换流站阀厅空调冷水机组蒸发器泄漏原因分析与优化改进措施的研究

［摘 要］换流站阀厅的稳定性关系到电网的正常运行，然而，阀厅空调冷水机组的蒸发器经常出现泄漏现象，对阀厅的运行稳定性构成威胁。文章对换流站阀厅空调冷水机组蒸发器泄漏原因进行了分析，发现蒸发器泄漏的主要原因在于制冷系统管道设计不合理及维护保养不到位。针对这些问题，提出了相应的优化改进措施，如优化管道设计，减少机械应力及强化设备维护保养，及时更换或修复磨损部件。实施优化改进措施后，冷水机组的稳定性明显提高，阀厅运行效率也得到了提升。

［关键词］换流站阀厅；冷水机组蒸发器；泄漏原因；设备维护保养；优化改进措施

［中图分类号］TM76 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）05–0090–03

1 换流站阀厅空调冷水机组蒸发器概述

1.1 冷水机组蒸发器的重要性和作用

冷水机组蒸发器是空调系统中的关键组件之一，负责冷却循环介质并将热量释放到空气中。其主要作用是将制冷剂从液态转化为蒸汽态，吸收室内热量并进行热交换。蒸发器的运行状态直接影响整个空调系统的制冷效果和正常运行。

1.2 冷水机组蒸发器泄漏现象的特点

对换流站阀厅空调冷水机组蒸发器的运行数据进行统计和分析，可以发现蒸发器泄漏现象的一些普遍特点。例如，常见的泄漏位置集中在蒸发器管道接口处，包括进出口管道、冷凝器与蒸发器的连接处等。另外，泄漏现象在机组高负荷运行时更加明显。

2 冷水机组蒸发器泄漏原因

2.1 冷水机组制冷系统管道设计问题

由于换流站阀厅空调冷水机组蒸发器在整个冷水制冷系统中的关键作用，其运行状态直接影响着冷水机组的制冷效果和能耗。在运行中，经常出现蒸发器泄漏现象，严重影响了冷水机组的内部运行环境，甚至可能导致系统停机报警。冷水机组制冷系统管道设计存在问题被认为是造成泄漏现象的主要原因之一。

从数次的故障停机维修经验可知，泄漏的位置一般都集中在连接管道的接口处，其原因可能是因为在设计时缺乏必要的应力分析，具体如下。

（1）在正常运行中，由于冷媒在管道中的流动会使管道产生一定的振动，这些不断堆积的振动对于管道接口的紧固件造成了较大的压力，如果承受压力超过了其设计值，就有可能造成接口的松动，从而导致泄漏。

（2）制冷系统的管道布局设计也存在一定问题，没有充分考虑到设备在运行中可能发生的位移和温度变化对于制冷系统的影响，由此可能发生管道内应力超过设计值的情况，导致管道材料的机械性能下降，进而导致系统泄漏。

2.2 机组维护保养工作存在的问题

机组维护保养工作在一定程度上是决定冷水机组蒸发器泄漏是否会发生的关键环节。若机组维护保养工作质量低下，不仅可能导致冷水机组蒸发器的泄漏，还可能引发一系列机械故障，从而对换流站阀厅的整个运行状态产生负面影响。机组维护保养工作存在以下问题。

（1）维保人员对机组蒸发器缺乏专业知识。维保人员对蒸发器的组成部分及其操作原理了解不足，导致在维修和保养过程中通常无法定位故障根源，或者在调整机组时未按正常操作程序进行。

（2）忽视保养记录。虽然保养记录是维保工作的一部分，且对保障设备正常工作防止故障具有重要作用，但部分维保人员在完成工作后，会忽视记录工作，从而导致在未来出现问题时，对故障源的查找难度增大，且可能重复错误。

3 冷水机组制冷系统中换热器铜管腐蚀问题的原因

通过对铜管腐蚀泄漏点进行宏/ 微观检查、化学成分分析及扫描电子显微镜检查等方法可知，铜管腐蚀最主要的原因是制冷系统中的碳钢材料与酸化的乙二醇溶液反应，产生铁离子与换热器的铜管发生电化学反应，导致腐蚀穿孔泄漏。对制冷系统的乙二醇腐蚀机理进行归纳，在使用缓蚀剂的基础上根据腐蚀机理提出乙二醇充注及pH值定期检测监控的防护措施，对后续的使用风险管控具有一定借鉴意义。

