吸氣口的結霜量狀況和視液鏡的氣泡量狀況來得出膨脹閥調節是大或小，須重視每次調節量不可偏大，且兩次調節要求間隔15 min 以上，便于檢查和觀測系統運作趨勢。當膨脹閥確定好調定后就不要輕易再去調動，除了工況變動比較大的情況下才調。

2.4 收液

關出液閥→壓縮機啟動10 s 后開啟板冷電磁閥和冷凝電磁閥→運行5～8 min 時查驗其中壓狀況→運行至0 kgf/cm 前后停止→同時關進液閥，氟利昂即收液收至水冷凝器內。

2.5 更換清洗過濾器

當凍干機運作超出1 年時限時，則需對干燥過濾器的濾芯和回氣過濾器的濾芯進行一次更換。一般來說都建議盡量1 年換一次，若是不能更換則應當對其拆卸、清洗和保養。

2.6 換冷凍機油

2.6.1 冷凍機油的使用

通常來說，凍干機在首次運作達到500 h 時需要對冷凍機油予以更換，第二次運作達8000～10 000 h 時再進行冷凍油的更換，換油環節油液位接近視鏡1/2 位置就行，不需多加。加多易致使和引發油擊狀況。且日常中都是以廠家對專用油的指定與要求來實施。

2.6.2 冷凍機油的更換

關閉吸氣閥門→手動復位安全控制器和開啟壓縮機→制冷劑入系統→待機內壓與大氣壓平衡時關機，且斷電和關閥門→放出油過濾器的臟油→汽油清洗、吹干并安裝→抽真空，吸入冷凍機油→油液位到視油鏡1/2 后擰上絲堵→對壓縮機腔室用真空泵抽真空→抽真空結束后，開啟壓縮機吸排氣截止閥門。

3 結論

總之，在凍干機制冷系統日常運作中，需針對常見故障創建出相應的維護和保養措施。