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摘要：空分设备广泛应用于机械、冶金、石化、新型煤化工、建材、航空航天和医药等国民经济的重要领域。它是我国主要的分离和生产氧、氮、氩等工业或民用气体的装置。净化系统一般采用“变温吸附”工艺，能吸收空气中残留的水分和二氧化碳。空气经净化后送入膨胀系统和蒸馏系统，蒸馏后的气体为最终产品气。如果关闭预冷器，冷却过程中送出的压缩空气温度将超标，这将导致净化后的空气指标超标。据参考资料显示，净化器前空气温度过高，乙炔等碳氢化合物没有完全去除，甚至会引起空分塔爆炸。此外，连锁效应对后面各级设备都有负面影响，如缩短设备的使用寿命，增加设备的维修次数和成本，更直接影响最终供气的可靠性。
关键词：空气预冷机；制冷系统；故障；对策
1预冷机制冷系统简介
冷媒介质及冷冻油在压缩机中被压缩后，高温高压冷媒介质进入冷凝器，被水冷却为相对温度较低的高压液态冷媒，高压液态冷媒再经过干燥过滤器脱除其中的水分及杂质等，后经热力膨胀阀膨胀制冷，变成温度更低的低压液态冷媒进入蒸发器与空气换热，结果使低温冷媒吸热蒸发，变为低压蒸汽后又被吸入压缩机压缩，进行循环。
2几种典型故障及处理方法
制冷系统故障处理起来较为复杂，影响因素颇多，在排除设备故障的时候，首先需要将其结构组成和工作原理分析清楚，找出可能引起该故障现象的原因，对可能出现的原因逐项排除。空气预冷机按冷凝器类型分为水冷式和空冷式。现对水冷式压缩空气预冷机制冷系统的几种典型故障进行分析并提出相应的解决措施。
2.1冷却水冷量不足
制冷系统正常情况下，参与换热的冷却水冷量不足，导致冷媒高压过高。
原因分析：冷却水量过少或者冷却水温度过高都会造成参与换热的冷量不足。因冷量不足会导致经过压缩的制冷剂不能及时从气态冷凝成液态，大量高温气态的制冷剂会引起冷媒高压过高、制冷效果变差等一系列问题。
解决办法：调节冷却水阀门增加进水量；疏通、清洗冷凝器换热管，提高进回水压差；降低冷却水的进水温度。
2.2制冷系统无泄漏，冷媒低压过低
原因分析：冷却水量过大、冷却水温度过低都会造成参与换热的冷却水冷量过剩。因冷量过剩会导致经过压缩制冷剂为液态状，故会引起冷媒高压过低。
解决办法：调节冷却水阀门减少进水量；提高冷却水的进水温度。
2.3制冷系统泄漏
2.3.1蒸发器芯以外的铜管或仪表接头处泄漏
如在停机状态下冷媒高压、冷媒低压会逐渐降低直至为0,导致无法开机；在开机状态下则会出冷媒压力低于正常工作压力，伴随冷媒压力故障灯亮，导致无法开机。
判断方法：检查制冷系统铜管及接头处，漏点处显示出油迹，用肥皂水检漏则出现冒泡现象。
解决办法：将可回收的冷媒回收至冷凝器中，放掉系统内剩余的冷媒，对泄漏点进行焊接或处理，处理后进行充氮气打压，保压合格后抽真空并添加冷媒。
2.3.2蒸发器铜管破裂造成泄漏
蒸发器是制冷系统的主要换热设备。由于其换热工作在壳体内部，故障判断和维修比较困难。
以管壳式蒸发器的预冷器为例，高压压缩空气（一般约0.7MPa）进入蒸发器壳侧，低压制冷剂蒸汽（一般约0.4MPa）进入蒸发器管侧，管侧压力低于壳侧压力。如果在预冷器运行过程中蒸发器铜管破裂，压缩空气将从破裂处侵入铜管，并与制冷剂蒸汽一起吸入压缩机。空气是一种不凝性气体，它存在于制冷剂系统中，会使冷凝压力在很短的时间内迅速上升，但冷凝温度不是很高，导致预冷器跳闸。如果不及时处理蒸发器的问题，极有可能导致压缩机的损坏。
