凍干機(jī)制冷系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析與處理

陳鵬 何聽(tīng)

摘要：制冷系統(tǒng)是凍干機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，其作用是為凍干機(jī)提供冷凍干燥時(shí)所需的溫度。制冷系統(tǒng)的運(yùn)行效果將直接影響凍干制劑產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)周期，鑒于此，對(duì)凍干機(jī)制冷系統(tǒng)常見(jiàn)故障的原因與處理方法進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：凍干機(jī)制冷系統(tǒng);常見(jiàn)故障;原因分析;處理方法

0? ? 引言

凍干機(jī)是凍干制劑產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，而制冷系統(tǒng)是凍干機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。制冷系統(tǒng)主要為凍干機(jī)提供冷凍干燥時(shí)所需的溫度，通過(guò)壓縮機(jī)對(duì)制冷劑的作用，制冷劑的物理狀態(tài)發(fā)生變化，從而吸收外界或釋放自身的熱量，達(dá)到溫度控制的效果。

如圖1所示，制冷系統(tǒng)通過(guò)壓縮機(jī)提供動(dòng)力，制冷劑在冷凝器中放出熱量被水冷或風(fēng)冷帶走而變成液態(tài)，液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收制品或板層的熱量，使制品或板層達(dá)到所需的低溫。

制冷系統(tǒng)的具體作用有兩個(gè)方面：（1）提供凍干機(jī)在正常生產(chǎn)中所需的低溫，保證藥品在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中都是以固態(tài)的形式存在，防止藥品出現(xiàn)融化萎縮現(xiàn)象。（2）保證藥品中的氣態(tài)水在真空階梯的流向運(yùn)動(dòng)中，由后箱對(duì)氣態(tài)水進(jìn)行低溫捕集，防止氣態(tài)水進(jìn)入干式真空泵沉積對(duì)其產(chǎn)生損傷[1]。凍干機(jī)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行效果將直接影響凍干制劑產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)周期，做好凍干機(jī)制冷系統(tǒng)的維護(hù)，及時(shí)解決運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障，對(duì)保證生產(chǎn)順利進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量都具有重要意義。

1? ? 壓縮機(jī)故障的分析與處理

壓縮機(jī)按其結(jié)構(gòu)形態(tài)可分為活塞式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)，其中螺桿式壓縮機(jī)最為常用。螺桿式壓縮機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)包括吸入溫度、吐出溫度、吸入壓力、中間壓力、吐出壓力、給油壓力，各參數(shù)的正常運(yùn)行范圍如表1所示。

凍干機(jī)使用過(guò)程中的螺桿式壓縮機(jī)常見(jiàn)故障分析與解決方法如下：

1.1? ? 高壓壓力過(guò)高

制冷系統(tǒng)中氣態(tài)無(wú)法正常轉(zhuǎn)化為液態(tài)，由于氣態(tài)和液態(tài)的體積比很大，在氣態(tài)狀況下，高壓壓力急劇增高。針對(duì)這一狀況，進(jìn)行原因分析及相應(yīng)故障處理。（1）制冷劑太多，液態(tài)制冷劑淹沒(méi)部分冷凝器銅管，冷卻水的制冷量不足，制冷劑無(wú)法從氣態(tài)變成液態(tài)。應(yīng)先對(duì)系統(tǒng)收氟，盡量多地將氟利昂回收至水冷凝器，再打開(kāi)水冷凝器上端角閥，排出氣態(tài)氟利昂的同時(shí)去除系統(tǒng)摻雜的不凝氣體。（2）冷卻水溫度高，冷卻水換熱效果差，冷卻水無(wú)法帶走制冷劑從氣態(tài)變成液態(tài)所釋放出的所有熱量。冷卻水一般在20～23 ℃為宜，檢查水溫異常原因并處理。（3）冷卻水壓力低或進(jìn)出端壓差小，冷卻水流速慢或水冷凝器結(jié)垢，冷卻水換熱效果差，冷卻水無(wú)法帶走制冷劑從氣態(tài)變成液態(tài)所釋放出的所有熱量。冷卻水壓力低可以采用增加加壓泵或更改管道減小管道壓力損耗的方式進(jìn)行處理，若多臺(tái)凍干機(jī)冷卻水系統(tǒng)并聯(lián)導(dǎo)致進(jìn)出端壓差小，可在冷卻水回水末端增加回吸泵，降低出端水壓，若冷卻水系統(tǒng)有膨脹箱，則回吸泵應(yīng)加在凍干機(jī)回水和膨脹箱之間。（4）制冷管道低壓段有泄漏，吸入空氣，空氣在當(dāng)前溫度下無(wú)法變成液態(tài)，占據(jù)空間體積?？蓪?duì)檢查漏點(diǎn)處理并收氟后打開(kāi)水冷凝器角閥進(jìn)行排出，觀察水冷凝器視鏡，里面的霧狀狀態(tài)消失，關(guān)閉角閥，空氣基本排干凈。若系統(tǒng)空氣較多，則應(yīng)系統(tǒng)抽真空至系統(tǒng)壓力為-0.1 MPa，再加制冷劑。（5）高壓排氣閥沒(méi)開(kāi)足或損壞，造成排氣不暢。制冷劑無(wú)法進(jìn)入水冷凝器，對(duì)壓縮機(jī)損害巨大，開(kāi)機(jī)前應(yīng)檢查各閥門(mén)的開(kāi)關(guān)情況，若遇到閥門(mén)損壞應(yīng)及時(shí)更換。

