直燃機(jī)高溫?zé)峤粨Q器故障檢查分析

熊立國(guó)

摘 要： 直燃機(jī)進(jìn)行制冷滿負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中，頻繁報(bào)高發(fā)結(jié)晶故障，經(jīng)過(guò)檢查分析為高溫?zé)峤粨Q器串流，更換后恢復(fù)正常，特分析故障原因及應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞： 高發(fā);結(jié)晶;高溫?zé)峤粨Q器;串流;檢查分析;對(duì)策

【中圖分類號(hào)】TE965 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.36.140

1 設(shè)備背景

我司中關(guān)村軟件園某能源中心使用的為2011年開始投入使用的遠(yuǎn)大直燃機(jī)（型號(hào)為BZ300IXD-K-H3），制冷量為3489KW。2019年7月16日7點(diǎn)30分，項(xiàng)目部進(jìn)行停余熱機(jī)切換到直燃機(jī)進(jìn)行制冷運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)直燃機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中頻繁報(bào)高發(fā)結(jié)晶故障，如下述圖1所示。

2 故障檢查

2.1 常規(guī)檢查內(nèi)容。

直燃機(jī)出現(xiàn)高交結(jié)晶報(bào)警后對(duì)機(jī)組進(jìn)行了逐項(xiàng)的檢查。首先檢查機(jī)組真空，通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)字真空計(jì)檢測(cè)及數(shù)氣泡法檢測(cè)雙重檢測(cè)真空度，檢測(cè)真空值為920pa，確定機(jī)組真空沒(méi)有問(wèn)題。其次進(jìn)行機(jī)組循環(huán)量的檢查，通過(guò)檢查濃度調(diào)節(jié)閥開度正?？梢源_定機(jī)組循環(huán)量無(wú)問(wèn)題，不是機(jī)組循環(huán)量小造成溶液濃度升高造成。再次對(duì)直燃機(jī)的燃燒器進(jìn)行了檢查，主要是對(duì)燃燒器的燃?xì)鈮毫八矔r(shí)耗量進(jìn)行了檢查，燃燒器的燃?xì)夤艿缐毫?0KPA，瞬時(shí)耗量為284m3/H，判斷燃燒器的運(yùn)行正常，熱量輸入正常。再其次檢查了控制主板的設(shè)定及溫度探頭進(jìn)行了校核，均為正常。通過(guò)上述的各項(xiàng)常規(guī)檢查后確定都正常，可以基本確定故障點(diǎn)在于高交出現(xiàn)了串漏的問(wèn)題。

2.2 板式高溫?zé)峤粨Q器檢查內(nèi)容。

對(duì)于高交的檢查主要分為兩大步驟，主要是低負(fù)荷檢測(cè)和高負(fù)荷檢測(cè)，用以檢測(cè)串漏的嚴(yán)重程度。因遠(yuǎn)大的直燃機(jī)機(jī)組設(shè)定中如果高發(fā)的濃溶液入高交的溫度減去高交出口濃溶液溫度，其溫差大于25℃且持續(xù)時(shí)間為60S，直燃機(jī)機(jī)組則確定為高溫?zé)峤粨Q器結(jié)晶，控制屏顯示高交結(jié)晶故障。首先是將機(jī)組自動(dòng)運(yùn)行切換為手動(dòng)運(yùn)行，降低燃燒器的開度為10%，以達(dá)到高發(fā)溫度降低至130℃左右，溶液泵的頻率降低至31HZ，機(jī)組未出現(xiàn)高發(fā)結(jié)晶故障的報(bào)警，因此可以判斷溶液泵壓力較低，高交板換兩側(cè)壓差較小，兩側(cè)串漏程度較小，造成濃溶液進(jìn)出口溫差變化較小，機(jī)組不報(bào)故障。故可以判定低負(fù)荷情況下基本不出現(xiàn)串漏的情況。然后按照高負(fù)荷運(yùn)行工況將機(jī)組燃燒器功率開至100%，高發(fā)溫度提升至140℃，溶液泵頻率提升至43HZ后觀察機(jī)組的運(yùn)行狀況，高發(fā)溫度140℃無(wú)變化，但是高發(fā)結(jié)晶溫度在1分鐘內(nèi)迅速?gòu)?32℃降低至86℃，溫差大于25℃且持續(xù)60S，機(jī)組觸發(fā)高交結(jié)晶報(bào)警。如圖2所示。

