制冷與空調(diào)設(shè)備安全裝置、調(diào)整的安全操作技能培訓(xùn)
制冷與空調(diào)設(shè)備安全裝置、調(diào)整的安全操作技能
1.壓力控制裝置
(1)壓力表閥
壓力表閥是用于控制制冷設(shè)備、制冷管路、調(diào)節(jié)站壓力表的閥門。根據(jù)所用制冷劑不同，有氨用和氟(利昂)用壓力表閥，氟用壓力表閥的進(jìn)、出口通道上裝很薄的膜片，由裝在閥頭上的鋼球控制。
1)壓力表應(yīng)安裝在滿足規(guī)定的使用環(huán)境條件和易于觀察維修的位置。
2)測量高壓氣體或蒸氣壓力時，應(yīng)加裝U形隔離管或回轉(zhuǎn)冷凝管。
3)測量有腐蝕性或黏度大、有結(jié)晶沉淀等介質(zhì)的壓力時，對壓力表應(yīng)采取保護(hù)措施，如安裝隔離罐，以防腐蝕或堵塞。
4)在有振動的情況下，應(yīng)加裝減振器；當(dāng)被測壓力波動劇烈、頻繁時，應(yīng)裝緩沖器或阻尼器。
5)壓力表的連接處，應(yīng)根據(jù)壓力的高低、介質(zhì)性質(zhì)，加裝密封墊片。
6)在取壓口到壓力表之間靠近取壓口處應(yīng)安裝切斷閥。
7)當(dāng)被測壓力不高、取壓口與壓力表又不在同一高度，應(yīng)對由高度差△H引起的測量誤差按△p=△hr進(jìn)行修正(r為被測介質(zhì)的密度)。
(2)壓力控制器
壓力控制器又稱壓力繼電器或壓力調(diào)節(jié)器，是一種由壓力信號來控制的電開關(guān)。主要用于制冷系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)控制，特別是進(jìn)行旨在防止系統(tǒng)高壓過高、低壓過低的壓力調(diào)節(jié)控制，最終起到保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備正常工作、系統(tǒng)自動控制的作用。壓力控制器根據(jù)其所控制的壓力不同，分為高壓控制器、低壓控制器和組合體高低壓控制和壓差控制器。
1)高壓壓力控制器的作用是當(dāng)制冷壓縮機排氣壓力超過規(guī)定值時，高壓壓力控制器自動斷開電動機的電路，壓縮機停機，使壓縮機安全得以保護(hù)，同時自動控制系統(tǒng)發(fā)出報警信號。工作人員應(yīng)及時分析，找出故障原因，并正確處理后方可重新啟動。
2)低壓壓力控制器的作用是當(dāng)壓縮機吸氣壓力低于規(guī)定值時，低壓壓力控制器自動斷開電動機電路，壓縮機停機，避免系統(tǒng)內(nèi)壓力低于大氣壓力，使空氣從管路連接處和軸封處滲入制冷系統(tǒng)，影響制冷效果，起到低壓保護(hù)作用。另外低壓控制器還用于制冷系統(tǒng)中其他設(shè)備的低壓保護(hù)。
3)高低壓力控制器是將高壓過高和低壓過低保護(hù)兩部分合并裝在一個殼體內(nèi)，其工作過程為：當(dāng)蒸氣壓力過高達(dá)到壓力控制器設(shè)定值上限時，波紋管克服高壓彈簧力的作用，使頂桿推動跳板并帶動微動開關(guān)動作。一方面使觸點斷開，電路斷電，制冷壓縮機停止運行，同時發(fā)出報警信號；另一方面跳腳板上凸緣被扣住自鎖。工作人員應(yīng)及時找出故障原因，并正確處理后按動復(fù)位按鈕解除自鎖，微動開關(guān)觸點閉合，通電后制冷壓縮機開始工作。當(dāng)蒸氣壓力過低，低于壓力控制器設(shè)定值下限時，低壓調(diào)節(jié)彈簧向下推動跳腳板，并帶動微動開關(guān)動作，觸點變化，電路斷電，制冷壓縮機停止運行。低壓壓力控制器在吸氣壓力升到規(guī)定值后，微動開關(guān)重新連通電路。
