摘要: 臥式殼管式蒸發(fā)器的液位是制冷系統操作管理者正常操作、故障分析與判斷的主要依據。根據臥式殼管式蒸發(fā)器的工作原理，針對工程設計、現場(chǎng)施工的失誤，分析液位不穩的原因，指出臥式殼管式蒸發(fā)器液位計應選用的類(lèi)型及改造的步驟方法，確保了制冷系統的正常運行。
1 背景介紹
廣西某化工實(shí)業(yè)有限公司購進(jìn)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(chǎng)家提供的結構示意圖見(jiàn)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(shí)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(chǎng)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。
制冷系統調試運行時(shí)，發(fā)現防霜磁翻板液位計的底部開(kāi)始有氨氣泡形成，徐徐上升到液面消失，并且液面上下浮動(dòng)，幅度較大，不能穩定在某一位置內。隨著(zhù)系統的運行，液位計的下部開(kāi)始結露、結霜，結霜高度逐漸增加，并由霜轉化為冰，無(wú)法觀(guān)察到液位，見(jiàn)圖 2。同時(shí)，螺桿式制冷壓縮機出現了“潮車(chē)”現象。由于操作者無(wú)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(shí)，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(zhù)物料負荷的增加，制冷劑沸騰加劇，液位大幅度上下浮動(dòng)。由于蒸發(fā)器與液位計上下連通，防霜磁翻板液位計也會(huì )出現氣泡上升、液位不穩的現象。液位計內部的制冷劑氣化時(shí)，吸收外界環(huán)境熱量，空氣中水蒸氣遇冷出現結露、結霜、結冰的現象。當蒸發(fā)器內部的液位過(guò)高或劇烈沸騰時(shí)，制冷劑氣體攜帶制冷劑液滴進(jìn)入螺桿式制冷壓縮機，出現“潮車(chē)”現象。
3 解決方案
通過(guò)原因分析，防霜磁翻板液位計內液位不穩、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(diǎn)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、外部結霜的現象，就不會(huì )出現。更換油包式液位計按以下步驟進(jìn)行。
1． 現場(chǎng)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(guò) 管 道、閥 門(mén) 連 接 而成。油包是油包式液位計的關(guān)鍵部件，容積過(guò)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，現場(chǎng)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(guān)閉臥式殼管式蒸發(fā)器的供液閥，啟動(dòng)制冷壓縮機，反復、多次對蒸發(fā)器抽真空，當關(guān)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(kāi)蒸發(fā)器上部液位計控制口法蘭，然后再打開(kāi)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(wú)異味。
3． 安裝油包式液位計。根據現場(chǎng)的臥式殼管式蒸發(fā)器的實(shí)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、安全員現場(chǎng)監督的情況下，實(shí)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(guò)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(wú)泄漏原因引起壓力變化，排除氮氣。稍微開(kāi)啟蒸發(fā)器出氣閥，利用系統壓力向蒸發(fā)器充入 0． 2 MPa 的氨氣，用酚酞試紙檢查無(wú)泄漏。
5． 向油包加入潤滑油。結合圖 4 說(shuō)明: 關(guān)閉閥A、D，打開(kāi)閥 B、C，通過(guò)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(shí)，停止加油，擰緊加油絲堵，關(guān)閉閥 B，打開(kāi)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(guān)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(mén)和油包液位計的閥A、C、D 處于開(kāi)啟狀態(tài)。 4 實(shí)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、穩定，沒(méi)有出現液位計結霜的情況，操作人員根據液位情況，適時(shí)調節蒸發(fā)器供液閥的開(kāi)啟度，制冷壓縮機無(wú)“潮車(chē)”現象出現，保證了系統的安全運行、物料的正常降溫。