WCFX64R型冷水机组吸气压力低及波动故障分析

WCFX64R型冷水机组吸气压力低及波动故障分析

陈先海刘华锋孙朋唐磊

福建宁德核电有限公司355200

摘要：通过对顿汉布什WCFX64R型双螺杆水冷式制冷机组经常出现的吸气压力低及波动故障乃至报警停机的缺陷的案例进行分析研究；主要描述了制冷机组吸气压力调节过程中所表现的主要故障现象、并针对这一故障进行了原因分析后提出了相应的对策及措施。通过上述案例的分析研究，可为后续同类型制冷机组吸气压力低及波动等故障的分析及解决提供借鉴。

关键词：冷水机组顿汉布什吸气压力供液调节

1前言

某电站电气厂房冷冻水系统配备烟台顿汉布什生产的WCFX64R型螺杆水冷式制冷机组。电气厂房冷冻水系统是一个封闭式的冷冻水回路，功能是为主控制室空调系统、电气厂房主通风系统、电缆层通风系统提供所需的冷冻水。

吸气压力过低故障即蒸发压力过低故障，在制冷系统中是常见故障之一，各种机组导致该故障的原因均大同小异，而顿汉布什WCFX64R型冷水机组的吸气压力低及波动故障具有典型性，以下将主要分析美国顿汉布什冷水机组产生该故障的主要原因及排除方法。

2设备和故障说明

WCFX64R型螺杆制冷机组名义工况制冷量为1285.8kW，制冷剂为R134a，总输入功率为320kW，带3台立式全封闭无级调节双螺杆压缩机，满液式蒸发器。节流机构为调制马达与节流球阀组合而成，由马达驱动球阀动作，以调节供液量。

制冷系统在运行时可分高、低压两部分。高压段从压缩机的排气口至节流阀前，这一段称为排气压力，排气压力近似等于冷凝压力。压缩机的吸气口压力称为吸气压力，吸气压力接近于蒸发压力，两者之差就是管路的流动阻力。压力损失一般限制在0.018Mpa以下。压缩机吸气压力过低，导致低压保护继电器动作。压缩机吸气压力反映的是蒸发压力，对于制冷剂R134a，正常值一般在250~350kPa，保护值设定为180-200kPa。吸气压力低，则回气量少，制冷量不足，造成电能的浪费，对于回气冷却的压缩机马达散热不良，易损坏电机。

3吸气压力低原因分析和处理

制冷系统运行时，其吸气压力与蒸发温度及其制冷剂的流量有着密切关系。吸气压力低于正常值，其产生低压故障的因素有供液不足、制冷剂不足、换热不良等，具体对于顿汉布什的WCFX64R型水冷机组而言，有以下主要原因和排除方法：

3.1电气故障引起误报：由于低压保护继电器受潮短路、接触不良或损坏，单元电子板受潮或损坏，通信故障引起的误报。这需要首先检查、判断和排除。

3.2蒸发器供液不足：顿汉布什冷水机组采用的是满液式蒸发器，其节流装置采用的是调制马达控制式供液球阀来实现节流，而调制马达的动作又取决于安装在蒸发器上的液位传感器，所以供液不足我们需要检查供液球阀是否正常动作。如果供液球阀没有动作，说明液位传感器或调制马达出现问题。首先我们可以检查调制马达：检查控制电路是否要求调制马达处于关闭状态，如果没有，检查调制马达的动作情况，依次拔出调制马达与液位传感器的任意一根信号线，观察调制马达的动作，调制马达如果能按照设定开度动作，说明调制马达可以正常工作；接下来我们可以检查液位传感器，拔出液位传感器，测量每一节电阻与钢簧管是否完好，以确认液位传感器是否损坏。根据以上的检查可以判断顿汉布什冷水机组蒸发器供液不足的原因并解决。

3.3制冷剂充注量不足：这是常见的一种故障原因。在顿汉布什冷水机组中我们只要观察机组冷凝器至节流球阀间的供液视镜即可判断。机组供液视镜如果在任何负荷情况均为清晰(即为满液)，可以认为机组制冷剂充足；反之，机组在任何负荷段供液视镜能观察到液体有流动液面或有气泡，则机组缺少制冷剂，需适量充注制冷剂，直至供液视镜清晰(即为满液)。

