30HK115冷水机组氟系统进水事故处理
6000m3/h制氧机配置了1台中美合资上海合众—开利公司生产的30HK115型冷水机组。机组一度频繁出现缺氟现象,后又发生氟系统进水事故。
1.工作原理
30HK115型冷水机组的工作原理如图1所示。该冷水机组用氟利昂R22作为冷媒介质。蒸发器低压的气态R22通过压缩机压缩升压,之后进入冷凝器被冷凝成高压液态R22,通过电磁阀进入蒸发器与冷冻水进行热交换,提供冷量冷却冷媒水后,高压液态R22膨胀汽化成低压气态,再被吸入压缩机压缩,开始下一个循环。
图1
2.事故分析
机组出现低压偏低现象,从机组外部系统各部连接及管路检漏,未找到泄漏点,加氟后继续运行观察。仍出现缺氟现象,由于系统所剩氟量已不多,将该机冷凝器排氟阀打开,排氟卸压后,拆该机组压缩机活门盖时,发现机内有水,继续检查系统其它各部,发现蒸发器氟里昂一侧管束已充满水,冷凝器也同样,而且使3台压缩机电机进水接地。
机组氟系统进水,表明该系统存在泄漏点,且该泄漏点应该在冷凝器、蒸发器这两个系统与冷却水进行热交换的容器内,针对上述两容器进行气密性检漏后,发现冷凝器底部有5根管束泄漏,蒸发器完好。在实际运行中,在冷凝器内压缩机压出的高压(2.0MPa)气态氟与冷却水进行热交换后,被冷凝成高压液态氟,而参与热交换的冷却水一侧压力仅为0.35MPa,由于冷凝器管束存在泄漏点,高压氟会泄漏至低压的冷却水一侧,与该机运行中出现经常缺氟现象相吻合。
该机检修前,氟系统进行排氟降压,压力卸至0.35MPa(冷却水水压)以下时,机组冷却水却未断开,使冷却水从冷凝器进入氟系统,进而造成系统进水事故。
3.解决措施
(1)将该冷水机组与冷却、冷冻水完全断开,拆压缩机所有活门及其轴向端盖,释放存油。断开系统各连接管路。从空分引干燥空气(压力0.5MPa左右为宜),通过加热炉加热至80℃ 左右,分别对压缩机、电机、系统管路、蒸发器、冷凝器等进行热吹除。吹除时,需将电磁阀另接电源,使之处于开启状态,保证系统管路通畅。检测电机绝缘值,必须使其恢复无穷大,热吹除才算彻底。
(2)处理冷凝器泄漏
待上述吹除工作完毕后,将冷凝器泄漏的5根管束两头用锥形紫铜堵头堵死。冷凝器进水区共有55根管束,堵其中5根,仅使其减少9%的冷却面积,对冷却能力影响不大(原机组设计中冷凝器的冷却能力有10%的富裕量)。
4.系统保压和抽真空
将冷凝器系统进出口阀关闭,从其加氟阀处外接氮气源填充至2.0MPa,关闭加氟阀断开气源,保压24h,检验冷凝器的密封性。经确认无泄漏后,安装压缩机活门、冷凝器及蒸发器端盖,恢复所有系统管路连接之后,加氟阀处外接氮气源填充至0.6MPa,对氟系统外部管路及连接处进行检漏,完毕后保压24h,检验系统密封性。
从冷凝器加氟阀处接真空泵对整个氟系统进行抽真空。当真空度达到后持续0.01MPa(720mmHg)后持续10min,关闭加氟阀,断开真空泵。氟里昂填充量约63.5kg,填充完毕后,试机运行,整个冷水机组机体振动很小,系统高、低压及电流负荷值均正常,冷冻效果良好。