壓力控制器作為制冷空調(diào)設(shè)備的安全裝置，本身應(yīng)先做到正常、安全使用，壓力控制器高壓部分調(diào)定壓力為1.65～1.7MPa,低壓部分調(diào)定壓力為比最低蒸發(fā)溫度低5℃時的壓力。壓力(壓差)控制器應(yīng)垂直安裝在振動小的地方，并應(yīng)檢查預(yù)調(diào)控制壓力。壓差控制器兩端，高、低壓連接管應(yīng)連接正確，不可接反。
壓力控制器要定期校驗，除按規(guī)定值調(diào)壓外，還要檢查刻度和電信號能否及時發(fā)出，同時還應(yīng)注意波紋管和氣箱是否有泄漏，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，不能帶故障運行，避免制冷設(shè)備及人身安全事故發(fā)生。
4)壓差控制器分油壓差控制器和空氣壓差控制器兩種。在制冷系統(tǒng)中，為了使壓縮機各運動摩擦件能達(dá)到良好的潤滑，大、中型制冷系統(tǒng)必須保證潤滑油應(yīng)有一定的壓力。在實際制冷運行中潤滑油的壓力是油壓表所指示的壓力與壓縮機吸氣壓力的差值。因此，油壓的控制其本質(zhì)是油壓差的控制。油壓差控制器的作用是用于制冷壓縮機的油壓差保護(hù)，使油壓差在一定值范圍內(nèi)，保證潤滑系統(tǒng)正常工作，避免制冷壓縮機因缺油造成機械故障、壓縮機損壞等事故的發(fā)生。當(dāng)油壓力差低于設(shè)定值時，壓差控制器開始動作，自動斷開電路，使制冷壓縮機停止工作。
(3)安全閥
安全閥是制冷系統(tǒng)中受壓容器的安全保護(hù)裝置。當(dāng)受壓容器內(nèi)制冷壓力超過規(guī)定值時安全閥能自動開啟，排出受壓容器內(nèi)具有過剩壓力的制冷劑。當(dāng)受壓容器內(nèi)壓力恢復(fù)到規(guī)定值時，安全閥將自動關(guān)閉。制冷系統(tǒng)中的冷凝器、高壓儲液器、氨液分離器、中間冷卻器，以及低壓循環(huán)儲液器等均應(yīng)安裝安全閥。
安全閥的結(jié)構(gòu)常采用彈簧式，其工作原理是依靠安全閥內(nèi)彈簧彈性力來平衡閥瓣脫開閥座時所承受的力，彈簧被壓縮，閥瓣向上運動，說明容器內(nèi)壓力超過規(guī)定壓力值，此時安全閥開啟，一部分制冷劑氣體排到大氣中。當(dāng)容器內(nèi)制冷劑壓力低于規(guī)定壓力值時，安全閥關(guān)閉。
另外，還有一種封閉式彈簧安全閥。它能將壓力超過規(guī)定值的制冷劑液排至低壓循環(huán)儲液器中，既保證制冷劑的回收，也避免污染環(huán)境。
安全閥閥瓣開啟度與壓力容器內(nèi)設(shè)計壓力有關(guān)。區(qū)別于一般壓力容器，制冷系統(tǒng)壓力容器內(nèi)的制冷劑，尤其是氨制冷劑對環(huán)境造成影響的同時，還會帶來諸如爆炸、燃燒等安全隱患，所以安全閥設(shè)定值壓力應(yīng)高于設(shè)計壓力的1.05～1.1倍。這樣既能保證安全閥在受壓容器內(nèi)超過規(guī)定值時能自動開啟，同時也避免因受壓容器內(nèi)壓力小的波動造成安全閥的誤開啟操作，確保系統(tǒng)良好的密封和系統(tǒng)運行的安全。
壓縮機和制冷設(shè)備上的安全閥，應(yīng)每年由法定校驗部門校驗一次并鉛封。開啟一次須重新校驗。
首先要保證安全閥的材質(zhì)安全、耐用，在受壓容器內(nèi)與制冷劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不產(chǎn)生腐蝕作用。其次要求針對不同的制冷劑選用不同的安全閥。受壓容器壓力、溫度不同，應(yīng)選用與之相匹配的安全閥。
高壓容器常選用彈簧式安全閥，而壓力不高、溫度較高的受壓容器則選用杠桿式安全閥。
(4)緊急泄氨器
