換流站閥廳空調(diào)冷水機(jī)組蒸發(fā)器泄漏原因分析與優(yōu)化改進(jìn)措施的研究

［摘 要］換流站閥廳的穩(wěn)定性關(guān)系到電網(wǎng)的正常運(yùn)行，然而，閥廳空調(diào)冷水機(jī)組的蒸發(fā)器經(jīng)常出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，對閥廳的運(yùn)行穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。文章對換流站閥廳空調(diào)冷水機(jī)組蒸發(fā)器泄漏原因進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)器泄漏的主要原因在于制冷系統(tǒng)管道設(shè)計不合理及維護(hù)保養(yǎng)不到位。針對這些問題，提出了相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施，如優(yōu)化管道設(shè)計，減少機(jī)械應(yīng)力及強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，及時更換或修復(fù)磨損部件。實施優(yōu)化改進(jìn)措施后，冷水機(jī)組的穩(wěn)定性明顯提高，閥廳運(yùn)行效率也得到了提升。

［關(guān)鍵詞］換流站閥廳；冷水機(jī)組蒸發(fā)器；泄漏原因；設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)；優(yōu)化改進(jìn)措施

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

1 換流站閥廳空調(diào)冷水機(jī)組蒸發(fā)器概述

1.1 冷水機(jī)組蒸發(fā)器的重要性和作用

冷水機(jī)組蒸發(fā)器是空調(diào)系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件之一，負(fù)責(zé)冷卻循環(huán)介質(zhì)并將熱量釋放到空氣中。其主要作用是將制冷劑從液態(tài)轉(zhuǎn)化為蒸汽態(tài)，吸收室內(nèi)熱量并進(jìn)行熱交換。蒸發(fā)器的運(yùn)行狀態(tài)直接影響整個空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果和正常運(yùn)行。

1.2 冷水機(jī)組蒸發(fā)器泄漏現(xiàn)象的特點(diǎn)

對換流站閥廳空調(diào)冷水機(jī)組蒸發(fā)器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析，可以發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)器泄漏現(xiàn)象的一些普遍特點(diǎn)。例如，常見的泄漏位置集中在蒸發(fā)器管道接口處，包括進(jìn)出口管道、冷凝器與蒸發(fā)器的連接處等。另外，泄漏現(xiàn)象在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行時更加明顯。

2 冷水機(jī)組蒸發(fā)器泄漏原因

2.1 冷水機(jī)組制冷系統(tǒng)管道設(shè)計問題

由于換流站閥廳空調(diào)冷水機(jī)組蒸發(fā)器在整個冷水制冷系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響著冷水機(jī)組的制冷效果和能耗。在運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)蒸發(fā)器泄漏現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了冷水機(jī)組的內(nèi)部運(yùn)行環(huán)境，甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)報警。冷水機(jī)組制冷系統(tǒng)管道設(shè)計存在問題被認(rèn)為是造成泄漏現(xiàn)象的主要原因之一。

從數(shù)次的故障停機(jī)維修經(jīng)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(shè)計時缺乏必要的應(yīng)力分析，具體如下。

（1）在正常運(yùn)行中，由于冷媒在管道中的流動會使管道產(chǎn)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(shè)計值，就有可能造成接口的松動，從而導(dǎo)致泄漏。

（2）制冷系統(tǒng)的管道布局設(shè)計也存在一定問題，沒有充分考慮到設(shè)備在運(yùn)行中可能發(fā)生的位移和溫度變化對于制冷系統(tǒng)的影響，由此可能發(fā)生管道內(nèi)應(yīng)力超過設(shè)計值的情況，導(dǎo)致管道材料的機(jī)械性能下降，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)泄漏。

2.2 機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)工作存在的問題

機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)工作在一定程度上是決定冷水機(jī)組蒸發(fā)器泄漏是否會發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。若機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)工作質(zhì)量低下，不僅可能導(dǎo)致冷水機(jī)組蒸發(fā)器的泄漏，還可能引發(fā)一系列機(jī)械故障，從而對換流站閥廳的整個運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響。機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)工作存在以下問題。

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

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

3 冷水機(jī)組制冷系統(tǒng)中換熱器銅管腐蝕問題的原因

通過對銅管腐蝕泄漏點(diǎn)進(jìn)行宏/ 微觀檢查、化學(xué)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(tǒng)中的碳鋼材料與酸化的乙二醇溶液反應(yīng)，產(chǎn)生鐵離子與換熱器的銅管發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致腐蝕穿孔泄漏。對制冷系統(tǒng)的乙二醇腐蝕機(jī)理進(jìn)行歸納，在使用緩蝕劑的基礎(chǔ)上根據(jù)腐蝕機(jī)理提出乙二醇充注及pH值定期檢測監(jiān)控的防護(hù)措施，對后續(xù)的使用風(fēng)險管控具有一定借鑒意義。

在試驗設(shè)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(jìn)一步對腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行確認(rèn)，對系統(tǒng)乙二醇載冷劑溶液按HJ84—2016 和GB/T30902—2014標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行離子濃度分析。測試結(jié)果顯示，系統(tǒng)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(jù)腐蝕產(chǎn)物分析的結(jié)果，可確認(rèn)銅管腐蝕穿孔主要是鐵離子腐蝕導(dǎo)致。

