labconco冷凍干燥機是一種優(yōu)質(zhì)的干燥方法，凍干機作為冷?凍干燥工藝的核心設(shè)備， 已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在制藥、生?物制品、食品加工等領(lǐng)域。筆者結(jié)合多年凍干機維修?管理工作，對凍干機在日常生產(chǎn)活動中的制冷系統(tǒng)、?真空系統(tǒng)常見故障進行分析，特別是通過兩個實際案?例進行分析， 對這一類故障提出針對性解決方案。

1?? labconco冷凍干燥原理及凍干機組成

物質(zhì)在自然界中以氣、液、固三種形態(tài)存在， 其 構(gòu)成大部分是水， 水在維持其構(gòu)造、機能方面起著重?要作用，提取出水分或降低水的活動即可降低物質(zhì)?活性。冷凍干燥是將物質(zhì)先預(yù)凍結(jié)為固態(tài)， 然后使其?中的水從固態(tài)升華為氣態(tài)， 以除去物質(zhì) 95% ~ 99.5%?的水分的保存方法。冷凍干燥分為預(yù)凍結(jié)、升華干燥?(第一期干燥) 、解吸干燥(第二期干燥) 三個過程。

凍干機主要由凍干箱體、擱板、冷凝器、制冷系?統(tǒng)、真空系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、CIP 系統(tǒng)、SIP 系?統(tǒng)、主控系統(tǒng)等組成。

2 ??制冷系統(tǒng)的組成

制冷系統(tǒng)被稱為凍干機的“心臟”，普遍采用機?械式動力制冷，一般采用制冷壓縮機作為制冷的動?力，也有采用液氮制冷的方式。以制冷壓縮機作為制?冷動力的凍干機制冷系統(tǒng)由壓縮機 (螺桿式壓縮機?或活塞式壓縮機) 、冷凝器(水冷凝器或風(fēng)冷凝器) 、?膨脹閥(熱力膨脹閥或電子式膨脹閥) 和蒸發(fā)器(冷?阱或板式換熱器) 所構(gòu)成， 主要為凍干工藝過程中產(chǎn)?品前期預(yù)凍結(jié)提供冷量，以及為后期冷阱盤管捕集升華水汽的凝華提供冷量。

冷阱的主要功能是吸附凍干箱內(nèi)升華的水蒸汽，?一般按凍干機擱板面積的 0.9 ~ 1.4 倍來匹配冷阱的?冷凝表面積，結(jié)構(gòu)為圓筒型容器， 位于凍干箱后面， 分?立式冷阱和臥式冷阱兩種。冷阱上有制冷接口、抽空?閥接口?、溫度探頭接口、化霜管道接口、視鏡等。

在設(shè)計凍干機時，考慮到凍干機對制冷要求的?特殊性，其主要由以下部件組成： 壓縮機、制冷劑、水

冷凝器、油分離器、電磁閥、膨脹閥、冷阱、干燥過濾?器、能量調(diào)節(jié)器(CPCE) 、安全閥、制冷管路等組成。

3 labconco凍干機真空系統(tǒng)的組成

凍干機真空系統(tǒng)由真空泵組、前箱、后箱(冷凝?器) 、蘑菇閥、蝶閥、真空儀表、真空閥門和真空管道?等組成。

產(chǎn)品中的水分只有在真空狀態(tài)下才能很快升華，?達到干燥的目的。真空泵通過抽空閥抽冷阱， 再通過?主閥抽凍干箱， 使冷阱、凍干箱形成真空， 一方面促使?凍干箱內(nèi)的水分在真空狀態(tài)下蒸發(fā)(升華) ，另一主面?該真空系統(tǒng)在冷凝器和凍干箱之間形成一個真空梯?度(壓力差)?，使前箱水分升華后被冷凝器捕獲。真空?系統(tǒng)的真空度應(yīng)與產(chǎn)品的升華溫度和冷凝器的溫度?相匹配，真空度過高、過低都不利于升華。

4 ? labconco凍干機常見故障維修

 

4.1 ?制冷系統(tǒng)泄漏故障

制冷系統(tǒng)泄漏主要表現(xiàn)為：

(1) 低壓端與高壓端泄漏：原因是設(shè)備在運行過程中的震動及壓縮機起停時的沖擊導(dǎo)致銅管裂縫、?接口端喇叭口、法蘭盤螺絲松動及密封墊圈破損、老化失去彈性而不密封等。

(2) 高壓端泄漏表現(xiàn)為：設(shè)備運行時高壓壓力走?低，制冷劑越來越少， 如不能找到漏點會導(dǎo)致設(shè)備制冷效果不好或不制冷。

(3) 低壓端泄漏表現(xiàn)為：設(shè)備運行時因漏點系統(tǒng)?會吸入大量空氣， 導(dǎo)致高壓壓力不斷升高、高壓指針?擺動大， 從而設(shè)備無法運行。處理這類故障首先要判斷出泄漏發(fā)生在哪些位?置才好找出漏點， 也才能完全解決問題， 不停地添加?制冷劑只能短暫解決問題但會帶來更大的隱患。檢?漏方法很多但常用方法是充氮氣打壓，在可疑部位?噴肥皂水進行檢漏。

