水冷式冷水机组常见故障原因及处理与维护

程绪平

（滁州广钢气体有限公司，安徽滁州 239000）

0 引言

水冷式冷水机组主要由压缩机、冷凝器、热力膨胀节流阀、蒸发器及仪电控制系统等组成。其工作原理是：压缩机吸入来自蒸发器的低温低压制冷剂气体，压缩成高温高压气体，经压缩机出口油分离器进入冷凝器等压冷凝成液态冷媒，再经热力膨胀阀节流膨胀到低压，低温低压的液态冷媒，在蒸发器中吸收冷冻水的热量，重新变成气态冷媒，气态冷媒再经管道重新吸入压缩机开始新的循环。即：制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发4 个基本过程完成一个制冷循环。

在空分成套设备中，冷水机组是预冷系统的重要组成部分，用来进一步冷却低温冷冻水，降低空冷塔出口气体温度，稳定进入分子筛吸附器的空气温度与含水量。因此，如果冷水机组出现故障，将直接影响空分设备的安全稳定运行。

1 压缩机过载保护

原因分析：①压缩机电机电源电压过高或过低；②过载元件故障或过载保护器整定值不合理；③排气压力过高。

处理措施：当机组出现过载保护联锁停机后，应首先查看机组运行记录，确定压缩机过载的原因后，再进行相应的处理。

2 压缩机无法加载

原因分析：①冷水机组润滑油黏度过高；②热力膨胀阀毛细管、容调电磁阀阻塞或卡住。

处理措施：①运行前油加热器至少通电加热8 h 以上，油温最低达到23 ℃以上；②清除毛细管、电磁阀内杂物，检查油路过滤器是否阻塞。

案例：2006 年10 月，浙江一空分车间员工在清理设备卫生时，将热力膨胀阀毛细管拉断，感温包内制冷剂全部泄漏，热力膨胀阀关闭，压缩机停机后无法启动加载。更换热力膨胀阀后，启动机组运行正常。

3 冷凝压力过高

冷凝压力过高通常会使排气温度升高，甚至使压缩机过载。

原因分析：①冷却水量不足；②冷却水温度过高；③冷凝器水通道结垢；④制冷剂充注过量。

处理措施：①检查冷凝器冷却水进出口阀，确保阀门全开；检查冷凝器列管是否有堵塞，清理堵塞物；②检查冷却水温是否过高，特别是在夏季环境温度较高时，要确保凉水塔风机运行正常；③由于水垢的导热系数较低，为避免冷凝器内结垢，应加强冷却水池的灭藻剂、阻垢剂等药剂的加药工作；④制冷剂充注过量，压缩机将长期处于过负荷状态，应放出部分制冷剂，将冷凝压力调至1.2～1.8 MPa 的标准范围。

案例：2009 年7 月，浙江绍兴某公司空分车间冷水机组过载联锁停机。经检查机组电气部分没有故障，是冷媒高压过高导致过载保护，冷凝器进出水阀处于全开状态。进一步检查发现，循环水泵过滤器有破损，水池的凉水塔填料碎片等进入冷水机组冷凝器，堵塞了部分铜管入口，加之夏季环境温度较高，极大地影响了冷凝器的换热效果。清除冷凝器内的填料碎片，并更换循环水泵过滤器滤网，再次启动冷水机组运行正常。

4 冷凝压力过低

冷凝压力低的情况通常发生在冬季，因环境温度低造成冷却水温过低，或因冷却水量过大、制冷剂不足等。

冬季环境温度较低时，在保证空压机冷却器等的冷却水温情况下，可适当停运一两台凉水塔风机，或适当关小冷却器进出口水阀，将冷凝压力调整至正常范围。制冷剂不足，应适当添加制冷剂。

5 蒸发压力过低

机组正常运行时蒸发压力为0.3～0.5 MPa，低压保护为0.2 MPa。蒸发压力过低，则压缩机吸气量少，制冷量不足，压缩机电机散热不良。

原因分析：①制冷剂不足或热力膨胀阀供液量过少；②制冷剂干燥过滤器堵塞；③冷冻水进水温度低或水量过少；④润滑油分离不完全。

处理措施：①添加制冷剂或调整热力膨胀阀供液量，将蒸发压力调整至正常范围；②干燥过滤器出口位置有结霜现象，说明过滤器存在堵塞。这个现象通常伴随着蒸发压力过低以及蒸发温度与冷冻水出水温度的温差增大，应及时更换制冷剂干燥过滤器；③调整冷冻水的进水温度及水量，检查蒸发器有无低温垢。当蒸发过低而冷冻水出水温度偏高时，一般是冷凝器凝结低温垢所致；④压缩机的排气中难免会带出少部分润滑油，当压缩机的排气进入油分离器后，由于沉降及筒体的截面积增大而使气体流速降低，同时又改变流向，将油从高压气体中分离出来，流回进压缩机。制冷剂与润滑油虽为互溶的溶液，但混合溶液特性偏离纯制冷剂的特性，因此制冷剂中混合入过多的润滑油将使冷水机组的换热能力降低进而降低制冷量。此时需检修压缩机出口油分离器，重新填充制冷剂，补充润滑油。

案例：2016 年9 月，河南某公司空分冷水机组蒸发压力过低而联锁停机，但冷冻水出水温度却过高，说明冷冻水没有完全吸收制冷剂产生的冷量，经检查系蒸发器冷冻水低温析晶所致。从机组冷冻水进口加入阻垢分散剂，循环水池增加水处理后，冷水机组运行正常。

6 防冻保护

原因分析：①循环水出口温度设定过低；②循环水出口传感器接线错误；③传感器故障；④冷冻水断水。

处理措施：①调整循环水出口温度设定值；②检查循环水传感器接线；③更换传感器；④查明冷冻水断水原因并处置。

案例：2019 年8 月，安徽一家公司在冷水机组冷冻水入口接阻垢加药装置时，接头折断冷冻水大量外泄，致使机组触发冷冻水量不足防冻联锁停机。

7 结束语

为确保机组长期稳定运行，避免因冷水机组故障而影响生产，务必做好机组的定期维护。

（1）每日定时对机组进行巡检，检查机组各运动部件有无杂声，电机电流、机组绝缘电阻等是否正常，冷凝压力及蒸发压力是否正常。

（2）每周分析机组运行参数记录，检查机组运行性能。

（3）每月检查压缩机润滑油，如油位低于视镜1/2，应及时添加润滑油。

（4）每季度对蒸发器和冷凝器的过滤器进行清洗；结合机组冷凝压力、蒸发压力及冷却器的趋近温度，分析冷凝器和蒸发器的换热效果。

（5）每半年对机组控制柜电源、启动柜和电机等电气接头进行紧固检查；对冷冻油进行理化分析，以便判断机组制冷剂的含水量及酸度，如发现冷冻油乳化，及时更换同牌号的冷冻油。

（6）每年检查冷凝器高压设定值，确保高压开关在1.8～2.0 MPa时动作；检查机组各安全阀及出口接管，发现有生锈、腐蚀、结垢、泄漏等现象及时更换。