DEL系統(tǒng)冷水機(jī)組結(jié)構(gòu)介紹和已發(fā)故障的分析及解決

毛海誼　李文越

【摘 要】本文簡要介紹了DEL系統(tǒng)的功能，主要介紹了DEL系統(tǒng)冷水機(jī)組的結(jié)構(gòu)、工作原理及其在秦山二期運(yùn)行期間發(fā)生的重大故障原因和解決情況。

【關(guān)鍵詞】冷水機(jī)組；結(jié)構(gòu)；故障；維修

0 概述

秦山二期DEL系統(tǒng)即電氣廠房冷凍水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的功能是為DVC（主控室空調(diào)系統(tǒng)）、DVL（電氣廠房主通風(fēng)系統(tǒng)）、DVE（電纜層通風(fēng)系統(tǒng)）三個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的冷卻盤管提供7℃的冷凍水，進(jìn)而使電氣廠房和電纜層的溫度穩(wěn)定在技術(shù)規(guī)格書要求的范圍內(nèi)，同時(shí)給主控室操縱員提供舒適的工作環(huán)境。該系統(tǒng)發(fā)生故障后將會導(dǎo)致電氣廠房內(nèi)的溫度升高而最終導(dǎo)致電廠核電機(jī)組的停運(yùn)，因此該系統(tǒng)的正常運(yùn)行和長期可用性對核電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著非常重要的作用。

1 冷水機(jī)組的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 冷水機(jī)組的結(jié)構(gòu)

秦山二期DEL系統(tǒng)冷水機(jī)組采用的是韓國LG公司提供、臺灣生產(chǎn)的王牌螺桿式冷凍機(jī)組，主要設(shè)備有壓縮機(jī)、油分離器、冷凝器、蒸發(fā)器、油過濾器、油泵、電加熱器、能量控制器等。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

1.2.1 正常工況一些主要參數(shù)

1.2.2 保護(hù)參數(shù)

1.3 冷水機(jī)組的工作原理

蒸發(fā)器中的制冷劑（R134a）氣體被螺桿式壓縮機(jī)吸入后，通過電機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)對制冷劑氣體進(jìn)行做功，使其變成高溫、高壓的制冷劑氣體，然后經(jīng)油分離器進(jìn)入冷凝器內(nèi)，在冷凝器中與RRI系統(tǒng)（設(shè)備冷卻水系統(tǒng)）的冷卻水進(jìn)行熱交換，熱量被RRI系統(tǒng)的冷卻水帶走，使制冷劑由氣體轉(zhuǎn)變成液體，經(jīng)過節(jié)流后轉(zhuǎn)變成低溫、低壓的制冷劑液體后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中與經(jīng)過用戶循環(huán)回來的冷凍水進(jìn)行熱交換，將冷凍水中由用戶帶來的熱量帶走，進(jìn)而使冷凍水達(dá)到設(shè)計(jì)要求的溫度值，通過水泵循環(huán)送至各用戶，此時(shí)制冷劑液體由于吸收熱量經(jīng)過蒸發(fā)又重新變成了制冷劑氣體，然后在回到壓縮機(jī)中形成周而復(fù)始的循環(huán)過程。

2 冷水機(jī)組主要故障及維修

2.1 潤滑油壓差低

2.1.1 狀況說明

1DEL002GF在運(yùn)行期間突然跳機(jī)，潤滑油壓差低故障指示燈亮起，即機(jī)組由于潤滑油壓差低而故障跳機(jī)。

2.1.2 潤滑油壓差

潤滑油壓差即油分離器與潤滑油泵輸出端之間的壓差，只有兩者之間達(dá)到一定的壓差，壓縮機(jī)才可以啟動(dòng)并正常運(yùn)轉(zhuǎn)。潤滑油壓差的建立分為兩個(gè)階段：1）壓縮機(jī)啟機(jī)階段 在壓縮機(jī)啟機(jī)之前需先啟動(dòng)潤滑油泵來建立足夠的壓差，當(dāng)壓差大于1.5kg/cm2后油壓開關(guān)ODPS2（僅供壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)使用）動(dòng)作，壓縮機(jī)才啟動(dòng)起來。2）壓縮機(jī)運(yùn)行階段壓縮機(jī)啟動(dòng)后，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后系統(tǒng)建立起足夠的壓力差后油泵停止，油壓開關(guān)ODPS2電路被旁通，同時(shí)油壓開關(guān)ODPS1接入回路中，油壓在壓力差的作用下開始給壓縮機(jī)供油，此時(shí)所說的壓力差即冷凝器中的高壓與蒸發(fā)器中的低壓之差。在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，如果系統(tǒng)壓力差降到3.5kg/cm2以下時(shí)，油壓開關(guān)ODPS1就會跳開，進(jìn)而使電機(jī)失電停止而觸發(fā)機(jī)組跳機(jī)。