當(dāng)發(fā)生重大事故或出現(xiàn)不可抗拒自然災(zāi)害時，使用緊急泄氨器將制冷系統(tǒng)中的氨液與水混合；稀釋成氨水溶液迅速排入下水道，以保證人員、設(shè)備安全。需要緊急泄氨時，先開啟緊急泄氨器的進(jìn)水閥，再開啟進(jìn)氨液閥，氨液經(jīng)過布滿小孔的內(nèi)管流向殼體內(nèi)腔并溶解于水中，成為氨水溶液，再由排泄管安全地排放到下水道中。緊急泄氨器不工作時，應(yīng)定期檢查閥門及連接管道，保證暢通。
2.斷水保護(hù)裝置
在制冷系統(tǒng)運行過程中，常常由于水泵或其他方面原因，造成冷卻水供水中斷。在高壓壓力控制器保護(hù)失靈的情況下，斷水會造成壓縮機損壞以及冷凝器等壓力容器壓力過高，輕者影響制冷系統(tǒng)的正常工作，重者可能發(fā)生爆炸。即使安全閥等保護(hù)裝置不失靈，因斷水導(dǎo)致的制冷劑的外泄也將對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響，甚至引發(fā)火災(zāi)。同時因冷媒水泵故障、水管路堵塞，造成冷媒水?dāng)嗔�，冷媒量不足，冷�?fù)荷過小,蒸發(fā)溫度過低，會使冷媒水凍結(jié)，將蒸發(fā)器脹裂，甚至在短時間內(nèi)凍壞蒸發(fā)器。因此，為了保證機器設(shè)備使用安全，避免因此而產(chǎn)生更大的人身設(shè)備事故，通常在壓縮機冷卻水出水口、冷凝器出水口以及冷媒水系統(tǒng)中裝設(shè)斷水保護(hù)裝置，以便自動切斷電動機電源并發(fā)出報警信號。
設(shè)備中一般采用晶體管水流繼電器斷水保護(hù)裝置。如圖6—21所示，在壓縮機和冷凝器冷卻水管上或冷媒水系統(tǒng)中，安裝一對電接點，其作用是當(dāng)有水流通過時，電接點通過水導(dǎo)通，繼電器工作并發(fā)出電信號，此時壓縮機正常工作或可以正常啟動。若水流中斷，繼電器電接點斷開，壓縮機因斷電而停車或不能啟動，避免造成設(shè)備事故發(fā)生。考慮到水流中經(jīng)常有氣泡產(chǎn)生，使繼電器誤操作，而斷水不會立即引起事故，所以應(yīng)使繼電器延時(一般為15s)動作，如繼電器在延時時間內(nèi)恢復(fù)正常工作，則壓縮機將繼續(xù)運行。
3.溴化鋰吸收式機組的安全保護(hù)裝置
溴化鋰吸收式機組的安全保護(hù)，按故障發(fā)生的程度可劃分為兩種：一為重故障保護(hù)，二是輕微故障保護(hù)。重故障保護(hù)是針對機組設(shè)備發(fā)生的異常情況而采取的保護(hù)措施。冷媒水流量過小、高壓發(fā)生器溶液溫度過高、高壓發(fā)生器壓力過高、屏蔽泵過載、冷卻水?dāng)嗨⒗鋮s水低溫等均屬于重故障。這些系統(tǒng)故障發(fā)生并導(dǎo)致安全保護(hù)裝置動作后，必須檢測設(shè)備，查出機組異常工作的原因，并排除故障。然后，通過人工啟動的方式使機組恢復(fù)正常運行。輕微故障保護(hù)是針對機組偏離正常工況而采取的一種保護(hù)措施。通常，機組自動控制系統(tǒng)能夠根據(jù)異常情況采取相應(yīng)保護(hù)措施。它將自動調(diào)節(jié)運行參數(shù)使之恢復(fù)到正常狀態(tài)，以及自動啟動機組重新運行。冷媒水低溫、冷劑水低溫及溶晶管高溫等均屬于輕微故障保護(hù)范圍。
(1)安全保護(hù)主要元器件
1)溫度傳感器。溴化鋰吸收式機組中常用的測溫元件是熱電偶或熱電阻。熱電偶測溫以熱電現(xiàn)象為基礎(chǔ)，通過測量被測端與參考端之間的熱電勢來獲得被測端與參考端之間的溫差。測溫原理是根據(jù)金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的性質(zhì)，將電阻值的變化用二次儀表測量出來，達(dá)到測溫目的。
2)壓力傳感器。常用壓力傳感器包括電阻式壓力傳感器和電容式壓力傳感器。
