چه چیزی باعث خرابی چیلر صنعتی می شود و چگونه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه می تواند عمر سرویس را افزایش دهد؟

علل اصلی چیلر صنعتی شکست هستند خرابی کمپرسور، از دست دادن مبرد، رسوب کندانسور، رسوب گیری اواپراتور و خطاهای کنترل الکتریکی - به ترتیب فرکانس و هزینه. چیلری که به طور غیرمنتظره ای در یک محیط تولید از کار می افتد، معمولا باعث می شود 10،000 تا 100،000 دلار هزینه توقف برنامه ریزی نشده در هر حادثه ، بسیار فراتر از هزینه سالانه یک برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه ساختاریافته است. یک برنامه PM خوب اجرا شده که فواصل سرویس را افزایش می دهد و خرابی های مراحل اولیه را برطرف می کند، می تواند عمر مفید چیلر را از 15 تا 20 سال به 25 تا 30 سال برساند. ، در حالی که کارایی را در 5 تا 10 درصد عملکرد پلاک نام در سراسر حفظ می کند. بخش های زیر هر حالت خرابی، علائم هشدار دهنده آن و اقدامات تعمیر و نگهداری خاصی که از آن جلوگیری می کند را مشخص می کند.

شش حالت خرابی چیلر صنعتی اولیه

هر حالت خرابی دارای یک مکانیسم متمایز، مجموعه ای مشخص از نشانگرهای هشدار اولیه و یک اقدام متقابل تعمیر و نگهداری مستقیم است. درک هر شش مورد از رایج ترین اشتباه در مدیریت چیلر جلوگیری می کند: درمان علائم به جای علل.

خرابی کمپرسور: پرهزینه ترین و قابل پیشگیری ترین خرابی

کمپرسور قلب هر سیستم چیلری است و تا حد زیادی گران‌ترین قطعه برای تعویض است. هزینه تعویض کمپرسور در چیلر صنعتی متوسط (100 تا 500 کیلووات) 8000 تا 45000 دلار به تنهایی در قطعات ، با نیروی کار و شارژ مبرد 3000 تا 8000 دلار دیگر اضافه می کند. در بیشتر موارد، خرابی کمپرسور ناگهانی نیست - این نقطه پایانی یک فرآیند تخریب پیشرونده با علائم هشدار دهنده واضح و قابل تشخیص هفته ها یا ماه ها قبل از خرابی فاجعه آمیز است.

مایع اسلاگینگ

مبرد مایع یا روغنی که وارد پورت مکش کمپرسور می‌شود باعث شوک هیدرولیکی می‌شود که دریچه‌ها را خم می‌کند، پیستون‌ها را خرد می‌کند و روکش‌های اسکرول را از بین می‌برد. این تنها شایع ترین علت خرابی ناگهانی کمپرسور است. خراش مایع ناشی از سوپرگرم مکش ناکافی - مبرد قبل از ورود به کمپرسور به طور کامل تبخیر نشده است. حداقل سوپرگرم مکش ایمن برای اکثر مبردها است 5-10 درجه سانتی گراد ; خوانش های زیر این آستانه یک وضعیت هشدار بحرانی است. دلایل آن عبارتند از شارژ بیش از حد مبرد، خرابی شیر انبساط یا تغییرات بار سریع که سیستم نمی تواند به آنها پاسخ دهد.

آلودگی و خرابی روغن

روغن کمپرسور از طریق اکسیداسیون، جذب رطوبت و رقیق شدن مبرد تجزیه می شود. روغن تخریب شده شاخص ویسکوزیته و استحکام فیلم خود را از دست می دهد و امکان تماس فلز به فلز در یاتاقان ها و سطوح اسکرول را فراهم می کند. عدد اسید روغن بالای 0.1 میلی گرم KOH/g آستانه تعویض اجباری روغن است در اکثر مشخصات سازنده کمپرسور. نمونه برداری سالانه روغن و آنالیز آزمایشگاهی تقریباً 150 تا 300 دلار در هر واحد هزینه دارد که در مقابل هزینه جایگزینی کمپرسور که می تواند از آن جلوگیری کند ناچیز است.

