氟利昂冷冻机组跳停故障分析与处理

2020-10-30马立洋魏其虎李子永侯守慧傅文亮

氯碱工业 2020年9期

马立洋，魏其虎，李子永，侯守慧，傅文亮

(德州实华化工有限公司，山东德州 253000)

1 设备简介

德州实华化工有限公司采用螺杆式氟利昂冷冻机组冷却氯气进行液化储存，该冷冻机组主要由螺杆压缩机、外置二次油分离器、水冷凝器、过滤器、电磁阀、热力膨胀阀、干式蒸发器、电器控制系统等组成。冷冻机组的工作过程是：由蒸发液化器出来的低温低压氟利昂蒸气进入压缩机，由压缩机变成高温高压气体，排入油分离器，分离气体中的冷冻油后进入氟冷凝器，被流经氟冷凝器的冷却水带走热量，高温高压氟利昂蒸气被冷凝成过冷液体，再经过滤器、电磁阀进入热力膨胀阀节流成低压低温液体进入蒸发液化器；在蒸发液化器内氟利昂不断蒸发，从而使流经蒸发液化器的氯气温度降低，蒸发器内的低温低压氟利昂液体变成低温低压氟利昂蒸气，如此循环。

2 冷冻机跳停故障

螺杆压缩机采用无级增减负荷方式，即0～100%。当冷冻机运行时，调整压缩机负荷以确保出水温度保持在设计要求。每年夏季，由于温度高，当冷冻机出水温度升高时，调高压缩机负荷，直至调到100%运行。运行一段时间后，压缩机报排气压力高而跳停。夏季经常出现这种情况，严重时还会引起系统停车，影响电解装置的安全稳定运行。

3 原因分析

压缩机排出的高温氟利昂蒸气进入氟冷凝器，当氟冷凝器冷源不足时，氟利昂蒸气不能全被冷凝成液体，气体越积越多，造成氟冷凝器压力逐渐升高，导致压缩机排压升高，达到超负荷时即跳停。从故障出现的过程看，冷冻机安装时，对夏天给冷凝器提供水源的温度、流量有一定要求，若循环水温度高，则氟冷凝器的冷量不足，压缩机不能投入100%负荷运转。

4 措施

4.1 从操作上进行改进

当水温高，冷冻机出现排气压力高而跳停时，若确认不是机械故障，应将压缩机锁定在低负荷运转，以减少压缩机的排气量，避免因冷凝器内气体积聚使压力升高而导致压缩机跳停。这种方法只能保证冷冻机不跳停，确保冷冻机组暂时稳定运行，但不能保证整个生产系统稳定运行。要保证整个生产系统稳定运行，必须开多台冷冻机组。而多台机组处于低负荷运转是不经济的，因此该方法不可取。

4.2 提高进冷凝器的水压，提高水的流量

因提高进冷凝器的水压，须对循环水系统水压进行调整，涉及面广，调整困难，因此，该方法不可取，仍保持原水压0.2 MPa。

4.3 对氟冷凝器进行清洗检查

拆开制冷机冷凝器的换热器管板，发现管板处和管束内积垢不多，采用钢丝捆绑棉布对列管进行逐一刮淤，然后采用高压水枪冲洗。在氟冷凝器水进口安装过滤网，防止冷却水中杂物进入冷凝器堵塞管壳而影响换热效果。

4.4 增大氟冷凝器的换热面积

将氟冷凝器换热面积由30 m2增大为45 m2。根据能量守恒定律，Q冷+W=Q蒸(Q冷为氟冷凝器换热量,W为压缩机做功,Q蒸为蒸发器换热量)。当氟利昂机组压缩机做功W满负荷时，适当增大氟冷凝器换热面积，增大氟冷凝器换热量，降低氟利昂温度，提高氟利昂冷冻机组制冷能力，避免氟利昂冷冻机组因氟利昂温度高使排气压力高而跳停。