4.2 ? labconco凍干機制冷效果不好故障

制冷效果不好主要表現(xiàn)冷阱或凍干箱內(nèi)溫度達?不到要求，原因也是多方面的，要具體情況具體分?析，常見的原因有：

(1) 泄漏導(dǎo)致制冷劑量不足或膨脹閥開啟不合理。

(2) 制冷系統(tǒng)堵塞， 如過濾器堵塞、電磁閥損壞?失效。

處理這類故障要看設(shè)備具體表現(xiàn)情況才好判斷?原因，只有找準原因也才能完全解決故障。如：壓縮?機結(jié)霜嚴重，但隔板溫度達不到設(shè)定溫度或壓縮機?溫度較高， 而吸氣閥處不見掛霜， 此種現(xiàn)象表示問題?出在膨脹閥上， 處理方法只有調(diào)節(jié)膨脹閥， 使壓縮機?工作達到最佳狀態(tài)； 設(shè)備溫度降不下來， 吸氣閥處不?掛霜，且吸氣壓力較低這種現(xiàn)象說明問題出在制冷?劑上，只有適當(dāng)補充制冷劑才能解決問題； 制冷系統(tǒng)?堵塞一般常見的是油垢堵在某個閥門或過濾器上，?只有找到堵塞部位和原因， 并進行清洗或更換， 問題?才能解決。

4.3 ?高壓端壓力報警故障

凍干機運行過程中高壓端壓力報警屬頻發(fā)故?障，當(dāng)壓縮機的排氣壓力大于高壓繼電器設(shè)置壓力?時，報警就會出現(xiàn)， 消除方法是手動復(fù)位高壓繼電器?上的復(fù)位按鈕。報警消除是容易， 但要保證不再發(fā)生?就要找到形成報警的原因，從源頭上解決才是正確的操作。形成高壓報警的原因很多， 常見的有：

(1) 冷卻水溫度高、冷卻水流量低或管道堵塞，?要確認冷卻水工況條件是否滿足工藝要求、定期對冷卻水管道進行清洗等。

(2) 制冷劑添加過多， 也會造成排氣壓力升高，?這時要適量排出多余制冷劑。

(3) 檢查高壓排氣閥是否開啟或損壞，使得凍干?機高壓端排氣不通暢也會造成高壓報警。

4.4 ?壓縮機油壓差低故障

壓縮機起動 90 s?后油壓差繼電器將起作用，若?此時沒有油壓差， 壓縮機會出現(xiàn)油壓差報警并停機。?對于凍干機油壓差低報警情況，應(yīng)從以下幾方面進行檢查：

(1) 檢查油壓差繼電器是否因故障導(dǎo)致其沒有及?時復(fù)位，此時需更換油壓差繼電器或手動按下復(fù)位按鈕進行報警消除。

(2) 檢查油路是否存在泄漏現(xiàn)象、曲軸箱內(nèi)油面?液位，判斷是否需補充油量或是其他原因造成油泵吸不到油， 此時一般需更換新的油分離器。

(3) 檢查冷凍油顏色，是否因運行時間長而變臟， 已造成油泵過濾器堵塞，此時需對冷凍油進行整體更?換并清潔堵塞的過濾器。

4.5 ?真空泵性能下降， 真空度低

對于凍干產(chǎn)品， 真空度至關(guān)重要。真空度應(yīng)與產(chǎn) 品的升華溫度和冷凝器的溫度相匹配， 真空度過高、?過低都不利于升華。這個故障常見的原因有：

(1) 泄漏，只有逐一檢查可能的漏點，如管路、各?類閥門、密封墊圈、冷阱、凍干箱體等，找到了漏點故?障即可解決。

(2) 堵塞，對真空管路、過濾器等進行排查，找到?堵塞位置， 及時清理或更換過濾器濾芯。

(3) 真空泵故障， 對真空泵進行故障維修或更換。

(4) 冷凝器化霜不徹底，導(dǎo)致凍干箱體底部有積?水而影響真空泵抽真空。

5 ??案例分析

5.1 ?凍干機制冷系統(tǒng)故障

(1) 故障描述

凍干機制冷時間延長，壓縮機需工作很長時間?才能將溫度拉到設(shè)定溫度。出現(xiàn)這種情況后， 為了保?證生產(chǎn)正常進行維修人員會采取一些應(yīng)急方法， 如?添加一定量制冷劑，這樣能使凍干機制冷時間恢復(fù)正常，但生產(chǎn)幾批后老問題又再次出現(xiàn)。

(2) 故障分析

這種故障表現(xiàn)是典型的制冷劑泄漏問題，并且?可以肯定的是低壓端泄漏問題。壓縮機運行時， 當(dāng)泄?漏發(fā)生在低壓端時，?高壓端壓力表會走高， 甚至指針?會擺動不停； 當(dāng)泄漏發(fā)生在高壓端時， 高壓端壓力表?會偏低， 因為制冷劑在減少。