دمای تخلیه بالا

دمای تخلیه پایدار بالاتر 120 درجه سانتی گراد به کربن شدن روغن، سایش سوپاپ و خرابی عایق سیم پیچ موتور به طور همزمان سرعت می بخشد. دمای تخلیه بالا ناشی از نسبت تراکم بالا (ناشی از فشار مکش کم یا فشار متراکم بالا)، شارژ کم مبرد یا مکش محدود است. نظارت بر دمای تخلیه به طور مداوم و هشدار در 115 درجه سانتی گراد فراهم می کند 10-30 دقیقه هشدار قبل از اینکه آسیب حرارتی برگشت ناپذیر شود.

نشت مبرد: قاتل های کارآیی خاموش

نشت مبرد به ندرت باعث خاموش شدن فوری چیلر می شود - در عوض باعث کاهش تدریجی و تدریجی ظرفیت خنک کننده و راندمان می شود که به راحتی می توان آن را به اشتباه به افزایش بار فرآیند یا شرایط محیطی نسبت داد. یک چیلر که در 10 درصد کم شارژ مبرد تقریباً 20 درصد از ظرفیت خنک کننده خود را از دست می دهد در حالی که کمپرسور با قدرت تقریباً کامل به کار خود ادامه می دهد - شرایطی که به طور همزمان انرژی را هدر می دهد و سایش کمپرسور را از طریق نسبت تراکم بالا تسریع می کند.

جایی که نشت رخ می دهد

• مفاصل لحیم شده و گشاد شده: خستگی ناشی از ارتعاش در طول سال‌ها کار، فیله‌های لحیم کاری را ترک می‌کند و اتصالات فلر را شل می‌کند. تمام اتصالات در فاصله 300 میلی متری کمپرسور به دلیل دامنه ارتعاش بیشترین خطر را دارند.
• مهر و موم شفت (کمپرسورهای درایو باز): سایش و تخریب الاستومر اصلی ترین نقاط نشتی در کمپرسورهای اسکرو درایو باز و کمپرسورهای گریز از مرکز هستند. عمر مهر و موم به طور معمول است 3-7 سال تحت شرایط عملیاتی عادی
• هسته های شیر شریدر: اینها اغلب پس از تعمیر به دلیل گشتاور نادرست یا هسته های آسیب دیده نشت می کنند. آنها سهم نامتناسبی از تلفات کوچک اما مزمن مبرد را به خود اختصاص می دهند.
• دیواره های لوله اواپراتور و کندانسور: حفره‌های ناشی از خوردگی در لوله‌های مبدل حرارتی مسی یا فولادی، مسیرهای نشتی ایجاد می‌کنند که به مبرد اجازه می‌دهد مدار آب فرآیند را آلوده کند - یک حالت شکست با عواقب ثانویه جدی برای تجهیزات فرآیند.

بر اساس مقررات F-Gas قابل اجرا در اتحادیه اروپا و قوانین مشابه در بسیاری از حوزه های قضایی دیگر، چیلرهایی با شارژ مبرد بالاتر 5 تن معادل CO2 نیاز به بررسی نشتی هر 3-12 ماه بسته به اندازه شارژ، با نتایج ثبت شده در یک ثبت تجهیزات قانونی الزامی.

رسوب کندانسور: بزرگترین هزینه انرژی پنهان

رسوب کندانسور شایع ترین علت افزایش مصرف انرژی در چیلرهایی است که از نظر مکانیکی سالم هستند. همچنین ساده ترین راه برای پیشگیری است. افزایش 1 درجه سانتی گراد در دمای چگالش، مصرف برق چیلر را تقریباً 2 تا 3 درصد افزایش می دهد. . یک کندانسور هوا خنک با رسوب زیاد که 10 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای چگالش طراحی خود کار می کند مصرف کننده است. 20 تا 30 درصد برق بیشتر از یک واحد تمیز با ظرفیت یکسان - هزینه ای که در هر ساعت کار بی سر و صدا جمع می شود.