3)靶式流量控制器。靶式流量控制器采用靶式傳感器，與執(zhí)行器配套，主要用于冷水、冷卻水系統(tǒng)或其他流體回路的流量控制及報警。
它是將流體作用在測量元件靶上的力，轉(zhuǎn)換為電信號而測量出流體流量的裝置。一旦水流發(fā)生變化，靶片受到的作用力與彈性力平衡受到破壞，靶片轉(zhuǎn)動推動微動開關(guān)，使電路斷開或閉合發(fā)出報警或控制信號。每個靶式流量控制器上有三副靶片。不同的管徑和流量選用不同的靶片，以達(dá)到最佳調(diào)節(jié)目的。
4)氣體切斷閥。氣體切斷閥有手動球閥和電動氣體球閥，電動執(zhí)行機構(gòu)也可接受手動信號，也可以接受開關(guān)量自動控制信號，通斷氣源。它是一種可完成自動控制的氣體切斷閥。
5)火焰檢查器、燃燒監(jiān)視繼電器。燃燒器中使用的火焰檢查器通常是紫外線火焰檢查器。燃燒監(jiān)視繼電器由火焰指示器與繼電電路組成。燃燒監(jiān)視繼電器接收來自火焰指示器的信號輸入，通過繼電電路輸出開關(guān)量信號。它的功能是，通過火焰石英管檢測火焰。在燃燒器的點火或運行過程中，一旦發(fā)現(xiàn)無火焰信號，即發(fā)出信號給氣體切斷閥，切斷燃料供給，停機并報警，使機組轉(zhuǎn)入稀釋運行。
(2)機組安全保護(hù)系統(tǒng)
1)蒸發(fā)器保護(hù)裝置。在冷劑水或冷水管道中安裝溫度控制器或流量控制器以保護(hù)蒸發(fā)器。蒸發(fā)器是機組制取冷量和輸出冷量的設(shè)備。冷水機組是用水作為載冷劑的，所以要注意水結(jié)冰給機組帶來的危害。機組在正常工況下運行，載冷劑帶走的冷量必須與機組制冷量相匹配，才能保持蒸發(fā)器內(nèi)的溫度和冷水溫度的穩(wěn)定。一旦載冷劑帶走的冷量小于機組制冷量，冷水溫度會逐漸降低。冷水溫度低于冰點，會產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象導(dǎo)致蒸發(fā)器破裂，造成重大事故。造成事故的原因一般有兩個：一是由于外界負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于機組制冷量，二是由于設(shè)備中的一些故障導(dǎo)致冷水溫度下降，例如冷水泵發(fā)生故障、冷水系統(tǒng)中管道閥門未開、管道中雜質(zhì)過多堵塞過濾裝置等。
2)高壓發(fā)生器安全裝置。高壓發(fā)生器是機組溶液循環(huán)中溫度和壓力最高的部位。溴化鋰溶液的防結(jié)晶和保持恒液位，是突出的安全保護(hù)問題。在機組運行中，溴化鋰溶液溫度低于21℃或溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時會發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。而結(jié)晶的產(chǎn)生會使機組循環(huán)產(chǎn)生障礙，無法正常工作。
高壓發(fā)生器發(fā)生壓力超高現(xiàn)象，其主要原因是：蒸氣調(diào)節(jié)閥失控而開啟過大，系統(tǒng)內(nèi)存在不凝性氣體，冷卻水溫度過高等。一般采用的保護(hù)方法是，檢測高壓發(fā)生器內(nèi)的壓力，安裝壓力控制器。當(dāng)高壓發(fā)生器內(nèi)壓力超過95kPa時，壓力控制器作用，發(fā)出報警信號，關(guān)閉熱源，機組轉(zhuǎn)入稀釋運行狀態(tài)。壓力降至90kPa時，機組重新啟動運行。
3)低壓發(fā)生器保護(hù)裝置。雖然控制了溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但若稀溶液溫度過低，也會在低溫溶液熱交換器濃溶液出口處產(chǎn)生結(jié)晶。為此，在低壓發(fā)生器液囊中裝有自助溶晶管，并在溶晶管上裝有溫度繼電器。當(dāng)溶晶管高溫時，表示機組中出現(xiàn)了結(jié)晶現(xiàn)象，溫度繼電器動作報警，同時切斷熱源轉(zhuǎn)入稀釋運行。