在试验设备中取样乙二醇溶液，观察溶液中有大量的棕黑色沉淀物。为进一步对腐蚀产物进行确认，对系统乙二醇载冷剂溶液按HJ84—2016 和GB/T30902—2014标准进行离子浓度分析。测试结果显示，系统中乙二醇溶液主要的离子为铁、锌、氟、硫酸根、硝酸根等。测试乙二醇溶液pH 值为5.33，呈弱酸性。根据腐蚀产物分析的结果，可确认铜管腐蚀穿孔主要是铁离子腐蚀导致。

4 冷水机组蒸发器泄漏防治的优化改进措施

4.1 制冷系统管道设计的优化措施

（1）管道材质的选择。尽管更为耐用的不锈钢材质有着显著的防腐蚀性，但其高昂的价格会增加设备维护的经济负担。通过选择具有适当防腐性和足够强度的合适材料，如铜或其合金，可以在保证管道强度和防腐性的基础上降低整体维护成本。

（2）为了实现冷水机组蒸发器的持久、稳定运行，应引入先进的制冷技术和设备，提高制冷效率，降低运行过程中的异常损耗。

4.2 机组结构设计和维护保养工作的强化措施

在冷水机组蒸发器泄漏防治的优化改进措施中，强化机组结构设计至关重要。针对蒸发器泄漏问题，可以采取以下措施：①对蒸发器材质进行优化选择，采用耐腐蚀、高强度的新型合金材料，以提高蒸发器的整体强度和耐久性。同时，对蒸发器内部结构进行精细设计，优化管道布局，减少应力集中区域，降低因应力腐蚀导致的泄漏风险。②加强蒸发器的密封性设计，采用高性能的密封材料和结构，确保蒸发器在运行过程中不会发生因密封不严导致的泄漏问题。③增设泄漏检测装置，实时监测蒸发器的运行状态，一旦发现泄漏迹象，立即采取措施进行处理，防止泄漏问题扩大化。④对机组整体结构进行优化设计，提高机组的稳定性和抗振性，减少因机组振动导致的蒸发器管道松动和泄漏问题。通过以上措施的实施，可以有效强化冷水机组蒸发器的结构设计，提高蒸发器的可靠性和耐久性，为冷水机组的稳定运行提供有力保障。

加强机组的维护保养工作，能够有效地控制和减轻泄漏问题的发生，具体措施如下。

（1）制订和实施严格的维护保养程序。安排专门的维保人员定期对冷水机组进行细致的全面检查，包括观察设备外观的洁净状况，排查设备内部的杂物，检测泵等电子元件的运行状况，听取运行噪声，审定管道、接口的密封性等。

（2）加大维保人员的培训力度和频次，建立一套科学合理的人员上岗流程。维护保养工作的疏漏通常源于操作人员的技术水平和意识程度的欠缺，通过强化技术和规程培训，使维修人员充分掌握各种设备的性能特点，熟悉各种可能的故障和处理手段，熟悉系统理论和实际运行的差异，这样才能更加精细和科学地开展维护保养工作，避免不必要的问题发生。

（3）制订合理的备件管理制度。由于设备在运行中不可避免地会产生一定的磨损和劣化，及时地更换备件是保证设备正常运行的关键之一。备件的采购、保管和更换对于维护保养工作的顺利进行极为重要。使用先进的检测设备和方法，配备专业的维护保养人员，不仅可以提高检测效率，减少漏检的可能，也是提前发现和预防重大故障的保障。

4.3 对优化改进措施效果的预期

（1）通过优化管道设计，增加阀门、增强管道承压能力、重新设计管线走向等方式，能有效改善冷水机组蒸发器的工作环境，降低因为不良的工作条件引发的泄漏风险。合理的管道设计还能提高管道使用寿命，减少过高的维护压力。

（2）强化机组维护保养工作，提高日常操作和维护中发现问题和解决问题的及时性。在日常维护中实施更严格的检查机制，可以发现隐藏的、潜在的问题，提前进行修复，消除故障隐患，防止问题扩大。在保养中制订更严的保养规程和标准，并且提出切实可行的定期保养计划，可以从根本上提高机组的运行效率和延长使用寿命。

5 结束语

综上所述，通过优化管道设计及强化设备维护保养等改进措施，可提高冷水机组稳定性与阀厅运行效率。现阶段的改进方案虽然取得了一些成果，但仍存在诸如改进措施具体实施效果无法持久、维护保养难度大等问题，需要人们未来更深入地研究维护策略，精细化操作方案，减少泄漏事故，为我国电力系统的稳定运行提供支持。

参考文献

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