冷库制冷系统意外进水的排水措施及解决实践

谢国雄

摘 要：洞体隔热组装的冷冻系统，突遇暴发的山洪涌入机房，致使部分钢制管道变形开裂。蒸发器意外进水，制冷系统完全瘫痪。在进行抢修过程中，应用了机组注入小量冷媒作承载体，带动水汽及杂质运行，同时采用医用棉纱作为过滤剂，进行内部吸湿与吸污的周转空运行方式，恢复制冷系统的正常工作。降低抢修成本，节约费用，达到了良好的工作效果

关键词：蒸发器进水；承载体；医用棉纱；经验公式；达到效果

单位有自行设计制作的一个洞体隔热组装冷冻系统，由冷库和制冷机房两部分组成。冷冻吨位为120吨，冷冻食品为猪肉，鱼类，鸡肉。该库配有完整的全套制冷系统，电气控制系统及冷却水循环系统。库体部分设计分为：低温冷库（-20℃～-10℃）：适合冻结后的水产、禽肉类食品的冷藏；D、冻结冷库（-23℃～-30℃）：适合在鲜品冷藏前的快速冻结；冷库库体内部尺寸为25×8×3.3m，总容积为660m3。库体内部的蒸发器采用钢制排管。由于地盘限制，制冷机房设计建造于洞体外的水沟边，便于冷却水的应用。冷冻机组采用制冷量为220000大卡/小时，功率22kW开启式的单级压缩机组。在一次突发的山洪暴发中，洪水涌入机房，冲击回气管道，致使部分钢制管道变形开裂。系统内的制冷剂散失殆尽，蒸发器意外进水，制冷系統完全瘫痪。

洪水过后，单位决定进行抢修，恢复冷库的工作机能.由本人负责整个项目的抢修技术问题。接到任务后，我开始进行该项目的检查，在检查中认真确定了系统中部分钢制管道弯曲变形及开裂的准确位置，但水分进入蒸发器数量多少无从知晓。鉴于这种情况，我考虑制定如下抢修方案：（1）切割钢制管道弯曲变形及开裂的准确位置，对破损钢制管道进行更换和密封性焊接，恢复制冷系统的初始状态。（2）考虑到冷库整个蒸发系统有两大部分（冻结冷库房及低温冷库房）组成，共有十二组钢制排管，长达几千米。如果统一一次性排水效果不好而且时间长，先采用一组一组分别拆开的方法进行初排水。对存在于每组排管中的一些水汽，不能消除到冷库所要求程度的问题，待各组排管组装成系统后再采取措施进行解决。

1 设计抢修工艺措施时的具体细节

冷库制冷系统的三大天敌分别是灰尘杂质、水分、空气。因此，钢制排管内水汽的消除是恢复冷库运行的基础也是一个重点和难点。该冷库的冷媒采用R12制冷剂，要求含水率小于或等于0.0025%。若制冷剂中含有水分，流经节流阀时，温度降至0℃以下，制冷剂中的水分结成冰而堵塞节流阀孔。还有，蒸发器意外进水后，水汽中的氧气与钢制管道的内壁结合产生氧化，形成污物。水汽和污物在经过节流阀进口过滤网时会积聚较多的钢制排管内的脏物，致使制冷剂流通不畅，形成系统堵塞。因此，必须制定切实可行的方案，才能保证抢修冷库的目得和意义。本人对初定几个方案进行比较：（1）用高压干燥的惰性气体进行吹逼水汽污物。考虑到系统管道长，管道头与管道尾产生的压差很大，到管道末端可能没有多大的气压来清理管内的物质，清理的效果不好，成本也高。（2）单独对每组钢制排管进行表面的火焰烧烤，以高温驱赶排管内的水汽。但管道长，管头管尾温度差别大，管道末端可能没有多大较高的温度来清理管内水汽，成本高且污物的排放也存在问题，效果不佳。（3）连接各组钢制排管形成完整系统，应用机组注充小量冷媒作为承载体，由其带动水汽及杂质，进行内部吸湿吸污的周转空运行，吸湿剂可反复更换使用。本措施的应用应该会使成本较低，效果较好才对。

2 实施抢修工艺措施时的具体细节

（1）对系统进行加压试验。压力在15kg/cm2时检漏，确保各部位无泄漏后保压。前6小时的压力降不应超过2%，其余18小时应保持压力稳定。

（2）吸湿材料材质的考量是一个很重要的问题。传统的习惯有采用硅胶进行反复使用的情况。但本人考虑到排管内的水汽及杂质的含量可能很多，硅胶的初期阶段吸湿吸污能力可能有限，影响效果。决定试用医用棉纱这种价格低廉，吸湿吸污能力大的物质材料临时替代。

（3）系统整体抽空。由于机组连续运行抽真空的效果并不理想，必须采用间隔抽空的做法，运行1-2小时后停机30分钟左右再继续抽空气运行。反复进行多次，直到把系统的真空度控制在负压650-700毫米汞柱（表压0下），24小时指针不得有返回现象为止。

（4）系统整体抽真空达标后，要用多少冷媒也是要考虑的一个因素。量多了承载水分与杂质的效果不一定好，可能还会产生浪费。量少了又怕影响清刷和承载水分与杂质的能力特别是管道中的弯角处沉积物。根据冷库制冷剂注入量经验公式：

q=aP（kW）

Q-制冷剂注入量，单位（kg）；a-系数；P-功率，单位（kW）

a系数的采集视蒸发器的材质及型式确定：一般冷库冷风机a数取4.1kg/kW；钢制排管a系数取14kg/kW；新型合金铝排管a系数取8.15kg/kW。

该冰库由于采用钢制排管的结构a系数取14kg/kW。冷库制冷剂注入量q=14（kg）X22（kW）=308kg，鉴于上述因素的考虑，取冷库制冷剂注入总量的10%约31公斤进行试运行。运行过程观察是否增减。

机组系统运行中，为了便于频繁拆装与密封，钢制的过滤器采用法兰盘式结构。两端使用两个截止控制阀与系统回路连接。经过认真挑选的医用棉纱用2层100目铜丝网包裹，以适宜的方式装在过滤器中。在机组运行前先把膨胀阀的阀芯全打开，然后启动机组，运行1小时30分钟后拆下过滤器，发现医用棉纱已是湿漉漉和充满锈末。重新更换医用棉纱，机组运行2小时后再更换新的医用棉纱。在吸湿吸污过程中，机组采用运行时间递增，间隙中反复更换医用棉纱的方法，逐步清除系统中的水汽与杂质。待医用棉纱上的水汽与污物在手感上已无明显的湿气与污物，再换上硅胶干燥剂继续反复运行及更换。如此运作，制冷机组经过48小时的间隔运行，基本达到原冷库制冷系统正常工作的初始条件，原先注入作为承载体的制冷剂除了一些损耗外，还能继续使用避免了一些浪费，即降低成本，节省抢修费用也节约了时间。

根据冷库制冷系统正常工作的要求，依据制冷剂注入量经验公式，再补充注入一定量的制冷剂，经过一段的运行观察，冷库制冷系统工作正常，完全恢复到了损毁前的运行状态制冷效果良好。

通过此次抢修的过程实践，作者认为，解决维修工作发现的问题不能墨守常规，应该有“头脑风暴”的思维，才能在复杂的维修工作中，用最简单的设备、最方便的方法、最低廉的成本、最短暂的时间，完成所要求的工作。