冷冻机常见故障及处理研究

2020-04-22林峰

中国金属通报 2020年14期

林峰

（江西省核工业地质局二六三大队，江西南昌 330096）

冷冻机虽然在生活中常见，但是，大部分人并不关注它的工作原理，也不了解它是由哪些硬件组成。冷冻机应用在我们的生活之中，往往会出现各种各样的故障，而在这个时候，由于我们并不了解冷冻机的构造以及它的结构，所以没有办法自己解决问题，只能找专业的人员进行修理。这个过程中往往会影响机器的工作效率。所以，想要真正的解决这种情况最好的方法就是我们自己要了解冷冻机的工作原理，同时，在日常的生活之中，也要通过观察总结规律。可以通过自己独自解决问题，从而提高工作效率。本文通过讲述冷冻机的工作原理，让我们更加了解冷冻机，对冷冻机的流程进行分解，分析故障可能出现的地方，从而找到相应的对策[1]。

1 冷冻机的类别以及工作原理

1.1 冷冻机的工作原理

图1 冷冻机原理

冷冻机是我们熟悉的电器，但它的工作原理却很少人了解。为了更好的解决我们生活中遇到的冷冻机故障，我们应该了解冷冻机的工作原理，下面是对冷冻机工作原理的讲解：首先要做的是给外界的空气进行降温处理，通过物理原理可知，水蒸气达到一定的温度状态就会发生变化，由气态变为液态。再给液态水进行加热处理，通过管道进入下一个管道排除，就会改变空气的湿度。就是通过这个简单的原理进行制冷的，可以结合上面的图片加以理解。该装置中其实主要的流程只有2 个，一个是蒸汽进入压缩机的过程，而另外一个是蒸汽从压缩机中进入冷凝管中，是一个降压升温的过程。所以，冷冻机的工作原理是很容易理解的，只有我们明白了这个制冷的过程，才能更好的处理其中过程中发生的问题。

1.2 冷冻机的类别及其特点

冷冻机根据不同的分类标准可分成多种类别，冷冻机根据其工作方式可分为3 类：分别为蒸汽喷射式制冷机、缩式制冷机、吸收式制冷机。吸收式制冷机和蒸汽喷射式制冷机到目前为止最受人们喜爱，被应用的最广泛。蒸汽压缩式制冷机相对而言被应用的少一些。目前，随着我国科技的进步，部分冷冻机的设备都可以由本国的技术自己制作。一如活塞式、离心式、螺杆式、溴化锂吸收式、蒸汽喷射式等各类制冷机，以及冷冻、冷藏、低温试验等设备都能自己制造。由于技术的限制一些大冷量和特殊用途的冷冻机依然无法独立完成[2]，不同种类的冷冻机的功能效果也不一样。例如螺杆式制冷机的特点是结构简单、使用寿命长、单级压缩比高，它的特点优势备受人们关注，目前已经部分取代活塞式冷冻机。而活塞式制冷机的特点为：其应用在中国较早，相对而言技术发展比较成熟，温度控制范围广，工作效率高。可以制成各种型号的产品。在当前的市场上，还是应用最广泛的。离心式制冷机的工作原理略有不同之处。它是通过叶轮的快速转动使之获得动能。再通过扩压器提高其压力并冷却液化，节流而制冷。其主要特点为可以随时进行能量调节，而且单机制冷量大。吸收制冷机是通过制冷剂的吸附作用进行工作的。生活中常见的有氨——水吸收式制冷机和溴化锂——水吸收式制冷机，它们的原理是用热源作为动力，从而耗费的电量少，调节范围大，运作更加方便，这种制冷机以一种新的方式走进人们的生活。

2 冷冻机出现的常见故障以及相应的解决办法

2.1 吸气压力低

吸气压低是冷冻机最常见的问题之一。其发生故障的原因由于气体在刚刚进入机组的时候，运行相对会慢一些，通过安全系统，吸入压力低就会发生报警的情况。冷冻水达不到预定的标准，因而得不到有效的控制效果。而随负荷持续升高吸气压力过低[3]，最终导致吸入口压力低联锁停机。会发生一系列的连锁反应，温度达不到相应的值会发生沉降，机器的运行就会不稳定，甚至造成停机，使生产效率达不到标准值。影响到了生产效率，长期如此，机器的使用寿命也会变短。这时的原因可是能氟利昂的量不足，根据液位情况添加适量氟利昂。据压力、温度、液位变化正确调节其合适的度。