通過(guò)低負(fù)荷及高負(fù)荷的檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)組的程序是固化的，它只能通過(guò)幾個(gè)參數(shù)的變化判斷是否故障，但是是不是真的結(jié)晶器無(wú)法像人一樣做出思考，但是可以給人以數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的認(rèn)為判斷，本次機(jī)組所報(bào)的高交結(jié)晶并非是真正意義上的高交結(jié)晶，另一方面通過(guò)機(jī)組的自動(dòng)融晶程序和手動(dòng)融晶來(lái)測(cè)試也可以判斷不是高交真的結(jié)晶。而觸發(fā)假結(jié)晶報(bào)警的原因只有高交內(nèi)部板片發(fā)生開裂出現(xiàn)串漏的情況下，會(huì)導(dǎo)致壓力較高的稀溶液（溫度一般為37攝氏度）通過(guò)開裂處的縫隙串流到濃溶液（溫度一般為135攝氏度）中，高溫濃溶液被低溫稀溶液混合，溫度快速降低至85攝氏度左右。同時(shí)高發(fā)的溶液原本應(yīng)該順暢的流回主體，高發(fā)液位保持穩(wěn)定在C區(qū)，但是因高交處被稀溶液侵入阻斷，稀溶液反向頂回高發(fā)濃溶液，也導(dǎo)致了高發(fā)液位達(dá)到了F區(qū)的最高位。通過(guò)負(fù)荷測(cè)試及溶液高度判斷為板式高溫?zé)峤粨Q器內(nèi)出現(xiàn)了中等程度的開裂串漏。

3 故障原因分析

3.1 高交的結(jié)構(gòu)。

市面上的高溫?zé)峤粨Q器主要分為兩大類的結(jié)構(gòu)，一類是以遠(yuǎn)大集團(tuán)為主的板式換熱器結(jié)構(gòu)模式，一類是以雙良公司為主的銅列管式換熱器結(jié)構(gòu)。本次故障的高交為板式換熱器結(jié)構(gòu)。

3.2 高交串漏后的故障現(xiàn)象。

板式高溫?zé)峤粨Q器內(nèi)部的濃、稀溶液相互獨(dú)立，方能實(shí)現(xiàn)換熱及溶液的正常循環(huán)，達(dá)到正常的制冷出力。如內(nèi)部的濃液與稀液發(fā)生串流，稀溶液與濃溶液混合，則機(jī)組的正常換熱、制冷無(wú)法正常進(jìn)行，會(huì)報(bào)“結(jié)晶”、“高發(fā)缺溶液”“高發(fā)液位過(guò)高”等故障和異常。

3.3 高交串漏的主要原因分析。

項(xiàng)目部直燃機(jī)自2019年5月開機(jī)制冷，截止到7月16日，主機(jī)、水泵均是正常的，從未出現(xiàn)過(guò)故障和問(wèn)題，排除主機(jī)問(wèn)題或者系統(tǒng)問(wèn)題導(dǎo)致的。

串流的主要原因?yàn)椋褐评溥\(yùn)行過(guò)程中，高發(fā)溫度壓力較高，主體溫度壓力較低，而板交位于兩大部分的中間，一直會(huì)承受高溫濃溶液的沖擊壓力、低溫稀溶液循環(huán)擠壓力，同時(shí)高溫低溫板片之間也存在溫度差導(dǎo)致的應(yīng)力，三者力長(zhǎng)期作用，經(jīng)過(guò)9年的使用導(dǎo)致低交內(nèi)部金屬疲勞、老化，最終導(dǎo)致內(nèi)部板片之間產(chǎn)生縫隙、裂縫，濃溶液稀溶液混合，形成高交串流?？偨Y(jié)下來(lái)就是因?yàn)闄C(jī)組的使用年限過(guò)長(zhǎng)，機(jī)組配件老化導(dǎo)致。

4 應(yīng)對(duì)策略

高交串漏的主要應(yīng)對(duì)策略為更換高交，因高交為一體化成型的板式換熱器，一旦內(nèi)部板片出現(xiàn)串漏無(wú)法像列管式換熱器進(jìn)行銅管兩側(cè)銅塞堵漏處理，所以需進(jìn)行整體更換。

5 結(jié)論

本次高交串漏為偶發(fā)故障，只要掌握了這個(gè)檢查過(guò)程，就能夠降低故障確定分析的難度。