3.4蒸发器水侧结垢：蒸发器堵塞，换热不良，制冷剂不能蒸发，其危害与缺水一样，不同的是表现为进出水压力差变大。排除其它几项故障原因后，我们在高负荷下检查制冷剂饱和温度之差，若温度差值超过清洁值的4°F，即实际蒸发压力对应温度与饱和蒸发压力对应温度值偏差较大，我们认为蒸发器结垢，需要清洗蒸发器管束来解决该问题。

3.5冷冻水流量不足：故障原因产生多为冷冻水系统管路存在空气或冷冻水泵、管路阀门及管路过滤器工作不正常。检查冷冻水系统，确保冷冻水流量充足。我们可以通过观察冷冻水系统进、出水压力表来判断，如果压力表指针不规则擅抖，我们则认为水系统管路空气过多，因为冷冻水是封闭式水系统，管道内的空气需通过装置排空方能排除；如果压力表指示的压力不正常，我们要检查冷冻水泵、阀门及过滤器，排除不正常因素，保证它们的正常工作。

3.6系统中油过多：顿汉布什冷水机组系统中油过多将严重影响机组的正常运行，油过多将会影响蒸发器的热交换效果，且油在蒸发器将影响液位传感器的正常动作，顿汉布什冷水机组的回油，是利用油的比重比制冷剂液体轻，浮在制冷剂液体表面，然后通过机组吸、气压差将油通过回油管路引射至压缩机内，如果蒸发器液面高了或低了都将导致回油不正常；油一但留在蒸发器内了，随着制冷剂的蒸发产生很多油泡沫，可以从蒸发器的观察镜中看到。这时，液位传感器会以为液面高了，而控制调制马达关小，导致供液不足。我们从需要调节调制马达的开度，使蒸发器液面在最佳回油位置，一般认为机组高负荷时能从蒸发器第一排铜管以下看到制冷剂液面为最佳回油位置，如此观察一段时间后，直至蒸发器液位正常，能正常回油即可。

4吸气压力波动原因分析和处理

WCFX64R型制冷机组液位调节原理图如下：

如上图所示，调制马达与液位传感器为一套自适应的控制系统，调制马达为执行机构，液位传感器为测量机构，机组供液控制系统由调制马达+供液球阀+液位传感器组成。当液位传感器白黑之间电阻值增大时机组趋向于关闭马达致使机组液位降低，而当白红之间电阻值增大时机组趋向于打开马达致使机组液位升高。机组运行时液位传感器通过液位浮球位置的高低分别改变白黑和白红之间的阻值，进而控制马达的关闭和找开。最终将液位调整在一个合适的范围内。

机组的供液控制方式可靠性直接影响机组稳定性，主要表现在：

---调制马达与供液球阀的原始定位不匹配；供液球阀来回调节，液位忽高忽低，短时间无法达到平衡，导致吸气压力波动。需要在安装时作好调试和标记，防止因定位偏差产生吸气压力波动的故障。

---传动机构夹板组件磨损；供液球阀来回调节，液位忽高忽低，短时间无法达到平衡，导致吸气压力波动。应定期检查夹板组件磨损情况，更换或换型为更可靠的连接。

---马达/供液球阀就地开度与实际需求开度指令不一致。由于系统流量和热负荷不稳定，遇特殊工况产生的负荷波动（比如下游风机切换/自动调节水阀动作），蒸发器供液会陷入振荡调节期，供液球阀来回调节，短时间无法达到平衡，导致吸气压力波动。

对于机组吸气压力波动的长效处理机制可以改造，将供液方式改为PLC+电子膨胀阀的控制方案。这种是制冷机组目前常用的供液控制方案，不仅结构简单可靠，而且控制算法由原来的比例算法改为PID算法，加入了积分、微分算法，具有消除静态误差和超前调节的作用；从而优化了机组控制，可以有效地避免这类型故障。

5结论

以上是笔者对顿汉布什WCFX64R型冷水机组的吸气压力低及波动故障一些分析及典型性排除方法，具体操作和最优化处理须根据机组实际情况来决定。

参考文献：

[1]钟文，家电科技-制冷设备-维修.，2005.05

[2]制冷与空气调节技术.北京：电子工业出版社，2008

[3]顿汉布什螺杆制冷机组说明书，2015