رسوب کندانسور هوا خنک

انسداد باله از گرد و غبار، الیاف معلق در هوا، دانه های چوب پنبه و حشرات مکانیسم اولیه در واحدهای خنک کننده با هوا است. در محیط های صنعتی با ذرات معلق در هوا، فین کویل ها می توانند برسند 40 تا 60 درصد انسداد در عرض 6 ماه بدون تمیز کردن تمیز کردن با آب کم فشار یا محلول پاک کننده کویل جریان هوا را به طور کامل بازیابی می کند و طول می کشد 1-3 ساعت در هر واحد - یکی از بالاترین وظایف تعمیر و نگهداری ROI در مدیریت چیلر.

جرم گیری کندانسور آب خنک

در کندانسورهای آب خنک، رسوب کربنات کلسیم بر روی دیواره لوله با سرعتی که توسط سختی آب، دما و چرخه های غلظت تعیین می شود، رسوب می کند. یک لایه مقیاس از فقط 0.4 میلی متر مقاومت حرارتی را تا 40 درصد افزایش می دهد. ، افزایش فشار متراکم و دمای تخلیه کمپرسور به طور متناسب. مسواک زدن لوله یا رسوب زدایی شیمیایی هر 12 تا 24 ماه از رسیدن رسوب به این آستانه جلوگیری می کند. تصفیه آب با بازدارنده های رسوب و کنترل خونریزی برای حفظ چرخه های غلظت پایین تر 4-6 فرکانس تمیز کردن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

کیفیت آب فرآیند: علت اصلی خرابی اواپراتور و پمپ

کیفیت پایین آب فرآیند اغلب نادیده گرفته شده ترین متغیر تعمیر و نگهداری در عملکرد چیلر صنعتی و علت اصلی رسوب گیری اواپراتور، حفره شدن پمپ و خرابی لوله ناشی از خوردگی است. پارامترهای کیفیت آب باید به طور فعال مدیریت شوند، نه اینکه فرض شوند - شیمی آب فرآیند در طول زمان از طریق تبخیر، آلودگی و تخلیه شیمیایی تغییر می کند.

پارامترهای حیاتی کیفیت آب

خرابی های برق و کنترل: احتمال کم، پیامد بالا

خرابی های الکتریکی در چیلرهای صنعتی کمتر از خرابی های مکانیکی یا یخچالی است، اما تشخیص و تعمیر سریع به طور نامتناسبی دشوار است. خرابی برد کنترل یا استارت موتور آسیب دیده می تواند چیلر را زمین کند 3-10 روز در حالی که قطعات جایگزین تامین می شوند - بسیار طولانی تر از بسیاری از تعمیرات مکانیکی.

تخریب عایق سیم پیچ موتور

سیم‌پیچ‌های موتور کمپرسور و پمپ از طریق چرخه حرارتی، ورود رطوبت و تغییرات ولتاژ تخریب می‌شوند. تست مگاهم سالانه سیم پیچ موتور (تست مقاومت عایق در 500 ولت یا 1000 ولت DC) روند کمی را ارائه می دهد که خرابی سیم پیچ را قبل از وقوع پیش بینی می کند. یک سیم پیچ موتور سالم می خواند > 100 MΩ ; خوانش های زیر 10 MΩ نشان دهنده خطر خرابی قریب الوقوع است و قبل از شروع بعدی تحقیقات را تضمین می کند.