1.2? ? 吐出溫度過(guò)高

凍干機(jī)的吐出溫度區(qū)間為50～90 ℃，溫度過(guò)高，對(duì)軸承、轉(zhuǎn)子及腔室的使用壽命造成影響，或是因?yàn)檩S承或轉(zhuǎn)子的摩擦，產(chǎn)生高溫。（1）冷卻水異常，冷凍機(jī)油在油冷卻器中無(wú)法正常冷卻，再次進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)油溫過(guò)高，未對(duì)高壓端的制冷劑起到冷卻作用。應(yīng)根據(jù)上述檢查的冷卻水溫度、壓力等情況進(jìn)行處理。（2）螺桿機(jī)中間冷卻器膨脹閥調(diào)節(jié)過(guò)小，中冷未對(duì)高壓端制冷劑進(jìn)行足夠的冷卻。中冷是用少部分的液態(tài)制冷劑對(duì)大部分用于設(shè)備的制冷劑制冷，使其達(dá)到過(guò)冷液態(tài)的狀態(tài)，減少管路中的制冷效果損失，同時(shí)也對(duì)壓縮機(jī)有制冷效果，若中冷回氣管溫度較高，可適當(dāng)調(diào)節(jié)中冷膨脹閥大小。（3）壓縮機(jī)內(nèi)部螺桿或軸承磨擦產(chǎn)生高溫。應(yīng)立刻停止使用，對(duì)螺桿機(jī)進(jìn)行維護(hù)，重新拆裝，更換軸承及密封件，檢查并修復(fù)螺桿磨損情況。

1.3? ? 油壓差過(guò)高

（1）回油不暢，冷凍機(jī)油在油分離器中沒(méi)有完全分離，需更換油分離器。（2）油臟，造成油過(guò)濾器堵塞。需更換油過(guò)濾器，并用綢帕將油過(guò)濾器殼里面擦拭干凈，安裝后打開(kāi)一邊手閥，啟動(dòng)單向閥排出系統(tǒng)中的空氣。（3）油壓差繼電器失靈，需更換新的油壓差繼電器。（4）吐出溫度過(guò)低。1）冷凍機(jī)油的黏度增加，堵塞油過(guò)濾器，需調(diào)小中冷膨脹閥、調(diào)小油冷卻器冷卻水流量，并持續(xù)觀察，防止發(fā)生其他故障。2）吐出溫度低，導(dǎo)致氟利昂和冷凍機(jī)油無(wú)法在油過(guò)濾器中快速分離，部分冷凍機(jī)油進(jìn)入制冷管路，導(dǎo)致油壓過(guò)低，需調(diào)小中冷膨脹閥、調(diào)小油冷卻器冷卻水流量，并持續(xù)觀察，防止發(fā)生其他故障。

1.4? ? 壓縮機(jī)熱保護(hù)

（1）壓縮機(jī)電機(jī)端冷卻水冷卻效果不足，無(wú)法帶走電機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量，應(yīng)調(diào)大冷卻水的壓力或降低冷卻水溫，使其滿足線圈熱量交換要求。（2）壓縮機(jī)負(fù)荷過(guò)大（中間壓力>0.5 MPa），工作電流大，電機(jī)線圈發(fā)熱嚴(yán)重。在冷卻介質(zhì)高溫的情況下開(kāi)啟壓縮機(jī)，膨脹閥開(kāi)度很大，壓縮機(jī)的負(fù)荷很大，應(yīng)關(guān)閉一組膨脹閥或者持續(xù)性地開(kāi)關(guān)電磁閥，減小制冷劑的流通量，必要時(shí)調(diào)整膨脹閥的大小。（3）壓縮機(jī)內(nèi)部螺桿或軸承磨損導(dǎo)致異常，工作電流增大，線圈發(fā)熱嚴(yán)重。若是壓縮機(jī)異常導(dǎo)致的熱保護(hù)，應(yīng)立即停止使用該壓縮機(jī)，重新拆裝檢查磨損情況，并更換壓縮機(jī)內(nèi)部軸承及其他部件。

