一、离心 冷水机组的组成

离心 压缩机工作原理:通过吸气室将要压缩的气体引入到叶轮,叶轮吸入的气体在叶轮叶片的作用下跟着叶轮做高速旋转, 气体由于受离心力的作用以及在叶轮里的扩压流动而提高其压力和速度后引出叶轮周边, 导入扩压器;气体从叶轮流出后, 具有较高的流速,为充分转化这部分速度能,在叶轮后面设置了流通截面逐渐扩大,把速度能转化为压力能, 以提高气体的压力,扩压后的气体在蜗壳里汇集起来后被引出机外。

蒸发器工作原理: 来自 膨胀阀出口处的 制冷剂经蒸发器底部入口进入 换热器壳程内, 吸热汽化, 带走管程内流动的冷水放出的热量,从而获得我们所需要的冷量。

冷凝器工作原理:将压缩机出口高温高压的气态制冷剂冷却成低温的液态制冷剂。冷凝器内部装有一个独立的过冷器, 用以增强制冷效果。


容量控制:冷水机组的主要部件是按满负荷制况量来选定的, 因此,容量控制的目的是要维持蒸发器的况冷水出口温度恒定。当负荷变化时,可以有位于压缩机叶轮进口处的导流叶片来调节。

二、离心冷水机组常见故障

1、低压报警
冷冻机组运行过程中发生制冷能力下降现象,后触发冷机低压告警,机组外部检漏正常,采用肥皂水溶液涂抹到怀疑有渗漏的部位,冷凝器、压缩机、蒸发器之温度 传感器、压力变送器、维修角阀、安全阀等丝扣连口及其它部位,未发现漏点,怀疑蒸发器内有泄漏,打开端盖查漏,确认为冷机蒸发器发生泄漏。

【问题解决】补漏方法:找出泄漏的管子,作好标记,维修时抽出旧换热管,更换新管后在端板处进行胀管,再进行检漏和气密试验;如果泄漏的管子比较少,也可用堵头将该 铜管两端堵死。现场考虑只有一根铜管泄漏,就在该铜管两端进行了封堵,经查漏、抽空重新加注制冷剂调试后,冷机恢复正常运行。


2、低流量报警
冷机运行中,突然发生低流量告警,导致冷机停机,制冷中断,尝试消除故障,发现低流量告警故障一直存在,冷机无法开启。现场检查 水泵运行情况、冷机阀门开启情况和流量情况,均正常,而流量开关触点始终呈现开路,无法闭合,怀疑流量开关存在问题。

【问题解决】现场停泵,关闭流量开关两端阀门,拆卸流量开关,发现靶式流量开关已经折断损坏,更换流量开关后,冷机正常开启和运行。


3、高压报警
冷机运行过程中发生高压故障停机,复位后重新开机,不久又触发高压停机,停机前冷机伴有严重喘振现象,维护人员反映停机前发生多次较严重喘振现象。复位后开机,发现冷凝温度偏高,运行过程中有多次喘振现象,通过咨询了解,冷机负荷率80%时,冷却水温进33℃,出37.5℃,水温偏高,检查小温差为6℃,严重偏大,对应冷凝温度为43.5℃,根据上述数值判断,冷机高压原因为冷凝不良和小温差过大。

【问题解决】现场先进行冷机保养,更换了 冷冻油和过滤器;再进行 冷却塔维护,更换调整 风机皮带,调整风车倾角角度,对冷却塔填料和冷却塔水盘进行清洗维护,更换冷却塔部分填料,并进行水质处理;之后拆洗 水系统管路上所有的过滤器,系统投入运行,冷却水温进29.1℃,出34.5℃,冷机小温差也只有1℃,喘振和高压现象消失,系统恢复正常运行。


4、冷却水低流量报警
某冷机运行过程中,一台冷机的冷却水发生低流量控制器动作,冷机停止工作。发生流量告警故障,一般常见原因:水泵工作发生异常、过滤器堵塞导致的低流量,也可能是流量控制器故障或者设置值异常。现场检查,发现水泵运行正常,两端阀门工作正常,但Y形过滤器两端压差异常,明显偏大,判断为Y形过滤器堵塞。

【问题解决】停水泵,关过滤器两端阀门,泄压后对过滤器进行拆卸,发现过滤网上有脏污导致堵塞,清洗重新安装后,开启冷却水泵,冷却水流量恢复正常,流量开关无告警,冷机正常工作。

5、冷机COP偏低
离心机组COP偏低的原因,常见问题有冷机负荷率偏小,设备性能老化等,冷机和冷却塔效率偏低导致冷却水回水温度偏高等。现场检查,每台冷机制冷量为2037kW,而实际每台冷机供冷量只需要1500kW,低负载率导致了低效率;另外一个原因是设备性能老化,机组长时间运行中,冷却水质处理不及时,冷机和冷却塔换热效果较差,导致效率降低。

【问题解决】现场对冷机和冷却塔进行清洗,并进行水质维护;也对冷机工况进行调整,补充部分制冷剂,正常维护后,冷机COP达到5.3左右,恢复到额定值。

6、喘振
离心式冷水机组中的喘振是一种不稳定的运行状态,通常发生在压缩机流量低于设计最小值时。这种现象在离心式压缩机中尤为常见,因为这类压缩机是依靠高速旋转的叶轮来提高气体的压力和速度。喘振不仅会导致冷水机组的效率急剧下降,而且还会对压缩机和其他组件造成物理损害,比如轴承、密封件以及叶轮本身。此外,喘振还可能引起控制系统失效,影响整个制冷系统的正常运行。

【问题解决】
旁通控制:设置旁通阀,当压缩机流量降至临界值时,部分气体通过旁通管路返回到压缩机入口,维持最小流量。
变速驱动:使用可变频率驱动(VFD),根据实际需求调整压缩机转速,避免进入喘振区域。
多级压缩:采用多级压缩可以改善压缩机的稳定性,因为在每一级压缩之后都有机会进行扩压和冷却,降低了每级的压缩比。
优化系统设计:合理设计蒸发器和冷凝器,确保足够的换热面积和良好的传热性能,减少冷凝器积垢和蒸发器蒸发温度过低的问题。
监控与预警:安装传感器监测压缩机的运行参数,一旦检测到接近喘振条件,自动调整运行状态或发出警告信号。