离心式冷水机组结构及常见故障维护

离心式冷水机组原理、结构组成与故障案例冷却利用常温水的换热降温来实现,故也称为水冷机组。数据中心冷量需求大,选用离心式机组可以获得较好的能效，本文的冷水机组专指离心机组。冷水机组原理离心式制冷压缩机是一种回转式速度型压缩机,吸气管将要压缩的气体引入到叶轮入口；气体在叶轮叶片的作用下跟着叶轮做高速旋转，通过叶轮中的叶片对叶轮槽道中的气体作功；提高气体的速度后引出叶轮出口处,然后导入扩压腔；由于气体从叶轮流出后,具有较高的流速,为了将这部分速度能转化为压力能,在叶轮排气口外侧设置了流通截面逐渐扩大的扩压器,进行能量的转换,以提高气体的压力；扩压后的气体在蜗壳里汇集起来后，进入机组的冷凝器进行冷凝。离心机组组成离心机组组成如下:包括离心压缩机、蒸发器、冷凝器、节流孔板、供油装置、控制柜等组成。其中压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、弯道与回流器、蜗壳组成。离心压缩机：这是离心机组的心脏，负责压缩制冷剂蒸汽，提升其压力和温度。工作原理基于动能转换，即通过高速旋转的叶轮给予制冷剂蒸汽动能，随后在扩压器中将动能转换为压力能，从而实现制冷剂的连续吸入、压缩和排出。根据压缩级数的不同，可分为单级和多级压缩机。蒸发器：蒸发器是制冷循环中制冷剂从液态转变为气态（蒸发）的地方，吸收被冷却介质（如水）的热量。在这个过程中，低温低压的制冷剂液体吸收周围热量后蒸发，达到冷却效果。冷凝器：与蒸发器相反，冷凝器是制冷剂从气态转变为液态（冷凝）的场所，释放热量到环境中（通常是通过冷却水或空气）。高压高温的制冷剂气体在这里放热后凝结成液体，准备再次进入蒸发器循环使用。节流孔板（或膨胀阀）：位于冷凝器和蒸发器之间，作用是调节进入蒸发器的制冷剂流量，并通过突然降低压力使制冷剂液体部分蒸发，确保蒸发器内制冷剂处于适宜的低压状态，利于吸收热量。供油装置：为离心压缩机提供必要的润滑油，以减少摩擦、冷却部件并密封间隙，延长压缩机寿命。这通常包括油泵、油过滤器、油冷却器和油分离器等部件，确保润滑油清洁、冷却并有效循环。控制柜：包含整台机组的电气控制系统，包括PLC（可编程逻辑控制器）、传感器、继电器、接触器等，用于监测和控制机组的运行状态，如启停、负荷调节、故障报警、数据记录等，确保机组高效安全地运行。离心冷水机组常见故障低压告警某数据中心一台冷冻机组运行过程中发生制冷能力下降现象，后触发冷机低压告警,机组外部检漏正常，采用肥皂水溶液涂抹到怀疑有渗漏的部位,冷凝器、压缩机、蒸发器之温度传感器、压力变送器、维修角阀、安全阀等丝扣连口及其它部位,未发现漏点,怀疑蒸发器内有泄漏,打开端盖查漏,确认为冷机蒸发器发生泄漏。【问题解决】补漏方法:找出泄漏的管子,作好标记,维修时抽出旧换热管,更换新管后在端板处进行胀管,再进行检漏和气密试验；如果泄漏的管子比较少,也可用堵头将该铜管两端堵死。现场考虑只有一根铜管泄漏，就在该铜管两端进行了封堵，经查漏、抽空重新加注制冷剂调试后,冷机恢复正常运行。低流量告警某冷机运行中,突然发生低流量告警，导致冷机停机，制冷中断，尝试消除故障,发现低流量告警故障一直存在,冷机无法开启。现场检查水泵运行情况、冷机阀门开启情况和流量情况,均正常,而流量开关触点始终呈现开路,无法闭合,怀疑流量开关存在问题。【问题解决】现场停泵,关闭流量开关两端阀门，拆卸流量开关，发现靶式流量开关已经折断损坏，更换流量开关后,冷机正常开启和运行。高压故障某小型数据中心冷机运行过程中发生高压故障停机，复位后重新开机,不久又触发高压停机，停机前冷机伴有严重喘振现象，维护人员反映停机前发生多次较严重喘振现象。复位后开机,发现冷凝温度偏高,运行过程中有多次喘振现象，通过咨询了解，冷机负荷率80%时，冷却水温进33℃,出37.5℃，水温偏高，检查小温差为6℃，严重偏大，对应冷凝温度为43.5℃，根据上述数值判断，冷机高压原因为冷凝不良和小温差过大。【问题解决】现场先进行冷机保养，更换了冷冻油和过滤器;再进行冷却塔维护,更换调整风机皮带,调整风车倾角角度,对冷却塔填料和冷却塔水盘进行清洗维护,更换冷却塔部分填料,并进行水质处理;之后拆洗水系统管路上所有的过滤器,系统投入运行,冷却水温进29.1℃,出34.5℃,冷机小温差也只有1℃,喘振和高压现象消失,系统恢复正常运行。低流量停机某冷机运行过程中,一台冷机的冷却水发生低流量控制器动作，冷机停止工作。发生流量告警故障,一般常见原因：水泵工作发生异常、过滤器堵塞导致的低流量，也可能是流量控制器故障或者设置值异常。现场检查,发现水泵运行正常,两端阀门工作正常，但Y形过滤器两端压差异常,明显偏大，判断为Y形过滤器堵塞。【问题解决】停水泵，关过滤器两端阀门,泄压后对过滤器进行拆卸，发现过滤网上有脏污导致堵塞，清洗重新安装后，开启冷却水泵,冷却水流量恢复正常，流量开关无告警，冷机正常工作。冷机COP偏低某数据机楼中，配置4台冷机，日常运行三台冷机，其额定COP均为5.5。但实测发现，即使在满负荷工况下,这三台冷机也达不到额定值,其中最低一台仅为3.5,最高一台为4.5。离心机组COP偏低的原因,常见问题有冷机负荷率偏小，设备性能老化等,冷机和冷却塔效率偏低导致冷却水回水温度偏高等。现场检查，每台冷机制冷量为2037kW，而实际每台冷机供冷量只需要1500kW，低负载率导致了低效率；另外一个原因是设