2? ? 膨脹閥堵塞的分析與處理

堵塞狀態(tài)：膨脹閥堵塞后，膨脹閥不掛霜，從中間冷卻器到膨脹閥之間的銅管掛霜嚴(yán)重，出液端視鏡滿液，看不見(jiàn)液態(tài)制冷劑流動(dòng)，高壓略高，壓縮機(jī)低壓、中壓顯示相同，基本接近-0.1 MPa。

原因分析：膨脹閥內(nèi)部水或油結(jié)冰，或者雜質(zhì)堵塞膨脹閥閥芯的節(jié)流孔，導(dǎo)致制冷劑無(wú)法通過(guò)膨脹閥進(jìn)行制冷[2]。

處理方法：更換干燥過(guò)濾器，再用開(kāi)水淋膨脹閥閥座部分，使固態(tài)的油或者冰變成液態(tài)，隨管路流回壓縮機(jī)，油可在油分離器進(jìn)行分離，水由干燥過(guò)濾器吸附，后期更換。若開(kāi)水淋后無(wú)反應(yīng)，則為臟堵，必須關(guān)掉膨脹閥兩端的截止閥，拆開(kāi)膨脹閥進(jìn)行清潔。

3? ? 干燥過(guò)濾器堵塞的分析與處理

堵塞狀態(tài)：制冷效果差，從干燥過(guò)濾器開(kāi)始掛霜，一直到膨脹閥后端，出液端視鏡為空，基本看不到液態(tài)的制冷劑流動(dòng)，中壓、低壓顯示相同，基本接近-0.1 MPa。

原因分析：干燥過(guò)濾器里面的雜質(zhì)或者水堵塞制冷劑的流動(dòng)，少量的制冷劑通過(guò)干燥過(guò)濾器便開(kāi)始蒸發(fā)，吸收銅管的熱量，從而使銅管掛霜。由于通過(guò)的制冷劑很少，視鏡中基本看不到液態(tài)制冷劑的流動(dòng)。

處理方法：更換新的干燥過(guò)濾器。

4? ? 回氣過(guò)濾器堵塞的分析與處理

堵塞狀態(tài)：視鏡滿液，液態(tài)制冷劑流動(dòng)緩慢，中壓、低壓顯示相同，基本接近-0.1 MPa;高壓低，小于0.8 MPa，回氣端掛霜嚴(yán)重。

原因分析：回氣端油或者水吸附在回氣過(guò)濾器上面，由于溫度較低，變成固體的油脂或者冰，堵塞了過(guò)濾器，使得通過(guò)膨脹閥的制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)積聚，到達(dá)一定量后無(wú)法再蒸發(fā)，以液態(tài)的形式保存在蒸發(fā)器里面，液態(tài)的制冷劑在回氣過(guò)濾器的位置有極少量的蒸發(fā)，使機(jī)頭掛霜嚴(yán)重;大量的液態(tài)制冷劑滯留在蒸發(fā)器內(nèi)，使得壓縮機(jī)的吐出壓力變低。

處理方法：更換干燥過(guò)濾器，打開(kāi)對(duì)應(yīng)壓縮機(jī)的控制閥，用油分離器里面高溫的氟利昂對(duì)回氣過(guò)濾器進(jìn)行加熱，將油或者水加熱溶化，油將在油分離器進(jìn)行分離，水則由干燥過(guò)濾器負(fù)責(zé)分離;若控制閥打開(kāi)一段時(shí)間后仍無(wú)法疏通回氣過(guò)濾器的堵塞，則應(yīng)停機(jī)，關(guān)閉高壓、低壓及控制閥的截止閥，拆開(kāi)壓縮機(jī)機(jī)頭，取出回氣過(guò)濾器進(jìn)行清潔，并用熱風(fēng)吹干。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

制冷系統(tǒng)對(duì)凍干過(guò)程和制品質(zhì)量起著決定性的作用，本文就凍干機(jī)制冷系統(tǒng)的常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析，并細(xì)化故障的處理方法，希望能對(duì)凍干機(jī)制冷系統(tǒng)的故障排除及保養(yǎng)起到一定的借鑒作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 王靖波.凍干機(jī)制冷系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題的分析[J].科學(xué)視界，2014（16）：91.

[2] 謝鳳民，劉恩恒，孔筱明.凍干機(jī)維修故障實(shí)例[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2008，29（5）：118-119.

收稿日期：2021-01-13

作者簡(jiǎn)介：何聽(tīng)（1985—），男，江蘇連云港人，工程師，研究方向：制藥企業(yè)潔凈廠房、設(shè)備及公用系統(tǒng)管理。