2.2 排气压力过高

排气压力高也是冷冻机常见的故障之一，排气压力超高导致压力控制器报警，导致冷冻机系统停车。这时可能是氟利昂的添加超过了正常工作的量，也可能是机器的冷却效果不佳，也有可能是在冷冻机运行的过程中进入了其它气体，导致排气压力增高。面对这些问题应采取的策略是：要仔细观察机器，如果是氟利昂添加太多，要适量的抽出的氟利昂。冷却效果不好可能是水温过高的原因。首先应排除循环水泵故障问题，检查冷却塔风机是否正常运转。想要加强冷却的效果，可以专门附加一个冷却装置在风机的顶部。可以进行随时降温，进而防止机器处于高温状态。使排气压力增高的问题得以解决。

2.3 排气温度或油温过高

排气温度或油温过高是引起机器停转的最常见的原因之一。一般情况下报警值会在2～10 秒内报警，这样就可以起到自我保护的作用了，当排气温度异常升高时候，机组自行减压，从而使能量可以长时间的处于一个正常的状态，致使气相乙烯制冷压缩能力下降。油滤压差高也会使冷冻机系统停机，因为根据公式可知：油滤压差和排气压力成正比，和油压成反比关系。当油泵进行工作后[4]，当油滤压差检测值高于油滤压差报警值时，就会在短时间内发出报警。所以油压过低，或者油压过低引起的油滤压差过高可导致系统停止运转。这种情况的发生是由于压缩比过大，还有可能是冷却器的传热效果差等缘故。面对这种情况时可以通过降低压缩机的压缩比或减少负荷来解决障碍，如果是油冷却器传热效果差，可以试着看看是否是冷凝器中的水垢太多，进行清理。

2.4 氟利昂与油混合

由于运行中冷却水突然停止的原因，会导致系统高压运行，从而就会降低油气分离器功能效果，这时容易出现油和氟利昂混合难以分离。机器的正常运行工作就会受到限制。这时要想解决这一问题，最好是通过低点排空系统内的油、氟利昂混合物，然后再重新加入新的物质。

2.5 冷冻机系统停机后再启动困难

冷冻机系统停机后再次启动很困难也是常出现的问题之一，为了预防这些问题的发生，应提前在PLC 控制面板上先启动油泵，然后等待制冷压缩机自动启动，同时也要检查排除控制面板中的报警内容，确认报警后才能启动冷冻机，排除能量过高问题，保证低能量启动。

2.6 冷冻机蒸发器结垢故障

一般情况下在冷冻机投运半年后，冷冻机蒸发侧及管路内壁都发现白色结晶体，这些白色的结晶到底是什么呢，是从哪里来，如何可以防止其生成。因此，我们对结晶体进行了化学检验，经过化学检验后发现其中主要的是一些离子化合物，其中的化学元素包括钙、镁、氯元素。这些物质在机器内不会发生溶解或者是变质，只是在不断的堆积，从而造成了堵塞，阻碍了机器的正常运行。这种情况会造成蒸发压力过低，导致保护系统频繁的跳闸，温度升高，当高温下系统就没有办法长时间的运作，机器的寿命也变短。

图2 冷冻机故障图

而根据水中析出的晶体可以看出，其颜色呈白色，根据检查表明其中的白色晶体为氯化锌，这种物质在水的温度越低时溶解性越差，而且这种物质有毒，人在检查的时候要注意带有安全的防护措施，保护自身安全。而这种溶解度低的物质往往会造成通道和管路的阻碍，从而减少了冷冻水量，另一方面也降低了蒸发压力，这样会引起冷冻机汽化不完全时提前吸人压缩机内，致使压缩机内部温度降低，严重时可能会使机器损坏。面对这种情况时要通过化学原理对管路进行清洁，可以采取酸解反应。可以用盐酸进行稀释反应，安装一个回流装置，让盐酸与氯化物进行反应。经过一段时间后，白色晶体就会被溶解掉。这种方法相对而言比较繁琐，而且反应的时间也较长，效率可能会有点慢。目前，可以采用了离子静电水处理器，这种新型的方法在很大的程度上改变了原有方法的工作效率，而且各个方面的性能也得到了改善。不仅可以达到防垢、除垢、杀菌、灭藻防腐蚀的效果，其操作简单，安全系数高，使用寿命高，节约能耗，免用化学药剂，且具有环保效果。