4)吸收器和冷凝器保護(hù)裝置。與發(fā)生器中安全保護(hù)類似，吸收器安全保護(hù)主要是防止溶液發(fā)生結(jié)晶問題。吸收器中吸收熱通過冷卻水帶走，冷卻水的溫度及流量決定了吸收器中吸收熱的情況，同時決定吸收效果。
5)屏蔽泵。屏蔽泵是整個系統(tǒng)溶液循環(huán)的動力，對機組的正常運行起著關(guān)鍵作用。
6)機組。機組的安全保護(hù)主要涉及機組內(nèi)的真空度保護(hù)。溴化鋰機組是在真空狀態(tài)下工作的，一旦機組發(fā)生泄漏，系統(tǒng)中將混入不凝性氣體，降低機組的吸收和蒸發(fā)效果，送往吸收器的稀溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高，導(dǎo)致發(fā)生器出口濃溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高而發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。因此，要在自動抽氣裝置集氣筒上設(shè)置真空檢測儀表，以便隨時監(jiān)控機組內(nèi)的真空度，一旦發(fā)生泄漏，便立即報警并啟動真空泵工作。
4.直燃型溴化鋰吸收式機組安全保護(hù)系統(tǒng)
直燃型機組與蒸氣型機組的主要區(qū)別在熱源方面。許多部件上的安全保護(hù)裝置相同，但由于熱源不同，直燃型機組有一些特殊的安全保護(hù)裝置。
(1)安全點火裝置
直燃式機組的燃燒系統(tǒng)分為主燃燒系統(tǒng)和點火燃燒系統(tǒng)。主燃燒系統(tǒng)是機組的加熱源。點火燃燒系統(tǒng)作用是輔助主燃燒器點火。一旦主燃燒器正常工作，點火燃燒器便自動熄火。如果點火失敗，受火焰檢測器控制的主燃料閥不會打開，防止燃料大量溢出，引發(fā)事故。
(2)燃?xì)鈮毫ΡＷo(hù)裝置
燃?xì)鈮毫^高或過低，都會影響燃燒過程。機組工作時需要保持燃料壓力相對穩(wěn)定。當(dāng)燃?xì)鈮毫Σ▌映^允許范圍時，壓力控制器立即動作，發(fā)出報警信號，同時迅速切斷燃料供給，停止燃燒過程，并使機組轉(zhuǎn)入稀釋運行狀態(tài)。
(3)熄火自動保護(hù)系統(tǒng)
熄火自動保護(hù)裝置的功能是當(dāng)燃燒器點火失敗或在正常運行中火焰熄滅時，能夠迅速切斷燃料供給，并使機組轉(zhuǎn)人稀釋運行狀態(tài)。熄火自動保護(hù)工作后，需查明原因。機組重新運行時，需人工復(fù)位。熄火保護(hù)的關(guān)鍵部件是火焰檢測器，當(dāng)它檢測出熄火信號后，燃燒繼電器動作、指示、報警、切斷燃料供給，使機組轉(zhuǎn)人稀釋運行。
(4)燃?xì)飧邷乜刂破?/span>
當(dāng)煙氣溫度高于300℃時，機組將自動停止運行。
(5)風(fēng)壓過低自動保護(hù)
風(fēng)壓過低，說明送風(fēng)系統(tǒng)阻力過大或發(fā)生故障，空氣流量不足以維持正常的燃燒。當(dāng)空氣壓力低于490Pa時，保護(hù)系統(tǒng)將及時切斷燃料供給，停止燃燒過程，使機組轉(zhuǎn)入稀釋運行。
(6)燃燒器風(fēng)扇過流保護(hù)
為防止燃燒器風(fēng)扇故障，應(yīng)在燃燒器風(fēng)扇電動機電路中，安裝熱繼電器做過載保護(hù)，安裝熔斷器做短路保護(hù)。若風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，機組自動停止運行。