2.1.3 原因分析

通過上面對潤滑油壓差的分析介紹可知，機(jī)組在運(yùn)行期間油壓是靠系統(tǒng)壓力差來建立的，潤滑油壓差低即高低壓之間的壓差降低。機(jī)組低壓主要與機(jī)組內(nèi)部制冷劑的多少及機(jī)組負(fù)荷有關(guān)，而機(jī)組高壓通過設(shè)冷水管路上的球形調(diào)節(jié)閥1/2DEL200/201VN開度的大小來調(diào)節(jié)的，而調(diào)節(jié)閥的開度又與調(diào)節(jié)儀1/2DEL001/002MP的設(shè)定值有關(guān)，當(dāng)冷凝器壓力大于設(shè)定值時(shí)調(diào)節(jié)閥就會開大，設(shè)冷水流量就會增加將會帶走更多的熱量使制冷劑的壓力降低進(jìn)而使機(jī)組高壓降低，當(dāng)冷凝器壓力低于設(shè)定值時(shí)調(diào)節(jié)閥就會關(guān)小，設(shè)冷水流量就會減少帶走的制冷劑熱量就會減少，使機(jī)組高壓緩慢升高。因此可以說系統(tǒng)壓力差降低主要與機(jī)組高壓有關(guān)。

2.1.4 解決措施

通過上面的分析可知，導(dǎo)致此次潤滑油壓差低跳機(jī)的主要原因?yàn)闄C(jī)組高壓過低所致，為此將調(diào)節(jié)儀1DEL002MP的設(shè)定值有7.5bar調(diào)高至8.7bar，此時(shí)高低壓之間的壓力差有原先的3.5kg/cm2升高到現(xiàn)在的5.0bar左右，調(diào)整后機(jī)組運(yùn)行正常，至今未出現(xiàn)過因潤滑油壓低而跳機(jī)的故障。

2.2 壓縮機(jī)排氣溫度和潤滑油溫度偏高

2.2.1 狀況說明

2DEL002GF冷水機(jī)組由于電機(jī)溫度高更換過電機(jī)后，啟機(jī)再鑒定過程中檢查發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)排氣溫度、油箱溫度偏高，同時(shí)該機(jī)組一直處于加載狀態(tài)，且電機(jī)電流持續(xù)高達(dá)310A，屬于異常運(yùn)行狀態(tài)。后來經(jīng)過機(jī)械人員和廠家技術(shù)支持人員認(rèn)真仔細(xì)的檢查分析后認(rèn)為出現(xiàn)此異常狀態(tài)的主要原因?yàn)橹评鋭┳⑸溟y故障。

2.2.2 制冷劑注射閥

制冷劑注射閥的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖3和圖4。

制冷劑注射閥是根據(jù)壓縮機(jī)排氣溫度的高低來改變閥門開度的大小，進(jìn)而控制注入壓縮機(jī)中制冷劑的量，最終是壓縮機(jī)的排氣溫度穩(wěn)定在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。其工作原理為感溫包感知壓縮機(jī)排氣溫度，在一定溫度的作用下毛細(xì)管內(nèi)的氣體會產(chǎn)生一定的壓力，作用于熱力元件上后產(chǎn)生一定的作用力，此作用力將克服調(diào)節(jié)彈簧的彈力來控制閥門開大或關(guān)小，進(jìn)而控制制冷劑注入壓縮機(jī)的數(shù)量。制冷劑注入冷卻示意圖如圖5。

制冷劑注射閥故障后，制冷劑將不能及時(shí)有效的注入壓縮機(jī)內(nèi)對排氣進(jìn)行冷卻，在壓縮機(jī)不斷的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中將會使排氣溫度不斷的升高，在壓縮機(jī)內(nèi)部體積不變的情況下排氣溫度升高其排氣壓力也會跟隨著升高，進(jìn)而造成壓縮機(jī)處于滿載甚至過載運(yùn)行狀態(tài)，其最終將會造成壓縮機(jī)及電機(jī)的軸承損壞。

2.2.3 解決措施

通過以上的分析介紹可知，造成此次壓縮機(jī)排氣溫度和潤滑油溫度偏高的主要原因是制冷劑注射閥故障，為此機(jī)械檢修人員將該閥更換后啟機(jī)進(jìn)行在鑒定試驗(yàn)，潤滑油溫度最高58℃，之后溫度在52℃，電機(jī)電流最高287A，之后跟隨著壓縮機(jī)負(fù)荷的波動(dòng)而波動(dòng)，電機(jī)軸承溫度60℃，該機(jī)組運(yùn)行正常。

3 結(jié)束語

本文通過對DEL冷水機(jī)組產(chǎn)生的主要故障進(jìn)行分析，找到了故障的根本原因并成功解決了問題。檢修工程師應(yīng)掌握設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理的一定理論基礎(chǔ)，本文的工程經(jīng)驗(yàn)有利于提高檢修人員對韓國LG王牌螺桿式冷水機(jī)組的認(rèn)知并提高檢修水平。

【參考文獻(xiàn)】

[1]DEL系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊[S].核工業(yè)第二研究設(shè)計(jì)院.

[2]DEL系統(tǒng)冷水機(jī)組安裝運(yùn)行維護(hù)手冊[S].韓國LG公司.

[責(zé)任編輯：田吉捷]