4 冷水機(jī)組蒸發(fā)器泄漏防治的優(yōu)化改進(jìn)措施

4.1 制冷系統(tǒng)管道設(shè)計的優(yōu)化措施

（1）管道材質(zhì)的選擇。盡管更為耐用的不銹鋼材質(zhì)有著顯著的防腐蝕性，但其高昂的價格會增加設(shè)備維護(hù)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。通過選擇具有適當(dāng)防腐性和足夠強(qiáng)度的合適材料，如銅或其合金，可以在保證管道強(qiáng)度和防腐性的基礎(chǔ)上降低整體維護(hù)成本。

（2）為了實現(xiàn)冷水機(jī)組蒸發(fā)器的持久、穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)引入先進(jìn)的制冷技術(shù)和設(shè)備，提高制冷效率，降低運(yùn)行過程中的異常損耗。

4.2 機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計和維護(hù)保養(yǎng)工作的強(qiáng)化措施

在冷水機(jī)組蒸發(fā)器泄漏防治的優(yōu)化改進(jìn)措施中，強(qiáng)化機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要。針對蒸發(fā)器泄漏問題，可以采取以下措施：①對蒸發(fā)器材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化選擇，采用耐腐蝕、高強(qiáng)度的新型合金材料，以提高蒸發(fā)器的整體強(qiáng)度和耐久性。同時，對蒸發(fā)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)設(shè)計，優(yōu)化管道布局，減少應(yīng)力集中區(qū)域，降低因應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致的泄漏風(fēng)險。②加強(qiáng)蒸發(fā)器的密封性設(shè)計，采用高性能的密封材料和結(jié)構(gòu)，確保蒸發(fā)器在運(yùn)行過程中不會發(fā)生因密封不嚴(yán)導(dǎo)致的泄漏問題。③增設(shè)泄漏檢測裝置，實時監(jiān)測蒸發(fā)器的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏跡象，立即采取措施進(jìn)行處理，防止泄漏問題擴(kuò)大化。④對機(jī)組整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提高機(jī)組的穩(wěn)定性和抗振性，減少因機(jī)組振動導(dǎo)致的蒸發(fā)器管道松動和泄漏問題。通過以上措施的實施，可以有效強(qiáng)化冷水機(jī)組蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高蒸發(fā)器的可靠性和耐久性，為冷水機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。

加強(qiáng)機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)工作，能夠有效地控制和減輕泄漏問題的發(fā)生，具體措施如下。

（1）制訂和實施嚴(yán)格的維護(hù)保養(yǎng)程序。安排專門的維保人員定期對冷水機(jī)組進(jìn)行細(xì)致的全面檢查，包括觀察設(shè)備外觀的潔凈狀況，排查設(shè)備內(nèi)部的雜物，檢測泵等電子元件的運(yùn)行狀況，聽取運(yùn)行噪聲，審定管道、接口的密封性等。

（2）加大維保人員的培訓(xùn)力度和頻次，建立一套科學(xué)合理的人員上崗流程。維護(hù)保養(yǎng)工作的疏漏通常源于操作人員的技術(shù)水平和意識程度的欠缺，通過強(qiáng)化技術(shù)和規(guī)程培訓(xùn)，使維修人員充分掌握各種設(shè)備的性能特點(diǎn)，熟悉各種可能的故障和處理手段，熟悉系統(tǒng)理論和實際運(yùn)行的差異，這樣才能更加精細(xì)和科學(xué)地開展維護(hù)保養(yǎng)工作，避免不必要的問題發(fā)生。

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

4.3 對優(yōu)化改進(jìn)措施效果的預(yù)期

（1）通過優(yōu)化管道設(shè)計，增加閥門、增強(qiáng)管道承壓能力、重新設(shè)計管線走向等方式，能有效改善冷水機(jī)組蒸發(fā)器的工作環(huán)境，降低因為不良的工作條件引發(fā)的泄漏風(fēng)險。合理的管道設(shè)計還能提高管道使用壽命，減少過高的維護(hù)壓力。

（2）強(qiáng)化機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)工作，提高日常操作和維護(hù)中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的及時性。在日常維護(hù)中實施更嚴(yán)格的檢查機(jī)制，可以發(fā)現(xiàn)隱藏的、潛在的問題，提前進(jìn)行修復(fù)，消除故障隱患，防止問題擴(kuò)大。在保養(yǎng)中制訂更嚴(yán)的保養(yǎng)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，并且提出切實可行的定期保養(yǎng)計劃，可以從根本上提高機(jī)組的運(yùn)行效率和延長使用壽命。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過優(yōu)化管道設(shè)計及強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等改進(jìn)措施，可提高冷水機(jī)組穩(wěn)定性與閥廳運(yùn)行效率?，F(xiàn)階段的改進(jìn)方案雖然取得了一些成果，但仍存在諸如改進(jìn)措施具體實施效果無法持久、維護(hù)保養(yǎng)難度大等問題，需要人們未來更深入地研究維護(hù)策略，精細(xì)化操作方案，減少泄漏事故，為我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供支持。

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