在压缩空气系统中,冷干机作为核心后处理设备,其运行状态直接决定压缩空气的气源品质。当冷干机出现露点温度偏高报警时,会导致压缩空气含水量超标,影响下游设备正常运行。下面小编结合实际调试案例,对该故障展开全面分析,并提出系统的处理方案。
一、冷干机工作原理概述
压缩空气的干燥过程需经过多环节热交换与制冷循环配合,具体流程如下:
压缩空气干燥流程:由空压机输出的高温高湿压缩空气,首先进入空气 / 空气热交换器进行初步降温;随后进入蒸发器(空气 / 制冷剂热交换器),在此环节中空气温度被降至 2℃,空气中的水蒸气遇冷凝结成液态水;产生的冷凝水在分离器内收集,最终通过冷凝液排放器彻底排出;完成脱水的低温干燥空气,再次流经空气 / 空气热交换器,与刚进入干燥机的高温空气进行换热升温后,进入空气瓶储存待用。
制冷剂循环流程:制冷剂在压缩机驱动下完成循环制冷,高温高压气态制冷剂从压缩机排出后,进入冷凝器散热,冷凝为中温液态制冷剂;液态制冷剂经干燥过滤器去除水分与杂质后,通过毛细管节流降压,因压力骤降达到预设沸腾温度(对应特定压力值);随后在蒸发器中与压缩空气充分换热,吸收热量后变为低温低压气态制冷剂,最终回流至压缩机,开启下一轮循环。
负载调节机制:当冷干机负载降低或动态变化时,热气旁通阀负责调整系统内制冷剂循环量。满负载状态下,热气旁通阀全关,所有制冷剂参与制冷循环;部分负载时,通过调节旁通阀开度,使部分制冷剂经旁通回路直接回到压缩机,同时维持压缩机吸入口压力稳定,确保过热度控制在 5-8℃,有效避免压缩机出现湿压缩故障。
二、故障现象与现场初步检测
在空压机调试阶段,上电启动设备后,空压机控制柜故障指示灯亮起,同时冷干机面板显示露点温度偏高报警,实测露点温度达 12.5℃(远超正常范围),直接导致压缩空气气源品质不达标。为定位故障根源,现场开展初步检测,发现两项关键异常:
压缩机运行异常:冷干机上电后,压缩机立即启动运转,即使设备内部存在故障,也未触发停机保护,不符合正常的故障保护逻辑。
温度与风扇运行异常:用测温工具检测发现,压缩机进、出口铜管温度高达 60℃,属于严重过热状态;同时,负责散热的冷凝风扇全程未启动,无法为冷凝器提供散热支持,打破了制冷剂正常的冷凝循环。
三、故障原因深度分析
结合冷干机工作原理与现场检测数据,从温度传感器、制冷剂系统、电气控制三个维度展开深度排查,明确故障根源:
(一)温度传感器相关排查
停机后拆除温度传感器处的保温层,使用红外线测温仪检测铜管实际温度为 14℃,与传感器反馈温度进行对比后,确认温度传感器本身性能正常。进一步检查发现,传感器与铜管接触面的导热润滑脂已老化失效,导致热量传递受阻,传感器无法精准采集铜管真实温度,进而影响系统对露点温度的判断与控制。
(二)制冷剂系统泄漏排查
泄漏判断依据:正常情况下,制冷剂在循环过程中会吸收压缩机热量,维持压缩机进出口温度稳定。现场压缩机进出口铜管温度高达 60℃,说明制冷剂无法正常循环带走热量,初步判断存在制冷剂泄漏问题。
泄漏点检测过程:采用肥皂水检测法对制冷剂系统管路进行全面排查,重点检查压缩机进出口接口、冷凝器与管路连接处、毛细管焊接点等易泄漏部位。检测发现,冷凝器与制冷剂管路的焊接处存在微小裂缝,制冷剂通过裂缝缓慢泄漏,导致系统内制冷剂存量不足,制冷效率大幅下降,无法将压缩空气温度降至 2℃,最终引发露点温度偏高报警。
(三)电气控制故障排查
冷凝风扇不启动原因:对冷凝风扇电气回路进行检测,使用万用表测量风扇电机线圈电阻,发现电阻值为无穷大,判定电机烧毁;进一步检查控制回路,发现冷凝风扇继电器触点氧化粘连,无法正常传递启动信号,双重故障导致冷凝风扇完全失效,冷凝器无法散热,制冷剂无法正常冷凝为液态,破坏了制冷循环。
压缩机无保护启动原因:查阅冷干机控制逻辑图纸,发现压缩机启动保护回路中的温度继电器故障,无法检测压缩机过热状态,即使压缩机处于异常高温运行,也无法触发停机保护,导致压缩机持续运转加剧过热。
四、故障处理步骤与实施效果
针对上述故障原因,制定分步骤处理方案,并严格按照流程执行:
(一)温度传感器修复
彻底清理温度传感器与铜管接触面的老化润滑脂,选用耐高温、高导热性的专用润滑脂重新涂抹;
确保传感器与铜管紧密贴合后,重新安装保温层,减少环境温度对温度检测的干扰;
上电测试,传感器反馈温度与红外线测温仪实测温度偏差控制在 ±0.5℃内,温度采集恢复精准。
(二)制冷剂系统修复
关闭制冷剂系统阀门,对泄漏的焊接点进行补焊处理,补焊完成后进行压力测试(充入氮气至 1.2MPa,保压 24 小时),确认无泄漏;
对系统进行抽真空处理(真空度达到 - 0.1MPa,保持 2 小时),彻底去除系统内空气与水分;
按照冷干机设计参数,定量加注制冷剂(如 R22 制冷剂,加注量根据设备型号确定,一般为 2.5-3.5kg);
加注完成后,启动设备运行 30 分钟,检测蒸发器出口空气温度稳定在 2℃,制冷剂循环恢复正常。
(三)电气控制故障修复
更换烧毁的冷凝风扇电机,同时更换氧化粘连的继电器,检查风扇控制回路接线,确保接线牢固无松动;
更换压缩机启动保护回路中的温度继电器,重新设定保护阈值(当压缩机温度超过 80℃时触发停机);
对整个电气控制回路进行绝缘测试,确保绝缘电阻大于 2MΩ,避免电气短路故障。
(四)处理后效果验证
故障处理完成后,上电启动空压机与冷干机,连续运行 48 小时进行效果验证:
冷干机面板显示露点温度稳定在 1-2℃,无偏高报警;
压缩机进出口铜管温度控制在 35-40℃,冷凝风扇根据冷凝器温度自动启停,散热正常;
压缩空气取样检测,含水量低于 0.01g/m³,符合优质气源标准,下游设备运行稳定。
五、故障预防措施与日常维护建议
为避免类似故障再次发生,制定长期预防与维护方案:
定期检测维护:每月对温度传感器进行校准,每季度更换一次导热润滑脂;每半年对制冷剂系统进行泄漏检测与压力检查,确保制冷剂存量充足;每年对冷凝风扇、继电器等电气部件进行全面检修,及时更换老化部件。
运行参数监控:在冷干机控制面板增设参数监控记录功能,实时监测露点温度、压缩机温度、冷凝风扇运行状态等关键参数,设定异常参数报警阈值,便于提前发现潜在故障。
操作人员培训:对设备操作人员开展专业培训,使其掌握冷干机基本工作原理与常见故障判断方法,避免因操作不当导致故障,同时规范日常维护流程,确保维护工作到位。