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防霜磁翻板液位計在臥式殼管式蒸發(fā)器液位測量中的應用
摘要: 臥式殼管式蒸發(fā)器的液位是制冷系統(tǒng)操作管理者正常操作、故障分析與判斷的主要依據(jù)。根據(jù)臥式殼管式蒸發(fā)器的工作原理,針對工程設計、現(xiàn)場施工的失誤,分析液位不穩(wěn)的原因,指出臥式殼管式蒸發(fā)器液位計應選用的類型及改造的步驟方法,確保了制冷系統(tǒng)的正常運行。
1 背景介紹
廣西某化工實業(yè)有限公司購進了四臺靖江容器制造有限公司生產(chǎn)的換熱面積為 26. 3 m3 的臥式殼管式蒸發(fā)器,廠家提供的結構示意圖見圖 1,主要用于冷卻乙烯酮氣體,要求四臺臥式殼管式蒸發(fā)器出口的乙烯酮氣體溫度依次為 - 5℃、- 10℃、- 15℃、 - 20℃,以分離出乙烯酮氣體中的水和醋酸,并防止結冰。
廣西化工實業(yè)有限公司委托廣州一家制冷工程有限公司設計并施工安裝該工程,廣州制冷工程公司在生產(chǎn)設備商提供的設備基礎上,結合設備廠家提供的設備資料圖紙,在液位控制口 4、8 上直接安裝了防霜磁翻板液位計。
制冷系統(tǒng)調試運行時,發(fā)現(xiàn)防霜磁翻板液位計的底部開始有氨氣泡形成,徐徐上升到液面消失,并且液面上下浮動,幅度較大,不能穩(wěn)定在某一位置內。隨著系統(tǒng)的運行,液位計的下部開始結露、結霜,結霜高度逐漸增加,并由霜轉化為冰,無法觀察到液位,見圖 2。同時,螺桿式制冷壓縮機出現(xiàn)了“潮車”現(xiàn)象。由于操作者無法判斷液位的準確位置,為防止事故發(fā)生,被迫停機,嚴重影響了物料的生產(chǎn)。
2 原因分析
臥式殼管式蒸發(fā)器的液位控制口上直接安裝防霜磁翻板液位計,防霜磁翻板液位計內部充注了與蒸發(fā)器液位相等的液面。制冷系統(tǒng)運行后,由于制冷壓縮機的吸氣作用,蒸發(fā)器內部的壓力逐漸降低,當壓力降低至制冷劑對應的氣化溫度時,由于殼管內制冷劑液體吸收傳熱管內物料的熱量,液面以下的制冷劑吸熱氣化形成的氣泡,慢慢上升到液面消失。隨著物料負荷的增加,制冷劑沸騰加劇,液位大幅度上下浮動。由于蒸發(fā)器與液位計上下連通,防霜磁翻板液位計也會出現(xiàn)氣泡上升、液位不穩(wěn)的現(xiàn)象。液位計內部的制冷劑氣化時,吸收外界環(huán)境熱量,空氣中水蒸氣遇冷出現(xiàn)結露、結霜、結冰的現(xiàn)象。當蒸發(fā)器內部的液位過高或劇烈沸騰時,制冷劑氣體攜帶制冷劑液滴進入螺桿式制冷壓縮機,出現(xiàn)“潮車”現(xiàn)象。
3 解決方案
通過原因分析,防霜磁翻板液位計內液位不穩(wěn)、外部結霜的原因,是由于防霜磁翻板液位計內部的液體沸點太低造成的。如把防霜磁翻板液位計更換為油包式液位計,液位計內部的制冷劑變換為潤滑油,液位計液面不穩(wěn)、外部結霜的現(xiàn)象,就不會出現(xiàn)。更換油包式液位計按以下步驟進行。
1. 現(xiàn)場加工制作油包。油包式液位計包括油包和防霜磁翻板液位計兩部分,通 過 管 道、閥 門 連 接 而成。油包是油包式液位計的關鍵部件,容積過小或與防霜磁翻板液位計連接不符合要求,有可能造成液位上升、下降緩慢,液位反應不靈敏,或者油包結霜。圖 3 為油包加工制作尺寸圖,現(xiàn)場加工按圖紙要求制作。
2. 收集蒸發(fā)器中的制冷劑,并充氮氣排除殘余氨氣。關閉臥式殼管式蒸發(fā)器的供液閥,啟動制冷壓縮機,反復、多次對蒸發(fā)器抽真空,當關閉臥式殼管式蒸發(fā)器出氣閥后,蒸發(fā)器內部壓力在1h 內不發(fā)生變化,停止抽氣。打開蒸發(fā)器上部液位計控制口法蘭,然后再打開蒸發(fā)器的排污口法蘭,從液位計控制口充入氮氣,直至排污口氣體無異味。
3. 安裝油包式液位計。根據(jù)現(xiàn)場的臥式殼管式蒸發(fā)器的實際情況,繪制了油包式液位計安裝示意圖( 圖 4) ,在排污口通向大氣、安全員現(xiàn)場監(jiān)督的情況下,實施焊接、安裝。
4. 氮氣保壓和氨氣試漏。連接好臥式殼管式蒸發(fā)器上部液位計控制口法蘭后,通過蒸發(fā)器排污口向蒸發(fā)器充入 1. 2 MPa 的氮氣,保壓 24 h,無泄漏原因引起壓力變化,排除氮氣。稍微開啟蒸發(fā)器出氣閥,利用系統(tǒng)壓力向蒸發(fā)器充入 0. 2 MPa 的氨氣,用酚酞試紙檢查無泄漏。
5. 向油包加入潤滑油。結合圖 4 說明: 關閉閥A、D,打開閥 B、C,通過液位計玻璃管上部的絲堵加油口,向油包內加入制冷壓縮機使用的潤滑油,當從閥 C 處的玻璃管內看到油位時,停止加油,擰緊加油絲堵,關閉閥 B,打開閥 A、D。
6. 調整臥式殼管式蒸發(fā)器至工作狀態(tài)。檢查臥式殼管式蒸發(fā)器的排污閥、供液閥、油包排污閥、放氣閥 B 處于關閉狀態(tài),蒸發(fā)器的出氣閥、安全截止閥、放油閥、液位計接口閥門和油包液位計的閥A、C、D 處于開啟狀態(tài)。 4 實施效果臥式殼管式蒸發(fā)器液位計改裝后,在輸入物料( 乙烯酮氣體) 的情況下,向蒸發(fā)器供液并降溫,油包式液位計內部油面清晰、穩(wěn)定,沒有出現(xiàn)液位計結霜的情況,操作人員根據(jù)液位情況,適時調節(jié)蒸發(fā)器供液閥的開啟度,制冷壓縮機無“潮車”現(xiàn)象出現(xiàn),保證了系統(tǒng)的安全運行、物料的正常降溫。