維修人員添加一定量制冷劑是應(yīng)急方法，不是?解決之道， 因為不找到泄漏點， 一味地添加制冷劑會?導(dǎo)致壓縮機制冷系統(tǒng)吸入大量空氣，使壓縮機高壓壓力不斷升高從而無法正常運行， 這是得不償失的。

(3) 故障排除

生產(chǎn)間隙， 維修人員用肥皂水進行查漏，最終在 一根銅管接口處發(fā)現(xiàn)了漏點。松開接口在喇叭口旁?找到一處約 1 cm 長的裂紋， 估計是做喇叭口時就有 損傷了，只是沒漏， 隨著設(shè)備運行時會有震動及長時?間的使用，導(dǎo)致了泄漏。

經(jīng)過更換銅管，重新加注了新的制冷劑后設(shè)備?已正常運行了約 2 個月未在出現(xiàn)這類故障，從而肯?定該故障徹底解決了。

5.2 ?凍干機水冷凝器故障

(1) 故障描述

壓縮機高壓端壓力偏高、高壓報警，制冷效果不好。

(2) 故障分析

凍干機制冷系統(tǒng)中水冷凝器的傳輸介質(zhì)一般是?冷卻水，其作用是將高溫高壓的氣態(tài)制冷劑的熱量?帶走并使制冷劑冷凝成液體。在凍干機設(shè)計之初， 對?冷卻水的流量、壓力、進出水溫差等都有明確允許范?圍。冷凝器的換熱效率高低直接關(guān)系到凍干機制冷?效果。常用的判斷方法是看冷卻水壓力、用手摸摸冷?凝器的進水與出水端是否有明顯溫差及冷凝器表面?溫度是否異常偏高。眾所周知， 工業(yè)化生產(chǎn)狀態(tài)螺桿?壓縮機冷卻方式用的都是水冷凝器。為節(jié)約生產(chǎn)成?本、節(jié)能減排， 冷卻水的供給一般采用一幢樓(或一?個廠區(qū)) 集中循環(huán)式供應(yīng)。循環(huán)管路一般選用碳鋼?管，隨著使用時間加長碳鋼管內(nèi)壁會有大量雜質(zhì)產(chǎn)?生，這些雜質(zhì)會沉積在循環(huán)管道內(nèi)壁、冷凝器盤管內(nèi)?壁等從而降低冷凝器換熱效率。

經(jīng)過檢查冷卻水循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)給水水壓約為?5.5 MPa、溫度為 7.2 ℃，回水水壓約為 6 MPa、溫度?為 10.7 ℃，因此判斷冷卻水循環(huán)系統(tǒng)工作是正常的。?用手摸冷凝器進出水管兩端、冷凝器表面發(fā)現(xiàn)水管?兩端溫差不大， 但冷凝器表面溫手， 估計是冷凝器盤管堵塞或結(jié)垢，?使其換熱效率降低。

(3) ? labconco凍干機故障排除

如圖 1 所示，水冷凝器冷卻水進水管內(nèi)壁雜質(zhì)很?多，易造成堵塞， 必須定期清洗。如圖 2 所示凍干機水?冷凝器化學(xué)清洗現(xiàn)場及清洗液殘留物，從殘留物可以?看出水冷凝器內(nèi)部也是非常臟的，盤管內(nèi)壁雜質(zhì)、結(jié)?垢很嚴重且清洗液殘留物表面有一定的油質(zhì)， 用自來水循環(huán)清洗不容易被清理，必需要用專業(yè)的管道清洗?劑或酸堿化學(xué)溶液才能將其清洗干凈。

經(jīng)過維修技術(shù)人員對冷卻水循環(huán)管路、冷凝器?的化學(xué)溶液清洗， 冷凝器工作正常， 壓縮機的高壓端?壓力降低、制冷效果也得到大大提高。

通過這個案例維修制訂了針對冷水機組、冷卻?水循環(huán)管道、冷凝器(換熱器) 等設(shè)備(施) 的定期化?學(xué)溶液清洗文件。對于效益較好采用產(chǎn)品附加值較?高的企業(yè)，建議在冷卻水循環(huán)管的選擇上是 304 不?銹鋼管而不是碳鋼管。

6???結(jié)論

在設(shè)備運行過程中發(fā)生故障在所難免，當(dāng)故障?發(fā)生時維修人員應(yīng)當(dāng)保持清醒意識，透過現(xiàn)象看到?本質(zhì)，找到故障根源， 采取有效可行措施，只有這樣?才能避免故障進一步擴大， 才能徹底解決問題。對于凍干機的常見故障， 結(jié)合多年實踐經(jīng)驗， 凍干機在使?用過程中企業(yè)應(yīng)重視每月定期的日常維護保養(yǎng)工作?及每?2 年左右邀請凍干機廠家工程師對設(shè)備制冷、?真空、液壓等系統(tǒng)進行檢查或維護保養(yǎng)工作。

只有做好設(shè)備清潔、制冷劑定期檢查、冷動油和?過濾器定期更換等工作才能最大程度降低設(shè)備故?障，使設(shè)備隨時處于最佳工作狀態(tài)， 這也才能為企業(yè)?帶來更大的效益。