当预冷器停止工作时，管中的制冷剂压力达到与环境温度相对应的值，而蒸发器壳体由于没有压缩空气通过而保持在大气压力。这时，高压制冷剂很快就会从铜管破裂处泄漏出来。
在实际工作中，蒸发器铜管开裂的现象并不少见。通常是由于焊接不良、铜管缺陷、运输振动、脉冲气流冲击、蒸发器气路堵塞、操作不当等原因造成的。这是一种严重的预冷器内部故障，具有很强的隐蔽性，现场难以判断和处理。因此，在生产、运输和使用过程中要特别注意。同时，空气中还有腐蚀性气体，特别是氨气，对铜管腐蚀性很强。化工厂蒸发器的使用寿命应大大缩短。
（1）蒸发器铜管破裂的判断方法
由于蒸发器的铜管布置在壳体中，很难目测是否有裂纹和泄漏。先排除外围铜管、接头、膨胀阀、视镜阀的泄漏，再检查蒸发器内铜管是否泄漏。
判断方法一：停止预冷器后，关闭预冷器进出口压缩空气阀，打开冷凝器冷凝水排放阀，观察制冷剂压力变化。如果制冷剂低压逐渐降至0，则确定蒸发器中的铜管有泄漏。
判断方法二：预冷器停止后，关闭进、出口空气阀，排出系统中的制冷剂，使制冷剂压力降至0，然后打开进、出口空气阀，观察系统中制冷剂的压力高低。如果制冷剂压力逐渐升高并最终与进入蒸发器的空气压力保持一致，则证明蒸发器铜管有泄漏。
判断方法三：如果蒸发器、冷凝器外铜管无泄漏，但仍无法判断蒸发器是否泄漏，则采用整体保压或分段保压的方式。蒸发器外铜管的泄漏可通过全保压检漏确定。如果不能确定外部泄漏，可通过保压试验确定蒸发器和冷凝器。
（2）原因分析
如果是新的预冷器，蒸发器泄漏可能是由于运输过程中的振动引起的，可能导致铜管焊缝开裂或接头断裂；或生产过程中的焊接质量问题。可以修复；如果蒸发器使用2-3年后发生泄漏，则可能发生在进气口和铜管与蒸发器壳体之间的支撑部分，这可能是由于运行中的空气侵蚀和振动造成的。如果只有几个泄漏点，可以修复；如果使用5年以上的蒸发器发生泄漏，可能是泄漏部位仍在进气口。如果用氮气检查几个泄漏点，说明铜管腐蚀严重（工厂周围空气中含有酸性气体），管壁很薄，由于气流的侵蚀而发生砂眼泄漏。尤其是翅片根部出现较多，那么蒸发器就没有维修价值，勉强维修久了会再次泄漏，同时会对压缩机造成损坏。
（3）解决办法
1)检查漏点。通氮气2.2MPa压力，将浓肥皂水涂抹于蒸发器翅片及换热管上，如果几分钟发现有气泡溢出，证明此位置存在渗漏，如果检查不出，可在蒸发器保压后将蒸发器放置在水槽中淹没，通过冒气泡的方式检查泄漏点，判断出泄漏点后马上吊出水中，做好记号，并对铜管进行焊接修补。由于纯铜的导热性能良好，易形成未焊透、较大焊接应力及变形等缺陷，使用钎焊工艺可有效减少这些缺陷的形成。另外，切记不可在未通氮气的情况下将蒸发器泡进水中，不通氮气时水会通过渗漏进入蒸发器铜管内部，一旦进入则很难处理干净，修复好后会影响压缩机寿命和制冷系统的正常运行。2)将蒸发器抽芯，通过通氮气检查泄漏点。通过泄漏处判断蒸发器的修复价值。决定是否有可修复性。3)如果是焊缝开裂则进行焊接修复。4)如果是支撑部位磨损出现破裂，则进行修复。无法焊接修补的漏点可以用铜堵头封掉一组或者两组换热管进行修复。5)通氮气进行保压试验，试验压力达到2.2MPa,保压时间24h以上。
结论
总之，压缩空气预冷机日常操作要做到平稳运行操作，不超压、不超温、不超负荷，严格按工艺要求操作;定期的对预冷机进行维修与维护，及时发现并排除故障隐患。良好的日常维护和快速准确地维修，是确保压缩空气预冷机工作效率的有效措施。
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