اتصالات الکتریکی شل

چرخه حرارتی باعث می شود که پیچ های ترمینال و اتصالات باس بار به تدریج شل شوند و گرمایش مقاومتی در اتصالات ایجاد شود. یک ارتباط با 50 میلی اهم مقاومت اضافه شده حمل 100 آمپر 500 وات گرما در آن نقطه تولید می کند - برای سوختن عایق، راه اندازی سفرهای مزاحم و در نهایت ایجاد خطاهای قوس کافی. ترموگرافی مادون قرمز سالانه پانل الکتریکی، با چیلر تحت بار کامل، نقاط داغ را به صورت نامرئی و غیر تهاجمی شناسایی می کند - یکی از مقرون به صرفه ترین ابزارهای نگهداری پیشگیرانه موجود است.

برد کنترل و دریفت سنسور

سنسورهای دما و فشار در طول زمان تغییر می‌کنند. چیلری که بر اساس قرائت سنسور به نقطه تنظیم کنترل می‌شود 2 درجه سانتی گراد بالاتر از حد واقعی آب فرآیند را 2 درجه سانتیگراد گرمتر از حد تعیین شده تحویل می دهد - باعث ایجاد مشکلات کیفی در فرآیند می شود که به نظر می رسد به چیلر مربوط نباشد. بررسی کالیبراسیون سالانه همه سنسورها در برابر یک ابزار مرجع، با جایگزینی هر سنسوری که بیش از ± 0.5 درجه سانتیگراد یا ± 1٪ فشار در مقیاس کامل ، کمتر از 500 دلار هزینه دارد و از افت کیفیت فرآیند سیستماتیک جلوگیری می کند.

چگونه یک برنامه PM ساختاریافته عمر سرویس چیلر را افزایش می دهد

یک برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه فقط از خرابی ها جلوگیری نمی کند - بلکه کارایی را حفظ می کند، اسناد انطباق قانونی را ارائه می دهد و داده های روند عملکرد مورد نیاز برای برنامه ریزی جایگزینی سرمایه را به جای واکنش به خرابی های اضطراری تولید می کند. پرونده مالی ساده است: هزینه PM سالانه برای یک چیلر صنعتی 200 کیلوواتی با کارایی 2000 تا 6000 دلار ; یک خرابی برنامه ریزی نشده کمپرسور و خرابی مرتبط معمولا هزینه دارد 35000-90000 دلار .

چک های ماهانه (در سطح اپراتور)

• فشار مکش، فشار تخلیه، سوپرهیت مکش، دمای ساب خنک کننده، تامین و برگشت آب و کشش آمپر کمپرسور را ثبت کنید. ورود به سیستم در برابر مقادیر پایه ایجاد شده در هنگام راه اندازی - روندها بیشتر از خوانش های منفرد اهمیت دارند .
• نرخ جریان آب فرآیند را در برابر ارزش طراحی بررسی کنید. الف کاهش بیش از 10٪ از پایه نشان دهنده انسداد فیلتر، سایش پمپ، یا رسوب اواپراتور است و تحقیقات فوری را تضمین می کند.
• بررسی بصری لکه روغن مبرد در مفاصل و اتصالات - قابل اطمینان ترین نشانگر میدانی نشت مبرد در حال توسعه.
• آزمایش pH آب فرآیند و غلظت بازدارنده؛ دوز مورد نیاز برای حفظ مشخصات.

چک های فصلی (سطح تکنسین)

• کویل های کندانسور هوا خنک را با شستشوی آب کم فشار یا پاک کننده کویل تایید شده تمیز کنید. در محیط های گرد و غبار، به ماهانه افزایش دهید.
• صافی های موجود در مدارهای آب فرآیند و کندانسور را بازرسی و تمیز کنید.
• تمام اتصالات الکتریکی را از نظر محکم بودن بررسی کنید. بازگشت به مشخصات سازنده
• وضعیت مهر و موم مکانیکی پمپ را بررسی کنید - به دنبال رسوبات کریستالی یا گریه در سطح مهر و موم باشید که نشان دهنده خرابی قریب الوقوع آب بندی است.
• شارژ مبرد را با بررسی دمای فرعی و گرمایش در برابر مقادیر طراحی سیستم بررسی کنید.

