螺杆冷水机组干式蒸发器的泄漏原因及处理对策

江波

（浙江昱辉阳光能源有限公司六厂)

螺杆冷水机组干式蒸发器的泄漏原因及处理对策

江波*

（浙江昱辉阳光能源有限公司六厂)

对4台干式蒸发器的运行状况进行了分析，得出物理摩擦对紫铜换热管的损伤是造成蒸发器泄漏的直接原因。给出了处理措施和防护对策，收到了较好的效果。

干式蒸发器 换热管 泄漏 对策 冷水机组 紫铜管

0 概述

某公司公用系统有4台螺杆冷水机组，型号为RSW-500-2，制冷量为1760 kW，为生产车间提供冷冻用水。自2011年3月投用后，该机组运行状况一直正常。2013年2月该公用系统进行了管道改造，改造后4台机组重新投运。但是自4月份起，4台机组均出现了机组系统内压力偏低，管程介质中含水，最严重时还造成了压缩机内进水而被迫停机。机组配置的干式蒸发器规格为Ø560 mm× 4100 mm。蒸发换热管规格为Ø12 mm×3600 mm (800根)，材质为T2紫铜管，管程运行介质为R22，设计温度38℃，工作压力＜1.4 MPa；壳程材质为Q235-B，壳程运行介质为纯化水（RO），设计温度38℃，工作压力＜1.0 MPa。打开蒸发器两端端盖后，用压缩空气查漏，发现干式蒸发器的换热管均有不同程度的泄漏，每台蒸发器均有2～7根换热管泄漏。

1 泄漏原因分析

观察管板，未有明显腐蚀现象，蒸发管胀口周围平整，胀接口未见缺损（见图1）。在通气加压查漏过程中，发现气体从管中冲出，胀接口处并无气体逸出，泄漏管主要靠近进出水管端一侧。任意抽取一根泄漏换热管，发现有一泄漏点，其孔洞直径约4 mm，孔洞边缘无腐蚀残留迹象。整根管子平直无明显变形，但管外壁上有几道轴向划痕（见图2）。将换热管纵向剖开，洗净后观察其内壁，也未见有腐蚀坑。同时对壳程内的存水进行水质测试，水质正常。因此初步判断此孔洞非腐蚀造成。

图1 蒸发器管板

图2 换热管泄漏点

打开壳程出水端管法兰，从管口处发现在换热管间夹有较多的颗粒物，取出后判断是焊渣。T2紫铜管具有优良的导电性、导热性、延展性和耐腐蚀性，低温强度好，所以常用于制造换热设备（如冷凝器、蒸发器等），但是为确保最佳的换热效果，一般在满足强度的条件下，T2紫铜管的壁厚都取得较薄，这4台螺杆机组干式蒸发器的T2紫铜管壁厚仅为1.2 mm。

综上所述，蒸发器泄漏的主要原因是焊渣随水流对换热管外壁形成间歇性或持续的摩擦冲刷，使得换热管受损，当划痕积累到一定程度，便造成管壁破损，蒸发器发生泄漏。此时，因管外水压大于管内蒸发压力，水便窜入蒸发管内，影响液相R22蒸发，蒸发压力下降。当进入蒸发器内的水积聚到一定量时，易被带入到压缩机头，对设备造成严重危害。

2 解决办法和预防措施

(1)因泄漏的换热管未达到蒸发总管的10%，所以采用堵管的方法进行消漏，再通过保压法确认泄漏点消除后，采用加热器加热、压缩空气吹扫去除换热管内水分。检查标准：管内吹出气体无白色或用白色滤纸挡在空气出口处一端，3～5 min内纸上无污物无水渍即为合格。

(2)拆除冷凝器至蒸发器连通管，并将其管内水分及油污清除干净，两端用薄膜封闭备用。

(3)冷凝器出口处加盲板（盲板需带短接管，以便连通氮气或者连通至真空），抽真空1 h后加氮气至0.3 MPa，同时用1500 kW碘钨灯进行烘烤加热，多次循环，至出口气体无白色或用白色滤纸挡在空气出口端，3～5 min内纸上无污物无水渍即合格。

(4)膨胀阀边上喷液管也需进行吹气除水处理(闭式反吹、开式正吹）。

(5)压缩机线圈用电热带绕上后加热除水（电热带500 W，每根3～4 m），加热除水时压缩机进出口管应拆除，利于水分排出。避免压缩机头整体拆检，缩短了检修时间。

(6)蒸发器维修后，壳程保压2 h，压力为0.8 MPa，并在保压过程中经常用皂液进行查漏。壳程保压2 h后无泄漏，再进行管程保压，保压时间24 h，压力为1.4 MPa。

经过上述处理，4台干式蒸发器逐台完成了漏点消除，并对进水的压缩机头、冷凝器等进行了维护，投运后机组运行较稳定。

为避免此类事件再次发生，建议采取以下预防措施：

(1)在蒸发器进水端加装管道过滤器，定期检查清理，防止铁屑等异物进入蒸发器。

(2)低压报警设置值可提高100 kPa（1 bar），按机组说明书要求，正常的设置如图3所示。

图3 低压报警设置

图3中A值150 kPa（1.5 bar）是动差，B值500 kPa（5 bar）为复位值。也就是说，在停机时低压值不到500 kPa（5 bar），低压报警不能复位（即开机前，若低压值小于500 kPa（5 bar），机组无法启动）。厂家一般将报警值设为4-1.5=2.5 bar（250 kPa）。当低压低于250 kPa（2.5 bar）时，延时10 s就会报警。但将低压力报警值设为350 kPa（3.5 bar）更为保险，如果出现内漏的话，可提前发现进行预警，降低由于泄漏对设备造成的危害。

3 结语

该公司公用系统的螺杆冷水机组无外界腐蚀介质的影响，原运行状况一直正常。但在前一时期进行了工艺改造，管道焊接施工过程中焊渣未及时清理，改造后管道清洗吹扫也不彻底，造成焊渣停留在循环管道中，并随水流运动进入蒸发器内。由于蒸发器内换热管间的间隙较小，焊渣易被截留在换热管缝隙之间，并随水流运动，对换热管造成冲刷和磨损，最终导致薄壁换热管破损泄漏。为避免类似事故再次发生，本文还提出了针对性的预防措施。

[1]胡宗贵，刘蔚云.螺杆冷冻机氨蒸发器泄漏原因分析和对策[J].腐蚀与防护，2007，28(6):317-319.

[2]高显杰,王晓妍.冷冻机两种故障原因分析和排除措施[J].冶金动力，2005(5)：37-38.

Leakage Causes and Countermeasures of Dry Evaporator in Screw Water Chiller

Jiang Bo

Analyzes the operation status of four dry evaporators,and draws a conclusion that damage of copper heat exchange tube by physical friction directly causes leakage of evaporator.After treatment measures and preventive countermeasures are given,obtains a good effect.

Dry evaporator;Heat exchange tube;Leakage;Countermeasures;Water Chiller;Copper tube

TQ 051.6+2

2014-12-17）

*江波，男，1969年生，工程师。衢州市，324004。