خدمات سالانه (سطح مهندس تبرید)

• تست کامل نشت مبرد با استفاده از نشت یاب الکترونیکی در تمام اتصالات، شیرها و مبدل های حرارتی. نتایج لاگ در ثبت تجهیزات مطابق مقررات مورد نیاز است.
• نمونه برداری روغن و آنالیز آزمایشگاهی - تعداد اسید، میزان رطوبت، تعداد ذرات و ویسکوزیته. اگر تعداد اسید از 0.1 میلی گرم KOH/g یا رطوبت از 50 پی پی ام بیشتر شد، روغن را تعویض کنید.
• تست مقاومت عایق موتور روی همه موتورها روند نتایج سال به سال.
• تأیید کالیبراسیون تمام سنسورهای دما، مبدل های فشار، و دبی سنج ها در برابر ابزارهای مرجع.
• بازرسی و مسواک زدن لوله کندانسور آب خنک - در صورت مشکوک بودن به خوردگی حفره ای، ضخامت دیواره لوله را با گیج اولتراسونیک اندازه گیری کنید.
• بازرسی شیر انبساط و فیلتر خشک کن - اگر نشانگر رطوبت اشباع را نشان می دهد یا اگر رطوبت نمونه روغن از آستانه فراتر رفت، هسته فیلتر خشک کن را تعویض کنید.
• تجزیه و تحلیل ارتعاش در یاتاقان‌های کمپرسور و پمپ - نشانه‌های ارتعاش روند سایش یاتاقان را 3 تا 6 ماه قبل از خرابی در بیشتر موارد مشخص می‌کند.

ارزیابی عملکرد: چگونه بفهمیم چیلر شما ضعیف است؟

قوی ترین ابزار در تعمیر و نگهداری چیلر، یک خط پایه عملکرد است که در زمان راه اندازی ایجاد شده و به طور مداوم در طول عمر تجهیزات ردیابی می شود. بدون خط مبنا، تخریب نامرئی است تا زمانی که به شکست تبدیل شود.

شاخص عملکرد کلیدی برای ردیابی است ضریب عملکرد (COP) = ظرفیت خنک کننده تحویلی ÷ توان الکتریکی مصرف شده . یک چیلر جدید با درجه COP 3.5 که اکنون در COP 2.8 تحت بار و شرایط محیطی یکسان اندازه گیری می شود در 80 درصد از راندمان طراحی آن است - مصرف 25 درصد برق بیشتر به ازای هر کیلووات خنک کننده از آنچه باید باشد. این شکاف راندمان، کمیت شده و در طول زمان روندی را طی می‌کند، در مقایسه با بازرسی‌های بصری به تنهایی، زمینه‌های اقتصادی را برای مداخلات تعمیر و نگهداری یا جایگزینی سرمایه ایجاد می‌کند.

• کاهش COP 5-10٪: مطابق با رسوب کندانسور یا تلفات جزئی مبرد. تمیز کردن و شارژ مجدد معمولاً عملکرد را به طور کامل بازیابی می کند.
• کاهش COP 10-20٪: نشان دهنده رسوب قابل توجه، کم شارژ مبرد یا سایش دریچه کمپرسور است. بازرسی کامل مهندس تبرید را تضمین می کند.
• کاهش COP بالای 20٪: نشان دهنده تخریب مکانیکی است که بعید است با تمیز کردن به تنهایی معکوس شود. برنامه ریزی برای تعمیرات اساسی یا جایگزینی را در پنجره تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده بعدی شروع کنید.

خلاصه برنامه تعمیر و نگهداری و انتظارات عمر خدمات

جدول زیر برنامه کامل PM را با نتایج مورد انتظار عمر سرویس تحت رژیم های نگهداری مختلف ادغام می کند. این ارقام از داده های میدانی صنعت در سراسر تاسیسات چیلر صنعتی با هوا خنک و آب خنک در محیط های تولیدی به دست آمده است.